(57)【要約】  コーティング可能な組成物を製造する方法は、水性液体ビヒクル中に分散したシリカナノ粒子を含む第１の組成物であって、６を超えるｐＨを有する、第１の組成物を提供することと、無機酸を使用して第１の組成物を４以下のｐＨまで酸性化して、第２の組成物を提供することと、第２の組成物中に少なくとも１つの金属化合物を溶解させて、コーティング可能な組成物を形成することと、を含む。該シリカナノ粒子は、多峰性粒径分布を有し、該多峰性粒径分布は、８〜３５ナノメートルの範囲の第１の粒径を有する第１のモードを含み、該多峰性粒径分布は、２〜２０ナノメートルの範囲の第２の粒径を有する第２のモードを含み、第１の粒径は、第２の粒径よりも大きい。本方法によって調製可能なコーティング可能な組成物、帯電防止組成物も開示される。本帯電防止組成物を含む防汚性物品も開示される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーティング可能な組成物を製造する方法であって、
水性液体媒体中に分散したシリカナノ粒子を含む第１の組成物を提供することであって、前記シリカナノ粒子が、多峰性粒径分布を有し、前記多峰性粒径分布が、８〜３５ナノメートルの範囲の第１の粒径を有する第１のモードを含み、前記多峰性粒径分布が、２〜２０ナノメートルの範囲の第２の粒径を有する第２のモードを含み、前記第１の粒径が、前記第２の粒径よりも大きく、前記第１の組成物が、６を超えるｐＨを有する、提供することと、
無機酸を使用して前記第１の組成物を４以下のｐＨまで酸性化して、凝集したシリカナノ粒子を含む前記コーティング可能な組成物を提供することと、を含む、方法。
【請求項２】
前記コーティング可能な組成物中に少なくとも１つの金属化合物を溶解させることを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記コーティング可能な組成物が、不揮発性有機化合物を本質的に含まない、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法に従って製造される、コーティング可能な組成物。
【請求項５】
帯電防止物品を製造する方法であって、
ａ）水性液体媒体中に分散したシリカナノ粒子を含む第１の組成物を提供する工程であって、前記シリカナノ粒子が、多峰性粒径分布を有し、前記多峰性粒径分布が、８〜３５ナノメートルの範囲の第１の粒径を有する第１のモードを含み、前記多峰性粒径分布が、２〜２０ナノメートルの範囲の第２の粒径を有する第２のモードを含み、前記第１の粒径が、前記第２の粒径よりも大きく、前記第１の組成物が、６を超えるｐＨを有する、提供する工程と、
ｂ）無機酸を使用して前記第１の組成物を４以下のｐＨまで酸性化して、コーティング可能な組成物を提供する工程と、
ｄ）前記コーティング可能な組成物の層を基材の表面上にコーティングする工程と、
ｅ）前記コーティング可能な組成物の前記層を少なくとも部分的に乾燥させて、２５℃及び５０パーセントの相対湿度において１０９オーム／スクエア以下の平均表面導電率を有する帯電防止層を提供する工程と、を含む、方法。
【請求項６】
前記コーティング可能な組成物中に少なくとも１つの金属化合物を溶解させることを更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの金属化合物が、マンガン化合物、銀化合物、バナジウム化合物、スズ化合物、白金化合物、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６に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの金属化合物が、銀化合物、バナジウム化合物、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６に記載の方法。
【請求項９】
前記基材が、ガラス又は有機ポリマーのうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記有機ポリマーが、ポリエチレンテレフタレートを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記帯電防止層が光学的に透明である、請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
前記帯電防止層が、０．０２〜１００ミクロンの範囲の厚さを有する、請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
前記無機酸が、０以下のｐＫａを有する、請求項５に記載の方法。
【請求項１４】
工程ｂ）が、前記第１の組成物を２以下のｐＨまで酸性化することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１５】
前記コーティング可能な組成物が、有機不揮発性化合物を本質的に含まない、請求項５に記載の方法。
【請求項１６】
請求項５に記載の方法に従って製造される、帯電防止物品。
【請求項１７】
非晶質シリカマトリックスを含む帯電防止組成物であって、前記非晶質シリカマトリックスが、相互連結したシリカナノ粒子を含み、前記シリカナノ粒子が、多峰性粒径分布を有し、前記多峰性粒径分布が、８〜３５ナノメートルの範囲の第１の粒径を有する第１のモードを含み、前記多峰性粒径分布が、２〜２０ナノメートルの範囲の第２の粒径を有する第２のモードを含み、前記第１の粒径が、前記第２の粒径よりも大きい、帯電防止組成物。
【請求項１８】
金属カチオンを更に含み、前記金属カチオンの過半量が、前記非晶質シリカマトリックス内に個別に配されており、前記金属カチオンが、前記組成物中のシリコン及び金属カチオンを合わせた合計モル数の０．５〜２０モルパーセントを構成する、請求項１７に記載の帯電防止組成物。
【請求項１９】
前記金属カチオンが、マンガンカチオン、銀カチオン、バナジウムカチオン、スズカチオン、白金カチオン、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１８に記載の帯電防止組成物。
【請求項２０】
前記金属カチオンが、銀カチオン、バナジウムカチオン、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１８に記載の帯電防止組成物。
【請求項２１】
前記帯電防止組成物が、不揮発性有機化合物を本質的に含まない、請求項１７に記載の帯電防止組成物。
【請求項２２】
基材の表面上に配された非晶質の帯電防止組成物の層を備える帯電防止物品であって、前記非晶質シリカマトリックスが、相互連結したシリカナノ粒子を含み、前記シリカナノ粒子が、多峰性粒径分布を有し、前記多峰性粒径分布が、８〜３５ナノメートルの範囲の第１の粒径を有する第１のモードを含み、前記多峰性粒径分布が、２〜２０ナノメートルの範囲の第２の粒径を有する第２のモードを含み、前記第１の粒径が、前記第２の粒径よりも大きい、帯電防止物品。
【請求項２３】
前記非晶質の帯電防止組成物が、金属カチオンを更に含み、前記金属カチオンの過半量が、前記非晶質シリカマトリックス内に個別に配されており、前記金属カチオンが、前記組成物中のシリコン及び金属カチオンを合わせた合計モル数の０．５〜２０モルパーセントを構成する、請求項２２に記載の帯電防止物品。
【請求項２４】
前記金属カチオンが、マンガンカチオン、銀カチオン、バナジウムカチオン、スズカチオン、白金カチオン、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２３に記載の帯電防止物品。
【請求項２５】
前記金属カチオンが、銀カチオン、バナジウムカチオン、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２３に記載の帯電防止物品。
【請求項２６】
前記基材が、ガラス又は有機ポリマーを含む、請求項２２に記載の帯電防止物品。
【請求項２７】
前記有機ポリマーが、ポリエチレンテレフタレートを含む、請求項２２に記載の帯電防止物品。
【請求項２８】
前記帯電防止層が光学的に透明である、請求項２２に記載の帯電防止物品。
【請求項２９】
前記帯電防止層が、０．０２〜１００ミクロンの範囲の厚さを有する、請求項２２に記載の帯電防止物品。
【請求項３０】
前記コーティング可能な組成物が、不揮発性有機化合物を本質的に含まない、請求項２２に記載の帯電防止物品。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［技術分野］
本開示は、広義には、シリカ分散体、上に帯電防止コーティングを有する物品、及び前述のものを製造する方法に関する。
【０００２】
［背景］
静電気の放散は、電気部品の損傷を引き起こす電気サージ／スパーク、又は揮発性の可燃性蒸気の偶発的な引火を防ぐことが望ましい多くの努力傾注分野において重要である。例としては、電子機器（例えば、プラズマディスプレイスクリーン）の製造、電気部品の梱包、研磨ベルト、及びポリマーフィルムウェブの取り扱いが挙げられる。
【０００３】
これらの問題に対処するため、帯電防止剤が一般に用いられる。帯電防止剤は、一般に摩擦電気効果によって引き起こされる静電気の蓄積を減少させる又は除去するために、材料又はその表面の処理に用いられる化合物である。その役割は、それ自体が導電性になるか又は空気から水分を吸収するかのいずれかによって、表面又は材料そのものを僅かに導電性にすることであり、そのためにいくらかの保湿剤が用いられ得る。帯電防止剤の分子は、多くの場合、界面活性剤のものと同様の親水性領域及び疎水性領域の両方を有し、疎水性側は材料の表面と相互作用し、一方で親水性側は、空気中の水分と相互作用し、かつ水分子を結合する。
【０００４】
静電気の蓄積を減少させることができる及び／又は静電気を放散させることができる更なる材料の必要性が依然として存在する。
【０００５】
［概要］
本開示は、物品上の帯電防止コーティングを生成することができる組成物及び方法を提供し、それによって上記の問題を改善する。
【０００６】
一態様では、本開示は、コーティング可能な組成物を製造する方法を提供し、本方法は、
水性液体媒体中に分散したシリカナノ粒子を含む第１の組成物を提供することであって、該シリカナノ粒子が、多峰性粒径分布を有し、該多峰性粒径分布が、８〜３５ナノメートルの範囲の第１の粒径を有する第１のモードを含み、該多峰性粒径分布が、２〜２０ナノメートルの範囲の第２の粒径を有する第２のモードを含み、第１の粒径が、第２の粒径よりも大きく、第１の組成物が、６を超えるｐＨを有する、提供することと、
無機酸を使用して第１の組成物を４以下のｐＨまで酸性化して、凝集したシリカナノ粒子を含む該コーティング可能な組成物を提供することと、を含む。
【０００７】
別の態様では、本開示は、前述の本開示の方法に従って製造されるコーティング可能な組成物を提供する。
【０００８】
本開示によるコーティング可能な組成物は、例えば、帯電防止物品の製造に有用である。
【０００９】
したがって、更に別の態様では、本開示は、帯電防止物品を製造する方法を提供し、本方法は、
ａ）水性液体媒体中に分散したシリカナノ粒子を含む第１の組成物を提供する工程であって、該シリカナノ粒子が、多峰性粒径分布を有し、該多峰性粒径分布が、８〜３５ナノメートルの範囲の第１の粒径を有する第１のモードを含み、該多峰性粒径分布が、２〜２０ナノメートルの範囲の第２の粒径を有する第２のモードを含み、第１の粒径が、第２の粒径よりも大きく、第１の組成物が、６を超えるｐＨを有する、提供する工程と、
ｂ）無機酸を使用して第１の組成物を４以下のｐＨまで酸性化して、コーティング可能な組成物を提供する工程と、
ｄ）該コーティング可能な組成物の層を基材の表面上にコーティングする工程と、
ｅ）該コーティング可能な組成物の該層を少なくとも部分的に乾燥させて、２５℃及び５０パーセントの相対湿度において１０９オーム／スクエア以下の平均表面導電率を有する帯電防止層を提供する工程と、を含む。
【００１０】
更に別の態様では、本開示は、本開示の前述の方法に従って製造される帯電防止物品を提供する。
【００１１】
更に別の態様では、本開示は、非晶質シリカマトリックスを含む帯電防止組成物を提供し、該非晶質シリカマトリックスは、相互連結したシリカナノ粒子を含み、該シリカナノ粒子は、多峰性粒径分布を有し、該多峰性粒径分布は、８〜３５ナノメートルの範囲の第１の粒径を有する第１のモードを含み、該多峰性粒径分布は、２〜２０ナノメートルの範囲の第２の粒径を有する第２のモードを含み、第１の粒径は、第２の粒径よりも大きい。
【００１２】
更に別の態様では、本開示は、基材の表面上に配された非晶質の帯電防止組成物の層を備える帯電防止物品を提供し、該非晶質シリカマトリックスは、相互連結したシリカナノ粒子を含み、該シリカナノ粒子は、多峰性粒径分布を有し、該多峰性粒径分布は、８〜３５ナノメートルの範囲の第１の粒径を有する第１のモードを含み、該多峰性粒径分布は、２〜２０ナノメートルの範囲の第２の粒径を有する第２のモードを含み、第１の粒径は、第２の粒径よりも大きい。
【００１３】
いくつかの実施形態では、該非晶質の帯電防止組成物は、金属カチオンを更に含み、該金属カチオンの過半量は、該非晶質シリカマトリックス内に個別に配されており、該金属カチオンは、該組成物の０．５〜２０．０モルパーセントを構成する。
【００１４】
有利なことに、本開示による帯電防止層は、典型的に透過性があり、良好な帯電防止特性を予想外に示す。
【００１５】
本明細書で使用される場合、
用語「帯電防止物品」は、物品表面の少なくとも一部が電荷放散特性を有する物品を指す。
用語「シリカナノ粒子の分散体」は、個別のシリカナノ粒子が分散している分散体を指し、一次シリカ粒子を焼結して鎖状に凝集したヒュームドシリカの分散体を意味しない。
用語「を本質的に含まない」は、１重量パーセント未満、典型的には０．１重量パーセント未満、より典型的には０．０１重量パーセント未満を含有することを指す。
用語「不揮発性有機化合物を本質的に含まない」は、１気圧（１００ｋＰａ）で１５０℃を超える沸点を有する有機化合物を１重量％未満含有することを指す。
金属カチオンに関する用語「非晶質シリカマトリックス内に個別に配される」は、金属カチオンが酸素を通してシリコンに結合しており、別個の金属酸化物相として存在しないことを意味する。
用語「金属化合物」は、少なくとも１つの金属を含有する化合物を意味する。
用語「ナノ粒子」は粒径が１〜２００ナノメートルの粒子を指す。
用語「有機化合物」は、少なくとも１つの炭素−炭素及び／又は炭素−水素結合を含む任意の化合物を指す。
シリカナノ粒子及びシリカゾルに関して使用される用語「シリカ」は、分子式ＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ（式中、ｎは０以上の数である。）で表される化合物を指す。
【００１６】
本開示の特徴及び利点は、発明を実施するための形態、並びに添付の特許請求の範囲を考慮することで更に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本開示による例示的な帯電防止物品１００の概略側面図である。
【００１８】
本開示の原理の範囲及び趣旨の範囲内に含まれる多くの他の変更例及び実施形態が当業者によって考案され得ることを理解されたい。図面は、縮尺どおりに描かれていない場合がある。
【００１９】
［詳細な説明］
初期組成物は、水性液体媒体中に分散したシリカナノ粒子を含み、６を超えるｐＨを有する。
【００２０】
シリカナノ粒子は、８ナノメートル（ｎｍ）〜３５ｎｍの範囲の第１の粒径を有する第１のモード、及び２ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の第２の粒径を有する第２のモードを含む、多峰性粒径分布を有する。第１のモードの粒径の粒径は、第２のモードの粒径よりも大きい。平均一次粒径は、例えば、透過電子顕微鏡法を用いて測定され得る。本明細書で使用される場合、用語「粒径」は、球状の粒子における直径である粒子の最長寸法を指す。
【００２１】
いくつかの実施形態では、第１のモードの粒径は、１２ｎｍ〜３０ｎｍの範囲内、又は１８ｎｍ〜２８ｎｍの範囲内である。
【００２２】
例えば、前述の段落のものを含む、いくつかの実施形態では、第２のモードの粒径は、３ｎｍ〜１８ｎｍの範囲内、又は４ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内である。
【００２３】
第１及び第２のモードのそれぞれが、狭い粒径分布（例えば、２．０以下、又は更には１．５以下の多分散性）を有することが望ましい。
【００２４】
初期組成物は、第１及び第２のモードに対応する任意の相対量のシリカナノ粒子を含み得るが、望ましくは、第１のモードに対応するシリカナノ粒子は、初期分散体に含有されるシリカナノ粒子の総量の１．０〜９９．５重量パーセント、より望ましくは５〜９０重量パーセント、更により望ましくは２０〜８０重量パーセントを構成する。
【００２５】
当然ながら、粒径が２００ｎｍを超える（例えば、最大粒径が２マイクロメートルの）シリカ粒子も含まれ得るが、典型的には少量である。
【００２６】
いくつかの実施形態では、シリカナノ粒子は、１５０平方メートル／グラム（ｍ２／ｇ）超、２００ｍ２／ｇ超、又は更には４００ｍ２／ｇ超の表面積を有する。
【００２７】
いくつかの実施形態では、３５ｎｍ以下の平均粒径（例えば、直径）を有するシリカナノ粒子の量は、初期組成物及び／又はコーティング可能な組成物の総重量に基づいて、少なくとも０．１重量パーセント、望ましくは少なくとも０．２重量パーセントである。いくつかの実施形態では、３５ｎｍ以下の粒径（例えば、直径）を有するシリカナノ粒子の濃度は、初期組成物の総重量に基づいて、２０重量パーセント以下、又は更には１５重量パーセント以下である。
【００２８】
初期組成物に含まれるナノ粒子（例えば、シリカナノ粒子）は、任意の所望のアスペクト比を有する球状又は非球状であり得る。アスペクト比は、ナノ粒子の平均最長寸法とそれらの平均最短寸法との比を指す。非球状ナノ粒子のアスペクト比は、多くの場合、少なくとも２：１、少なくとも３：１、少なくとも５：１、又は少なくとも１０：１である。非球状ナノ粒子は、例えば、棒、楕円、及び／又は針の形状を有し得る。ナノ粒子の形状は、規則的であっても又は不規則的であってもよい。コーティングの多孔性は、典型的に、コーティング可能な組成物中の規則的及び不規則な形状のナノ粒子の量を変更することによって、かつ／又はコーティング可能な組成物中の球状及び非球状のナノ粒子の量を変更することによって変化させることができる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、初期組成物中のシリカナノ粒子の総重量は、少なくとも０．１重量パーセント、典型的には少なくとも１重量パーセント、より典型的には少なくとも２重量パーセントである。いくつかの実施形態では、組成物中のシリカナノ粒子の総重量は、４０重量パーセント以下、望ましくは１０重量パーセント以下、より典型的には７重量パーセント以下である。
【００３０】
水性液体媒体内のシリカナノ粒子の安定な分散体であるシリカゾルは、当該技術分野において周知であり、かつ市販されている。非水性シリカゾル（シリカオルガノゾルとも呼ばれる）を使用してもよく、非水性シリカゾルはシリカゾル分散液であり、液相は有機溶媒であるか、又は有機溶媒を含有する水性混合物である。本開示の実施において、シリカゾルは、液相が分散体と相溶性があり、典型的には水性溶媒であり、任意で有機溶媒を含むように選択される。典型的には、初期組成物は、ヒュームドシリカを含まないか、又は本質的に含まないが、これは必要条件ではない。
【００３１】
水溶液又は水−アルコール溶液中のシリカナノ粒子分散体（例えば、シリカゾル）は、例えば、ＬＵＤＯＸ（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏ．（デラウェア州ウィルミントン）により販売）、ＮＹＡＣＯＬ（Ｎｙａｃｏｌ  Ｃｏ．（マサチューセッツ州アッシュランド）により販売）、及びＮＡＬＣＯ（Ｏｎｄｅａ  Ｎａｌｃｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．（イリノイ州オークブルック）により製造）などの商標名で市販されている。有用なシリカゾルの１つは、５ナノメートルの平均粒径、ｐＨ＝１０．５、及び１５固形分重量パーセントの固形分を有するシリカゾルとして入手可能な、ＮＡＬＣＯ  ２３２６である。他の市販のシリカナノ粒子としては、ＮＡＬＣＯ  １１１５（球状、４ｎｍの平均粒径、分散体の固形分１５重量パーセント、ｐＨ＝１０．４）、ＮＡＬＣＯ  １１３０（球状分散体、８ｎｍの平均粒径、分散体の固形分３０重量パーセント、ｐＨ＝１０．２）、ＮＡＬＣＯ  １０５０（球状、平均粒径２０ｎｍ、分散体の固形分５０重量パーセント、ｐＨ＝９．０）、ＮＡＬＣＯ  ２３２７（球状、２０ｎｍの平均粒径、分散体の固形分４０重量パーセント、ｐＨ＝９．３）、ＮＡＬＣＯ  １０３０（球状、１３ｎｍの平均粒径、分散体の固形分３０重量パーセント、ｐＨ＝１０．２）の商品名で入手可能なものが挙げられる。
【００３２】
上述のシリカナノ粒子の平均粒径の制約が達成されるのであれば、針状シリカナノ粒子もまた、使用されてもよい。
【００３３】
有用な針状シリカナノ粒子は、日産化学工業（日本、東京）より商標名スノーテックス−ＵＰ（ＳＮＯＷＴＥＸ−ＵＰ）の水性懸濁液として、入手できる。この混合物は、２０〜２１％（ｗ／ｗ）の針状シリカ、０．３５％（ｗ／ｗ）未満のＮａ２Ｏ、及び水からなる。粒子は、直径約９〜１５ナノメートルであり、４０〜２００ナノメートルの長さを有する。懸濁液は、２５℃において１００ｍＰａ未満の粘度、約９〜１０．５のｐＨ、及び２０℃において約１．１３の比重を有する。
【００３４】
他の有用な針状シリカナノ粒子は、日産化学工業からスノーテックス−ＰＳ−Ｓ及びスノーテックス−ＰＳ−Ｍの商標名で、真珠の連なりの形態を有する水性懸濁液として入手することができる。この混合物は、２０〜２１％（ｗ／ｗ）のシリカ、０．２％（ｗ／ｗ）未満のＮａ２Ｏ、及び水からなる。スノーテックス−ＰＳ−Ｍ粒子は、直径約１８〜２５ナノメートルであり、８０〜１５０ナノメートルの長さを有する。動的光散乱法による粒径は、８０〜１５０である。懸濁液は、２５℃において１００ｍＰａｓ未満の粘度、約９〜１０．５のｐＨ、及び２０℃において約１．１３の比重を有する。スノーテックス−ＰＳ−Ｓは、１０〜１５ｎｍの粒子直径及び８０〜１２０ｎｍの長さを有する。
【００３５】
低水性及び非水性のシリカゾル（シリカオルガノゾルとも呼ばれる）が使用されてもよく、これらは、液相が有機溶媒又は水性有機溶媒であるシリカゾル分散体である。本開示の実施において、シリカナノ粒子ゾルは、その液相が意図されるコーティング組成物と相溶性であり、典型的には水性又は低水性有機溶媒であるように選択される。
【００３６】
少なくとも８のｐＨを有するシリカゾルが、米国特許第５，９６４，６９３号（Ｂｒｅｋａｕら）に記載される方法に従って更に調製可能である。
【００３７】
任意に、初期組成物は、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、アンチモンドープ酸化スズ、酸化インジウム、スズドープ酸化インジウム、又は酸化亜鉛を含むナノ粒子を含む、他のナノ粒子を更に含み得る。
【００３８】
初期組成物は、６超、より典型的には７超、より典型的には８超、更により典型的には９超のｐＨを有する。
【００３９】
いくつかの実施形態では、初期組成物は、不揮発性有機化合物を本質的に含まない。いくつかの実施形態では、初期組成物は、有機界面活性剤を本質的に含まない。
【００４０】
初期組成物の水性液体媒体は、（水に加えて）少なくとも１つの揮発性有機溶媒を含み得る。好適な揮発性有機溶媒の例としては、例えば，メタノール、エタノール、イソプロパノール、及びこれらの組み合わせなどの、水と混和性である揮発性有機溶剤が挙げられる。しかしながら、多くの用途では、揮発性有機化合物を低減又は排除することが望ましく、有利なことに本開示は、揮発性有機溶媒を本質的含まない初期組成物及び／又はコーティング可能な組成物を使用して実施され得る。
【００４１】
初期組成物は、４以下、典型的には３未満、又は更には２未満のｐＨを有するまで無機酸を添加することによって酸性化され、それによってコーティング可能な組成物を提供する。有用な無機酸（すなわち、鉱酸）としては、例えば、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、過塩素酸、塩素酸、及びこれらの組み合わせが挙げられる。典型的には、無機酸は、２以下、１未満、又は更には０未満のｐＫａを有するように選択されるが、これは必要条件ではない。理論に束縛されることを望むものではないが、本発明者らは、ｐＨが低下すると、シリカナノ粒子のいくらかの凝集が発生し、僅かに凝集したナノ粒子を含む分散体をもたらすものと考える。
【００４２】
この段階で、一般に混合を用いて、少なくとも１つの金属化合物（例えば、遷移金属化合物及び／又は金属化合物）を、酸性化した組成物と任意に組み合わせて（例えば、その中に溶解して）、それによりコーティング可能な組成物を提供することができる。上記の組成物中で多様な成分を組み合わせることは、任意の好適な混合技術を使用して実施され得る。例としては、組成物の全構成成分の添加の間又は後に、組成物をかき混ぜること、振盪すること、又は別様に撹拌することが挙げられる。
【００４３】
金属化合物（及びその中に含有された任意の金属カチオン）は、元素周期表の２族〜１５族のうちのいずれか（例えば、２族、３族、４族、５族、６族、７族、８族、９族、１０族、１１族、１２族、１３族、１４族、１５族、及びこれらの組み合わせ）の金属（又は金属カチオン）を含み得る。
【００４４】
金属化合物（複数可）に含有された金属カチオン（複数可）は、例えば、＋１、＋２、＋３、又は＋４の電荷を有し得る。いくつかの実施形態では、金属化合物は、≧２＋（例えば、２＋、３＋、４＋、５＋、又は６＋）の電荷を有する金属化合物であり得る。有用な金属化合物の例としては、銅化合物（例えば、ＣｕＣｌ２）、白金化合物（例えば、Ｈ２ＰｔＣｌ６）、アルミニウム化合物（例えば、Ａｌ２（ＳＯ４）３）、ジルコニウム化合物（例えば、ＺｒＣｌ４又はＺｒＯＣｌ２・８Ｈ２Ｏ）、チタン化合物（例えば、ＴｉＯＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）、亜鉛化合物（例えば、Ｚｎ（ＮＯ３）６・６Ｈ２Ｏ）、鉄化合物、スズ化合物（例えば、ＳｎＣｌ２）、及びこれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの実施形態では、金属カチオン（複数可）は、アルカリ金属カチオン（複数可）及び／又はアルカリ土類カチオン（複数可）ではない。
【００４５】
本開示によるコーティング可能な組成物は、例えば、着色剤（複数可）、界面活性剤（複数可）、増粘剤（複数可）、チキソトロープ剤（複数可）、又はレベリング助剤（複数可）などの、１つ又は２つ以上の任意の添加剤を更に含み得る。
【００４６】
いくつかの実施形態では、コーティング可能な組成物は、追加の界面活性剤を含み得るが、本発明者らは、本開示によるコーティング可能な組成物が、追加の界面活性剤を用いずに少なくともいくらかの疎水性表面を浸潤させることを予想外に発見した。
【００４７】
コーティング可能な組成物は、３０〜９９重量パーセントのシリカ、望ましくは６０〜９７．５重量パーセントのシリカ、より望ましくは８０〜９５重量パーセントのシリカを含み得るが、他の量も使用され得る。
【００４８】
同様に、コーティング可能な組成物は、金属化合物（複数可）に含有された０．２〜２０モルパーセントの金属カチオン、望ましくは０．５〜１０モルパーセントの金属カチオン、より望ましくは２〜５モルパーセントの金属カチオンを含み得るが、他の量も使用され得る。
【００４９】
一旦製造されると、コーティング組成物は、典型的には長期間にわたり様々な温度において安定であるが、これは必要条件ではない。コーティング組成物は基材上にコーティングされ、続いて少なくとも部分的に乾燥され、典型的には実質的に完全に乾燥され得る。理論に束縛されることを望むものではないが、本発明者らは、この乾燥過程の間に、濃縮過程がシリカナノ粒子及び／又は凝集体間の接触部分における化学結合をもたらし、シリカマトリックスを形成すると考える。存在し得る金属カチオンは、シリカマトリックスに個別に組み込まれ、非晶質組成物をもたらし得る。
【００５０】
コーティング可能な組成物は、基材の表面と接触し、少なくとも部分的に乾燥して帯電防止物品を形成することができる。予想外に、本発明者らは、本開示によるコーティング可能な組成物が基材の表面と接触し、少なくとも部分的に乾燥して、追加の金属カチオンを実質的に含まない場合でも予想外の帯電防止特性を有する、欠点のない層を提供し得ることを発見した。コーティング可能な組成物を乾燥させる好適な方法としては、例えば、およそ室温の空気中で蒸発させる方法、オーブン法、加熱送風機法、赤外線ヒーター法、及び熱缶法が挙げられる。乾燥は、典型的に、コーティング可能な組成物が実質的に完全に乾燥するまで実施されるが、これは必要条件ではない。一旦基材と接触して少なくとも部分的に乾燥すると、帯電防止層は、例えば，少なくとも１時間、少なくとも４時間、少なくとも８時間、少なくとも２４時間、少なくとも７２時間、少なくとも１週間、又は更には少なくとも２週間などの期間にわたりエージングされ得、この間に帯電防止層の導電率が改善され得る。
【００５１】
帯電防止層は、２５℃及び５０パーセントの相対湿度において１０９オーム／スクエア以下の平均表面導電率を有するが、いくつかの実施形態では、５×１０８オーム／スクエア以下、２×１０８未満、又は更には８×１０７オーム／スクエア未満の表面導電率を有し得る。平均表面導電率は、ＡＳＴＭ  Ｄ−２５７−０７「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ＤＣ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｏｒ  Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ  ｏｆ  Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」に従って決定され得る。
【００５２】
ここで図１を参照すると、帯電防止物品１００は、基材１３０の表面１２０上に配された帯電防止層１１０を備える。コーティング可能な組成物を基材の表面と接触させる好適な方法の例としては、ロールコーティング法、スプレーコーティング法、グラビアコーティング法、ディップコーティング法、及びカーテンコーティング法が挙げられる。典型的には、帯電防止層は、０．０２〜１００ミクロン、望ましくは０．０５〜５ミクロンの範囲の厚さを有するが、これは必要条件ではない。
【００５３】
典型的には、本開示による帯電防止層は、少なくとも実質的に透過性があるが、これは必要条件ではない。
【００５４】
好適な基材の例としては、実質的にあらゆる寸法安定性材料が挙げられる。例としては、ガラス基材（例えば、鏡、窓、フロントガラス、テーブル、レンズ、及びプリズム）、金属基材、セラミック基材、有機ポリマー基材（例えば、成形ポリマー物品、自動車用塗料及びクリアコート、ポリマーフィルム、再帰反射シート、屋内看板、並びに屋外看板）、並びに布地（例えば、張り生地）が挙げられる。いくつかの実施形態では、基材は少なくとも１つのガラス又は有機ポリマーを含む。いくつかの実施形態では、有機ポリマーは、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート又はポリブチレンテレフタレート）、ポリカーボネート、アリルジグリコールカーボネート、アクリル（例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ））、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ホモエポキシポリマー、ポリジアミン及び／又はポリジチオールを有するエポキシ付加ポリマー、ポリアミド（例えば、ナイロン６及びナイロン６，６）、ポリイミド、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン及びポリプロピレン）、オレフィンコポリマー（例えば、ポリエチレンコポリマー）、及びセルロースエステル（例えば、セルロースアセテート及びセルロースブチレート）、並びにこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む。
【００５５】
［本開示の特定の実施形態］
第１の実施形態では、本開示は、コーティング可能な組成物を製造する方法を提供し、本方法は、
水性液体媒体中に分散したシリカナノ粒子を含む第１の組成物を提供することであって、該シリカナノ粒子が、多峰性粒径分布を有し、該多峰性粒径分布が、８〜３５ナノメートルの範囲の第１の粒径を有する第１のモードを含み、該多峰性粒径分布が、２〜２０ナノメートルの範囲の第２の粒径を有する第２のモードを含み、第１の粒径が、第２の粒径よりも大きく、第１の組成物が、６を超えるｐＨを有する、提供することと、
無機酸を使用して第１の組成物を４以下のｐＨまで酸性化して、凝集したシリカナノ粒子を含む該コーティング可能な組成物を提供することと、を含む。
【００５６】
第２の実施形態では、本開示は、該コーティング可能な組成物中に少なくとも１つの金属化合物を溶解させることを更に含む、第１の実施形態による方法を提供する。
【００５７】
第３の実施形態では、本開示は、該コーティング可能な組成物が不揮発性有機化合物を本質的に含まない、第１又は第２の実施形態による方法を提供する。
【００５８】
第４の実施形態では、本開示は、第１〜第３の実施形態のうちのいずれか１つによる方法に従って製造される、コーティング可能な組成物を提供する。
【００５９】
第５の実施形態では、本開示は、帯電防止物品を製造する方法を提供し、本方法は、
ａ）水性液体媒体中に分散したシリカナノ粒子を含む第１の組成物を提供する工程であって、該シリカナノ粒子が、多峰性粒径分布を有し、該多峰性粒径分布が、８〜３５ナノメートルの範囲の第１の粒径を有する第１のモードを含み、該多峰性粒径分布が、２〜２０ナノメートルの範囲の第２の粒径を有する第２のモードを含み、第１の粒径が、第２の粒径よりも大きく、第１の組成物が、６を超えるｐＨを有する、提供する工程と、
ｂ）無機酸を使用して第１の組成物を４以下のｐＨまで酸性化して、コーティング可能な組成物を提供する工程と、
ｄ）該コーティング可能な組成物の層を基材の表面上にコーティングする工程と、
ｅ）該コーティング可能な組成物の該層を少なくとも部分的に乾燥させて、２５℃及び５０パーセントの相対湿度において１０９オーム／スクエア以下の平均表面導電率を有する帯電防止層を提供する工程と、を含む。
【００６０】
第６の実施形態では、本開示は、該コーティング可能な組成物中に少なくとも１つの金属化合物を溶解させることを更に含む、第５の実施形態による方法を提供する。
【００６１】
第７の実施形態では、本開示は、該少なくとも１つの金属化合物が、マンガン化合物、銀化合物、バナジウム化合物、スズ化合物、白金化合物、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、第６の実施形態による方法を提供する。
【００６２】
第８の実施形態では、本開示は、該少なくとも１つの金属化合物が、銀化合物、バナジウム化合物、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、第６又は第７の実施形態による方法を提供する。
【００６３】
第９の実施形態では、本開示は、該基材が、ガラス又は有機ポリマーのうちの少なくとも１つを含む、第５〜第８の実施形態のうちのいずれか１つによる方法を提供する。
【００６４】
第１０の実施形態では、本開示は、該有機ポリマーが、ポリエチレンテレフタレートを含む、第９の実施形態による方法を提供する。
【００６５】
第１１の実施形態では、本開示は、該帯電防止層が光学的に透明である、第５〜第１０の実施形態のうちのいずれか１つによる方法を提供する。
【００６６】
第１２の実施形態では、本開示は、該帯電防止層が、０．０２〜１００ミクロンの範囲の厚さを有する、第５〜第１１の実施形態のうちのいずれか１つによる方法を提供する。
【００６７】
第１３の実施形態では、本開示は、該無機酸が、０以下のｐＫａを有する、第６〜第１２の実施形態のうちのいずれか１つによる方法を提供する。
【００６８】
第１４の実施形態では、本開示は、工程ｂ）が、第１の組成物を２以下のｐＨまで酸性化することを含む、第５〜第１３の実施形態のうちのいずれか１つによる方法を提供する。
【００６９】
第１５の実施形態では、本開示は、該コーティング可能な組成物が、不揮発性有機化合物を本質的に含まない、第５〜第１４の実施形態のうちのいずれか１つによる方法を提供する。
【００７０】
第１６の実施形態では、本開示は、第５〜第１５の実施形態のうちのいずれか１つによる方法に従って製造される、帯電防止物品を提供する。
【００７１】
第１７の実施形態では、本開示は、非晶質シリカマトリックスを含む帯電防止組成物を提供し、該非晶質シリカマトリックスは、相互連結したシリカナノ粒子を含み、該シリカナノ粒子は、多峰性粒径分布を含み、該多峰性粒径分布は、８〜３５ナノメートルの範囲の第１の粒径を有する第１のモードを含み、該多峰性粒径分布は、２〜２０ナノメートルの範囲の第２の粒径を有する第２のモードを含み、第１の粒径は、第２の粒径よりも大きい。
【００７２】
第１８の実施形態では、本開示は、金属カチオンを更に含み、該金属カチオンの過半量が、該非晶質シリカマトリックス内に個別に配されており、該金属カチオンが、該組成物中のシリコン及び金属カチオンを合わせた合計モル数の０．５〜２０モルパーセントを構成する、第１７の実施形態による帯電防止組成物を提供する。
【００７３】
第１９の実施形態では、本開示は、該金属カチオンが、マンガンカチオン、銀カチオン、バナジウムカチオン、スズカチオン、白金カチオン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、第１８の実施形態による帯電防止組成物を提供する。
【００７４】
第２０の実施形態では、本開示は、該金属カチオンが、銀カチオン、バナジウムカチオン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、第１８又は第１９の実施形態による帯電防止組成物を提供する。
【００７５】
第２１の実施形態では、本開示は、該帯電防止組成物が、不揮発性有機化合物を本質的に含まない、第１７〜第２０の実施形態のうちのいずれか１つによる帯電防止組成物を提供する。
【００７６】
第２２の実施形態では、本開示は、基材の表面上に配された非晶質の帯電防止組成物の層を備える帯電防止物品を提供し、該非晶質シリカマトリックスは、相互連結したシリカナノ粒子を含み、該シリカナノ粒子は、多峰性粒径分布を有し、該多峰性粒径分布は、８〜３５ナノメートルの範囲の第１の粒径を有する第１のモードを含み、該多峰性粒径分布は、２〜２０ナノメートルの範囲の第２の粒径を有する第２のモードを含み、第１の粒径は、第２の粒径よりも大きい。
【００７７】
第２３の実施形態では、本開示は、該非晶質の帯電防止組成物が、金属カチオンを更に含み、該金属カチオンの過半量が、該非晶質シリカマトリックス内に個別に配されており、該金属カチオンが、該組成物中のシリコン及び金属カチオンを合わせた合計モル数の０．５〜２０モルパーセントを構成する、第２２の実施形態による帯電防止物品を提供する。
【００７８】
第２４の実施形態では、本開示は、該金属カチオンが、マンガンカチオン、銀カチオン、バナジウムカチオン、スズカチオン、白金カチオン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、第２３の実施形態による帯電防止物品を提供する。
【００７９】
第２５の実施形態では、本開示は、該金属カチオンが、銀カチオン、バナジウムカチオン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、第２４の実施形態の第２３のうちのいずれか１つによる帯電防止物品を提供する。
【００８０】
第２６の実施形態では、本開示は、該基材が、ガラス又は有機ポリマーを含む、第２２〜第２５の実施形態のうちのいずれか１つによる帯電防止物品を提供する。
【００８１】
第２７の実施形態では、本開示は、該有機ポリマーが、ポリエチレンテレフタレートを含む、第２２〜第２６の実施形態のうちのいずれか１つによる帯電防止物品を提供する。
【００８２】
第２８の実施形態では、本開示は、該帯電防止層が光学的に透明である、第２２〜第２７の実施形態のうちのいずれか１つによる帯電防止物品を提供する。
【００８３】
第２９の実施形態では、本開示は、該帯電防止層が、０．０２〜１００ミクロンの範囲の厚さを有する、第２２〜第２８の実施形態のうちのいずれか１つによる帯電防止物品を提供する。
【００８４】
第３０の実施形態では、本開示は、該コーティング可能な組成物が、不揮発性有機化合物を本質的に含まない、第２２〜第２９の実施形態のうちのいずれか１つによる帯電防止物品を提供する。
【００８５】
本開示の目的及び利点は、以下の非限定的な実施例によって更に例示されるが、これらの実施例に列挙される特定の材料及びその量、並びに他の条件及び詳細は、本開示を不当に限定するものとして解釈されるべきではない。
【実施例】
【００８６】
特に記載がない限り、実施例における部、パーセンテージ、比率、等々はすべて重量基準である。
【００８７】
シリカナノ粒子分散体であるＮＡＬＣＯ  １１１５（４ｎｍ）、ＮＡＬＣＯ  １０５０（２０ｎｍ）、ＮＡＬＣＯ  ２３２７（２０ｎｍ）、及びＮＡＬＣＯ  ２３２９（７５ｎｍ）を、それぞれＮＡＬＣＯ  １１１５、ＮＡＬＣＯ  １０５０、及びＮＡＬＣＯ  ２３２７の商品名で、Ｎａｌｃｏ  Ｃｏｍｐａｎｙ（イリノイ州ネイパービル）から入手した。
【００８８】
ＮＡＬＣＯ  ＤＶＮＺ００４触媒担体（４５ｎｍ）及びＮＡＬＣＯ  ８６９９（２〜４ｎｍ）は、Ｎａｌｃｏ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手した非晶質シリカ分散体である。
【００８９】
ＮＡＬＣＯ  ８６９１（２ｎｍ）滞留及び排水助剤（drainage aid）は、ＵＬＴＲＡ  ＰＯＳＩＴＥＫ  ８６９１の商品名でＮａｌｃｏ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手した。
【００９０】
ＲＥＭＡＳＯＬ  ＯＬＬＯＩＤＡＬ  ＳＩＬＩＣＡ  ＳＰ−３０（８〜９ｎｍ）は、ＲＥＭＥＴ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（ニューヨーク州ユーティカ）から入手した非晶質シリカ分散体である。
【００９１】
ＴｉＯＳＯ４・２Ｈ２Ｏは、ＮＯＡＨ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（テキサス州サンアントニオ）から入手した。
【００９２】
Ｚｎ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏは、Ｍａｌｌｉｎｃｋｒｏｄｔ  Ｂａｋｅｒ，Ｉｎｃ．（ニュージャージー州フィリップスバーグ）から入手した。
【００９３】
Ｃｕ（ＮＯ３）２・３Ｈ２Ｏは、Ｍｏｒｔｏｎ  Ｔｈｉｏｋｏｌ  Ｉｎｃ．（マサチューセッツ州ダンバース）から入手した。
【００９４】
Ｍｎ（ＮＯ３）２・ｘＨ２Ｏ（ｘ＝４〜６）は、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．（ミズーリ州セントルイス）から入手した。
【００９５】
ＡｇＮＯ３は、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．から入手した。
【００９６】
ＶＯＳＯ４・ｘＨ２Ｏ（ｘ＝３〜５）は、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．から入手した。
【００９７】
Ｈ２ＰｔＣｌ６・６Ｈ２Ｏは、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．から入手した。
【００９８】
ＦｅＣｌ３・６Ｈ２Ｏは、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．から入手した。
【００９９】
ＳｎＣｌ４・５Ｈ２Ｏは、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．から入手した。
【０１００】
ＳｂＣｌ３は、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．から入手した。
【０１０１】
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（厚さ５０マイクロメートル）は、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ（デラウェア州ウィルミントン）からＭＥＬＩＮＥＸ  ６１８の商品名で入手した。
【０１０２】
ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）フィルムは、３Ｍ（ミネソタ州セントポール）からＳＣＯＴＣＨＰＡＫ熱シール性ポリエステルフィルムの商品名で入手した。
【０１０３】
通常のガラススライドをＶＷＲ  ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（ペンシルベニア州ウェストチェスター）から入手し、ＳＯＬＩＴＥガラスをＳｗｉｆｔ  Ｇｌａｓｓ  Ｉｎｃ．（ニューヨーク州エルマイラハイツ）からＳＯＬＩＴＥの商品名で入手した。ＶＷＲ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（ペンシルベニア州ウェストチェスター）によるＡＬＣＯＮＯＸの商品名のＡＬＣＯＮＯＸ洗浄剤で穏やかに擦り洗いすることによってこれらのガラススライドを前処理し、その後、使用前に脱イオン（ＤＩ）水で十分に洗浄した。
【０１０４】
表面抵抗値評価試験方法
以下に記載される実施例及び比較例に従って調製した試料の表面抵抗値を、圧縮性導電性ゴム電極並びに約２．５平方インチ（１６ｃｍ２）の電極及び試料上で１ｌｂ（０．４５ｋｇ）の電極加圧力を用い、Ｋｅｉｔｈｌｅｙモデル８００９抵抗試験機（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．（オハイオ州クリーブランド））を使用して評価した。試験機は、ＡＳＴＭ  Ｄ−２５７−０７「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ＤＣ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｏｒ  Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ  ｏｆ  Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」に適合させた。表面抵抗の測定閾値は、１０１５オーム／スクエア（Ω／スクエア）未満で報告される値のみが定量的となるように、１０１５〜１０１６オーム／スクエアである。平均表面導電率を、収集した３つのデータ点の平均として決定した。
【０１０５】
試料の表面抵抗値も、ＡＳＴＭ  Ｄ−２５７−０７「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ＤＣ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｏｒ  Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ  ｏｆ  Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」に従い、Ｍｏｎｒｏｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  ２７２Ａポータブル表面抵抗値計測器（Ｍｏｎｒｏｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ．（ニューヨーク州リンドンビル）から購入）を使用して測定した。表面抵抗値を、Ｍｏｎｒｏｅモデル９６１０１Ａ−１ガードリング型電極系を用いて印加電圧１００Ｖで測定した。表面抵抗値の測定前に、コーティングを、２３℃及び５０％の相対湿度（ＲＨ）の温湿度制御室で一晩、又は周囲条件（２０℃及び２０％のＲＨ）で一晩保管した。機器によって測定可能な表面抵抗値の上限は２×１０１４Ω／スクエア（Ω／ｓｑ）であった。コーティングの表面抵抗値がこの値を超えた場合、２×１０１４Ω／ｓｑの値が記録された。平均表面導電率を、収集した３つのデータ点の平均として決定した。
【０１０６】
比較例Ａ
比較例Ａは、ありのままのＰＥＴ基材（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏ．（デラウェア州ウィルミントン）からＭＥＬＩＮＥＸ  ６１８の商品名で入手した厚さ５０マイクロメートルのポリエチレンテレフタレートフィルム）であり、これを、更なる処理又はコーティングを伴わずにそのままの状態で使用した。
【０１０７】
比較例Ｂ
脱イオン水を使用して固形分１０重量％に希釈し、濃ＨＮＯ３を使用してｐＨ＝２まで酸性化したＮＡＬＣＯ  ８６９１シリカゾル分散体で、ＰＥＴ基材（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏ．からＭＥＬＩＮＥＸ  ６１８の商品名で入手した厚さ５０マイクロメートルのポリエチレンテレフタレートフィルム）をコーティングすることによって、比較例Ｂを調製した。＃１２巻線コーティングロッド（ＲＤ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ（ニューヨーク州ウェブスター）製、公称湿潤コーティング厚さ＝２８ミクロン）を使用して、シリカゾル分散体のコーティングを達成した。コーティングされた試料を室温で乾燥させ、次に１２０℃で１０分間更に硬化させた。最終の試料は光学的に透明で透過性を有していた。
【０１０８】
比較例Ｃ
シリカゾル分散体がＮＡＬＣＯ  ８６９９であったことを除いて、比較例Ｂと同様に比較例Ｃを調製した。
【０１０９】
比較例Ｄ
シリカゾル分散体がＮＡＬＣＯ  １１１５であったことを除いて、比較例Ｂと同様に比較例Ｄを調製した。
【０１１０】
実施例１
シリカ分散体が３：７重量（ｗｔ．）比のＮＡＬＣＯ  ８６９９とＮＡＬＣＯ  ２３２７との混合物であったことを除いて、比較例Ｂと同様に実施例１を調製した。
【０１１１】
実施例２
シリカ分散体がＮＡＬＣＯ  １１１５とＲＥＭＡＳＯＬ  ＳＰ−３０の重量比３：７の混合物であったことを除いて、比較例Ｂと同様に実施例２を調製した。
【０１１２】
実施例３
シリカゾル分散体が１０重量％のＮＡＬＣＯ  １１１５とＮＡＬＣＯ  １０５０の重量比３：７の混合物であったことを除いて、比較例Ｂと同様に実施例３を調製した。＃６巻線コーティングロッド（公称湿潤コーティング厚さ＝１４ミクロン）を使用して、コーティングを達成した。
【０１１３】
実施例４
シリカゾル分散体がＲＥＭＡＳＯＬ  ＳＰ−３０とＮＡＬＣＯ  １０５０の重量比３：７の混合物であったことを除いて、比較例Ｂと同様に実施例４を調製した。
【０１１４】
実施例５
シリカゾル分散体がＮＡＬＣＯ  １１１５とＮＡＬＣＯ  ＤＶＮＺ００４重量比３：７の混合物であったことを除いて、比較例Ｂと同様に実施例５を調製した。
【０１１５】
このように調製した実施例１〜５及び比較例Ａ〜Ｄの試料の表面導電率を、表面抵抗値評価試験方法に従って試験した。結果を下の表１（下記）に報告する。
【０１１６】
【表１】
2016539198.tif 000003
【０１１７】
実施例６〜１４
希釈及び酸性化したシリカゾル分散体を多様な金属を添加することにより更に変性したことを除いて、実施例３と同様に実施例６〜１４の試料を調製した。実施例６〜１４のそれぞれのシリカゾル分散体に添加した金属の種類及び量を、表２に報告する。実施例６〜１４の金属の供給源（すなわち、金属化合物）は、１０重量パーセント（重量％）のＭｎ（ＮＯ３）２・ｘＨ２Ｏ、１０重量％のＡｇＮＯ３、１０重量％のＶＯＳＯ４・ｘＨ２Ｏ、１０重量％のＣｕ（ＮＯ３）２・３Ｈ２Ｏ、１０重量％のＨ２ＰｔＣｌ６・６Ｈ２Ｏ、１０重量％のＺｎ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ、５重量％のＴｉＯＳＯ４・２Ｈ２Ｏ、５重量％のＦｅＣｌ３・６Ｈ２Ｏ、３．３８重量％のＳｎＣｌ４・５Ｈ２Ｏの水溶液であった。＃６巻線コーティングロッド（公称湿潤コーティング厚さ＝１４ミクロン）でＰＥＴ基材上に金属ドープシリカゾル分散体をコーティングすることによって、実施例６〜１４を調製した。最終のコーティングされた試料は光学的に透明で透過性を有していた。このように調製した実施例の表面導電率を、表面抵抗値評価試験方法に従って試験した。結果を表２に報告する。
【０１１８】
実施例１５〜１７
希釈及び酸性化したシリカゾル分散体を多様な金属カチオンを添加することにより更に変性したことを除いて、実施例５と同様に実施例１５〜１７の試料を調製した。実施例１５〜１７のそれぞれのシリカゾル分散体に添加した金属カチオンの種類及び量を、下の表２に要約する。実施例１５〜１７の金属の供給源（すなわち、金属化合物）は、１０重量％のＣｕ（ＮＯ３）２・３Ｈ２Ｏ、１０重量％のＴｉＯＳＯ４・２Ｈ２Ｏ、１０重量％のＳｂＣｌ３の水溶液であった。最終のコーティングされた試料は光学的に透明で透過性を有していた。
【０１１９】
このように調製した実施例の表面導電率を、表面抵抗値評価試験方法に従って試験した。結果を表２（下記）に報告する。
【０１２０】
【表２】
2016539198.tif 000004
【０１２１】
本開示に対する他の修正及び変形は、添付の特許請求の範囲により具体的に記載される本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、当業者によって実施され得る。様々な実施形態の態様を様々な実施形態の他の態様と全体的に若しくは部分的に互換すること又は組み合わせることが可能であることが理解される。特許証のための上記の出願において引用された参照文献、特許、又は特許出願はいずれも一貫性を有するようにそれらの全容を参照することにより本明細書に組み込まれる。組み込まれた参照文献の一部と本願の部分との間に不一致又は矛盾がある場合、上記の説明文における情報が優先するものとする。特許請求される開示を当業者が実施することを可能ならしめるために示される上記の説明は、特許請求の範囲及びその全ての均等物によって規定される本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１】
2016539198.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月27日(2016.9.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーティング可能な組成物を製造する方法であって、
水性液体媒体中に分散したシリカナノ粒子を含む第１の組成物を提供することであって、前記シリカナノ粒子が、多峰性粒径分布を有し、前記多峰性粒径分布が、８〜３５ナノメートルの範囲の第１の粒径を有する第１のモードを含み、前記多峰性粒径分布が、２〜２０ナノメートルの範囲の第２の粒径を有する第２のモードを含み、前記第１の粒径が、前記第２の粒径よりも大きく、前記第１の組成物が、６を超えるｐＨを有する、ことと、
無機酸を使用して前記第１の組成物を４以下のｐＨまで酸性化して、凝集したシリカナノ粒子を含む前記コーティング可能な組成物を提供することと、を含む、方法。
【請求項２】
帯電防止物品を製造する方法であって、
ａ）水性液体媒体中に分散したシリカナノ粒子を含む第１の組成物を提供する工程であって、前記シリカナノ粒子が、多峰性粒径分布を有し、前記多峰性粒径分布が、８〜３５ナノメートルの範囲の第１の粒径を有する第１のモードを含み、前記多峰性粒径分布が、２〜２０ナノメートルの範囲の第２の粒径を有する第２のモードを含み、前記第１の粒径が、前記第２の粒径よりも大きく、前記第１の組成物が、６を超えるｐＨを有する、提供する工程と、
ｂ）無機酸を使用して前記第１の組成物を４以下のｐＨまで酸性化して、コーティング可能な組成物を提供する工程と、
ｄ）前記コーティング可能な組成物の層を基材の表面上にコーティングする工程と、
ｅ）前記コーティング可能な組成物の前記層を少なくとも部分的に乾燥させて、２５℃及び５０パーセントの相対湿度において１０９オーム／スクエア以下の平均表面導電率を有する帯電防止層を提供する工程と、を含む、方法。
【請求項３】
前記コーティング可能な組成物中に少なくとも１つの金属化合物を溶解させることを更に含み、
前記少なくとも１つの金属化合物が、マンガン化合物、銀化合物、バナジウム化合物、スズ化合物、白金化合物、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２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの金属化合物が、銀化合物、バナジウム化合物、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３に記載の方法。
【請求項５】
前記基材が、ガラス又は有機ポリマーのうちの少なくとも１つを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記コーティング可能な組成物が、有機不揮発性化合物を本質的に含まない、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
非晶質シリカマトリックスを含む帯電防止組成物であって、
前記非晶質シリカマトリックスが、相互連結したシリカナノ粒子を含み、
前記シリカナノ粒子が、多峰性粒径分布を有し、前記多峰性粒径分布が、８〜３５ナノメートルの範囲の第１の粒径を有する第１のモードを含み、前記多峰性粒径分布が、２〜２０ナノメートルの範囲の第２の粒径を有する第２のモードを含み、前記第１の粒径が、前記第２の粒径よりも大きく、
前記帯電防止組成物が、不揮発性有機化合物を本質的に含まない、帯電防止組成物。
【請求項８】
金属カチオンを更に含み、
前記金属カチオンの過半量が、前記非晶質シリカマトリックス内に個別に配されており、
前記金属カチオンが、前記組成物中のシリコン及び金属カチオンを合わせた合計モル数の０．５〜２０モルパーセントを構成する、請求項７に記載の帯電防止組成物。
【請求項９】
前記金属カチオンが、マンガンカチオン、銀カチオン、バナジウムカチオン、スズカチオン、白金カチオン、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８に記載の帯電防止組成物。
【請求項１０】
前記金属カチオンが、銀カチオン、バナジウムカチオン、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８に記載の帯電防止組成物。
【請求項１１】
基材の表面上に配された非晶質の帯電防止組成物の層を備える帯電防止物品であって、
前記非晶質の帯電防止組成物の層が、非晶質シリカマトリックスを含み、
前記非晶質シリカマトリックスが、相互連結したシリカナノ粒子を含み、
前記シリカナノ粒子が、多峰性粒径分布を有し、前記多峰性粒径分布が、８〜３５ナノメートルの範囲の第１の粒径を有する第１のモードを含み、前記多峰性粒径分布が、２〜２０ナノメートルの範囲の第２の粒径を有する第２のモードを含み、前記第１の粒径が、前記第２の粒径よりも大きく、
前記帯電防止組成物が、不揮発性有機化合物を本質的に含まない、帯電防止物品。
【請求項１２】
前記非晶質の帯電防止組成物が、金属カチオンを更に含み、
前記金属カチオンの過半量が、前記非晶質シリカマトリックス内に個別に配されており、
前記金属カチオンが、前記組成物中のシリコン及び金属カチオンを合わせた合計モル数の０．５〜２０モルパーセントを構成する、請求項１１に記載の帯電防止物品。
【請求項１３】
前記金属カチオンが、マンガンカチオン、銀カチオン、バナジウムカチオン、スズカチオン、白金カチオン、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１２に記載の帯電防止物品。
【請求項１４】
前記金属カチオンが、銀カチオン、バナジウムカチオン、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１２に記載の帯電防止物品。
【請求項１５】
前記帯電防止組成物の層が光学的に透明である、請求項１２に記載の帯電防止物品。
【国際調査報告】
2016539198.tif 000006
2016539198.tif 000007
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