JP2004518795A - 表面を改質するための被覆組成物 - Google Patents

Abstract

あらゆる種類の軟質表面及びある場合には硬質表面に表面を改質する利益を付与するために、ナノ粒子システムを含み、採用する、被覆組成物、方法、及び製造物品を開示する。実施形態によっては、ナノ粒子を好適な担体媒質中に分散させることによって、改質された表面に対する多目的利益を生む、被覆組成物、方法、及び製造物品の形成が可能になる。これらの表面改質は、長期持続性又は半永久的な多目的利益を生み出すことができ、この利益には、実施形態によっては、そのようなナノ粒子システムで改質させていない表面に対し、以下の表面特性、洗浄性、湿潤性、液体の染み透り性、快適性、汚染耐性、汚れ除去、悪臭制御、表面摩擦の改質、軟質表面上の磨耗に対する損傷の軽減、及び色強化の少なくとも１つの改善を含むことができる。

Description

【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００１年１月３０日出願の米国仮特許出願第６０／２６５，０１３号の出願日遡及の利益を享受する。
【０００２】
（発明の技術分野）
本発明は、あらゆる種類の軟質表面及び場合によっては硬質表面に表面改質利益を付与するために、ナノ粒子システムを含むか又は用いる、被覆組成物、方法、及び製造物品に関する。
【０００３】
（発明の背景）
粘土、シリケート、及びアルミナのような無機微粒子は、ある種の帯電防止制御及び／又は布地柔軟化利益を付与するために、添加洗剤及び洗濯化合物と併せて広く使用されてきた。
【０００４】
従来技術で実施された一つの手法は、無機微粒子を使用する帯電防止利益を開示している。そのような使用について記載する特許には、米国特許第３，５９４，２１２号、及び米国特許第３，８６２，０５８号が挙げられる。
【０００５】
布地柔軟化の利益については、従来技術で広く開示されている。そのような使用を記述している特許には、米国特許第３，８８６，０７５号、米国特許第４，８０６，２５３号、米国特許第４，８８５，１０１号、米国特許第５，００４，５５６号、米国特許第５，０１９，２９２号、米国特許第５，２０９，８５７号、及び米国特許第５，７２１，２０５号が挙げられる。
【０００６】
一般に、カーペットのようなある種の繊維製品の洗浄、清浄化、及び脱臭に無機微粒子を使用できることが周知である。例えば、米国特許第３，７１６，４８８号（スティーブンス（Ｓｔｅｖｅｎｓ）Ｊ＆Ｃｏ）、第３，７３６，２５９号（コルゲート・ポマリブ（Ｃｏｌｇａｔｅ Ｐｏｍａｌｉｖｅ））、第４，０３５，１４８号（Ｐ＆Ｇ）、第４，０９０，９７４号（ＦＭＣ）、第４，５６６，９８０号（クリエイティブ・プロダクツ（Ｃｒｅａｔｉｖｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ））、第４，５８１，３８５号及び第４，８７３，０００号（スターリング・ドラッグ（Ｓｔｅｒｌｉｎｇ Ｄｒｕｇ））を参照のこと。実際には、これらの洗浄性組成物中で使用される粘土は、粒度が１０〜６０μｍ（１０，０００〜６０，０００ナノメートル）である。
【０００７】
他の特許及び特許公報には、第３，９３６，５３７号（Ｐ＆Ｇ １９７６年）、第３，９５４，６３２号（Ｐ＆Ｇ １９７６年）、第３，９６２，１００号（Ｐ＆Ｇ １９７６年）、第３，９８９，６３１号（Ｐ＆Ｇ １９７６年）、第４，１７８，２５４号（Ｐ＆Ｇ １９７９年）、第４，８４４，８２４号（Ｐ＆Ｇ １９８９年）、第５，２０９，８５７号（リーバー（Ｌｅｖｅｒ）１９９３年）、日本特許６１７２６５７（日本シリカ（Ｎｉｐｐｏｎ Ｓｈｉｒｉｋａ）１９９４年）、欧州特許７５３５６７（Ｐ＆Ｇ １９９７年）、国際公開第０１／３２８２０号（ヘンケル（Ｈｅｎｋｅｌ）２００１年）、国際公開第０１／４４４２５号（リーバー（Ｌｅｖｅｒ）２００１年）、国際公開第０１／４４５６１号（リーバー（Ｌｅｖｅｒ）２００１年）、及び国際公開第０１／８３６６２号（ヘンケル（Ｈｅｎｋｅｌ）２００１年）が挙げられる。
【０００８】
様々な天然繊維、人工繊維、及び／又は合成繊維を含有する、生地又は布地材料の特性を改善するための方法が必要とされていることは明白である。合成ポリエステル若しくはナイロンのようなある種の繊維の疎水性性質、又は材料（例えば、綿）の「経年変化」による布地の疎水性改質は、多数の軟質表面性能の問題を引き起こす。それには、疎水性汚れの除去がより困難になること（洗浄性）、洗浄溶液から汚れを引き離す力が大きくなること（白さ／再付着／汚染耐性）、身体の汚れを保持する力が大きくなること（悪臭）、退色における問題が大きくなること（色制御）、並びに布地を通して湿分を輸送する能力が低下すること（湿潤性及び快適性）が含まれる。また、消費者の用途にさらに対応するために、これらの改質された表面利益を、長期持続的又は半永久的にすることも引き続き必要とされている。
【０００９】
（発明の概要）
本発明は、あらゆる種類の軟質表面及び場合によっては硬質表面に表面改質利益を付与するために、ナノ粒子システムを含むか又は用いる、組成物、方法、及び製造物品に関する。実施形態によっては、これらの利益を、長期持続的又は半永久的にすることができる。これらの多目的利益には、このようなナノ粒子システムで改質されていない表面に対して、表面洗浄性、湿潤性、染み透り性、快適性、汚染耐性、汚れ除去、悪臭制御、表面摩擦の改質、磨耗に対する損傷の軽減、及び色強化特性のうちの１つ以上の改善を含んでもよい。本発明には、多数の非限定的な実施形態がある。本発明の「実施形態」として単に記載されているだけの場合でも、本発明の範囲を制限するものとして本明細書で明確に記載されていない限り、すべての実施形態は非限定的なものとされる（すなわち、これらに加えて、他の実施形態が存在し得る）。
【００１０】
本発明の非限定的な一実施形態では、（ａ）有効量のナノ粒子、（ｂ）任意選択的に界面活性剤、（ｃ）任意選択的に、前記ナノ粒子に関連した、親水性、疎水性、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される特性を示す１つ以上の帯電官能化分子、（ｄ）任意選択的に一種以上の添加成分、及び（ｅ）好適な担体媒質を含む、軟質表面被覆組成物が提供される。
【００１１】
他の非限定的な実施形態では、（ａ）被覆組成物を軟質表面に適用する工程、（ｂ）被覆組成物を軟質表面上で乾燥させて、軟質表面上に被覆を形成する工程、並びに（ｃ）任意選択的に、工程（ａ）及び（ｂ）を必要に応じて繰り返す工程を含む、軟質表面を改質するために被覆組成物を使用する方法を提供する。
【００１２】
他の非限定的な実施形態では、噴霧散布器のようなアプリケータ、浸漬容器、ホース噴霧散布器取付け器具、布地、及び／又はスポンジを含む製造物品が提供され、このアプリケータは、（ａ）液体、液体濃縮物、ゲル、粉末、錠剤、顆粒、及びこれらの混合物からなる群から選択される物理形態の本発明による被覆組成物、（ｂ）任意選択的に脱イオン水供給源、（ｃ）任意選択的に水道水供給源、並びに（ｄ）任意選択的に、軟質表面を改質するために被覆組成物を前記アプリケータから軟質表面上に散布する指示を含む、アプリケータに関連する一組の使用説明書を包含している。
【００１３】
軟質表面の改質における表面被覆の使用は、本来ならば消費者が承服し難い、検出可能な（例えば、目に見えるか又は臭気のある）残留物を後に残さないものにすべきである。他の種類の表面改質剤（例えば、被膜形成ポリマー）に勝るナノ粒子被覆の利点とは、本質的に目に見えない被膜を表面上に提供できることである。適当なナノ粒子被覆組成物によって透明被覆を提供してもよいし、又は繊維製品表面の独特の色強化を提供するために被覆組成物を選択してもよい。色強化は、退色した又は擦り切れた衣類及び繊維製品の色を回復させ、及び／又は色の損失を防ぐものである。あるいは、ナノ粒子の付着を促進し、表面改質の寿命を改善するために、ナノ粒子を親水性表面ポリマーのような送達剤と組み合わせることもできる。
【００１４】
本発明の有益剤材料（すなわちナノ粒子システム）で処理された基質は、様々な実施形態で、そのような有益剤材料で処理していない基質に比べ、洗浄性、湿潤性、染み透り性（そのような基質を通る湿分／液体の輸送）、快適性、汚染耐性、汚れ除去、悪臭制御、表面摩擦の改質、磨耗に対する損傷の軽減、及び色強化特性における、より大きな改善を示すようになり得る。
【００１５】
前述及び他の実施形態、目的、特徴、及び利点は、次の詳細な説明、実施例、及び添付の特許請求の範囲から明らかになる。
【００１６】
本明細書のすべてのパーセンテージ、割合、及び比率は、特に指示がない限り、生成物の重量を基準にする。
【００１７】
（発明の詳細な説明）
定義
本明細書で使用する時、用語「被覆」とは、表面又はその一部を完全に覆う被覆（例えば、連続被膜（表面上に被膜を形成するものを含む））と同様に、乾燥後に表面上の被覆範囲に隙間を残す被覆のような、表面を部分的にだけ覆うことのある被覆（例えば、不連続被覆）を含む。後者の被覆の区分には、覆われた部分及び覆われていない部分の網状構造、並びにナノ粒子間に空間を有することのある表面上のナノ粒子分散が挙げられるが、これらに限定されない。実施形態によっては、被覆が、被覆された表面上に少なくとも一層のナノ粒子層を形成し、実質的に均一であることが好ましい。しかしながら、本明細書に記載の被覆が表面に適用されるものとして記載される時には、被覆は必ずしも表面全体に適用される必要はなく、又は表面全体を覆うものとして理解される。例えば、表面の一部分を改質するためだけに被覆を適用する場合でも、被覆が表面に適用されるものとみなす。
【００１８】
光活性ナノ粒子は、被覆を活性化するためにＵＶ又は可視光を必要とするナノ粒子で、それによって被覆が親水性になるものであり、それについては、日本特許１１１８１３３９Ａ２、日本特許１１１７２２３９Ａ２、日本特許１０２９７４３６Ａ２、日本特許１００４６７５９Ａ２、日本特許０９０５６５４９Ａ２、日本特許００１２８６７２Ａ２、日本特許０００９６８００Ａ２、日本特許１１３００３０３Ａ２、日本特許１０２３７４３１Ａ２、日本特許１０２１２８０９Ａ２、日本特許０９２３０１０７Ａ２、及び日本特許０９２２８０７２Ａ２に示されている。前記活性化を達成するために必要なＵＶ又は可視光の強度は、一般に、太陽光に匹敵するものである。
【００１９】
軟質表面
本明細書の関心事である軟質表面には、布地、衣類、繊維製品、及び被膜を含むが、これらに限定されず、あらゆる既知の種類の軟質表面を含むことができる。ある実施形態では、軟質表面が、１つ以上の繊維を含んでもよい。繊維は、動物、植物、鉱物、又は合成物を起源とする、微細な毛髪様構造として定義される。市販の繊維は、直径が、約０．００１ｍｍ（約０．００００４インチ）未満から約０．２ｍｍ（約０．００８インチ）より大きい値までの範囲にあり、いくつかの異なる形態、短繊維（ステープル繊維又は細断繊維として知られる）、連続単繊維（フィラメント又はモノフィラメント）、連続フィラメントの撚っていない束（単繊維束（ｔｏｗ））、及び連続フィラメントの撚り束（編み糸（ｙａｒｎ））にされる。繊維は、その起源、化学構造、又はその両方によって分類される。それらは、編んでロープ及び縄索類にすることもでき、フェルト（不織布又は不織布地とも呼ばれる）にすることもでき、織って若しくは編んで繊維製品布地にすることもでき、又は高強度繊維の場合には、複合物、すなわち２つ以上の異なる材料から製造される製品で、補強剤として使用することもできる。
【００２０】
軟質表面は、天然に製造された繊維（天然繊維）、人によって製造された繊維（合成繊維若しくは人工繊維）、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。天然繊維の例には、羊毛、絹、毛皮、及び毛髪のような動物繊維、セルロース、綿、亜麻、リネン、及び麻のような植物繊維、並びにある種の天然発生鉱物繊維が挙げられるが、これらに限定されない。合成繊維は、天然繊維由来のものであることもできるし、又は天然繊維由来でないものであることもできる。天然繊維由来の合成繊維の例には、レーヨン及びリオセルが挙げられるが、これらに限定されず、その両方が天然多糖類繊維であるセルロース由来である。天然繊維由来でない合成繊維は、他の天然資源又は鉱物資源に由来し得る。天然資源由来の合成繊維の例には、デンプンのような多糖類が挙げられるが、これに限定されない。鉱物資源由来の繊維の例には、石油由来のポリプロピレン繊維及びポリエチレン繊維のようなポリオレフィン繊維、並びにガラス及びアスベストのようなシリケート繊維が挙げられるが、これらに限定されない。合成繊維は、通常、可能な場合には、流動体処理方法（例えば、樹脂若しくは溶液のような流動体の押出成形、延伸、又は紡糸）によって形成される。また、合成繊維は、固形物サイズ低減処理方法（例えば、モノリス、被膜、又は布地のような大きい物体の機械的裁断若しくは切断）によって形成される。
【００２１】
起源とは無関係に、今日では多くの合成繊維が、有機ポリマー材料由来であり、大きい有機巨大分子から構成される。ポリマー巨大分子は、一種以上の種類の複数の繰返し単位を含む。繰返し単位は、モノマーが反応して、繰返し単位の鎖又はストランドを形成した結果生成されるものである。ポリオレフィン巨大分子ストランドは、重合反応を加えることによって形成される。他の巨大分子ストランドのほとんどが、縮重合反応によって形成される。個々のストランドは、任意選択的に、分枝ストランドを有するもの又は有さないものであり得る。個々のストランドは、結晶性領域から非晶性領域までの範囲の様々な程度を有することが多い。繊維中の巨大分子は、熱可塑性又は熱硬化性であり得る。分解温度に達する前に、ある圧力で巨大分子ストランド間を流動点まで加熱することによって、熱可塑性繊維を柔軟化し得る。熱硬化性繊維は、通常、巨大分子のストランドの架橋に関連するものであり、加熱によって柔軟化し得るが、分解温度に達する前に流動点まで柔軟化することはできない。
【００２２】
多くの合成繊維は、巨大分子ストランドが予め形成されている１つ以上の樹脂から形成される。樹脂は、任意選択的に１つ以上の添加物を含むことができる。添加物の例には、界面活性剤、着色剤、溶媒、及びフリーラジカル反応開始剤のような架橋剤が挙げられるが、これらに限定されない。樹脂は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂のいずれかである。架橋前に流動する熱硬化性樹脂によって形成される繊維は、熱硬化性を生む繊維形成時又は繊維形成後に架橋することができる。一般的な合成繊維樹脂には、ナイロン（ポリアミド）、アクリル（ポリアクリロニトリル）、アラミド（芳香族ポリアミド）、ポリオレフィン（ポリエチレン及びポリプロピレン）、ポリエステル、ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、天然ゴム、ラテックス、及びスパンデックス（ポリウレタン）が挙げられるが、これらに限定されない。熱可塑性樹脂の場合、樹脂は、生産者グレード、再生品、又はこれらの組み合わせにすることができる。隣接する繰返し単位間に立体特異性のばらつきが存在し得る時には、所望の最終使用繊維特性を生む立体特異性のある樹脂を選択するように注意しなければならない。また、所望の中間体最終使用繊維特性を生む分子量分布の樹脂を選択するように、注意しなければならない。非限定的な例では、高分子量のアイソタクチックポリプロピレンは、得られる繊維構造が様々な中間体及び最終使用で望ましい多くの特性を有するため、ポリプロピレン繊維についての一般的に選択される樹脂である。シンジオタクチック及びアタクチックポリプロピレンは、様々な中間体及び最終特性を生む。
【００２３】
一種超過の繰返し単位を含有する合成繊維は、各巨大分子ストランド内で（コポリマー）、巨大分子ストランド間で（ホモポリマーブレンド）、若しくはこれらの組み合わせで（コポリマーブレンド）、繰返し単位を分子レベルで組み合わせることによって得ることができるし、又は個々のナノ領域、ミクロ領域、若しくはマクロ領域の相で、繰返し単位をより高いスケールのレベルにおいて組み合わせることによって得ることができる（例えば、多成分繊維）。多成分繊維の各成分は、ホモポリマー、コポリマー、又はこれらのブレンドを含むことができる。二成分繊維は、多成分繊維の一般的な形態である。コポリマー中の二種以上の種類のコポリマーは、無作為に、又は各種類のブロックを交互に配置することができる。様々な種類の繰返し単位のブロックを、そのそれぞれの端部で（ブロックコポリマー）、又は少なくとも１つのブロックのそれぞれの端部間で（グラフトコポリマー）、合わせて接合することができる。
【００２４】
不織布材料は、通常ウェブの形態の繊維から製造される種類の布地である。不織布ウェブについては、バトラー（Ｂｕｔｌｅｒ）Ｉ、バトラ（Ｂａｔｒａ）ＳＫら、不織布・布地ハンドブック（Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ Ｆａｂｒｉｃｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ）、不織布産業協会（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｎｏｎｗｏｖｅｎ Ｆａｂｒｉｃｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ）（１９９９）、並びにボーン（Ｖａｕｇｈｎ）ＥＡ、不織布選集及び技術参考資料（Ｎｏｎｗｏｖｅｎ Ｆａｂｒｉｃ Ｓａｍｐｌｅｒ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）、不織布産業協会（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｎｏｎｗｏｖｅｎ Ｆａｂｒｉｃｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ）に記載されている。
【００２５】
不織布ウェブは、繊維及びウェブがほぼ同時に形成される、直接押出成形法によって形成することができるし、又は明確に後の時点でウェブ内に配置できる予め形成された繊維によって形成することもできる。直接押出成形方法の例には、通常は層を形成する、スパンボンド法、メルトブロー法、溶媒紡糸法、電界紡糸法、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。「レイイング（ｌａｙｉｎｇ）」法の例には、湿式レイイング及び乾式レイイングが挙げられる。乾式レイイング法の例には、通常は層を形成する、エアレイイング、カーディング、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。前述の方法を組み合わせると、一般にハイブリッド又は複合物と呼ばれる不織布が生成される。組み合わせの例には、通常は層における、スパンボンド−メルトブロウン−スパンボンド（ＳＭＳ）、スパンボンド−カーディング（ＳＣ）、スパンボンド−エアレイド（ＳＡ）、メルトブロウン−エアレイド（ＭＡ）、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。直接押出成形を含む組み合わせは、直接押出成形法とほぼ同時点で（例えば、ＳＡ及びＭＡのスピンフォーム及びコフォーム）、又はその後の時点で組み合わせることができる。前述の例では、各方法によって一層以上の個々の層を形成することができる。例えば、ＳＭＳは、３層の「ｓｍｓ」ウェブ、５層「ｓｓｍｍｓ」ウェブ、又はこれらの妥当な任意の変形形態を意味することができ、小文字が個々の層を表し、大文字が類似の隣接層をまとめて表している。
【００２６】
不織布ウェブ中の繊維は、通常、重なり合う接合部のいくつかで、１つ以上の隣接繊維に接合している。これには、各層内での繊維の接合、及び一層より多くの層がある時の層間の繊維の接合が含まれる。繊維は、機械的な絡合、化学結合、又はこれらの組み合わせによって接合することができる。
【００２７】
機械的絡合方法には、中間体に関わる前記方法、中間体に関わらない前記方法、及びこれらの組み合わせが含まれる。理論に拘泥するものではないが、中間体は、それが接合している（例えば、物理吸着若しくはファンデルワールス相互作用）繊維表面内に分子レベルで部分的に拡散するか、さらに剛性になる（若しくは「固化する」）前に、ナノ領域、ミクロ領域、若しくはマクロ領域のレベルで表面の凹凸内又は繊維表面の曲率周りに流れるか、又はこれらの組み合わせである。中間体は、それが流れる繊維表面を柔軟化する溶媒の形態、流れた後で固化する接着剤のような流動体の形態、又はその少なくとも一部分が加熱若しくは加圧時に流れた後で再固化する熱可塑性結合剤繊維若しくは微粒子のような固形物の形態をとることができる。熱可塑性繊維結合剤の非限定的な分類は、融点の低いポリエチレンさやによって囲まれたポリプロポレン芯のような二成分繊維である。微粒子結合剤の非限定的な分類は、ラテックス結合剤である。熱又は圧力結合は、不織布繊維を必ずしも同じ程度まで流さずに、中間熱可塑性繊維又は微粒子結合剤を流すことができるが、ただしこれは不織布繊維、結合剤、及び不織布の方法が、該流れについて設計されている場合に言える（例えば、低融点の中間体又は熱的質量の少ない中間体を選択することによって）。ステッチボンディングは、繊維と層とを接合させる高速織機で、繊維の周りに縫糸（ｔｈｒｅａｄ）が結び付けられる中間体に関する、機械的絡合方法の他の例である。中間体に関わらない機械的絡合方法には、繊維表面の一部のような、繊維の一部分の拡散又は流れに関わる方法、及び流れに関わらない方法が含まれる。中間体には関わらないが流れには関わる機械的絡合方法の例には、ある種の熱又は圧力結合方法が挙げられるが、これらに限定されない。理論に拘泥するものではないが、前記熱及び圧力結合方法が行われる間、単成分若しくは多成分繊維のいずれかの繊維の表面の一部分は、それが接合している（例えば、物理吸着若しくはファンデルワールス相互作用）繊維表面内に分子レベルで拡散するか、さらに剛性になる（若しくは「固化する」）前に、ナノ領域、ミクロ領域、若しくはマクロ領域のレベルで表面の凹凸内若しくは繊維表面の曲率周りに流れるか、又はこれらの組み合わせである。熱結合は、伝導（例えば、熱カレンダー操作）、対流（例えば、高温気体の通過）、放射熱移動、又はこれらの組み合わせを介して達成することができる。中間体に関わらず、繊維表面の拡散又は流れにも関わらない機械的絡合方法の例としては、ニードルパンチング及び典型的には湿式絡合が挙げられるが、これらに限定されない。ニードルパンチング及び湿式絡合時には、繊維自体の一部分が曲がるか、又は針の移動若しくは水の噴出によって繊維上に付与される機械的な力により、近接する繊維の表面曲率の周りを移動する。理論に拘泥するものではないが、その曲がりくねった経路に沿った繊維間の摩擦が、その後の絡合を維持するのに十分な力を提供する。
【００２８】
化学的結合方法には、中間体に関わる方法、中間体に関わらない方法、及びこれらの組み合わせが含まれる。化学的結合方法は、通常、化学結合が形成されることを除いて、ある種の機械的絡合方法と同様に進行する。化学結合は、共有結合（結合力が大きい）から水素結合（結合力が小さい）まで多岐にわたる傾向にある。理論に拘泥するものではないが、ある種の化学結合又は化学吸着と、ある種の機械的絡合又は物理吸着との間の境界線は、認識する時によって異なることがあり、通常、所望の最終使用特性が得られれば、最終使用用途には比較的重要でない。
【００２９】
繊維及び不織布ウェブには、形成後に、追加処理を実施することができる。不織布ウェブについては、一般に、繊維を合わせて接合した後で追加処理を行う（後処理）。追加処理の例としては、機械的応力、化学添加物、又はこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。機械的応力は、機械方向（ＭＤ）、横機械方向（ＣＤ）、平面横断方向（ｚ方向）、又はこれらの組み合わせで加えることができる。機械的応力による手法は、当該技術分野において周知であり、ＭＤ歪みの付与、ＣＤ歪みの付与、及びｚ方向の穿孔又は切断が挙げられるが、これらに限定されず、すべて、様々な時間枠にわたってウェブの一部分又はウェブ全体にその多くを適用できる様々な技術によって実施される。機械的後処理の例としては、活性化、環状丸み付、セルフィング（ｓｅｌｆｉｎｇ）、延伸、切断、薄片化、及び穴抜き（ｐｕｎｃｈｉｎｇ）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００３０】
化学添加物による手法は、当該技術分野において周知である。化学添加物は、個々の繊維の一部分の周り又は全体の周り、又はウェブの片側若しくは両側に適用することができ、これは、様々な時間枠にわたってその多くが化学添加物を繊維若しくはウェブの一部分、すべての繊維、又はウェブ全体に適用できる様々な技術によって実施される。化学物質は、固相、液相、気相から、又は照射、照射による酸化、若しくはプラズマ処理のような高エネルギー表面処理の結果として、添加することができる。また、高エネルギー表面処理を用いて、繊維表面上又は繊維表面付近での材料の化学変化を促進することもできる。固相技術の非限定的な例は、落下時に気体（空気）が肉眼で見える粒子間で分散剤として働く撒布（ｓｐｒｉｎｋｌｉｎｇ）である。固相の他の非限定的な例は、分散剤として働き、肉眼で見える粒子を運ぶ気流（ａｉｒ ｓｔｒｅａｍ）である。気流の例では、空気が担体媒質になる。液相技術の例としては、噴霧、浸漬、キスロールのような１つ以上のローラによる転写、及び輪転印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷のような転写印刷が挙げられるが、これらに限定されない。液相添加物の例は、疎水性繊維の表面を親水性にする界面活性剤である。高エネルギー表面処理の例としては、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線処理、イオンビーム処理、電子ビーム処理、及びパルス状レーザを含むある種のレーザ処理が挙げられるが、これらに限定されない。ある種の高エネルギー表面処理の結果として生じる繊維表面上又は繊維表面付近の添加物又は化学物質の変化としては、表面付近の大気中酸素からのオゾンの形成、表面上でのフリーラジカル、電子、他の部分、又は完全帯電群の構築、及び表面内での候補である巨大分子の架橋が挙げられる。架橋の候補である巨大分子は、通常、ヒドロキシル基を含有する二重結合又は分枝のようなその鎖に官能基が付加されたものである。
【００３１】
ほとんどの高エネルギー表面処理に関連する一般的な制限とは、特に熱可塑性表面上における持続性である。様々な高エネルギー表面処理によって熱可塑性表面上に付与された電荷の一部又はすべては、時間が経過すると、時には数日又は数週間と測定される半減期で消失する傾向にある。特定の理論に拘泥するものではないが、この現象の説明の１つは、一部又はすべての電荷と大気中の酸素ガスとの反発力である。ほとんどの熱可塑性ポリマーの表面可動性により、一部又はすべての電荷がポリマー相内部に回転して進入し、その場所で隠れ、結果として表面に接触する群から接近不可能になることがある。
【００３２】
繊維の高エネルギー表面処理に関連する制限は、通常、同じ材料の被膜、これに限るものではないが特に非穿孔被膜に関する制限を越える。特定の理論に拘泥するものではないが、重要な差異は、表面の幾何学形状である。被膜は、ナノ領域レベルでは三次元的な表面地形を有するが、高エネルギー表面処理の目的では、繊維に比べ、より大きいスケールではほぼ二次元とみなすことができる（長さ及び幅が厚さよりも顕著に大きく、厚さは縁部でしか有意でない）。繊維性布地を含め、繊維の三次元幾何学形状では、厚さ寸法が被膜の場合よりも有意である。多くの被膜とは対照的に、複数の繊維は、表面積を構成する複数の縁部を形成する。さらに、ほとんどの布地は、布地の片側の最外繊維の表面全体にわたって描くことのできる仮想的な平面に隣接していない繊維表面を有する。実際、前記隣接していない繊維表面の一部分は、しばしば隠れた領域とみなすことができる。高エネルギー表面処理、又は高エネルギー表面処理によって形成された結果の群を、隠れた領域に部分的又は完全に貫通させることが、ほとんどの繊維性布地に関連する制限である。前記制限は、時に、シャドーイング（ｓｈａｄｏｗｉｎｇ）と呼ばれる。対照的に、表面積及びナノ領域の地形が繊維性表面積と同等である、繊維性布地と同じ材料で構成された非穿孔被膜のような一般的な被膜には、隠れた領域がほとんどない。同等の分量の高エネルギー表面処理に曝露されると、前記繊維性布地に比べ、前記被膜の表面積のより大きな部分が曝露される。これが、通常、被膜表面における、布地中の繊維表面よりも平均して高い電荷密度を生む。電荷が消失すると、繊維性布地の制限が続く。繊維性布地は大きな表面積を有しており、初めは、外側を向いている繊維表面上に主に位置する電荷が、その表面積全体にわたって消失する。非限定的な一例は、およそ長さ１メートル、幅１メートル、厚さ１５０ミクロンのアイソタクチックポリプロピレン樹脂から構成される被膜を、不織布の片側の最外繊維表面全体にわたって描くことのできる仮想平面間で測定した時の厚さが約１５０ミクロンである、アイソタクチックポリプロピレンスパンボンド不織布と比較するものである。この場合、繊維性表面積は、前記被膜表面積とほぼ同じである。前記スパンボンド不織布は、さらに多くの数の隠れた領域を有する。
【００３３】
不織布ウェブは、通常、厚さよりも幅が大きく、幅よりも長さが大きい。不織布ウェブは、最終使用製品自体を構成するか、又は後で他の中間製品に加工して、最終的には最終使用製品にできる、中間製品を構成する。最終使用用途に向けて加工する前に中間製品として保管する時には、不織布ウェブは、普通、巻き付けて巻物にされるか（ロールストック）、又は花綱にして束にされる。
【００３４】
不織布ウェブは、普通、他の不織布ウェブ又は被膜と接合されて、複合ウェブを形成する。これらのウェブは、前述のようにして接合することができ、普通、積層体と呼ばれる。積層体の非限定的な例は、不織布を微小多孔質被膜のような被膜に接合する、おむつのバックシートのような使い捨て吸収性製品のバックシートである。積層体中の様々な層の幅のばらつきが、複合体ウェブを生み出す。個々の断片、通常は最終製品片に切断される前の吸収性製品ウェブが、積層体ウェブ、及び通常は複合体ウェブの例である。
【００３５】
様々な条件下で中間体及び最終製品に重要な、音響及び熱性能、引っ張り強度及び破裂強度、寸法安定性、剛性、弾力性、ドレープ性、柔軟性、流体輸送性又は撥水性、耐磨耗性、静電気、及び他のウェブ特性は、製造過程時に構築される。成形繊維製品の場合、形状を合致させ、結果として嵌合及び仕上げを改善し、設置を容易にするための可変の厚さ、密度、及び表面適合性を有する、防音設計における大きな自由度が設計技術者に与えられる。成形繊維製品は、広範囲の重量、密度、及び形状で製造される。
【００３６】
ナノ粒子システム
ナノ粒子システムは、所望の利益を生むために、表面（例えば、軟質表面又はある場合には硬質表面）を改質する共通の目的を果たす、材料、組成物、装置、器具、手順、方法、条件などから形成することができる。これらの利益は、表面の多数の用途に耐えるものであり、多くには、このようなナノ粒子システムで改質されていない表面に対して、表面洗浄性、湿潤性、染み透り性、快適性、汚染耐性、汚れ除去、悪臭制御、表面摩擦の改質、磨耗に対する損傷の軽減、及び色強化特性のうちの１つ以上の改善が挙げられるが、これらに限定されない。
【００３７】
使用できるナノ粒子には、最大寸法（例えば、直径）が、約７５０ｎｍ（ナノメートル）未満又はそれ以下の粒子を含むことができる。また本明細書で有用な粒子には、７５０ｎｍ未満で、５ｎｍ増分ごとのいずれかの数値未満又はそれ以下の最大寸法を有する任意の粒子群を含むことができ、場合によってはさらに大きい粒子を含んでもよい。また、本明細書に明確に記載したものとして、本明細書に組み込み含むものは、０ｎｍ〜７５０ｎｍの粒度のすべての範囲である。当然のことながら、本明細書全体にわたって提示するあらゆる限界が、場合によってはさらに低い又はさらに高い限界を、本明細書に明確に記載したものとして含むこともある。本明細書全体にわたって提示するあらゆる範囲には、そのような広い範囲内に入る、さらに狭いあらゆる範囲が、本明細書に明確に記載したものとして含まれる。そのような粒子は、その微粒子構成要素の寸法が非常に小さいことから、新規及び有用な特性を有する構造物、被覆、並びに装置を製造するために利用されるので、技術的に重要である。粒度が約２ｎｍ〜約７５０ｎｍの範囲にあるナノ粒子は、経済的に製造することができる。ナノ粒子の粒度分布の非限定的な例は、約２ｎｍ〜約７５０ｎｍ未満、あるいは約２ｎｍ〜約２００ｎｍ未満、あるいは約２ｎｍ〜約１５０ｎｍ未満の範囲に入るものである。また、当然のことながら、ある粒度範囲は、ある利益を提供するのに有用であり、他の粒度範囲は、他の利益を提供するのに有用な可能性がある（例えば、色の強化には、他の特性とは異なる粒度範囲が必要である）。様々な種類の粒子の平均粒度は、粒子の粒度分布とは異なることがある。例えば、層状合成シリケートは、約２５ナノメートルの平均粒度を有することがあるが、その粒度分布は、一般に約１０ｎｍ〜約４０ｎｍの間で変動し得る。（当然のことながら、本明細書に記載の粒度は、水性媒質中に分散させた時の粒子についてのものであり、平均粒度が粒子数分布の平均値に基づいたものである。ナノ粒子の非限定的な例としては、粒度が約２〜約７５０ナノメートルの結晶又は非晶性粒子を挙げることができる。ベーマイトアルミナは、２〜７５０ｎｍの平均粒度分布を有することができる。ナノチューブには、長さが１センチメートルまで、あるいは粒度が約２〜約５０ナノメートルの構造物を含めることができる。
【００３８】
被覆組成物は、ナノ粒子、任意選択的に界面活性剤、任意選択的にナノ粒子表面に関連した親水性、疎水性、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される特性を示す、ある量の１つ以上の官能化表面分子、任意選択的に１つ以上の添加成分、及び好適な担体媒質を含んでもよく、表面上に透明な被覆を形成することができる。
【００３９】
薬理領域では有機ナノ粒子が一般的であるが、消費者用途には無機ナノ粒子が一般的である。無機ナノ粒子は、一般に、オキシド類、シリケート類、カーボネート類、及びヒドロキシド類として存在する。層状粘土鉱物及び無機金属酸化物類には、ナノ粒子の例になり得るものがある。本発明で使用するのに好適な層状粘土鉱物としては、地質学的部類のスメクタイト類、カオリン類、イライト類、クロライト類、アタパルジャイト類、及び混合層粘土のものが挙げられる。このような部類に属する具体的な粘土の典型例が、スメクタイト類（ｓｍｅｃｔｉｃｅｓ）、カオリン類、イライト類、クロライト類、アタパルジャイト類、及び混合層粘土である。スメクタイト類には、例えば、モンモリロナイト、ベントナイト、ピロフィライト、ヘクトライト、サポナイト、サウコナイト、ノントロナイト、タルク、ベイデライト、ボルコンスコイト、及びバーミキュライトが挙げられる。カオリン類には、カオリナイト、ディッカイト、ナクライト、アンチゴライト、アナウキシト、ハロイサイト、インデライト、及びクリソタイルが挙げられる。イライト類には、ブラバイサイト、白雲母、パラゴナイト、金雲母、及び黒雲母が挙げられる。クロライト類には、コレンサイト、ペニナイト、ドンバサイト、スドイト、ペナイン、及びクライノクロアが挙げられる。アタパルジャイト類には、海泡石及びポリゴルスカイトが挙げられる。混合層状粘土には、アレバルダイト及びバーミキュライトバイオタイトが挙げられる。このような層状粘土鉱物の変異型及び同型の置換体は、独特の用途を提供する。
【００４０】
層状粘土鉱物は、天然に存在する物又は合成物のいずれかであってよい。被覆組成物の非限定的な一実施形態の例は、天然又は合成の、ヘクトライト類、モンモリロナイト類、及びベントナイト類を使用する。他の実施形態は、市販のヘクトライト粘土を使用するものであり、市販のヘクトライトの典型的な供給元は、サザン・クレイ・プロダクツ社（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．）（米国）のラポナイト（ＬＡＰＯＮＩＴＥ）（商標）、Ｒ．Ｔ．バンダービルト（Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ）（米国）のビーガム・プロ（Ｖｅｅｇｕｍ Ｐｒｏ）及びビーガムＦ（Ｖｅｅｇｕｍ Ｆ）、並びにナショナル・リード（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｒｅａｄ Ｃｏｍｐ．）（米国）バロイド部門（Ｂａｒｏｉｄ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）のバラシム（Ｂａｒａｓｙｍ）、マカロイド（Ｍａｃａｌｏｉｄ）、及びプロパロイド（Ｐｒｏｐａｌｏｉｄ）である。
【００４１】
天然の粘土−天然の粘土鉱物は、通常、層状シリケート鉱物として存在し、非晶性鉱物としてはあまり存在しない。層状シリケート鉱物は、二次元網状構造に配置されたＳｉＯ_４四面体シートを有する。２：１型の層状シリケート鉱物は、三層構造を有する数枚〜数十枚のシリケートシートの積層構造を有し、その中ではマグネシウム八面体シート又はアルミニウム八面体シートが２枚のシリカ四面体シートの間に挟まれている。実施形態によっては、被覆組成物が、２：１層状シリケート以外の数種類（又は第一群）のナノ粒子を含む、複数のナノ粒子を含むことが望ましい場合がある。当然のことながら、そのようなナノ粒子群がナノ粒子の種類を指しており、そのようなナノ粒子が、被覆組成物全体にわたって任意の方式で分散してよく、必ずしも合わせて群を形成する必要はない。また、これらの実施形態においても、被覆組成物は、２：１層状シリケート（これが第二群のナノ粒子を含んでもよい）を含むナノ粒子の、少なくとも一部（あるいは非機能的な量）を含んでもよい。
【００４２】
拡張可能な層状シリケートのシートは、負の電荷を有しており、アルカリ金属カチオン及び／又はアルカリ土類金属カチオンの存在によって、この電荷が中和される。スメクタイト又は拡張可能な雲母を水に分散させて、チキソトロピー性を有するゾルを形成することができる。さらに、種々のカチオン性の有機又は無機化合物との反応によって、スメクタイト型粘土の複合変異型を形成することができる。このような有機複合体の例としては、カチオン交換によってジメチルジオクタデシルアンモニウムイオン（四級アンモニウムイオン）が導入される有機親性粘土が、工業的に生産され、被覆のゲル化剤として使用される。
【００４３】
合成粘土−適当な方法制御によって、ナノスケールの合成粉末（すなわち合成粘土）を生成するための方法が、実際にナノスケールの主要粒子をもたらす。ただし、粒子は普通、離散粒子の形態では存在せず、代わりに主として主要粒子の圧密による粒塊の形態とみなされる。このような粒塊は、直径が数千ナノメートルに達することがあるので、粒子のナノスケールの性質に関連する所望の特性を達成することはできない。例えば、欧州特許出願６３７，６１６に記載の粉砕によって、又は水若しくは水／アルコール及びこれらの混合物のような好適な担体媒質に分散させることによって、粒子を脱粒塊させてもよい。
【００４４】
層状の含水シリケート、層状の含水アルミニウムシリケート、フルオロシリケート、雲母−モンモリロナイト、ヒドロタルサイト、リチウムマグネシウムシリケート、及びリチウムマグネシウムフルオロシリケートのようなナノスケールの粉末の製造が、一般的である。リチウムマグネシウムシリケートの置換変異体の例では、ヒドロキシル基が部分的にフッ素で置換されている。リチウム及びマグネシウムも、アルミニウムによって部分的に置換されていてもよい。実際、リチウムマグネシウムシリケートは、マグネシウム、アルミニウム、リチウム、鉄、クロム、亜鉛、及びこれらの混合物からなる群から選択される、いずれの構成要素によって同型的に置換されていてもよい。
【００４５】
合成ヘクトライトは、１９６０年代初頭に初めて合成され、今日では、商品名ラポナイト（Ｌａｐｏｎｉｔｅ）（商標）としてサザン・クレイ・プロダクツ社（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．）から市販されている。市販されているラポナイト（商標）には、多数の銘柄又は変異型及び同型置換体がある。市販のヘクトライトの例は、ラポナイトＢ（商標）、ラポナイトＳ（商標）、ラポナイトＸＬＳ（商標）、ラポナイトＲＤ（商標）、ラポナイトＸＬＧ（商標）、及びラポナイトＲＤＳ（商標）である。本発明の一実施形態は、以下の特徴を有するラポナイトＸＬＳ（商標）を使用する：分析（乾燥基準）ＳｉＯ_２５９．８％、ＭｇＯ２７．２％、Ｎａ_２Ｏ４．４％、Ｌｉ_２Ｏ０．８％、構造Ｈ_２Ｏ７．８％、ピロリン酸四ナトリウム（６％）、比重２．５３、嵩密度１．０を添加。
【００４６】
ラポナイトＲＤ（商標）のような合成ヘクトライトは、フッ素を含有しない。ヒドロキシル基をフッ素によって同型置換すると、ナトリウムマグネシウムリチウムフルオロシリケートと呼ばれる合成粘土が生成される。ラポナイト（商標）及びラポナイトＳ（商標）として市販されるこのようなナトリウムマグネシウムリチウムフルオロシリケートは、およそ１０重量％までのフッ素イオンを含有することがある。当然のことながら、本明細書に記載の組成物で有用なフッ素イオン含量は、０〜１０％又はそれ以上の整数値％又は小数値％を含むことができる。ナトリウムマグネシウムリチウムフルオロシリケートであるラポナイトＢ（商標）は、平たい円形プレート様形状であり、平均粒度での直径が、フッ素イオン含量に応じて、約２５〜１００ナノメートルの範囲内にあるいずれかの数値（又はさらに狭い数値群）になり得る。例えば、非限定的な一実施形態では、ラポナイトＢ（商標）は、直径が約２５〜４０ナノメートルで、厚さが約１ナノメートルである。ラポナイトＳ（商標）と呼ばれる他の変異型は、添加剤として約６％のピロリン酸四ナトリウムを含有する。
【００４７】
粒子の最大径と最小径の比は、粒子のアスペクト比として既知である。場合によっては、ナノ粒子のアスペクト比が、所望の特性を備える被膜の形成における関心事になる。ラポナイト（商標）Ｂの個々の粒子の平均アスペクト比は、およそ２０〜４０であり、ラポナイト（商標）ＲＤの個々の粒子の平均アスペクト比は、およそ１０〜１５である。実施形態によっては、ナノサイズの粘土材料を用いる被膜形成に、高いアスペクト比が望ましい場合がある。また、水のような好適な担体媒質中の分散粒子のアスペクト比も関心事である。粒子の一部が凝集している場合、分散媒質中の粒子のアスペクト比は、個々の粒子の場合よりも低くなるとみなすことができる。分散物のアスペクト比は、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡検査）によって十分に特徴付けることができる。ラポナイトＢ（商標）は、基本的には単一粘土粒子、又は２つの粘土粒子の積層体として分散中に生じる。ラポナイトＲＤ（商標）は、基本的には２つ以上の単一粘土粒子の積層体として生じる。したがって、担体媒質中に分散した粒子のアスペクト比は、個々の粒子の凝集がある場合に影響を受けることがある。ある非限定的な実施形態では、個々の（凝集していない）プレート状及び円盤形のナノ粒子の少なくともいくつか（及び好ましくは複数）が、約０．５ナノメートル以上の少なくとも１つの寸法及び約１５以上のアスペクト比を有することが望ましい場合がある。ラポナイトＢ（商標）のアスペクト比は約２０〜４０であり、ラポナイトＲＤ（商標）のアスペクト比は１５未満である。プレート状及び円盤形の粒子には、ロッド形粒子よりも大きいアスペクト比がより望ましい場合がある。ナノサイズの粘土のアスペクト比は、天然の粘土のアスペクト比よりも著しく小さく、天然に存在する粘土のアスペクト比は、通常２５０ｎｍより大きい。
【００４８】
小さいベーマイトアルミナ（例えば、ジスペラル（Ｄｉｓｐｅｒａｌ）Ｐ２（商標））のような、ロッド形粒子のアスペクト比は、十分な被膜形成性を維持しながら、円盤形又はプレート形の粒子のアスペクト比よりも低くすることができる。ある非限定的な実施形態では、個々のロッド形ナノ粒子の少なくともいくつか（及び好ましくは複数）が、約０．５ナノメートル以上の少なくとも１つの寸法及び約３以上のアスペクト比を有することが望ましい場合がある。
【００４９】
球形ナノ粒子のアスペクト比は、一般に、約５以下である。アルミニウムオキシド、ナノラテックス、及び一部のベーマイトアルミナが、アスペクト比の低いナノ粒子の非限定的な例である。本明細書で提示する実施形態に好ましいナノ粒子のアスペクト比は、約２５０ｎｍ以下である。他の非限定的な実施形態では、ナノ粒子のアスペクト比が約１０未満であることが望ましい場合がある。
【００５０】
リチウムマグネシウムシリケートであるラポナイト（商標）は、次式を有する。
［Ｍｇ_ｗＬｉ_ｘＳｉ_８Ｏ_２０ＯＨ_４−ｙＦ_ｙ］^ｚ−
【００５１】
式中、ｗ＝３〜６、ｘ＝０〜３、ｙ＝０〜４、ｚ＝１２−２ｗ−ｘであり、全体として負の格子電荷は、対イオンによって平衡を保たれており、対イオンは、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、ＮＨ_４ ^＋、Ｃｓ^＋、Ｌｉ^＋、Ｍｇ^＋＋、Ｃａ^＋＋、Ｂａ^＋＋、Ｎ（ＣＨ_３）_４ ^＋、及びこれらの混合物からなる群から選択される。（ラポナイト（商標）がカチオン性有機化合物で「修飾」されている場合、「対イオン」は、任意のカチオン性有機基（Ｒ）とみなすことができる。）
用途によっては、ラポナイト（商標）の変異型及び同型置換体を使用すると、本発明の被覆組成物の所望の特性の操作に大きな自由度が与えられる。ラポナイト（商標）の個々のプレート状物は、その面上が負に荷電し、高濃度の表面結合水を保持している。水又は水／界面活性剤又は水／アルコール／界面活性剤から好適な担体媒質ベースのマトリックスを送達すると、軟質表面が親水性に改質されることがあり、実施形態によっては、表面洗浄性、湿潤性、染み透り性、快適性、悪臭制御、表面摩擦の改質、磨耗に対する損傷の軽減、及び色強化特性の、意外なほどに顕著な改善を示すことがある。それに加え、ラポナイト（商標）によって改質された表面は、さらに汚れ放出（汚染耐性、汚れ除去）利益も示すことがあり、これはナノ粒子被覆の最上層が、軽度の機械的動作によって又は化学的手段によって剥離可能なことがあるからである。
【００５２】
無機金属酸化物−無機金属酸化物は、一般に２つの群、すなわち光活性ナノ粒子及び光活性のないナノ粒子に入る。光活性金属酸化物ナノ粒子の一般例には、酸化亜鉛及び酸化チタンが挙げられる。光活性金属酸化物ナノ粒子は、可視光（例えば、酸化亜鉛）又は紫外線（ＴｉＯ_２）のいずれかからの光による活性化を必要とする。酸化亜鉛被覆は、一般に抗菌剤又は汚れ防止剤として用いられている。当然のことながら、光活性ナノ粒子は被覆組成物中で使用でき、光活性されていない場合でも利益を提供できる。
【００５３】
組成物中で使用される無機金属酸化物類は、天然に存在するか又は合成の、シリカ又はアルミナベースのナノ粒子でよい。アルミニウムは、カオリナイト及びボーキサイトのような多数の天然に存在する資源に見い出すことができる。アルミナの天然に存在する資源をホール（Ｈａｌｌ）法又はバイエル（Ｂａｙｅｒ）法によって加工して、所望の必要な種類のアルミナを得る。コンデア（Ｃｏｎｄｅａ，Ｉｎｃ．）のような製造元から、ギブサイト、ダイアスポア、及びベーマイトの形態で、様々な形態のアルミナが市販されている。
【００５４】
ベーマイトアルミナ（［Ａｌ（Ｏ）（ＯＨ）］_ｎ）は、水分散性の無機金属酸化物であり、約２ｎｍ〜約７５０ｎｍ以下の平均粒度分布を含む、様々な粒度又は粒度範囲を有するように調製することができる。例えば、ノース・アメリカン・サソール社（Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓａｓｏｌ，Ｉｎｃ．）から、平均粒度分布が２５ｎｍ前後のベーマイトアルミナのナノ粒子が商品名ジスペラル（Ｄｉｓｐｅｒａｌ）Ｐ２（商標）として、また、平均粒度分布が１４０ｎｍ前後のナノ粒子が商品名ジスパール（Ｄｉｓｐａｌ）（登録商標）１４Ｎ４−２５として市販されている。
【００５５】
光活性のない金属酸化物ナノ粒子は、所望の効果を生じるのにＵＶ又は可視光を用いない。光活性のない金属酸化物ナノ粒子の例としては、シリカ、ジルコニウムオキシド、アルミニウムオキシド、マグネシウムオキシド、及びベーマイトアルミナナノ粒子が挙げられるが、これらに限定されず、スメクタイト、サポナイト、及びハイドロタルサイトを含む混合金属酸化物ナノ粒子が挙げられるが、これらに限定されない。
【００５６】
無機金属酸化物ナノ粒子は、ゲル化なしに無機金属酸化物の濃縮ゾルを調製できるという、層状粘土に勝る、さらなる利益を提供する。このことは、被覆組成物の適用に先立って希釈工程を利用する用途で特に有利である。さらに、無機金属酸化物ナノ粒子は、ナノ粒子分散物の製造、ナノ粒子分散組成物の希釈、及び表面が軟水イオンを含有する場合のナノ粒子組成物の適用の際に使用される軟水に対し、耐性を提供することができる。
【００５７】
ナノラテックス−−「ラテックス」は、普通は球形の水溶性ポリマー粒子のコロイド状分散物である。本明細書で使用する時、「ナノラテックス」とは、粒度が約７５０ｎｍ以下のラテックスである。ナノラテックスは、エマルション重合によって形成してもよい。「エマルション重合」とは、界面活性剤を用いてラテックスのモノマーを水に分散させ、安定したエマルションを形成した後で、重合化する方法である。約２〜約６００ｎｍの範囲のサイズを取り得る粒子が生成される。
【００５８】
帯電官能化分子
本明細書で使用する時、用語「官能化」とは、表面の特性の変化を指す。官能化される表面は、ナノ粒子で被覆される軟質表面（若しくは基質）であってよく、又はナノ粒子自体であってもよい。官能化された分子は、軟質表面若しくはナノ粒子にそのような変化する特徴を提供する分子であり、又は、ナノ粒子の表面上への固着又は吸収を増大させる働きをする。
【００５９】
二工程法として、ベースコート又は下塗剤としてのラポナイト（商標）のようなナノ粒子の使用、及びその後の負に帯電した表面の官能化した帯電分子による処理を介して、軟質表面（又は基質）の親水性の改質を増強させることができる。必要に応じて、例えば、二工程より多くに関わる方法で、さらにナノ粒子及び官能化帯電分子の被覆を加えて、その交互の層を提供することができる。
【００６０】
帯電官能化表面分子は、少なくとも２つの異なる種類の官能化表面分子を含んでもよい。帯電官能化表面分子は、ポリマー、コポリマー、界面活性剤、及びこれらの混合物からなる群から選択してもよい。また、官能化表面分子は、Ｃａ^＋２、Ｍｇ^＋２、Ｂａ^＋２、Ａｌ^＋３、Ｆｅ^＋２、Ｆｅ^＋３、Ｃｕ^＋２、及びこれらの混合物からなる、多価の無機塩からなる群から選択することもでき、その際、適切なアニオンを使用して電荷の平衡を保つ。
【００６１】
ラポナイト（商標）、及びエトキシ化、四級化されたオリゴアミン類の順次層状化により、接触角が減少し、処理された表面のシート化／湿潤化が強化される。さらに、帯電官能化分子群が親油性成分を有する場合、ラポナイト処理した表面を疎水性に改質することができる。ナノ粘土と帯電官能化分子との最終的な組み合わせが、軟質表面の親水性／親油性の特徴を調製する新規技術を提供する。
【００６２】
同様に、二工程法として、ベースコート又は下塗剤としてのアルミナの使用、及びその後の正に帯電した表面の官能化帯電分子による処理を介して、親水性の改質を増強させることができる。具体的には、アルミナ及び親水性のアニオン性ポリマーの順次層状化により、処理された表面のシート化／湿潤化が強化される。さらに、帯電官能化分子群が親油性成分を有する場合、アルミナ処理した表面を疎水性に改質することができる。無機金属酸化物と帯電官能化分子との最終的な組み合わせが、軟質表面の親水性／親油性の特徴を調整する新規技術を提供する。
【００６３】
Ｉ．組成物
本発明の被覆組成物は、液体（水性又は非水性）、顆粒、ペースト、粉末、スプレー、発泡体、錠剤、及びゲルなどのような、任意の形態であってよい。顆粒状組成物は「圧密」形態にすることができ、液体組成物は「濃縮」形態にすることもできる。非限定的な一実施形態では、被覆組成物は液体であってよい。他の非限定的な実施形態では、液体洗濯洗剤の形態であってよい。
【００６４】
被覆組成物には、織布繊維、不織布繊維、皮革、プラスチック、合成被膜、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されないあらゆる種類の軟質表面上で使用することができる。当然のことながら、ある実施形態では、被覆組成物を硬質表面に適用し、硬質表面に利益を提供することができる。
【００６５】
実施形態によっては、被覆組成物は、（ａ）複数のナノ粒子（有効量のナノ粒子でよい）、（ｂ）任意選択的に一種以上の添加成分、及び（ｃ）好適な担体媒質を含んでもよい。また、当然のことながら、本明細書に記載の様々な被覆組成物中で使用するナノ粒子は、実施形態に応じて、光活性のあるもの、光活性がないもの、又はこれらの混合物にできる。これら又は他の実施形態では、被覆組成物が、界面活性剤、ナノ粒子の少なくともいくつかに関連した親水性、疎水性、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される特性を示す１つ以上の帯電官能化分子、又はその両方の１つ以上をさらに含んでもよい。
【００６６】
あるいは、前述の有効量のナノ粒子は、処理が必要な様々な軟質表面を被覆するのに有用な組成物に含まれる。本明細書で使用する時、「有効量のナノ粒子」とは、特定の組成物中で所望の軟質表面被覆利益を付与するのに必要なナノ粒子の量を指す。このような有効量は、当業者によって容易に確定され、用いられる特定のナノ粒子、軟質表面被覆の適用、軟質表面被覆組成物の具体的な組成、及び液体又は乾燥（例えば、顆粒、粉末）組成物が必要かどうかといったような、多数の因子に基づいている。
【００６７】
天然粘土、合成粘土、又は無機金属酸化物のようなナノ粒子の有効量は、標的表面の少なくとも約０．５％を改質して所望の利益をもたらす必要があることもある。
【００６８】
非限定的な一実施形態では、乾燥ナノ粒子粉末を脱イオン水に分散させて１〜５％濃度の混合物を形成することによって、被覆組成物を調製する。他の実施形態では、脱イオン水でナノ粒子のゲルを希釈して１〜５％濃度の混合物を形成することによって、被覆組成物を調製する。他の非限定的な実施形態では、１０％濃度のベーマイトアルミナ（例えば、ノース・アメリカン・サソール社（Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓａｓｏｌ，Ｉｎｃ．）のジスペラル（Ｄｉｓｐｅｒａｌ）Ｐ２（商標）又はジスペラル（Ｄｉｓｐｅｒａｌ）１４Ｎ４−２５）被覆組成物を脱イオン水で希釈して１〜５％濃度の混合物を形成することによって、被覆組成物を調製する。他の非限定的な実施形態では、１％濃度のナトリウムマグネシウムリチウムフルオロシリケート（例えば、サザン・クレイ・プロダクツ社（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．）のラポナイトＢ（商標））被覆組成物を脱イオン水で希釈して０．１％濃度の混合物を形成することによって、被覆組成物を調製する。他の非限定的な実施形態では、１％濃度のリチウムマグネシウムナトリウムシリケート（例えば、コボ・プロダクツ社（Ｋｏｂｏ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．）のルセンタイト（Ｌｕｃｅｎｔｉｔｅ）ＳＷＮ（商標）、又はラポナイトＲＤ（商標））被覆組成物を脱イオン水で希釈して０．１％濃度の混合物を形成することによって、被覆組成物を調製する。他の非限定的な実施形態では、乾燥ナノ粒子粉末を脱イオン水に分散させて０．１％濃度の混合物を形成することによって、被覆組成物を調製する。次いで、これらの混合物のいずれかを、噴霧、浸漬（ｄｉｐｐｉｎｇ）、塗付、拭取り、又は他の方式により、洗浄過程で被覆組成物を加えることによって表面に適用し、表面の少なくとも約０．５％、又はそれ以上のいずれかのパーセンテージ、例えば、表面の少なくとも約５％、少なくとも約１０％、少なくとも約３０％、少なくとも約５０％、少なくとも約８０％、及び少なくとも約１００％を覆うがこれらに限定されない、被覆、とりわけ透明被覆を送達することができる。
【００６９】
被覆組成物を表面上に噴霧する場合、被覆組成物の粘度は、噴霧装置のノズルを通過できるようなものにすべきである。そのような粘度は周知であり、本願に引用して援用する。組成物は、「静止」状態にある時にそのような粘度を有するか、又は静止時により高い粘度を有することができ、噴霧可能なように、シヤスィニングを起こすことができる。
【００７０】
ナノ粒子表面に親水性及び／又は疎水性の特性を提供する、有効量の帯電官能化表面分子は、ナノ粒子表面の約１％〜約１００％を改質するものとして定義されるか、又は被覆組成物の約０．０１〜約５重量％として定義される。
【００７１】
ナノ粒子を採用し得る様々な被覆組成物のいくつかの例を、以下でさらに詳細に論じる。また、被覆組成物は、被覆組成物の約０．０１重量％〜約９９．９９重量％の添加物質を含んでよい。
【００７２】
本明細書で使用する時、「被覆組成物」とは、添加剤組成物、並びに軟質表面を浸す及び／又は予備処理するために用いるのに好適な組成物を含む、手及び機械により適用される組成物を含む。本発明の被覆組成物及び／又は方法及び／又は製造物品は、製造利用、商業利用、産業利用、及び／又は家庭利用を含む、あらゆる用途のためのものである。
【００７３】
本発明の被覆組成物は、固体又は液体形態の洗剤添加製品としても使用することができる。このような添加製品は、軟質表面を洗浄するのに用いられる従来の洗剤組成物の性能を補うこと又は増進することを意図しており、洗浄過程のいずれの段階でも添加できるが、すすぎの段階で被覆組成物を添加することがより有効である。本明細書の被覆組成物の「圧密」形態が、密度を最も反映しており、組成物の観点からは無機フィラー塩の量を反映している。無機フィラー塩は、粉末形態の被覆組成物の従来の成分である。従来の被覆組成物では、フィラー塩は、実質的な量、通常は全組成物の１７〜３５重量％の量で存在する。圧密組成物では、フィラー塩は、被覆組成物の総量の１５重量％以下の量、あるいは１０重量％以下の量、あるいは被覆組成物の５重量％以下の量で存在する。無機フィラー塩には、硫酸塩及び塩化物のアルカリ及びアルカリ土類金属塩が挙げられるが、これらに限定されない。好ましいフィラー塩は硫酸ナトリウムである。
【００７４】
本発明による水性液体被覆組成物はまた、「濃縮形態」にすることもでき、そのような場合、濃縮された液体被覆組成物は、従来の液体洗剤組成物に比べて水分含量が少ない。通常、濃縮液体被覆組成物の水分含量は、別法としては被覆組成物の４０重量％未満、あるいは３０重量％未満、あるいは２０重量％未満である。
【００７５】
本発明は、液体被覆組成物、あるいは水性液体被覆組成物を含む。液体被覆組成物は、別法としては、本明細書に記載のナノ粒子に加えて、好適な担体媒質を含む。担体媒質は、いかなる好適な量の被覆組成物を含むこともでき、これには、例えば、被覆組成物の約１０重量％〜約９９重量％、あるいは約３０重量％〜約９５重量％が挙げられるが、これらに限定されない。好適な担体媒質には、ナノ粒子の安定した分散物を形成できるものが含まれる。例としては、水、脱イオン水、メタノール、アルコール、エタノール、アセトン、エチレングリコール、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００７６】
被覆組成物は、一種以上の添加物質又は任意成分を含んでもよい。様々な任意成分について、次に記載する。添加物質が被覆組成物中に存在する他の成分との適合性がない場合には、２つの構成成分を組み合わせることが適切になるまで、適合性のない添加物質と他の成分とを引き離して保持する（互いに接触させない）好適な方法を用いることができる。好適な方法は、ゲルキャップ、カプセル封入、錠剤、物理的分離などのような、当該技術分野において既知の任意の方法であり得る。
【００７７】
被覆組成物は、自動洗濯機用の液体形態の洗剤添加製品として使用することもできる。被覆組成物は、液体形態の場合、いかなる好適な形態であってもよく、例えば、等方性の液体、水性ゲル、相分離液体組成物、及び／又は着色された液体組成物が挙げられるが、これらに限定されない。また被覆組成物は、粉末、顆粒、錠剤、又はカプセル封入された複合体の形態で、洗剤添加製品として使用することもできる。このような添加製品は、従来の洗剤組成物の性能を補うか又は増進し得るものであり、洗浄サイクル又はすすぎサイクルが挙げられるが、これらに限定されない洗浄過程のいずれかの段階で加えることができる。
【００７８】
好適な担体媒質
好適な担体媒質としては、液体、固体、及び気体が挙げられる。好適な担体媒質の１つが水であり、これは蒸留水、脱イオン水、又は水道水であり得る。水は、そのコストの低さ、利便性、安全性、及び適合性ゆえに価値が高い。乾燥した非水性媒質よりも水性担体媒質の方が一般的であるが、本発明は、乾燥粉末、顆粒、錠剤、又はカプセル封入複合体の形態として存在することができる。
【００７９】
任意選択的に、担体は、水に加えて又は水に代えて、低分子量の有機溶媒を含むことができる。溶媒が水にきわめて可溶性であることが好ましく、例えば、エタノール、メタノール、プロパノール、イソプロパノール、及びこれらの混合物などが挙げられる。低分子量アルコールは、分散物の表面張力を減少させて、軟質表面の湿潤性を改善することができる。これは、軟質表面が疎水性の時に特に有用である。低分子量のアルコール類は、処理された表面をより速く乾燥させるのに役立つこともできる。任意の水溶性低分子量溶媒は、いずれかの好適な濃度で使用することができる。いくつかの非限定的な例としては、組成物の総量の約５０重量％まで、又はそれ以上、約０．１重量％〜約２５重量％、約２重量％〜約１５重量％、及び約５重量％〜約１０重量％の濃度が挙げられる。被覆組成物中で高濃度の溶媒を使用する時に考慮する必要のある要素は、臭気、燃焼性、ナノ粒子の分散性、及び環境への影響である。
【００８０】
帯電官能化分子の分類
ポリマーの分類及び例
ポリマーは、本発明の組成物における任意成分である。必要に応じて、組成物は、実質的にポリマーを含まなくてもよい。
【００８１】
ポリマーを使用する場合、本発明の非限定的な一態様では、二（又はそれ以上の）工程法の一部として使用することができる。このような方法では、ナノ粒子組成物を軟質表面に適用して、表面上にナノ粒子の層を形成することができる。この層が形成及び乾燥された後、所望のポリマーを含む組成物をナノ粒子の層に適用して、ナノ粒子を被覆した表面をさらに改質させることができる。特定の理論に拘泥するものではないが、ポリマー組成物をこのように適用する場合、ナノ粒子層がポリマーを軟質表面に固定すると考えられている。このことを利用して、ナノ粒子で被覆された表面に、ナノ粒子単独で提供されるのとは異なる特性を提供することができる。この二工程法を使用すると、ナノ粒子にポリマーを適用してから、ポリマーを被覆したナノ粒子を軟質表面に適用する方法に勝る利点が提供される可能性がある。１つの利点は、二工程法では、ポリマーが結合したナノ粒子を軟質表面上に付着させることによって形成される連続性の低い構造よりも、ナノ粒子の最初の層の均一性によって、より連続性の高い被覆が提供されることである。他の利点は、ナノ粒子を被覆した表面との相互作用が高められたことにより、改質されていない表面に比べてポリマー層の持続性を増加させることができることである。
【００８２】
ナノ粒子表面上の固定又は吸着を強化する働きをする官能性基をもつ、少なくとも１つのセグメント又は基を有するポリマー及びコポリマーを使用してもよい。またこのようなポリマーは、ナノ粒子上に吸着された時にポリマーに追加的な特徴を与える働きをする、少なくとも１つのセグメント又は基を含んでもよい。追加的な特徴の非限定的な例には、親水性又は疎水性の特性が挙げられる。場合によっては、固定化するセグメントも、追加的な特徴を提供する働きをし得ることに留意すべきである。
【００８３】
固定化するセグメント又は基の例には、ポリアミン類、四級化ポリアミン類、アミノ基、四級化アミノ基、及び対応するアミンオキシド類、双性イオン性ポリマー、ポリカルボキシレート類、ポリエーテル類、ポリヒドロキシル化ポリマー、ポリホスフォネート類及びポリホスフェート類、並びに高分子キレート剤が挙げられる。
【００８４】
親水性化するセグメント又は基の例には、エトキシ化又はアルコキシル化ポリアミン類、ポリアミン類、ポリカルボキシル化ポリアミン類、水溶性ポリエーテル類、糖及び多糖類を含む水溶性ポリヒドロキシル化基又はポリマー類、水溶性カルボキシレート類及びポリカルボキシレート類、カルボキシレート類、スルホネート類、サルフェート類、ホスフェート類、ホスホネート類のような水溶性アニオン基及びそのポリマー類、水溶性アミン類、四級化物、アミンオキシド類及びそのポリマー、水溶性双性イオン性基及びそのポリマー、水溶性酸アミド類及びポリアミド類、並びにビニルイミダゾール及びビニルピロリドンの水溶性ポリマー類及びコポリマー類が挙げられる。
【００８５】
疎水化するセグメント又は基の例には、アルキル、アルキレン、及びアリール基、並びに高分子脂肪族又は芳香族炭化水素、フッ化炭素及びフッ化炭素を含むポリマー、シリコーン類、ポリ（スチレンオキシド）、ポリ（プロピレンオキシド）、ポリ（ブチレンオキシド）、ポリ（テトラメチレンオキシド）、及びポリ（ドデシルグリシジルエーテル）のような疎水性のポリエーテル類、並びにポリカプロラクトン及びポリ（３−ヒドロキシカルボン酸）のような疎水性のポリエステル類が挙げられる。
【００８６】
親水性の表面ポリマー
親水性の表面ポリマーの例には、エトキシ化又はアルコキシル化ポリアミン類、ポリカルボキシル化ポリアミン類、ポリアクリレートを含むがこれに限定されないポリカルボキシレート類、ポリエーテル類、ポリヒドロキシル材料、ポリホスフェート類及びホスホネート類が挙げられるが、これらに限定されない。
【００８７】
疎水性の表面ポリマー
アルキル化ポリアミン類には、ドデシルブロミド、オクタデシルブロミド、オレイルクロリド、ドデシルグリシジルエーテル、及びベンジルクロリド、又はこれらの混合物のような脂肪族アルキル化剤によってアルキル化されたポリエチレンイミン、並びにメチルドデカノエート及びオレオイルクロリドのような脂肪族アシル化剤によってアシル化されたポリエチレンイミン、並びに側鎖アミノプロピル又はアミノエチルアミノプロピル基を有するポリジメチルシロキサンが挙げられるがこれらに限定されないシリコーン類、並びにモノマー類として含まれるポリマー類、全フッ素化アルキル基又は高度にフッ素化されたアルキル基のアクリレート（メタクリレート）エステル類を含むがこれらに限定されないフッ素化ポリマー類が挙げられるが、これらに限定されない。
【００８８】
非ポリマー材料
ナノ粒子表面上の固定又は吸着を強化する働きをする官能基をもつ、少なくとも１つのセグメント又は基を有する分子を使用することもできる。またこのような分子は、ナノ粒子上に吸着された時に分子に付加的な特徴を与える働きをする、少なくとも１つのセグメント又は基も含む。付加的な特徴の非限定的な例には、親水性又は疎水性の特性が挙げられる。場合によっては、固定化するセグメントも、付加的な特徴を提供する働きをし得ることに留意すべきである。
【００８９】
親水性化するセグメントとしても働き得る、固定化するセグメント又は基の例には、アミノ基、四級化アミノ基、及び対応するアミンオキシド基、双性イオン性基、及びカルボキシレート基が挙げられる。
【００９０】
疎水化するセグメント又は基の例には、アルキル、アリール、アルカリール、シロキサン、ポリシロキサン、フルオロエーテル、及びカチオン性、双性イオン性、半極性、非イオン性、又はアニオン性の先端基を有するフルオロアルキル界面活性剤が挙げられる。
【００９１】
非ポリマーの表面改質材料の例
ジタロージメチルアンモニウムクロリド、オクタデシルトリメチルアンモニウムブロミド、ジオレイルアミン、及びベンジルテトラデシルジメチルアンモニウムクロリドを含む、脂肪族アミン及び四級化物もまた使用することができる。
【００９２】
フルオロカーボンをベースにした界面活性剤の例には、１−プロパンアミニウム、３−［［（ヘプタデカフルオロオクチル）スルホニル］アミノ］−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−、ヨウ化物（９ＣＩ）、
【化１】

１−プロパンアミニウム、３−［（８−クロロ−２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８−テトラデカフルオロ−１−オキソオクチル）アミノ］−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−、メチルサルフェート（９ＣＩ）が挙げられる。
【００９３】
【化２】

【００９４】
シリコーンをベースにした界面活性剤には、１−プロパンアミニウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−３−［１，３，３，３−テトラメチル−１−［（トリメチルシリル）オキシ］ジシロキサニル］−、ブロミド（９ＣＩ）が挙げられる。
【００９５】
【化３】

【００９６】
脂肪族双イオン性界面活性剤には、１−ドデカアミニウム、Ｎ−（２−ヒドロキシ−３−スルホプロピル）−Ｎ，Ｎ−ジメチル−、内部塩（９ＣＩ）が挙げられる。
【００９７】
【化４】

【００９８】
ヘキサデシルジメチルアミンオキシドのような脂肪族アミンオキシド類も含まれる。脂肪族アニオン性界面活性剤には、オレイル硫酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、及び二ナトリウム２−ヘキサデセニルブタンジオエートが挙げられる。
【００９９】
界面活性剤
界面活性剤は、本発明の一部の実施形態における任意成分である。界面活性剤は、軟質表面上へのナノ粒子の分散を円滑にする湿潤剤として、被覆組成物中で特に有用である。被覆組成物の噴霧特性を高め、ナノ粒子を含む被覆組成物をより均一に分散するために、被覆組成物を使用して疎水性の軟質表面を処理する時、又は被覆組成物に噴霧散布器を適用する時に、界面活性剤が代わりに含まれる。被覆組成物を拡散すると、より速く乾燥させることができるので、処理された材料がより早く使用できる。濃縮組成物の場合、界面活性剤は、濃縮された水性組成物中での抗菌活性物質及び香料のような多数の添加成分の分散を促進することができる。
【０１００】
好適な界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性イオン性（ａｍｐｈｏｔｅｒｉｃ）界面活性剤、両性（ａｍｐｈｏｌｙｔｉｃ）界面活性剤、双性イオン性界面活性剤、及びこれらの混合物を含む群から選択することができる。好適な非イオン性、アニオン性、カチオン性、両性、双性イオン性、及び半極性非イオン性の界面活性剤の例が、米国特許第５，７０７，９５０号及び同第５，５７６，２８２号に開示されている。非イオン性界面活性剤は、５〜２０、あるいは６〜１５のＨＬＢ（親水性−親油性バランス）を特徴としてよい。
【０１０１】
被覆組成物中で界面活性剤を使用する時には、被覆組成物の適用を促進するのに有効な量で加えてもよく、及び／又は本明細書に記載の利益の１つ以上を提供するのに有効な量で加えてもよい。通常、界面活性剤は、組成物の約０．０１重量％〜約６０重量％、若しくはそれ以上の量、又はこの範囲内のいずれかの量若しくは範囲で含むことができ、例えば、約０．０１重量％〜約２０重量％、及び約０．０１重量％〜約１０重量％が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１０２】
本明細書で有用な、通常約１重量％〜約５０重量％の濃度の他の非イオン性界面活性剤を含む界面活性剤の非限定的な例には、従来のＣ_１１〜Ｃ_１８アルキルベンゼンスルホネート類（「ＬＡＳ」）、並びに一級の分枝鎖及びランダムＣ_１０〜Ｃ_２０アルキルサルフェート類（「ＡＳ」）、式ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｘ（ＣＨＯＳＯ_３ ⁻Ｍ^＋）ＣＨ_３及びＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｙ（ＣＨＯＳＯ_３ ⁻Ｍ^＋）ＣＨ_２ＣＨ_３の、Ｃ_１０〜Ｃ_１８二級（２，３）アルキルサルフェート類（式中、ｘ及び（ｙ＋１）は少なくとも約７又は少なくとも約９の整数であり、Ｍは水溶性カチオン、とりわけナトリウムである）、オレイルサルフェートのような不飽和サルフェート類、Ｃ_１０〜Ｃ_１８アルキルアルコキシサルフェート類（「ＡＥ_ｘＳ」、とりわけＥＯ１〜７エトキシサルフェート類）、Ｃ_１０〜Ｃ_１８アルキルアルコキシカルボキシレート類（とりわけＥＯ１〜５エトキシカルボキシレート類）、Ｃ_{１０〜１８}グリセロールエーテル類、Ｃ_１０〜Ｃ_１８アルキルポリグリコシド類、及びこれらの対応する硫酸化ポリグリコシド類、及びＣ_１２〜Ｃ_１８αスルホン化脂肪酸エステル類が挙げられる。必要に応じて、従来の非イオン性及び両性界面活性剤、例えば、いわゆる狭いピーク（ｎａｒｒｏｗ ｐｅａｋｅｄ）のアルキルエトキシレート類を含むＣ_１２〜Ｃ_１８アルキルエトキシレート類（「ＡＥ」）、及びＣ_６〜Ｃ_１２アルキルフェノールアルコキシレート類（とりわけエトキシレート類及びエトキシ／プロポキシ混合物）、Ｃ_１２〜Ｃ_１８ベタイン類及びスルホベタイン類（「スルタイン」）、Ｃ_１０〜Ｃ_１８のアミンオキシド類等が、全組成物中に含まれ得る。Ｃ_１０〜Ｃ_１８Ｎ−アルキルポリヒドロキシ脂肪酸アミド類もまた使用することができる。典型的な例として、Ｃ_１２〜Ｃ_１８Ｎ−メチルグルカミド類が挙げられる。国際公開第９，２０６，１５４号を参照のこと。他の糖由来の界面活性剤としては、Ｃ_１０〜Ｃ_１８のＮ−（３−メトキシプロピル）グルカミドのようなＮ−アルコキシポリヒドロキシ脂肪酸アミド類が挙げられる。Ｎ−プロピルからＮ−ヘキシルＣ_１２〜Ｃ_１８グルカミド類は、低発泡に使用することができる。Ｃ_１０〜Ｃ_２０の従来の石鹸もまた使用してよい。高い発泡性が望ましければ、分枝鎖のＣ_１０〜Ｃ_１６の石鹸類を使用してもよい。アニオン性及び非イオン性界面活性剤の混合物が、とりわけ有用である。他の従来の有用な界面活性剤は、標準テキストに記載されている。
【０１０３】
シリコーン潤滑剤及び／又はシリコーン含有添加剤形状保持コポリマーを、可溶化及び／又は分散させる被覆組成物の配合において、有用となり得る成分の他の分類は、シリコーン界面活性剤及び／又はシリコーン類である。それらは単独で用いることができ、及び／又は、別法として、本明細書で前述した好ましいアルキルエトキシレート界面活性剤と組み合わせて用いることができる。シリコーン界面活性剤の非限定例は、ジメチルポリシロキサン疎水部分及び１以上の親水性のポリアルキレン側鎖を有し、次の一般式を有する、ポリアルキレンオキシドポリシロキサン類である。
Ｒ^１―（ＣＨ_３）_２ＳｉＯ―［（ＣＨ_３）_２ＳｉＯ］_ａ―［（ＣＨ_３）（Ｒ^１）ＳｉＯ］_ｂ―Ｓｉ（ＣＨ_３）_２―Ｒ^１
【０１０４】
あるいは、式中、ａ＋ｂは約１〜約５０であり、Ｒ^１はそれぞれ同一であるか又は異なり、メチル及び次の一般式を有するポリ（エチレンオキシド／プロピレンオキシド）コポリマー群からなる群から選択される。
−（ＣＨ_２）_ｎＯ（Ｃ_２Ｈ_４Ｏ）_ｃ（Ｃ_３Ｈ_６Ｏ）_ｄＲ^２
【０１０５】
式中、ｎは３又は４であり、（全てのポリアルキレンオキシ側基についての）ｃの合計の値は１〜約１００、あるいは約６〜約１００であり、ｄの合計は０〜約１４、あるいはｄは０であり、ｃ＋ｄの合計の値は約５〜約１５０、あるいは約９〜約１００であり、各Ｒ^２は同一であるか又は異なり、水素、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基、及びアセチル基、あるいは水素及びメチル基からなる群から選択される。各ポリアルキレンオキシドポリシロキサンは、ポリ（エチレンオキシド／プロピレンオキシド）コポリマー基である少なくとも１個のＲ^１基を有する。シリコーン超湿潤剤（ｓｕｐｅｒｗｅｔｔｉｎｇ ａｇｅｎｔ）は、ダウ・コーニング（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ）から、シリコーングリコールコポリマー（例えば、Ｑ２−５２１１及びＱ２−５２１２）として入手可能である。
【０１０６】
被覆組成物は、自動洗浄サイクルで使用する場合には、一般の洗剤と併せて使用するか、又は実際にすすぎ若しくは予備乾燥サイクルですすぎ助剤として使用することができる。被覆組成物は、ナノ粒子システム及び任意選択的に界面活性剤又は界面活性剤システムを含むことができ、その際、界面活性剤は、非イオン性及び／又はアニオン性及び／又はカチオン性及び／又は両性及び／又は双性イオン性及び／又は半極性非イオン性の界面活性剤から選択することができる。
【０１０７】
界面活性剤は、別法としては、被覆組成物に存在する、ナノ粒子システム、好適な担体媒質、及び任意の添加成分と適合性があるように配合される。
【０１０８】
任意成分
被覆組成物は、他の任意成分を含有することができ、例えば、アルカリ性源、抗菌防腐剤、酸化防止剤、静電気防止剤、漂白剤、漂白活性化剤、漂白触媒、青味剤、ビルダー類、キャリア類、キレート剤、アミノカルボキシレートキレート剤、着色剤、色斑点（ｃｏｌｏｒ ｓｐｅｃｋｌｅｓ）、調湿剤、加水分解可能な共界面活性剤、染料、染料移動剤、分散剤、酵素類、非活性化酵素、酵素安定化システム、フィラー塩、蛍光剤、防かび剤、昆虫及び蛾の防虫剤、殺菌剤、ヒドロトロープ類、金属塩類、光活性無機金属酸化物類、光活性ナノ粒子、有機溶媒、臭気制御材料、光学的光沢剤、汚れ放出ポリマー、香料、光活性化剤、ポリマー、防腐剤、加工助剤、顔料、及びｐＨ調整剤（米国特許第５，７０５，４６４号、５，７１０，１１５号、５，６９８，５０４号、５，６９５，６７９号、５，６８６，０１４号、５，５７６，２８２号、及び５，６４６，１０１号に記載のもの）、可溶化剤、泡抑制剤、界面活性剤、水溶性重炭酸塩、湿潤剤、ＵＶ吸収剤、ゼオライト、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。これらの任意成分は、任意の所望の濃度で含まれてよい。
【０１０９】
ＩＩ．使用方法
総論
本発明の被覆組成物を使用して、被覆組成物を表面に適用し、任意選択的に被覆組成物を表面上で乾燥させ、さらに任意選択的に適用と任意乾燥工程とを必要なだけ繰り返すことによって、軟質表面を改質させることができる。被覆組成物を適用した後で乾燥させることが好ましいが、これは任意工程である。これだけに限るものではないが、１つより多くの被覆を適用する場合を含めて、本明細書に記載の方法の一部の実施形態では、適用の間にコーティングを必ずしも乾燥させる必要はない。
【０１１０】
本明細書で使用する時、用語「乾燥」及び「乾燥している」とは、被覆組成物を適用した時よりも、液体被覆組成物が遊離水又は液体をあまり含んでいない状態又は過程を指す。これらの用語はまた、被覆組成物によって被覆された表面が、触ると乾燥している状態、試験方法の項で指定する実験条件下で被覆が平衡している状態、被覆が、水が再度閾値に達する４０℃／相対湿度１００％の時に存在する水の量を超える過剰な水が被覆中に存在しない状態、被覆が「絶乾（ｂｏｎｅ ｄｒｙ）」の状態のうちのいずれかを含んでもよいが、特に指定のない限り、これらの乾燥度が必ずしも必要なわけではない。
【０１１１】
被覆組成物は、任意の好適な方式で表面に適用することができる。被覆組成物は、表面が少なくとも部分的に被覆組成物槽に浸漬されている時に表面に適用することができるし（浸漬方法）、又は表面を被覆組成物に浸漬させずに表面に適用することもできる（非浸漬方法）。使用される具体的な方法には、（１）被覆組成物を直接的又は間接的に表面に適用する方法、（２）表面の洗浄過程時に被覆組成物を表面に適用する方法、及び（３）表面のすすぎ過程時に被覆組成物を表面に適用する方法が挙げられるが、これらに限定されない。これに加えて、軟質表面を構成する材料の漂白過程や架橋過程などのように、表面に実施される他の種類の過程時に、被覆組成物を適用することもできる。
【０１１２】
被覆組成物は、多種多様な適用方法及び装置を用いて分散させることができ、例えば、噴霧装置、浸漬容器、印刷装置、洗濯機、噴霧ホース取付け器具、ローラ、パッドなどが挙げられるが、これらに限定されない。他の非限定的な実施形態では、布地製造設備、衣類製造設備、プロのドライクリーニング及び／又は洗濯施設におけるように、噴霧トンネル（又は他の好適な方式）に組成物を適用することができる。他の非限定的な実施形態では、キャビネットなどのような密閉された空間において、組成物を個人によって適用してもよい。本明細書に記載の被覆、被覆組成物、方法、及び製造物品は、あらゆる種類の操作及び状況で使用することができ、例えば、製造（繊維製品及び／又は衣類製造並びに製造後処理が挙げられるが、これらに限定されない）、商業（ドライクリーニング又は洗濯操作が挙げられるが、これらに限定されない）、産業、機関、農業、及び家庭内事情が挙げられるが、これらに限定されない。適用方法及び装置は、被覆組成物を軟質表面に送達又は適用する方式に応じて選択されることが多い。
【０１１３】
表面が被覆組成物を受ける能力を強化する任意工程
本明細書に記載の方法のいずれかの実施形態では、表面が被覆組成物を受ける能力を強化するために、いくつかの好適な方式で軟質表面を調製する工程を実施することが望ましい場合がある。例えば、軟質表面の表面エネルギーを変更又は変化させる、例えば、増加させることが望ましい場合がある。これは特に、疎水性又は境界親水性の繊維性軟質表面の場合に真実である。
【０１１４】
疎水性又は境界親水性の軟質表面には、疎水性又は境界親水性構造成分を含む、編んだ材料、織布材料、及び不織布材料のような材料が挙げられるが、これらに限定されない。編んだ材料、織布材料、又は不織布材料の構造成分は、編み糸、ストランド、繊維、縫糸、又は他の構造成分を含んでもよい。構造成分の一部又はすべてが、疎水性、境界親水性、又はこれらの組み合わせであってよい。疎水性構造成分は、完全に疎水性材料を含むもの、又は表面上に部分的に疎水性材料（部分的又は完全に疎水性さやで囲まれた１つ以上の材料の芯を含む多成分繊維など）を含むものである。同様に、境界親水性構造成分は、完全に境界親水性材料を含むもの、又は表面上に部分的に境界親水性材料を含むものである。構造成分が表面上に疎水性材料及び境界親水性材料の両方を含む場合、それは疎水性とみなされる。疎水性材料は、合成ポリマー類、コポリマー類、ブレンド類、又はこれらの組み合わせであることが多い。例としては、ポリプロピレン及びポリエチレンのようなポリオレフィン類、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のようなある種のポリエステル類、並びにある種のポリアミド類が挙げられるが、これらに限定されない。境界親水性材料はまた、合成ポリマー類、コポリマー類、ブレンド類、又はこれらの組み合わせであることが多い。例としては、境界親水性を示すポリアミド類及びポリエステル類が挙げられるが、これらに限定されない。境界親水性を有するポリエステル類には、近年親水性ポリエステル類と称されるポリエステル類の部類が含まれる。一例が、ウェルマン（Ｗｅｌｌｍａｎ，Ｉｎｃ．）（米国ノースカロライナ州シャーロット）から入手可能な、Ｔ８７０、Ｔ２８９、及びＴ８０１等級のような、ＰＥＴ／分枝状ポリエチレングリコール（分枝状ＰＥＧ）コポリマー類である。他の例が、ＰＥＴの芳香族繰返し単位の一部又はすべての代わりに脂肪族繰返し単位を有するポリエステル類である。カーギル・ダウ・ポリマー（Ｃａｒｇｉｌｌ Ｄｏｗ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，ＬＬＣ）（ネブラスカ州ブレア）から入手可能なポリラクチド（又はポリ乳酸又はＰＬＡ）ポリマー類は、脂肪族繰返し単位を含有する。
【０１１５】
被覆組成物を適用される表面が被覆組成物を受ける能力は、非限定的な多数の異なる方法によって強化することができる。
【０１１６】
本明細書で論じているように、材料の表面が被覆組成物を受ける能力を強化する１つの方法は、界面活性剤の使用を介したものである。界面活性剤は、水ベースのナノ粒子分散物の表面張力を減少させ、それによって軟質表面の湿潤性を改善する。表面を濡らすと、ナノ粒子が分散物によってより大きい表面積にわたって運ばれて、被覆を増大するので、表面を濡らすことが重要である。
【０１１７】
界面活性剤は多くの用途でうまく機能し得るが、前述の一部の疎水性又は境界親水性材料の場合、被覆過程で残留した界面活性剤の存在が、後で使用時に材料を再湿潤化する時に特に問題になることがある。これは、例えば、使用時に一種以上の液体の噴出（例えば、尿、経血、汗、又は他の体外滲出物）にさらされる、繊維製品、おむつ及び他の失禁用品のような吸収性物品及び使い捨て吸収性物品、並びに婦人用パッドのような生理用品などを含む、液体を輸送する物品のような場合であるが、これらに限定されない。液体の噴出は、残留している界面活性剤を使用時に軟質表面から液相自体の内部へと洗い流す。液相中の残留界面活性剤の濃度が低くても、液体の表面張力を減少させる。液相中の表面張力が減少すると、繊維に沿ったその移動張力（表面張力×接触角の余弦）が減少する。移動張力が減少すると、移動速度が低下し、それが次には、多孔質の布地を通るか又は多孔質の布地に沿った移動流量（単位断面積当りの単位時間当りの流量）を減少させる。移動流量の減少は、エンドユーザーに対する流体取扱性能の低下をまねき得る。
【０１１８】
また、液相中の表面張力が減少すると、意図的に疎水性にされた布地表面を湿潤化する能力が増大する。本来疎水性の布地が一旦湿潤化されると、親水性挙動を示すようになり得る。本来ならば水のような流体をはじいていたはずの疎水性表面は、移動張力、重力、圧力勾配力、又は他の力を介して、布地を通して又は布地に沿って流体を通すことができるようになる。一例は、使用時に純粋な尿が容易に通過することができない、おむつのＳＭＳ障壁レッグカフである。残留する界面活性剤によって汚染された尿の表面張力が減少すると、前記ＳＭＳ布地を濡らし、その後布地を通過できるようになる。これが、エンドユーザーの漏れの認識をまねき得る。
【０１１９】
ナノ粒子の分散物が軟質表面を湿潤化する程度を改善する目的で流体の表面張力を減少させる代替方法は、軟質表面の表面エネルギーを増加させることである。したがって、ある実施形態では、材料にある種の高エネルギー表面処理を適用して、処理された表面を形成することによって、表面の表面エネルギーを増加させることができる。高エネルギー表面処理には、いくつかの繊維の一部分の表面エネルギーが増加するのであれば、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線処理、イオンビーム処理、電子ビーム処理、パルス状レーザを含むある種のレーザ処理、及び他の照射技術が挙げられるが、これらに限定されない。処理する材料に悪影響を及ぼすのを避けるように注意すべきである。場合によっては、これらの処理のいくつかを軟質表面の両側に適用することが望ましい場合がある。それに加え、この任意工程を、軟質表面への被覆組成物の適用とは別個の予備処理工程にしてもよいし、又はこれらの２工程を組み合わせてもよいことが予期される。
【０１２０】
表面エネルギーを増加させる高エネルギー表面処理は、ナノ粒子と組み合わせて、持続性のある親水性特性を表面に提供できる場合に有用である。次には、増加した表面エネルギーが、湿潤化を達成するために分散物中で界面活性剤を使用することなく、軟質表面の湿潤性を増加させる。界面活性剤の使用を避けることは、前述の理由から有用である。非限定的な例では、コロナ処理は、繊維性の熱可塑性表面上を一時的に帯電させる。前述のように、電荷は、時間が経つと部分的又は完全に消失し、繊維性熱可塑性表面上の電荷を部分的又は完全に維持することが一般的な制限事項である。しかしながら、コロナ処理をナノ粒子と組み合わせて使用すると、材料上の電荷を持続させることができるので、時間が経過した後に水が材料に引き続き引き寄せられることがわかった。ナノ粒子を高エネルギー表面処理と組み合わせて使用すると、このような処理の一時的な特性を、より持続性のある特性に変換することができる。非限定的な例では、疎水性ＳＭＳポリプロピレン不織布１平方メートル当りに１３グラムのコロナ処理を実施し、その後ナノ粒子分散物で処理し、乾燥させると、多数の侵害後に一定の高速染み透り性を示した。理論に拘泥するものではないが、コロナ処理は、繊維の表面エネルギーを増加させた。界面活性剤を含まないナノ粒子分散物を、電荷が消失する前に繊維表面に接触させた。高い表面エネルギーによって、分散物が、コロナ処理を実施しない場合に考えられる程度よりも繊維性表面を湿潤化することができた。湿潤化された表面上では、ナノ粒子が、本来ならば一時的であったはずの表面上の電荷に部分的又は完全に関連する。この関連は、ファンデルワールス相互作用の形態でもよいし、又は何らかの他の相互作用若しくは結合の形態でもよい。ナノ粒子は、関連するに十分に小さく、多数の染み透り性に耐えるに十分に強いものである。ナノ粒子は、酸素から回転して離れてポリマーになるのに抗するか、又は前述のような一般的な消失に抗するに、十分に大きいものである。ナノ粒子は、界面活性剤なしに湿潤化し、乾燥後に均一な付着を提供するのに高エネルギー表面処理を必要とし、高エネルギー表面処理は、持続性のある帯電表面にするのにナノ粒子を必要とする。
【０１２１】
高エネルギー表面処理にさらされ、その上に付着した複数のナノ粒子を有する材料は、疎水性若しくは境界親水性繊維を含有する衣料品のような物品又は使い捨て吸収性物品の一部分に液体を輸送するための使用が挙げられるが、これらに限定されない、非常に多数の使用に好適であり得る。使い捨て吸収性物品の前記一部分には、トップシート、獲得層、分配層、移動層、貯蔵層、吸収性コア、吸収性コア包装体、及び封入構造体が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１２２】
実施形態によっては、このようにして処理された材料の液体染み透り時間は、試験方法の項の染み透り性試験に従って試験を実施した時、試験液を３回噴出後、又はさらに多くの任意の回数（試験液を５回噴出後及び試験液を１０回噴出後などが挙げられるが、これらに限定されない）の液体侵害後に、約１０秒以下、好ましくは約６秒以下、より好ましくは約３秒以下である。
【０１２３】
親水性にする目的で本明細書に記載の被覆組成物によって処理された材料は、それらが高エネルギー表面処理にさらされたかどうかに関わらず、拡散の３０秒後に、９０°以下若しくは９０°未満、又は９０°未満のいずれかの度数（４５°が挙げられるが、これに限定されない）の、水との前進接触角を有するようにしてもよい。
【０１２４】
代替的な実施形態では、他の方法を使用して、材料表面が被覆組成物を受ける能力を強化することができる。このような方法には、材料上に圧力勾配を与える方法（例えば、圧力ロール、印刷ロール、ニップロール、静水圧力の使用を介することが挙げられるが、これらに限定されない）、界面活性剤を使用せずに表面上の被覆組成物の表面張力を減少させる方法（例えば、界面活性剤の代わりにエタノールを使用することによって）、「分解可能」又は「切断可能」界面活性剤を使用することによる方法、並びに、次に詳細に記載するように、材料上への組成物のインクジェット印刷による方法が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１２５】
切断可能界面活性剤は、通常は親水性の先端基と疎水性の末端基との間に、弱い化学結合によって分子を構築する物質である。この結合は、様々な化学処理によって容易に切断され、もはや表面活性ではない２つ以上の分子群／断片を生成する。このような化学処理には、酸、アルカリ、酸化、熱、及びＵＶが挙げられるが、これらに限定されない。切断可能な界面活性剤を使用すると、コロナ放電及びプラズマのような高エネルギー事前処理の必要がなくなり、ナノ粒子組成物に接触する液体媒質の表面張力の減少に関連する懸案事項がなくなる。様々な種類の切断可能界面活性剤を例示する近年の論文としては、ヘルバーグ（Ｈｅｌｌｂｅｒｇ）らの、界面活性剤及び洗剤雑誌（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ ａｎｄ Ｄｅｔｅｒｇｅｎｔｓ）、第３巻、第１版（２０００年）が挙げられる。切断可能な界面活性剤には、四級化エタノールアミン類のエステル及び糖エステル類及びモノアルキルカーボネート類を含む、アルカリ加水分解可能な界面活性剤、アルキルグルコシド類、１，３−ジオキソラン及び１，３−ジオキサン界面活性剤、非環式アセタール含有界面活性剤、及びアルキルオルトエステルを含む、酸加水分解可能な界面活性剤、並びに、アルキルアリールケトンスルホネート類及びジアゾスルホネート含有界面活性剤を含む、光切断可能な界面活性剤が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１２６】
本明細書では、表面を「基質」と呼ぶこともある。特定の理論又は特性に拘泥するものではないが、実施形態によっては、表面が被覆組成物を受ける能力を強化する、本明細書で処理などと呼ぶものは、表面に「下塗剤」の役割を果たすものと考えることができる。ナノ粒子被覆は、実施形態によっては、活性材料（ナノ粒子）を含有する水性分散物と考えてもよい。被覆が乾燥すると、表面上にナノ粒子の活性な分散が残る。やはり特定の理論又は特性に拘泥するものではないが、実施形態によっては、下塗剤及びナノ粒子の両方が相互依存関係にあり得る。表面上に分配されたナノ粒子は、実施形態によっては、下塗剤の特性を「束縛」する働きをして、そのような特性をその特性においてさほど一時的でないようにすることができ、下塗剤がより効率的にナノ粒子を表面に結合させる。
【０１２７】
（１）直接又は間接適用
軟質表面への被覆組成物の直接又は間接適用を使用する方法には、非限定的な多数の実施形態がある。本明細書で使用する時、用語「直接適用」とは、被覆組成物を軟質表面に直接的に適用する方法を指す。直接適用には、例えば、軟質表面上への被覆組成物の直接噴霧が挙げられるが、これらに限定されない。本明細書で使用する時、用語「間接適用」とは、被覆組成物を何らかの他の物品に適用して、その物品によって被覆組成物を軟質表面に適用することを指す。間接適用には、例えば、ロール上への被覆組成物の適用が挙げられるが、これに限定されず、そのロールが被覆組成物を軟質表面上に適用する。
【０１２８】
非限定的な一実施形態では、本発明の液体被覆組成物の有効量を、別法として、衣料品、掛け布（ｄｒａｐｅｒｉｅｓ）、タオル、布張り、カーペット、紙、本、皮革、天然及び合成繊維などが挙げられるがこれらに限定されない、軟質表面及び／又は軟質表面物品上に噴霧する。被覆組成物を軟質表面上に噴霧する時には、軟質表面を被覆組成物で湿らせるか又は完全に浸して、有効量のナノ粒子を軟質表面上に付着させてもよい。軟質表面のような表面に被覆組成物を噴霧によって適用すると、多数の利益を提供することができる。必要に応じて、被覆組成物は、それが適用される物品の特定の領域を標的にすること、（浸漬法とは異なり）物品の片側だけに適用することができ、より多くのナノ粒子を洗浄又はすすぎ過程で洗い流して排出するのではなく表面上に残しておくのに、より有効であり得る。
【０１２９】
被覆組成物は、浸漬容器内での浸漬（ｄｉｐｐｉｎｇ）及び／又は含浸（ｓｏａｋｉｎｇ）方法とその後の任意乾燥工程とを介して、軟質表面のような表面に適用することもできる。適用は、産業用途における軟質表面及び／若しくは最終物品上への大規模方法によって、又は消費者の家庭において実施することができる。
【０１３０】
本発明は、濃縮液又は固形被覆組成物を使用する方法も含み、これらは前述のように「使用条件」で使用するために希釈して使用濃度の組成物を形成する。濃縮組成物は、より高いレベルのナノ粒子濃度を含んでおり、その濃度には濃縮被覆組成物の約０．１重量％〜約５０重量％、あるいは約０．５重量％〜約４０重量％、あるいは約１重量％〜約３０重量％が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１３１】
濃縮組成物は、より安価な製品を提供するために用いられる。濃縮生成物は、別法として、被覆組成物の重量で１，０００部の担体媒質、あるいは１００部の担体媒質、あるいは１０部の担体媒質で希釈される。
【０１３２】
他の非限定的な実施形態では、被覆組成物を軟質表面上に印刷することによって、被覆組成物を軟質表面に適用することができる。この目的には、任意の好適な印刷技術を使用することができ、例えば、輪転印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷のような転写印刷、及びインクジェット印刷が挙げられるが、これらに限定されない。小さい液滴の比較的高い慣性力により、被覆組成物を基質表面に沿って分配させて、被覆組成物が軟質表面を湿潤化する能力を一時的に強化することができるので、インクジェット印刷が特に関心をもたれている。液滴の低い熱的質量が、通常は約０〜１０秒、好ましくは約０．１〜１秒以下で開始する、迅速な揮発を可能にする。担体媒質は、液滴の表面張力が衝突後の拡散から完全に回復し得る前に揮発し始める。ナノ粒子は、担体媒質が揮発する前に分散が表面を湿潤化した場所に留まる。前述のナノ粒子分散物のインクジェット印刷は、疎水性表面、境界親水性表面、及び前進接触角が、実質的に後退接触角よりも大きい表面上において有益である。
【０１３３】
被覆組成物は、粘度が高い場合よりも小さい流動抵抗でインクジェットノズルを通過して表面全体にわたって流れるように、比較的低粘度（例えば、必要ならば約１０センチポアズ未満、好ましくは約５センチポアズ未満）の分散物（ｄｉａｐｅｒｓｉｏｎ）中で生成することができる。従来の分散物中の従来のサイズの粒子とは異なり、ナノ粒子は十分に小さいので、低粘度媒質中で定着せず、インクジェット印刷装置のノズルを詰まらせない。任意の好適な種類のインクジェット印刷技術を使用することができ、例えば、振動加熱要素を備える液滴蒸発型並びに機械ポンプ及び水晶発振子を備える液滴射出型のようなドロップ・オン・デマンドのインクジェット印刷装置が挙げられるが、これらに限定されない。実施形態によっては、軟質表面及び他の物品は、インクジェット印刷ノズル内を移動又は通過することができる。硬質表面の場合のような他の実施形態では、インクジェット印刷装置を、表面に対して移動するように構成することができる。
【０１３４】
（２）洗浄過程時の適用
他の非限定的な実施形態では、被覆組成物は、洗浄過程時に軟質表面のような表面に適用することができる。洗浄過程には、商業又は家庭の洗浄過程が挙げられるが、これらに限定されない。このような実施形態では、被覆組成物は、洗濯機内で適用することができるし、又は何らかの他の好適な適用方法によって適用することもできる。被覆組成物は、任意の好適な方式で洗浄過程で導入することができ、例えば、洗剤と共に、又は別個の錠剤、ゲル、若しくは液体として導入することができるが、これらに限定されない。被覆組成物は、洗浄溶液中でナノ粒子の任意の好適な濃度を提供することができ、例えば、約０．０２％（又は２００ｐｐｍ）以下が挙げられるがこれに限定されず、さらに低い濃度、例えば、０．０１％（１００ｐｐｍ）が挙げられるが、これに限定されない。軟質表面を２回以上洗浄する（又はすすぐ）場合、実施形態によっては、表面上のナノ粒子の量を表面上に堆積させて積み重ねることができる。
【０１３５】
（３）すすぎ過程時の適用
他の非限定的な実施形態では、自動洗濯機のすすぎ工程のようなすすぎ操作時に布地などの軟質表面を処理する、液体被覆組成物又は濃縮液体被覆組成物を使用する方法が提供される。すすぎ用の水は、いずれかの好適な量のナノ粒子を含有してよく、例えば、ナノ粒子約０．０００５％〜約１％、あるいは約０．０００８％〜約０．１％、あるいは約０．００１％〜約０．０５％が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１３６】
他の方法は、すすぎサイクルの終わりで乾燥サイクル開始の直前に、噴霧器から散布される本発明による被覆組成物によって軟質表面を処理することが含まれる。どのような利益を達成することができ、かかる利益をいかに最良に得られるのかを、消費者が確実にわかるように、使用説明書に従って処理を実施することが好ましい。
【０１３７】
その他の使用／利益
本明細書に記載するように、被覆組成物は、軟質表面に色強化（又は色制御）利益を提供することができる。色強化利益を提供することのできる軟質表面には、衣類、布地、繊維製品、カーペット、布張り、及び他の軟質表面が挙げられるが、これらに限定されない。ナノ粒子をこのような物品に適用すると、意外なことに、目に見える色回復利益が提供されることが見出された。ナノ粒子は、着用した衣類及び他の軟質表面の色を顕著に強化し、さらに布地の色損失を防ぐことができる。ナノ粒子はまた、紫外線曝露による退色を保護することもできる。色の強化は、退色した色の、目に見える濃色化の形態を取ることが多い。色強化利益は、ハンター・アソシエイツ・ラボラトリー（Ｈｕｎｔｅｒ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）（米国バージニア州レストン）から入手可能なハンター・ミニスキャンＸＥ（Ｈｕｎｔｅｒ Ｍｉｎｉｓｃａｎ ＸＥ）機器を用いて測定することができる。
【０１３８】
特定の理論に拘泥するものではないが、色強化利益は、軟質表面に到達し、反射して軟質表面から観察者まで戻る光の減衰による可能性があると考えられている。
【０１３９】
色強化利益のレベルは、粒度、粒子の屈折率、軟質表面上に付着したナノ粒子の量、粒子形状、表面上の粒子の配向、及び粒子の光吸収特性が挙げられるが、これらに限定されない多数の要因に左右される可能性がある。
【０１４０】
特定の理論に拘泥するものではないが、色強化利益は、表面上のナノ粒子によって形成された少なくとも２つの別種の構造によって提供され得ると考えられている。これらは、ナノ粒子のサイズに左右されると考えられている。平均粒度が約１００ナノメートル以上のナノ粒子を使用する、少なくとも一部の実施形態では、ナノ粒子が表面上にナノ粒子の分散を形成すると考えられている。このような実施形態では、表面上に付着したこのような比較的大きいナノ粒子は、表面の約１００％に達しない被覆量で付着した場合でも、光を減衰させることができると考えられている。他の非限定的な実施形態では、少なくともいくつかの色領域の少なくとも一部分が、表面の約２５％以上を覆う量でその上に付着した、平均粒度が約１００ナノメートル以下のナノ粒子を有する。
【０１４１】
多くの実施形態では、ナノ粒子の平均粒度分布が約７５０ナノメートル以下であることが望ましい場合がある。実施形態によっては、ナノ粒子の屈折率が約１．３以上であることが望ましい場合がある。実施形態によっては、ナノ粒子の屈折率が約５．５以下であることが望ましい場合がある。ナノ粒子の屈折率は、偏光解析法を用いて、バルクナノ粒子材料又はバルク材料の薄膜を使用して測定することができる。
【０１４２】
実施形態によっては、軟質表面の濃色化は、一般に、粒度が増大するにつれて増大することが見出された。当然ながら、使用する粒子は、軟質表面上で目に見えるほど大きいものにすべきではない。様々な材料から構成される粒子は、様々な色強化特性を有する。例えば、色強化利益が求められ、ベーマイトアルミナの粒子が使用される実施形態では、ナノ粒子の平均粒度分布が約１４０ナノメートルであることが望ましい場合がある。
【０１４３】
色強化利益を提供することのできるナノ粒子には、光活性のないナノ粒子だけでなく、光活性を失わせたナノ粒子も含まれる。用語「光活性を失わせたナノ粒子」とは、光に対する応答性が弱められた光活性ナノ粒子である。光活性を失わせたナノ粒子には、例えば、反応性のない障壁成分によって被覆された光活性ナノ粒子を含んでもよい。色強化利益を提供することがわかっているナノ粒子には、ベーマイトアルミナ、アルミニウムオキシド、シリカライト（例えば、ＺＳＭ−５）、及びナノラテックス類が挙げられるが、これらに限定されない。退色保護を提供することがわかっているナノ粒子には、ラポナイトＢ（商標）、シリカ及びアルミナで被覆されたＴｉＯ_２のような被覆されたＵＶ吸収材、並びにＺｎＯが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１４４】
被覆組成物は、色制御利益を提供するために、任意の好適な方式で軟質表面に適用することができる。色制御利益を提供するために被覆組成物を軟質表面に適用する好適な方式には、直接適用が挙げられるが、これに限定されず、例えば、噴霧による適用、洗浄過程の洗浄サイクル時の適用（すなわち「洗浄媒介」）、及び洗浄過程のすすぎサイクル時の適用（すなわち「すすぎ媒介」）が挙げられるが、これらに限定されない。直接適用及びすすぎ媒介適用が、一部の種類のナノ粒子を軟質表面上によりよく付着させ得るので、より望ましい場合がある。
【０１４５】
実施形態によっては、被覆組成物の乾燥後にナノ粒子が軟質表面の表面積の約０．５％以上を覆うように、被覆組成物を適用してもよい。付着のパーセンテージは、試験方法の項に記載するＸ線蛍光（ＸＲＦ）試験を用いて測定することができる。
【０１４６】
色強化利益は、Ｌ、ａ、及びｂ（ハンター・ミニスキャンＸＥ（Ｈｕｎｔｅｒ Ｍｉｎｉｓｃａｎ ＸＥ）装置の無次元スケール）を用いて測定することができる。実施形態によっては、ナノ粒子は、絶対値が約０．２５より大きい未処理の材料に対比して、Ｌ、ａ、及びｂのいずれか１つ以上を変化させることがある。反射率のパーセンテージも、ハンター・ミニスキャン（Ｈｕｎｔｅｒ Ｍｉｎｉｓｃａｎ）装置を用いて測定することができる。実施形態によっては、ナノ粒子は、３８０ナノメートル〜７００ナノメートルの間のいずれかの波長について、未処理の試料に対し、全反射率を約１％だけ減少させることがある。
【０１４７】
本明細書に記載のいずれかの実施形態又は他の実施形態では、処理された表面から異物（すなわち、汚れ、斑点状残留物、食品など）を除去する機械的又は化学的手段を用いて、処理された軟質表面上の被覆から少なくとも一層のナノ粒子を剥離することを含む方法において、ナノ粒子被覆を使用することができる。機械的又は化学的手段は、表面の洗浄、又は任意選択的に表面の通常の使用（例えば、軟質表面を含む衣料物品の着用）を除外しない。理論に制限されるものではないが、この方法の剥離可能な被膜のメカニズムは図１〜３に示されるものと考えられる。
【０１４８】
図１〜３では、軟質表面が参照番号２０によって表されている。個々のナノ粒子を参照番号２２によって表し、それによって形成される層を参照番号２４によって表す。ナノ粒子上に付着した汚れ又は汚染物を、参照番号２６によって表す。洗濯用途におけるような、本発明の一実施形態では、有効量のナノ粒子被覆を目に見えない被膜として付着させることで、軟質表面又は布地２０（図１）に汚染物が定着するのを防ぐ。ナノ粒子被覆は、利益を提供するナノ粒子シートの多数の有効層２４から構成してもよい。洗浄過程又は剥離処理時に、ナノ粒子被覆の少なくとも一層の最上層２４を取り除き、それと共に汚染物２６を取り去る（図２及び３）。
【０１４９】
ＩＩＩ．製造物品
本発明はまた、包装に入った本発明の被覆組成物を含む製造物品にも関する。被覆組成物は、本明細書に記載の所望の結果の少なくとも１つを得るために、軟質表面を処理して軟質表面を改質する被覆組成物の使用方法に関する使用説明書と関連させて提供してもよい。
【０１５０】
非限定的な一実施形態では、製造物品は、例えば、噴霧方式及び／又は噴霧する組成物の量、並びに本明細書で以下にさらに詳細に記載するような被覆組成物を適用する好ましい方法を含む、軟質表面を適正に処理するための被覆組成物の使用方法に関する使用説明書に関連した、噴霧散布器内の前記組成物を含む。説明書は、必要ならば絵及び／又は画像の使用を含む、できる限り単純及び明瞭なものにすることが重要である。
【０１５１】
噴霧散布器
被覆組成物は、硬質表面上に分散させるために、噴霧散布器の中に入れてもよい。噴霧散布器は、被覆組成物を小さい硬質表面領域及び／又は少数の基質に適用する、任意の手動作動型のものにすることができるし、同様に被覆組成物をより大きい硬質表面領域及び／又は多数の基質に簡便に適用する、手動操作式でない動力付きの噴霧器にすることもできる。噴霧散布器には、エアゾール噴霧散布器、自己加圧式噴霧散布器、非エアゾール手動作動式ポンプ噴霧散布器、手動作動引き金式噴霧散布器、引き金式噴霧器又は指押しポンプ噴霧器、非手動操作式噴霧散布器（例えば、これだけに限るものではないが、動力付き噴霧器、空気吸入式噴霧器、液体吸入式噴霧器、静電噴霧器、及びネブライザー噴霧器）が挙げられるが、これらに限定されない。動力付き噴霧器には、遠心式又は容積式の設計を挙げることができるが、これらに限定されない。動力付き噴霧器は、ソロ（Ｓｏｌｏ）（バージニア州ニューポートニューズ）のような供給元から容易に入手可能である（例えば、ソロ・スプレースター（Ｓｏｌｏ Ｓｐｒａｙｓｔａｒ）（商標）充電式噴霧器、マニュアル・パート番号ＵＳ４６０３９５として記載）。静電噴霧器を含むが、これに限定されないある種の噴霧器は、表面への適用時に処理組成物内に泡又は気泡を導入することが少なく、それが広範な条件下で目に見える残留物の少ない好適な被覆を形成する。このことにより、被覆組成物中での広範な界面活性剤の使用が可能になる。
【０１５２】
動力付き噴霧器は、使い捨て電池（例えば、市販のアルカリ電池）又は充電式電池ユニット（例えば、市販のニッケル・カドミウム電池ユニット）のいずれかによる携帯用ＤＣ電流によって電力供給されることが好ましい。動力付き噴霧器は、ほとんどの建物で利用可能な標準ＡＣ電源によって電力供給することもできる。具体的な噴霧の特徴（例えば、噴霧径及び粒度）を作り出すように、放出ノズルの設計を様々なものにすることができる。異なる噴霧の特徴のために、複数の噴霧ノズルを有することも可能である。ノズルは、噴霧の特徴を変化させる、調節可能なノズル隔板（ｓｈｒｏｕｄ）を含んでもよいし、又は含まなくてもよい。
【０１５３】
静電噴霧器は、高電位を介して水性被覆組成物にエネルギーを付与する。このエネルギーが、水性の被覆組成物を霧状にして帯電させる働きをし、微細な帯電粒子の噴霧を作り出す。帯電粒子が噴霧器から放出されると、その共通の電荷によって互いに反発し合う。これには、噴霧が標的に到達する前に２つの効果がある。第一に、噴霧の霧全体が膨張する。これは、かなり距離の離れた大きな領域に噴霧する場合に特に重要である。第二の効果は、元の粒度が保持されることである。粒子が互いに反発し合うので、帯電していない粒子のように、一塊に集まって大きくより重い粒子にはなりにくい。このことが、重力の影響を小さくし、標的に到達する帯電粒子を増加させる。負に帯電した粒子群が標的に近づくと、それらが標的内部の電子を内側に向けて押し、標的の全露出表面が一時的に正に帯電する。その結果、粒子と標的の間で引き合うことになり、これが重力及び慣性の影響を無効にする。それぞれの粒子が標的上に付着するにつれて、標的上のスポットが中和され、もはや引き合わなくなる。そのため、次の遊離粒子はすぐ隣りのスポットに引き付けられ、標的の表面全体が覆われるまでこの手順が継続される。ゆえに、帯電粒子は、分散を向上し、滴りを低減する。
【０１５４】
市販の静電噴霧器の非限定的な例は、１９９３年６月２９日にノークス（Ｎｏａｋｅｓ）に発行された米国特許第５，２２２，６６４号、１９９０年１０月１６日にコーフィー（Ｃｏｆｆｅｅｒ）に発行された米国特許第４，９６２，８８５号、１９５４年１１月にミラー（Ｍｉｌｌｅｒ）に発行された米国特許第２，６９５，００２号、１９９５年４月１１日にグリーン（Ｇｒｅｅｎｅ）に発行された米国特許第５，４０５，０９０号、１９８８年６月２１日にクン（Ｋｕｈｎ）に発行された米国特許第４，７５２，０３４号、１９６１年６月にバジャー（Ｂａｄｇｅｒ）に発行された米国特許第２，９８９，２４１号に見られる。静電噴霧器は、韓国のタエ・イン・テク社（Ｔａｅ Ｉｎ Ｔｅｃｈ Ｃｏ）及びテキサス州ヒューストンのスペクトラム（Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）のような供給元から容易に入手可能である。
【０１５５】
製造物品は、手動操作式でない噴霧器と、使用前に噴霧器に追加し、及び／又は充填／詰替えのために分離する、水性の被覆組成物の別個の容器との組み合わせを含んでもよい。別個の容器には、使用する組成物、又は使用前に希釈される及び／又は希釈式噴霧器（例えば、前述の液体吸入噴霧器）と共に使用される、濃縮組成物を入れることができる。
【０１５６】
別個の容器は、動作や衝撃などの後でも、また未経験の消費者が取り扱った時でも、漏れがないように確実にしっかりと嵌合するように、噴霧器の残りの部分に合致する構造を有してもよい。また噴霧器は、望ましくは、安全な、あるいは液体容器を別の充填された容器と取り換えられるように設計された、取付けシステムを備えることもできる。例えば、充填された容器を、流体リザーバに取り換えることができる。これにより、噴霧器及び容器の両方に適切な合致性及び密封手段が存在すれば、漏れを最小限に抑えることを含む、充填に伴う問題を最小限に抑えることができる。望ましくは、確実に正しく位置合わせされ、及び／又は交換容器上での薄い壁面の使用が許容されるように、噴霧器が隔板を含有することができる。これが、再利用及び／又は廃棄される材料の量を最小限に抑える。包装の密封又は合致システムは、充填されたネジ式容器上の既存の密閉手段（ｃｌｏｓｕｒｅ）を置き換える、ネジ式密閉手段（噴霧器）にすることができる。
【０１５７】
密封安全性を高め、漏れを最小限に抑えるために、ガスケットを追加することが望ましい。ガスケットは、噴霧器の密閉手段の動作によって破壊されることがある。これらのネジ式の密封システムは、業界基準に基づいたものにすることができる。しかし、常に適正な噴霧器／瓶の組み合わせが確実に用いられるように、規格外の寸法を有するネジ式密封システムを用いることが極めて望ましい。このことは、噴霧器がその意図された目的で使用される時に、流体が散布されるはずであるので、毒性流体の使用を防止するのに役立つ。代替的な密封システムは、１つ以上の連結突起及び溝に基づいたものにすることができる。このようなシステムは、一般に「差込み式（ｂａｙｏｎｅｔ）」システムと呼ばれる。このようなシステムは、様々な構成に製造することができるので、より確実に適正な流体の取り換えが用いられることになる。便宜上、ロック・システムが、詰替え瓶の「子供のイタズラ防止（チャイルドプルーフ）」蓋を提供できるものであるようにすることもできる。したがって、この「ロック及びキー」型のシステムは、極めて望ましい安全機能を提供する。このようなロック及びキーの密封システムの設計には、様々な方法がある。
【０１５８】
しかしながら、充填及び密封操作が難しすぎるシステムにならないように注意しなければならない。必要に応じて、ロック及びキーは密封機構に一体化することができる。しかしながら、確実に正確な再充填又は詰替えが用いられるように、連結部を密封システムから分離することができる。例えば、隔板及び容器は、適合性があるように設計される。このように、容器単独の独特の設計が、適正な再充填／詰替えが用いられる確たる保証を提供する。
【０１５９】
本発明はまた、過剰量の被覆組成物が開放環境に放出されるのを防ぐような方式で、軟質表面又は物品全体に噴霧及び／又は霧吹きするのに使用する被覆組成物を含む製造物品にも関するが、所望の軟質表面の多目的利益が提供されるように、消費者が少なくとも有効量のナノ粒子システム及び／又は被覆組成物を適用することを確実にするために使用される使用説明書に関連して提供される。
【０１６０】
使用説明書を備える製品
また本発明は、本発明の被覆組成物の使用に関する説明書を、本明細書の被覆組成物の入った包装、又は被覆組成物の販売若しくは使用に関連する他の広告形態とともに含むことも包含する。使用説明書は、消費製品の製造業者又は供給会社によって通常使用されるいずれかの方式で含んでもよい。例としては、被覆組成物を保持する容器に貼付されるラベル上の説明書、容器に貼付されるか若しくは購入時に渡されるシート上の説明書、又は被覆組成物の購入若しくは使用につながり得る、広告、実演、及び／若しくは他の文章若しくは口頭説明における説明書の提供が挙げられる。
【０１６１】
具体的には、使用説明書には、被覆組成物の使用、例えば、噴霧、含浸、又は擦付が適切な場合に、表面又は物品を被覆するのに使用する組成物の推奨量、表面に適用する組成物の推奨量の記載が含まれる。
【０１６２】
被覆組成物を、製品に含むことができる。製品は、被覆組成物が軟質表面に１つ以上の所望の軟質表面被覆利益を付与するように、有効量の被覆組成物で処理する必要のある軟質表面に接触させることによって軟質表面を洗濯する製品の使用に関する使用説明書と合わせて、被覆組成物を含むことができる。
【０１６３】
以下の実施例は本発明を例示するものであり、その範囲を制限又は定義することを意図するものではない。本明細書で使用するあらゆる部分、パーセンテージ、及び比率は、特に指定のない限り、重量％として表す。
【０１６４】
本発明の組成物及び方法は、家庭での軟質表面の改質に重点をおいているが、本発明の組成物及び方法は、繊維製品工場のような軟質表面の産業的な改質にも使用することができる。
【０１６５】
（実施例）
表１−実施例１〜１３
本発明による液体軟質表面被覆組成物は、以下のように調製される。残部は水である。
【０１６６】
【表１】

【０１６７】
１．ラポナイトＢ（商標）は、サザン・クレイ・プロダクツ社（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．）から得られるナトリウムマグネシウムリチウムフルオロシリケートである。
２．ラポナイトＲＤ（商標）は、サザン・クレイ・プロダクツ社（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．）から得られるナトリウムマグネシウムリチウムシリケートである。
３．ＺＳＭ５は、粒度が７０〜約４００ｎｍのナノサイズのゼオライトである。
【０１６８】
表２−実施例１４〜１５
本発明による液体被覆組成物は、以下のように調製される。
【０１６９】
【表２】

【０１７０】
１．ラポナイト（商標）は、サザン・クレイ・プロダクツ社（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．）から得られるリチウムマグネシウムシリケートである。
【０１７１】
表３−実施例１６〜１９
洗濯すすぎ用添加組成物
本発明による液体被覆組成物は、以下のように調製される。
【０１７２】
【表３】

【０１７３】
１．ラポナイトＲＤ（商標）は、サザン・クレイ・プロダクツ社（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．）から得られるナトリウムマグネシウムリチウムシリケートである。
２．アシル基が部分的に水素添加されたキャノーラ脂肪酸由来である、ジ（アシルオキシエチル）（２−ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムメチルサルフェート。
３．エトキシ化アルキルアルコール（シェル（Ｓｈｅｌｌ）の商標）。
４．エトキシ化アルキルアルコール（ユニオン・カーバイド（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ）の商標）
５．ジエチレントリアミンペンタアセテート
６．テトラキス−（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミン
【０１７４】
表４−実施例２０〜２１
本発明による顆粒状被覆組成物は、以下のように調製される。
【０１７５】
【表４】

【０１７６】
１．ラポナイトＲＤ（商標）は、サザン・クレイ・プロダクツ社（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．）から得られるナトリウムマグネシウムリチウムシリケートである。
２．ルセンタイト（Ｌｕｃｅｎｔｉｔｅ）ＳＷＭ（商標）は、コボ・プロダクツ社（Ｋｏｂｏ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．）から得られるリチウムマグネシウムナトリウムシリケートである。
【０１７７】
ラボラトリー・コロナ処理装置（Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｃｏｒｏｎａ Ｔｒｅａｔｅｒ）（モデル番号ＢＤ−２０ＡＣ、エレクトロ・テクニック・プロダクツ社（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｔｅｃｈｎｉｃ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｉｎｃ．）（米国）製）及び本発明による被覆組成物に曝露した、ＳＭＳポリプロピレン不織布材料（１平方メートル当り１３グラム）の染み透り結果を、表５に報告する。
【０１７８】
【表５】

【０１７９】
【表６】

【０１８０】
^ａサソール・ノース・アメリカ社（Ｓａｓｏｌ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ Ｉｎｃ．）
^ｂナノフェーズ・テクノロジーズ社（Ｎａｎｏｐｈａｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）
^ｃナイアコール・ナノテクノロジーズ社（Ｎｙａｃｏｌ Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．Ｉｎｃ．）
^ｄサザン・クレイ・プロダクツ（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）
【０１８１】
【表７】

太字の値は、処理していない布地よりも退色が顕著に低い試料を区別している。
【０１８２】
^１ΔＥは、一般的なミニスキャンの出力（Δε＝［（ΔＬ）^２＋（Δａ）^２＋（Δｂ）^２］^１／２）である。
【０１８３】
（表８）．（すすぎを介したベーマイトアルミナの付着）
単一サイクルは、６ｇｐｇ（グレイン／ガロン、１ガロン当りのグレイン数）の水の硬度（Ｃａ：Ｍｇ＝３：１）における、液体ＴＩＤＥ（登録商標）洗濯洗剤（プロクター・アンド・ギャンブル社（Ｐｒｏｃｔｅｒ ＆ Ｇａｍｂｌｅ Ｃｏｍｐａｎｙ）（米国オハイオ州シンシナティ）から入手可能）中での洗浄を表しており、１００ｐｐｍのベーマイトアルミナを、ウルトラ・ダウニー（ＵＬＴＲＡ ＤＯＷＮＹ）（登録商標）布地柔軟剤（やはりプロクター・アンド・ギャンブル社から入手可能）による洗浄サイクルのすすぎ工程で加えた。布地上に付着したベーマイトアルミナの量を、ＸＲＦ法によって、エンピリカル・マニュファクチャリング社（Ｅｍｐｉｒｉｃａｌ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．）（又はＥＭＣ）（米国４５２３７オハイオ州シンシナティ、レインホールドドライブ７６１６）から入手した白色綿（ＣＷ−１１）について決定した。色の測定は、緑色布地染料（染料、ＣＡＳ番号１２８−５８−５）（エンピリカル・マニュファクチャリング社（Ｅｍｐｉｒｉｃａｌ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ））によって染色した綿（ＣＷ−１１）布地について決定した。「ΔＬ」「Δｂ」「Δａ」の値は、処理した布地に対する処理していない布地の色を表しており（Δ値＝処理した布地−処理していない布地）、負の値であるほど、色強化利益が大きいことを表す。
【０１８４】
【表８】

【０１８５】
試験方法
特に指定のない限り、試験はすべて標準の実験室条件（湿度５０％及び７３°Ｆ（２３℃））で行う。
【０１８６】
接触角
動的接触角は、ファースト・テン・オングストローム（Ｆｉｒｓｔ Ｔｅｎ Ａｎｇｓｔｒｏｍｓ）（米国）製のＦＴＡ２００動的接触角分析装置（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃｏｎｔａｃｔ Ａｎｇｌｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ）を用いて測定する。試験溶液１滴を試料基質上に滴下する。液滴が基質表面全体にわたって拡散するのをデジタルビデオで記録し、ＦＴＡ２００ソフトウェアによって液体と基質との接触角を時間の関数として測定する。
【０１８７】
液体染み透り性試験
液体染み透り時間は、レンジング（Ｌｅｎｚｉｎｇ）ＡＧ（オーストラリア）製のリスター型染み透り機器（Ｌｉｓｔｅｒ−ｔｙｐｅ ｓｔｒｉｋｅ−ｔｈｒｏｕｇｈ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）を用いて測定する。試験手順は、標準ＥＤＡＮＡ（欧州使い捨て品及び不織布協会（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｄｉｓｐｏｓａｂｌｅｓ Ａｎｄ Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ））法１５０．３−９６に基づくものであり、試験試料を、１０積層の濾紙（エンピリカル・マニュファクチャリング社（Ｅｍｐｉｒｉｃａｌ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｉｎｃ．）から得られるアールストローム銘柄（Ａｈｌｓｔｒｏｍ Ｇｒａｄｅ）６３２又は同等のもの）から構成される吸収性パッド上に設置して実施される。通常の実験では、３連続の５ｍｌの試験液体（０．９％食塩水溶液）の噴出を１分の間隔で不織布試料に適用し、吸収性パッドを変えずにそれぞれの染み透り時間を記録する。
【０１８８】
色強化試験
布地試料の小片を得る。標準布地の組には、緑色綿（染料、ＣＡＳ番号１２８−５８−５）、栗色綿（染料、ＣＡＳ番号２７１６５−２５−９）、桃色綿（染料、ＣＡＳ番号１２８−５８−５）、紫色綿（長袖ティーシャツ、オールド・ネイビー（４５２４６オハイオ州スプリングデール、プリンストンロード１１７１１）、ＳＫＵ番号１６５５７８６０００２８）、黒色ポリエステル（ポンテ・ダブルニット・ポリエステル布地（Ｐｏｎｔｅ ｄｏｕｂｌｅ ｋｎｉｔ ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ ｆａｂｒｉｃ）、ジョアン・ファブリック・アンド・クラフツ（Ｊｏ−Ａｎｎ Ｆａｂｒｉｃ ＆ Ｃｒａｆｔｓ）（４５２５１オハイオ州ビーヴィス、コールレーンアべニュー１０２１４）、ＳＫＵ番号８６４−５９５）、及びＰＷ１９（エンピリカル・マニュファクチャリング社（Ｅｍｐｉｒｉｃａｌ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏ．）から得られる）が含まれる。緑色、栗色、及び桃色の布地は、参照文献、染色技術・色彩技術学会雑誌（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｄｙｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏｌｏｕｒｉｓｔｓ）第１２巻（１９９６年１０月）、２８７〜２９３ページに概略されている手順に従って、指定色で染色した。布地１００重量％の量で、１％活性物質（１％のナノ粒子と、残部に水及び／又は他の成分とを含有する組成物）の水溶液（中和されたもの（ＮａＯＨ又はＨＣｌによってｐＨを調整し、溶液のｐＨを約６にする））から、ソロ（Ｓｏｌｏ）（登録商標）噴霧器を用いてナノ粒子を適用して、布地１ｇ当り負荷量１０ｍｇを得る。布切れを自然乾燥させ、ハンター・ミニスキャンＸＥ（Ｈｕｎｔｅｒ Ｍｉｎｉｓｃａｎ ＸＥ）装置（Ｃ／２°、Ｃは光源の種類、２°は観察角度）を用いて色の変化を測定する。ハンター・ミニスキャンＸＥ装置は、製造業者から配布される操作手引書に従って、較正し、操作する。
【０１８９】
退色保護試験
ナノ粒子の０．５％水分散物を含む組成物を、布地１ｇ当り活性物質５ｍｇ（ナノ粒子の重量）の負担荷重で、布地に直接適用する。次いで布地を空気乾燥させる。その後布地を、ＡＡＴＣＣ（アメリカ繊維化学者・色彩技術者協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｃｏｌｏｒｉｓｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｓ））試験法１６Ｅに従って、耐候性試験（Ｗｅａｔｈｅｒ−Ｏｍｅｔｅｒ）装置（Ｒ．Ｂ．アトラス社（Ｒ．Ｂ．Ａｔｌａｓ Ｉｎｃ．）（カナダＭ９Ｗ ４Ｌ９オンタリオ州トロント、カンソロード９）から入手）内で１０時間紫外線に曝露する。耐候性試験装置内でＵＶに曝露した後、製造業者が配布する手順書に従って、ハンター・ミニスキャンＸＥ装置（Ｃ／２°）によってＬ、ａ、ｂ値を測定する。ΔＥの値を計算する。処理した基質についてのΔＥの値は、処理していない基質についてのΔＥの値よりも小さく、これが退色保護を実証する。
【０１９０】
Ｘ線蛍光分析
Ｘ線蛍光（ＸＲＦ）は、試料中又は試料表面上の元素の濃度を評価する、非破壊・非侵襲技術である。分析は、フィリップス・アナリティカル（Ｐｈｉｌｌｉｐｓ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ）（米国０１７６０、マサチューセッツ州ナティック、ミシガンＤｒ．１２）から得られる、フィリップス・アナリティカル（Ｐｈｉｌｌｉｐｓ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ）ＰＷ２４０４連続「４０００Ｗ」Ｘ線分光計システム、製造番号ＤＹ７３５を用いて実施する。装置の設定及びＸＲＦ分析についての仕様を、以下の表９に記載する。
【０１９１】
測定手順
１）所望の基質上に既知の濃度の標準物質をピペッティングすることによって、検体濃度に対する測定器の応答性に関する較正曲線を構築する。測定を実施する前に、標準物質をゆっくり乾燥させる。
２）試料面を下にして試料を試料カップ内に設置し、試料カップを分光計に載せて、データ収集手順を開始することによって、標準物質又は試料を評価する。合成ヘクトライト被覆の場合にはＭｇ及びＳｉ元素のＸ線を測定し、一方、アルミニウムオキシド被覆にはＡｌ元素に関するＸ線を使用する。
３）標準物質に関する較正曲線から、試料の濃度を決定する。
【０１９２】
【表９】

【０１９３】
本明細書全体にわたって記載した、すべての特許及び特許出願（並びにそれに基づいて発行された特許及び関連して発行された外国特許出願）、並びに発行物の開示内容を、参考のために本説明に示す。ただし、本明細書に参考として組み込まれた文献のいずれも、本発明を教示又は開示していることを認めるものではないことを明言する。
【０１９４】
本発明の特定の実施形態を記載したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明の様々な変更及び修正を実施できることが当業者には明らかである。本発明の範囲内にあるそのようなすべての修正形態は、添付の特許請求の範囲において補うものとする。
【図面の簡単な説明】
本明細書は、本発明を形成するとみなされる主題事項を特に指摘し明確に請求する特許請求の範囲をもって結論とするが、本発明は、添付の図面に関連する次の説明からよりよく理解されるものと考えられる。
【図１】被覆を軟質表面上に形成するナノ粒子のいくつかの層と、ナノ粒子被覆の一部分の上の汚れとを伴う、軟質表面の概略側面図である。
【図２】ナノ粒子の最上層の除去が被覆上に付着した汚れをどのように除去し得るかだけを示す、図１に類似した概略側面図である。
【図３】除去過程におけるさらなる工程を示す、図１及び図２に類似した概略側面図である。

Claims (23)

1. 軟質表面に適用するための被覆組成物であって、該被覆組成物が、好適な担体媒質と、該担体媒質中の複数のナノ粒子とを含み、該ナノ粒子が第一群のナノ粒子を含み、ナノ粒子の該第一群が２：１の層状シリケート以外の少なくとも一種のナノ粒子材料を含むことを特徴とする、被覆組成物。
2. 軟質表面に適用するための被覆組成物であって、該被覆組成物が、好適な担体媒質と、該担体媒質中の複数のナノ粒子とを含み、該ナノ粒子が、約１０未満のアスペクト比及び０〜約７５０ナノメートル以下の粒度を有することを特徴とする、被覆組成物。
3. 前記ナノ粒子が光活性でない、請求項１又は２に記載の被覆組成物。
4. 前記ナノ粒子が次の材料、ベーマイトアルミナ、シリカライト、ラテックス、アルミナオキシド、及びジルコニア、の１つ以上を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の被覆組成物。
5. 前記ナノ粒子が光活性である、請求項１又は２に記載の被覆組成物。
6. 前記ナノ粒子が次の材料、ＴｉＯ_２及び酸化亜鉛、の少なくとも１つを含む、請求項５に記載の被覆組成物。
7. ２：１の層状シリケートを含む少なくともいくつかのナノ粒子をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の被覆組成物。
8. ナノ粒子被覆組成物を軟質表面上に適用する方法であって、該組成物を該軟質表面上に噴霧することを含むことを特徴とする、方法。
9. 多目的で使用される軟質表面の以下の特性、表面洗浄性、湿潤性、移動流量、染み透り性、快適性、汚染耐性、汚れ除去、色強化、悪臭制御、表面摩擦の改質、及び軟質表面上の磨耗に対する損傷の軽減のうち、少なくとも１つの特性を改善するための方法であって、
   ａ）前記軟質表面を改質するために、請求項１又は２に記載の被覆組成物を適用することと、
   ｂ）前記被覆組成物を乾燥させて、前記軟質表面上に透明被覆を形成することと
   を含むことを特徴とする方法。
10. 噴霧散布器であるアプリケータ、浸漬容器、ホース噴霧散布器取付け器具、布地又はスポンジを含む製造物品であって、
    ａ）前記アプリケータ内に入っている、請求項１又は２に記載の前記被覆組成物と、
    ｂ）任意選択的に脱イオン水供給源と、
    ｃ）任意選択的に水道水供給源と、
    ｄ）任意選択的に、軟質表面を改質するために前記被覆組成物を前記アプリケータから前記軟質表面上に散布する指示を含む、前記アプリケータに関連する一組の使用説明書と
    をさらに含む製造物品。
11. 前記ナノ粒子の少なくともいくつかに関連した、親水性、疎水性、及びこれらの混合物からなる群から選択される特性を示す、１つ以上の帯電官能化分子をさらに含む、請求項１又は２に記載の被覆組成物。
12. 材料を親水性にする方法であって、
    （ａ）疎水性又は境界親水性成分から構成される材料を提供する工程と、
    （ｂ）処理された材料を形成するために、前記材料に高エネルギー表面処理を適用する工程と、
    （ｃ）複数のナノ粒子を前記処理された材料に適用する工程と
    を含むことを特徴とする方法。
13. 前記材料が、疎水性の構造成分から構成される不織布材料のような繊維製品を含む、請求項１２に記載の方法。
14. 工程（ｂ）で適用される高エネルギー表面処理が、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線、イオンビーム処理、及び電子ビーム処理からなる群から選択される処理を含む、請求項１２又は１３に記載の方法。
15. 複数のナノ粒子を表面に適用する方法であって、
    （ａ）表面を提供する工程と、
    （ｂ）複数のナノ粒子を含む組成物を提供する工程と、
    （ｃ）インクジェット印刷を用いて、前記組成物中の前記ナノ粒子を前記表面上に印刷する工程と
    を含むことを特徴とする方法。
16. 少なくともいくつかの色領域を含むことを特徴とする色強化された表面であって、該色領域の少なくともいくつかがその上に複数のナノ粒子を有し、該ナノ粒子が、約７５０ナノメートル以下の粒度分布及び約１．３以上の屈折率を有する表面。
17. 前記ナノ粒子の少なくともいくつかが、光活性のないナノ粒子、光活性を失わせたナノ粒子、又はこれらの組み合わせを含む、請求項１６に記載の色強化された軟質表面。
18. 前記ナノ粒子の少なくとも一部が、ベーマイトアルミナ、アルミニウムオキシド、シリカライト、及びナノラテックス類を含む群から選択される、請求項１７に記載の色強化された軟質表面。
19. 少なくともいくつかの色領域を含む軟質表面を有する材料の色を強化する方法であって、
    （ａ）少なくともいくつかの色領域を含む軟質表面を有する材料を提供する工程と、
    （ｂ）前記色領域の少なくともいくつかの少なくとも一部分に複数のナノ粒子を付着させる工程であって、該ナノ粒子が、約７５０ナノメートル以下の粒度分布及び約１．３以上の屈折率を有する工程と
    を含むことを特徴とする方法。
20. 請求項１９に記載の方法であって、工程（ｂ）の後で、前記色領域の少なくともいくつかの前記少なくとも一部分が、
    （ｉ）前記一部分の約１００％以下を覆う量でその上に付着した、平均粒度が約１００ナノメートル以上のナノ粒子、又は、
    （ｉｉ）前記一部分の約２５％以上を覆う量でその上に付着した、平均粒度が約１００ナノメートル未満のナノ粒子
    を有する方法。
21. 界面活性剤をさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の被覆組成物。
22. 前記界面活性剤が非イオン界面活性剤である、請求項２１に記載の被覆組成物。
23. 前記複数のナノ粒子が、界面活性剤とさらに折衷する被覆組成物の形態である、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の方法。