(57)【要約】【課題】コーティングおよびコーティングを表面に堆積させるための方法を提供すること。【解決手段】1つの態様において、コーティングを形成するための方法は、部品の表面に組成物を塗布するステップであって、組成物が、第1のポリマーと、フルオロポリマーである第2のポリマーと、イソシアネートと、硬化剤とを含む、ステップを含む。本方法は、約50℃以上の第1の温度で混合物を硬化するステップと、第1の温度を約80℃以上の第2の温度まで上昇させるステップとを含む。本方法は、部品の表面に配置されたコーティングを得るステップであって、コーティングが、約0.25mm〜約1.3mmの厚さおよび1cm2あたり0．5mm以上サイズが5ボイド未満のボイド密度を有する、ステップを含む。【選択図】図1
2020050862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に配置されたコーティングであって、前記コーティングが、
第1のポリマー；
フルオロポリマーである第2のポリマー；
イソシアネート；および
硬化剤
の反応生成物を含み、前記コーティングが、約0.25mm〜約1.3mmの厚さおよび1cm2あたり0．5mm以上サイズが5ボイド未満のボイド密度を有する、
コーティング。
【請求項２】
前記コーティングが、1cm2あたり0．5mm以上サイズが1ボイド未満のボイド密度を有する、請求項1に記載のコーティング。
【請求項３】
前記コーティングが、（1）400mphで0.013mm／50min以下のコーティング雨食速度、または（2）厚さ0.51mm、500mph、衝突角度20度で50g／cm2以上の砂負荷侵食を有する、請求項1に記載のコーティング。
【請求項４】
前記コーティングが、約25以上の氷付着減少係数を有する、請求項1から3のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項５】
前記フルオロポリマーが、ポリフルオロエーテル、パーフルオロポリエーテル、ポリフルオロアクリレート、ポリフルオロシロキサン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンジフルオリド、ポリフッ化ビニル、ポリクロロトリフルオロエチレン、エチレンとトリフルオロエチレンとのコポリマー、エチレンとクロロトリフルオロエチレンとのコポリマーまたはそれらの組合せから選択される、請求項1から4のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項６】
前記フルオロポリマーが、式（I）：
【化１】
2020050862.tif 000007
（式中、
XおよびYは、独立して、−CH2−（O−CH2−CH2）p−OHまたは−CH2−（O−CH2−CH2）p−NH2（式中、pは0〜50の整数である。）であり、
m＝1〜100であり、
n＝1〜100である。）
により表される、請求項1から5のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項７】
前記フルオロポリマーが、約500g／mol〜約10，000g／molの数平均分子量を有する、請求項1から6のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項８】
前記コーティングが、約0.13マイクロメートル〜約2.5マイクロメートルの表面粗さを有する、請求項1から7のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項９】
前記第1のポリマーが、ポリ（アクリル酸）、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（2−ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリ（ビニルイミダゾール）、ポリ（2−メチル−2−オキサゾリン）、ポリ（2−エチル−2−オキサゾリン）、ポリ（ビニルピロリドン）、セルロース、修飾セルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、ヒドロゲル、PEGジアクリレート、PEGポリアクリレート（例えば、トリアクリレート以上）またはそれらの組合せから選択される、請求項1から8のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項１０】
前記第1のポリマーが、ポリ（オキシメチレン）、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（プロピレングリコール）、ポリ（テトラヒドロフラン）、ポリ（グリコール酸）、ポリ（カプロラクトン）、ポリ（エチレンアジペート）、ポリ（ヒドロキシブチレート）、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）またはそれらの組合せから選択される、請求項1から8のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項１１】
前記第1のポリマーが第1の相であり、前記第2のポリマーが前記第1の相内の第2の相である、請求項1から10のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項１２】
前記コーティングが、約300％〜約1，000％の伸びを有する、請求項1から11のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項１３】
前記コーティングが、約30MPa〜約90MPaの引張強さを有する、請求項1から12のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項１４】
その上に配置された請求項1に記載のコーティングを備えるエンジン入口縁。
【請求項１５】
コーティングを形成するための方法であって、
部品の表面に組成物を塗布するステップであり、前記組成物が、
第1のポリマーと、
フルオロポリマーである第2のポリマーと、
イソシアネートと、
硬化剤と
を含む、ステップと、
約50℃以上の第1の温度で前記組成物を硬化するステップと、
前記第1の温度を約80℃以上の第2の温度まで上昇させるステップと、
前記部品の前記表面に配置されたコーティングを得るステップであり、前記コーティングが、約0.25mm〜約1.3mmの厚さおよび1cm2あたり0．5mm以上サイズが5ボイド未満のボイド密度を有する、ステップと
を含む、方法。
【請求項１６】
前記組成物がスズ触媒をさらに含む、請求項15に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の態様は、コーティングおよびコーティングを表面に堆積させるための方法を提供する。
【背景技術】
【０００２】
航空機上に霜、氷または雪が蓄積すると、航空機翼上の気流が変化して、揚力が減少し、抗力が増加する。この蓄積はまた、総重量を増やし、離陸に必要な揚力を増加させる。したがって、霜、氷または雪は通常、離陸前に除去される。飛行中は、高温のエンジン抽気、電気ブランケット、メカニカルブーツまたはそれらの組合せを使用して、航空機の外面に着氷しないようにすることができる。しかし、これらの手段は、エネルギーを消費し、航空機の重量を増やし、燃費を低下させる。
【０００３】
地上では、高温グリコール噴霧の形態の防氷液および除氷液が使用される。効果的ではあるが、そのような液は追加費用が発生し、追加の散布時間からゲート遅延の原因になり得る。結果として、航空機から氷を除去するための新しい選択肢が望ましい。
【０００４】
フルオロポリマーを表面にコートして、氷の蓄積を低減または防止することができる。しかし、コーティング、例えばフルオロポリマーコーティングを形成するための従来の方法、例えば従来のスプレーコーティング法は、コーティングの外面の機械的特性および／または滑らかさを制限する可能性のあるボイドを有するコーティングを形成し、これは、高速（例えば、400mph〜500mph）の砂および雨に対する耐性を制限する可能性がある。さらに、フルオロポリマーを堆積させるための従来の方法は、堆積されたコーティングのクリープ／流れのために、例えば、航空機部品の曲面上に、約0.25mmの最大厚さを有するフルオロポリマーコーティングを形成する。さらに、フルオロポリマーが相当量の別の成分と混合される場合、フルオロポリマーを堆積させるための従来の方法は、堆積層からのフルオロポリマーからの「滲出」を促進する。
【０００５】
ボイドのない滑らかな疎氷性コーティングを形成するための方法が必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示の態様は、コーティングおよびコーティングを表面に堆積させるための方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
1つの態様において、コーティングは、第1のポリマー、フルオロポリマーである第2のポリマー、イソシアネートおよび第1のポリマーの分子量より低い分子量を有する硬化剤（例えば、ポリオールまたはポリアミン硬化剤）の反応生成物を含む。コーティングは、約0.25mm〜約1.3mmの厚さおよび1cm2あたり0．5mm以上サイズが5ボイド未満のボイド密度を有する。
【０００８】
本開示の態様はさらに、コーティングを形成するための方法であって、部品の表面に組成物を塗布するステップであり、組成物が、第1のポリマーと、フルオロポリマーである第2のポリマーと、イソシアネートと、第1のポリマーの分子量より低い分子量を有する硬化剤（例えば、ポリオールまたはポリアミン硬化剤）とを含む、ステップを含む、方法を提供する。本方法は、約50℃以上の第1の温度で混合物を硬化するステップと、第1の温度を約80℃以上の第2の温度まで上昇させるステップとを含む。本方法は、部品の表面に配置されたコーティングを得るステップであって、コーティングが、約0.25mm〜約1.3mmの厚さおよび1cm2あたり0．5mm以上サイズが5ボイド未満のボイド密度を有する、ステップを含む。
【０００９】
本開示の態様はさらに、第1の表面を有する根元セクションと、第1の表面を有し、かつ第1の端部で根元セクションと連結された中間セクションと、第1の表面を有し、かつ第1の端部で中間セクションの第2の端部と連結された先端セクションと、根元セクションの第1の表面、中間セクションの第1の表面、および先端セクションの第1の表面のうちの少なくとも1つに隣接するコーティングとを含むエーロフォイルを提供する。コーティングは、第1のポリマー、フルオロポリマーである第2のポリマー、イソシアネートおよび硬化剤（例えば、第1のポリマーの分子量より低い分子量を有するポリオールまたはポリアミン）の反応生成物を含む。コーティングは、約0.25mm〜約1.3mmの厚さおよび1cm2あたり0．5mm以上サイズが5ボイド未満のボイド密度を有する。
【００１０】
本開示の上述の特徴が詳細に理解されるように、その一部を添付図に示した態様を参照することにより、上に簡潔にまとめた本開示をさらに詳細に説明することができる。しかし、添付図は、この本開示の典型的な態様のみを示しており、したがって、本開示は、等しく効果的な他の態様が認められるため、添付図は、その範囲を限定するものと見なされるべきではないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】1つの態様による、その上に配置された滑らかな疎氷性コーティングを有する表面を製造するための方法のフロー図である。
【図２】1つの態様によるロボット噴霧器の図である。
【図３】1つの態様による、その上に配置された滑らかな疎氷性コーティングを有する表面を製造するための方法のフロー図である。
【図４】1つの態様による真空バッグ装置の透視図である。
【図５】本開示のいくつかの態様によるロータブレードの透視図である。
【図６】1つの態様による、400mphで実施された雨食試験（コーティング侵食速度）を示すグラフである。
【図７】1つの態様による、0.51mm厚のコートされたエーロフォイル上に衝突させた500mphの砂および特定の質量負荷レベルの衝突させた砂で測定されたコーティング厚さの減少を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
理解を容易にするために、可能な場合は、同一の参照番号を使用して、図に共通する同一の要素を示した。1つの態様の要素および特徴を、さらに記載することなく他の態様に有利に組み込むことができることが企図される。
【００１３】
本開示の態様は、コーティングおよびコーティングを表面に堆積させるための方法を提供する。本方法は、部品の表面に組成物を塗布するステップであって、組成物が、第1のポリマーと、フルオロポリマーである第2のポリマーと、イソシアネートと、硬化剤（例えば、第1のポリマーの分子量より低い分子量を有するポリオールまたはポリアミン）とを含む、ステップを含むことができる。本方法は、約50℃以上の第1の温度で混合物を硬化するステップと、第1の温度を約80℃以上の第2の温度まで上昇させるステップとを含むことができる。第2の温度は、約100℃以上の第3の温度まで上昇させることができる。本開示の方法は、約0.25mm〜約1.3mmの厚さおよび1cm2あたり0．5mm以上サイズが5ボイド未満のボイド密度を有するコーティングを形成して、改善された耐雨食性および耐砂食性を有する滑らかな疎氷性コーティングを表面、例えばビークル表面に形成することができる。
【００１４】
部品の表面調製
図1は、その上に配置された滑らかな疎氷性コーティングを有する表面を製造するための方法100である。少なくとも1つの態様において、図1に示す通り、表面、例えば部品の表面は、研磨し、かつ／または溶媒で洗浄することができる（ブロック102）。部品は、風力タービン、衛星、またはビークル、例えば車、列車、ボートなどの一部であり得る。ビークル部品は、ビークルの部品、例えば航空機の構造部品、例えばエンジン入口縁、エーロフォイル、翼、（1つまたは複数の）着陸装置、パネルまたは継手である。ビークル部品の例には、エンジン入口縁、エーロフォイル（例えばロータブレード）、補助動力装置、航空機の機首、燃料タンク、テールコーン、パネル、2つ以上のパネル間のコートされた重ね継手、翼と胴体のアセンブリ、航空機構造複合材、胴体本体継手、翼小骨と外板の継手および／または他の内部部品が含まれる。少なくとも1つの態様において、露出面を得るために、表面が研磨パッドで研磨される。例えば、酸化アルミニウムを除去し、元素アルミニウムの表面を露出させるために、アルミニウム表面が研磨される。少なくとも1つの態様において、研磨パッドは、約100グリット〜約1，000グリット、例えば約400グリット〜約500グリットの表面を有する。適した研磨パッドには、3M Corporationから入手できるScotch−Brite（商標）研磨パッドが含まれる。研磨面は、石けんおよび水でスクラブ洗浄して、遊離した表面材料または残渣を除去することができる。洗浄後、表面（例えばビークル部品の表面）は、洗剤を含むアルカリ溶液に導入することができる。追加的または代替的に、洗剤を含むアルカリ溶液を表面に噴霧することができる。アルカリ溶液は、水性の水酸化ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウムまたは炭酸ナトリウムであり得る。洗剤は、International Products Corporation（ニュージャージー州バーリントン）から入手できるMicro−90（登録商標）洗剤（これは、界面活性剤およびキレート化剤を含む。）であり得る。洗剤を含むアルカリ溶液のpHは、約7〜約12、例えば約9であり得る。洗剤を含むアルカリ溶液中に存在する表面（例えばビークル部品の表面）は、約1分間〜約1時間、例えば約20分超音波処理することができる。洗剤を含む
アルカリ溶液は、表面の酸化をさらに排除する。次いで、表面（例えばビークル部品の表面）を溶液から取り出し、水で洗浄し、アセトン浴に導入することができる。アセトン浴中に存在する表面は、約1分間〜約1時間、例えば約20分超音波処理することができる。表面は、アセトン浴から取り出され、乾燥される。表面は、さらに使用するまで、不活性雰囲気下、例えば窒素下またはアルゴン下で保管することができる。
【００１５】
本開示のコーティングは、研磨面に直接（例えば、以下で説明するように）適用することができて、または、研磨面は、例えば、以下で説明する別の表面調製を経ることができる。
【００１６】
噴霧塗布のための表面調製
少なくとも1つの態様において、図1に示す通り、表面への有機材料の結合を促進させるために、金属接着促進剤が表面に塗布される（ブロック104）。本方法は、酢酸、ジルコニウムテトラ−n−プロポキシドおよび（3−グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシランの反応生成物である接着促進剤を塗布するステップを含む。接着促進剤は、Boegel（登録商標）、例えば3M Surface Pre−Treatment AC−131 CBであり得る。3％AC−131キットは3M Corporationから入手することができる。接着促進剤は、表面の層であり得る。3％AC−131は、非クロメート化成皮膜であり、典型的には、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、マグネシウムおよびチタン合金上に配置される。AC−131は、氷酢酸（GAA）およびジルコニウムテトラ−n−プロポキシド（TPOZ）の水性混合物であるパートAと、（3−グリシジルオキシプロピル）トリメトキシシラン（GTMS）であるパートBとを含む。2つの成分は混ぜ合わせられ（パートA＋パートB）、混合物中のケイ素対ジルコニウムのモル比は2．77：1である。パートA中の酢酸対TPOZのモル比は0．45：1である。測定量のGAAおよびTPOZを約10分間激しく混合し、次いで、AC−131キットからのパートAに加えることができる。次いで、予備混合されたパートA溶液を、AC−131キットからの測定量のパートB溶液に加え、撹拌することができて、その後、30分の誘導期が続く。次いで、この溶液は、噴霧、浸漬、刷毛塗りおよび／または拭取りにより表面（例えばビークル部品の表面）に配置される。例えば、噴霧の適した形態には、スプレーガン、大容量低圧スプレーガンおよび／または手動ポンプ噴霧器を使用した噴霧が含まれる。次いで、溶液は、（室温または高温で）硬化され、ゾル−ゲルを形成する。少なくとも1つの態様において、硬化温度は、約10℃〜約150℃、例えば約20℃〜約100℃、例えば約30℃〜約70℃、例えば約40℃〜約50℃である。硬化は、約15分〜約72時間の時間実施することができる。接着促進剤層は、約0.013mm〜約0.13mm、例えば約0.025mm〜約0.051mmの厚さを有することができる。
【００１７】
図1に示す通り、有機材料は、接着促進剤上に堆積される（ブロック106）。有機材料は、接着促進剤上の層であり得る。有機材料は、プライマー、例えばエポキシ、ポリウレタン、プライマー材料、例えばエポキシもしくはウレタンプライマー、または繊維強化プラスチックを含むことができる。堆積には、有機材料層を形成するための有機材料を含むゾル−ゲルの塗装、噴霧、浸漬、接触、接着および／または結合を含むことができる。有機材料層は、約0.013mm〜約0.13mm、例えば約0.025mm〜約0.051mmの厚さを有することができる。
【００１８】
コーティングの堆積
図1に示す通り、コーティングは、接着促進剤層上または有機材料層上または表面（例えば、金属表面）に堆積または配置される（ブロック108）。
【００１９】
本開示のコーティングは、部品の表面（例えば、ビークル部品上に配置された有機材料層）に組成物を塗布することにより形成することができる。本明細書において使用されるとき、「組成物」という用語は、組成物の成分および／または組成物の2つ以上の成分の（1つまたは複数の）反応生成物を含み得る。本明細書において使用されるとき、「混合物」という用語は、混合物の成分および／または混合物の2つ以上の成分の（1つまたは複数の）反応生成物を含み得る。
【００２０】
本開示の組成物は、第1のポリマーと、フルオロポリマーである第2のポリマーと、イソシアネートと、任意選択の充填材と、第1のポリマーの分子量より低い分子量を有する硬化剤（ポリオールまたはポリアミン）とを含むことができる。
【００２１】
例えば、組成物は、第1のポリマーとイソシアネートとを混合し、混合物を撹拌しながら（例えば、約80℃〜約120℃、例えば約100℃の温度で）加熱することにより生成することができる。第1のポリマー対イソシアネートのモル比は、約1：1〜約1：20、例えば約1：10であり得る。混合物に、スズ触媒を加え、高温で約1分間〜約3時間、例えば約1時間撹拌することができる。スズ触媒は、イソシアネートとの第1のポリマーの結合を促進する任意の適した触媒、例えばポリウレタン合成のための任意の既知の有機スズ触媒であり得る。少なくとも1つの態様において、スズ触媒はジブチルスズジラウレートである。
【００２２】
イソシアネートは、4，4’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロアルキル系ジイソシアネート、トリレン−2，4−ジイソシアネート、4，4’−メチレンビス（フェニルイソシアネート）もしくはイソホロンジイソシアネートのうちの1つまたは複数であり得る。少なくとも1つの態様において、第1のポリマーは、ポリエステル、ポリエーテル、シロキサンまたはそれらの組合せである。例えば、シロキサンはポリジメチルシロキサンであり得る。一例では、第1のポリマーは、ポリ（オキシメチレン）、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（プロピレングリコール）、ポリ（テトラヒドロフラン）、ポリ（グリコール酸）、ポリ（カプロラクトン）、ポリ（エチレンアジペート）、ポリ（ヒドロキシブチレート）、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）またはそれらの組合せから選択される。あるいは、第1のポリマーは、ポリ（アクリル酸）、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（2−ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリ（ビニルイミダゾール）、ポリ（2−メチル−2−オキサゾリン）、ポリ（2−エチル−2−オキサゾリン）、ポリ（ビニルピロリドン）、セルロース、修飾セルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、ヒドロゲル、ポリ（エチレングリコール）（PEGとしても既知。）ジアクリレートもしくはポリ（エチレングリコール）（PEGとしても既知。）ポリアクリレート（例えば、トリアクリレート以上）またはそれらの組合せから選択することができる。第1のポリマーは、実施形態において、ポリエステルまたはポリエーテルであり得る。実施形態において、第1のポリマーはポリ（エチレングリコール）である。
【００２３】
スズ触媒を含む混合物に、フルオロポリマーである第2のポリマーが加えられる。第1のポリマー対第2のポリマーのモル比は、約0．1：1〜約1：0．1、例えば約1：1であり得る。第2のポリマーを含む混合物は、撹拌しながら（例えば、約80℃〜約120℃、例えば約100℃の温度で）約1分間〜約3時間、例えば約1時間加熱することができる。フルオロポリマーには、ポリフルオロエーテル、パーフルオロポリエーテル、ポリフルオロアクリレート、ポリフルオロシロキサン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンジフルオリド、ポリフッ化ビニル、ポリクロロトリフルオロエチレン、エチレンとトリフルオロエチレンとのコポリマー、エチレンとクロロトリフルオロエチレンとのコポリマーまたはそれらの組合せを含むことができる。例において、フルオロポリマーはパーフルオロポリエーテルである。少なくとも1つの実施形態において、フルオロポリマーは、約500g／mol〜約10，000g／mol、例えば約2，000g／mol〜約5，000g／molの数平均分子量を有する。約500g／mol〜約10，000g／molの数平均分子量を有するフルオロポリマーは、十分極性かつ十分大きいポリマーを与えて、第1のポリマーの存在下で多相組成物を生成することができる。
【００２４】
少なくとも1つの実施形態において、フルオロポリマーは、式（I）：
【化１】
2020050862.tif 000003
（式中、
XおよびYは、独立して、−CH2−（O−CH2−CH2）p−OHまたは−CH2−（O−CH2−CH2）p−NH2（式中、pは0〜50の整数である。）であり、
m＝1〜100であり、
n＝1〜100である。）
により表される。
【００２５】
次いで、フルオロポリマーと、第1のポリマーと、イソシアネートとを含む混合物を、例えば、約30℃〜約40℃まで徐冷することができる。溶媒および硬化剤（例えば、ポリオール、ポリアミンまたはそれらの混合物）を加えた後、混合物が、混合物の全重量に基づいて約1wt％〜約25wt％、例えば約10wt％〜約20wt％の溶媒を含むように、冷却後または冷却中に溶媒および硬化剤をフルオロポリマー混合物に加える。硬化剤対第2のポリマーのモル比は、約1：1〜約20：1、例えば約8：1であり得る。
【００２６】
溶媒および硬化剤を順次、または溶媒と硬化剤との混合物として、混合物（フルオロポリマー、第1のポリマーおよびイソシアネート）に加えることができる。フルオロポリマーと、第1のポリマーと、イソシアネートと、溶媒と、硬化剤とを含む混合物は、約10秒間〜約1時間、例えば約20秒間〜約1分間撹拌することができる。第1のポリマーと、フルオロポリマーと、イソシアネートと、溶媒と、硬化剤とを含む混合物は、部品の表面（例えば、ビークル部品上に配置された有機材料層）に塗布される。使用される少量の溶媒のために、第1のポリマーと、フルオロポリマーと、イソシアネートと、溶媒と、硬化剤とを含む混合物は、ASTM D445−17aにより決定される25℃で約0．00046Pa＊s〜約1Pa＊s、例えば25℃で約0．001Pa＊s〜約0．8Pa＊sの粘度を有することができる。第1のポリマーと、フルオロポリマーと、イソシアネートと、溶媒と、硬化剤とを含む混合物は、十分高い粘度、例えば0．00046Pa＊s以上を与えて、非平坦な表面、例えば非平坦な金属表面をコンフォーマルにコートすることができる（例えば、ビークル部品の曲面へのコンフォーマルな堆積）。コンフォーマルなコーティングは、表面全体に実質的に均一な厚さを有することができる。本開示の段階的硬化の後、コンフォーマルなコーティングは、低溶媒分、溶媒の高沸点および段階的硬化のうちの1つまたは複数のために、低ボイド率も有することができる。
【００２７】
溶媒は、炭化水素溶媒、エステル溶媒またはフッ素化溶媒であり得る。溶媒は、約50℃〜約200℃、例えば約100℃〜約160℃の沸点を有する。エステル溶媒には、酢酸エチル、酢酸n−ブチルまたはそれらの混合物を含むことができる。炭化水素溶媒には、トルエンまたはキシレンを含むことができる。フッ素化溶媒には、4−クロロベンゾトリフルオリド、1，3−ビス（トリフルオロメチル）ベンゼンまたはそれらの混合物を含むことができる。本開示の溶媒は、（以下で説明する段階的硬化との組合せで）ボイドがほとんどないか、ボイドがないコーティングを与える沸点を有することに加えて、混合物の成分を溶解することができる。
【００２８】
本開示の硬化剤（例えば、ポリオールまたはポリアミン）は、第1のポリマーの分子量より低い分子量を有することができる。ポリオールは、1，000g／mol以下の分子量を有することができる。ポリオールは、1，4−ブタンジオール、1，3−プロパンジオール、1，2−エタンジオール、グリセロール、トリメチロールプロパンまたはそれらの混合物から選択することができる。ポリアミンは、1，000g／mol以下の分子量を有することができる。ポリアミンは、エチレンジアミン、イソホロンジアミンまたはジアミノシクロヘキサンから選択することができる。理論によって制限されることなく、本開示の硬化剤（例えば、ポリオールまたはポリアミン）は、第1のポリマー相を第2のポリマー相と架橋させ、多相系を補強することができると考えられる。
【００２９】
さらに、本開示の組成物は、任意選択で、粒子状充填材、顔料、染料、可塑剤、難燃剤、平坦化剤および基材接着促進剤のうちの1つまたは複数をさらに含むことができる。粒子状充填材は、シリカ、アルミナ、シリケート、タルク、アルミノシリケート、硫酸バリウム、マイカ、珪藻土、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、カーボン、珪灰石またはそれらの組合せから選択されてもよい。例えば、充填材は、第1のポリマーとイソシアネートとが混合される前または混合されている間に組成物に導入することができる。
【００３０】
第1のポリマーと、第2のポリマーと、イソシアネートと、溶媒と、硬化剤と（任意選択の充填材と）を含む混合物を、部品の表面（例えば、有機材料層）に塗布し、硬化することができる。混合物は、スプレーコーティング、ディップコーティング、ドクターブレードコーティング、スピンコーティング、エアナイフコーティング、カーテンコーティング、単層および多層スライドコーティング、ギャップコーティング、ナイフオーバーロールコーティング、メタリングロッド（マイヤーバー）コーティング、リバースロールコーティング、ロータリースクリーンコーティング、押出コーティング、キャスティングまたは印刷により部品の表面に塗布することができる。
【００３１】
例えば、第1のポリマーと、第2のポリマーと、イソシアネートと、溶媒と、硬化剤とを含む混合物を接着促進剤層上または有機材料層上に注ぎ、ドクターブレード、ドローダウンバー、ダイレクトもしくはリバースグラビア、オフセットグラビア、高精度スロットダイまたはマイヤーロッドで接着促進剤層または有機材料層の表面全体に引き伸ばして、層を形成することができる。混合物は、1fpm〜約95fpmのライン速度で、幅約4インチ〜幅約24インチのコーティングウェブ幅で引き伸ばすことができる。混合物は、不活性雰囲気中、例えば、窒素中またはアルゴン中で引き伸ばすことができる。層は、約0.25mm以上の厚さを有することができる。引き伸ばされた混合物（層）は、以下でより詳しく説明する段階的プロセスにおいて硬化することができる。少なくとも1つの態様において、混合物は、隙間、例えばスロットダイを通じて接着促進剤層上または有機材料層上に注がれる。
【００３２】
あるいは、第1のポリマーと、第2のポリマーと、イソシアネートと、溶媒と、硬化剤とを含む混合物は、任意の適した噴霧装置、例えばエアブラシを使用して接着促進剤層上または有機材料層上に噴霧することができる。少なくとも1つの態様において、噴霧中、噴霧装置のノズルは、接着促進剤層または有機材料層の表面から約0．5インチ〜約30インチ、例えば約2インチ〜約10インチ、例えば約4インチ〜約8インチの距離離れており、これは、表面の制御された箇所で噴霧するのに十分に表面に近い距離である。少なくとも1つの態様において、第1のポリマーと、第2のポリマーと、イソシアネートと、溶媒と、硬化剤とを含む混合物は、約7psi〜約24psi、例えば約12psi〜約18psiの圧力で接着促進剤層上または有機材料層上に噴霧される。他の噴霧器／圧力の選択肢には、約10psi〜約60psiのHVLP／LVLP；約20psi〜約50psiのエアブラシ；約500psi〜約2000psiの液圧噴霧器；約100〜約1000psiのロボット噴霧器を含むことができる。
【００３３】
噴霧装置のノズルは、接着促進剤層または有機材料層の表面に対して平行に移動する。接着促進剤層または有機材料層の表面に対して平行なノズルの2回の完全な移動（「往復」）を1回の「パス」と呼ぶ。1回のパスは、約0.013mm〜約0.051mm、例えば約0.020mm〜約0.030mm、例えば約0.025mmの厚さで混合物を表面に堆積させることができる。1回のパスから次のパスまでの時間は、約0．1分〜約30分、例えば約0．5分〜約5分、例えば約1分〜約2分であり得る。パスの間に時間を与えると、個々のパスにより堆積された層からの溶媒除去が促進される。さらに、1回または複数回のパスの後の本開示の段階的硬化は、パスの層からの溶媒除去を促進して、本開示の組成物のボイド率をさらに低下させることができる。
【００３４】
数回のパスの後、（層としての）混合物が、約0.25mm〜約1.3mm、例えば約0.38mm〜約1.1mm、例えば約0.51mm〜約1.0mmの厚さを有して生成される。段階的プロセスにおいて混合物（層）を硬化すると、本開示の硬化した組成物（層）のボイド率が低下し、これにより、部品、例えばビークル部品の表面に滑らかな疎氷性コーティングを形成できることが見出された。硬化は、（層としての）組成物からの溶媒除去をさらに促進する。段階的硬化はさらに、堆積層からのフルオロポリマーからの「滲出」を減少させる。
【００３５】
例えば、本開示の混合物（層）は、第1の温度、例えば約50℃以上、例えば約50℃〜約150℃、例えば50℃〜約100℃、例えば約50℃〜約80℃の第1の温度で硬化させることができる。第1の温度での混合物の硬化は、約5分間〜約2時間（「滞留時間」）実施することができる。
【００３６】
滞留時間の後、第1の温度を第2の温度、例えば約80℃以上、例えば約80℃〜約150℃、例えば約80℃〜約130℃、例えば約80℃〜約100℃の第2の温度まで上昇させることができる。第1の温度から第2の温度までの上昇は、約0．1℃／min〜約10℃／min、例えば約0．5℃／min〜約5℃／min、例えば約0．5℃／min〜約2℃／minのランプ速度で実施することができる。第2の温度での混合物の硬化は、約5分間〜約10時間、例えば約5分間〜約2時間（滞留時間）実施することができる。
【００３７】
滞留時間の後、第2の温度を第3の温度、例えば約100℃以上、例えば約100℃〜約200℃、例えば約100℃〜約150℃、例えば約100℃〜約120℃の第3の温度まで上昇させることができる。第2の温度から第3の温度までの上昇は、約0．1℃／min〜約10℃／min、例えば約0．5℃／min〜約5℃／min、例えば約0．5℃／min〜約2℃／minのランプ速度で実施することができる。第3の温度での混合物の硬化は、約5分間〜約10時間、例えば約5分間〜約2時間（滞留時間）実施することができる。
【００３８】
滞留時間の後、第3の温度を第4の温度、例えば約120℃以上、例えば約120℃〜約250℃、例えば約120℃〜約200℃、例えば約120℃〜約150℃の第4の温度まで上昇させることができる。第3の温度から第4の温度までの上昇は、約0．1℃／min〜約10℃／min、例えば約0．5℃／min〜約5℃／min、例えば約0．5℃／min〜約2℃／minのランプ速度で実施することができる。第4の温度での混合物の硬化は、約5分間〜約10時間、例えば約5分間〜約2時間（滞留時間）実施することができる。
【００３９】
滞留時間の後、第4の温度を第5の温度、例えば約150℃以上、例えば約150℃〜約250℃、例えば約150℃〜約220℃、例えば約150℃〜約200℃の第5の温度まで上昇させることができる。第4の温度から第5の温度までの上昇は、約0．1℃／min〜約10℃／min、例えば約0．5℃／min〜約5℃／min、例えば約0．5℃／min〜約2℃／minのランプ速度で実施することができる。第5の温度での混合物の硬化は、約5分間〜約10時間、例えば約5分間〜約2時間（滞留時間）実施することができる。
【００４０】
硬化段階中の混合物の温度は、表面に接触した任意の適した熱電対、例えばK型またはJ型熱電対により決定することができる。混合物の加熱は、表面の曝露（例えば、紫外光）を使用して実施することができる。光は赤外線（IR）または紫外線（UV）であり得る。光（および加熱）への混合物の曝露は、最大発光365nmのH＋バルブを備えたFUSION UV硬化ユニットを使用して実施することができる。少なくとも1つの態様において、UV／IR硬化ユニットのバルブは、噴霧装置のノズルから流れる材料の流れ方向に対して約45°の向きになっている。少なくとも1つの態様において、UV／IR硬化ユニットのバルブは、表面から約8インチ〜約3フィート、例えば約11インチ〜約1．5フィートの距離離れている。例えば、IR硬化ユニットは、さもなければより波打った外観を有したであろうコーティングの滑らかな表面テクスチャを与え、雨食（雨による浸食）および砂食（砂による浸食）に対する表面の耐久性を改善する。
【００４１】
さらに、第1のポリマーおよび第2のポリマー（フルオロポリマー）の極性が大幅に異なる例では、本開示の組成物は、第1のポリマーが第1の相であり、第2のポリマーが第1の相内の第2の相であるような多相でもよい。あるいは、上述の通り、組成物の調製中の第1のポリマーに対する第2のポリマーのモル比を単に増やすこと（例えば、第1のポリマーに対して1モル過剰な第2のポリマー）により、第1の相は第2の相内に存在することができる。フルオロポリマーは、（水／氷に関して）非付着性表面を形成することができる一方、第1のポリマー、例えばポリエチレングリコールは、氷に関して氷点を抑えることができる。
【００４２】
例えば、組成物が、第1のポリマー（または第2のポリマー）のメジャー相（連続相）と、第2のポリマー（または第1のポリマー）の（島（「介在物」）を有する）マイナー相とを有する多相（例えば、二相）であるように、本開示の第1のポリマーは、第2のポリマー（フルオロポリマー）とは十分に異なる極性を有することができる。介在物間の平均距離は、約0．5ミクロン〜約100ミクロン、例えば約1ミクロン〜約50ミクロンであり得る。本開示の多相組成物は、改善された氷付着特性を与えることができる。
【００４３】
少なくとも1つの態様において、本開示の組成物は、光学顕微鏡法により決定される1cm2あたり0．5mm以上サイズが5ボイド未満、例えば1cm2あたり0．5mm以上サイズが1ボイド未満の平均ボイド密度を有し、これにより、組成物の滑らかでコンフォーマルな表面を形成することができる。少なくとも1つの態様において、本開示の組成物は、ASTM D7127−05（Standard Test Method for Measurement of Surface Roughness of Abrasive Blast Cleaned Metal Surfaces Using a Portable Stylus Instrument）により決定される約100マイクロインチ未満、例えば約90マイクロインチ未満、例えば約80マイクロインチ未満、例えば約70マイクロインチ未満、例えば約5マイクロインチ〜約100マイクロインチ、例えば約20マイクロインチ〜約80マイクロインチの表面粗さを有する。
【００４４】
本開示の滑らかな組成物（層）は、従来のフルオロポリマー層と比べて雨食を低減するために、組成物上で水の安定な層流を与えることができる。例えば、本開示の組成物は、本明細書に記載のUniversity of Dayton Research Institute法を使用して決定される、400mphで0.013mm／50min以下、例えば0.0051mm／50min以下のコーティング雨食速度を有することができる。本開示の組成物は、本明細書に記載のUniversity of Dayton Research Institute法を使用して決定される、厚さ0.51mm、500mph、衝突角度20度で50g／cm2以上、例えば75g／cm2以上、例えば85g／cm2以上の砂負荷侵食を有することができる。
【００４５】
本開示の組成物（層）は機械的特性を与えることができる。例えば、本開示の組成物は、ASTM D412により決定される約300％〜約1，000％、例えば約400％〜約500％の伸びを有することができる。本開示の組成物は、ASTM D412により決定される約30MPa〜約90MPa、例えば約70MPa〜約90MPaの引張強さを有することができる。
【００４６】
本開示の組成物は疎氷性であり得るので、組成物は、Anti−Icing Materials International Laboratory（AMIL）試験により決定される約10以上、例えば約25以上、例えば約40以上、例えば約75以上、例えば約100以上の氷付着減少係数を有することができる。AMILは、Universite du Quebec a Chicoutimi（加国ケベック州シクーティミ）にあるAnti−icing Materials International Laboratoryである。コーティングの疎氷性は、コートされていない表面と比べた候補コーティングの氷付着減少効果を測定することにより評価することができる。AMILは、着氷性の降雨のシミュレーションにより得られる雨氷または霧氷を含む多くのさまざまな大気条件（風および温度）において疎氷性コーティングを評価することができる。
【００４７】
AMILによる1回の「遠心付着性試験」は、5本または6本の未被覆のビームと比べた、候補生成物で覆われた5本または6本の小さいアルミニウム製ビームの氷付着測定からなる。サンプルビームの末端は、着氷性の降雨により約5cm2の表面が約7mmの厚さまで氷で同時に覆われる。各サンプルビームは、遠心装置内で回転し、釣り合う。回転により生じる遠心力が氷の付着応力に達して氷が剥離するまで、一定の加速率で回転速度が増加する。この剥離は、（振動に対して敏感な）圧電セルにより感知され、これは信号をリアルタイムでコンピュータに中継する。最後に、付着応力が、剥離速度、氷の質量およびビーム長さを使用して計算される。
【００４８】
付着減少係数ARFは、3本の未被覆の（対照）ビームにおいて測定された平均応力と比べた、コートされたビームにおいて測定された平均応力を使用して計算される。特に、遠心力から、応力がF＝mrω2（式中、F＝遠心力［N］、m＝氷の質量［kg］、r＝ビームの半径［m］、ω＝回転速度［rad／s］）として決定される。次いで、付着減少係数（AMIL ARF）が、3本の未被覆のビームにおいて測定された平均応力と比べた、3本のコートされたビームにおいて測定された平均応力を使用して次の通り計算される：ARF＝τbare／τcoated（式中、τbare＝氷で同時に覆われた3本の未被覆のビームにおいて測定された平均応力［Pa］、τcoated＝候補疎氷性コーティングを有する氷で同時に覆われた3本のビームにおいて測定された平均応力［Pa］）。本願の出願日に検索されたウェブサイトwww．uqac．ca／amil／en／icephobiccoatings／centrifugeが、参照により本明細書に組み込まれる。
【００４９】
ARF値1は、疎氷性効果がないことを意味する。1より大きいARF値は、氷付着減少（疎氷性効果）があることを意味し、値が大きいほど、コーティングの疎氷性が高い（氷付着が少ない）。
【００５０】
少なくとも1つの態様において、組成物、第2のフルオロポリマー、接着促進剤および／または有機材料を堆積させるための噴霧装置はロボット噴霧器である。図2はロボット噴霧器である。図2に示す通り、材料（例えば第1のポリマー、第2のポリマー、イソシアネート、硬化剤および溶媒の混合物）が、使い捨てポリエチレンライナーを備えた圧力ポット201に投入される。蓋202が取り付けられ、気密に締められる。流体供給ホース203が、圧力ポット内部の吸上げ管204に接続される。圧力調整された窒素または乾燥空気がライン205を通じて注入されて圧力ポットを加圧し、材料を吸上げ管およびラインに押し込む。圧力ポットは、過加圧を防ぎ、材料を取り出したり、加えたりするために圧力ポットから圧力を逃がす圧力リリーフ弁を有する。調整器は、ガン206の近くに位置し、供給される流体圧力を制御する。ガンにおいて流体圧力を制御すると、ガンのスプレーノズルを通る体積流量が制御される。ガンの近くに調整器を設置すると、ホース長さ、ホース直径またはロボットアーム高さによる圧力損失の影響が排除される。ノズル制御も流量を制御するために望ましい。ノズルオリフィスにおけるわずかな製造ばらつきが、異なる液体流量を生じ得る。ガンにおけるノズル制御および流体圧力調整が協働して、ノズルを通る一貫した再現可能な体積流量を与える。ライン207内のエアアシスト微粒化圧力も調整および制御され、ノズルからの一貫した噴霧分散を与える。
【００５１】
ロボット208はガンを持ち、（非平坦な表面であり得る）表面209から一定のオフセットで、制御された速度で部品の表面全体を横切るようにプログラムされている。ノズルからの噴霧は、典型的には、平坦な扇形パターンを有する。噴霧材料の大部分は扇形の中心で堆積され、供給される量は扇形の縁部に向かって漸減する。噴霧の扇形内のこの不均一な分布を補うために、ロボットは、隣接するパスを重ね合わせて分布を一様にするようにプログラムされている。典型的なパスの割送りは、扇形の幅の1／4である。
【００５２】
少なくとも1つの態様において、図1に示す通り、方法100は、表面へのフルオロポリマーの堆積前、堆積中および／または堆積後、表面（例えばビークル部品の表面）を加熱するステップを含む（ブロック110）。例えば、表面にフルオロポリマー組成物を堆積させる間に表面を加熱すると、in−situで溶媒を除去し、第1のポリマーと、第2のポリマーと、イソシアネートと、硬化剤と、溶媒とを含む混合物の粘度を増加させ、ビークル部品の曲がった（非平坦な）表面にコンフォーマルな堆積を実現することができる。表面に組成物を堆積させる間に表面を加熱すると、均一な組成物層がさらに形成され、溶媒の一部またはすべてが除去されているため、閉じ込められた溶媒によって生じるボイドが低減または排除された全体的により厚いコーティング（例えば、0.51mm〜1.5mm）を実現することができる。表面に組成物を堆積させる間に表面を加熱すると、さらに、室温硬化した層と比べてより滑らかな層が形成される。コンフォーマルなコーティングは、表面全体に実質的に均一な厚さを有する。加熱中、表面（例えばビークル部品の表面）は、表面に接触した任意の適した熱電対、例えばK型またはJ型熱電対により決定される約30℃〜約70℃、例えば約45℃〜約55℃の温度を有し得る。表面の加熱は、表面の曝露（例えば、紫外光）を使用して実施することができる。光は赤外線（IR）または紫外線（UV）であり得る。光（および加熱）への表面の曝露は、最大発光365nmのH＋バルブを備えたFUSION UV硬化ユニットを使用して実施することができる。少なくとも1つの態様において、UV／IR硬化ユニットのバルブは、噴霧装置のノズルから流れる材料の流れ方向に対して約45°の向きになっている。少なくとも1つの態様において、UV／IR硬化ユニットのバルブは、表面から約8インチ〜約3フィート、例えば約11インチ〜約1．5フィートの距離離れている。例えば、IR硬化ユニットは、さもなければより波打った外観を有するであろうコーティングの滑らかな表面テクスチャを与え、雨食および砂食に対する表面の耐久性を改善する。
【００５３】
図3は、1つの態様による、その上に配置された滑らかな疎氷性コーティングを有する表面を製造するための方法300のフロー図である。方法300は、部品の表面に組成物を塗布するステップ302であって、組成物が、第1のポリマーと、フルオロポリマーである第2のポリマーと、イソシアネートと、硬化剤とを含む、ステップ302を含む。方法200は、約50℃以上の第1の温度で混合物を硬化するステップ304と、第1の温度を約80℃以上の第2の温度まで上昇させるステップ306とを含む。方法300は、部品の表面に配置されたコーティングを得るステップ308であって、コーティングが、約0.25mm〜約1.3mmの厚さおよび1cm2あたり0．5mm以上サイズが5ボイド未満のボイド密度を有する、ステップ308を含む。
【００５４】
自立型皮膜の形成
図1に示す通り、方法100は、自立型組成物皮膜（又はフィルム）を形成するステップを含む（ブロック112）。上述の通り、第1のポリマー、第2のポリマー、イソシアネート、硬化剤および溶媒の混合物が、マイラーシート、例えばシラン処理されたマイラー上に（上述の通り）噴霧または堆積される。
【００５５】
例えば、第1のポリマーと、第2のポリマーと、イソシアネートと、溶媒と、硬化剤とを含む混合物をマイラーシート上に注ぎ、ドクターブレード、ドローダウンバー、ダイレクトもしくはリバースグラビア、オフセットグラビア、高精度スロットダイまたはマイヤーロッドでマイラーシートの表面全体に引き伸ばして、層を形成することができる。混合物は、1fpm〜約95fpmのライン速度で、幅約4インチ〜幅約24インチのコーティングウェブ幅で引き伸ばすことができる。混合物は、不活性雰囲気中、例えば、窒素中またはアルゴン中で引き伸ばすことができる。層は、約0.25mm以上の厚さを有することができる。引き伸ばされた混合物（層）は、上述の通り段階的プロセスにおいて硬化することができる。少なくとも1つの態様において、混合物は、隙間、例えばスロットダイを通じてマイラーシート上に注がれる。
【００５６】
少なくとも1つの態様において、噴霧中、噴霧装置のノズルは、マイラーシートの表面から約0．5インチ〜約30インチ、例えば約2インチ〜約10インチ、例えば約4インチ〜約8インチの距離離れている。少なくとも1つの態様において、混合物は、約7psi〜約24psi、例えば約12psi〜約18psiの圧力でマイラーシート上に噴霧される。他の噴霧器／圧力の選択肢には、約10psi〜約60psiのHVLP／LVLP；約20psi〜約50psiのエアブラシ；約500psi〜約2000psiの液圧噴霧器；約100〜約1000psiのロボット噴霧器を含むことができる。噴霧装置のノズルは、マイラーシートの表面に対して平行に移動する。マイラーシートの表面に対して平行なノズルの2回の完全な移動（「往復」）を1回の「パス」と呼ぶ。1回のパスは、約0.013mm〜約0.051mm、例えば約0.020〜約0.030mm、例えば約0.025mmの厚さで混合物を表面に堆積させることができる。1回のパスから次のパスまでの時間は、約0．1分〜約30分、例えば約0．5分〜約5分、例えば約1分〜約2分であり得る。パスの間に時間を与えると、個々のパスにより堆積された層からの溶媒除去が促進される。さらに、堆積された混合物は、上述の通り段階的プロセスにおいて硬化することができる。1回または複数回のパスの後の本開示の段階的硬化は、パスの層からの溶媒除去を促進して、本開示の組成物のボイド率をさらに低下させることができる。
【００５７】
自立型皮膜は、約90℃〜約150℃、例えば約100℃の温度でホットプレスすることができる。少なくとも1つの態様において、2つのプラテンが所望の温度（例えば、100℃）まで加熱される。自立型皮膜は、2つの剥離層（例えば、シラン処理されたマイラー）の間に置かれ、高温のプラテンの間に置かれる。次いで、高温のプラテンは、圧力および熱を皮膜に加えながら閉じられる。熱可塑性物質が流れ、皮膜の厚さはシムを使用して制御することができる。次いで、プラテンが冷却され、その後、圧力が除去される。ホットプレスのために選ばれる温度は、熱可塑性またはポリマーの皮膜に依存する。少なくとも1つの態様において、プラテンの温度は、ポリマーのTg（ガラス転移温度）を上回るが、分解温度を下回る。
【００５８】
組成物がコートされた表面への自立型皮膜の結合
図1に示す通り、方法100は、組成物がコートされた表面に自立型皮膜を結合するステップを含む（ブロック114）。組成物は、上述の通り第1のポリマーと、第2のポリマーと、イソシアネートと、硬化剤とから生成される組成物である。接着剤を、自立型皮膜の露出した（例えば、外側の）組成物表面もしくは組成物がコートされた部品の露出した（例えば、外側の）組成物表面のうちの一方または両方に塗布することができる。接着剤と塗布された表面との間の空気分を低減または排除するために、自立型皮膜のフルオロポリマー表面もしくは組成物がコートされた部品の組成物表面のうちの一方または両方に圧力を加えて接着剤をプレスすることができる。接着剤には、エポキシなどの任意の適した接着剤、例えば3M Corporationから入手されるAF163−2Kが含まれる。自立型皮膜のフルオロポリマー表面に接着剤が塗布される場合、次いで、接着剤の反対面の保護ライナーが除去され、組成物がコートされた部品の組成物表面に配置され、次いで、組成物がコートされた部品の組成物表面に圧力を加えてプレスされる。組成物がコートされた部品の組成物表面に接着剤が塗布される場合、次いで、接着剤の反対面の保護ライナーが除去され、自立型皮膜の組成物表面に配置され、次いで、自立型皮膜の組成物表面に圧力を加えてプレスされる。
【００５９】
次いで、（プレスされた）アセンブリ全体が真空バッグ内にシールされる。図4は、真空バッグ装置400の透視図である。図4に示す通り、真空ホース402が真空シール404に接続されている。真空シール404は真空バッグ406に接続されている。真空バッグ406は、金属プレート408ならびに箇所410aおよび410bに示した2つのアセンブリの上に配置されている。金属プレート408は真空効率を改善する。金属プレートは、平坦な金属プレートであり得、アルミニウムまたはステンレス鋼を含み得る。真空バッグに連結された金属プレートがなければ、真空バッグは、アセンブリの周りに自由に巻き付き、バッグに空隙および／またはしわを作り、これは、しわおよび／またはひだの箇所に応じて、アセンブリ上のコーティングテクスチャに影響を与え得ることが見出された。
【００６０】
バッグ406が真空にされ、アセンブリの組成物がコートされた金属に自立型皮膜が接触するようにする。真空袋掛けプロセス中のバッグ406内部の圧力は、約1psi〜約20psi、例えば約7psi〜約10psiであり得る。自立型皮膜と、アセンブリの組成物がコートされた金属との間の結合ラインから空気が実質的に、または完全に除去されると、袋掛けされたアセンブリはオーブンに移され、（プレスされたアセンブリの）接着剤を硬化し、組成物を50℃のベースライン温度にし、温度上昇および滞留時間を制御するために上述の通り段階的に、例えば、オーブンの温度を徐々に上昇させることにより組成物の硬化を進める。硬化後は、過剰な皮膜（存在する場合）を部品の縁部から切り落とすことができる。真空バッグは、真空バッグ内に配置された1つまたは複数の通気材料、例えば通気性の綿材料を含むことができる。通気材料は、真空をアセンブリ表面に接続する。
【００６１】
真空袋掛け手順の後、アセンブリは、上述の通り、本開示の組成物（層）を有することができる。例えば、組成物は、約0.25mm〜約1.3mmの厚さおよび光学顕微鏡法により決定される1cm2あたり0．5mm以上サイズが5ボイド未満、例えば1cm2あたり0．5mm以上サイズが1ボイド未満の平均ボイド密度を有することができて、これにより、組成物の滑らかでコンフォーマルな表面を形成することができる。少なくとも1つの態様において、組成物は、ASTM D7127−05（Standard Test Method for Measurement of Surface Roughness of Abrasive Blast Cleaned Metal Surfaces Using a  Portable Stylus Instrument）により決定される約2.5マイクロメートル未満、例えば約2.3マイクロメートル未満、例えば約2.0マイクロメートル未満、例えば約1.8マイクロメートル未満、例えば約0.13マイクロメートル〜約2.5マイクロメートル、例えば約0.51マイクロメートル〜約2.0マイクロメートルの表面粗さを有することができる。本開示の滑らかな組成物層は、雨食および砂食を改善するために、フルオロポリマー層上で水の安定な層流を与えることができる。
【００６２】
コーティング挙動を改善するための添加剤
塗料およびコーティングに添加剤を加えることは業界の常識であるが、コーティングの防氷性能を保持することが重要である。より滑らかな仕上げ、コートされている表面のより良い濡れ、ならびに環境影響および環境条件、例えば水分、熱およびUV曝露に対するより良い耐性をもたらすために、多くの添加剤を使用することができる。これらの添加剤のいくつかは、適合しない何らかの化学組成物のミクロ構造を変えることができるコーティング組成物の表面エネルギーを変化させることにより機能する。適合しない化学のミクロ構造および相分離は、高い防氷性能を有するために重要であり、大幅に変えるべきではない。これらの添加剤はコーティングの表面に移動することもあり、これは、氷がコーティングの表面とどのように相互作用するかを変える可能性があり、凍結遅延および氷付着にも影響し得る。
【００６３】
コーティング技術における成分の化学的性質は、環境から水分を容易に吸収し、これは、コーティングの早すぎる硬化および二酸化炭素の生成の原因になり得る。この問題を緩和するため、本開示の第1のポリマー、第2のポリマー、イソシアネート、硬化剤および／または溶媒の混合物に脱水剤（例えば、Incozol−2のようなオキサゾリジン）を加えることができる。表面濡れおよび部品上のコーティングの広がりを改善するために、湿潤剤（例えば、顔料親和性基を有する高分子量ブロックコポリマーであるDisperbyk−166などのブロックコポリマー）および／または消泡剤（例えば、シリコーンを含まない消泡剤であるBYK−051N）を、本開示の第1のポリマー、第2のポリマー、イソシアネート、硬化剤および／または溶媒の混合物に含めることができる。これらの添加剤は微粒子ではなく、小分子添加剤である。それらは脱水剤であるか、またはボイド形成を減少させる。より少ない量のボイドは、皮膜の完全性／強さを向上させる。ボイドは、顕微鏡を使用して巨視的に観察することができる。
【００６４】
本開示の添加剤には、任意の適した脱水剤、湿潤剤および／または消泡剤が含まれる。脱水剤には、イソホロンジイソシアネート（IPDI）およびオキサゾリジン（例えば4−エチル−2−メチル−2−（3−メチルブチル）−1，3−オキサゾリジン）を含むことができる。湿潤剤には、ポリアミド、長鎖脂肪酸部分を有するポリアミド、およびp−ドデシルベンゼンスルホン酸（DDBSA）を含むことができる。消泡剤には、ポリ（ジメチルシロキサン）液、ポリ（オクチルアクリレート）、SiO2、ポリエーテル末端基を有するシロキサン、およびトリポリリン酸カリウムを含むことができる。
【００６５】
本開示のフルオロポリマーコーティングにおける加工の向上のために、従来の堆積および硬化の方法を使用して調製されたフルオロポリマーコーティングと比べて、これらの添加剤の量を低減したり、本開示のコーティングから排除したりできることが見出された。少なくとも1つの態様において、本開示のフルオロポリマー層は、約1wt％未満、例えば約0．5wt％未満の添加剤含有量を有し、これは、従来の防氷層のより高い添加剤含有量と比べて製造時間およびコストを節約し、かつ、組成物表面における添加剤の蓄積（「滲出」）を低減または防止する十分に少ない量である。
【００６６】
エーロフォイル
本明細書において使用されるとき、「エーロフォイル」は、翼または（プロペラ、ロータもしくはタービンの）ブレードの形状の基材を含む。エーロフォイルは、ロータブレード、回転翼航空機もしくは固定翼航空機の静止翼表面、または風力タービンのブレードを含んでもよい。エーロフォイル、例えばロータブレードは、1つまたは複数の表面、例えば外面、および以下でより詳しく説明する1つまたは複数の部品を含む。本明細書に記載の通り、「エーロフォイル部品」は、エーロフォイルを形成するために1つまたは複数の他のエーロフォイル部品と組み合わせて適合された任意の適した構造を含む。
【００６７】
ロータブレードである本開示のエーロフォイル部品は、1つまたは複数のロータブレード部品を含む。本明細書に記載の通り、「ロータブレード部品」は、ロータブレードを形成するために1つまたは複数の他のロータブレード部品と組み合わせて適合された任意の適した構造を含む。図5は、本開示のいくつかの態様によるロータブレードの透視図である。図5に示す通り、主ロータアセンブリ（図示せず）のロータブレード500は、根元セクション502、中間セクション504および先端セクション506でできている。セクション502、504、506のそれぞれは、ロータブレードスパンに沿った速度増加に対するロータブレードの空力特性を調整する任意の適した幾何形状である。ロータブレード先端セクション506は、角度がついた幾何形状、例えば、とりわけアンヘドラル、カテドラル、ガルおよびベントを備える。ロータブレードセクション502、504、506は、第1の縁部512と第2の縁部514との間の長軸線Pに沿った、回転Aの軸線と、先端セクション506の遠位端部510との間のロータブレード500のスパンを規定する。本開示の組成物は、ロータブレード、例えばロータブレード500の1つまたは複数の部品上に配置することができる。
本開示は、以下の例示的な、網羅的でない列挙した条項をさらに含み、これらは特許請求されても、特許請求されなくてもよい。
条項1．表面に配置されたコーティングであって、
第1のポリマー；
フルオロポリマーである第2のポリマー；
イソシアネート；および
硬化剤
の反応生成物を含み、コーティング（例えば、コーティングの1cm2部分）が、約0.25mm〜約1.3mmの厚さおよび1cm2あたり0．5mm以上サイズが5ボイド未満のボイド密度を有する、コーティング。
条項2．1cm2あたり0．5mm以上サイズが1ボイド未満のボイド密度を有する、条項1に記載のコーティング。
条項3．（1）400mphで0.013mm／50min以下のコーティング雨食速度、または（2）厚さ0.51mm、500mph、衝突角度20度で50g／cm2以上の砂負荷侵食を有する、条項1または2に記載のコーティング。
条項4．約25以上の氷付着減少係数を有する、条項1から3のいずれか一項に記載のコーティング。
条項5．フルオロポリマーが、ポリフルオロエーテル、パーフルオロポリエーテル、ポリフルオロアクリレート、ポリフルオロシロキサン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンジフルオリド、ポリフッ化ビニル、ポリクロロトリフルオロエチレン、エチレンとトリフルオロエチレンとのコポリマー、エチレンとクロロトリフルオロエチレンとのコポリマーまたはそれらの組合せから選択される、条項1から4のいずれか一項に記載のコーティング。
条項6．フルオロポリマーがパーフルオロポリエーテルである、条項1から5のいずれか一項に記載のコーティング。
条項7．フルオロポリマーが、式（I）：
【化２】
2020050862.tif 000004
（式中、
XおよびYは、独立して、−CH2−（O−CH2−CH2）p−OHまたは−CH2−（O−CH2−CH2）p−NH2（式中、pは0〜50の整数である。）であり、
m＝1〜100であり、
n＝1〜100である。）
により表される、条項1から6のいずれか一項に記載のコーティング。
条項8．フルオロポリマーが、約500g／mol〜約10，000g／molの数平均分子量を有する、条項1から7のいずれか一項に記載のコーティング。
条項9．約5マイクロインチ〜約100マイクロインチの表面粗さを有する、条項1から8のいずれか一項に記載のコーティング。
条項10．第1のポリマーが、ポリ（アクリル酸）、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（2−ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリ（ビニルイミダゾール）、ポリ（2−メチル−2−オキサゾリン）、ポリ（2−エチル−2−オキサゾリン）、ポリ（ビニルピロリドン）、セルロース、修飾セルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、ヒドロゲル、PEGジアクリレート、PEGポリアクリレート（例えば、トリアクリレート以上）またはそれらの組合せから選択される、条項1から9のいずれか一項に記載のコーティング。
条項11．第1のポリマーが、ポリエステルまたはポリエーテルである、条項1に記載のコーティング。
条項12．第1のポリマーが、ポリ（オキシメチレン）、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（プロピレングリコール）、ポリ（テトラヒドロフラン）、ポリ（グリコール酸）、ポリ（カプロラクトン）、ポリ（エチレンアジペート）、ポリ（ヒドロキシブチレート）、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）またはそれらの組合せから選択される、条項1から9のいずれか一項に記載のコーティング。
条項13．第1のポリマーがポリ（エチレングリコール）である、条項12に記載のコーティング。
条項14．第1のポリマーが第1の相であり、第2のポリマーが第1の相内の第2の相である、条項1から13のいずれか一項に記載のコーティング。
条項15．粒子状充填材、顔料、染料、可塑剤、難燃剤、平坦化剤および基材接着促進剤のうちの1つまたは複数をさらに含む、条項1から14のいずれか一項に記載のコーティング。
条項16．シリカ、アルミナ、シリケート、タルク、アルミノシリケート、硫酸バリウム、マイカ、珪藻土、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、カーボン、珪灰石またはそれらの組合せから選択された粒子状充填材を含む、条項1から15のいずれか一項に記載のコーティング。
条項17．約300％〜約1，000％の伸びを有する、条項1から16のいずれか一項に記載のコーティング。
条項18．約30MPa〜約90MPaの引張強さを有する、条項1から17のいずれか一項に記載のコーティング。
条項19．その上に配置された条項1から18のいずれか一項に記載のコーティングを備えるエンジン入口縁。
条項20．コーティングを形成するための方法300であって、
部品の表面に組成物を塗布するステップ302であり、組成物が、
第1のポリマーと、
フルオロポリマーである第2のポリマーと、
イソシアネートと、
硬化剤と
を含む、ステップ302と、
約50℃以上の第1の温度で混合物を硬化するステップ304と、
第1の温度を約80℃以上の第2の温度まで上昇させるステップ306と、
部品の表面に配置されたコーティングを得るステップ308であり、コーティング（例えば、コーティングの1cm2部分）が、約0.25mm〜約1.3mmの厚さおよび1cm2あたり0．5mm以上サイズが5ボイド未満のボイド密度を有する、ステップ308と
を含む、方法300。
条項21．組成物がスズ触媒をさらに含む、条項20に記載の方法。
条項22．スズ触媒がジブチルスズジラウレートである、条項20または21に記載の方法。
条項23．組成物が、約50℃〜約200℃の沸点を有する溶媒をさらに含み、組成物が、組成物の重量に基づいて約20wt％以下の溶媒を含む、条項20から22のいずれか一項に記載の方法。
条項24．溶媒がエステル溶媒である、条項20から23のいずれか一項に記載の方法。
条項25．エステル溶媒が、酢酸エチル、酢酸n−ブチルまたはそれらの混合物である、条項20から23のいずれか一項に記載の方法。
条項26．溶媒がトルエンである、条項20から23のいずれか一項に記載の方法。
条項27．溶媒がフッ素化溶媒である、条項20から23のいずれか一項に記載の方法。
条項28．フッ素化溶媒が、4−クロロベンゾトリフルオリド、1，3−ビス（トリフルオロメチル）ベンゼンまたはそれらの混合物である、条項27に記載の方法。
条項29．第2の温度を約100℃以上の第3の温度まで上昇させるステップをさらに含む、条項20から28のいずれか一項に記載の方法。
条項30．第1の温度での混合物の硬化が約5分間〜約2時間実施される、条項20から29のいずれか一項に記載の方法。
条項31．第1の温度から第2の温度までの上昇が、約0．5℃／min〜約2℃／minのランプ速度で実施され、続いて第2の温度を約5分間〜約10時間保持する、条項20から30のいずれか一項に記載の方法。
条項32．第3の温度から第2の温度までの上昇が、約0．5℃／min〜約2℃／minのランプ速度で実施され、続いて第3の温度を約5分間〜約2時間保持する、条項31に記載の方法。
条項33．第1の表面を含む根元セクション502と、
第1の表面を含み、かつ第1の端部で根元セクション502と連結された中間セクション504と、
第1の表面を含み、かつ第1の端部で中間セクション504の第2の端部と連結された先端セクション506と、
根元セクション502の第1の表面、中間セクション504の第1の表面、および先端セクション506の第1の表面のうちの少なくとも1つに隣接するコーティングであり、
第1のポリマー；
フルオロポリマーである第2のポリマー；
イソシアネート；および
硬化剤
の反応生成物を含み、約0.25mm〜約1.3mmの厚さおよび1cm2あたり0．5mm以上サイズが5ボイド未満のボイド密度を有する、コーティングと
を含むエーロフォイル500。
条項34．コーティングが、先端セクション506の第1の表面に隣接する、条項33に記載のエーロフォイル500。
【００６８】
実施例
従来技術に対する1つの改善は、樹脂の高希釈およびスプレーコーティングから、流動可能な樹脂粘度を維持する少量の溶媒（固形物に対して20wt％以下）の添加およびフィルム表面へのキャスティングへのシフトであった。これらの系による希釈およびキャスティングに使用された溶媒は酢酸n−ブチルであった。使用された表面は、最も一般に非付着性表面、例えばシラン処理されたマイラーフィルムであった。許容されるであろういくつかの他の非付着性剥離表面には、フッ素化表面、例えばポリ（テトラフルオロエチレン）としても既知のTeflon、ポリ（ビニルジフルオリド）としても既知のPVDFおよびポリ（フッ化ビニル）としても既知のTedlarが含まれる。ドクターブレードを使用して、0.51mmに設定した皮膜厚さで皮膜をマイラー上にキャストした。
【００６９】
硬化剤を添加後、反応容器から粘性のある樹脂を表面に速やかに注ぎ、皮膜厚さを、シムと共に使用されるドローダウンバー、ドクターブレードまたはマイヤーロッドなどの技法により制御した。連続的に供給されるロール・ツー・ロールフィルム上に隙間、例えばスロットダイから樹脂が分配されるより大規模な連続プロセスを想定することができる。
【００７０】
制御された厚さの皮膜を引き伸ばした後、次いで、溶媒を放出し、かつ材料を硬化するために、皮膜をオーブンまたは加熱されたチャンバー内に置いた。不活性ガス環境が好ましかったが、必要ではなかった。皮膜から溶媒を優雅に放出させ、したがって、ボイド形成を回避するよう硬化プロファイルを設計した。目標は、皮膜を固形物100％まで濃縮するが、皮膜のゲル化／固化時に溶媒が表面下に閉じ込められて従来の噴霧法と同じくボイドにつながるほど速くはないように溶媒を着実に蒸発させることであった。この点に関して成功に大きく寄与したのは、皮膜の周囲温度に対する溶媒の沸点または蒸気圧であった。スプレーコーティングおよび溶媒としてテトラヒドロフラン（沸点70℃）を使用する以前の例は、室温でさえも揮発しすぎてボイドを形成しやすいことが明らかになった。高沸点溶媒、例えば酢酸n−ブチル（126℃）は、高フルオロポリマー樹脂と混合できることに加えて、高温条件下でもはるかにボイドが形成しにくいことが明らかになった。
【００７１】
硬化プロファイルはまた、硬化中のコーティングからの溶媒の優雅な放出にとって重要であることが明らかになった。目標は、妥当な速度で硬化を促進するのを助けるためであるが、溶媒をコーティング内であまりにも急速に沸騰または気化させてコーティング内のボイド形成につながるほど激しくはないように温度を上昇させることであった。2つの例において以下に示す段階的な硬化プロファイルは、例示的な硬化スケジュールを表す。
【００７２】
硬化したら、皮膜を非付着性剥離層から取り、これは自立型皮膜として取り扱うことができた。次いで、以下を含むさまざまな結合方法を使用して皮膜を表面に結合させた。
1．標準的なエポキシ接着剤（Hysol 9309、9394、9377）
2．フィルム接着剤（3M AF−163）
3．感圧接着剤（3M 9379）
【００７３】
フィルム接着剤の場合などの特定の場合において、加熱および硬化中に基材に圧力を加えるためには真空バッグ法が望ましく、これは、高品質の結合をもたらすことが明らかになった。
【００７４】
これらのような重度にフッ素化された表面への結合が所望の目的に不十分である特定の場合には、ナトリウムナフタリド系エッチャント（Fluoroetch、Acton Technologies）に皮膜表面を曝露することにより表面前処理を実施することができる。
【００７５】
サンプル1
実験
材料：ポリ（エチレングリコール）3350（PEG Mn＝3350g／mol）、異性体の4，4’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）混合物（HMDI）、1，4−ブタンジオール（BD）およびジブチルスズジラウレート（DBTDL）をSigma Aldrichから入手した。PEGを凍結乾燥した。Fluorolink D4000（E10−H Mn＝1930g／mol）をSolvayから入手し、約50〜60℃の真空オーブン内で窒素下、2時間乾燥させた。酢酸n−ブチル（nBA）をSigma Aldrichから入手し、使用前にモレキュラーシーブで乾燥させた。
【００７６】
化学量論：モル比1／10／1／8のPEG／HMDI／D4000／BDおよび触媒としての200ppm DBTBL。
【００７７】
手順：100mL二つ口または250mL三つ口丸底フラスコを120℃のオーブン内で少なくとも1時間加熱して残留水を除去し、次いで、不活性ガス（ArまたはN2）下で冷却した。PEG（30g、8．96ミリモル）およびHMDI（23．46g、89．6ミリモル）をフラスコに加え、約30rpmで撹拌しながらシリコーン油浴中で100℃にする。PEGが溶解した後（約10分）、DBTBLを加え、反応を撹拌速度300rpmで1時間進行させた。1時間後、D4000（35．84g、8．96ミリモル）を加え、1時間反応させた。BD（6．45g、71．68ミリモル）をジャーに秤量し、シリンジに吸い上げた。ジャーに（BD系1〜3gに対して）nBA約1mLを流す。反応物の加熱を止め、約30〜40℃まで徐冷した。反応フラスコが冷却するとき、約15phrまたは15wt％のnBAを一度に1mlずつゆっくりと加えた。nBA／BD 1mLをフラスコに一気に加え、続いてBDを加えた。反応物を300rpmで約30秒間撹拌させ、次いで、ガラス板に貼ったシラン処理されたマイラー上にキャストし、ガラス棒でドローダウンした。次いで、キャストされた皮膜を窒素下、50℃のオーブン内に置き、以下の硬化スケジュールを使用して温度を上昇させた。
硬化スケジュール：予熱した50℃のオーブンに皮膜を入れ、以下を行った：
50℃で1時間
20分かけて80℃まで上昇。80℃で4時間保持。
20分かけて100℃まで上昇。100℃で30分間保持。
室温まで冷却。
【００７８】
機械的特性：Instron 5840でクロスヘッド速度3mm／minを使用して皮膜の機械的特性（n＝5）を試験した。結果：伸び444±40％および引張強さ55．3±8．3MPa。
【００７９】
サンプル2
実験
材料：ポリ（エチレングリコール）3350（PEG Mn＝3350g／mol）、異性体の4，4’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）混合物（HMDI）、1，4−ブタンジオール（BD）およびジブチルスズジラウレート（DBTDL）をSigma Aldrichから入手した。LABCONCO凍結乾燥機を圧力50Pa未満および温度−75℃未満で12時間以上使用してPEGを凍結乾燥した。Fluorolink E10−H（E10−H Mn＝1930g／mol）をSolvayから入手し、約100℃の真空オーブン内で窒素下、2時間乾燥させた。酢酸n−ブチル（nBA）をSigma Aldrichから入手し、使用前にモレキュラーシーブで乾燥させた。
【００８０】
化学量論：比1／6．4／1／4．4のPEG／HMDI／E10H／BDおよび触媒としての200ppm DBTBL。以下の表は、PEGの質量に基づいて計算を容易にするために使用することができる：
【００８１】
【表１】
2020050862.tif 000005
【００８２】
手順：100mL二つ口丸底フラスコを120℃のオーブン内で約1時間加熱して残留水を除去し、次いで、不活性ガス（ArまたはN2）下で冷却した。PEG（30g、8．96ミリモル）およびHMDI（15．03g、57．39ミリモル）をフラスコに加え、30rpmで撹拌しながらシリコーン油浴中で100℃にした。PEGが溶解した後（約10分）、DBTBLを加え、反応を撹拌速度300rpmで1時間進行させた。1時間後、E10−H（17．28g、8．96ミリモル）を加え、2時間放置した。BD（3．55g、39．46ミリモル）をジャーに秤量し、シリンジに吸い上げる。ジャーに（BD系1〜3gに対して）nBA約1mLを流した。反応物の加熱を止め、約60℃まで徐冷した。nBA／BD 1mLをフラスコに一気に加え、続いてBDを加える。反応物を300rpmで1分間撹拌させ、次いで、シラン処理されたマイラー上にキャストした。次いで、キャストされた皮膜を窒素下、50℃のオーブン内に置き、以下の硬化スケジュールを使用して温度を上昇させた。
硬化スケジュール：予熱した50℃のオーブンに皮膜を入れ、以下を行った：
50℃で1時間
20分かけて80℃まで上昇。80℃で4時間保持。
20分かけて100℃まで上昇。100℃で30分間保持。
室温まで冷却。
機械的特性：Instron 5840でクロスヘッド速度3mm／minを使用して皮膜の機械的特性（n＝5）を試験した。結果：伸び663±26％および引張強さ83．7±4．9MPa。
【００８３】
砂食および雨食試験
優れた機械的特性を有する疎氷性コーティングを形成する主要な利益は、高速の砂および雨に対するそれらの耐性である。これを十分に試験するために、小さいエーロフォイルをコートし、それらの粒子侵食試験装置（PETR）および降雨装置による試験のためにUniversity of Dayton Research Instituteに送付した。
【００８４】
UDRI降雨装置の説明：「降雨装置」は、直径8フィートの回転アームであり、校正済みの96本の針を使用して、1インチ／時間の降雨中の飛行をシミュレートする。切取り試験片は、最大650mphの速度で試験される。リアルタイム映像が監視および記録され、「破損寿命」試験が可能になる。
【００８５】
図6は、400mphで実施された雨食試験（コーティング侵食速度）を示すグラフである。サンプルはすべて試験サンプルNo．1を噴霧したサンプルNo．1であり、3M AF163フィルム接着剤で結合した。試験サンプルNo．2をキャストし、3M AF163フィルム接着剤で結合した。最後に、試験サンプルNo．3を3M 9379両面感圧接着剤で結合した。雨食性能を3M 8663前縁部侵食保護テープと比べた。
【００８６】
砂食：「ダスト装置」：「ダスト装置」は、かけられた航空機表面に対する侵食効果をシミュレートするために1983年に設計および開発され、ヘリコプタロータに見られるより大きい質量負荷を試験するために最近アップグレードされた。典型的には、サイズが240ミクロン〜550ミクロンの範囲の粉砕されたシリカ（例えば、角のある石英）（「ゴルフ砂」として既知）が試験媒体として使用される。試験片は、振動するノズルの前を移動する。6インチ角の試験領域が、測定速度最大500mphの既知のサイズの所定質量の粒子で均一に覆われる。垂直から20度までの衝突角度（入射角70度）を試験することができて、多くの試験片の構成が可能である。プレナムタンクへの校正済みのスクリュー供給および電子式圧力コントローラーにより、正確な質量供給および安定性が確保され、レーザドップラー風速測定システムを使用して、必要な速度の供給圧力が決定される。
【００８７】
図7は、0.51mm厚のコートされたエーロフォイル上に衝突させた500mphの砂および特定の質量負荷レベルの衝突させた砂で測定されたコーティング厚さの減少を示すグラフである。3M 8663および8542前縁部侵食保護テープを対照として試験し、それぞれ30g／cm2および170g／cm2でコーティングの突破に基づいて破損した。サンプルNo．1およびNo．2は、それぞれ85g／cm2および140g／cm2で破損し、強靭で耐久性があるコーティングを反映して優雅に制御された形で厚さが失われた。
【００８８】
全体として、本開示の方法は、改善された耐雨食性および耐砂食性を有する滑らかな疎氷性コーティングを表面に形成する。航空使用の文脈において一般的に論じたが、本開示の方法のその他の可能な使用、例えば、風力タービンブレード、非航空宇宙輸送、およびサテライトディッシュを含む通信における使用が企図される。
【００８９】
定義
「アルキル」という用語は、1個〜約20個の炭素原子を含む置換もしくは非置換の直鎖または分岐鎖の非環状アルキル基を含む。少なくとも1つの態様において、アルキルは、C1−10アルキル、C1−7アルキルまたはC1−5アルキルである。アルキルの例には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシルおよびそれらの構造異性体が含まれるが、これらに限定されない。
【００９０】
「シクロアルキル」という用語は、3個〜約20個の炭素原子を含む置換または非置換の環状アルキル基を含む。
【００９１】
「ヒドロキシ」および「ヒドロキシル」という用語はそれぞれ−OHを指す。
【００９２】
「アミン」または「アミノ」という用語は、一級、二級または三級アミン含有基を指す。アミノ基の一例は−NH2である。アミノ基はR4またはR5で置換されてもよく（例えば、
【化３】
2020050862.tif 000006
）、R4は、例えば、シアノ、ハロアシル、アルケニルカルボニル、ヒドロキシアルケニルカルボニル、アミノアルケニルカルボニル、モノアルキルアミノアルケニルカルボニル、ジアルキルアミノアルケニルカルボニル、ハロアルケニルカルボニル、シアノアルケニルカルボニル、アルコキシカルボニルアルケニルカルボニル、アルキニルカルボニル、ヒドロキシアルキニルカルボニル、アルキルカルボニルアルケニルカルボニル、シクロアルキルカルボニルアルケニルカルボニル、アリールカルボニルアルケニルカルボニル、アミノカルボニルアルケニルカルボニル、モノアルキルアミノカルボニルアルケニルカルボニル、ジアルキルアミノカルボニルアルケニルカルボニルまたはアルケニルスルホニルでもよく、R5は、例えば、H、アルキルまたはシクロアルキルでもよい。
【００９３】
本開示の化合物には、化合物の互変異性体、幾何異性体または立体異性体が含まれる。化合物のエステル、オキシム、オニウム、水和物、溶媒和物およびN−オキシドの形態も本開示により包含される。本開示は、cis−およびtrans−幾何異性体（Z−およびE−幾何異性体）、R−およびS−エナンチオマー、ジアステレオマー、d−異性体、l−異性体、アトロプ異性体、エピマー、配座異性体、回転異性体、異性体の混合物ならびにそれらのラセミ体を含むすべてのそのような化合物が本開示により包含されると見なす。
【００９４】
本開示のさまざまな態様の説明は、例示の目的のために提示されたものであり、網羅的であること、または開示されている態様に限定することを意図するものではない。記載された態様の範囲および趣旨から逸脱することなく、多くの修正および変形が当業者には明らかになるであろう。本明細書において使用された専門用語は、市場において見られる技術と比べて態様の原理、実際の応用もしくは技術的改善を最も良く説明するために、または他の当業者が、本明細書に開示されている態様を理解できるよう選ばれた。前述の内容は、本開示の態様を対象とするが、その基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他の態様および別の態様を考案することができる。
【符号の説明】
【００９５】
100  方法
200  方法
201  圧力ポット
202  蓋
203  流体供給ホース
204  吸上げ管
205  ライン
206  ガン
207  ライン
208  ロボット
209  表面
300  方法
400  真空バッグ装置
402  真空ホース
404  真空シール
406  真空バッグ
408  金属プレート
410  箇所
500  ロータブレード、エーロフォイル
502  根元セクション
504  中間セクション
506  先端セクション
510  遠位端部
512  縁部
514  縁部
【図１】
2020050862.tif 000008
【図２】
2020050862.tif 000009
【図３】
2020050862.tif 000010
【図４】
2020050862.tif 000011
【図５】
2020050862.tif 000012
【図６】
2020050862.tif 000013
【図７】
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【外国語明細書】
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