JP2017511395A - 水性表面コーティング組成物及び改質粒子 - Google Patents

Abstract

実施形態は、水性コーティング組成物、改質粒子、及び方法を含むことができる。一実施形態において、水性コーティング組成物は、無機コアと、前記コアの外側の表面と、前記表面に付着する疎水性部分を含む薬剤と、前記表面に付着する親水性部分を含む薬剤と、を有する粒子と共に、含まれる。前記水性コーティング組成物は、ポリマー及び水を含有する、膜形成ポリマー組成物を更に含むことができる。前記粒子を、ポリマー組成物と混合することができる。一実施形態において、床表面をコーティングする方法が含まれ、前記方法は、水性コーティング組成物を床表面に適用することと、水性コーティング組成物を乾燥させることと、を含む。一実施形態において、粒子が含まれる。前記粒子は、粒子表面に付着する疎水性部分を含む薬剤と、粒子表面に付着する親水性部分を含む薬剤と、を含むことができる。他の実施形態も、本明細書に含まれる。

Description

床仕上げ剤又は床光沢剤などの表面コーティング組成物は、表面の美観を改善すること、及び、表面保守及び表面保護を補助すること、の両方のための多くの用途を有する。前記コーティング組成物は、通常周囲温度及び湿度で、しばしば床表面（又は他の種類の表面）に適用されて、それから空気中で乾燥される。例えば、歩行者又は他の通行によって床に付着する土に対する保護バリアとして機能する、膜が形成される。タイルの床、壁、家具、窓、カウンタートップ、バスルーム表面、ガラス繊維表面、プラスチック表面などの、保護が所望される他の基材表面に、このような同じコーティング組成物を適用できる。

本明細書の実施形態は、水性コーティング組成物、改質粒子、及び関連する方法を含むことができる。一実施形態において、水性コーティング組成物は、無機コアと、前記コアの外側の表面と、前記表面に付着する疎水性部分を含む薬剤と、前記表面に付着する親水性部分を含む薬剤と、を有する粒子と共に、含まれる。前記水性コーティング組成物は、ポリマー及び水を含有する、膜形成ポリマー組成物を更に含むことができる。前記粒子は、ポリマー組成物と混合することができる。

一実施形態において、基材表面をコーティングする方法が含まれ、前記方法は、水性コーティング組成物を床表面に適用することを含む。水性コーティング組成物は、無機コアと、前記コアの外側の表面と、前記表面に付着する疎水性部分を含む薬剤と、前記表面に付着する親水性部分を含む薬剤と、を有する粒子、を含むことができる。前記水性コーティング組成物は、ポリマー及び水を含有する、膜形成ポリマー組成物を更に含むことができる。前記方法は更に、水性コーティング組成物を乾燥することを含むことができる。

一実施形態において、粒子が含まれる。粒子は、無機コアと、コアの外側の表面と、を含む。粒子は更に、表面に付着する疎水性部分を含む複数の薬剤と、表面に付着する親水性部分を含む複数の薬剤と、を含む。粒子は、約５ｎｍ〜約２００ｎｍの直径を有することができる。いくつかの実施形態では、粒子表面の少なくとも約２０％は、親水性部分を含む薬剤及び疎水性部分を含む薬剤によって被覆されている。親水性部分を含む薬剤と疎水性部分を含む薬剤の比は、約８０：１〜約２：１（モル：モル）であり得る。

本概要は、本出願のいくつかの教示の概観であり、本発明の主題に関して、排他的又は包括的な表現であることを意図するものではない。更なる詳細は、発明を実施するための形態、及び添付の特許請求の範囲中に見いだせる。他の態様は、以下の詳細な説明を読みかつ理解して、その部分を形成する図面を見ることで、当業者にとって明らかであり、以下の詳細な説明及び図面それぞれは、限定的な意味で解釈されるべきではない。本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲及びそれらの法的等価物によって定義される。

実施形態は、次の図面に関連してより完全に理解され得る。
本明細書の種々の実施形態による、粒子の概略断面図である。 本明細書の種々の実施形態による、水性コーティング組成物の一部の概略断面図である。

本明細書の実施形態は、様々な変更及び代替形態が可能であるが、その具体例を、実施例及び図面に示すと共に詳細に説明する。しかし、本発明の範囲は、記載された特定の実施形態に限定されないことは理解されるべきである。逆に本発明は、本発明の趣旨及び範囲内にある変更、同等物、及び代替物を網羅するものである。

本明細書に記載される実施形態は、すべてを網羅することを意図しておらず、又は、以下の詳細な説明において開示される、明確な形態に限定するものでもない。むしろ当該実施形態は、他の当業者が、本実施形態の原理及び実施を評価かつ理解できるように、選択かつ記載される。

本明細書に記したすべての刊行物及び特許は、参照により本明細書に組み込まれる。本明細書にて開示される刊行物及び特許は、それらの開示のためにだけに提供される。本明細書に引用したいかなる刊行物及び／又は特許を含む、いかなる刊行物及び／又は特許に先行する権利も、発明者は有しないという容認として、本明細書のどれも解釈されるべきではない。

本明細書の実施形態は、膜形成ポリマー組成物を含む水性表面コーティング組成物、及び、前記ポリマー組成物中に分散する無機粒子に関する。無機粒子は、粒子表面に付着する疎水性部分を含む薬剤と、粒子表面に付着する親水性部分を含む薬剤と、を含む。

表面コーティング組成物によって作製される、得られたコーティングは、望ましい摩擦係数及び顕著な耐水性を有する。一例として、得られたコーティングは、乾燥時、表面に付着する親水性部分を含む薬剤を備え、かつ、表面に付着する疎水性部分を含む薬剤を欠く粒子だけを含む、別の同一組成物より形成されたコーティングより高い耐水性を示すことができる。各種実施形態において、得られたコーティングは、乾燥時、水への２４時間の露出後も損傷を示さないコーティングとして十分な耐水性を示すことができる。各種実施形態において、得られたコーティングは、乾燥時、基材表面上で乾燥時、約０．６超の摩擦係数（例えば、ＡＳＴＭ Ｄ２０４７に対応して測定）を示すことができる。いくつかの実施形態では、摩擦係数は約０．６５超である。いくつかの実施形態では、摩擦係数は約０．７超である。いくつかの実施形態では、摩擦係数は約０．７５超である。

種々の実施形態において、本明細書のコーティング組成物を表面又は基材に適用することによって得られるコーティングは、望ましい光学特性を示すことができる。表面の光沢度は、ＡＳＴＭ Ｄ５２３を含む、種々の方法で試験され得るが、これに限定されない。例えば、いくつかの実施形態では、得られたコーティングは、約６０超、又は約６５超、又は約７０超、又は約７５超、又は約８０超の光沢度（６０°）を示すことができる。

像鮮明度（ＤＯＩ）が、ＡＳＴＭ Ｄ５７６７を含む、種々の方法で測定され得るが、これに限定されない。いくつかの実施形態では、得られたコーティングは、約８０超、又は約８２超、又は約８４超、又は約８６超、又は約８８超、又は約９０超、又は約９２超の像鮮明度（６０°）を示すことができる。

ここで図１を参照すると、本明細書の種々の実施形態による、粒子１００の概略断面図が示されている。粒子は、コア１０２及び表面１０８を含むことができる。親水性部分１０４を含む薬剤及び疎水性部分１０６を含む薬剤は、表面１０８に付着できる。ここで図２を参照すると、本明細書の種々の実施形態による、水性コーティング組成物２００の一部の概略断面図が示されている。水性コーティング組成物は、ポリマー組成物２０４と混合した粒子２０２を含むことができる。これらの成分の態様は、以下により詳細に記載されている。

コーティング組成物は、様々な基材、例えば床、壁、カウンタートップ、家具、窓、ガラス繊維表面、プラスチック表面、及びバスルーム表面などに塗布されることができる。多くの場合に、基材は床であるが、本明細書に記載される塗布可能な組成物が塗布されることができる、任意の表面であり得る。特定の基材材料は、ビニル、セラミック、セメント質、木材、繊維状表面、人造石、天然石（その中に石灰石、花崗岩、珪岩及び大理石を含むが、これらに限定されない）などを含むが、これらに限定されない。

種々の実施形態では、無機粒子材料は、親水性部分を有する化合物により改質され、かつ、疎水性部分を有する化合物により改質される、複数の粒子を含む。無機粒子は、任意の酸化状態の金属酸化物粒子を含むことができる。金属酸化物の例としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、バナジア、チタニア、セリア、酸化鉄、酸化アンチモン、酸化スズ、アルミナ／シリカ、及び、具体例であるシリカを有する、これらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、無機粒子は、５〜２００ｎｍの平均粒径（直径）を有するナノ粒子であり得る。いくつかの実施形態において、粒子は、５〜４０ｎｍの範囲の平均サイズを有することができる。粒子は、無機コアと、コアの外側の表面と、を含むことができる。いくつかの実施形態では、単一の特定サイズ又はサイズ範囲の粒子を、使用することができる。他の実施態様において、第１の特定サイズ又はサイズ範囲の粒子を、第２の（又は次の）特定サイズ又はサイズ範囲の粒子に共に使用することができる。

粒子は、改質された外側表面を包含することができる。一例として、無機粒子の表面改質は、表面の特徴を改質する化合物の付着を、それに含むことができる。「表面改質された粒子」という用語は、粒子の表面に付着された表面基を含む粒子を指す。

粒子の表面を改質するために用いる薬剤は、少なくとも２つの官能末端基を含むことができ、第１の末端基（複数を含む）が各無機粒子の外側表面に接着して、接着官能基を提供し、第２の末端基（複数を含む）（又は「尾部」）は粒子から伸びて、粒子の特性を変える官能基を提供する。「接着する」という用語は、例えば、共有結合、水素結合、静電気引力、ロンドン力、及び疎水性相互作用を包含する。薬剤は、化学吸着性又は物理吸着性でもよい。

前記薬剤は、両方の官能基を含む単一化合物として適用されることができることと、又は例えば、付着（又はカップリング）官能基（アミノシラン、ビニルシラン、メタクリルシランを含むが、これらに限定されない）を提供する、第１の化合物を適用することとによって、及び、機能を変える所望の特徴を提供する、第２の（又は次の）化合物をそれに結合する若しくは付着することによって、その場で形成されることができることと、が理解されるであろう。

薬剤は、有機酸、有機塩基、シラン及びこれらの組み合わせを含むことができる。薬剤の種類は、無機粒子の種類、及び表面コーティング組成物の化学的性質に依存し得る。実施形態（シリカナノ粒子についてを含むが、これに限定されない）において、薬剤は具体的には、シランカップリング剤を含むことができる。シランカップリング剤は二官能性有機シランであり、多数の利用可能なシランカップリング剤を利用できる。

種々の実施形態では、疎水性部分を含む１つ以上の薬剤は、無機粒子の表面に結合する。かかる薬剤として、疎水性尾部を有するシランカップリング剤が挙げられるが、これらに限定されない。疎水性部分を備える薬剤は、アルカン鎖、アルケン鎖又はアルキン鎖（直鎖、分枝状又は環状）、及びフェニル官能基を有するもの、を含むことができる。種々の実施形態では、前記薬剤は、Ｃ_２〜Ｃ_４０の鎖長を含むことができる。疎水性薬剤は、分子当たり、１つ以上の疎水性基又は疎水性セグメントを含むことができる。

疎水性薬剤は具体的には、アルキルシラン又はフェニルシランなどの疎水性シランを、含むことができる。いくつかの実施形態では、疎水性薬剤が、式Ｘ^１−Ｌ^１−Ｒ^１の化合物であってもよく、式中Ｘ^１は、アルコキシシラン基又はクロロシラン基であり、Ｌ^１は、連結基であり、Ｒ^１は、疎水性部分である。例示の疎水性シランとしては、次の構造：Ｘ_ｍＳｉ−（Ｙ−Ｒ）_４−ｍで表されるものを挙げることができ、式中、Ｘは、アルコキシ、アシルオキシ又はハロゲンなどの加水分解性部分であり、ｍは、１〜３であり、Ｙは、ニ官能性有機基であり、Ｒは、疎水性特性を付与する有機基である。

具体的な疎水性薬剤としては、Ｃ_２〜Ｃ_４０の鎖長（直鎖、分枝状又は環状）を有する、及びいくつかの実施形態では、Ｃ_６〜Ｃ_２４の鎖長を有する、トリアルコキシ又はトリクロロアルキルシランが挙げられるが、これらに限定されない。疎水性薬剤としては、エチルトリクロロシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリクロロシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ｎ−ブチルトリクロロシラン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルトリエトキシシラン、ペンチルトリクロロシラン、ペンチルトリメトキシシラン、ペンチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリクロロシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘプチルトリクロロシラン、ヘプチルトリメトキシシラン、ヘプチルトリエトキシシラン、オクチルトリクロロシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、イソオクチルトリクロロシラン、イソオクチルトリメトキシシラン、イソオクチルトリエトキシシラン、デシルトリクロロシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ウンデシルトリクロロシラン、ウンデシルトリメトキシシラン、ウンデシルトリエトキシシラン、ドデシルトリクロロシラン、ドデシルトリメトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン、テトラデシルトリクロロシラン、テトラデシルトリメトキシシラン、テトラデシルトリエトキシシラン、ヘキサデシルトリクロロシラン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、ヘキサデシルトリエトキシシラン、などを挙げることができるが、これらに限定されない。

疎水性部分を含む薬剤（複数を含む）に加えて、種々の実施形態では、親水性部分を含む１つ以上の薬剤が、無機粒子の表面に結合する。前記薬剤は、親水性である尾部を有するシランカップリング剤を含むことができて、かつ、非イオン性又はイオン性であり得る。いくつかの実施形態では、親水性薬剤が、式Ｘ^２−Ｌ^２−Ｒ^２の化合物であってもよく、式中Ｘ^２は、アルコキシシラン基又はクロロシラン基であり、Ｌ^２は、連結基であり、Ｒ^２は、親水性部分である。親水性部分を有する非イオン性薬剤は、アルコール、アミン、アミド、尿素、ポリエーテル、チオール、及び／又はカルボニル（ケトン、アルデヒド、エステルなど）などの機能性を有するものを含むことができる。利用可能な非イオン性親水性シランは、例えば、メトキシエトキシエトキシエトキシウレイドプロピルトリエトキシシラン（ＣＨ_３ＣＨ_２Ｏ）_３Ｓｉ（ＣＨ_２）_３ＮＨＣ（Ｏ）ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＯＣＨ_３、１−［３−（トリメトキシシリル）プロピル］尿素、３−トリエトキシシリルプロピル無水コハク酸、及び様々なポリエチレングリコール系シランを含むことができる。例示の親水性シランは、Ｘ_ｍＳｉ−（Ｙ−ＯＣＨ_２ＣＨ_２（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_ｎＯＲ）_４−ｍの構造で表される、ポリエチレングリコール尾部を有するものを含むことができ、式中、Ｘは、アルコキシ、アシルオキシ又はハロゲン加水分解性部分であり、ｍは１〜３であり、Ｙは、ニ官能性有機基であり、ｎは、１〜１００であり、Ｒは、疎水性特性を付与しない有機基である。

いくつかの実施形態では、イオン性親水性薬剤は、アニオン性官能基又はカチオン性官能基と共に使用される。アニオン性官能基の種類は、カルボン酸、スルホン酸、及びリン酸の塩を含むことができる。カチオン性の種類は、四級アミン及びプロトン化アミンを含むことができる。親水性薬剤は、分子当たり、１つ以上のイオン基を含むことができる。カルボン酸塩を含む親水性シランが、シリカ粒子の表面改質に使用可能である。これらは、カルボキシエチルシラントリオールナトリウム塩、及び、他の酸系シランカップリング剤、例えば４−カルボキシブチルトリエトキシシラン（ＣＨ_３ＣＨ_２Ｏ）_３Ｓｉ（ＣＨ_２）４ＣＯ_２Ｈ、１０−カルボキシデシルトリエトキシシラン（ＣＨ_３ＣＨ_２Ｏ）_３Ｓｉ（ＣＨ_２）_１０ＣＯ_２Ｈなど、を含むことができる。同様に、様々な二酸系シランカップリング剤は、３−（３−トリメチシリルプロピルチオ）無水コハク酸の加水分解生成物、利用可能な一配合物を提供するアンモニア水と共に利用できる。

親水性部分を含む薬剤に加えて、種々の実施形態では、疎水性部分を含む１つ以上の薬剤も、無機粒子の表面に結合する。

表面改質無機粒子材料は、いくつかの実施形態では、親水性薬剤及び疎水性薬剤によって被覆される粒子の表面積の量によって、特徴づけられることが可能である。以下の表は、完全な表面積被覆率（本明細書では、１００％表面被覆率と称される）を得るために必要なシラン化合物の通常のモル量を示す。完全な（又は１００％）表面積被覆率を達成するために、直径を基準にして予想されたものよりもわずかに少ないシランを必要することで、直径５ｎｍなどのより小さな粒子サイズは、ある程度はずれることができる。追加量のシラン化合物の使用が、企図される（例えば、１００％被覆率又は過剰充填のために必要とされる量に加えて）ことは、理解されるであろう。

種々の実施形態では、親水性シラン化合物及び疎水性シラン化合物を一緒に使用する量は、粒子の表面積の少なくとも約５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％を被覆するのに十分である。

種々の実施形態では、親水性シラン化合物及び疎水性シラン化合物を一緒に使用する量は、粒子の表面積の５〜１００％、いくつかの実施形態では、１５〜８０％、いくつかの実施形態では、２５〜７０％、いくつかの実施形態では、３０〜５０％、いくつかの実施形態では、３５〜４５％、いくつかの実施形態では、約４０％、を被覆するのに十分である。

親水性薬剤は、無機粒子の表面の５〜９９．９％、いくつかの実施形態では、無機粒子の表面の５〜６０％、いくつかの実施形態では、無機粒子の表面の５〜５０％、いくつかの実施形態では、１０〜４０％、いくつかの実施形態では、１０〜３０％、いくつかの実施形態では、１５〜２５％、いくつかの実施形態では、約２０％、を被覆できる。

種々の実施形態では、モル基準のより少量の疎水性薬剤が、親水性薬剤と比較して用いられる。疎水性薬剤は、各無機粒子の表面積の０．１％〜１０％、いくつかの実施形態では、０．５〜５％、いくつかの実施形態では、約１％、を被覆できる。

親水性薬剤の被覆率と疎水性薬剤の被覆率の比は、約８０：１〜約２：１（モル：モル）、いくつかの実施形態では、約４０：１〜約４：１、いくつかの実施形態では、約３０：１〜約１０：１、いくつかの実施形態では、約２５：１〜約１５：１、であり得る。

いくつかの実施形態では、単一の特定の表面被覆量の粒子、及び／又は疎水性対親水性改質比の粒子を、使用することができる。他の実施態様において、第１の特定の表面被覆量の粒子、及び／又は疎水性対親水性改質比の粒子は、第２の（又は次の）特定の表面被覆量の粒子、及び／又は疎水性対親水性改質比の粒子と関連して、使用することができる。

表面改質は、任意の好適な手段により達成可能である。いくつかの実施形態では、親水性薬剤及び疎水性薬剤は、懸濁液に添加されて、無機粒子の表面に付着する時間を与えられる。時間は、数分〜数時間の範囲であり得る。場合によっては、親水性薬剤及び疎水性薬剤は、同時に加えられる。他の場合では、親水性薬剤及び疎水性薬剤は、別個の工程で無機粒子の表面に付着できる。

いくつかのシランカップリング剤の場合、好適な触媒及び高温は、表面改質を完成するのに必要であり得る。イオン性カップリング剤の場合、追加の塩基は、遊離酸を中和する、又は無水物官能基の加水分解などの他の反応を促進するために、添加することが可能である。

本明細書の水性コーティング組成物は、膜形成ポリマー組成物を含むこともできる。膜形成ポリマー組成物は、多種多様な形態を取ることができて、１つ以上のポリマー（ポリマー、コポリマー及びターポリマーを含むが、これらに限定されない）及び水を含むことができる。いくつかの実施形態では、膜形成ポリマー組成物は、エマルション系であり得る。ポリマー組成物は、アクリル系ポリマー、アクリル系コポリマー、スチレン−アクリル系コポリマー、又はこれらのブレンドである、ポリマー（複数を含む）を含むことができる。アクリル系ポリマーは１種類のアクリル酸モノマーだけを含有するが、アクリル系コポリマーは２つ以上の異なる種類のアクリル酸モノマーを含む。スチレン−アクリル系コポリマーは、少なくとも１種類のスチレンモノマー及び１種類のアクリル酸モノマーを含む。アクリル酸モノマーは、アクリル酸、アクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、アクリル酸メチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリルアミド、などを含むことができる。スチレンモノマーは、スチレン、α−メチルスチレン、などを含むことができる。

表面コーティング組成物に好適な市販のアクリル系コポリマーには、メタクリル酸メチル／アクリル酸ブチル／メタクリル酸（ＭＭＡ／ＢＡ／ＭＡＡ）コポリマー、メタクリル酸メチル／アクリル酸ブチル／アクリル酸（ＭＭＡ／ＢＡ／ＡＡ）コポリマー、などが含まれるが、これらに限定されない。

好適な市販のスチレン−アクリル系コポリマーには、スチレン／メタクリル酸メチル／アクリル酸ブチル／メタクリル酸（Ｓ／ＭＭＡ／ＢＡ／ＭＭＡ）コポリマー、スチレン／メタクリル酸メチル／アクリル酸ブチル／アクリル酸（Ｓ／ＭＭＡ／ＢＡ／ＡＡ）など、が含まれるが、これらに限定されない。

表面コーティング組成物に好適な市販のアクリル系ポリマーは、例えば、Ｏｍｎｏｖａ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｉｎｃ．（Ｃｈｅｓｔｅｒ Ｓ．Ｃ）製の、Ｍｏｒｇｌｏ ＩＩ Ｌａｔｅｘを含む。他の市販のアクリル系コポリマーは、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩ）製Ｒｈｏｐｌｅｘ Ｂ−９２４、Ｒｏｓｈｉｅｌｄ ３１８８及びＤｕｒａｐｌｕｓ３、Ｉｎｔｅｒｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｃａｎｔｏｎ、ＭＡ）製Ｍｅｇａｔｒａｎ２２０及びＭｅｇａｔｒａｎ２４０、並びに、Ａｌｂｅｒｄｉｎｇｋ Ｂｏｌｅｙ、Ｉｎｃ．（Ｇｒｅｅｎｓｂｏｒｏ Ｎ．Ｃ）製ＭＡＣ３４及びＡＣ２７２８を含む。

市販のアクリル系ウレタンハイブリッドコポリマーは、Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、Ｉｎｃ．製のＨｙｂｒｉｄｕｒ ８７０及び８７８などの一群のＨｙｂｒｉｄｕｒ製品、Ａｌｂｅｒｄｉｎｇｋ Ｂｏｌｅｙ、Ｉｎｃ．製のＡＰＵ １０１４０、ＡＰＵ １０６００及びＡＰＵ １０６２０、並びに、ＤＳＭ ＮｅｏＲｅｓｉｎｓ Ｉｎｃ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＭＡ）製のＮｅｏＰａｃ Ｒ−９０３６及びＥ−１２９を含む。

市販のウレタンポリマーは、Ａｌｂｅｒｄｉｎｇｋ Ｂｏｌｅｙ Ｉｎｃ．製のＵ ６１５０及びＵ ９３８０などの溶媒を含まないポリウレタン分散体であるＵシリーズ、Ｂａｙｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ製のＢａｙｈｙｄｒｏｌ ＵＨ ２５５８及びＵＨ ２６０６、ＤＳＭ ＮｅｏＲｅｓｉｎｓ、Ｉｎｃ．製のＮｅｏＲｅｚ Ｒ−２１８０、ＮｅｏＲｅｚ Ｒ−２００５、ＮｅｏＲｅｚ Ｒ−９０２９及びＮｅｏＲｅｚ Ｒ−２１９０、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ、ＯＨ）から入手可能なＳａｎｃｕｒｅ及びＴｕｒｂｏｓｅｔポリウレタン分散体を含む。

一実施形態において、膜形成ポリマー組成物は、ポリウレタンと組み合わせたアクリル化学系成分を組み込む（ポリ（ウレタン−アクリレート）ハイブリッド）。ポリウレタン及びポリアクリレートを一緒に使用して、硬質かつ強靱の両方であるコーティングを提供することができる。別の実施形態では、膜形成ポリマーマトリックスは、ウレタン及びアクリルポリマー鎖からなるハイブリッドコポリマーを含む。一実施形態において、アクリルウレタンハイブリッドポリマーを、市販のアクリル系表面コーティング組成物に加えることができる。

種々の実施形態では、エポキシドも、ポリマー組成物の一部として使用できる。種々の実施形態では、ポリアクリレート−エポキシドを、使用することができる。

ポリマー組成物（全体の水性コーティング組成物の成分として）は、少なくとも約１０重量％のポリマー、いくつかの実施形態では、少なくとも約１５重量％のポリマー、いくつかの実施形態では、少なくとも約２０重量％のポリマー、いくつかの実施形態では、少なくとも約２５重量％のポリマー、いくつかの実施形態では、少なくとも約３０重量％のポリマー、いくつかの実施形態では、少なくとも約３５重量％のポリマー、いくつかの実施形態では、少なくとも約４０重量％のポリマー、いくつかの実施形態では、少なくとも約４５重量％のポリマー、いくつかの実施形態では、少なくとも約５０重量％のポリマー、いくつかの実施形態では、少なくとも約５５重量％のポリマー、いくつかの実施形態では、少なくとも約６０重量％のポリマー、を含むことができる。

全体の水性コーティング組成物は、いくつかの実施形態では約５〜５０重量％のポリマー固形分、他の実施形態においては約１０〜３５重量％のポリマー固形分を含むことができる。ポリマー組成物固形分対表面改質無機粒子材料固形分の重量比は、１：５〜２０：１、いくつかの実施形態では、０．７：１〜８：１、及び、いくつかの実施形態では、０．７：１〜４：１、の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、表面改質無機粒子材料固形分の量は、ポリマー組成物固形分対表面改質無機粒子材料固形分の重量比４：１を超える。いくつかの実施形態では、表面改質無機粒子材料固形分の量は、ポリマー組成物固形分対表面改質無機粒子材料固形分の重量比２：１を超える。いくつかの実施形態では、表面改質無機粒子材料固形分の量は、ポリマー組成物固形分対表面改質無機粒子材料固形分の重量比３：２を超える。いくつかの実施形態では、表面改質無機粒子材料固形分の量は、ポリマー組成物固形分対表面改質無機粒子材料固形分の重量比４：３を超える。いくつかの実施形態では、表面改質無機粒子材料固形分の量は、ポリマー組成物固形分対表面改質無機粒子材料固形分の重量比１０：９を超える。いくつかの実施形態では、表面改質無機粒子材料固形分の量は、ポリマー組成物固形分対表面改質無機粒子材料固形分の重量比１：１を超える。

いくつかの実施形態では、水性コーティング組成物は、３〜５０重量％の外部架橋剤を含むことができる。外部架橋剤は市販されており、水分散性イソシアネート及びカルボジイミドを含むが、これらに限定されるものではない。通常、これらの薬剤は、適用直前に水性コーティングに混入される。混合後、架橋剤は、水溶性配合物に十分に分散されて、配合物の１つ以上の成分と化学的に反応できる。通常、コーティングが乾燥した後、イソシアネートは組成物の１つ以上のポリマーと反応する。これらのイソシアネートの市販の例は、Ｂａｙｈｙｄｕｒ ３０４及び３０５を含み、Ｂａｙｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅから入手可能である。コーティングでこれらのイソシアネートの使用により、耐傷性、耐洗剤性、耐温水性、及び耐溶媒性を含む、多くのコーティング特性を改善できる。更に、これらの化合物は、コーティングの全体の耐久性及び／又は耐摩耗性を改善することができる。

表面コーティング組成物は、他の成分、例えば多価金属化合物、アルカリ可溶性樹脂、ワックス、永続的可塑剤及び不堅牢可塑剤、消泡剤、湿潤剤、並びに殺生物剤なども含むことができる。多価金属化合物は、膜のポリマーの架橋を提供して、コーティングの耐洗剤性を増加させる。可塑剤又は凝集剤は、膜形成の温度を下げるために加えることができる。アルカリ可溶性樹脂は、新しいコーティングの再適用の前に、コーティングが基材からはぎとられる能力を改善する。ワックスによって、コーティングの光沢を改善して、コーティングが磨かれるようにできる。殺生物剤は、コーティングのカビ又は白カビの形成を最小化するのを助ける。泡止め剤及び消泡剤は、コーティングの泡の形成を最小化する。

好適な多価金属は、ベリリウム、カドミウム、銅、カルシウム、マグネシウム、亜鉛、ジルコニウム、バリウム、ストロンチウム、アルミニウム、ビスマス、アンチモン、鉛、コバルト、鉄、ニッケルなどを含む。多価金属化合物は、粉のような乾燥形態でコーティング組成物に加えることできるが、溶液として加えることもできる。多価金属化合物は、金属錯体、有機酸の金属塩、又は金属キレートであり得る。これらの金属のアンモニア錯体及びアミン錯体は、それらの高溶解度が理由で、有用である。多くの金属を錯化させることができるアミンは、例えば、モノエタノールアミン、ジエチルアミノエタノール、及びエチレンジアミンを含む。有機酸の多価金属錯体及び塩は、アルカリ性ｐＨ範囲に可溶性であり得る。有機酸のアニオンは、酢酸塩、ギ酸塩、炭酸塩、グリコール酸塩、オクタン酸塩、安息香酸塩、グルコン酸塩、シュウ酸塩、乳酸塩などを含む。配位子がグリシン又はアラニンなどの二座アミノ酸である、多価金属キレートも使用することができる。

亜鉛及びカドミウムは、例示の多価金属イオンである。例示の多価金属化合物は、酢酸亜鉛、酢酸カドミウム、グリシン酸亜鉛、グリシン酸カドミウム、炭酸亜鉛、炭酸カドミウム、安息酸亜鉛、サリチル酸亜鉛、グリコール酸亜鉛、及びグリコール酸カドミウムを含む。いくつの用途では、アンモニアなどの不堅牢配位子を使用することができる。コーティングが乾燥して基材上に膜を形成するにつれて、少なくとも一部の配位子が揮発する傾向がある場合、配位子は不堅牢であると考えられる。

アルカリ可溶性樹脂は、スチレン又はビニルトルエンと、少なくとも１つのα−β−モノエチレン系不飽和酸との、又はスチレン−無水マレイン酸樹脂、ポリオールにより縮合されるロジン／無水マレイン酸付加物などの無水物との、コポリマーを含む。アルカリ可溶性樹脂は、約５００〜１０，０００、いくつかの実施形態では約１０００〜５０００の重量平均分子量を有することができる。樹脂は多くの場合、従来の樹脂カットとして使用され、それは、水酸化アンモニウムなどの不堅牢カチオンを有するアルカリ性物質を含む、樹脂水溶液である。アルカリ可溶性樹脂は、コーティング組成物の重量を基準にして、０〜約２０重量％の量で、いくつかの実施形態では０〜約１５重量％の量で含まれることができる。

使用可能なワックス又はワックスの混合物は、植物性、動物性、合成及び／又は鉱物起源のワックスを含む。代表的なワックスは、例えば、カルナバ、キャンデリア、ラノリン、ステアリン、蜜蝋、酸化ポリエチレンワックス、ポリエチレンエマルション、ポリプロピレン、エチレンとアクリル酸エステルのコポリマー、水素添加ココナッツ油又は大豆油、及びパラフィン又はセレシンなどの鉱蝋を含む。ワックスは、コーティング組成物の重量を基準にして、０〜約１５重量％の量で、いくつかの実施形態では約２〜約１０重量％の量で含まれることができる。

いくつかの実施形態では、水性コーティング組成物は、コーティング組成物の重量を基準にして、約１〜約１０重量％の量で含まれることができる。コーティングが基材に適用されるとき、可塑剤は周囲温度で膜形成を促進する。不堅牢又は半不堅牢な可塑剤を、多くの用途において、永続的可塑剤の代わりに使用することができる。不堅牢又は半不堅牢な可塑剤とは、コーティングが乾燥するにつれて、少なくとも部分的に蒸発する可塑剤である。永続的可塑剤は、蒸発しない。不堅牢及び永続的可塑剤の混合物を使用することができる。使用する特定の可塑剤及び量は、配合物との適合性、膜形成温度を下げる際の効率、及びコーティングの透明度に対する要求にしたがって、選択される。

不堅牢可塑剤又は凝集剤は、例えば、ジエチレングリコール又はジプロピレングリコール、イソホロン、ベンジルアルコール、ブチルセロソルブ及び３−メトキシブタノール−１の、モノブチル、モノエチル、モノメチル又は他のモノアルキルエーテルを含む。永続的可塑剤は、例えば、フタル酸ベンジルブチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジメチル、リン酸トリフェニル、ベンジルフタル酸２−エチルヘキシル、カプロラクタムの脂肪油酸エステル、クエン酸アセチルトリブチル、トルエンエチルスルホンアミド、リン酸トリブトキシエチル、及びリン酸トリブチルを含む。

本明細書の水性コーティング組成物は、約５〜約５０重量％の全固形分を有することができる。いくつかの実施形態では、本明細書の水性コーティング組成物は、約１０〜約５０重量％の全固形分を有することができる。本明細書の水性コーティング組成物は、約５〜約１５重量％の全固形分を有することができる。一実施形態において、全固形分は、コーティング組成物の重量を基準にして、約１０〜約３０重量％の量で、いくつかの実施形態では約１５〜約２５重量％の量で含まれることができる。別の実施形態では、濃縮されたコーティング組成物が、コーティング組成物の重量を基準にして、最高約３５〜約５０重量％の固形分を含有して、提供される。前記濃縮組成物は、濃縮物と水を混合することによって、又は湿式モップ又はアプリケータでコーティング組成物を塗布することによって、使用前に希釈されることができる。

コーティング組成物のｐＨは、いくつかの実施形態で、約６〜約１０．５の範囲であり得る。他の実施形態では、ｐＨは、約７．５〜約９．９の間である。ｐＨは、種々の塩基又は緩衝剤を用いて調整されることができる。好適な塩基又は緩衝剤は、例えば、ホウ砂、水酸化ナトリウム、リン酸アルカリ、ケイ酸アルカリ、炭酸アルカリ、アンモニア、及びジエタノールアミン又はトリエタノールアミンなどのアミンを含む。

別の態様は、本明細書に記載されるコーティング組成物を適用する方法を含む。コーティングは、床、壁、家具、窓、カウンタートップ及びバスルーム表面など、種々の基材に適用され得る。基材は、繊維、金属、プラスチック、木、石、レンガ、ガラス、セメント、コンクリート、セラミックメゾナイト、乾式壁、石膏、プラスチックなどであり得る。バスルーム表面とは、カウンタートップ、シャワー小室、トイレ、及び小便器であり得る。いくつかの実施形態において、前記基材は床表面である。床表面は、木、複合ビニルタイル、ビニルリノリウム、アスファルト、アスベスト、コンクリート、セラミックなどであり得る。

いくつかの実施形態では、コーティング組成物は、１回の塗布の適用により塗布されることができる。他の実施態様において、コーティング組成物は、複数回の塗布の適用により塗布されることができる。一例として、いくつかの実施形態では、コーティング組成物は、基材上へ１〜１０回の塗布の適用により塗布されることができる。いくつかの実施形態では、コーティング組成物は、基材上へ２〜８回の塗布の適用により塗布されることができる。得られたコーティングの厚みは、適用される塗布回数を含む、種々の態様に応じ得るが、これに限定されない。いくつかの実施形態では、コーティング厚さは、約１マイクロメートル〜約５０マイクロメートルであり得る。いくつかの実施形態では、コーティング厚さは、約５マイクロメートル〜約４０マイクロメートルであり得る。いくつかの実施形態では、コーティング厚さは、約２マイクロメートル〜約８マイクロメートルであり得る。

薬剤を濃縮することにより、強化された耐久性、減少した液体透過性、強化された汚れ耐性などのうちの１つ以上を含む、種々の望ましい特性を基材材料に提供できる。いくつかの実施形態では、本明細書の組成物は、組成物を高密度化することができる。本明細書のいくつかの実施形態では、基材を高密度化する方法が提供される。前記方法は、水性コーティング組成物を基材表面に適用することを含み、前記水性コーティング組成物は粒子を含む。粒子は、無機コアと、前記コアの外側の表面と、前記表面に付着する疎水性部分を含む薬剤と、前記表面に付着する親水性部分を含む薬剤と、ポリマー及び水を含む膜形成ポリマー組成物と、を含むことができる。前記方法は更に、水性コーティング組成物を乾燥することを含むことができる。

本明細書の実施形態は、以下の実施例を参照することにより、一層理解することができる。しかし、これらの実施例は、本明細書の範囲を制限するものとして、意図されていない。

材料
基材：純黒ＶＣＴ、Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ製；シリカ粒子：４０％水性コロイド球形状シリカ分散液（安定剤アンモニウムイオン、平均径＝２０ｎｍ）、ＮＡＬＣＯ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製ＮＡＬＣＯ ２３２７として入手可能；Ｓｃｏｔｃｈ Ｇｕａｒｄレジリアント床保護材：３Ｍ（Ｓｔ Ｐａｕｌ、ＭＮ）製；５３００青色洗浄パッド、３Ｍ（Ｓｔ Ｐａｕｌ、ＭＮ）製；改質剤：３−（トリエトキシシリル）プロピル無水コハク酸、及び、イソオクチルトリメトキシシラン、両方ともＧｅｌｅｓｔ製；接着性裏材（厚さ３／８インチ（１１．４ｃｍ））を備える形状適合性防水ビニル型：感水性試験のためにタイルに付着させるとき、液体試料ホルダとして使用、ＭｃＭＡＳＴＥＲ−ＣＡＲＲ（Ｅｌｍｈｕｒｓｔ、ＩＬ）製。

タイルコーティング手順
以下のコーティング手順（ＡＳＴＭ Ｄ１４３６に対応）が、本明細書で実施例に使用された。ガーゼスポンジの一片（２インチ×２インチ（５ｃｍ×５ｃｍ））を新しい黒色ＶＣＴの中央に配置し、前記ＶＣＴは前もって３Ｍ Ｓｐｅｅｄ Ｓｔｒｉｐｐｅｒによって除去されていた。床コーティング組成物３．８ｍＬ（２０００ＳＦ／ガロン（４９ｍ^２／Ｌ）のコーティング量）も、タイルの中央に配置された。ガーゼスポンジを使用して、均一にコーティングをパネル全体に広げた。パネルを放置して、３０分間乾燥させた。所望数の塗布が各パネルに適用されるまで、コーティング手順が繰り返された。パネルが最後にコーティングされた後、試験の実施前、パネルを放置して、７日間完全に乾燥した。

試験方法
摩擦係数（ＣＯＦ）試験
Ｊａｍｅｓ Ｍａｃｈｉｎｅを、摩擦係数を試験するために用いた。試験（ＡＳＴＭ Ｄ２０４７に対応）のために、革の足が、制御環境から取り除かれた。４００グリットの研磨紙上で、低圧の滑らかな一ストロークに調製された。試験タイルは、機械に入れられて、足を設置した。測定を開始するために、スタートを押した。測定が終了したとき、ＣＯＦが記録された。それからタイルを９０度回転して、機械はリセットされて、ＣＯＦが再び測定された。測定の終了時に、部屋の温度及び湿度が記録されて、足が制御環境に戻された。

静的摩擦係数は、タイルの４つの端に対して垂直な４つの方向に沿って、各パネルで４回試験した。４つの読み取り値の平均が、測定値として報告された。

耐水性試験：
コーティングされたタイルにその後しっかりと付着した、形状適合性ビニル発泡体の一片を切る型によって、直径１インチ（２．５ｃｍ）の孔が作成された。脱イオン（ＤＩ）水を孔内に入れて、１時間及び２４時間それぞれ放置した。指定された期間の後、ＤＩ水が除去されて、コーティングの耐性が、以下の参照基準で視覚的に評価された（５−損傷なし、痕なし；４−痕ありだが、損傷なし；３−やや損傷、やや光沢；２−やや損傷、光沢なし；１−重大な損傷）。

実施例１：親水性表面改質シリカ粒子（無水シラン被覆率２０％）（「ＳｉＯ_２−０１」）
２０ｎｍのシリカＮａｌｃｏ ２３２７（４１重量％）１０００ｇを、磁気撹拌棒を備えるガラス広口瓶に加えた。室温で撹拌しながら、３−トリエトキシシリルプロピル無水コハク酸１５ｇを、Ｎａｌｃｏ ２３２７含有ガラス広口瓶に、１０分間にわたってスポイトで、よく撹拌しながらゆっくり加えた。添加が終了した後、ミキサで更に３０分間撹拌して、広口瓶は密封されて、９０℃のオーブン内に（オーブン内では撹拌せずに）２０時間置かれた。室温まで冷却した後、表面被覆率２０％（計算による）及び固形分４１．５％を有する、改質された２０ｎｍシリカ粒子が得られた。

実施例２：親水性／疎水性表面改質粒子（無水シラン被覆率２０％／イソ−オクチルシラン被覆率１％）（「ＳｉＯ_２−０２」）
油浴のスイッチを入れて９５℃に設定し、反応の準備をしている間にこの温度に達するようにした。上述の親水的に改質されたＮａｌｃｏ ２３２７を１５０ｇ測定して、三つ口丸底フラスコ（Ａｃｅ Ｇｌａｓｓ（Ｖｉｎｅｌａｎｄ、Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ））に入れた。テフロンパドルを備えたガラス撹拌棒を、丸底フラスコの中央の口に装着した。フラスコを油浴内まで下ろして、コンデンサを取り付けて、それから内容物を中〜高速度で撹拌した。メトキシプロパノール（Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ（Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ、Ｈａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ））１５０．０５ｇを、２５０ｍＬのガラスビーカで測定して、０．０９ｇのイソオクチルトリメトキシシラン（Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．（Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ、Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ））が、メトキシプロパノール入りのビーカ内で測定された。溶液を十分に混合した後、それから三つ口丸底フラスコに添加した。反応液を、９５℃の油浴に１６時間タイマをセットして撹拌した。得られた改質ナノ粒子溶液は、冷却されて、Ａｃｒｏｄｉｓｃ ３７ｍｍガラス繊維ろ紙（Ｐａｌｌ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ａｎｎ Ａｒｂｏｒ、Ｍｉｃｈｉｇａｎ））１マイクロメートルに通してろ過した。改質ナノ粒子溶液の得られた固形分は、２１．０５重量％だった。

実施例３：親水性／疎水性表面改質粒子（無水シラン被覆率２０％／イソ−オクチルシラン被覆率５％）（「ＳｉＯ_２−０３」）
ナノ粒子は、実施例２で上述したとおり同じ手順を使用して調製された。しかし、本実施例では、イソオクチルトリメトキシシランの量は、５倍にされた。

実施例４：親水性／疎水性表面改質粒子（無水シラン被覆率２０％／イソ−オクチルシラン被覆率０．５％）（「ＳｉＯ_２−０４」）
油浴のスイッチを入れて９５℃に設定し、反応の準備をしている間にこの温度に達するようにした。表面被覆率２０％及び固形分４１．５％の親水的に改質されたＮａｌｃｏ２３２７（Ｎａｌｃｏ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ、Ｉｌｌｉｎｏｉｓ））１５０ｇを、三つ口丸底フラスコ（Ａｃｅ Ｇｌａｓｓ（Ｖｉｎｅｌａｎｄ、Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ））内で測定した。テフロンパドルを備えたガラス撹拌棒を、丸底フラスコの中央の口に装着した。フラスコを油浴内まで下ろして、コンデンサを取り付けて、それから内容物を中〜高速度で撹拌した。メトキシプロパノール（Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ（Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ、Ｈａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ））１００．６１ｇを、２５０ｍＬガラスビーカで測定して、それからイソオクチルトリメトキシシラン（Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．（Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ、Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ））０．０５ｇを、メトキシプロパノール入りのビーカで測定した。溶液を十分に混合した後、三つ口丸底フラスコに添加した。反応液を、９５℃の油浴に１６時間タイマをセットして撹拌した。得られた改質ナノ粒子溶液を、放置して冷却して、以下のとおり溶媒交換を経て、メトキシプロパノールを除去するために更に処理された。

ハイブリッド表面改質粒子２４９．１７ｇを、５００ｍＬの丸底フラスコ内に量り取った。メトキシプロパノール：水の共沸混合物（１２２．５５ｇ）を、ロータリーエバポレータ（Ｂｕｃｈｉ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｎｅｗ Ｃａｓｔｌｅ、Ｄｅｌａｗａｒｅ））によって除去した。脱イオン水１２７．５５ｇを改質粒子入りのフラスコに加えて、それから溶媒を、改質粒子溶液から再び除去した。メトキシプロパノールが認められなくなるまで、これが繰り返された。最終溶液を、Ａｃｒｏｄｉｓｃ３７ｍｍガラス繊維ろ紙（Ｐａｌｌ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ａｎｎ Ａｒｂｏｒ、Ｍｉｃｈｉｇａｎ））１マイクロメートルに通してろ過して、固形分４３．２９重量％を得た。

実施例６：摩擦及び耐水性評価
計算量のシリカ粒子（粒子なし、ＳｉＯ_２−１、ＳｉＯ_２−２、ＳｉＯ_２−３、又はＳｉＯ_２−４）を、異なる充填濃度（２５、５０、７５又は９０重量％−詳細は下記の表１に示す）で、レジリアント保護材（３Ｍから市販されている）１００ｇに混合することによって、試験組成物を調製した。混合液体を、磁気撹拌棒を使用して十分に撹拌して、それから上記の手順にしたがって、新たに除去された黒色ＶＣＴ上にコーティングした。試料を、試験前に、周囲条件下で７日間乾燥した。それから摩擦試験及び耐水性試験が、上記の手順にしたがって実行された。結果を下の表１に示す。

表面改質粒子の添加が、摩擦係数を著しく増大させたことが表１からわかり、高いＣＯＦはスリップ及び転倒事故の可能性を減らす際に有益であるので、それは床コーティングに関する重大な性能因子である。しかし、粒子充填濃度の増加と共に摩擦利益を得る一方で、耐水性の低下があったということもわかる。このような低下は、床の保守に大量の水を使うため、好ましくない。

しかし、粒子が、疎水性部分（イソ−オクチルシラン）を含有する薬剤と親水性部分（無水シラン）を含有する薬剤によって表面改質されて、これらの粒子が床コーティングに組み込まれたとき、粒子は更に、水性コーティング中で優れた分散性及び安定性を示し、乾燥したコーティングは、より高いＣＯＦを更に維持すると共に、優れた耐水性を示した。上記の表１は、疎水性部分を有する薬剤の０．５％、１％及び５％の表面被覆率を有する、このようなハイブリッド表面改質粒子を含有する、床コーティングの試験結果を示す。前記結果は、これらのコーティングすべてが、優れた耐水性を示すと共に、高いＣＯＦを更に有することを明らかにした。

耐水性試験の後のＳｉＯ_２−１とＳｉＯ_２−３（両方とも粒子を９０％充填で）の目視による比較は、疎水性部分を有する薬剤を添加した、コーティングの耐水性が劇的に改善したことを示した。

実施例７：親水性／疎水性表面改質粒子を有するコーティングの、天然石の基材上への付着
表面改質粒子を含む試験組成物は、アクリル系ポリマー：ウレタンポリマー：改質粒子（固形分比３：１４：１０）を混合して、固形分１１％の混合物を形成することによって調製された。試験組成物を、マイクロ繊維モップを使用して、大理石タイルの床、更にセメント質テラゾ床へコーティングした。コーティング前に、表面を以下のとおり準備した。１．床マシン１７５ｒｐｍを使用して、ＴＲＩＺＡＣＴ（登録商標）Ｄｉａｍｏｎｄ Ｄｉｓｃ ＨＸ Ｇｏｌｄで湿式磨き、２．床マシン１７５ｒｐｍを使用して、ＴＲＩＺＡＣＴ（登録商標）Ｄｉａｍｏｎｄ Ｄｉｓｃ ＨＸ Ｒｅｄで湿式磨き、床マシン１７５ｒｐｍを使用して、ＴＲＩＺＡＣＴ（登録商標）Ｄｉａｍｏｎｄ Ｄｉｓｃ ＨＸ Ｂｌｕｅで湿式磨き、４．コード付きバーニッシャ２０００ｒｐｍを使用して、ＳＣＯＴＣＨ−ＢＲＩＴＥ（登録商標）Ｐｕｒｐｌｅ Ｄｉａｍｏｎｄ Ｆｌｏｏｒ Ｐａｄ Ｐｌｕｓで乾式つや出し。２回の塗布が、適用された。各塗布は、約３０００平方フィート／ガロン（７４ｍ^２／Ｌ）の塗布量であった。

比較のために、市販のＳＣＯＴＣＨＧＡＲＤ（登録商標）石床保護材の２回塗布を、同じ大理石タイルの床及びセメント質テラゾ床の異なる区画上へコーティングした。

コーティングを乾燥させた後、光沢度及び像鮮明度（ＤＯＩ）測定が、異なる表面上の両方のコーティングについて行われた。光沢度試験については、ＡＳＴＭ Ｄ５２３に従った。像鮮明度（ＤＯＩ）測定については、ＡＳＴＭ Ｄ５７６７に従った。測定は、５つの異なる位置で行われた。下記の結果は、５つの異なる位置の平均値である。

改質粒子を有する試験組成物が、市販のＳＣＯＴＣＨＧＡＲＤ（商標）石床保護材より、非常に高い光沢及びＤＯＩを備えるコーティングを、石床にもたらしたことを、この実施例は示している。

Claims (28)

1. 無機コアと、
   前記コアの外側の表面と、
   前記表面に付着する疎水性部分を含む薬剤と、
   前記表面に付着する親水性部分を含む薬剤と、
   を含む粒子と、
   ポリマー及び水を含む膜形成ポリマー組成物と、
   を含む、水性コーティング組成物であって、
   前記粒子が前記ポリマー組成物と混合されている、組成物。
2. 前記疎水性部分を含む薬剤が、シラン化合物を含む、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
3. 前記疎水性部分を含む薬剤が、トリアルコキシシラン化合物を含む、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
4. 前記疎水性部分を含む薬剤が、式Ｘ^１−Ｌ^１−Ｒ^１の化合物を含み、式中、Ｘ^１は、アルコキシシラン基又はクロロシラン基であり、Ｌ^１は、連結基であり、Ｒ^１は、疎水性部分である、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
5. 前記疎水性部分がＣ_２〜Ｃ_４０の鎖長を含む、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
6. 前記親水性部分を含む薬剤が、シラン化合物を含む、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
7. 前記親水性部分を含む薬剤が、トリアルコキシシラン化合物を含む、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
8. 前記親水性部分を含む薬剤が、式Ｘ^２−Ｌ^２−Ｒ^２の化合物を含み、式中、Ｘ^２は、アルコキシシラン基又はクロロシラン基であり、Ｌ^２は、連結基であり、Ｒ^２は、親水性部分である、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
9. 前記親水性部分が、非イオン性親水性部分及びイオン性親水性部分からなる群から選択される、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
10. 前記粒子が、約５ｎｍ〜約２００ｎｍの平均直径を有する、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
11. 前記親水性部分を含む薬剤と前記疎水性部分を含む薬剤の比が、約８０：１〜約２：１（モル：モル）である、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
12. 前記親水性部分を含む薬剤が、前記粒子表面の５〜９９．９％を被覆する、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
13. 前記疎水性部分を含む薬剤が、前記粒子表面の０．１〜１０％を被覆する、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
14. 前記ポリマー組成物と前記粒子の重量比が、０．７：１〜８：１である、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
15. 前記水性コーティング組成物の全固形分が、約１０重量％〜約５０重量％である、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
16. 前記ポリマー組成物が、前記水中に分散された前記ポリマーを含む、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
17. 前記ポリマー組成物が、前記水を有する溶液中の前記ポリマーを含む、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
18. 前記ポリマー組成物が、少なくとも約１０重量％の前記ポリマーを含む、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
19. 前記ポリマーが、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリウレタン−ポリアクリレート、エポキシド、ポリアクリレート−エポキシド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
20. 湿潤剤を更に含む、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
21. 前記疎水性部分を含む薬剤が前記表面に共有結合しており、前記親水性部分を含む薬剤が前記表面に共有結合している、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
22. 基材の表面上の乾燥時摩擦係数が約０．６超を示す、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
23. 前記表面に付着する親水性部分を含む薬剤を備え、かつ、前記表面に付着する疎水性部分を含む薬剤を欠く粒子だけを含む、別の同一組成物より高い乾燥時耐水性を示す、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
24. 基材表面をコーティングする方法であって、前記方法が、
    水性コーティング組成物を基材表面に適用することであって、前記水性コーティング組成物が粒子を含み、前記粒子が、
    無機コアと、
    前記コアの外側の表面と、
    前記表面に付着する疎水性部分を含む薬剤と、
    前記表面に付着する親水性部分を含む薬剤と、
    を含む粒子と、
    ポリマー及び水を含む膜形成ポリマー組成物と、
    を含み、
    前記粒子が前記ポリマー組成物と混合されている、ことと、
    前記水性コーティング組成物を乾燥することと、
    を含む、方法。
25. 前記基材表面が、セメント質物質及び天然石からなる群から選択される材料を含む、請求項２４に記載の方法。
26. 前記基材表面上に得られる前記コーティングが、少なくとも約７０の光沢度（６０°−ＡＳＴＭ Ｄ５２３）を含む、請求項２４に記載の方法。
27. 前記基材表面上に得られる前記コーティングが、少なくとも約８６の像鮮明度を含む（６０°−ＡＳＴＭ Ｄ５７６７）、請求項２４に記載の方法。
28. 無機コアと、
    前記コアの外側の表面と、
    前記表面に付着する疎水性部分を含む複数の薬剤と、
    前記表面に付着する親水性部分を含む複数の薬剤と、を含む粒子であって、
    前記粒子が、約５ｎｍ〜約２００ｎｍの直径を有し、
    前記粒子表面の少なくとも約２０％が、前記親水性部分を含む薬剤及び前記疎水性部分を含む薬剤によって被覆されており、前記親水性部分を含む薬剤と前記疎水性部分を含む薬剤の比が、約８０：１〜約２：１（モル：モル）である、粒子。

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