JP2015505889A - 水性ポリマー分散液、架橋剤、及びポリアルキレンオキシドの酸又は塩を含む防曇性コーティング - Google Patents

Abstract

水性ポリマー分散液と、架橋剤と、ポリアルキレンオキシドの酸又は塩と、を含む、コーティング組成物が記載されている。基材上に配置された乾燥及び硬化されたコーティング組成物を含む物品、並びに基材上に防曇性コーティングを提供する方法も記載されている。【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明

［背景］
例えば、米国特許第７，００８，９７９号に記載されるように、曇り形成は、高湿度及高温度の条件下、又は温度及び湿度に大差がある境界面で生じる。表面が「曇る」傾向が軽減すると報告されているコーティング（即ち、防曇性コーティング）が示唆されている。

この曇りを防ぐために、物品に防曇性の特性をもたらすために、様々な表面活性剤を使用することが知られている。例えば、親水性薬剤をポリウレタンに加えて、防曇性の特性を付与する。透明な表面のための防曇性コーティング組成物は、その架橋構造において、オープンドメイン内に配置された遊離の表面活性剤を有する三次元架橋されたポリウレタンを含むことが示唆されている。このコーティング組成物は、イソシアネートを多官能性ポリオールと反応させて、ポリウレタンを得ることによって調製され、その後、このようにして調製されたポリウレタンを親水性界面活性剤と接触させて、界面活性剤の分子をコーティングの内部に拡散する。（例えば、Ｒａｄｉｓｃｈ ｅｔ ａｌ．の米国特許第４，５５１，４８４号及び第４，６０９，６８８号を参照のこと。）

しかしながら、界面活性剤は、ポリウレタンには化学的に反応しないが、その代わり、ポリマー構造内で物理的に配置される。したがって、硬化されたコーティングは、界面活性剤の望ましくない浸出及び浸食の影響を受けやすく、それによって、コーティング組成物の防曇性の特性を減少させる。

また、表面活性剤をポリウレタンコーティング組成物に反応させて、このコーティング組成物に防曇性特性を付与することも提案されている。例えば、防曇性の特性を含む様々な特性を有するコーティングを調製するために、ポリウレタンへのスルホン化「樹脂」の添加が、示唆されている。樹脂は、ジカルボン酸エステルと反応させたジオール又はジアミンから調製され、その後、二重結合のスルホン化又はアミンの四級化を行う。樹脂は、ペンダント基としてよりもむしろ、末端同士で（ｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄ ｆａｓｈｉｏｎ）ポリウレタン主鎖に反応させることによってポリウレタンコーティングの親水性及び吸水性を増加させることを目的としている。ポリウレタン鎖の末端で残留するペンダントとは対照的に、末端同士で（ｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄ ｆａｓｈｉｏｎ）反応させるそのような樹脂は、親水基及び疎水基をはっきりと描写することができず、この点において、界面活性剤として働かない、即ち、それらは、界面張力を減少させる異なる親水性部分と疎水性部分との間の連携を行わない。（例えば、Ｂｌａｉｒ ｅｔ ａｌ．の米国特許第３，８２２，２３８号を参照のこと。）

また、ポリウレタン組成物は、透明な基材のためのコーティングとして有用であり、自己回復特性を改善し、表面水分の形成を防止することも示唆されている。ポリウレタン組成物は、イソシアネートと、二官能性スルホン化ポリエーテルポリオール及び三官能性ポリオールを含むポリオール混合物との反応から調製される。そのようなポリウレタン組成物は、このコーティングに親水性を付与するポリオールの組み合わせのみを組み込み、界面活性剤材料をこの組成物に更に組み込まない。（例えば、Ｆｏｃｋ ｅｔ ａｌ．の米国特許第４，７５４，１５２号を参照のこと。）

しかしながら、これらの組成物は、永久的な曇り抵抗のある特性、即ち、繰り返される洗浄又は水中での長期の浸漬後も持続する曇り抵抗のある特性を提供せず、それらは数時間を超える使用にも有効ではない。

更に、反応性官能基を含有する非イオン性界面活性剤を、親水性剤としてポリビニルピロリドンで調製されたポリウレタンに組み込むことが知られている。例えば、防曇性コーティング組成物は、ポリビニルピロリドンポリマーと反応させるイソシアネートプレポリマーを組み込み、その後、その反応生成物は、イソシアネートと反応させるための反応基、例えば、ヒドロキシル反応基を有する非イオン性界面活性剤と反応させることが知られている。しかしながら、ポリビニルピロリドンポリマーは、ポリウレタンマトリックスの親水性を増加させ、防曇性特性を改善するのに役立つと共に、概して、硬化されたポリウレタン表面の耐スクラッチ性、耐化学性、感水性、及び耐久性を減少させる。したがって、これらの組成物は、硬化される場合、防曇性の特性を提供することが知られているが、それらの溶媒感受性、柔軟性及び耐スクラッチ性の特性は、あまり望ましくはない。（例えば、Ｃｒｅａｓｙの米国特許第４，４６７，０７３号を参照のこと。）

［要約］
様々な防曇性コーティングが記載されているが、工業界は、持続的な長持ちする防曇性の特性を提供することができる代替の組成物での利点を見つけ出すであろう。

一実施形態において、水性ポリマー分散液、架橋剤、及びポリアルキレンオキシドの酸又は塩を含む、コーティング組成物が、記載されている。

また、基材上に配置された乾燥及び硬化されたコーティング組成物を含む物品、並びに基材上に防曇性コーティングを提供する方法も記載されている。

［実施形態の詳細な説明］
本明細書に記載のコーティング組成物は、防曇性の特性を付与するのに適している。コーティング組成物は、水性ポリマー分散液、典型的には、ラテックスとして、より典型的には、アルカリ性ｐＨが安定しているラテックスとして調製され得るものを含む。好適なポリマー分散液は、ポリウレタンポリマー分散液、アクリルポリマー分散液、及びこれらの混合物を含む。そのようなポリマーは、典型的には、熱可塑性である。

「ポリウレタン」という用語は、ポリウレタンセグメントを含む任意のポリマー材料を含む。「ポリウレタンセグメント」という用語は、有機基によって接続される少なくとも２つのウレタン基及び／又は尿素基を指す。

「アクリル」という用語は、アクリル酸、メタクリル酸、これらの酸のエステル又はアクリロニトリルの任意のポリマー又はコポリマーを含む。

熱可塑性ポリウレタン組成物は、概して、短鎖ジオール（鎖延長剤としても称される）とジイソシアネートの反応生成物、及び、長鎖二官能性ジオール（ポリオールとして知られている）とジイソシアネートの反応生成物である。ポリウレタンは、ウレタン基、即ち、ジイソシアネート及びジオール由来のセグメントを連結する−ＮＨ−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−を有することを特徴とする。そのようなウレタン基は、カルボニル基、即ち、酸素原子と二重結合した炭素原子、Ｃ＝Ｏを含む。

長鎖ポリオールの非限定例は、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、及びそのようなポリオールの混合物である。典型的には、ポリエステル系熱可塑性ウレタンは、良好な耐摩耗性及び耐化学性を提供することが知られている。最終樹脂は、ブロック構造において、直線状ポリマー鎖からなる。そのような鎖は、「ハードセグメント」と称されるより短い、高極性セグメントと交互に起こる「ソフトセグメント」と称される低極性セグメントを含有する。どちらの型のセグメントも、共有結合によって一緒に連結され、ランダムコポリマー又はブロックコポリマーを形成する。

ポリエステルポリオールは、有機ポリカルボン酸又はその無水物と有機ポリオール及び／又はエポキシドとのポリエステル化によって調製される。通常、ポリカルボン酸及びポリオールは、脂肪族又は芳香族の二塩基酸及びジオールである。ポリエステルを作製するために通常利用されるジオールとしては、エチレングリコール及びネオペンチルグリコール等の非環式アルキレングリコール、水素添加ビスフェノールＡ、シクロヘキサンジオール及びシクロヘキサンジメタノール等の環式グリコールが挙げられるが、これらに限定されない。また、高官能性のポリオールも使用され得る。非限定例としては、トリメチロールプロパン及びペンタエリスリトール、並びに低分子量ポリオールをオキシアルキル化することによって生成されるような高分子量ポリオールが挙げられる。

ポリエステルの酸成分は、主として、１分子当たり２〜１８個の炭素原子を有するモノマー性カルボン酸又は酸無水物からなる。使用することができる酸では、フタル酸、テレフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、グルタル酸、クロレンド酸、デカン酸、及びドデカン酸が挙げられる。また、トリメリット酸及びトリカルバリル酸等の高分子ポリカルボン酸も使用することができる。酸が上記に示される酸である場合、酸無水物を形成するこれらの酸の無水物は酸の代わりに使用され得ることが理解される。また、ジメチルグルタレート及びジメチルテレフタレート等の酸の低級アルキルエステルも使用され得る。

ポリエステルポリオールに加えて、ヒドロキシ含有アクリルポリマー又はアクリルポリオールが、ポリオール成分として使用され得る。

ポリエーテルポリオールの例は、ポリアルキレンエーテルポリオールであり、以下の一般式を有するものを含む：

式中、置換基Ｒは、水素又は１〜５個の炭素原子を含む低級アルキルであり、これには混合置換基を含み、ｎは、典型的には２〜６であり、ｍは１０〜１００であるか、又は更にそれ以上である。ポリ（オキシテトラメチレン）グリコール、ポリ（オキシエチレン）グリコール、ポリ（オキシ−１，２−プロピレン）グリコール、並びにエチレングリコールと１，２−プロピレンオキシド及びエチレンオキシドの混合物との反応生成物が含まれる。

使用され得るポリイソシアネートは、芳香族及び脂肪族のポリイソシアネートを含み、脂肪族のポリイソシアネートは、それらの優れた紫外線安定性及び黄変傾向がないという理由でより望ましい。そのようなポリイソシアネートの非限定例としては、トルエンジイソシアネート、及び４，４’−メチレン−ビス−（シクロヘキシルイソシアネート）、イソホロンジイソシアネート、及びＮＣＯ−プレポリマー等のモノマー性ポリイソシアネート、例えば、上述のもののようなモノマー性ポリイソシアネートとポリエステル又はポリエーテルポリオールとの反応生成物が挙げられる。特に、イソホロンイソシアネート及び１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートに由来するイソシアネートが望ましく、これらの両方とも、市販されている。

いくつかの実施形態では、ポリウレタン分散液は、ポリエステル主鎖、ポリカーボネート主鎖、ポリエステルカーボネート又はこれらの組み合わせを含む。他の実施形態では、アクリル分散液は、アクリル主鎖、ヒドロキシル含有アクリル主鎖、又はこれらの組み合わせを含む。更に他の実施形態では、ポリマー分散液は、ウレタン−アクリルハイブリッド、又はポリカーボネートウレタン／アクリルハイブリッドである。いくつかの実施形態では、ポリマーは、ポリカーボネート又はカーボネート主鎖を有するとされている。そのような実施形態では、ポリマーは、ビスフェノールＡのカーボネート部分等の脂肪族又は芳香族のカーボネート部分を含む。

様々なプロセスが、水溶性又は水性ポリマー分散液の調製のために開発されている。水性ポリウレタンポリマーの調製では、典型的には、中間分子量ポリマー（例えば、プレポリマー）が、内部乳化剤の存在下、好適なジオール又はポリオールとモル過剰のジイソシアネート又はポリイソシアネートとの反応によって形成される。この内部乳化剤は、典型的には、イオン基（カルボキシレート、スルホン酸塩、若しくは第四級アンモニウム塩）又はポリエチレンオキシド等の非イオン基を有するジオールである。水性ポリウレタン分散液は、典型的には、３つの種類、即ち、非イオン性、カチオン性、及びアニオン性のうちの１つであり、ポリウレタン主鎖に存在する親水性セグメントの種類により異なる。アニオン性ポリウレタンの場合、ジメチロールプロピオン酸（ＤＭＰＡ）は、一般に、その後のトリエチルアミンとの中和反応における水分散液に対するその有効性のため、ポリウレタン主鎖に組み込まれる。ポリマー中のＤＭＰＡのカルボキシレートイオンは、親水性であり、アニオン中心並びに内部乳化剤の役目を果たす。カルボン酸イオンは、水性ポリウレタン分散液を安定させるだけでなく、硬化部位を提供する。水性アクリルポリマーはまた、典型的には、内部乳化剤を用いて調製され、そのため、典型的には、カルボキシレートイオンを含み、分散液を安定させ、硬化部位を提供する。

（例えば、ポリウレタン及び／又はアクリル）ポリマーは、概して、液体希釈剤中に分散して、ポリマー分散液を形成する。「液体希釈剤」とは、揮発性であり、コーティングが塗布された後、除去される溶媒を指す。好適な実施形態では、コーティング組成物は、希釈剤として、主に水を含み、ほとんど又は全く有機溶媒を含まない。この実施形態では、有機溶媒の濃度は、典型的には、コーティング組成物の２、１．５、１重量％又は０．５重量％未満である。商品名「Ｗ８３５ Ｓｅｒｉｅｓ」でＩｎｃｏｒｅｚから入手可能なポリウレタン分散液は、ポリウレタン分散液のグレードで共溶媒を含まないとされている。

水性希釈剤中に分散される（例えば、ポリウレタン及び／又はアクリル）ポリマーは、フィルム形成ポリマーである。これらを製造するのに好適なポリマーラテックス及び方法は、当該技術分野において広く既知であり、数多くのラテックスが市販されている。

典型的には、ポリマーラテックス中の粒子は実質的に球状である。ポリマーコアは、１つ以上の水不溶性のポリマーを含んでもよいが、これは必須ではない。有用なポリマー粒径は、ラテックス及び他の分散体又はエマルションの典型的な粒径を含む。典型的には、ポリマー粒径は、約０．０１マイクロメートル〜１００マイクロメートルの範囲、好ましくは０．０１〜０．２マイクロメートルの範囲であるが、これは必須ではない。

市販されている水性脂肪族ポリウレタンエマルションの例としては、ＤＳＭ ＮｅｏＲｅｓｉｎｓ，Ｉｎｃ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＭＡ）からＮＥＯＲＥＺ Ｒ−９６０、ＮＥＯＲＥＺ Ｒ−９６７、ＮＥＯＲＥＺ Ｒ−９０３６、及びＮＥＯＲＥＺ Ｒ−９６９９；Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｍｅｒｔｏｎ，ＷＩ）からＥＳＳＥＮＴＩＡＬ ＣＣ４５２０、ＥＳＳＥＮＴＩＡＬ ＣＣ４５６０、ＥＳＳＥＮＴＩＡＬ Ｒ４１００、及びＥＳＳＥＮＴＩＡＬ Ｒ４１８８として入手可能な水性アニオン性ポリウレタン分散液；Ｌｕｂｒｉｚｏｌ，Ｉｎｃ．（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，ＯＨ）からＳＡＮＣＵＲＥ ８４３、ＳＡＮＣＵＲＥ ８９８、及びＳＡＮＣＵＲＥ １２９２９として入手可能なポリエステルポリウレタン分散液；Ｌｕｂｒｉｚｏｌ，Ｉｎｃ．からＴＵＲＢＯＳＥＴ ２０２５として入手可能な水性脂肪族自己架橋性ポリウレタン分散液；並びにＳｔａｈｌ ＵＳＡ（Ｐｅａｂｏｄｙ，ＭＡ）から商品名「ＲＵ−０７７」及び「ＲＵ−０７５」で入手可能なポリウレタン分散液が挙げられる。

自己架橋性ポリマー分散液は、インク受容層中に使用され得る。そのようなポリマー分散液は、コーティング層の乾燥時に活性化する自己架橋性機能を有する。この型の分散液の使用は、架橋性化合物をコーティング組成物に組み込む必要がなくなるかもしれない。自己架橋性ポリマー分散液の例としては、Ｂａｙｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，ＬＬＣ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）から「ＢＡＹＨＹＤＲＯＬ ＰＲ２４０」として、及びＤＳＭ Ｎｅｏｒｅｓｉｎｓから「ＮＥＯＲＥＺ Ｒ−６６１」として入手可能なポリウレタン分散液が挙げられる。

市販されている水性脂肪族アクリルエマルションの例としては、Ｄｏｗ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓから商品名ＲＯＳＨＩＥＬＤ（商標）及びＲＨＯＰＬＥＸ（商標）、例えば「ＲＯＳＨＩＥＬＤ（商標）３１８８」、「ＲＯＳＨＩＥＬＤ（商標）３２７５」、「ＲＯＳＨＩＥＬＤ（商標）１０２４」、「ＲＯＳＨＩＥＬＤ（商標）６３６」、「ＲＨＯＰＬＥＸ（商標）ＷＬ−９６」、及び「ＲＨＯＰＬＥＸ（商標）ＣＬ−１０４」で入手可能なアクリル系ラテックス；Ａｒｋｅｍａ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｒｅｓｉｎｓから商品名「ＵＣＡＲ（商標）」、例えば「ＵＣＡＲ（商標）ＬＡＴＥＸ ４５５」、「ＵＣＡＲ（商標）ＬＡＴＥＸ ４４３」、「ＵＣＡＲ（商標）ＬＡＴＥＸ ４５１」、及び「ＵＣＡＲ（商標）ＬＡＴＥＸ ＤＭ１０９」で入手可能なアクリル系ラテックス；Ｌｕｂｒｉｚｏｌ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から商品名ＨＹＣＡＲ（登録商標）、例えば「ＨＹＣＡＲ（登録商標）２６３４９」、「ＨＹＣＡＲ（登録商標）２６４５９」で入手可能なアクリル系ラテックス；ＤＳＭ ＮｅｏＲｅｓｉｎｓから商品名「ＮＥＯＣＲＹＬ」、例えば「ＮＥＯＣＲＹＬ Ａ−６４０」、「ＮＥＯＣＲＹＬ ＸＫ−２２０」、「ＮＥＯＣＲＹＬ Ａ−１０４４」、「ＮＥＯＣＲＹＬ ＸＫ−９０」、「ＮＥＯＣＲＬＹＬ ＸＫ−９６」、及び「ＮＥＯＣＲＹＬ ＸＫ−９５」で入手可能なアクリル系ラテックスが挙げられる。

分散液から形成された（２２℃／５０％相対湿度で１４日間乾燥させた）５０〜１００マイクロメートルの薄膜の未希釈ポリウレタンの特性を測定することによって、ポリウレタンポリマーの分散液は、特徴付けられ得る。いくつかの実施形態では、このようにして形成された薄膜の伸長は、典型的には、約５００％〜約６００％の範囲の破断点伸長を有する。いくつかの実施形態では、引張強度は、約１５〜３０ＭＰａの範囲である。

いくつかの実施形態では、アクリル分散液は、ポリアクリレート主鎖、ポリカーボネート主鎖、又はこれらの組み合わせを含む。

高分子ポリマーの組み合わせは、（例えば、防曇性）コーティング組成物において使用してもよい。例えば、ポリウレタン分散液は、異なる平均分子量を有する２つ以上のポリウレタンポリマーを含んでもよい。更に、組成物は、例えば、アクリル系ラテックス及びポリウレタンラテックスを混合することにより得られるもの等のポリウレタンと組み合わせて、異なる種類のポリマーを含有してもよい。一実施形態では、水性ポリウレタン分散液は、「ＩＮＣＯＲＥＺ Ｗ８３５／１４０」と「ＮＥＯＲＥＺ Ｒ−９６１」の混合物を含む。「ＮＥＯＲＥＺ Ｒ−９６１」の内容物は、耐摩耗性を改善することができる。しかしながら、「ＮＥＯＲＥＺ Ｒ−９６１」の濃度が約１：２の重量比を超える場合（即ち、２重量部の「ＩＮＣＯＲＥＺ Ｗ８３５／１４０」に対して１重量部を上回る「ＮＥＯＲＥＺ Ｒ−９６１」）、コーティングは、水中に浸漬された後、白くなる恐れがある。更に別の例では、ポリウレタンポリマーとアクリルポリマーの組み合わせが使用されるか、又はアクリルとポリウレタンとの両方のハイブリッドポリマーが使用される。市販されているアクリルウレタンコポリマー分散液の一例が、ＤＳＭ Ｎｅｏｒｅｓｉｎｓから商品名ＮＥＯＰＡＣで入手可能である。

コーティング組成物は、典型的には、合計で少なくとも４０重量％の固体のコーティング組成物、典型的には、９０重量％又は８５重量％又は８０重量％以下の量で１つ以上の（例えば、ポリウレタン及び／又はアクリル）ポリマーを含む。いくつかの実施形態では、コーティング組成物は、少なくとも４５重量％又は５０重量％の量で１つ以上のポリマーを含む。

防曇性コーティングは、ポリウレタンポリマーに対しては非反応性であるが、なおも反応性であり、そのため、（例えば、アジリジン）架橋剤によって架橋され得る親水性添加剤を含む。そのような親水性添加剤の濃度は、典型的には、少なくとも５重量％、６重量％、７重量％、８重量％、９重量％、又は１０重量％の固体のコーティング組成物である。いくつかの実施形態では、親水性添加剤の濃度は、少なくとも１１重量％、１２重量％、１３重量％、１４重量％、又は１５重量％である。そのような親水性添加剤の濃度は、典型的には、約４０重量％又は３５重量％以下である。

架橋剤によって架橋され得る親水性添加剤の一例は、ポリアルキレンオキシドの酸又はその塩である。そのような添加剤は、概して、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、又はこれらの組み合わせの反復単位を含むポリアルキレンオキシド主鎖を含む。エチレンオキシド反復単位及びプロピレンオキシド反復単位の数は、独立して、０〜１００の範囲であってよいが、但し、エチレンオキシド反復単位及びプロピレンオキシド反復単位の合計は、約１０〜１００の範囲であるとする。ポリアルキレンオキシド主鎖は、典型的には、プロピレンオキシド反復単位よりも多いエチレンオキシド反復単位を含む。いくつかの実施形態では、プロピレンオキシド反復単位に対するエチレンオキシド反復単位の比率は、少なくとも２：１、又は３：１、又は４：１、又は５：１、又は６：１、又は７：１、又は８：１、又は９：１、又は１０：１である。ポリアルキレンオキシド主鎖は、典型的には、直鎖及び二価であり、それぞれの末端において酸基又は塩基で終了する。二価結合基は、典型的には、ポリアルキレンオキシド主鎖と少なくとも１つ若しくは２つの末端酸基又は塩基との間に存在する。出発化合物及び反応物質（複数可）に応じて、連結基は異なり得る。いくつかの実施形態では、添加剤は、二塩基酸を形成する無水コハク酸と反応させ、次いで、アルキルアミンと反応させて、酸基をアンモニウム塩基に変換するポリアルキレンオキシドアミン（ポリエーテルアミンとも称される）から形成される。この実施形態では、ポリアルキレンオキシド主鎖と末端酸基又は塩基との間の連結基は、−ＣＨ_２ＮＨＣＯＣ_２Ｈ_４−であり得る。しかしながら、他の連結基は、他の反応スキームの使用によって存在するであろう。連結基の分子量は、概して、ポリアルキレンオキシド主鎖の親水性の性質を損なわないように比較的小さい。いくつかの実施形態では、連結基の分子量は、１００ｇ／モル以下である。ポリアルキレンオキシド主鎖の分子量が増加すると、連結基の分子量もまた、親水性の特性を損なうことなく、増加し得る。しかしながら、連結基の分子量は、典型的には、親水性添加剤の全分子量の約２０、１５又は１０重量％（即ち、連結基の分子量は、全分子量で割って、１００％を掛ける）以下である。

一実施形態では、親水性添加剤は、以下の式によって表され得るとき、二価ポリアルキレンオキシド主鎖及び末端酸基又は塩基を含み：
Ｒ−Ｌ−（Ｃ_３Ｈ_６Ｏ）_ｘ（Ｃ_２Ｈ_４Ｏ）_ｙ−Ｌ−Ｒ
式中、Ｒは、カルボン酸基又はその塩等の（例えば、アジリジン）架橋剤で（共有結合）することができる反応基であり、
Ｌは、二価連結基であり、
ｘ及びｙは、独立して、０〜１００の範囲であるが、但し、ｘ＋ｙの合計は、約５、６、７、８、９、又は１０〜約１００の範囲であるものとする。

連結基Ｌは、反応物質の選択に応じて異なり得る。例えば、ポリアルキレンオキシドジオールがイソシアネート化合物と反応するとき、Ｌは、−ＯＣＯＮＨ−であり得る。

別の実施形態では、ポリアルキレンオキシドジアミンがイソシアネート化合物と反応するとき、Ｌは、−ＮＨＣＯＮＨ−であり得る。更に別の実施形態では、ポリアルキレンオキシドジオールが酸無水物又はカルボン酸化合物と反応するとき、Ｌは、−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−であり得る。Ｌはまた、ポリアルキレンオキシド二塩基酸がアルコール化合物と反応するとき、エステル連結であり得る。更に別の実施形態では、Ｌは、ポリアルキレンオキシド二塩基酸又は塩化アクリルと第一級又は第二級アミンとの反応によって、−ＣＯＮＨ−であり得る。アミド連結はまた、ポリアルキレンジアミンと無水物又はカルボン酸化合物との反応によっても、作製され得る。更に別の実施形態では、Ｌは、ポリアルキレンオキシドジアミンとハロゲン化物化合物との反応によって、又はポリアルキレンオキシドのジハロゲン化物とアミン化合物との反応によって、−ＮＲ−であり得る。更に別の実施形態では、Ｌは、ポリアルキレンオキシドジオールとアクリルクロライドチオール又はチオールエステル化合物との反応によって、−ＣＯＳ−であり得る。更に、Ｌは、ポリアルキレンオキシドジチオールとチオール又はメルカプト化合物との反応によって、−ＣＳ_２−であり得る。更に別の実施形態では、Ｌは、ポリアルキレンオキシドジチオールとハロゲン化物化合物との反応によって、−Ｓ−であり得る。更に別の実施形態では、Ｌは、ポリアルキレンオキシドジオールの縮合反応によって、−Ｏ−であり得る。更に別の実施形態では、Ｌは、ポリアルキレンオキシドジチオールとイソシアネート化合物との反応によって、又はポリアルキレンオキシドジイソシアネートとチオール化合物との反応によって、−ＳＣＯＮＨ−であり得る。

酸塩の対イオンは、アンモニウム、並びに第一級、第二級、又は第三級アルキルアンモニウムであり得る。対イオンはまた、ハロゲン化亜鉛からの二価亜鉛、硝酸塩、カーボネート、又は炭酸アンモニウムを含む、無機金属イオンであり得る。他の無機金属イオンは、Ｃｕ、Ｔｉ、及びＺｒを含む。

理論により拘束されることを意図しないが、ポリアルキレンオキシドの酸又は塩のアルキレンオキシド反復単位は、そのような親水性セグメント（例えば、アルキレンオキシド反復単位を含む非イオン性界面活性剤等）に適合する界面活性剤が、コーティングから外に浸出するのを防ぐのに役立ち得ると推測される。

本明細書に記載の防曇性コーティングは、架橋剤を含む。架橋剤は、典型的には、ポリマー（例えば、ポリウレタン及び／又はアクリル）主鎖に存在する親水性セグメント（例えば、カルボキシレート）と反応する。好適な架橋剤は、典型的には、少なくとも３つの末端反応基（例えば、カルボキシレート）を含む。

水性ポリマー分散液及びマルチアジリジン硬化剤を含有するカルボン酸イオン（例えば、カルボキシレート）は、硬化ポリマー分散液として製剤化され得る。硬化機構は、ｐＨ値が６より下回って低下する場合の乾燥プロセス中、周囲温度で行うことができる。いくつかの実施形態では、架橋剤はまた、先ほど記載されたように、親水性添加剤（例えば、ポリアルキレンオキシドの二塩基酸又は塩）と反応し得る。

架橋剤の好ましい例としては、実施例に記載されるような、様々な商品名で入手可能なアジリジン架橋剤；Ｎｉｓｓｈｉｎｂｏ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．（日本）から商品名「Ｖ−０４」で入手可能なもの等のカルボジアミド架橋剤；Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｆｌｅｍｉｎｇｔｏｎ，ＮＪ）から商品名「Ｂａｃｏｔｅ ２０」で入手可能なアンモニウムジルコニルカーボネート架橋剤等のｐＨ応答性カーボネート架橋剤が挙げられる。

他の架橋剤としては、例えば、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから商品名「ＥＲＬ−４２２１」で入手可能な脂環式エポキシ架橋剤；例えば、Ｂａｙｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｌｅｖｅｒｋｕｓｅｎから商品名「ＢＨ−３０５」で入手可能な親水性脂肪族ポリイソシアネート架橋剤；及び例えば、Ｓｔａｈｌ ＵＳＡから商品名ＸＲ−９１７４及びＣＹＴＥＣ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ，Ｉｎｃ．から商品名「ＣＹＭＥＬ ３２７」で入手可能なもの等のメラミン架橋剤が挙げられる。

また、架橋剤の混合物、具体的には、（例えば、親水性）アジリジン架橋剤を用いた混合物が使用され得る。

架橋剤の濃度は、典型的には、少なくとも２、３、４、又は５重量％の固体のコーティング組成物である。いくつかの実施形態では、比較的高い濃度の架橋剤が使用される。例えば、架橋剤の濃度は、典型的には、少なくとも１０又は１５重量％の固体のコーティング組成物である。架橋剤の濃度は、典型的には、２５重量％、又は２４重量％、又は２３重量％、又は２２重量％、又は２１重量％、又は２０重量％以下である。

トリメチロールプロパントリ−［β−（Ｎ−アジリジニル）−プロピオン酸塩、２，２−ビスヒドロキシメチルブタノールトリス［３−（１−アジリジン）プロピオン酸塩］、アジリジン−２−メチロールアクリレート、アジリジン−２−メチロールメタクリレート、Ｎ−（２−アジリジニル）メチルアクリルアミド、Ｎ−（２−アジリジニル）メチルメタクリルアミド、１−（アジリジン−２−イル）−２−オキサブタ−３−エン、４−（アジリジン−２−イル）−ブタ−１−エン、及び５−（アジリジン−２−イル）−ペンタ−１−エン等の様々な多官能性アジリジン架橋剤が知られている。これらの特定のアジリジン架橋剤は、比較的疎水性の架橋剤である。

特に、架橋剤が比較的高い濃度で存在する実施形態については、疎水性架橋剤よりむしろ、親水性アジリジン架橋剤を使用するのが好適であり得る。ある好ましい種類の親水性アジリジン架橋剤は、エチレンオキシド反復単位等のアルキレンオキシド反復単位を含む。アルキレンオキシド（例えば、エチレンオキシド）反復単位の数は、典型的には、少なくとも２つ又は３つであり、典型的には、約２０以下である。いくつかの実施形態では、アルキレンオキシド（例えば、エチレンオキシド）反復単位の数は、平均して約６、７、８、又は９である。親水性架橋剤の使用は、組成物が実質的に親水性添加剤を含まないか、又は低濃度（５重量％以下）の親水性添加剤を含む実施形態には好適である。

エチレンオキシド反復単位を含むアジリジン架橋剤は、エトキシ化（９）トリメチルプロパントリアクリレート等のエトキシ化アルキルマルチ（メタ）アクリレートと、２−メチルアジリジン等のアルキルアジリジンを反応させることによって調製され得る。そのようなアジリジン架橋剤は、一般式：

を有し、式中、Ｒ’は水素、又はＣ_１〜Ｃ_４アルキル基であり、
Ｒ”は水素又はメチルであり、
ｘ、ｙ、及びｚは独立して、少なくとも１であり、
Ｍは、二価連結基の二価原子である。

いくつかの実施形態では、ｘ＋ｙ＋ｚの合計は、少なくとも３、４、５、又は６である。更に、ｘ＋ｙ＋ｚの合計は、２０以下であり得る。いくつかの実施形態では、Ｍは、酸素である。

アルキレンオキシド反復単位を含む他のアジリジン架橋剤は、米国特許第８，０１７，６６６号に記載されており、参照により本明細書に組み込まれる。

理論により拘束されることは意図しないが、架橋剤のアルキレンオキシド反復単位は、そのような親水性セグメント（例えば、アルキレンオキシド反復単位を含む非イオン性界面活性剤等）に適合する界面活性剤が、コーティングから外に浸出するのを防ぐのに役立つことが推定される。

本明細書に記載の（例えば、防曇性）コーティング組成物は、任意に、少なくとも１つの界面活性剤を含み得る。本明細書で使用される「界面活性剤」という用語は、コーティング組成物の表面張力を減少させ、実施例において記載される試験方法によって、それとともにコーティングされた基材又は物品に対して「良好な」又は「卓越した」防曇性の特性を付与するコーティングを提供する分子を説明する。界面活性剤分子は、概して、同じ分子上に親水性（極性）及び疎水性（非極性）セグメントの両方を含む。

本発明の有用な界面活性剤には、イオン性（例えば、アニオン性、カチオン性）、非イオン性、並びに両性の界面活性剤が含まれる。界面活性剤は、その頭部における形式上の荷電基の存在により分類することができる。イオン性界面活性剤の頭部は、実効電荷を保有する。イオン性界面活性剤は、アルキル硫酸塩及びアルキルエトキシ化硫酸塩にあるような負の電荷を持つ親水性基を有する。カチオン性界面活性剤は、ナトリウム塩及び第四級（例えば、アンモニウム）塩にあるような正の電荷を持つ親水性基を有する。非イオン性界面活性剤は、その頭部に荷電基を有しない。いくつかの例示的な界面活性剤は、国際公開第２００９／０８５６８０号において記載されるが、これは参照により本明細書に組み込まれる。

界面活性剤を含む実施形態については、コーティング組成物中の界面活性剤濃度は、典型的には、コーティング組成物の少なくとも０．５重量％、１重量％、１．５重量％、又は２重量％である。界面活性剤濃度は、典型的には、コーティング組成物の１０重量％以下である。

いくつかの実施形態では、（例えば、防曇性）コーティング組成物は、非イオン性界面活性剤を含む。非イオン性界面活性剤は、一般に、少なくとも６個、又は８個、又は１０個、又は１２個の炭素原子を有するアルキル又はアルケニル基を含む。そのような比較的長鎖のアルキル基又はアルキレン基は、一般に「脂肪」基と呼ばれる。炭素原子の数は、非イオン性界面活性剤が室温（例えば、２５℃）で液体である限り、１８個（の炭素原子）を超えてもよい。いくつかの実施形態では、アルキル又はアルケニル基は、２４個以下の炭素原子を有する。いくつかの好ましい実施形態では、そのようなアルキル基は非分枝状である。アルキル又はアルケニル基は、任意に、置換基を含んでもよい。

様々な部類の非イオン性界面活性剤が知られており、これには、例えば、脂肪族アルコール、脂肪酸、脂肪族アミン、脂肪アミド、及びこれらの誘導体が挙げられる。

脂肪族アルコールは、典型的に、以下の一般式を有する：
Ｒ−ＯＨ
式中、Ｒは（例えば、直鎖又は分枝鎖）アルキル又はアルケニル基であり、前述のように、所望により対応できる位置でＮ、Ｏ、又はＳ原子により置換される。様々な脂肪族アルコールが知られており、これにはドデシルアルコール、セチルアルコールＣＨ_３（ＣＨ_２）_１５ＯＨ、ステアリルアルコール（別名オクタデシルアルコール又は１−オクタデカノール）、及びオレイルアルコールが挙げられる。

いくつかの実施形態において、非イオン性界面活性剤は、脂肪族アルコールの誘導体である。ある好ましい誘導体は、エチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシド反復単位等のアルキレンオキシド反復単位を含む、脂肪族アルコール、エステル又はこの誘導体である。そのような誘導体はまた、ポリエトキシル化及び／又はポリプロポキシル化脂肪族アルコール、エステル、又はこれらの誘導体とも称され得る。ポリエトキシレート化脂肪族アルコールは、以下の一般式を有する：
Ｒ−（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_ｎＯＨ
式中、Ｒは（例えば、直鎖又は分枝鎖）アルキル又はアルケニル基であり、前述のように、所望により対応できる位置でＮ、Ｏ、又はＳ原子により置換される。エチレンオキシド反復単位の数「ｎ」は、２〜２０の範囲である得る。いくつかの実施形態では、ｎは、少なくとも３又は４であり、約１０又は１２以下である。

ポリエトキシレート化脂肪族アルコール等のポリアルキレンオキシド反復単位を含む界面活性剤は、コーティング組成物の好ましい非イオン性界面活性剤であり得る。

いくつかの実施形態では、１つ以上のポリエトキシレート化脂肪族アルコールは、コーティング組成物の唯一の界面活性剤である。他の実施形態では、少なくとも１つのポリエトキシレート化脂肪族アルコールが、第２の界面活性剤と組み合わせて使用される。ポリエトキシレート化脂肪族アルコール界面活性剤が、約１：１又は２：１の重量比で第２の界面活性剤と組み合わせて使用され得る。いくつかの実施形態では、第２の界面活性剤は、シリコーン界面活性剤、イオン性界面活性剤、又はこれらの混合物である。

いくつかの実施形態では、コーティング組成物は、イオン性界面活性剤又はシリコーン界面活性剤を含む。

シリコーン界面活性剤は、概して、様々な数のジメチルシロキサン単位を有し、典型的には、それぞれの末端でトリメチルシロキサン基で末端保護されたシロキサン主鎖を含む。シロキサン主鎖は、概して、疎水基である。この疎水基は、イオン性、双極性イオン性、又は非イオン性であり得、通常、シロキサン主鎖に対して短いアルキル鎖によって結合する。ある例示的なシロキサン界面活性剤は、ポリエーテルで修飾されたシロキサンであり、商品名「ＢＹＫ−３４６」でＩｎｎｏｖａｄｅｘから市販されている。

様々なイオン性界面活性剤が知られている。ある例示的なイオン性界面活性剤は、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウムであり、商品名「Ａ−１８」で、Ｓｔｅｐａｎ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。別のイオン性界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルアンモニウムスルファートであり、商品名「Ｈｉｔｅｎｏｌ ＢＣ １０」で第一工業製薬株式会社（日本）から市販されている。

前述されるように、様々な非イオン性界面活性剤は、ヒドロキシル基を含む。防曇性コーティングは、前述されており、ヒドロキシル官能性界面活性剤が、ポリウレタンの形成中、反応物質として利用される。（例えば、米国特許第３，８２２，２３８号を参照のこと。）しかしながら、前述の防曇性コーティング組成物では、水分散液として提供される予備成形された（例えば、市販されている）ポリマーが、成分として利用される。この分散液のポリマーは、典型的には、ヒドロキシル反応性基を含まない。したがって、ヒドロキシル官能性界面活性剤がそのようなポリウレタン分散液と組み合わされるとき、この界面活性剤は、ポリウレタンにより反応しない。つまり、界面活性剤は、（例えば、ポリウレタン及び／又はアクリル）ポリマーに対して非反応性である。

本明細書に記載の防曇性コーティングは、任意に、様々な親水性添加剤を含み得る。親水性添加剤は、親水性添加剤が界面活性剤の必要な基である疎水基を欠いている界面活性剤とは異なる。いくつかの実施形態では、コーティング組成物は、防曇性の性能を強化するために、少濃度の（例えば、非反応性）親水性添加剤、例えば、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）モノメチルエーテル等を含む。この実施形態では、親水性添加剤の濃度は、典型的には、少なくとも０．５重量％、又は１重量％、又は１．５重量％、又は２重量％であり、概して、約５重量％以下である。

いくつかの実施形態では、ポリアルキレンオキシドの酸又は塩は、コーティング組成物の主要な又は唯一の親水性成分である。

別の実施形態では、ポリアルキレンオキシドの酸又は塩及び１つ以上の界面活性剤は、コーティング組成物の主要な又は唯一の親水性成分である。

別の実施形態では、ポリアルキレンオキシドの酸又は塩及び親水性アジリジン架橋剤は、コーティング組成物の主要な又は唯一の親水性成分である。

別の実施形態では、コーティング組成物は、コーティング組成物の主要な又は唯一の親水性成分として、ポリアルキレンオキシドの酸又は塩、１つ以上の界面活性剤、及び親水性アジリジン架橋剤を含む。

これらの実施形態のそれぞれでは、コーティング組成物は、５重量％未満を含んでも、Ｎ−ビニルピロリドン由来のモノマー又はポリマー等の他の親水性有機モノマー、オリゴマー、又はポリマーを含まなくてもよい。

いくつかの実施形態では、防曇性コーティング組成物は、無機ナノ粒子を含まない。そのような乾燥及び硬化された組成物は、典型的には、ポリウレタンの選択及び比較的高い濃度の架橋剤により、満足のいく摩耗耐性を示す。

他の実施形態では、コーティング組成物は、少なくとも０．５重量％、１重量％、又は２重量％、及び典型的には、約４０重量％以下の固体のコーティング組成物の濃度で、無機ナノ粒子を含む。いくつかの実施形態では、無機ナノ粒子の濃度は、約３０重量％又は２０重量％以下である。いくつかの実施形態では、線状摩耗は、ナノ粒子濃度が１５重量％以上であるとき、具体的には、２００又は３００サイクルで障害を来たす。

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、好ましくは平均粒度が１００、７５又は５０ナノメートル（ｎｍ）以下である。いくつかの実施形態では、無機ナノ粒子の平均粒度は、（表面修飾より前）４０、又は３０、又は２０ｎｍ以下である。ナノ粒子の平均粒度は、少なくとも１ｎｍ、２ｎｍ、又は３ｎｍである。

本明細書で使用する時、「粒径」及び「粒子直径」は同一の意味を有し、粒子（又はその凝集体）の最大寸法を指すために使用される。この文脈において、「アグロメレーション」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。

ナノ粒子の平均粒径は、透過電子顕微鏡を使用して測定することができる。本発明の実践において、粒度は任意の好適な技術を用いて決定することができる。粒度は、数平均粒度を表し、透過電子顕微鏡又は走査電子顕微鏡を使用する機器を用いて測定される。粒度を測定する別の方法は、重量平均粒度を測定する動的光散乱である。好適であることがわかったそのような機器の１つの例は、Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｉｎｃ．（Ｆｕｌｌｅｒｔｏｎ，ＣＡ）から入手可能なＮ４プラスサブミクロン粒子分析器である。

ナノ粒子は、比較的均一のサイズであり得る。均一なサイズのナノ粒子は、一般に、より再現可能な結果を提供する。好ましくは、ナノ粒子のサイズの変動性は、平均粒径の２５％未満である。

ナノ粒子は、好ましくは少なくとも１０ｍ^２／グラム、より好ましくは少なくとも２０ｍ^２／グラム、更に好ましくは少なくとも２５ｍ^２／グラムの表面積を有する。ナノ粒子は、好ましくは７５０ｍ^２／グラムを超える表面積を有する。

本発明のナノ粒子は、多孔質又は無孔質であり得る。いくつかの実施形態では、ナノ粒子は、単にシリカのみからなる。シリカは、好ましくは、ナノ粒子、特に、ケイ酸塩、例えば、アルカリ金属ケイ酸塩又はアンモニウムケイ酸塩等に由来するシリカナノ粒子であり得る。本明細書では、「シリカナノ粒子」は、シリカのみを含むナノ粒子、並びに表面にシリカを含むコアシェルナノ粒子を指す。他の実施形態では、コーティング組成物は、ＺｒＯ_２、コロイド状ジルコニア、Ａｌ_２Ｏ_３、コロイド状アルミナ、ＣｅＯ_２、コロイド状セリア、ＳｎＯ_２、コロイド状スズ（第二スズ）酸化物、及びＴｉＯ_２、コロイド状二酸化チタン）等の他の無機酸化物を含み得る。また、そのような無機酸化物の混合物も使用することができる。

非修飾ナノ粒子は、典型的には、粉末としてよりもむしろ分散液として提供される。好ましい分散液は、一般に、流体媒質に分散された１５重量％〜５０重量％のコロイド状粒子を含有する。コロイド状粒子に好適な流体媒体の代表的な例には、水、水性アルコール溶液、低級脂肪族アルコール、エチレングリコール、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ホルムアミド、又はこれらの組み合わせが挙げられる。好ましい流体媒体は水性であり、例えば、水及び所望により１種以上のアルコールである。水性媒質中の無機シリカゾルは、当該技術分野において周知であり、市販されている。水又は水−アルコール溶液中のシリカゾルは、ＬＵＤＯＸ（Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏ．，Ｉｎｃ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）により製造）、ＮＹＡＣＯＬ（Ｎｙａｃｏｌ Ｃｏ．（Ａｓｈｌａｎｄ，ＭＡ）より入手可能）、又はＮＡＬＣＯ（Ｎａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．（Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，ＩＬ）により製造）等の商品名で入手可能である。有用なシリカ分散液は、「ＮＡＬＣＯ １１１５」及び「ＤＶＳＺＮ００４」を含み、両方ともＮａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙより入手可能である。

無機ナノ粒子は、典型的には、表面処理を含む。ナノサイズの粒子を表面処理することで、ポリマー樹脂中での安定した分散をもたらすことができる。好ましくは、これらの粒子が水性ポリウレタン分散液中に良好に分散されて、実質的に均一な組成物を生じるように、ナノ粒子を表面処理により安定化させる。更に、ナノ粒子は、表面処理剤によってその表面の少なくとも一部を修飾することができ、そのため、安定化された粒子が、硬化中に共重合すること、又はポリウレタン若しくはアジリジン架橋剤と反応させることができる。

一般に、表面処理剤は、粒子表面に付着（共有結合、イオン結合又は強力な物理吸着による結合）するであろう第一末端部と、粒子にコーティング組成物の残りとの適合性をもたらす及び／又は硬化中にコーティング組成物の成分と反応する第二末端部と、を有する。表面処理剤の例としては、アルコール、アミン、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、シラン及びチタン酸塩が挙げられる。好ましいタイプの処理剤は、金属酸化物表面の化学的性質によりある程度は決定される。シリカに対してはシランが好ましく、ケイ酸質充填剤に対しては他のものが好ましい。

いくつかの実施形態では、ナノ粒子は、水分散性基を含む表面処理を含む。水分散性基は、ナノ粒子表面に親水性の特性を提供し、それによって、水性コーティング溶液中のナノ粒子の過剰な凝集及び沈殿を低減すること、好ましくは防止することができる一価の基である。そのような表面処理は、式、Ａ−Ｌ−ＷＤにより表すことができ、式中、Ａは表面結合基であり（即ち、ナノ粒子表面に結合するため）、ＷＤは水分散性基を表し、Ｌは有機リンカー又は結合を表す。有機リンカーＬは、直鎖若しくは分枝アルキレン、アリーレン、又はアルキレンとアリーレン基との組み合わせであってよく、所望によりヘテロ原子を含む。

水分散性基は、親水基又は水様基（water-like group）である。これらは典型的には、例えば、非イオン基、アニオン基、カチオン基、水に分散されるとアニオン基又はカチオン基を形成することができる基（例えば、塩又は酸）、又はこれらの混合物を含む。

非イオン性水分散性基の例は、ポリアルキレンオキシド（例えば、ＰＥＧ）基を含む。シリカナノ粒子で使用するためのある例示的なシラン表面処理剤は、２−［メトキシ（ポリエチレンオキシ）プロピル］トリメトキシシラン等のポリエチレンオキシド（ＰＥＧ）シランである。

表面処理剤は、国際公開第２００９／０８５６８０号（参照により本明細書に組み込まれる）に記載されるような、他の水分散性基、並びにエポキシシラン表面処理剤を含み得る。

表面修飾剤の必要とされる量は、そのような粒径、粒子の種類、修飾剤の分子量、及び修飾剤の種類等のいくつかの要因に依存し得る。一般的には、ほぼ単層の修飾剤を粒子の表面に付着させることが好ましい。必要とされる付着手順又は反応条件もまた、使用する表面修飾剤に依存する。シランの場合、酸性又は塩基性の条件下で、高温で約１〜２４時間表面処理することが好ましい場合がある。

本明細書では、無機ナノ粒子の被覆のレベルは、コーティング組成物内のエポキシ基の濃度に関して報告されており、表面処理剤の官能基の量の１００％がシリカ粒子の表面に共有結合されると想定されている。いくつかの実施形態では、無機ナノ粒子は、２５％又は５０％の被覆率で表面処理剤を含む。

コーティング組成物は、液状で（例えば、注ぎ可能な形状若しくはスプレー状）又はアプリケータ基材に浸透させて（例えば、アプリケータパッド若しくはワイプを成形して）供給され得る。好適なアプリケータ基材は、例えば、スポンジ状、フォーム状、織布、不織布、又はニット物質であり得る。用語「不織布ウェブ」又は「不織布」は、不規則な様式でインターレイされた個々の繊維の構造を有するウェブ又は布を指す。対照的に、ニット又は織布は規則的な様式でインターレイされた繊維を有する。

液体ポリウレタンコーティング組成物は、スプレー、スピンコーティング、ブラッシング、浸漬、フローコーティング等を含む従来の方法によって塗布され得るが、典型的には、スピンコーティング又はスプレーによって塗布される。コーティング操作は、当該技術分野で周知のように、単一の段階又は複数の段階のコーティング手順によって行うことができる。（例えば、アジリジン）架橋剤をポリウレタンポリマーで硬化させるために採用される条件は、異なり得る。いくつかの実施形態では、コーティングは、約９０〜１２０℃の温度で約２０分間、熱的に硬化される。概ね、温度が低いほど、より長い硬化時間を必要とする。赤外線加熱を使用して、コーティングを取り扱うことができるまでの時間を短縮することができる。

本明細書に記載の乾燥及び硬化されたコーティング組成物は、９０％超の高透明性を示すことができ、そのため、様々な光透過性基材及び物品へ塗布するのに適している。乾燥及び硬化されたコーティングの曇りは、典型的には、５、４、３、２、１又は０．５％未満である。高透明性組成物は、典型的には、実質的に、不透明にする色素を含まない（即ち、０．５又は０．１重量％未満）。

コーティング組成物は、その上にコーティングされ、乾燥及び硬化された基材に対して防曇性の特性を提供することができる。乾燥及び硬化されたコーティングは、実施例に記載される試験方法に従って、コーティングされた基材が適度に透けて見えないように、コーティングされた基材の透明性を著しく低下させるのに十分な密度の少量の凝縮水の液滴の形成に耐性を示す場合、「良好な」又は「卓越した」防曇性の特性を有すると考えられる。

いくつかの実施形態では、乾燥及び硬化されたコーティング組成物は、良好な又は卓越した防曇性の特性が、初めに、及び５０℃の水中に２４時間浸漬された後に提供されるように、十分耐久性がある。他の実施形態では、乾燥及び硬化されたコーティング組成物は、６５℃の水中に１２０時間浸漬された後に良好な又は卓越した防曇性の特性を提供することができるように、十分耐久性がある。

いくつかの実施形態では、乾燥及び硬化されたコーティング組成物は、線状かみそり摩耗試験後、機械的耐久性を示し（即ち、コーティングの曇りは、曇り変化率をわずか１〜７％増加させた）、１００、２００、又は３００サイクルの間、コーティングをペーパータオルで拭き取った後の引っ掻き傷は観察されなかった。

防曇性コーティングから利益を享受することができる様々な物品、例えば、交通標識、自動車の窓ガラス、具体的には、フロントガラス、目の保護具（例えば、ゴーグル、フェイスシールド、ヘルメット等）、及び建築用グレージング、並びに他の装飾ガラス物品等がある。

防曇性コーティング組成物を塗布し得る基材は、好ましくは可視光に透明又は半透明である。コーティング組成物を異なる目的のために利用する場合、基材は、代替として、ステンレス鋼、ポリ塩化ビニル、及び繊維板等の場合、不透明であり得る。基材は、有機及び無機材料の両方を含む。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等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、及びこれらに類するものから作製され、これにはそれらのブレンド及びラミネートを含む。典型的には、基材は、フィルム状、シート状、パネル状又は物質の枠状であり、物品の一部である。基材は平板であっても、湾曲していても、所定の形状に形成されていてもよい。コーティングされる物品はブロー成形、鋳造、押出し成形、又は射出成形によって製造することができる。

防曇性コーティングは、基材の両側にコーティングされ得る。別の方法としては、本発明のコーティングは、基材の片側にコーティングされ得る。基材の反対側は、コーティングされていなくても、多様な従来の防曇組成物でコーティングされていてもよい。好ましくは、コーティング面は、より湿度が高い方向を向くべきであり、例えば、フェイスシールドでは、防曇コーティングを有する側が着用者に向くべきである。

本明細書に記載されるコーティングの含有は、コーティングされた（例えば、基板）表面の接触角を減少させることができる。水との前進接触角は、そのようなコーティングを欠いている同じ基材と比較して、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％又は８０％減少させ得る。例えば、繊維板の接触角は、５０°超〜２５°又は２０°未満減少させることができる。別例として、ステンレス鋼の水との前進接触角は、８５°超〜５０°、又は４０°、又は２０°未満減少させることができる。更に別例として、ポリ塩化ビニルの水との前進接触角は、６０°超〜３０°、又は２５°、又は２０°未満減少させることができる。したがって、本明細書に記載されるコーティングの存在は、様々な基材の水との前進接触角を、３０°、又は２５°、又は２０°未満減少させることができる。更に、（例えば、繊維板、ステンレス鋼、及びポリ塩化ビニルの）水との後退接触角は、５°未満減少させることができる。

本発明の目的及び利点を、以下の実施例によって更に例示するが、これらの実施例において列挙される特定の材料及びその量、並びに他の諸条件及び詳細によって、本開示を不当に制限するものではないと解釈すべきである。

試験の説明
防曇性の特性についての試験
本発明に従って、コーティングの防曇性の特性は、温水（約５０〜６０℃の温度で）の容器上にコーティングされた基材を置くことによって判定された。曇りが１０秒以内に観察された場合、コーティングは、「不良な」防曇性の特性を有すると見なされた。曇りが１０〜６０秒以内に観察された場合、コーティングは、「良好な」防曇性の特性を有すると見なされた。曇りが６０秒後に観察された場合、コーティングは、「卓越した」防曇性の特性を有すると見なされた。

透過及び曇りを測定するための試験
本明細書に開示される透過及び曇り値は、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に記述されている手順に従い、Ｈａｚｅ−Ｇａｒｄ Ｐｌｕｓ曇り計（ＢＹＫ−Ｇａｒｄｉｎｅｒ（Ｓｉｌｖｅｒ Ｓｐｒｉｎｇｓ，ＭＤ）から入手可能）を用いて測定された。

コーティングの耐久性のための試験
防曇性コーティング及び（プラスチック）基材の接着力は、クロスハッチ／テープ接着力試験によって判定された。本発明の実施例に従って作製されたコーティングのすべては、クロスハッチ／テープ接着力試験を合格した。

防曇性コーティングの機械的耐久性は、コーティングされた基材を線状摩耗試験に供することによって判定された。線状摩耗試験は、約１４００グラムの力（１３．７３Ｎ）の一定力下で、１００、２００又は３００サイクルの間、コーティングをペーパータオルで拭き取ることによって行われた。次いで、コーティングを曇りについて試験し、引っ掻き傷の存在については、視覚的に観察した。

材料
材料及びその供給源の次の一覧は、実施例全体にわたって参照される。

ＰＥＧシラン表面処理を含むナノ粒子の合成
調製実施例１〜３のそれぞれについては、選択されたシリカナノ粒子分散液に所望の量の官能性シランをゆっくり加えることによって、官能性シランで修飾されたシリカナノ粒子を調製した。官能性シランに対するシリカナノ粒子分散液の相対的な量は、所望の当量表面被覆率に基づいて決定された。得られた分配液を、室温で４時間撹拌し、次いで、オーブン内で６５℃まで一晩加熱した。以下の表１は、使用されたシリカナノ粒子、官能性シラン、及び調製実施例１〜３のそれぞれに対して得られた被覆率を記載する。異なる粒度及び表面被覆率を有する得られた修飾されたナノ粒子分散液は、以下に記載の実施例において記載されるように使用された。

調製例４
多官能基アジリジン架橋剤の合成：
三官能性アジリジン架橋剤ＰＺ−２３８２及びＰＺ−５０２を、ＥＭ ２３８２（ＭＷ＝６９２）又はＳＲ−５０２（ＭＷ＝６９２）と２−メチルアジリジンとのマイケル付加によって調製した。簡潔には、２−メチルアジリジン（９．１グラム、０．１３８５モル）を、室温でＥＭ ２３８２又はＳＲ−５０２（３０グラム、０．０４３４モル）に滴加し、次いで、得られた混合物を室温で１時間撹拌し、６０℃で２４時間還流した。過剰なメチルアジリジンを真空下で除去し、最終的に、ほんの少し黄色の液体生成物を得て、それぞれ、ＰＺ−２３８２及びＰＺ−５０２と名付けた。５．８〜６．４の二重結合の消失は、メチルアジリジン中のアクリレート基とＮＨとの間の反応がうまく完了したことを確認する。

「ＥＭ−２３８２」三官能性アクリレートのＮＭＲスペクトルは、Ｂｒｕｋｅｒ ＢｉｏＳｐｉｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｔｕｃｓｏｎ，ＡＺ）から入手した最新の５００ＭＨｚ Ａｖａｎｃｅ ＩＩＩ Ｂｒｕｋｅｒ ＮＭＲを用いて得られた。分析によれば、このアクリレートは、３０重量％の以下の界面活性剤を含有した。
ＨＯ−［ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ］ｎ−Ｃ_１２Ｈ_２５
したがって、「ＥＭ−２３８２」から調製されたアジリジン架橋剤は、２３重量％のそのような界面活性剤を含有することが算出された。

調製例５
ＰＥＧ系アンモニウム塩（９００−ＤＡ及び２００３−ＤＡ）の合成：
無水コハク酸（１０グラム）を５０℃でＴＨＦに溶かすために、ＥＤ−９００（５０グラム）又はＥＤ−２００３（１００グラム）を加えた。５０℃で２４時間の反応後、黄色の強粘液体又は黄色っぽいワックスの生成物が、それぞれ、真空下でＴＨＦの除去後、得られた。得られたＰＥＧ系二塩基酸を水中に溶かして、３０％の水溶液を得て、これに、１０グラムのトリエチルアミンを加え、室温で３０分間撹拌して、３０重量％の固体を有するＰＥＧ系ジカルボン酸アンモニウム塩を得た。得られた生成物を、続く実施例において、塩形態で使用した。反応スキームを以下に示す。

防曇性コーティングを形成するための一般的プロセス
これらの成分を一緒に混合し、室温で２０分間撹拌した。約３０〜３５％の固体含量を含む得られたコーティング溶液を、１５番のＭａｙｅｒ棒を用いて又は浸漬コーティングによって、ポリエステル（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）又はガラス基材上にコーティングした。次いで、得られたコーティングを、１１０〜１２０℃の温度で２０〜３０分間硬化して、所望の特性（即ち、透明かつ耐久性のある防曇性コーティング）を有するコーティングを形成した。

浸漬コーティング手順
Ｖｅｌｍａｘ Ｕｎｉｓｌｉｄｅディップコーターの金属棒上に新たに調製されたポリカーボネートのスライドレンズの付いたクリップを定置する。スライドを位置合わせし、側面は実験台の上部に垂直にし、下部は実験台の上部に平行にする。バインダークリップをテープで固定する。基材をコーティング溶液中に浸し、約１ｍｍ／秒の適切な引っ張り速度で徐々に引っ張り出す。

（実施例１）
ポリウレタン分散液Ｗ８３５／１４０（３２重量％、６０．９グラム）を、撹拌しながら、１５グラムの９００−ＤＡ（３０重量％、調製実施例５において上記のように調製された）と混合し、均一な分散液を形成し、次いで、６．０グラムのＰＺ−２３８２（未希釈、調製実施例４において上記のように調製された）及び１８．１グラムの水を加え、均一な分散液が得られるまで、２０分間撹拌した。この溶液（３０重量％の固体）を、Ｖｅｌｍａｘ ＵｎｉｓｌｉｄｅディップコーターによってＰＣプレート上に塗布し、次いで、１１０℃で２０分間硬化した。得られたコーティングされたＰＣフィルムは、「卓越した」防曇性特性（５０℃の蒸気に曝露したとき、曇りが見られなかった）、及び良好な光線透過率（＞９０）を示した。室温の水中に２４０時間並びに８０℃の水中に９６時間又は６５℃で１２０時間浸漬した後、コーティングされたＰＣプレートは、依然として、「卓越した」防曇性の性能及び非常に耐久性のあることを示す。

（実施例２）
ポリウレタン分散液Ｗ８３５／１４０（３２重量％、６０．２グラム）を、撹拌しながら、２９．２グラムの９００−ＤＡ（３０重量％、調製実施例５において上記のように調製された）と混合し、均一な分散液を形成し、次いで、７．０グラムのＰＺ−２３８２（未希釈）及び３．６グラムの水を加え、均一な分散液が得られるまで、２０分間撹拌した。この溶液（３５重量％の固体）を、Ｖｅｌｍａｘ ＵｎｉｓｌｉｄｅディップコーターによってＰＣプレート上に塗布し、次いで、１１０℃で２０分間硬化した。得られたコーティングされたＰＣフィルムは、「卓越した」防曇性特性（５０℃の蒸気に曝露したとき、曇りが見られなかった）、及び良好な光線透過率（＞９０）を示した。室温の水中に２４０時間並びに８０℃の水中に９６時間又は６５℃で１２０時間浸漬した後、コーティングされたＰＥＴフィルムは、依然として、「卓越した」防曇性の性能及び非常に耐久性のあることを示す。

（実施例３）
ポリウレタン分散液Ｗ８３５／１４０（３２重量％、５４．７グラム）を、撹拌しながら、３５グラムの９００−ＤＡ（３０重量％、調製実施例５において上記のように調製された）と混合し、均一な分散液を形成し、次いで、７．０グラムのＰＺ−２３８２（未希釈）及び３グラムの水を加え、均一な分散液が得られるまで、２０分間撹拌した。この溶液（３５重量％の固体）を、Ｖｅｌｍａｘ ＵｎｉｓｌｉｄｅディップコーターによってＰＣプレート上に塗布し、次いで、１１０℃で２０分間硬化した。得られたコーティングされたＰＣフィルムは、「卓越した」防曇性特性（５０℃の蒸気に曝露したとき、曇りが見られなかった）、及び良好な光線透過率（＞９０）を示した。室温の水中に２４０時間並びに８０℃の水中に９６時間又は６５℃で１２０時間浸漬した後、コーティングされたＰＣプレートは、依然として、「卓越した」防曇性の性能及び非常に耐久性のあることを示す。

（実施例４）
ポリウレタン分散液Ｗ８３５／１４０（３２重量％、６５．６グラム）を、撹拌しながら、２３．３グラムの９００−ＤＡ（３０重量％、調製実施例５において上記のように調製された）と混合し、均一な分散液を形成し、次いで、７．０グラムのＰＺ−２３８２（未希釈）、１グラムのＢＹＫ−３４６及び３グラムの水を加え、均一な分散液が得られるまで、２０分間撹拌した。この溶液（３５重量％の固体）を、Ｖｅｌｍａｘ ＵｎｉｓｌｉｄｅディップコーターによってＰＣプレート上に塗布し、次いで、１１０℃で２０分間硬化した。得られたコーティングされたＰＣフィルムは、「卓越した」防曇性特性（５０℃の蒸気に曝露したとき、曇りが見られなかった）、及び良好な光線透過率（＞９０）を示した。室温の水中に２４０時間並びに８０℃の水中に９６時間又は６５℃で１２０時間浸漬した後、コーティングされたＰＣフィルムは、依然として、「卓越した」防曇性の性能及び非常に耐久性のあることを示す。ガラスプレート及びＰＣレンズを、鋳造及び浸漬コーティング法によって、上記のコーティング溶液でコーティングし、その後、１１０℃で２０分間硬化した。得られたコーティングされたガラスプレート及びＰＣレンズは、室温の水中並びに温水に浸漬する２４時間前及び２４時間後、「卓越した」防曇性の性能を有した。

（実施例５）
ポリウレタン分散液Ｗ８３５／１４０（３２重量％、５４．７グラム）を、撹拌しながら、３５．０グラムの９００−ＤＡ（３０重量％、調製実施例５において上記のように調製された）と混合し、均一な分散液を形成し、次いで、７．０グラムのＰＺ−２３８２（未希釈）、１グラムのＢＹＫ−３４６及び４グラムの水を加え、均一な分散液が得られるまで、２０分間撹拌した。この溶液（３５重量％の固体）を、１４番のＭａｙｅｒ棒を用いてＰＣプレート上に塗布し、次いで、１１０℃で２０分間硬化した。得られたコーティングされたＰＣフィルムは、「卓越した」防曇性特性（５０℃の蒸気に曝露したとき、曇りが見られなかった）、及び良好な光線透過率（＞９０）を示した。室温の水中に２４０時間並びに８０℃の水中に９６時間又は６５℃で１２０時間浸漬した後、コーティングされたＰＣフィルムは、依然として、「卓越した」防曇性の性能及び非常に耐久性のあることを示す。ガラスプレート及びＰＣレンズを、鋳造及び浸漬コーティング法によって、上記のコーティング溶液でコーティングし、その後、１１０℃で２０分間硬化した。得られたコーティングされたガラスプレート及びＰＣレンズは、室温の水中並びに温水に浸漬する２４時間前及び２４時間後、「卓越した」防曇性の性能を有した。

（実施例６）
ポリウレタン分散液Ｗ８３５／１４０（３２重量％、５６．３グラム）を、撹拌しながら、１５．０グラムの９００−ＤＡ（３０重量％、調製実施例５において上記のように調製された）と混合し、均一な分散液を形成し、その後、６．０グラムのＰＺ−２３８２（未希釈）、５．０グラムのＰＥＧで修飾されたＤＶＳＺＮ ００４（調製実施例２、５０％の被覆率及び３０重量％）及び１７．７グラムの水を加え、均一な分散液が得られるまで、２０分間撹拌した。この溶液（３０重量％の固体）を、Ｖｅｌｍａｘ ＵｎｉｓｌｉｄｅディップコーターによってＰＣプレート上に塗布し、次いで、１１０℃で２０分間硬化した。得られたコーティングされたＰＣフィルムは、「卓越した」防曇性特性（５０℃の蒸気に曝露したとき、曇りが見られなかった）及び良好な光線透過率（＞９０）を示した。室温の水中に２４０時間並びに８０℃の水中に９６時間又は６５℃で１２０時間浸漬した後、コーティングされたＰＣフィルムは、依然として、「卓越した」防曇性の性能及び非常に耐久性のあることを示す。ＰＣレンズは、浸漬コーティングによって、上記のコーティング溶液でコーティングされ、その後、１１０℃で２０分間硬化された。得られたコーティングされたＰＣレンズは、室温の水中並びに温水に浸漬する２４時間前及び２４時間後、「卓越した」防曇性の性能を有した。

（実施例７）
ポリウレタン分散液Ｗ８３５／１４０（３２重量％、６０．９グラム）を、撹拌しながら、１５グラムの２００３−ＤＡ（３０重量％、調製実施例５において上記のように調製された）と混合し、均一な分散液を形成し、次いで、６．０グラムのＰＺ−２３８２（未希釈）及び１８．１グラムの水を加え、均一な分散液が得られるまで、２０分間撹拌した。この溶液（３０重量％の固体）を、Ｖｅｌｍａｘ ＵｎｉｓｌｉｄｅディップコーターによってＰＣプレート上に塗布し、次いで、１１０℃で２０分間硬化した。得られたコーティングされたＰＣフィルムは、「卓越した」防曇性特性（５０℃の蒸気に曝露したとき、曇りが見られなかった）、及び良好な光線透過率（＞９０）を示した。室温の水中に２４０時間並びに８０℃の水中に９６時間又は６５℃で１２０時間浸漬した後、コーティングされたＰＣプレートは、依然として、「卓越した」防曇性の性能及び非常に耐久性のあることを示す。

（実施例８）
ポリウレタン分散液Ｗ８３５／１４０（３２重量％、６０．９グラム）を、撹拌しながら、２５グラムの９００−ＤＡ（３０重量％、調製実施例５において上記のように調製された）と混合し、均一な分散液を形成し、次いで、３．０グラムのＰＺ−２８（未希釈）及び１１．１グラムの水を加え、均一な分散液が得られるまで、２０分間撹拌した。この溶液（３０重量％の固体）を、１４番のＭａｙｅｒ棒を用いてＰＣフィルム上に塗布し、次いで、１１０℃で２０分間硬化した。得られたコーティングされたＰＣフィルムは、「卓越した」防曇性特性（５０℃の蒸気に曝露したとき、曇りが見られなかった）、及び良好な光線透過率（＞９０）を示した。室温の水中に２４０時間並びに８０℃の水中に９６時間又は６５℃で１２０時間浸漬した後、コーティングされたＰＣフィルムは、依然として、「卓越した」防曇性の性能及び非常に耐久性のあることを示す。

（実施例９）
ポリウレタン分散液Ｗ８３５／１４０（３２重量％、６０．９グラム）を、撹拌しながら、２５グラムの９００−ＤＡ（３０重量％、調製実施例５において上記のように調製された）と混合し、均一な分散液を形成し、次いで、３．０グラムのＰＺ−３３（未希釈）及び１１．１グラムの水を加え、均一な分散液が得られるまで、２０分間撹拌した。この溶液（３０重量％の固体）を、１４番のＭａｙｅｒ棒を用いてＰＣプレート上に塗布し、次いで、１１０℃で２０分間硬化した。得られたコーティングされたＰＣフィルムは、「卓越した」防曇性特性（５０℃の蒸気に曝露したとき、曇りが見られなかった）、及び良好な光線透過率（＞９０）を示した。室温の水中に２４０時間並びに８０℃の水中に９６時間又は６５℃で１２０時間浸漬した後、コーティングされたＰＣフィルムは、依然として、「卓越した」防曇性の性能及び非常に耐久性のあることを示す。

（実施例１０）
ポリウレタン分散液Ｗ８３５／１４０（３２重量％、６０．９グラム）を、撹拌しながら、２５グラムの９００−ＤＡ（３０重量％、調製実施例５において上記のように調製された）と混合し、均一な分散液を形成し、次いで、３．０グラムのＸＬ−７０６（未希釈）及び１１．１グラムの水を加え、均一な分散液が得られるまで、２０分間撹拌した。この溶液（３０重量％の固体）を、１４番のＭａｙｅｒ棒を用いてＰＣフィルム上に塗布し、次いで、１１０℃で２０分間硬化した。得られたコーティングされたＰＣフィルムは、「卓越した」防曇性特性（５０℃の蒸気に曝露したとき、曇りが見られなかった）、及び良好な光線透過率（＞９０）を示した。室温の水中に２４０時間並びに８０℃の水中に９６時間又は６５℃で１２０時間浸漬した後、コーティングされたＰＣフィルムは、依然として、「卓越した」防曇性の性能及び非常に耐久性のあることを示す。

（実施例１１）
ポリウレタン分散液Ｗ８３５／１４０（３２重量％、６０．９グラム）を、撹拌しながら、２５グラムの９００−ＤＡ（３０重量％、調製実施例５において上記のように調製された）と混合し、均一な分散液を形成し、次いで、３．０グラムのＣＸ−１００（未希釈）及び１１．１グラムの水を加え、均一な分散液が得られるまで、２０分間撹拌した。この溶液（３０重量％の固体）を、１４番のＭａｙｅｒ棒を用いてＰＣフィルム上に塗布し、次いで、１１０℃で２０分間硬化した。得られたコーティングされたＰＣフィルムは、「卓越した」防曇性特性（５０℃の蒸気に曝露したとき、曇りが見られなかった）、及び良好な光線透過率（＞９０）を示した。室温の水中に２４０時間並びに８０℃の水中に９６時間又は６５℃で１２０時間浸漬した後、コーティングされたＰＣフィルムは、依然として、「卓越した」防曇性の性能及び非常に耐久性のあることを示す。

（実施例１２）
ポリウレタン分散液Ｗ８３５／１４０（３２重量％、５４．７グラム）を、撹拌しながら、３５．０グラムの９００−ＤＡ（３０重量％、調製実施例５において上記のように調製された）と混合し、均一な分散液を形成し、次いで、７．０グラムのＰＺ−５０２（未希釈）、１グラムのＢＲＩＪ ３０及び４グラムの水を加え、均一な分散液が得られるまで、２０分間撹拌した。この溶液（３５重量％の固体）を、１４番のＭａｙｅｒ棒を用いて又は浸漬コーティングしてＰＣプレート上に塗布し、次いで、１１０℃で２０分間硬化した。得られたコーティングされたＰＣフィルムは、「卓越した」防曇性特性（５０℃の蒸気に曝露したとき、曇りが見られなかった）、及び良好な光線透過率（＞９０）を示した。室温の水中に２４０時間並びに８０℃の水中に９６時間又は６５℃で１２０時間浸漬した後、コーティングされたＰＣフィルムは、依然として、「卓越した」防曇性の性能及び非常に耐久性のあることを示す。ガラスプレート及びＰＣレンズを、鋳造及び浸漬コーティング法によって、上記のコーティング溶液でコーティングし、その後、１１０℃で２０分間硬化した。得られたコーティングされたガラスプレート及びＰＣレンズは、室温の水中並びに温水に浸漬する２４時間前及び２４時間後、「卓越した」防曇性の性能を有した。

（実施例１３）
ポリウレタン分散液Ｗ８３５／１４０（３２重量％、６５．６グラム）を、撹拌しながら、２３．３グラムの９００−ＤＡ（３０重量％、調製実施例５において上記のように調製された）と混合し、均一な分散液を形成し、次いで、７．０グラムのＰＺ−５０２（未希釈）、１グラムのＢＲＩＪ ３０及び３グラムの水を加え、均一な分散液が得られるまで、２０分間撹拌した。この溶液（３５重量％の固体）を、１４番のＭａｙｅｒ棒を用いて又は浸漬コーティングしてＰＣプレート上に塗布し、次いで、１１０℃で２０分間硬化した。得られたコーティングされたＰＣフィルムは、「卓越した」防曇性特性（５０℃の蒸気に曝露したとき、曇りが見られなかった）、及び良好な光線透過率（＞９０）を示した。室温の水中に２４０時間並びに８０℃の水中に９６時間又は６５℃で１２０時間浸漬した後、コーティングされたＰＣフィルムは、依然として、「卓越した」防曇性の性能及び非常に耐久性のあることを示す。ガラスプレート及びＰＣレンズを、鋳造及び浸漬コーティング法によって、上記のコーティング溶液でコーティングし、その後、１１０℃で２０分間硬化した。得られたコーティングされたガラスプレート及びＰＣレンズは、室温の水中並びに温水に浸漬する２４時間前及び２４時間後、「卓越した」防曇性の性能を有した。

以下の表３は、上記の実施例１〜１３の基材上で得られた硬化されたコーティングにおける成分及びそれぞれの成分の相対的な量を要約する。

ＰＺ−２３８２は、前述のように、２３％の界面活性剤を含む。したがって、
１５重量％のＰＺ−２３８２＝３．５重量％の界面活性剤及び１１．５重量％の親水性アジリジン架橋剤
２５重量％のＰＺ−２３８２＝５．８重量％の界面活性剤及び１９．２重量％の親水性アジリジン架橋剤
２４．２重量％のＰＺ−２３８２＝５．６重量％の界面活性剤及び１８．６重量％の親水性アジリジン架橋剤
２３重量％のＰＺ−２３８２＝５．３重量％の界面活性剤及び１７．７重量％の親水性アジリジン架橋剤

^＊＊実施例６はまた、前述のように、ＰＥＧシラン表面処理を含む５重量％のシリカナノ粒子も含有した。

表３の組成物から調製された防曇性コーティングはすべて、卓越した機械的耐久性を示した（即ち、コーティングの曇りは、線状かみそり摩耗試験後、曇り変化率をわずか１〜７％増加させ、３００サイクルに対してコーティングをペーパータオルで拭き取った後の引っ掻き傷は観察されなかった）。

（実施例１４）
商品名「ＲＯＳＨＩＥＬＤ（商標）３１８８」でＤｏｗ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓから入手可能なアクリルラテックス（４０．５重量％、４３．５グラム）を、撹拌しながら、実施例２２に記載されるように調製された９００−ＤＡ（３０重量％、３０グラム）と混合し、均一な分散液を形成した。次いで、ＰＺ−２３８２（７．０グラム、未希釈）及び１９．５グラムの水をそれぞれ加え、得られた溶液を２０分間撹拌した。このようにして、最終的な分散溶液（３５重量％の固体）を得、その後、１４番のＭａｙｅｒを用いてＰＣフィルム上に塗布した。得られたコーティングを、１１０℃で２０分間硬化した。得られたコーティングされたＰＣフィルムは、「卓越した」防曇性の性能（５０℃の蒸気に曝露されてから、１分間後、曇りは見られなかった）及び最大９０％の光線透過率を有する良好な光学特性を示した。試料は共に、１つは、室温で１２０時間、もう１つは、６５℃で１２０時間の水浸漬試験に供された。浸漬されたＰＣ試料は、卓越した耐水性及び防曇性の特性が残っていることを示した。

（実施例１５）
商品名「ＮＥＯＰＡＣ Ｒ−９０３６」でＤＳＭ ＮｅｏＲｅｓｉｎｓ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なポリウレタン／アクリルハイブリッドラテックス（４０重量％、４３．５グラム）を、撹拌しながら、実施例２２に記載されるように調製された９００−ＤＡ（３０重量％、３０．０グラム）と混合し、均一な分散液を形成した。次いで、ＰＺ−２３８２（７．０グラム、未希釈）、及び１９．５グラムの水をそれぞれ加え、得られた溶液を、均一な分散液が得られるまで、２０分間撹拌した。このようにして、最終的な分散溶液（３５重量％の固体）を得、その後、１４番のＭａｙｅｒを用いてＰＣフィルム上に塗布した。得られたコーティングを、１１０℃で２０分間硬化した。得られたコーティングされたＰＣフィルムは、「卓越した」防曇性の性能（５０℃の蒸気に曝露されてから１分後、曇りは見られなかった）及び最大９０％の光線透過率を有する良好な光学特性を示した。試料は共に、１つは、室温で１２０時間、もう１つは、６５℃で１２０時間の水浸漬試験に供された。浸漬されたＰＣ試料は、卓越した耐水性及び防曇性の特性が残っていることを示した。

（実施例１６〜２０）
ポリウレタン分散液混合を、ポリウレタン分散液Ｗ８３５／１４０（３２重量％、９４．３８グラム）を、実施例２２に記載されるように調製された９００−ＤＡ（３０重量％、６１．１７グラム）と混合することによって形成した。混合物を１５分間撹拌して、均一な分散液を形成した。それに、１．７５グラムのＢＹＫ−３４６を撹拌しながら加えた。混合物を更に１５分間撹拌して、均一な分散液を作製した。

架橋剤（以下の表に示される種類及び量）を、０．４グラムの水、及び９グラムのポリウレタン混合物と合わせて、防曇性コーティング組成物を作製した。

実施例１６〜２０は、１５番のＭｅｙｅｒ棒を用いて、前述のように、ＰＣフィルム上にコーティングした。このコーティングを１２０℃で２０分間硬化した。

防曇性特性は、５０℃の水中に２４時間浸漬した後、評価した。実施例１６〜２０は、良好な防曇性特性及び卓越した光線透過率を示した。

（実施例２１）
ポリウレタン分散液Ｗ８３５／１４０（３２重量％、３２．８グラム）を、撹拌しながら、１１．５グラムの９００−ＤＡ（３０重量％）と混合し、均一な分散液を形成し、次いで、３．０グラムのＰＺ−５０２（未希釈）、０．７５ｇのＪｅｅｃｏｌ ＬＡ−７（Ｊｅｅｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏ．からのＣ_１２ＥＯ_７）及び１．０ｇのＢＹＫ−３４６を加え、均一な分散液が得られるまで、２０分間撹拌した。この溶液を、ステンレス鋼、ＰＶＣ、及び繊維板等の基材上に成型し、次いで、室温で硬化した。

（実施例２２）
ポリウレタン分散液Ｗ８３５／１４０（３２重量％、３２．８グラム）を、撹拌しながら、１１．５グラムの９００−ＤＡ（３０重量％）と混合し、均一な分散液を形成し、次いで、１．０グラムのＢａｃｏｔｅ ２０（水中２０重量％）、０．７５ｇのＪｅｅｃｏｌ ＬＡ−７（Ｊｅｅｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏ．からのＣ_１２ＥＯ_７）及び１．０ｇのＢＹＫ−３４６を加え、均一な分散液が得られるまで、２０分間撹拌した。この溶液を、ステンレス鋼、ＰＶＣ、及び繊維板等の基材上に成型し、次いで、室温で硬化した。

水との接触角測定値は、ＶＣＡ Ｏｐｔｉｍａゴニオメーター（ＡＳＴ ｐｒｏｄｕｃｔｓ，ＩＮＣ）を用いて、得られたコーティングされた及びコーティングされていない基材から得た。結果を、以下の表内に報告する。

Claims (22)

1. 水性ポリマー分散液と、
   架橋剤と、
   ポリアルキレンオキシドの酸又は塩と、を含む、コーティング組成物。
2. 乾燥及び硬化された前記コーティング組成物が、少なくとも約４０重量％の、ポリウレタンポリマー、アクリルポリマー、又はこれらの混合物から選択されるカルボキシレート含有ポリマーを含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
3. 前記ポリマーが、カーボネート部分を含む、請求項２に記載のコーティング組成物。
4. 前記ポリアルキレンオキシドが、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、又はこれらの組み合わせから選択される１０〜１００反復単位を含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
5. 前記ポリアルキレンオキシドが、単にエチレンオキシド反復単位又は組み合わせを含み、プロピレンオキシド反復単位に対するエチレンオキシド反復単位の比率が、少なくとも２：１である、請求項４に記載のコーティング組成物。
6. 前記架橋剤が、アジリジン架橋剤、ｐＨ感受性カーボネート架橋剤、カルボジイミド架橋剤、又はこれらの混合物を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
7. 前記アジリジン架橋剤が、アルキレンオキシド反復単位を含む、請求項６に記載のコーティング組成物。
8. 前記コーティング組成物が、少なくとも１０重量％の固体のアジリジン架橋剤を含む、請求項６又は７に記載のコーティング組成物。
9. 前記コーティング組成物が、界面活性剤を更に含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
10. 前記界面活性剤が、非イオン性界面活性剤である、請求項９に記載のコーティング組成物。
11. 前記界面活性剤が、ポリアルキレンオキシド反復単位を含む、請求項１０に記載のコーティング組成物。
12. 前記コーティング組成物が、シリコーン界面活性剤、イオン性界面活性剤、又はこれらの混合物を含む、請求項９に記載のコーティング組成物。
13. 乾燥及び硬化された前記コーティングが、無機酸化物ナノ粒子を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
14. 前記無機酸化物ナノ粒子が、シリカナノ粒子を含む、請求項１３に記載のコーティング組成物。
15. 前記ナノ粒子が、水分散性基を含むシラン表面処理を含む、請求項１４に記載のコーティング組成物。
16. 乾燥及び硬化された前記コーティング組成物が、５０℃の水中に２４時間浸漬された後、６０秒以内に曇りを示さない、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
17. 乾燥及び硬化された前記コーティング組成物が、５０℃の水中に２４時間、又は６５℃の水中に１２０時間浸漬された後、６０秒以内に曇りを示さない、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
18. 硬化された前記コーティングが、少なくとも９０％の透過率を有する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
19. 基材と、乾燥及び硬化された請求項１〜１８のいずれか一項に記載のコーティングと、を含む、物品。
20. 前記基材が、光透過性であるか又は不透明である、請求項１９に記載の物品。
21. 前記基材が、ステンレス鋼、繊維板、又はポリ塩化ビニルである、請求項２０に記載の物品。
22. 基材の表面上に防曇性コーティングを提供する方法であって、
    請求項１〜２１のいずれか一項に記載の水性防曇性コーティング組成物を準備することと、
    前記コーティング組成物を基材に塗布することと、
    前記コーティング組成物を乾燥させ、硬化することと、を含む、方法。