(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管を詰まらせている内容物を除去するためのプランジャーであって、前記プランジャーは、ハンドルと、外面および内面を含む弾性を備え、ハンドルに付加される圧力に起因して屈曲する折りたたみ式カップとを有し、前記外面および内面はリムにおいて交わり、前記ハンドルは前記外面に取り付けられ、前記カップは疎水性コーティングでコートされ、前記ハンドルのうち少なくとも一部は、疎水性コーティングで任意選択的にコートされる、プランジャー。
【請求項２】
前記疎水性コーティングは、以下を含む：
ｉ）結合剤；ｉｉ）サイズが約３０μｍ〜約２２５μｍである第１の粒子；およびｉｉｉ）サイズが約１ｎｍ〜約２５μｍである第２の粒子であって、前記第２の粒子は、１つ以上の独立的に選択された疎水性部分または撥油性部分を含み、前記疎水性コーティングは、重量ベースで約５％〜約１０％のブロック共重合体を任意選択的に含む、
請求項１に記載のプランジャー。
【請求項３】
前記疎水性コーティングはベースコートと、トップコートとを含み、前記ベースコートは前記結合剤および前記第１の粒子を含み、前記カップに付加され、任意選択的に前記ハンドルに付加され、前記トップコートは前記第２の粒子を含み、前記ベースコートに付加される、請求項２に記載のプランジャー。
【請求項４】
前記カップの前記外面は概して凸型であり、前記内面は概して凹型であり、前記リムに対して平行な面内にある前記カップの断面は、概して卵形、楕円または偏円である請求項２〜３のいずれかに記載のプランジャー。
【請求項５】
前記結合剤はポリウレタンを含む、請求項２〜４のいずれかに記載のプランジャー。
【請求項６】
前記コーティングは、約５〜約１５％の第１の粒子を含み、前記第１の粒子は、ポリマー、金属、ガラス、ガラスバブル、半金属酸化物、金属酸化物およびセルロースから選択された物質を含む、請求項２〜５のいずれかに記載のプランジャー。
【請求項７】
前記第２の粒子は、シリカ粒子およびＲ３−ｎＳｉ−（ここで、ｎは、０、１または２）の形態のシラン、シロキサン、シラザンまたはシラン基を含む、請求項６に記載のプランジャー。
【請求項８】
前記シラン、シロキサンまたはシラザンは、ポリジメチルシロキサンおよびヘキサメチルジシラザンから選択される、請求項７に記載のプランジャー。
【請求項９】
前記疎水性コーティングは、ＣＳ−１０ホイールを２５０ｇ負荷と共に用いたＴａｂｅｒＭｏｄｅｌ：５０３器具上における２０、４０、６０、８０、１００、１２０、１４０、１６０、１８０、または２００回を越える摩耗サイクルに耐え、疎水性の損失を引き起こさない、請求項４〜８のいずれかに記載のプランジャー。
【請求項１０】
前記ハンドルを用いて前記カップを１００回圧縮した後に約２０℃において水中に浸漬した後、前記疎水性コーティングが塗布されたプランジャーの外面および内面の表面に付着した水量は約２グラム未満である、請求項１〜９のいずれかに記載のプランジャー。
【請求項１１】
前記コーティングは銀粒子をさらに含む、請求項１０に記載のプランジャー。
【請求項１２】
前記ハンドルは疎水性コーティングを含む、請求項１〜１１のいずれかに記載のプランジャー。
【請求項１３】
前記疎水性コーティングは超疎水性である、請求項１〜１２のいずれかに記載のプランジャー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連技術の相互参照
本国際出願は、発明の名称「プランジャーおよび疎水性表面を得るための方法」で２０１０年３月１５日に出願された米国仮特許出願第６１／３１４，１３７号に対して優先権の利益を主張し、その全体を参照として本明細書に組み込む。
【背景技術】
【０００２】
プランジャーは、衛生設備（例えば、配水管、トイレおよびシンク）の詰まりを取り除くために用いられる最も一般的な家庭用品である。図１に示すように、プランジャーは一般的には、（１）カップおよび（２）ハンドルの２つの部分からなる。カップを若干改変した形状であるカップから突出されたスカート（３）を有するプランジャー（図２）は、ホテルなどの産業用途に用いられる。プランジャーカップは典型的には、ゴムまたは可撓性のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）物質からなる。ＰＶＣは充填材（例えば、熱可塑性ゴム（ＴＰＲ））を含む複合物質として作製される場合もあり、充填材は、プランジャーカップの可撓性および硬度の最適化のために上限を３５％としてＰＶＣに付加される。ハンドルは典型的には木材または固体プラスチックであるが、他の物質（例えば、透明アクリル）も用いられる。
【０００３】
プランジャーの構築またはカップの高精度形成のために用いられる物質に関係無く、プランジャーは、衛生設備の表面に対する密閉状態を得ることによって動作し、その後、ハンドルを通じて可撓性カップが加圧されると、塞栓物が除去される。プランジング作用を得るために必要なハンドルへの加圧回数は、当該塞栓物の重大度によって異なる。
【０００４】
使用後、プランジャー（カップおよびハンドル）は典型的には、下水管に排出される物質（例えば、トイレ水）および／または他の物質（例えば、糞便））で覆われる。プランジャーをトイレから取り出す際、その水および他の物質が床上に垂れることが多く、その結果、プランジャーと接触した任意の表面が汚染される。床上にこのような水分が垂れた場合、トイレの清潔さおよび床表面損傷において極めて望ましくないだけでなく、細菌増殖の原因となる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】典型的な家庭用配水管プランジャーの三面図であり、カップ（１）が任意選択のリップ部（８）およびハンドル（２）と共に図示されている。
【図２】典型的な産業用（強力型）プランジャーの三面図であり、ハンドルおよびカップが任意選択のリップ部（８）およびスカート（３）と共に図示されており、リップ部（８）およびスカート（３）は、前記カップの下縁部から突出している。
【図３】プランジャーの実施形態を示し、カップおよびハンドルの一部（長さの約半分）に疎水性（超疎水性）コーティングが付加されている。
【図４】プランジャーの別の実施形態を示し、カップに疎水性（超疎水性）コーティングが付加されている。
【図５】産業用プランジャーの別の実施形態を示し、カップおよびハンドルの一部に疎水性（超疎水性）コーティングが付加されている。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本明細書中に記載する本開示の実施形態は、疎水性コーティングまたは超疎水性コーティングで全体的または部分的にコーティングされたプランジャーを提供する。このプランジャーは、配水管を介して排出される物質による湿潤および汚染に有利に耐えつつ、前記配管からの物質除去において用いることが可能である。前記プランジャーは、数十回または数百回使用後にも湿潤および汚染に耐える。使用回数は、ハンドルに付加される圧力を介したプランジャーカップの圧縮回数によって測定することができる。いくつかの実施形態において、ハンドルへの力付加によってプランジャーカップを約３００回圧縮した後においても、約２０℃においてプランジャーを水中に浸漬した後におけるプランジャー表面上の水の付着量は約０．２、約０．５、約１、約２、約３または約４グラム未満である。
【０００７】
本明細書中に記載されるプランジャーの実施形態は、下水管に排出される物質による湿潤および汚染に耐え、１つ以上の多様な利点を提供することができる。例えば、前記プランジャーの使用後に前記プランジャーを衛生設備から取り外す際、床および他の近隣物上に物質がほとんど垂れることが無いため、床および近隣表面を濡らすことが無く、また清浄に保持することができる。本明細書中に記載されるプランジャーの実施形態はまた、使用後のプランジャーからの臭気も低減またはゼロにする。加えて、本明細書中に記載される疎水性コーティングをプランジャーまたは他の物体のいずれに適用した場合でも、前記疎水性コーティング上における細菌（微生物）成長が抑制される。なぜならば、細菌成長に必要な水および／または他の物質は、限られた量しか前記疎水性コーティング上に累積しないからである。また、本明細書中に記載されるコーティング中に複数の異なる抗菌剤および／または抗真菌剤を含めることにより、細菌（微生物）成長をさらに抑制することができる。このような抗菌剤および／または抗真菌剤を非限定的に挙げると、亜鉛ピリチオン、亜鉛ジ（低級アルキル）ジチオカルバメート（例えば、亜鉛ジメチルジチオカルバメート）および銀（例えば、コロイダル銀または銀ナノ粒子）（典型的には、１〜５０ｐｐｍまたは１０〜３０ｐｐｍ）がある。
【０００８】
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるプランジャーの全部または一部に付加されるコーティングは、疎水性でありかつ撥油性である。疎水性でありかつ撥油性であるプランジャーは、下水管中に排出される物質（例えば、糞便）による湿潤および汚染にさらに耐える。このようなプランジャーは、細菌成長に必要な物質量を制限することができるため、細菌成長がさらに制限される。
【０００９】
よって、本明細書中に記載されるプランジャーの実施形態は、トイレ、シンクならびにトイレおよびシンクに接続された配水管パイプの詰まりなどの配管詰まりの除去に適しており、産業用途の実施形態も含む。特定の種類の衛生設備からの内容物除去に適合するように、多様な幅のカップ形状（卵形、円形など）を作製することができる。加えて、適切な剛性および弾性のカップを作製する際に１つ以上のゴムを用いることで、本明細書中に記載されるプランジャーの実施形態の外形を、衛生設備の表面に合わせて適合させることが可能となる。
【００１０】
１．０定義
【００１１】
本開示において、疎水性コーティングとは、室温（約１８〜約２３°Ｃ）において水滴の形成する表面接触角度が約９０°を越えかつ約１５０°未満である疎水性コーティングを指す。同様に、本開示において、超疎水性コーティングとは、室温において水滴の形成する表面接触角度が約１５０°を越えかつ理論最大接触角度である約１８０°未満であるものを指す。「疎水性」という用語は超疎水性を含み、他に明記無き限り、超疎水性に限定され得る。
【００１２】
本開示において、撥油性物質または撥油性表面とは、室温において軽油液滴によって形成される表面接触角度が約２５°を越えかつ理論最大接触角度である約１８０°未満であるものを指す。
【００１３】
耐久性とは、他に明記無き限り、機械的摩耗または屈曲に起因して疎水性の損失に対する抵抗を示す。
【００１４】
部分（単数または複数）とは、本開示において、化学基（例えば、アルキル基、フルオロアルキル基、ハロアルキル基）を指し、分子の別の部分または別の物質（例えば、第１の粒子または第２の粒子）に直接的または間接的に結合（例えば、共有結合）するものを指す。部分は、粒子と共有結合していない（例えば、第１の粒子または第２の粒子と関連付けられたシロキサンまたはシラザン）物質と関連付けられた物質の化学成分も含む（例えば、第１の粒子または第２の粒子の成分）。
【００１５】
本明細書中用いられるアルキルとは、直鎖または分岐アルキルラジカルを指す。アルキル基は、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０アルキル、Ｃ４〜Ｃ２０アルキル、Ｃ６〜Ｃ１８アルキル、Ｃ６〜Ｃ１６アルキルまたはＣ６〜Ｃ２０アルキルから独立的に選択され得る。他に明記無き限り、アルキルはシクロアルキルを含まない。シクロアルキル基は、以下から独立的に選択され得る：１つまたは２つのＣ４〜Ｃ８シクロアルキル官能基を含むＣ４〜Ｃ２０アルキル；１つまたは２つのＣ４〜Ｃ８シクロアルキル官能基を含むＣ４〜Ｃ２０アルキル；１つまたは２つのＣ４〜Ｃ８シクロアルキル官能基を含むＣ６〜Ｃ２０アルキル；１つまたは２つのＣ４〜Ｃ８シクロアルキル官能基を含むＣ６〜Ｃ１８アルキル；および１つまたは２つのＣ４〜Ｃ８シクロアルキル官能基を含むＣ６〜Ｃ１６アルキル。前記アルキル基の１つ以上の水素原子をフッ素原子と置換することで、フルオロアルキル基を形成することができる。
【００１６】
本明細書中用いられるような低級アルキルとは、Ｃ１〜Ｃ６アルキル基を指す。
【００１７】
本明細書中用いられるようなハロアルキルとは、アルキル基中に存在する水素原子のうちいくつかまたは全てをハロゲン原子と置換したアルキル基を指す。ハロゲン原子は、ハロアルキル基中の塩素またはフッ素原子に限定され得る。
【００１８】
本明細書中用いられるようなフルオロアルキルとは、アルキル基中に存在する水素原子のうちいくつかまたは全てをフッ素原子と置換したアルキル基を指す。
【００１９】
本明細書中用いられるようなペルフルオロアルキルとは、アルキル基中に存在する各水素原子についてフッ素原子を置換したアルキル基を指す。
【００２０】
本開示において、内容物が「重量ベース」で存在するものとして記載されている場合、結合剤系の総重量に対する当該内容物の成分の重量をパーセントで測定したものである。液体成分（例えば、市販の結合剤製品）が用いられる場合、当該液体成分の重量を用いて、前記市販の製品中に存在し得る溶質および溶媒の相対量に関係なく重量ベースを計算する。よって、例えば結合剤としてＰｏｌａｎｅを用いる場合、製造業者の指示に従って調製されたＰｏｌａｎｅの重量を用いて重量ベースを計算するが、ポリウレタン溶質および有機溶媒の比率は考慮しない。例えば噴霧に適した濃度まで組成を希釈するために当該組成に別個に付加された任意選択の溶媒は、重量ベースの内容物の計算には含まれない。
【００２１】
本明細書中用いられるように、結合剤に言及する際の「水性」とは、水を含む液体組成または（例えば粘度低減のために）水で希釈可能な液体組成を指す。水性結合剤組成を挙げると、溶液、分散、懸濁液、エマルションゲルなどがある。
【００２２】
「半金属」という用語は、元素Ｂ、Ｓｉ、Ｓｂ、ＴｅおよびＧｅを指す。半金属の酸化物または半金属酸化物を非限定的に挙げると、Ｂ、Ｓｉ、Ｓｂ、ＴｅおよびＧｅの酸化物（例えば、ＳｉＯ２）がある。
【００２３】
２．０プランジャーカップ
【００２４】
ここで図１を参照して、本明細書中開示されるプランジャーカップの実施形態は、多数の形態をとり得る。一般的には、前記カップは、凹型内面（４）および凸型外面（５）を有するような形状にされる。前記カップには、ハンドルの端部（９）に適合するように強化可能であるかまたは構築可能な点においてハンドルが取り付けられる。前記内面および外面は、リム（７）において交わる。リム（７）には、任意選択のリップ（８）が取り付けられ得る。前記ハンドルの取り付け地点を強化することで、接合部の適切な強度が得られ、また、ハンドルからカップへ付加される力が分散される。そのため、前記ハンドルがカップ外面に取り付けられる地点における形状は、凸型形状から外れ得る。前記リムに対して平行でありかつハンドルの長軸（６）に対して概して垂直であるカップの断面は一般的には、円形、卵形、楕円または偏円形状である。添付図面に示すカップに加えて、適切なカップ形状のいくつかの例について、米国特許第４，６２２，７０２号および４，７６８，２３７号に記載がある。本明細書中、同文献のプランジャーカップ形状についての開示内容を参考のため援用する。
【００２５】
図２を参照して、いくつかの実施形態（特に、産業用実施形態）において、前記カップに「スカート」（３）を取り付けることができる。スカート（３）により、プランジャーが衛生設備の形状に適合し易くなる。前記スカートは一般的には材料の円筒部分であり、前記カップのリムに取り付けられるかまたは前記カップのリムにすぐ内側に設けられる。前記スカートは、前記カップから離隔方向に延びるにつれて若干幅狭となり得る。スカートを設ける場合、前記スカートは一般的にはカップと同じ材料で構成され、前記カップとワンピース構造にされる。しかし、スカートとカップを別の物質で構成してもよい。
【００２６】
本明細書中に記載される実施形態において、プランジャーカップは、耐水性の弾性物質から構成され得る。いくつかの実施形態において、前記プランジャーは、ゴム（天然または合成）あるいは可撓性ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）材料からなる。ＰＶＣを用いる場合、ＰＶＣは、充填材（例えば、熱可塑性ゴム（ＴＰＲ））との複合物質として調製され得る。前記充填材の付加量は例えば３５（重量）％以上までであり得、これにより、所望の特性（ＰＶＣの可撓性の向上ならびに適切な硬度および弾性）が得られる。他の実施形態において、前記カップは、以下からなる群から選択されたゴムから構成され得る：ニトリルゴム、アクリロニトリル−ブタジエン（ＮＢＲ）、天然ゴム、ブタジエン型ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレン、エチレンプロピレンジエン改質ゴム（ＥＰＤＭ）、ポリウレタンゴム、ブチルゴム、ネオプレン、イソプレン、ポリイソプレン、ハロブチルゴム、フルオロエラストマ、エピクロルヒドリンゴム、ポリアクリレートゴム、塩素化ポリエチレンゴム、水素化ＳＢＲ、水素化ＮＢＲ、カルボキシル化ＮＢＲ、シリコーンゴムまたは混合物、これらの共重合体または三元重合体。
【００２７】
３．０ハンドル
【００２８】
プランジャーのハンドルは一般的には、衛生設備の詰まりの原因となっている水および物質を加圧できるようにカップを有効に圧縮することが可能な地点において、カップ外面に取り付けられる。プランジャー断面が円形である場合、ハンドルは典型的には、全方向において前記リムからほぼ等距離である地点において、前記外面に取り付けられる。
【００２９】
プランジャーと共に用いられるハンドルは、任意の適切な硬質物質で構成することができる（例を非限定的に挙げると、木材、プラスチックおよび金属）。いくつかの実施形態において、前記ハンドルは、透明プラスチックで構成することができる（例えば、アクリル）。いくつかの実施形態において、前記ハンドルは中空であり得、一端においてカップ内部と流体接続し、他端において圧力供給のための水源へと接続される（例えば、米国特許第４，７６８，２３７号を参照）。本明細書中、同文献の中空ハンドルおよび流体接続の利用についての開示内容を参考のため援用する。前記ハンドルに対し、本明細書中に記載のような疎水性コーティングを付与してもよい。
【００３０】
４．０コーティング
【００３１】
本明細書中に記載されるプランジャーの表面に塗布されるコーティングは、使用時においてプランジャーカップが繰り返し屈曲されても疎水性が実質的に失われることのないような十分な可撓性を備えた疎水性コーティングが得られれば、任意のコーティングでよい。
【００３２】
いくつかの実施形態において、プランジャーおよび任意選択的にハンドルに塗布される疎水性コーティングは、以下を含む：ｉ）結合剤；ｉｉ）サイズが約３０μｍ〜約２２５μｍであるサイズが第１の粒子；およびｉｉｉ）サイズが約１ナノメートル（ｎｍ）〜約２５μｍである第２の粒子であって、前記第２の粒子は、１つ以上の独立的に選択された疎水性部分または撥油性部分を含む、第２の粒子。
【００３３】
他の実施形態において、前記プランジャーに付加される疎水性コーティングは、ベースコートと、トップコートとを含む。前記ベースコートは、前記結合剤および前記第１の粒子を含み、前記カップに付加され、任意選択的に前記ハンドルに付加される。前記トップコートは、第２の粒子を含む。前記第２の粒子は、表面（例えば、前記プランジャーの表面（例えば、カップまたはハンドル））へ前記ベースコートを塗布した後に、前記ベースコートへ塗布される。
【００３４】
４．１結合剤
【００３５】
疎水性コーティングの調製のために用いられる結合剤は、多様な組成を持ち得る。適切な結合剤を選択する際の１つの考慮事項として、コーティング対象表面と、結合剤使用時に用いられる任意の溶媒（単数または複数）との間の適合性がある。プランジャーハンドルに付加される圧力に起因して発生する屈曲の繰り返しがあった場合でも、コーティングの疎水性が実質的に低下するほど（すなわち、コーティング疎水性また撥水能力が実質的に５％、１０％、１５％、２０％または２５％を越えて低下しない（例えば、ハンドルへの加圧によって１００回の陥没の前に１００ｍｇの水がプランジャーに密着する場合、１０５、１１０、１２５、１２０または１２５ｍｇの水がプランジャー表面に密着しない）、プランジカップからの知覚可能な欠け落ち、亀裂または剥離を引き起こさないように十分な可撓性を保持しておりなおかつプランジャー表面に密着することが可能な結合剤であれば、実質的に任意の結合剤を用いることができる。いくつかの実施形態において、用いられる結合剤は、任意の付加される第１の粒子または第２の粒子無しで疎水性であり、これにより、疎水性コーティングおよび／または撥油性コーティング調製において有利となる。
【００３６】
いくつかの実施形態において、前記結合剤は、ラッカー、ポリウレタン（例えば、水性ポリウレタン）、フルオロポリマーまたはエポキシから選択され得る。他の実施形態において、前記結合剤は、ラッカー、ポリウレタンまたはフルオロポリマーから選択され得る。結合剤は、前記結合剤の耐久性、疎水性および撥油性を変化させる本明細書中に記載される第１のおよび第２の粒子無しで、親水性、疎水性または疎水性および撥油性であり得る。
【００３７】
用いられる結合剤が親水性である場合、第１の粒子および第２の粒子を含むコーティングをプランジャーに塗布した後、前記コーティングにシラン処理剤を塗布することができる。
【００３８】
表面（例えば、本明細書中に記載されるプランジャーの表面）に塗布される疎水性コーティングは、結合剤と共に形成することができ、広範囲の厚さを有する。いくつかの実施形態において、前記コーティングの厚さは、約１０μｍ〜約２２５μｍの範囲から選択される。この広範囲内において用いられる実施形態のコーティング厚さの範囲は、約１０μｍ〜約２５μｍ、約２５μｍ〜約５０μｍ、約５０μｍ〜約７５μｍ、約７５μｍ〜約１００μｍ、約１００μｍ〜約１２５μｍ、約１２５μｍ〜約１５０μｍ、約１５０μｍ〜約１７５μｍ、約１７５μｍ〜約２００μｍ、約２００μｍ〜約２２５μｍ、約１５μｍ〜約２００μｍ；約２０μｍ〜約１５０μｍ；約３０μｍ〜約１７５μｍ；および約５０μｍ〜約２００μｍである。
【００３９】
４．１．１ラッカー結合剤
【００４０】
本明細書中に記載されるプランジャーの実施形態において、ラッカー結合剤を用いることができる。ラッカーは、プランジャーおよび／またはプランジャーハンドルを作製する際に用いられ得る多様な表面上において用いることができ、また、プラスチック、木材および金属（例を非限定的に挙げると、金属（スチール、ステンレススチールおよびアルミニウム））、プラスチックおよびゴム上のコーティングを形成する際において特に有用である。ラッカー結合剤は典型的には高分子材料であり、キャリヤー溶媒中に懸濁または熔解され、ラッカー結合剤の塗布に用いられるキャリヤー溶媒の蒸発により、硬仕上げになるまで少なくとも部分的に乾燥される。ラッカー中に存在する高分子結合剤を非限定的に挙げると、ニトロセルロースおよびアクリルラッカーがあり、これらはそれぞれ、疎水性コーティングの調製において適切に用いられる。
【００４１】
本明細書中のプランジャーの実施形態において、特にコーティングを基板に付加した後に前記コーティングにシラン処理剤を塗布する場合において、親水性ラッカーは結合剤として用いることができる。他の実施形態において、以下に説明する第１の粒子または第２の粒子が無い場合に疎水性であるラッカーを用いて、本明細書中に記載されるコーティングを調製することができる。
【００４２】
１つ以上の所望の特性を得るために、ラッカー中に存在する高分子材料および溶媒に加えて、ラッカー特性を向上させる多様な他の物質も含めることができる。例えば、このような物質を用いることにより、色が得られるだけでなく、ラッカーとラッカーの塗布先であるプランジャー表面（すなわち、カップまたはハンドル）との間の密着性を向上させる。
【００４３】
多様な市販のラッカー調製物を用いて、本明細書中に記載される耐久性コーティングを調製することができる。利用可能な市販のアクリルラッカーを以下に挙げる：「Ｓｅｌｆ−Ｅｔｃｈｉｎｇ  Ｐｒｉｍｅｒ」（Ｅａｓｔｗｏｏｄ  Ｃｏ．、Ｐｏｔｔｓｔｏｗｎ、ＰＡ）；ＤｕＰｏｎｔ  ＶａｒｉＰｒｉｍｅ６１５Ｓ（ＤｕＰｏｎｔ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥ）およびＮａｓｏｎ４９１−１７Ｅｔｃｈ  Ｐｒｉｍｅｒ（ＤｕＰｏｎｔ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥ）。
【００４４】
ラッカーは多様な表面上において用いることができ、また、プラスチック、木材および金属（例を非限定的に挙げると、金属（スチール、ステンレススチール、およびアルミニウム））、プラスチックおよびゴム上においてコーティングを形成する際に特に有用である。
【００４５】
４．１．２ポリウレタン結合剤
【００４６】
多様なポリウレタン（例えば、有機溶媒中または水中において調製されるもの）を用いて、本明細書中に記載される疎水性コーティングおよび／または撥油性コーティングを調製することができる。ポリウレタンは、ウレタン（カルバマート）結合によって結合された有機単位の鎖からなるポリマーである。ポリウレタンポリマーは典型的には、少なくとも２つのイソシアネート官能基を含む少なくとも１種類のモノマーと、少なくとも２つのヒドロキシル（アルコール）基を含む少なくとも１つの他のモノマーとの間の重合を通じて形成される。触媒を用いることで、重合反応を高速化することができる。他の成分をポリウレタンコーティング組成中に含めることで、所望の特性を得ることができる（例を非限定的に挙げると、所望の特性のコーティングを所望の硬化時間で得ることが可能なカルバマート形成反応（単数または複数）を発生させる界面活性剤および他の添加剤）。
【００４７】
いくつかの実施形態において、耐久性コーティングにおいて用いられるポリウレタンは、ポリイソシアネートならびに−ＯＨ（ヒドロキシル）およびＮＨ（アミン）終端モノマーの混合物から形成され得る。このような系において、前記ポリイソシアネートは、ヘキサメチレンジイソシアネートの三量体またはホモポリマーであり得る。
【化１】
0005858441.tif 000002
【００４８】
このような系と適合するいくつかの溶媒を挙げると、ｎ−ブチルアセテート、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、シクロヘキサノン、イソプロピルアセテート、およびメチルイソブチルケトンおよびこれらの混合物がある。
【００４９】
いくつかの実施形態において、以下に記載される第１の粒子または第２の粒子無しで疎水性であるポリウレタンを用いて、本明細書中に記載されるコーティングを調製することができる。利用可能な市販のポリウレタンを挙げると、ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）系列のポリウレタン（Ｓｈｅｒｗｉｎ  Ｗｉｌｌｉａｍｓ（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ、ＯＨ））がある。
【００５０】
ポリウレタンは、単一の成分として適用可能な組成であってもよいし、あるいは、２部または３部の（成分）系（例えば、ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）製品）であってもよい。例えばＰＯＬＡＮＥ（登録商標）Ｂは、ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）Ｂ（典型的には６部）と、触媒（例えば、典型的には１部のＶ６６Ｖ２７またはＶ６６Ｖ２９（Ｓｈｅｒｗｉｎ  Ｗｉｌｌｉａｍｓ））および還元剤（典型的には、２５〜３３％のＲ７Ｋ８４（Ｓｈｅｒｗｉｎ  Ｗｉｌｌｉａｍｓ））とを混合することにより、調製することができる。このようにして調製された混合ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）Ｂの「ポットライフ」は典型的には、６〜８時間である。
【００５１】
多様な水性ポリウレタン組成（水性ポリウレタン懸濁液、エマルション、分散、ゲルなど）を用いて、本明細書中に記載される疎水性コーティングおよび／または撥油性コーティングを調製することができる。いくつかの市販の水性ポリウレタン組成を挙げると、ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）７００ＴおよびＫＥＭＡＱＵＡ（登録商標）（Ｓｈｅｒｗｉｎ−Ｗｉｌｌｉａｍｓ）、およびＢａｙｈｙｄｒｏｌ１２４（Ｂａｙｅｒ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ）があり、これらを単独または組み合わせて用いることができる。
【００５２】
ポリウレタン結合剤は、多様な表面と適合しかつ多様な表面に対して良好な密着性を示す。ポリウレタン結合剤を用いて、疎水性コーティングを、ほとんどでないにしても多くの表面（例を非限定的に挙げると、金属、ガラス、ゴムおよびプラスチックの表面）上に形成することができる。
【００５３】
４．１．３フルオロポリマー結合剤
【００５４】
他の実施形態において、本明細書中に記載される疎水性および／または撥油性（ＨＰ／ＯＰ）コーティングの調製において、多様なフルオロポリマー組成を結合剤として用いることができる。フルオロポリマーは、１つ以上のフルオロアルキル基を含むポリマーである。いくつかの実施形態において、耐久性コーティングにおいて用いられるフルオロポリマーは、フルオロエチレン／ビニルエーテル共重合体（ＦＥＶＥ）から形成され得る。第１の粒子または第２の粒子無しで疎水性であるフルオロポリマー（以下にさらに説明する）を用いて、本明細書中に記載されるコーティングを調製することができる。ＨＰ／ＯＰコーティングの調製において利用可能な市販のフルオロポリマーを挙げると、ＬＵＭＩＦＬＯＮ（登録商標）系列ポリマー（旭硝子株式会社、東京、日本）がある。
【００５５】
結合剤として利用可能なフルオロポリマーは典型的には、ＬＵＭＩＦＬＯＮ（登録商標）製品の場合のように、２成分または３成分系として形成される。例えば、ＬＵＭＩＦＬＯＮ（登録商標）ＬＦは、５８部のＬＵＭＩＦＬＯＮ（登録商標）ＬＦ−２００、６．５部のＤＥＳＭＯＤＵＲ（登録商標）Ｎ３３００Ａ（Ｂａｙｅｒ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ、Ｌｅｖｅｒｋｕｓｅｎ、Ｇｅｒｍａｎｙ）、２．５部の触媒（ＤＡＢＣＯＴ１２（１／１０，０００部）、ＤＡＢＣＯ（１、４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、１／１０，０００部）、１部のキシレン）と、３３部のキシレンとを混合することにより、調製することができる。他に明記無き限り、ＬＵＭＩＦＬＯＮ（登録商標）（特に下記例中のもの）とは、ＬＵＭＩＦＬＯＮ（登録商標）ＬＦを指す。フルオロポリマーコーティング（例えば、ＬＵＭＩＦＬＯＮ（登録商標））は、多様な表面に塗布することができる（例えば、木材、金属、ゴム、およびプラスチック）。
【００５６】
４．２第１の粒子
【００５７】
本明細書中に開示されるコーティングの実施形態は、コーティングの機械的特性（例えば、疎水性コーティングおよび／または撥油性コーティングの耐久性）を向上させるために結合剤組成に付加される粒子を含み得る。本明細書中、多様なこのような粒子を「第１の粒子」と呼ぶ。なぜならば、本明細書中に記載されるコーティングは、結合剤に付加される１つ以上のさらなる種類の粒子（エキステンダまたは充填材としても知られる）を任意選択的に持ち得るからである。ＨＰ／ＯＰコーティング中において利用可能なこのような第１の粒子を非限定的に挙げると、以下を含む粒子がある：木材（例えば、木材粉塵）、ガラス、金属（例えば、鉄、チタン、ニッケル、亜鉛、錫）、金属合金、金属酸化物、半金属酸化物（例えば、シリカ）、プラスチック（例えば、熱可塑性のもの）、カーバイド、窒化物、ホウ化物、スピネル、ダイヤモンドおよびファイバー（例えば、ガラスファイバー）。
【００５８】
第１の粒子の選択においては、多数の変数が考えられ得る。これらの変数を非限定的に挙げると、得られるコーティングに対する第１の粒子の影響、コーティングのサイズ、コーティングの硬度、コーティングと結合剤との間の適合性、コーティングの利用環境に対する第１の粒子の耐性、およびコーティングプロセスにおいて第１の粒子が耐える必要のある環境（例えば、温度および溶媒条件に対する耐性）がある。
【００５９】
本明細書中に記載される実施形態において、第１の粒子の平均サイズは、約１ミクロン（μｍ）〜約２５０μｍの範囲で選択される。このようなより広い範囲内において、実施形態における第１の粒子の平均サイズは、約１μｍ〜約５μｍ、約５μｍ〜約１０μｍ、約１０μｍ〜約１５μｍ、約１５μｍ〜約２０μｍ、約２０μｍ〜約２５μｍ、約１μｍ〜約２５μｍ、約５μｍ〜約２５μｍ、約２５μｍ〜約５０μｍ、約５０μｍ〜約７５μｍ、約７５μｍ〜約１００μｍ、約１００μｍ〜約１２５μｍ、約１２５μｍ〜約１５０μｍ、約１５０μｍ〜約１７５μｍ、約１７５μｍ〜約２００μｍ、約２００μｍ〜約２２５μｍ、および約２２５μｍ〜約２５０μｍである。また、前記より広い範囲内には、以下を含む粒子を用いた実施形態が含まれる：約１０μｍ〜約１００μｍ、約１０μｍ〜約２００μｍ、約２０μｍ〜約２００μｍ、約３０μｍ〜約５０μｍ、約３０μｍ〜約１００μｍ、約３０μｍ〜約２００μｍ、約３０μｍ〜約２２５μｍ、約５０μｍ〜約１００μｍ、約５０μｍ〜約２００μｍ、約７５μｍ〜約１５０μｍ、約７５μｍ〜約２００μｍ、約１００μｍ〜約２２５μｍ、約１００μｍ〜約２５０μｍ、約１２５μｍ〜約２２５μｍ、約１２５μｍ〜約２５０μｍ、約１５０μｍ〜約２００μｍ、約１５０μｍ〜約２５０μｍ、約１７５μｍ〜約２５０μｍ、および約２００μｍ〜約２５０μｍ。
【００６０】
前記結合剤組成および前記第１の粒子の特性に応じて、第１の粒子を多様な比率で結合剤中に含めることができる。いくつかの実施形態において、前記第１の粒子は、約１重量％〜約６０重量％以上の範囲で選択された内容物を持ち得る。実施形態において、この広い範囲内には、前記第１の粒子が以下の範囲内において重量％で含まれる：約２％〜約５％、約５％〜約１０％、約１０％〜約１５％、約１５％〜約２０％、約２０％〜約２５％、約２５％〜約３０％、約３０％〜約３５％、約３５％〜約４０％、約４０％〜約４５％、約４５％〜約５０％、約５０％〜約５５％、約５５％〜約６０％、および６０％よりも高い範囲。また、この広い範囲内には、前記第１の粒子が以下の範囲内において重量ベースで重量％で含まれる：約４％〜約３０％、約５％〜約２５％、約５％〜約３５％、約１０％〜約２５％、約１０％〜約３０％、約１０％〜約４０％、約１０％〜約４５％、約１５％〜約２５％、約１５％〜約３５％、約１５％〜約４５％、約２０％〜約３０％、約２０％〜約３５％、約２０％〜約４０％、約２０％〜約４５％、約２０％〜約５５％、約２５％〜約４０％、約２５％〜約４５％、約２５％〜約５５％、約３０％〜約４０％、約３０％〜約４５％、約３０％〜約５５％、約３０％〜約６０％、約３５％〜約４５％、約３５％〜約５０％、約３５％〜約６０％、または約４０％〜約６０％。
【００６１】
いくつかの実施形態において、前記第１の粒子がガラス球面体を含むかまたはガラス球面体からなる場合、前記第１の粒子は、上記の範囲のうち任意の範囲内で存在し得るか、または、約１％〜約４０％、約３％〜約４５％、約１０％〜約４５％または約２％〜約１５％の範囲内において重量ベースで存在し得る。
【００６２】
前記第１の粒子がポリエチレンまたは改質ポリエチレンである他の実施形態において、前記粒子は、上記範囲のうち任意の範囲から選択された内容物中に存在し得るか、または、約３％〜約２０％、約３％〜約１５％または約３％〜約１０％の範囲内において重量ベースで存在し得る。
【００６３】
第１の粒子を含めることで、前記第１の粒子の存在に起因してテクスチャ化された表面を得ることが可能となる。このような実施形態において、前記第１の粒子の存在により、形成されたコーティングの高さまで表面テクスチャを得ることが可能となる。前記第１の粒子の存在に起因する前記高さは、０（前記第１の粒子が結合剤表面の真下にあるところ）から前記第１の粒子が前記結合剤コーティングの高さのほぼ完全に上方にある地点（この場合も、前記第１の粒子は結合剤でコーティングされ得る）までの範囲であり得る。このように、第１の粒子を含めることにより、テクスチャ化された表面を得ることができ、このようなテクスチャ化された表面において、前記第１の粒子に起因して、結合剤の最大高さは最大約２５０μｍとなる。よって、このような高さは、以下の範囲内において存在し得る：約１μｍ〜約５μｍ、約１μｍ〜約１０μｍ、約１μｍ〜約１５μｍ、約１μｍ〜約２０μｍ、約１μｍ〜約２５μｍ、約１μｍ〜約５０μｍ、約１μｍ〜約７５μｍ、約１μｍ〜約１００μｍ、約１μｍ〜約１２５μｍ、約１μｍ〜約１５０μｍ、約１μｍ〜約１７５μｍ、約１μｍ〜約２００μｍ、約１μｍ〜約２２５μｍ、約１μｍ〜約２５０μｍ、約１０μｍ〜約８０μｍ、約１５〜約８０μｍ、約２０〜約１００μｍ、および約３０〜約７０μｍ。
【００６４】
算術平均粗さ（Ｒａ）または１０点平均粗さ（Ｒｚ）を表面テクスチャの基準として用いることにより、コーティングの表面テクスチャを評価することができる。いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるコーティングの算術平均粗さ（Ｒａ）は、以下の範囲から選択される：約０．２μｍ〜約２０μｍ；約０．３μｍ〜約１８μｍ；約０．２μｍ〜約８μｍ；約８μｍ〜約２０μｍ；または約０．５μｍ〜約１５μｍ。他の実施形態において、本明細書中に記載されるコーティングの１０点平均粗さ（Ｒｚ）は、以下の範囲から選択される：約１μｍ〜約９０μｍ；約２μｍ〜約８０μｍ；約３μｍ〜約７０μｍ；約１μｍ〜約４０μｍ；約４０μｍ〜約８０μｍ；約１０μｍ〜約６５μｍ；または約２０μｍ〜約６０μｍ。
【００６５】
第１の粒子は、前記第１の粒子を疎水性および／または撥油性にさせる部分を任意選択的に含み得る。このような部分を導入することが所望される場合、前記粒子と、前記粒子を疎水性および／または撥油性にさせる部分と共有結合する試薬とを反応させることができる。いくつかの実施形態において、前記試薬は、シラン処理剤であり得る（例えば、アルキル、ハロアルキル、フルオロアルキルまたはペルフルオロアルキル部分（官能基）を導入するもの）。いくつかの実施形態において、前記シラン処理剤は、式（Ｉ）の化合物（すなわち、Ｒ４−ｎＳｉ−Ｘｎ）であり、第２の粒子の処理のための以下に記載する式（Ｉ）の化合物の多様な実施形態である。前記粒子の機能化が必要な場合、多様な処理（例えば、酸、塩基、プラズマへの露出）によって多くの種類の第１の粒子の表面を活性化させてシラン処理剤と反応させることができる。
【００６６】
本明細書中に記載される実施形態において、前記第１の粒子は、疎水性および／または撥油性のうち１つ以上（例えば、当該粒子を形成する組成に固有の特性を越えた特性）を前記粒子に付与する官能基を付加することにより、改質されない。１つのこのような実施形態において、第１の粒子は、共有結合アルキル、ハロアルキル、フルオロアルキルまたはペルフルオロアルキル官能基（部分）を含まない。別のこのような実施形態において、第１の粒子は、シラン処理剤（例えば、式（Ｉ）の化合物）で処理されない。
【００６７】
４．３第１の粒子の例示的な供給源
【００６８】
第１の粒子は、上記した多様な物質から調製することができる。あるいは、第１の粒子を多様な供給業者から購入することも可能である。本明細書中に記載される疎水性および／または撥油性（ＨＰ／ＯＰ）コーティングの形成において利用可能ないくつかの市販の第１の粒子を、以下の表１中に挙げる。
【表１】
0005858441.tif 000003
【表２】
0005858441.tif 000004
【表３】
0005858441.tif 000005
【００６９】
４．４第２の粒子
【００７０】
本明細書中に開示されるコーティングの実施形態においては、第２の粒子（例えば、ナノ粒子）も用いられ得る。前記第２の粒子は、疎水性部分を有する粒子を含む。多様な第２の粒子を用いて、本明細書中に記載されるプランジャーに適用される疎水性コーティングを調製することができる。適切な第２の粒子は、約１ナノメートル（ｎｍ）〜約２５μｍのサイズを有し、前記第２の粒子および前記第２の粒子が含まれるコーティングを疎水性にし、フルオロアルキル基を含むように選択されると撥油性にする１つ以上の化学部分（基または成分）と、に共有結合することができる。
【００７１】
いくつかの実施形態において、前記第２の粒子の平均サイズは、約１ｎｍ〜約２５μｍ以上の範囲において選択され得る。この広い範囲内には、前記第２の粒子の平均サイズが約１ｎｍ〜約１０ｎｍ、約１０ｎｍ〜約２５ｎｍ、約２５ｎｍ〜約５０ｎｍ、約５０ｎｍ〜約１００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約２５０ｎｍ、約２５０ｎｍ〜約５００ｎｍ、約５００ｎｍ〜約７５０ｎｍ、約７５０ｎｍ〜約１μｍ、約１μｍ〜約５μｍ、約５μｍ〜約１０μｍ、約１０μｍ〜約１５μｍ、約１５μｍ〜約２０μｍ、約２０μｍ〜約２５μｍ、１ｎｍ〜約１００ｎｍ、約２ｎｍ〜約２００ｎｍ、約１０ｎｍ〜約２００ｎｍ、約２０ｎｍ〜約４００ｎｍ、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍ；約４０ｎｍ〜約８００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約１μｍ、約２００ｎｍ〜約１．５μｍ、約５００ｎｍ〜約２μｍ、約５００ｎｍ〜約２．５μｍ、約１．０μｍ〜約１０μｍ、約２．０μｍ〜約２０μｍ、約２．５μｍ〜約２５μｍ、約５００ｎｍ〜約２５μｍ、約４００ｎｍ〜約２０μｍ、および約１００ｎｍ〜約１５μｍ、約１ｎｍ〜約５０ｎｍ、約１ｎｍ〜約４００ｎｍ、約１ｎｍ〜約５００ｎｍ、約２ｎｍ〜約１２０ｎｍ、約５ｎｍ〜約１００ｎｍ、約５ｎｍ〜約２００ｎｍ；約５ｎｍ〜約４００ｎｍ；約１０ｎｍ〜約３００ｎｍ；または約２０ｎｍ〜約４００ｎｍ内である実施形態が含まれる。
【００７２】
上記した実施形態において、第２の粒子のサイズの下限は、約２０ｎｍ、約２５ｎｍ、約３０ｎｍ、約３５ｎｍ、約４０ｎｍ、約４５ｎｍ、約５０ｎｍまたは約６０ｎｍよりも大きな粒径に限定され得、第２の粒子のサイズの上限は、約２０μｍ、約１０μｍ、約５μｍ、約１μｍ、約０．８μｍ、約０．６μｍ、約０．５μｍ、約０．４μｍ、約０．３μｍまたは約０．２μｍ未満の粒径に限定され得る。第２の粒子の粒径の上限および下限は、単独で用いてもよいし、あるいは、上記した粒子組成の粒径制限、コーティング中のパーセント組成などのうち任意のものと組み合わせて用いてもよい。
【００７３】
いくつかの実施形態において、前記コーティングは、前記コーティングがサイズが２５μｍ未満である粒子（例えば、第１の粒子または第２の粒子）のみを含まない、またはサイズが２５μｍ未満である非実質的な量以上の粒子を前記コーティングが含まないことを条件に（サイズが２５μｍを越える粒子の分離プロセスにより、最終的に意図しない非実質的な量の２５μｍ以下である粒子が得られることを認識して）、上記した範囲の範囲において第１の粒子を含み得る。
【００７４】
他の実施形態において、第１の粒子の平均サイズは３０μｍを越えかつ２５０μｍ未満であり得、第１の粒子は、サイズが３０μｍ未満である実質的な量の粒子（例えば、第１の粒子および第２の粒子）を含まない。さらに他の実施形態において、前記コーティングは、サイズが４０μｍ以下である粒子（例えば、第１の粒子および第２の粒子）またはサイズが４０μｍ以下の実質的な量の粒子のみを含まない。さらに他の実施形態において、前記コーティングは、サイズが５０μｍ以下である粒子（例えば、第１の粒子および第２の粒子）または実質的な量のサイズが５０μｍ以下である粒子のみを含まない。
【００７５】
例えば第２の粒子がヒューミングによって調製される（例えば、ヒュームドシリカまたはヒュームド酸化亜鉛）他の１つの実施形態において、前記第２の粒子の平均サイズは、約１ｎｍ〜約５０ｎｍ；約１ｎｍ〜約１００ｎｍ；約１ｎｍ〜約４００ｎｍ；約１ｎｍ〜約５００ｎｍ；約２ｎｍ〜約１２０ｎｍ；約５ｎｍ〜約１００ｎｍ；約５ｎｍ〜約２００ｎｍ；約５ｎｍ〜約４００ｎｍ；約１０ｎｍ〜約３００ｎｍ；または約２０ｎｍ〜約４００ｎｍから選択され得る。
【００７６】
多様な組成を有する第２の粒子を、本明細書中にて記載および利用される耐久性コーティングにおいて用いることが可能である。いくつかの実施形態において、前記第２の粒子は、粒子金属酸化物（例えば、酸化アルミニウム（例えば、アルミナ）、酸化亜鉛、酸化ニッケル、酸化ジルコニウム、酸化鉄、または二酸化チタン）または半金属酸化物（例えば、Ｂ、Ｓｉ、Ｓｂ、ＴｅおよびＧｅの酸化物）（例えば、ガラス、シリケート（例えば、ヒュームドシリカ））またはこれらの組み合わせを含む粒子を含む粒子である。前記粒子は、前記粒子を疎水性および／または撥油性にする１つ以上の部分（例えば、基または成分）を導入するように、処理される。この処理は、コーティング塗布に用いられる組成への採用前または前記コーティング中への採用の後に行われる。いくつかの実施形態において、前記第２の粒子は、（当該粒子が既に持っている任意のこのような特性に加えて）疎水性および／または撥油性特性を当該粒子に提供する基を当該粒子に含めるように、シラン処理剤、シロキサンまたはシラザンで処理される。前記コーティング中へ含まれた後に処理される場合、適切な薬剤（例えば、シラン処理剤）と接触可能な表面またはその近隣にある粒子のみが、これらの粒子と関連付けられる疎水性および／または撥油性を付与する部分をもつようになる。
【００７７】
いくつかの実施形態において、第２の粒子は、シリカ（シリケート）、アルミナ（例えば、Ａｌ２Ｏ３）、チタン酸化物または酸化亜鉛であり、任意選択的にシラン処理剤で処理される。
【００７８】
実施形態において、前記第２の粒子は、シリカ（シリケート）、ガラス、アルミナ（例えば、Ａｌ２Ｏ３）、チタン酸化物または酸化亜鉛であり、シラン処理剤、シロキサンまたはシラザンで任意選択的に処理され得る。いくつかの実施形態において、前記第２の粒子は、ヒューミングによって調製することができる（例えば、ヒュームドシリカまたはヒュームド酸化亜鉛）。
【００７９】
４．５第２の粒子のいくつかの供給元
【００８０】
第２の粒子（例えば、ヒュームドシリカ）は、多様な供給業者から購入することができる（例を非限定的に以下に挙げる：Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐ．（Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ、ＭＡ）（例えば、ＮａｎｏｇｅｌＴＬＤ２０１、ＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ（登録商標）ＴＳ−７２０、およびＭ５（未処理シリカ））およびＥｖｏｎｉｋ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（Ｅｓｓｅｎ、Ｇｅｒｍａｎｙ）（例えば、ＡＣＥＭＡＴＴ（登録商標）シリカ（例えば、未処理ＨＫ４００）、ＡＥＲＯＸＩＤＥ（登録商標）ＴｉＯ２二酸化チタン、およびＡＥＲＯＸＩＤＥ（登録商標）Ａｌｕアルミナ）。
【００８１】
市販の第２の粒子をいくつかをスキーム１に示す。
【表４】
0005858441.tif 000006
【化２】
0005858441.tif 000007
【化３】
0005858441.tif 000008
【化４】
0005858441.tif 000009
【化５】
0005858441.tif 000010
【００８２】
購入時においては、前記第２の粒子は未処理であり得（例えば、Ｍ５シリカ）、任意のＨＰ／ＯＰ特性を所有していない場合がある。このような未処理粒子を処理することで、前記粒子にＨＰ／ＯＰ特性を付与する１つ以上の基または部分を前記粒子に共有結合させることができる。このような処理は、例えば、上記したシラン処理剤による処理によって行われる。
【００８３】
５．０  第１の粒子および／または第２の粒子の疎水性部分および撥油性部分
【００８４】
上述したように、第１の粒子および第２の粒子はどちらとも、前記粒子および前記粒子が含まれるコーティングに疎水性および／または撥油性を付与する１つ以上の独立的に選択された部分を含み得る。上述したように、このような化学成分は、前記粒子そのものと固有に関連付けられ得、かつ／または、前記粒子の処理を介して付加され得る。第１の粒子を疎水性および／または撥油性にする処理は、本明細書中に記載されるコーティング組成中に前記粒子を含める前または後に行うことができるが、前記第２の粒子は典型的には、本明細書中に記載されるコーティングに導入される前に、このような部分を導入する薬剤で処理してもよい。あるいは、第２の粒子を改変しかつ疎水性および／または撥油性を導入する薬剤と共にコーティングを表面に塗布した後に前記コーティングを処理することも可能である。このような状況において、前記コーティングの他の成分（例えば、結合剤または第１の粒子）を前記薬剤によって改質することができる。
【００８５】
いくつかの実施形態において、前記第２の粒子は、１つ以上のアルキル、ハロアルキル、フルオロアルキル、およびペルフルオロアルキル部分を有する。このような部分は、例えば１つ以上の介在シリコンまたは酸素原子を介して、第２の粒子と直接または間接的に共有結合することができる。
【００８６】
他の実施形態において、前記第２の粒子は、式Ｒ３−ｎＳｉ−（ここで、ｎは１〜３）の１つ以上のアルキル、ハロアルキル、フルオロアルキル、およびペルフルオロアルキル部分を有する。これらの部分は、例えば１つ以上の介在原子を介して、例えば第２の粒子と直接または間接的に共有結合する。
【００８７】
５．１シラン処理剤およびその利用
【００８８】
多様なシラン処理剤（例えば、式Ｒ４−ｎＳｉ−Ｘｎの化合物）を用いて、部分（例えば、Ｒ３−ｎＳｉ−基（ここで、ｎは０〜２の整数である））を、前記粒子を本明細書中に記載されるコーティング中に導入する前またはその後に、第１の粒子または第２の粒子に導入することができる。適切なシラン処理剤は典型的には、脱離基および末端官能基双方を有する。末端官能基とは、シラン処理剤とシリカ第２粒子との反応によって変位しない基である（例えば、式（Ｉ）の化合物のＲ基）。脱離基とは、第２の粒子との結合を形成する反応時においてシラン処理剤から変位する基である。
【００８９】
第１の粒子または第２の粒子をシラン処理剤と反応させる前に、前記シラン処理剤との反応領域数を増加させる薬剤で前記粒子を処理することができる（例えば、ＳｉＣｌ４、Ｓｉ（ＯＭｅ）４、Ｓｉ（ＯＥｔ）４、ＳｉＣｌ３ＣＨ３、ＳｉＣｌ３ＣＨ２ＳｉＣｌ３、ＳｉＣｌ３ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣｌ３、Ｓｉ（ＯＭｅ）３ＣＨ２Ｓｉ（ＯＭｅ）３、Ｓｉ（ＯＭｅ）３ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＭｅ）３、Ｓｉ（ＯＥｔ）３ＣＨ２Ｓｉ（ＯＥｔ）３、またはＳｉ（ＯＥｔ）３ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＥｔ）３など）。このような薬剤による処理は、例えば適切な溶媒（例えば、ヘキサン）中の前記薬剤の１％〜５％溶液で行うことができる。しかし、より高い濃度も利用可能である（例えば、約５％〜約１０％）。薬剤（例えば、ＳｉＣｌ４またはＳｉ（ＯＭｅ）４）を用いて、シラン処理剤との反応領域数を増加させる場合、前記表面を先ずＳｉＣｌ４で処理した後、水と反応させることで、塩素と、シラン処理剤（例えば、式（Ｉ）のもの）と有効に反応するＯＨ基とを置換させる。シラン処理剤との反応は典型的には、シラン処理剤を用いて約１％〜約２％ｗ／ｖの範囲内において行われるが、約２％〜約５％ｗ／ｖの濃度を用いてもよい。用いられる試薬に応じて、通常は室温で行われる反応を典型的には１時間〜６時間で行う。しかし、反応を２４時間も行うことが所望される場合もある。当業者であれば、濃度および反応時間ならびに上記した条件以外の条件も利用可能であることを理解する。
【００９０】
いくつかの実施形態において、シラン処理剤は、式（Ｉ）の化合物である：
Ｒ４−ｎＳｉ−Ｘｎ 
（Ｉ）
ここで、ｎは、１〜３の整数である。
各Ｒは、以下から独立的に選択される。
（ｉ）１つ以上のフッ素原子と任意選択的に置換されるアルキルまたはシクロアルキル基、
（ｉｉ）１つ以上の独立的に選択された置換基と任意選択的に置換されるＣ１ー２０アルキルであって、前記置換基は、フッ素原子およびＣ６ー１４アリール基から選択され、前記アリール基は、１つ以上の独立的に選択されたハロ、Ｃ１ー１０アルキル、Ｃ１ー１０ハロアルキル、Ｃ１ー１０アルコキシ、またはＣ１ー１０ハロアルコキシ置換基と任意選択的に置換される、Ｃ１ー２０アルキル、
（ｉｉｉ）１つ以上の置換基と任意選択的に置換されるＣ６ー２０アルキルエーテルであって、前記置換基は、フッ素およびＣ６ー１４アリール基から独立的に選択され、前記アリール基は、１つ以上の独立的に選択されたハロ、Ｃ１ー１０アルキル、Ｃ１ー１０ハロアルキル、Ｃ１ー１０アルコキシまたはＣ１ー１０ハロアルコキシ置換基と任意選択的に置換される、Ｃ６ー２０アルキルエーテル、
（ｉｖ）１つ以上の置換基と任意選択的に置換されるＣ６ー１４１４アリールであって、前記置換基は、ハロまたはアルコキシ、およびハロアルコキシ置換基から独立的に選択される、Ｃ６ー１４１４アリール、
（ｖ）１つ以上の置換基と任意選択的に置換されるＣ４ー２０アルケニルまたはＣ４ー２０アルキニルであって、前記置換基は、ハロ、アルコキシ、またはハロアルコキシから独立的に選択される、Ｃ４ー２０アルケニルまたはＣ４ー２０アルキニル、
（ｖｉ）−Ｚ−（（ＣＦ２）ｑ（ＣＦ３））ｒであって、式中、ＺはＣ１ー１２二価アルカンラジカルまたはＣ２−１２二価アルケンまたはアルキンラジカルであり、ｑは１〜１２の整数であり、ｒは１〜４の整数である、−Ｚ−（（ＣＦ２）ｑ（ＣＦ３））ｒ、
各Ｘは、独立的に選択された−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｉ、−Ｂｒ、−ＯＨ、−ＯＲ２、−ＮＨＲ３、または−Ｎ（Ｒ３）２基であり、、
各Ｒ２は、独立的に選択されたＣ１ー４アルキルまたはハロアルキル基であり、
各Ｒ３は、独立的に選択されたＨ、Ｃ１ー４アルキル、またはハロアルキル基である。
【００９１】
いくつかの実施形態において、Ｒは、６〜２０個の炭素原子を有するアルキルまたはフルオロアルキル基である。
【００９２】
他の実施形態において、Ｒは、８〜２０個の炭素原子を有するアルキルまたはフルオロアルキル基である。
【００９３】
他の実施形態において、Ｒは、１０〜２０個の炭素原子を有するアルキルまたはフルオロアルキル基である。
【００９４】
他の実施形態において、Ｒは、６〜２０個の炭素原子を有するアルキルまたはフルオロアルキル基であり、ｎは３である。
【００９５】
他の実施形態において、Ｒは、８〜２０個の炭素原子を有するアルキルまたはフルオロアルキル基であり、ｎは３である。
【００９６】
他の実施形態において、Ｒは、１０〜２０個の炭素原子を有するアルキルまたはフルオロアルキル基であり、ｎは３である。
【００９７】
他の実施形態において、Ｒは、形態−Ｚ−（（ＣＦ２）ｑ（ＣＦ３））ｒを有し、式中、ＺはＣ１ー１２二価アルカンラジカルまたはＣ２ー１２二価アルケンまたはアルキンラジカルであり、ｑは、１〜１２の整数であり、ｒは１〜４の整数である。
【００９８】
式（Ｉ）の化合物の上記した実施形態のうち任意の実施形態において、１、２または３個の独立的に選択された末端官能基が式（Ｉ）の化合物中に存在するように、ｎの値を変更することができる。よって、いくつかの実施形態において、ｎは３である。他の実施形態においてｎは２であり、さらに他の実施形態においてｎは１である。
【００９９】
式（Ｉ）の化合物の上記した実施形態のうち任意の実施形態において、任意の１つ以上のＲ基中に存在する全てのハロゲン原子はフッ素であり得る。
【０１００】
式（Ｉ）の化合物の上記した実施形態のうち任意の実施形態において、Ｘは、Ｈ、Ｃｌ、−ＯＲ２、−ＮＨＲ３、−Ｎ（Ｒ３）２またはこれらの組み合わせから独立的に選択され得る。他の実施形態において、Ｘは、Ｃｌ、−ＯＲ２、−ＮＨＲ３、−Ｎ（Ｒ３）２またはこれらの組み合わせわせから選択され得る。さらに他の実施形態において、Ｘは、Ｃｌ、−ＮＨＲ３、−Ｎ（Ｒ３）２またはこれらの組み合わせから選択され得る。
【０１０１】
本明細書中に記載される任意のコーティングは、１つ、２つ、３つ、４つまたはこれ以上の式（Ｉ）の化合物と共に調製され得る。式（Ｉ）の化合物は、前記第１の粒子または第２の粒子および／または前記コーティングの他の成分を改質するように、単独または組み合わせて用いられる。例えば、同じまたは異なる式（Ｉ）の化合物を用いて、前記第１の粒子および前記結合剤双方を改質させることができる。
【０１０２】
第１の粒子または第２の粒子または前記コーティングのその他の成分のうち任意の成分を改質させるために式（Ｉ）のシラン処理剤を用いることで、１つ以上のＲ３−ｎＸｎＳｉ−基（例えば、Ｒ３Ｓｉ−、Ｒ２Ｘ１Ｓｉ−、またはＲＸ２Ｓｉ−基）が導入される。ここで、ＲおよびＸは、式（Ｉ）の化合物について規定されたようなものである。少なくとも１つの“Ｘ”置換基の変位と、粒子およびＳｉ原子間の少なくとも１つの結合の形成（前記粒子およびシリコン原子との間の結合をダッシュ“”によって示す（例えば、Ｒ３Ｓｉ−、Ｒ２Ｘ１Ｓｉ−、またはＲＸ２Ｓｉ−基）とに起因して、ｎの値は０、１または２となる。
【０１０３】
疎水性および／または撥油性を有するように第１の粒子または第２の粒子を調製するために用いることが可能な例示的試薬を挙げると、シラン処理剤がある（例えば、Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．（Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ、ＰＡ）から市販のもの）。このようなシラン処理剤を非限定的に挙げると、以下の化合物があり、これらの化合物を以下に化学名および市販の供給業者の商品番号の順で示す（例えば、Ｇｅｌｅｓｔ社の商品番号を（）に示す）：（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）シラン（ＳＩＴ８１７３．０）；（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）トリクロロシラン（ＳＩＴ８１７４．０）；（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）トリエトキシシラン（ＳＩＴ８１７５．０）；（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）トリメトキシシラン（ＳＩＴ８１７６．０）；（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）ジメチル（ジメチルアミノ）シラン（ＳＩＨ５８４０．５）；（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）ｔｒｉｓ（ジメチルアミノ）シラン（ＳＩＨ５８４１．７）；ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン（ＳＩＯ６６４５．０）；ｎ−オクチルトリエトキシシラン（ＳＩＯ６７１５．０）；およびノナフルオロヘキシルジメチル（ジメチルアミノ）シラン（ＳＩＮ６５９７．４）。
【０１０４】
シラン処理剤と第１の粒子または第２の粒子との間の反応と、疎水性部分または撥油性部分の導入とについて考慮すべきシラン処理剤の２つの属性として、脱離基（例えば、式（Ｉ）の化合物のＸ基）および末端官能性（例えば、式（Ｉ）の化合物のＲ基）がある。シラン処理剤の脱離基（単数または複数）により、当該薬剤と、第１のまたは第２の粒子（単数または複数）またはコーティングの他の成分との間の反応性が決定され得る。第１の粒子または第２の粒子がシリケート（例えば、ヒュームドシリカ）である場合、脱離基を変位させて、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を形成することができる。脱離基の有効性は、クロロ＞メトキシ＞ヒドロ（Ｈ）＞エトキシ（トリクロロ＞トリメトキシ＞トリヒドロ＞トリエトキシとして測定される）の降順でランク付けされる。このような脱離基のランク付けは、その結合解離エネルギーと一貫する。末端官能性により、表面へのシラン付加によって発生する疎水性レベルが決定される。
【０１０５】
上記したシラン処理剤に加えて、他の多様なシラン処理剤を用いて、第１の粒子または第２の粒子の特性の変更と、疎水性および／または撥油性の提供とが可能となる。いくつかの実施形態において、第２の粒子を薬剤で処理することができる。前記薬剤は、以下から選択される：ジメチルジクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、オクチルトリメトキシシラン、ポリジメチルシロキサン、またはトリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン。このような実施形態において、前記第２の粒子は、シリカであり得る。このような薬剤で処理されたシリカ第２の粒子の平均サイズは、以下の範囲から選択され得る：約１ｎｍ〜約５０ｎｍ、約１ｎｍ〜約１００ｎｍ、約１ｎｍ〜約４００ｎｍ、約１ｎｍ〜約５００ｎｍ、約２ｎｍ〜約１２０ｎ、約５ｎｍ〜約１５０ｎｍ、約５ｎｍ〜約４００ｎｍ、約１０ｎｍ〜約３００ｎｍ、約２０ｎｍ〜約４００ｎｍ、または約５０ｎｍ〜約２５０ｎｍ。
【０１０６】
コーティングの任意の１つ以上の成分（例えば、第１のおよび／または第２の粒子）の改質に利用することが可能な上記したシラン処理剤に加えて、他の薬剤も利用可能である。そのような他の薬剤の例を非限定的に挙げると、以下のうち１つ以上がある：ガンマ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｄｙｎａｓｙｌａｎ（登録商標）Ａ（テトラエチルオルトケイ酸塩）、ヘキサメチルジシラザン、およびＤｙｎａｓｙｌａｎ（登録商標）Ｆ８２６３（フルオロアルキルシラン）があり、これらのうち任意の１つ以上を単独でまたは本明細書中に記載のシラン処理剤と組み合わせて用いることができる。
【０１０７】
５．２シラン処理剤以外の化合物の利用
【０１０８】
第２の粒子中に疎水性部分および／または撥油性部分を導入するために、他の薬剤を用いることも可能である。このような薬剤を選択する際には、疎水性／撥油性部分と、第２の粒子表面上に存在する官能基との間の化学（共有結合）結合を形成するために利用可能な官能基に基づいて選択を行う。例えば、第２の粒子表面がヒドロキシルまたはアミノ基を有するか、または改質することでヒドロキシルまたはアミノ基を有することができる場合、アルキル、フルオロアルキル、およびペルフルオロアルキル化合物の酸無水物および酸塩化物を用いることが可能である（例えば、以下の酸塩化物：Ｃｌ−Ｃ（Ｏ）（ＣＨ２）４−１８ＣＨ３；Ｃｌ−Ｃ（Ｏ）（ＣＨ２）４−１０（ＣＦ２）２−１４ＣＦ３；Ｃｌ−Ｃ（Ｏ）（ＣＦ２）４−１８ＣＦ３またはこれらの酸の無水物）。
【０１０９】
５．３疎水性および撥油性コーティングが施されたプランジャーの調製
【０１１０】
上記したように、水性溶液、懸濁液およびエマルションに対して示される疎水性に加えて、本明細書中に記載されるコーティングは、撥油性挙動を示す能力も持ち、これにより、下水管に排出される物質がコートされたプランジャーの表面に付着する能力をさらに低減する。特に当該コーティングが第１の粒子または第２の粒子に結合したフッ素化または全フッ素置換アルキル基を含む場合（例えば、末端官能性（すなわち、式Ｒ４−ｎＳｉ−ＸｎのシランのＲ基（単数または複数）がフッ素化アルキルまたはペルフルオロアルキル）である場合）、本明細書中に記載される実施形態により、撥油性が示される。
【０１１１】
６．０疎水性コーティングおよび撥油性コーティングを塗布する方法
【０１１２】
６．１プランジャーのコート部分
【０１１３】
カップおよび／またはハンドルの全体または一部のみを、本開示に従って疎水性コーティングでコーティングすることができる。プランジャーのカップはその表面の大部分が下水道中に排出される水および他の物質と接触する部分であるため、いくつかの実施形態において、前記カップは、プランジャーのうち疎水性コーティングでコーティングされる唯一の部分である。同様に、詰まり除去作業時においてはハンドルのうち一部のみが水中に浸漬されることが多いため、他の実施形態において、前記カップと、前記カップに最も近い前記ハンドルのその一部のみとを処理して、（例えばコーティングによって）疎水性表面を施す。いくつかの実施形態において、ハンドル長さのうち半分未満の部分を処理し、他の実施形態において、ハンドル長さのうち半分を越える長さを処理する。さらに他の実施形態において、プランジャー表面が疎水性となるように、プランジャー全体（すなわち、カップおよびハンドル）を処理／コートする。家庭用プランジャーおよび産業用プランジャーへの疎水性コーティングの付加を図３〜図６に示す。
【０１１４】
６．２ワンステッププロセスおよびツーステッププロセスによるコーティング塗布
【０１１５】
本明細書中に記載される疎水性コーティングは、多様な技術を用いて基板（例えば、プランジャーの１つ以上の部分の表面）に塗布することができる。そのような多様な技術のうちいくつかは、ワンステッププロセスおよびツーステッププロセスに分類することができる。これらのカテゴリーそれぞれにおいて、多数の改変が利用可能である。
【０１１６】
ワンステップの実施形態において、疎水性表面とすることが望まれる物体（例えば、プランジャー）の表面に、コーティング組成を単一のステップで実質的に塗布することができる。しかし、ワンステップ方法によって塗布されるコーティングは、コーティングの疎水性の向上または疎水性コーティングまたはプランジャーの特性の他の何らかの改変を得るための１つ以上の薬剤で１つ以上のステップにおいて後で処理され得る。ワンステップで付加することが可能な例示的なコーティング組成は、結合剤と、少なくとも１種類の第１の粒子と、疎水性部分を有する少なくとも１種類の第２の粒子とを含む。いくつかのこのような実施形態において、シラン処理剤（例えば、式（Ｉ）の化合物を含む組成）を含む薬剤で前記コーティングを処理することができる。他の実施形態において、結合剤および第１の粒子を含むコーティング疎水性組成は、単一のステップで付加することができ、その後、本開示による第２の粒子を含む薬剤で処理することができる。前記第２の粒子は、例えば、疎水性化学部分および／または撥油性化学部分（例えば、フルオロアルキル基）を有する。
【０１１７】
一実施形態において、基板にコーティングを付加するためのワンステップ方法は、コーティング組成を付加するステップを含む。前記コーティング組成は、以下を含む：ｉ）結合剤；ｉｉ）サイズが約３０μｍ〜約２２５μｍである第１の粒子；およびｉｉｉ）サイズが約１ｎｍ〜約２５μｍである第２の粒子であって、前記第２の粒子は疎水性部分を有する、第２の粒子。任意選択的に、前記コーティング組成中に含める前に、１つ以上の独立的に選択されたアルキル、ハロアルキル、またはペルフルオロアルキル基を前記第２の粒子に直接的または間接的に共有結合させることができる。ワンステップコーティング組成を任意の適合する溶媒／液体で希釈することで、前記付加プロセスを支援することができる。
【０１１８】
ツーステップ方法において、前記コーティング組成は、ツーステップで表面に付加される。前記ツーステップは、第１の組成を付加するステップと、その後第２の組成を付加するステップとを含む。ツーステップ方法実施形態において、前記第１の組成は、結合剤と、少なくとも１種類の第１の粒子とを含み、疎水性部分を有する第２の粒子を含まない。基板に付加された後の前記第１のコーティング組成を、「基板コーティング」または「ベースコート（またはコーティング）」と呼ぶ。前記第１のコーティング組成を付加した後、第２の組成（「第２のコート（またはコーティング）」または「トップコート（またはコーティング）」とも呼ばれる）を前記ベースコーティングに付加する。前記第２の組成は、疎水性部分（例えば、アルキルまたはフルオロアルキル基（例えば、第２の粒子を例えば式（Ｉ）に記載のようなシラン処理剤と反応させることによって得られるもの））を有する第２の粒子を含む。
【０１１９】
別の実施形態において、表面の少なくとも一部上にコーティングを形成するためのツーステップ方法は、以下を含む：ｉ）結合剤を含む組成を前記表面に付加するステップ、およびｉｉ）前記表面上の前記結合剤に対し、サイズが約１ｎｍ〜約２５μｍである第２の粒子を付加するステップであって、前記第２の粒子は、１つ以上の独立的に選択された疎水性部分または撥油性部分を含み、前記付加するステップは、ガス流を用いて前記第２の粒子をスプレーコーティングするステップを含む（前記第２の粒子は典型的には、約２重量％未満のＶＯＣを含む（例えば、１気圧における沸点が１５０℃または２００℃よりも低い揮発性溶媒（例えば、ヘキサン、エタノール）。前記方法の１つの改変例において、前記結合剤を含む組成は、第１の粒子をさらに含む。このような実施形態において、前記第１の粒子のサイズは、約１μｍ〜約１００μｍまたは約３０μｍ〜約２２５μｍであり得る（任意の寸法における平均直径または最小直径）。本開示中のいずれかの箇所において、第１の粒子およびその寸法について説明する。
【０１２０】
ツーステップ方法において第２のコーティング組成の一部として付加される第２の粒子は、結合剤系と適合する適切な溶媒（例えば、ヘキサン、キシレン、およびエタノール）中の懸濁液として付加してもよいし、あるいは、溶媒を用いない代わりに、適切な圧縮空気、窒素または他の圧縮ガスが充填されたスプレーガン（エアスプレーガン）（例えば、Ｂｉｎｋｓ  Ｍｏｄｅｌ  ２００１または２００１Ｖスプレーガンエアスプレーガン（Ｂｉｎｋｓ，Ｉｎｃ．、Ｇｌｅｎｄａｌｅ  Ｈｅｉｇｈｔｓ、ＩＬ）に約５０ｐｓｉ空気を供給したもの）を用いて付加を行ってもよい。
【０１２１】
いくつかの実施形態において、コーティングを基板に付加するためのツーステップ方法は、以下のステップを含む：
ａ）前記基板にコーティング組成を付加してベースコーティングを提供するステップであって、前記コーティング組成は、ｉ）結合剤と、ｉｉ）サイズが約３０μｍ〜約２２５μｍである第１の粒子とを含む、ステップ、および
ｂ）このベースコーティングに対し、サイズが約１ｎｍ〜約２５μｍである第２の粒子を含む組成を付加するステップ。
【０１２２】
前記組成は、前記付加プロセスを支援するための任意の必要な溶媒／液体も含み得る。
【０１２３】
一実施形態において、本明細書は、表面の少なくとも一部上に疎水性コーティングを形成する方法を含み、提供する。前記方法は、以下のステップを含む：ｉ）結合剤を含む組成を前記表面上に付加するステップ、ｉｉ）前記表面上の前記結合剤に対し、サイズが約１ｎｍ〜２５μｍである第２の粒子を付加するステップであって、前記第２の粒子は、１つ以上の独立的に選択された疎水性部分または撥油性部分を含み、前記結合剤に付加するステップは、ガス流を用いて前記第２の粒子をスプレーコーティングするステップを含み、前記第２の粒子は、２重量％未満の溶媒を含む、ステップ。
【０１２４】
別の実施形態において、本明細書は、表面の少なくとも一部上に疎水性コーティングを形成する方法を含み、提供する。前記方法は、以下のステップを含む：ｉ）結合剤および第１の粒子を含む組成を前記表面上に付加するステップ、およびｉｉ）前記表面上の前記結合剤および第１の粒子に対し、サイズが約１ｎｍ〜２５μｍである第２の粒子を付加するステップであって、前記第２の粒子は、１つ以上の独立的に選択された疎水性部分または撥油性部分を含み、前記結合剤および第１の粒子に付加するステップは、ガス流を用いて前記第２の粒子をスプレーコーティングするステップを含み、前記第２の粒子は、２重量％未満の溶媒を含む、ステップ。
【０１２５】
ワンステッププロセスまたはツーステッププロセスにおいて、前記コーティングは、高ＶＯＣ組成または低ＶＯＣ組成（例えば、水性または水性結合剤組成）を用いて付加することができる。ツーステッププロセスを用いる場合、前記ベースコートを付加する第１のステップまたは前記第２の粒子を含む組成を付加する第２のステップのいずれかあるいはこれらのステップ両方において、低ＶＯＣ組成を用いることができる。疎水性表面／撥油性表面のために高ＶＯＣ組成を用いる場合、揮発性溶媒を取得し、前記揮発性溶媒を再利用およびリサイクルできる装置を用いると有利であり得る。
【０１２６】
その後、ワンステップ方法またはツーステップ方法によって付加されるコーティングを、コーティングの疎水性を向上させるための１つ以上の薬剤を含む組成で処理することができる。一実施形態において、前記薬剤は、シラン処理剤である（例えば、式（Ｉ）の化合物を含む組成）。別の実施形態において、ワンステッププロセスから得られたコーティングを、疎水性部分（例えば、疎水性部分または基（例えば、フルオロアルキル基またはジメチルシロキサン））を有するように処理された第２の粒子を含む組成で処理することができる。ワンステッププロセスまたはツーステッププロセスにおいて付加されたコーティングを第２の粒子の付加が可能な程度まで十分に乾燥できていない場合、結合剤に適合する溶媒中に第２の粒子を含めて後で付加してもよいし、あるいは、上述したツーステッププロセスの第２のステップのように溶媒を用いる代わりにエアガンを用いて付加してもよい。これとは対照的に、任意の顕著な量（例えば、ワンステッププロセスまたはツーステッププロセスから得られたコーティングの疎水性を変化させ得る量）の第２の粒子を前記コーティング中に含めることができなくなる程度まで前記コーティングが既に乾燥している場合、第２の粒子は一般的には、結合剤と適合する溶媒中に付加される。
【０１２７】
コーティングを基板または基板に事前に付加されたベースコーティングに付加する際、当該分野において公知の任意の方法を用いることができる。このような方法の例を非限定的に以下に挙げる：はけ塗り、塗布、ディッピング、スピンコーティング、噴霧、または静電塗装。
【０１２８】
６．３表面処理
【０１２９】
コーティング（例えば、ツーステップコーティングのベースコート）と、表面（例えば、プランジャーのカップ部分およびハンドル部分）との間の密着性を高めるために、前記表面を研磨することで、ある程度の表面粗さを得ることができる。プランジャーの場合、カップおよびハンドルの表面粗さは、以下を含む方法によって作製することができる：（１）研磨パッド（例えば、スコッチブライト（商標）パッド）を用いたスカッフィング、（２）精密サンドブラスティング、（３）小鋼球を用いたタンブルブラスティング、および（４）粗サンドブラスティング。異なる方法によって得られた表面粗さを、出発表面粗さと比較することができる。Ｍａｈｒ  Ｐｏｃｋｅｔ  Ｓｕｒｆ  ＰＳ１（Ｍａｈｒ  Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｉｎｃ．，Ｐｒｏｖｉｄｅｎｃｅ、ＲＩ．）を用いて測定された表面粗さを、多様な数式を用いて表すことができる。このような多様な数式の例を非限定的に挙げると、算術平均粗さ（Ｒａ）および１０点平均粗さ（Ｒｚ）があり、これらの粗さについて、以下のスキームＩＩにおいて説明する。
【０１３０】
研磨材（例えば、スコッチブライト（商標）パッド）を用いたスカッフィングを行うことで、プラスチックの粗さ値（例えば、プランジャーハンドルにおいて用いられるような値）において、Ｒａ値を約０．２−０．３μｍから約０．７〜０．９μｍへと増加させ、Ｒｚ値を約１．４μｍから約７μｍへ増加させることができる。プラスチックを粗砂でサンドブラスティングすることにより、極めて粗い表面が得られ、この表面において、前記Ｒａは約５〜約６μｍの範囲まで増加し、前記Ｒｚは約３０〜約３７μｍの範囲まで増加する。
【０１３１】
可撓性材料の表面（例えば、プランジャーのカップ）を研磨して、疎水性コーティングの密着性を向上させることも可能である。研磨材（例えば、スコッチブライト（商標）パッド）を用いたスカッフィングにより、可撓性材料（例えば、ゴム）のＲａを約０．２〜約０．３５μｍの範囲から約０．４〜約０．５μｍの範囲まで増加させることができ、Ｒｚを約２μｍから約３〜約４μｍの範囲まで増加させることができる。可撓性材料（例えば、ゴム）に対して精密サンドブラスティングを行うことにより、Ｒａが約０．６０〜約０．７５μｍの範囲まで増加し、Ｒｚが約２μｍから約６〜約７μｍの範囲まで増加する。小鋼球でのタンブリングを行うことにより、Ｒａが約０．２８から約０．３〜約０．４μｍの範囲まで増加し、Ｒｚが約２．０４３から約３．２８μｍまで増加する。粗サンドブラスティングを行うことにより、Ｒａが０．３から約５〜約６μｍの範囲まで増加し、Ｒｚが約３０〜約３５μｍまで増加する。
【０１３２】
任意のレベルの粗化により、ベースコートと、プランジャーカップおよびハンドルとの間の密着性を向上させる。しかし、粗サンドブラスティングによって得られる表面粗さについては、Ｒａ値がハンドルの場合で約５．６６２μｍであり、カップの場合で約５．５０８μｍであり、この場合のハンドルおよびカップの対応するＲｚ値はそれぞれ約３３．０５および約３３．１５０μｍであり、これらの値は高すぎると考えられ、また、不十分な表面仕上げに繋がる。そのため、多様な技術（例を非限定的に挙げると、研磨布または研磨ペーパーを用いた研磨（例えば、サンドペーパーまたはスコッチブライト（商標）パッドを用いたスカッフィング）、細砂によるサンドブラスティング、粗砂（１０〜２０メッシュ）を用いたサンドブラスティング、または小型の金属（例えば、鋼）球によるタンブリング、細砂（２０〜５０メッシュ）、細粒アルミナ粉または他の細粒金属酸化物粉または細粒半金属酸化物粉）により、表面粗化を達成することができる。
【表５】
0005858441.tif 000011
【０１３３】
７．０特定の実施形態
【０１３４】
実施形態１．配管を詰まらせている内容物を除去するためのプランジャーであって、前記プランジャーは、ハンドルおよび弾性折りたたみ式カップを有し、前記弾性折りたたみ式カップは外面および内面を含み、前記外面および内面はリムにおいて交わり、前記ハンドルは前記外面に取り付けられ、前記カップは疎水性コーティングでコートされ、前記ハンドルのうち少なくとも一部は、疎水性コーティングで任意選択的にコートされる、プランジャー。
【０１３５】
実施形態２．実施形態１のプランジャーにおいて、前記疎水性コーティングは、以下を含む：
ｉ）結合剤；ｉｉ）サイズが約３０μｍ〜約２２５μｍである第１の粒子；およびｉｉｉ）サイズが約１ｎｍ〜２５μｍである第２の粒子であって、前記第２の粒子は、１つ以上の独立的に選択された疎水性部分または撥油性部分を含み、前記組成は、５％〜１０％のブロック共重合体を重量ベースで任意選択的に含む、第２の粒子。
【０１３６】
実施形態３．実施形態１または２のうちいずれかのプランジャーにおいて、前記疎水性コーティングは、ベースコートと、トップコートとを含む。前記ベースコートは、前記結合剤および前記第１の粒子を含み、前記カップに付加され、任意選択的に前記ハンドルに付加される。前記トップコートが前記ベースコートに付加され、前記第２の粒子を含む。
【０１３７】
実施形態４．実施形態１〜３のうちいずれかのプランジャーにおいて、前記カップの前記外面は概して凸型であり、前記内面は概して凹型である。
【０１３８】
実施形態５．実施形態１〜４のうちいずれかのプランジャーにおいて、前記リムに対して平行な面内にある前記カップの断面は、概して卵形、楕円または偏円である。
【０１３９】
実施形態６．実施形態１〜５のうちいずれかのプランジャーにおいて、前記リムに対して平行な面内にある前記カップの断面は、概して円形である。
【０１４０】
実施形態７．実施形態５のプランジャーにおいて、前記ハンドルは、前記リムから各方向においてほぼ等距離である点において、前記外面に取り付けられる。
【０１４１】
実施形態８．実施形態１〜７のうちいずれかのプランジャーにおいて、配管は、トイレ、バスタブ、シャワー、パイプまたはシンクから選択される。
【０１４２】
実施形態９．実施形態８のプランジャーにおいて、前記カップは、前記配管に適合するように適合される。
【０１４３】
実施形態１０．実施形態１〜９のうちいずれかのプランジャーにおいて、前記疎水性コーティングは、ＣＳ−１０ホイールを２５０ｇ負荷と共に用いたＴａｂｅｒＭｏｄｅｌ：５０３器具上における２００、２５０、３００、３５０または４００回を越える摩耗サイクルに耐える。
【０１４４】
実施形態１１．実施形態２〜１０のうちいずれかのプランジャーにおいて、前記結合剤は、ポリウレタンを含む。
【０１４５】
実施形態１２．実施形態１１のプランジャーにおいて、前記ポリウレタンはＰＯＬＡＮＥである。
【０１４６】
実施形態１３．実施形態１〜１２のうちいずれかのプランジャーにおいて、前記疎水性コーティングは約５〜約１５％の第１の粒子を含み、前記第１の粒子は、以下から選択される物質を含む：ポリマー、金属、ガラス、ガラスバブル、半金属酸化物、金属酸化物およびセルロース。
【０１４７】
実施形態１４．実施形態２〜１３のうちいずれかのプランジャーにおいて、前記第２の粒子は、以下を含む：
（ｉ）金属酸化物（例えば、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ニッケル、酸化ジルコニウム、酸化鉄または二酸化チタン（例えば、アルミナ））、半金属酸化物（例えば、Ｂ、Ｓｉ、Ｓｂ、ＴｅおよびＧｅの酸化物（例えば、シリカまたはヒュームドシリカ））、または１つ以上の金属酸化物、半金属酸化物またはこれらの組み合わせ（例えば、ガラス粒子）、および
（ｉｉ）シラン、シロキサンまたはシラザンであって、前記シラン、シロキサンまたはシラザンは、前記金属酸化物、半金属酸化物またはこれらの組み合わせに共有結合し得る、シラン、シロキサンまたはシラザン。
【０１４８】
実施形態１５．実施形態１４のプランジャーにおいて、前記シラン、シロキサンまたはシラザンは、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）およびヘキサメチルジシラザンから選択される。
【０１４９】
実施形態１６．実施形態１〜１５のうちいずれかのプランジャーにおいて、前記疎水性コーティングは、ＣＳ−１０ホイールを２５０ｇ負荷と共に用いたＴａｂｅｒＭｏｄｅｌ：５０３器具上における４０、５０、６０、７０、８０、９０、または１００回の摩耗サイクルに耐える。
【０１５０】
実施形態１７．実施形態３〜１６のうちいずれかのプランジャーにおいて、前記結合剤は水性ポリウレタンを含む。
【０１５１】
実施形態１８．実施形態１７のプランジャーにおいて、前記水性ポリウレタンはＰｏｌａｎｅ（商標）である。
【０１５２】
実施形態１９．実施形態３〜１８のうちいずれかのプランジャーにおいて、前記ベースコートは、約５〜約１５％の第１の粒子を含み、前記第１の粒子は、以下から選択される物質を含む：ポリマー、金属、ガラス、ガラスバブル、半金属酸化物、金属酸化物またはセルロース。
【０１５３】
実施形態２０．実施形態１〜１９のうちいずれかのプランジャーにおいて、前記第２の粒子は、シラン処理剤（例えば、式（Ｉ）の化合物）で処理されたシリカ粒子である。
【０１５４】
実施形態２１．実施形態２０のプランジャーにおいて、前記シラン処理剤は、以下から選択される：（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）シラン（ＳＩＴ８１７３．０）；（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）トリクロロシラン（ＳＩＴ８１７４．０）；（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）トリエトキシシラン（ＳＩＴ８１７５．０）；（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）トリメトキシシラン（ＳＩＴ８１７６．０）；（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）ジメチル（ジメチルアミノ）シラン（ＳＩＨ５８４０．５）；（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）ｔｒｉｓ（ジメチルアミノ）シラン（ＳＩＨ５８４１．７）；ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン（ＳＩＯ６６４５．０）；ｎ−オクチルトリエトキシシラン（ＳＩＯ６７１５．０）；およびノナフルオロヘキシルジメチル（ジメチルアミノ）シラン（ＳＩＮ６５９７．４）。
【０１５５】
実施形態２２．実施形態１〜２１のうちいずれかのプランジャーにおいて、前記カップおよび／または前記ハンドルのうち少なくとも一部上の前記コーティングの算術粗さ値は約０．４４〜約５．５１μｍであり、１０点平均粗さは約０．９〜約５．７μｍである。
【０１５６】
実施形態２３．実施形態１〜２２のうちいずれかのプランジャーにおいて、約２０℃における水中浸漬後、約０．２、０．５、１、２、３、または４グラム未満の水が前記表面上に付着する。
【０１５７】
実施形態２４．実施形態２３のプランジャーにおいて、前記ハンドルを用いた前記カップの圧縮を約１００回、２００回または３００回を越えて行った後に約２０℃における水中浸漬を行ったところ、約０．２、０．５、１、２、３、または４グラム未満の水が前記表面上に付着する。
【０１５８】
実施形態２５．実施形態１〜２４のうちいずれかのプランジャーにおいて、前記コーティングは、銀粒子をさらに含む。
【０１５９】
実施形態２６．実施形態３〜２５のうちいずれかのプランジャーにおいて、前記ベースコート、トップコートまたは前記ベースおよびトップコート双方は、銀粒子（例えば、抗菌作用のための銀ナノ粒子）をさらに含む。
【０１６０】
実施形態２７．少なくとも表面の一部上に疎水性コーティングを形成する方法であって、
ｉ）結合剤を含む組成を前記表面上に付加するステップであって、前記結合剤は、１つ以上の第１の粒子を任意選択的に含む、ステップと、
ｉｉ）前記表面上の前記結合剤に対し、サイズが約１ｎｍ〜２５μｍである第２の粒子を付加するステップであって、前記第２の粒子は、１つ以上の独立的に選択された疎水性部分または撥油性部分を含み、前記付加するステップは、ガス流を用いて前記第２の粒子をスプレーコーティングするステップを含み、前記第２の粒子は、２重量％未満の溶媒を含む、ステップと、
を含む、方法。
【０１６１】
実施形態２８．実施形態２７の方法において、前記結合剤を含む組成は、サイズが約３０μｍ〜約２２５μｍである第１の粒子をさらに含む。
【０１６２】
実施形態２９．実施形態２７〜２８のうちいずれかの方法において、前記ガスは、空気、窒素またはＣＯ２である。
【０１６３】
実施形態３０．実施形態２７〜２９のうちいずれかの方法において、前記第２の粒子は、約５重量％、４重量％、３重量％、２重量％または１重量％未満の揮発性溶媒を含み、前記揮発性溶媒は前記ベースコートに付加される。
【０１６４】
実施形態３１．実施形態２７〜３０のうちいずれかの方法において、前記第２の粒子は、半金属酸化物を含む。
【０１６５】
実施形態３２．実施形態２７〜３１のうちいずれかの方法において、前記粒子はシリカ粒子である。
【０１６６】
実施形態３３．実施形態２７〜３２のうちいずれかの方法において、前記コーティング組成は第２の粒子を含み、前記第２の粒子は、約０．１％〜約５％；約０．２％〜約６％；約４％〜約１０％；約６％〜約１２％；約８％〜約１６％；約１％〜約１６％；約１％〜約２０％；約１０％〜約２０％または約１５％〜約２０％の範囲から重量ベースで選択される。
【０１６７】
実施形態３４．実施形態２７〜３３のうちいずれかの方法において、前記コーティングは、前記基板と接触する表面と、前記基板と接触しない露出表面とを有し、前記コーティングは、前記基板と接触する前記表面またはその近隣よりも前記露出表面またはその近隣において、より多量の第２の粒子を含む。
【０１６８】
実施形態３５．実施形態３４の方法において、前記基板と接触する前記表面は、第２の粒子を有さない。
【０１６９】
実施形態３６．実施形態３４の方法において、前記基板と接触する前記表面上の第２の粒子の数は、前記露出表面またはその近隣上の第２の粒子の数の約１％、約２％、約５％、約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、または約９０％未満である。
【０１７０】
実施形態３７．実施形態２７〜３６のうちいずれかの方法において、前記結合剤は、ポリウレタン、ラッカー、フルオロポリマーまたはエポキシを含む。
【０１７１】
実施形態３８．実施形態２８〜３７のうちいずれかの方法において、前記第１の粒子および前記第２の粒子が無い場合、前記結合剤は親水性または疎水性である。
【０１７２】
実施形態３９．実施形態２８〜３８のうちいずれかの方法において、前記第１の粒子は物質を含み、前記物質は、以下からなる群から選択される：木材、セルロース、ガラス、金属酸化物、半金属酸化物（例えば、シリカ）、プラスチック、カーバイド、窒化物、ホウ化物、スピネル、ダイヤモンド、飛散灰、中空ガラス球面体およびファイバー。
【０１７３】
実施形態４０．実施形態２８〜３９のうちいずれかの方法において、前記第１の粒子の平均サイズは、以下からなる群から選択される：約５μｍ〜約５０μｍ；約１０μｍ〜約１００μｍ；約１０μｍ〜約２００μｍ；約２０μｍ〜約２００μｍ；約３０μｍ〜約１００μｍ；約３０μｍ〜約２００μｍ；約５０μｍ〜約１００μｍ；約５０μｍ〜約２００μｍ；約７５μｍ〜約１５０μｍ；約７５μｍ〜約２００μｍ；約１００μｍ〜約２２５μｍ；約１２５μｍ〜約２２５μｍ；および約１００μｍ〜約２５０μｍを越えるサイズ。
【０１７４】
実施形態４１．実施形態２８〜４０のうちいずれかの方法において、前記第１の粒子の平均サイズは、３０μｍを越えかつ２５０μｍ未満である。
【０１７５】
実施形態４２．実施形態３８〜４１のうちいずれかの方法において、前記第１の粒子の少なくとも１次元におけるサイズは、３０μｍ以上である。
【０１７６】
実施形態４３．実施形態２８〜４２のうちいずれかの方法において、前記第１の粒子は、前記第１の粒子と共有結合する１つ以上の独立的に選択された疎水性および／または撥油性部分、または前記結合剤に付加（例えば、混合）される前記第１の粒子と関連付けられた任意の疎水性部分または撥油性部分を含まない。
【０１７７】
実施形態４４．実施形態２８〜４３のうちいずれかの方法において、前記第１の粒子は、前記第１の粒子に共有結合する１つ以上の独立的に選択された疎水性および／または撥油性部分を含む。
【０１７８】
実施形態４５．実施形態２８〜４４のうちいずれかの方法において、前記１つ以上の疎水性および／または撥油性部分は、１つ以上の独立的に選択されたアルキル、フルオロアルキルまたはペルフルオロアルキル部分を含む。
【０１７９】
実施形態４６．実施形態２７〜４５のうちいずれかの方法において、前記第１の粒子および／または第２の粒子は、１つ以上の共有結合した疎水性部分または撥油性部分を含み、前記１つ以上の共有結合した疎水性部分または撥油性部分は、以下の形態を有し、
Ｒ３−ｎＸｎＳｉ−＊
ここで、ｎは、０〜２の整数であり、
各Ｒは、以下から独立的に選択され：
（ｉ）１つ以上のフッ素原子と任意選択的に置換されたアルキルまたはシクロアルキル基、
（ｉｉ）１つ以上の独立的に選択された置換基と任意選択的に置換されるＣ１ー２０アルキルであって、前記１つ以上の独立的に選択された置換基は、フッ素原子およびＣ６ー１４アリール基から選択され、前記アリール基は、１つ以上の独立的に選択されたハロ、Ｃ１ー１０アルキル、Ｃ１ー１０ハロアルキル、Ｃ１ー１０アルコキシまたはＣ１ー１０ハロアルコキシ置換基と任意選択的に置換される、Ｃ１ー２０アルキル、
（ｉｉｉ）１つ以上の置換基と任意選択的に置換されるＣ６ー２０アルキルエーテルであって、前記１つ以上の置換基は、フッ素およびＣ６ー１４アリール基から独立的に選択され、前記アリール基は、１つ以上の独立的に選択されたハロ、Ｃ１ー１０アルキル、Ｃ１ー１０ハロアルキル、Ｃ１ー１０アルコキシまたはＣ１ー１０ハロアルコキシ置換基と任意選択的に置換される、Ｃ６ー２０アルキルエーテル、
（ｉｖ）ハロまたはアルコキシおよびハロアルコキシ置換基から独立的に選択される１つ以上の置換基と任意選択的に置換されるＣ６ー１４アリール、
（ｖ）ハロ、アルコキシまたはハロアルコキシから独立的に選択される１つ以上の置換基と任意選択的に置換されるＣ４ー２０アルケニルまたはＣ４ー２０アルキニル、
（ｖｉ）−Ｚ−（（ＣＦ２）ｑ（ＣＦ３））ｒであって、Ｚは、Ｃ１ー１２二価アルカンラジカルまたはＣ２ー１２二価アルケンまたはアルキンラジカルであり、ｑは１〜１２の整数であり、ｒは１〜４の整数である、−Ｚ−（（ＣＦ２）ｑ（ＣＦ３））ｒ。
各Ｘは、−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｉ、−Ｂｒ、−ＯＨ、−ＯＲ２、−ＮＨＲ３および−Ｎ（Ｒ３）２から独立的に選択される。
各Ｒ２は、Ｃ１ー４アルキルおよびハロアルキルから独立的に選択される。
各Ｒ３は、Ｈ、Ｃ１ー４アルキルおよびハロアルキルから独立的に選択され、＊によって示される開結合は、粒子への付着ポイントを示す。
【０１８０】
実施形態４７．実施形態４６の方法において、Ｒは、以下から選択される：（ａ）６〜２０個の炭素原子を有するアルキルまたはフルオロアルキル基；（ｂ）８〜２０個の炭素原子を有するアルキルまたはフルオロアルキル基；（ｃ）１０〜２０個の炭素原子を有するアルキルまたはフルオロアルキル基；（ｄ）ｎが３であるときに６〜２０個の炭素原子を有するアルキルまたはフルオロアルキル基；（ｅ）ｎが３であるときに８〜２０個の炭素原子を有するアルキルまたはフルオロアルキル基；および（ｆ）ｎが３であるときに１０〜２０個の炭素原子を有するアルキルまたはフルオロアルキル基。
【０１８１】
実施形態４８．実施形態４６〜４７のうちいずれかの方法において、Ｒは、−Ｚ−（（ＣＦ２）ｑ（ＣＦ３））ｒである。
【０１８２】
実施形態４９．実施形態４６〜４８のうちいずれかの方法において、任意の１つ以上のＲ基中に存在するハロゲン原子は全てフッ素原子である。
【０１８３】
実施形態５０．実施形態２７〜４５のうちいずれかの方法において、前記第２の粒子は、サイズが約１ｎｍ〜２５μｍである粒子をシラン処理剤で処理することによって調製され、前記シラン処理剤は、以下から選択される：トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）シラン（ＳＩＴ８１７３．０）；（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）トリクロロシラン（ＳＩＴ８１７４．０）；（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）トリエトキシシラン（ＳＩＴ８１７５．０）；（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）トリメトキシシラン（ＳＩＴ８１７６．０）；（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）ジメチル（ジメチルアミノ）シラン（ＳＩＨ５８４０．５）；（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）ｔｒｉｓ（ジメチルアミノ）シラン（ＳＩＨ５８４１．７）；ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン（ＳＩＯ６６４５．０）；ｎ−オクチルトリエトキシシラン（ＳＩＯ６７１５．０）；およびノナフルオロヘキシルジメチル（ジメチルアミノ）シラン（ＳＩＮ６５９７．４）。
【０１８４】
実施形態５１．実施形態２７〜４５のうちいずれかの方法において、前記第２の粒子は、サイズが約１ｎｍ〜２５μｍの粒子（例えば、シリカ粒子）であり、シラン処理剤で処理され、前記シラン処理剤は、以下から選択される：ジメチルジクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、オクチルトリメトキシシラン、ポリジメチルシロキサン、またはトリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン。
【０１８５】
実施形態５２．実施形態２７〜４５のうちいずれかの方法において、前記第２の粒子はシリカ粒子であり、前記シリカ粒子を薬剤で処理することによって得られ、前記薬剤は、シラン処理剤との反応領域を前記シラン処理剤で処理される前の前記シリカ粒子上に増加させる。
【０１８６】
実施形態５３．実施形態５２の方法において、シラン処理剤との反応領域を前記シリカ粒子上に増加させる前記薬剤は、以下からなる群から選択される：：ＳｉＣｌ４、ＳｉＣｌ４、Ｓｉ（ＯＭｅ）４、Ｓｉ（ＯＥｔ）４、ＳｉＣｌ３ＣＨ３、ＳｉＣｌ３ＣＨ２ＳｉＣｌ３、ＳｉＣｌ３ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣｌ３、Ｓｉ（ＯＭｅ）３ＣＨ２Ｓｉ（ＯＭｅ）３、Ｓｉ（ＯＭｅ）３ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＭｅ）３、Ｓｉ（ＯＥｔ）３ＣＨ２Ｓｉ（ＯＥｔ）３、またはＳｉ（ＯＥｔ）３ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＥｔ）３。
【０１８７】
実施形態５４．実施形態２７〜５３のうちいずれかの方法において、第２の粒子の平均サイズは、以下の範囲から選択される：約１ｎｍ〜約１００ｎｍ；約１０ｎｍ〜約２００ｎｍ；約２０ｎｍ〜約４００ｎｍ；約１０ｎｍ〜５００ｎｍ；約４０ｎｍ〜約８００ｎｍ；約１００ｎｍ〜約１ミクロン；約２００ｎｍ〜約１．５ミクロン；約５００ｎｍ〜約２ミクロン；約５００ｎｍ〜約２．５μｍ；約１．０ミクロン〜約１０μｍ；約２．０ミクロン〜約２０μｍ；約２．５ミクロン〜約２５μｍ；約５００ｎｍ〜約２５μｍ；約４００ｎｍ〜約２０μｍ；および約１００ｎｍ〜約１５μｍ。
【０１８８】
実施形態５５．実施形態２７〜５４のうちいずれかの方法において、前記第２の粒子は、金属酸化物、半金属酸化物、シリケートまたはガラスを含む。
【０１８９】
実施形態５６．実施形態２７〜５５のうちいずれかの方法において、前記第２の粒子はシリカを含み、前記第２の粒子の平均サイズは、以下から選択される：約１ｎｍ〜約５０ｎｍ；約１ｎｍ〜約１００ｎｍ；約１ｎｍ〜約４００ｎｍ；約１ｎｍ〜約５００ｎｍ；約２ｎｍ〜約１２０ｎｍ；約５ｎｍ〜約１５０ｎｍ；約５ｎｍ〜約４００ｎｍ；約１０ｎｍ〜約３００ｎｍ；および約２０ｎｍ〜４００ｎｍ。
【０１９０】
実施形態５７．実施形態５６の方法において、前記第２の粒子の平均サイズは、約１ｎｍ〜約１００ｎｍまたは約２ｎｍ〜約２００ｎｍの範囲である。
【０１９１】
実施形態５８．実施形態２７〜５７のうちいずれかの方法において、式Ｉの化合物などのシラン処理剤で前記コーティングを処理するステップをさらに含む。
【０１９２】
実施形態５９．実施形態５８の方法において、前記シラン処理剤は、以下からなる群から選択される：（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）シラン（ＳＩＴ８１７３．０）；（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）トリクロロシラン（ＳＩＴ８１７４．０）；（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）トリエトキシシラン（ＳＩＴ８１７５．０）；（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）トリメトキシシラン（ＳＩＴ８１７６．０）；（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）ジメチル（ジメチルアミノ）シラン（ＳＩＨ５８４０．５）；（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）ｔｒｉｓ（ジメチルアミノ）シラン（ＳＩＨ５８４１．７）；ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン（ＳＩＯ６６４５．０）；ｎ−オクチルトリエトキシシラン（ＳＩＯ６７１５．０）；およびノナフルオロヘキシルジメチル（ジメチルアミノ）シラン（ＳＩＮ６５９７．４）。
【０１９３】
実施形態６０．実施形態２７〜５９の方法によって調整された疎水性コーティングでコートされた表面を有する物品。
【０１９４】
実施形態６１．実施形態６０の物品において、前記物品はプランジャーである。
【０１９５】
実施形態６２．配管を詰まらせている内容物を除去するためのプランジャーであって、前記プランジャーの表面のうち少なくとも一部の上に疎水性コーティングが施され、前記プランジャーを下水排水から除去した際、前記プランジャー上にに付着した水または液滴は実質的に存在せず、また、前記プランジャーのうち疎水性コーティングでコートされた部分には、任意の固形粒子または半固形粒子（単数または複数）が付着しない（例えば、前記プランジャーの表面に付着する物質は、約０．１、０．２、０．４、０．５、０．７、１、２、３または５グラム未満である）。
【０１９６】
実施形態６３．実施形態６０の物品または実施形態６１または６２のプランジャーにおいて、前記コーティングは、細菌成長に対する耐性を有する。
【０１９７】
実施形態６４．実施形態２７〜５９のうち任意の方法または実施形態６０〜６３のうち任意の物品において、前記コーティングの算術粗さ値は約０．４〜約５．６μｍであり、または、１０点平均粗さは約０．８〜約５．８μｍである。
【０１９８】
実施形態６５．実施形態２７〜５９のうち任意の方法または実施形態６０〜６４のうち任意の物品において、前記コーティングは、ＣＳ−１０ホイールを２５０ｇ負荷と共に用いたＴａｂｅｒＭｏｄｅｌ：５０３器具上における２０、３０、４０、４０、６０、７０、８０、９０、１００、２００、または２５０回を越える摩耗サイクル（例えば、金属（例えば、アルミニウム、プレート））に適用されるような試験）に耐える。
【０１９９】
実施形態６６．実施形態１のプランジャーにおいて、前記疎水性コーティングは以下を含む：
ｉ）結合剤、および
ｉｉ）サイズが約１ｎｍ〜２５μｍである第２の粒子であって、前記第２の粒子は、１つ以上の独立的に選択された疎水性部分または撥油性部分を含み、前記組成は、５％〜１０％のブロック共重合体を任意選択的に重量ベースで含む。
【０２００】
実施形態６７．実施形態１または６６のうち任意のプランジャーにおいて、前記疎水性コーティングは、ベースコートおよびトップコートを含み、前記ベースコートは、（第１の粒子が付加されていない）前記結合剤を含み、前記カップに塗布され、任意選択的に前記ハンドルに付加され、前記トップコートは、前記第２の粒子を含む前記ベースコートに付加される。
【０２０１】
実施形態は、疎水性組成および／または撥油性組成の形成に用いられるワンステップおよびツーステップ組成も含む。これらの組成は、コーティング成分（単数または複数）と、その使用についての指示とを含むキットの形態をとり得る。
【０２０２】
８．０実施例
【０２０３】
実施例１．高揮発性および低揮発性の有機化合物（ＶＯＣ）コーティングプロセス（ツーステップコーティングプロセス）
【０２０４】
プロセスＡ：ツーステップ高ＶＯＣプロセス
【０２０５】
このプロセスは、２つのステップからなり、各ステップにおいて、ウェットスプレー技術を介してコーティングを付加する。第１のステップにおいて、ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）Ｂ系（Ｓｈｅｒｗｉｎ  Ｗｉｌｌｉａｍｓ製）を含む第１のまたはベースコートを、以下のようなＰＯＬＡＮＥ（登録商標）Ｂ、ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）還元剤およびＰＯＬＡＮＥ（登録商標）Ａ触媒が６：３：１の体積比となるように、処方する：
【０２０６】
第１のコートは、ポリウレタン結合剤を用いて調製される。前記ポリウレタン結合剤は、以下のようにして調製される。
ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）Ｂ（Ｆ６３Ｗ１３）      ６部（ストロボホワイト、Ｆ６３Ｗ１３、Ｓｈｅｒｗｉｎ  Ｗｉｌｌｉａｍｓ、ＰＡ）
触媒（Ｖ６６Ｖ２９）    １部
還元剤（Ｒ７Ｋ８４）    ３部
ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）促進剤（Ｖ６６ＶＢ１１）        ０．１％
【０２０７】
全ての構成成分は、重量ベースで混合される。前記促進剤を用いて、ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）の硬化プロセスを促進する。
【０２０８】
前記第１のコート（ベースコート）において用いられる結合剤を含む組成物に対し多様な異なる第１の粒子を付加することで、トップコートおよびベースコート間の耐久性および／またはトップコートおよびベースコート間の結合性を向上させることができる。第１の粒子は、本明細書中において充填材とも呼ばれ、例えばガラスバブル（例えば、３Ｍ（登録商標）ガラスバブル）を非限定的に含む。これらのガラスバブルは、ソーダ石灰ホウケイ酸塩ガラスの中空ガラスの微小球面体である）。本コーティング中での使用に適したガラスバブルとしては、Ｓ６０、Ｋ２０、およびＫ２５ガラスバブルがある。これらのガラスバブルの粒子サイズを表１．１に示す。
【０２０９】
前記第１のコートを前記物品に付加し、約６０〜１２０秒経過後、第２のコートまたはトップコートを付加する。第２のステップは、疎水性第２の粒子（例えば、処理ヒュームドシリカ）のヘキサンスラリー（４％ｗ／ｖ）を噴霧するステップを含む。
【０２１０】
前記第１の粒子が無い場合、前記ベースコート組成物は、約３０％の固体を含み、１０グラムのウェットコーティングに対して約７グラムのＶＯＣを放出し、これは、後述する例に記載するいくつかのプランジャーに付加される量とほぼ等しい。さらに、前記プロセスにおける第２のステップは、ヘキサン混合物をヒュームドシリカと共に利用し、物品（プランジャーのサイズ（コートすべき表面））に付加される２５ｍｌに対して約１３グラムのＶＯＣを放出する。従って、このプロセスは、物品（プランジャーのサイズ）に対し、合計で約２０グラムのＶＯＣを放出する。
【０２１１】
プロセスＢ：ツーステップ低ＶＯＣプロセス
【０２１２】
このプロセスは、２つのステップからなる。第１のステップは、第１のコートまたはベースコートを湿潤塗布するステップを含む。その後、ＶＯＣとみなされない物質（例えば、圧縮空気流れ）を用いて、第２のコーティング組成物を付加する。前記第１のステップにおいて、Ｂａｙｅｒ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ製品であるＢａｙｈｙｄｒｏｌ１２４およびＳｈｅｒｗｉｎ  ＷｉｌｌｉａｍｓのＰＯＬＡＮＥ（登録商標）７００Ｔに基づいて、水性ポリウレタン分散を含む第１のコート（ベースコート）を調製する。前記コーティング組成物は、約３５％固体を含み、約５３重量％の水および１２重量％のｎ−メチル−２−ピロリドンを含む。第１の粒子（例えば、ガラス微小球面体）の５％ｗ／ｗローディングを用いる。用いられるガラス微小球面体の重量は、調製されたコーティング組成物の重量に基づいて決定される。
【０２１３】
前記第１のコートにおいて用いられる結合剤を含む組成物に対して多様な異なる第１の粒子を付加することで、トップコートおよびベースコートの耐久性および／またはトップコートおよびベースコート間の結合を向上させることができる。第１の粒子は、本明細書中において充填材とも呼ばれ、例えばガラスバブル（例えば、３Ｍ（登録商標）ガラスバブル）を非限定的に含む。これらのガラスバブルは、ソーダ石灰ホウケイ酸塩ガラスの中空ガラスの微小球面体である）。本コーティング中での使用に適したガラスバブルとしては、Ｓ６０、Ｋ２０、およびＫ２５ガラスバブルがある。これらのガラスバブルの粒子サイズを表１．１に示す。
【０２１４】
前記第１のコートを前記物品に付加し、約６０〜１２０秒経過後、第２のコートまたはトップコートを付加する。第２のステップは、アルコールまたはアセトンスラリー（４％ｗ／ｖ）の疎水性の第２の粒子（例えば、処理ヒュームドシリカ）を前記第１のコート上に噴霧またはディッピングによって付加するステップを含む。あるいは、圧縮ガスの流れ（典型的には、ＶＯＣが無い場合に約１０〜１００ｐｓｉ）を用いて疎水性ヒュームドシリカを前記表面に付加することもできる。
【０２１５】
前記コーティングプロセスにより、プランジャー程度のサイズの物品ごとに約１．２グラムのＶＯＣが第１のステップにおいて放出され、第２のステップにおいて７グラムが放出され、その結果、（第２のステップにおいて溶媒が用いられた場合は）合計８．２ｇがプランジャー程度のサイズの物品ごとに放出され、（第２のステップにおいて溶媒が用いられない場合は）１．２ｇが放出される。
【０２１６】
例２．配水管用プランジャーに付加されるツーステップ疎水性コーティングプロセス
【０２１７】
本明細書中に記載される方法は任意の適切な表面に適用することが可能であるが、以下の例においては、配水管の内容物除去用のプランジャーに疎水性コーティングを付加するためのツーステップコーティングプロセスを用いる。
【０２１８】
表面処理
【０２１９】
ベースコートと表面（例えば、プランジャーのカップ部分およびハンドル部分）との間の密着性を得るために、表面粗さを以下のような方法によって増加させる：（１）スコッチブライト（商標）パッドを用いたスカッフィング、（２）精密サンドブラスティング、（３）小鋼球を用いたタンブルブラスティング、および（４）粗サンドブラスティング。粗さは、多様な数式（例を非限定的に挙げると、算術平均粗さ（Ｒａ）および１０点平均粗さ（Ｒｚ））によって表すことができる。算術平均粗さ（Ｒａ）および１０点平均粗さ（Ｒｚ）をスキームＩＩに示す。異なる方法によって得られるＲａおよびＲｚの表面粗さ値と、出発表面粗さとを比較する（この出発表面粗さは、Ｍａｈｒ  Ｐｏｃｋｅｔ  Ｓｕｒｆ  ＰＳ１（Ｍａｈｒ  Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｉｎｃ．，Ｐｒｏｖｉｄｅｎｃｅ、ＲＩ）を用いて測定される）。この比較を表２．１に示す。
【表６】
0005858441.tif 000012
【０２２０】
コーティングプロセス
【０２２１】
プランジャー部分（カップおよびハンドル）を疎水性表面にするステップは、ツーステッププロセスを用いた表面コーティングの付加により、達成される。前記ツーステッププロセスにおいて、第１のコート（ベースコート）は一般的には、基板（この場合、プランジャーのカップおよびハンドル）に対するベースまたは結合剤コートとして機能し、第２のコート（トップコート）は、疎水性の第２の粒子（疎水性ヒュームドシリカ）を含む。
【０２２２】
前記第１のコート（ベースコート）は、ポリウレタン結合剤を用いて調製される。前記ポリウレタン結合剤は、以下の構成成分から以下のようにして重量ベースで調製される。
ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）Ｂ（Ｆ６３Ｗ１３）             
６部（ストロボホワイト、Ｆ６３Ｗ１３、Ｓｈｅｒｗｉｎ  Ｗｉｌｌｉａｍｓ、ＰＡ）
触媒（Ｖ６６Ｖ２９）           
１部
還元剤（Ｒ７Ｋ８４）           
３部
ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）促進剤（Ｖ６６ＶＢ１１）       
０．１％
【０２２３】
全ての構成成分を混合する。促進剤を用いて、ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）の硬化プロセスを促進する。
【０２２４】
多様な異なる第１の粒子を付加することで、トップコートおよびベースコートの耐久性またはトップコートおよびベースコート間の結合を向上させることができる。第１の粒子は、本明細書中において充填材とも呼ばれ、例えばガラスバブル（例えば、３Ｍ（登録商標）ガラスバブル）を非限定的に含む。これらのガラスバブルは、ソーダ石灰ホウケイ酸塩ガラスの中空ガラスの微小球面体である）。本コーティング中での使用に適したガラスバブルとしては、Ｓ６０、Ｋ２０、およびＫ２５ガラスバブルがある。これらのガラスバブルの粒子サイズを表２．２に示す。
【表７】
0005858441.tif 000013
【０２２５】
前記トップコートは、ナノサイズ（５〜５０ｎｍ）のヒュームドシリカ粒子を含む。前記ヒュームドシリカ粒子は、疎水性を付与する化学部分（例えば、シラザンまたはシロキサン）によって事前処理されている。この例の１つのトップコートにおいて、ＴＳ−７２０（Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ、ＭＡ）が用いられる。この例の別のトップコートにおいて、Ｒ８１２Ｓ（Ｅｖｏｎｉｋ  Ｄｅｇｕｓｓａ  Ｃｏｒｐ．、Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ、ＮＪ）が用いられる。
【表８】
0005858441.tif 000014
【０２２６】
ＴＳ−７２０およびＲ８１２Ｓはどちらともヒュームドシリカであり、ほぼ同じ表面積を有する。しかし、ＴＳ−７２０およびＲ８１２Ｓは、２つの異なる化合物で処理されている。これら２つの異なる化合物の分子式を以下に示す。
【化６】
0005858441.tif 000015
この例において、トップコートの付加は、以下の２つの方法のうち１つによって行う。
【０２２７】
方法１：この方法において、ヒュームドシリカ粒子を溶媒（例えば、ヘキサン）中に分散させ、噴霧する。ＴＳ−７２０を用いた場合の典型的な分散液は、４ｇのＴＳ−７２０を１００ｍｌのヘキサン中に入れて調製される。Ｒ８１２Ｓの場合、８ｇのＲ８１２Ｓを１００ｍｌのヘキサンに入れて調製した分散液を用いる。エアスプレーガン（Ｂｉｎｋｓ  Ｍｏｄｅｌ２００１または２００１Ｖスプレーガンエアスプレーガン）を用いて、このヒュームドシリカ分散液をベースコート上に噴霧する。
【０２２８】
方法２：ヘキサンを用いずに、ヒュームドシリカをベースコート表面上に付加する。ヒュームドシリカを高空気圧力（２０〜１００ｐｓｉ）で前記ベースコート上に噴霧する。この噴霧圧力は、前記ベースコートとの良好な結合を得るために重要である（Ｂｉｎｋｓ  Ｍｏｄｅｌ  ２００１または２００１Ｖスプレーガンエアスプレーガン。
【０２２９】
方法２において、スプレー室からの粉収集システムによって余分なヒュームドシリカを回収し、再利用することができる。
【０２３０】
サンプル１：（第１の粒子を含まない）ベースコートを用いたツーステップコーティングで調製されたプランジャー
【０２３１】
プランジャーカップと、前記カップに隣接するハンドルの一部（水／汚水に接触する可能性が最も高い部分）を、上記したストロボホワイトＰＯＬＡＮＥ（登録商標）含有ベースコートでコートする。前記カップの内側および外側およびハンドルの一部分に対し、合計で１０ｇのＰＯＬＡＮＥ（商標）含有ベースコートを噴霧する。その後、ベースコートされたカップおよびハンドルを２０ｍｌの第２の（トップ）コートでコートする。第２の（トップ）コートの組成物は、前記ベースコートの噴霧後３０分以内に４ｇのＴＳ−７２０ヒュームドシリカを１００ｍｌのヘキサン中に懸濁させて得られたものであり、これにより、前記ヒュームドシリカトップコートと前記ベースコートとの間の結合が最大化する。
【０２３２】
前記コートされたプランジャーを室温で２４時間硬化させる。硬化後、前記プランジャーをトイレの水に挿入することによって試験する。５０回プランジを行ったところ、プランジャー上部の縁部およびリムの下側に一定の水滴が残留する。
【０２３３】
サンプル２：ガラスバブル第２の粒子（１０％〜１５％のＳ６０粒子）を用いたツーステップコーティング
【０２３４】
ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）のベースコーティング中に１０％〜１５重量％のＳ６０ガラスバブル（詳細は表１を参照）を含めた他はサンプル１について述べたプロセスと同じプロセスを用いて、プランジャーをコートした。ベースコートおよびトップコートの量は、ほぼ同一に保持する。硬化後、トイレにおいてプランジを繰り返し行って、前記プランジャーを試験する。プランジを約１００回行った後、一定の水滴が前記カップの下側リム（７）およびリップ部（８）上に観察された。前記プランジャーの上部の縁部上には、例１と同様に液滴は観察されなかった。Ｓ６０粒子をベースコート中に含めることで、プランジ回数はほぼ倍になり、液滴付着は、限られた場所において最小量だけみられた。
【０２３５】
サンプル３：充填材として５％Ｋ２５ガラスバブルを用いたベースコート
【０２３６】
ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）のベースコーティング中に第１の粒子として５％のＫ２５ガラスバブル（詳細は表１を参照）を含めた以外はサンプル１について述べたプロセスと同じプロセスを用いて、プランジャーをコートした。トップコートの付加および室温での２４時間の硬化の後、プランジャーをトイレにおいて試験した。約１００回プランジを行った後、リムおよびリップの近隣のカップ内側において、わずか１〜２個の液滴が観察された。
【０２３７】
サンプル４：１０〜１５％Ｋ２５ガラスバブルを用いたベースコート
【０２３８】
ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）のベースコーティング中に１０〜１５％Ｋ２５を含めた以外はサンプル１について述べたプロセスと同じプロセスを用いて、プランジャーをコートした。室温での２４時間の硬化の後、プランジャーをトイレにおいて１００回プランジングして試験した。このプランジャーは、サンプル３のプランジャーよりも若干粗い表面であり、いずれの場所（カップの外側および内側）において水滴付着はまったくみられなかった。
【０２３９】
サンプル５：５％Ｋ２０ガラスバブルを用いたベースコートおよびＲ８１２５処理シリカを用いたトップコート
【０２４０】
コーティング粗さを制限するためにＰＯＬＡＮＥ（登録商標）のベースコーティング中にＫ２０ガラスバブル（５％）を含めた以外はサンプル１について述べたプロセスと同じプロセスを用いて、プランジャーをコートした。ベースコートを噴霧によって付加した後、８ｇのＲ８１２Ｓ処理ヒュームドシリカ（Ｅｖｏｎｉｋ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）を５０ｍｌのヘキサン中に懸濁させることによって調製されたトップコートを付加した。サンプル１と同一量のトップコートを用いたが、前記トップコート中のヘキサン量は半分である。室温での２４時間の硬化の後、プランジャーをトイレにおいて２５０回プランジングすることで試験した。試験後、表面上にはまったく水滴はみられなかった。また、２５０回プランジを行った後も、コーティングの亀裂またはフレーキングも全くみられなかった。
【０２４１】
サンプル６：充填材として５％Ｋ２０ガラスバブルを含むベースコートと、ＴＳ−７２０の圧力付加ドライトップコート
【０２４２】
サンプル５と同様に、５％Ｋ２０ガラスバブルを含むＰＯＬＡＮＥ（登録商標）のベースコーティングでプランジャーをコートした。粉収集システムを備えた密封箱中においてＢｉｎｋｓ  Ｍｏｄｅｌ２００１または２００１Ｖスプレーガンエアスプレーガン空気を用いて高圧（５０ｐｓｉ）噴霧を行うことにより、ＴＳ−７２０ヒュームドシリカのトップコートを１０分以内に付加した。室温での２４時間の硬化の後、トイレにおいて３００回プランジングしてプランジャーを試験をした。その結果、水滴付着は全くみられなかった。
【０２４３】
サンプル７：５％Ｋ２０ガラスバブル充填材のベースコートおよびＲ８１２Ｓの圧力付加ドライトップコート
【０２４４】
サンプル６と同様に、５％Ｋ２０ガラスバブルを含むＰＯＬＡＮＥ（登録商標）のベースコーティングでプランジャーをコートした。しかし、本例においては、ＴＳ−７２０のトップコートを圧力噴霧で付加する代わりに、Ｒ８１２Ｓヒュームドシリカのコーティングを同一空気圧力（５０ｐｓｉ）で付加した。室温での２４時間の硬化の後、トイレにおいてプランジングを２５０回行って、プランジャーを試験した。その結果、水滴付着は全くみられなかった。
【０２４５】
例３  プランジャーのベースコーティングおよびトップコーティングの手順
【０２４６】
以下のＰＯＬＡＮＥ（登録商標）系およびガラスバブルを用いて、ベースコートを調製した。
ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）Ｂ＝６部（Ｓｈｅｒｗｉｎ  Ｗｉｌｌｉａｍｓ（５２１−１４０４）、ストロボホワイト、Ｆ６３Ｗ１３）
ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）Ａ  エクステリア触媒＝１部（Ｓｈｅｒｗｉｎ  Ｗｉｌｌｉａｍｓ（５００−１４１７）、Ｖ６６Ｖ２９）
ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）還元剤＝３部（Ｓｈｅｒｗｉｎ  Ｗｉｌｌｉａｍｓ（５３０−２６４１）、Ｒ７Ｋ６９）
Ｋ２０ガラスバブル＝ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）ミックス（３Ｍ（登録商標）、７０−０７０４−８４０３−８）に対し、５．０重量％
【０２４７】
自重が分かっているプラスチック混合コンテナに対し、ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）Ｂ（６部）、ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）Ａ（１部）およびＰＯＬＡＮＥ（登録商標）還元剤（３部）を容量で付加した。ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）還元剤（Ｒ７Ｋ９６）の代わりに、有害性大気汚染物質（ＨＡＰＳ）を含まないＰＯＬＡＮＥ（登録商標）還元剤（Ｒ７Ｋ９５）を用いてもよい。混合用ブレードを備えた機械ミキサー／ドリルを用いて、この混合物を３分間攪拌した。前記コンテナおよびその内容物の重量を測定し、前記コンテナの自重を減算することにより、ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）成分の重量を決定した。Ｋ２０ガラスバブルを（５重量％）付加し、前記混合物を５分間攪拌して、Ｋ２０ガラスバブルが液体成分中に完全に混ざったのを確認して、Ｋ２０／ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）ベースコート組成物を形成した。前記ベースコート組成物のポットライフは、およそ４〜６時間であった。
【０２４８】
ベースコートが付加されるプランジャーの調製を、研磨パッド（例えば、スコッチブライトパッド）、細砂ブラストおよび／または酸化アルミニウムまたは鋼球ベアリングによるタンブルブラスティングを用いてハンドルおよびプランジャーヘッドをスカッフィングを行うことによって行った。例えば高圧空気または水の後に乾燥を行うことにより、前記スカッフィングプロセスにおいて発生した破片を前記プランジャーから除去した。
【０２４９】
Ｋ２０／ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）ベースコート組成物を重力式スプレーガン（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ、２０ｏｚ．（５０〜７０ｐｓｉ）、アイテム＃４７０１６）に入れた後、プランジャーヘッドおよび少なくともハンドルのうち前記プランジャーヘッドに最も近い部分（例えば、前記ハンドルのうち約６インチの部分）上に噴霧した（プランジャー毎におよそ１５〜２０ｍＬのＫ２０／ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）混合物を前記プロセスにおいて噴霧した）。スプレーしぶきを含むコーティング量は、乾燥後のコーティング混合物において約３．０ｇであった。この膜厚は、噴霧された物質の量およびスプレーしぶきの量によって異なる。プランジャーカップの全ての部分（例えば、カップ内側およびリム／リップの下部）が完全に被覆されるようにするために、注意が必要である。
【０２５０】
約６０〜１２０秒後、トップコート（例えば、シリカおよび疎水性部分（例えば、結合シラン基）を含むもの）を前記ベースコートに付加することができる。前記トップコートの付加は、前記ベースコートを第２の粒子を含むトップコート組成物と共にガス流（例えば、空気）で適合溶媒の存在下または不在下において噴霧することにより、行うことができる。あるいは、第２の粒子を含むコーティング組成物中にプランジャーをディッピングすることによって前記トップコートを付加することもできる。
【０２５１】
例４  コーティングの摩耗試験
【０２５２】
疎水性コーティングの耐摩耗性（特に、可撓性材料（例えば、プランジャーのカップ）に付加することが可能なコーティングの耐摩耗性）を評価するために、例２に記載の第１のコート結合剤組成物（記載の充填材を含む）を４インチ×４インチのアルミニウムプレートに付加した。４つの異なる充填材（Ｓ６０、Ｋ２０、５１２黒色またはＫ２５黒色）のうち１つを、各プレートに付加されたコーティング組成物に付加した。第１のコートの付加後、記載圧力において圧縮空気を用いて添付表中のＴＳ７２０シリカまたはＲ８１２Ｓシリカ（「ドライパウダー噴霧」と記載された列を参照）を付加することにより、第２のコートを前記プレートに付加した。対照アルミニウムプレートも調製した。この対照アルミニウムプレートにおいては、ヘキサン中のＴＳ７２０またはＲ８１２Ｓ疎水性ヒュームドシリカ（４ｇ／１００ｍｌｗ／ｖ）、を含むスラリーを噴霧することで第２のコートを付加した。
【０２５３】
室温において２４時間空気乾燥を行った後、プレートに対して摩耗試験を行った。耐摩耗性測定は当該分野において公知の任意の方法を用いて行うことが可能であるが、本出願の目的のため、記載のような負荷を備えたＣＳ−１０ホイールを含むＴａｂｅｒ  Ｍｏｄｅｌ：５０３器具を用いて、摩耗試験を行った。
【表９】
0005858441.tif 000016
【０２５４】
例５  水性ポリウレタンを用いたワンステップコーティングプロセス
【０２５５】
ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）７００Ｔ（Ｓｈｅｒｗｉｎ−Ｗｉｌｌｉａｍｓ  Ｃｏ．，Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ、ＯＨ）およびＢａｙｈｙｄｒｏｌ１２４（Ｂａｙｅｒ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇ、ＰＡ）を４０ｇおよび４０：６０の体積比で結合剤組成物として調製した。７００ＴおよびＢａｙｈｙｄｒｏｌ１２４は水性ポリウレタンである。ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）７００Ｔは事前に着色されており、一方前記製造業者から提供されるＢａｙｈｙｄｒｏｌ１２４は無着色コーティング組成物であり、色素を所望に付加することができる。ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）７００ＴをＢａｙｈｙｄｒｏｌ１２４に４０：６０で混合した混合物は、所望の色素内容を達成する。任意選択の成分（例えば、銀ナノ粒子（１０〜３０ｐｐｍ））を前記コーティング組成物に付加することで、抗菌作用を得ることができる。
【０２５６】
上記したＰＯＬＡＮＥ（登録商標）およびＢａｙｈｙｄｒｏｌの４０ｇの混合物に対し、２ｇのＳ６０ガラス球面体（第１の粒子）と、４．５ｇのＴＳ−７２０（ポリジメチルシロキサンで処理されたヒュームドシリカの第２の粒子）と、１５ｇの水とを付加した。これらの成分を広範に混合して、前記ポリウレタン結合剤組成物中にＴＳ−７２０を良好に分散させ、ワンステップコーティング組成物を形成した。任意の適切な手段（例を非限定的に挙げると、数時間の噴霧（ただし、定期的混合を行う場合））により、前記ワンステップコーティング組成物を表面に塗布することができる。
【０２５７】
ワンステッププロセス（例えば、疎水性コーティングおよび／または撥油性コーティングの調製において水性結合剤系を用いるワンステッププロセス）を利用する場合、いくつかの利点が得られる。１つの利点として、物体をコートするために必要な時間が最短になる点がある。この例において記載するプロセスの別の利点として、溶媒をほとんど用いないため、極めて少量のＶＯＣしか放出されない点がある。放出されたＶＯＣは全て、水性結合剤成分（ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）７００Ｔおよび／またはＢａｙｈｙｄｒｏｌ１２４）と関連付けられる。
【０２５８】
疎水性コートおよび／または撥油性コートされた物体（例えば、プランジャー）を調製するために、結合剤、第１の粒子および第２の粒子を含む組成物を、表面処理後の物体の所望の部分（例えば、粗化および洗浄後のプランジャーカップおよびハンドルの部分）に例えばエアスプレーガンで噴霧する。その後、前記コーティングを局所的条件（例えば、温度および湿度）に応じて適切な期間にわたって放置および乾燥させる（一般的には、水性ポリウレタン組成物の場合は約３〜４時間）。
【０２５９】
前記プランジャーカップおよびハンドルの一部をこの例に記載のワンステップＰｏｌａｎｅ７００Ｔ−Ｂａｙｈｙｄｒｏｌ組成物でコーティングすることによって処理された２つのプランジャーを３〜４時間乾燥させ、試験した。前記コートされたプランジャーをトイレにおいて繰り返しプランジングすることにより、試験を行った。これら２つのプランジャーはそれぞれ、プランジを５００回行った後も、前記プランジャーの任意のコートされた部分に付着した水滴はみられなかった。このプロセスにより得られた疎水性コーティングおよび／または撥油性コーティングは、撥水能力において、ツーステッププロセスによって調製されたコーティングと遜色ない能力を示した（例えば、プランジング試験などのような反復使用後も、前記コーティング上に保持された水量は顕著に増えなかった）。
【０２６０】
例６  水性ポリウレタンを用いたツーステップコーティングプロセス
【０２６１】
４０：６０の体積比のＰＯＬＡＮＥ（登録商標）７００ＴおよびＢａｙｈｙｄｒｏｌ１２４を含む混合物を調製した。この混合物に対し、水（７重量％）、Ｋ２０ガラスビード（５重量％）および未処理Ｍ５ヒュームドシリカ（２．５重量％）を付加して、ベースコーティング組成物を形成した（すなわち、１００ｇの前記ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）／Ｂａｙｈｄｒｏｌ混合物に対し、７ｇの水、５ｇのガラスビード、および２．５ｇのシリカを付加した）。この混合物を攪拌し、処理表面に付加してベースコートを形成した。この付加後、ベースコートを適切な期間にわたって乾燥させ、第２のコーティング（アセトン中にＴＳ−７２０を混合した４％ｗ／ｖ混合物）を例えばディッピングによって付加した。前記第２のコーティング組成物を付加した後、ツーステップコーティングを後続処理において得ることができる（例えば、適切な疎水性および／または撥油性の表面を生成するために第２のコーティングが所望または必要である場合）。任意選択の成分（例えば、銀ナノ粒子（１０〜３０ｐｐｍ））をコーティング組成物に付加することで、抗菌作用を得ることができる。
【０２６２】
上記したツーステッププロセスを用いた処理のために、４本のプランジャーを調製した。これらのプランジャーのうち３本は、サンドブラスティングによるコーティングによって調製し、第４のプランジャーは、タンブルブラスティングによって調製した。前記ブラスティングステップから発生した残留物をプランジャー洗浄によって除去し、その後、任意の後続処理の前に前記プランジャーを乾燥させた。これら４本のプランジャーそれぞれに対し、上記したベースコーティング組成物を噴霧した。前記ベースコートの後、前記３本のサンドブラストされたプランジャーを、それぞれ４５分間、６０分間および７５分間だけ乾燥させた。前記タンブルブラストプランジャーは、約７０分間だけ乾燥させた。上記した乾燥時間後、アセトン中のＴＳ−７２０シリカの４％ｗ／ｖ混合物からなる第２のコーティング組成物中に前記プランジャーを浸漬させた。浸漬後、各プランジャーを乾燥させ、アセトン中に３〜５分間配置した後、同一の第２のコーティング組成物を重要領域（例えば、カップのベースの領域、カップ周囲の領域ならびにカップの内側領域および外側領域）に噴霧した。試験前、これらのプランジャーを２日間硬化させた。これらのプランジャーそれぞれについて、その後の試験の結果を示す。
【０２６３】
プランジャー＃１（サンドブラスト、４５分乾燥後、第２のコーティング中のディッピング）：このプランジャーのコーティング付加のための処理により、カップ内側において一定の小水滴付着がみられ、プランジャー試験後において亀裂がみられた。この亀裂は、ディップ適用ステップ時においてＴＳ−７２０が過度に付加されたことに明らかに起因する。約５０回プランジを行った後、プランジャーに第１の小液滴が付着しているのがみられた。前記局所的領域への液滴付着の他には、４００回プランジ後のプランジャーの他の任意の部分への液滴付着はみられなかった。
【０２６４】
プランジャー＃２（サンドブラスト、６０分間乾燥後、第２のコーティング中でのディッピング）：このプランジャーに付加されたベースコートは、第２のコーティングをディッピングによって付加したときにプランジャー＃１に付加されたベースコーよりも、より乾燥している。カップにおいては、ディッピングプロセス時において、小領域に余分なＴＳ−７２０が付着していた。このプランジャーの場合、わずか１００回のプランジ後に小液滴がカップ内側に付着した。このような局所的影響を除けば、このプランジャーにおいては、試験終了時の４００回目のプランジ後において、表面上に付着したさらなる液滴はみられなかった。
【０２６５】
プランジャー＃３（サンドブラスト、７５分間の乾燥後、第２のコーティング中へのディッピング）：このプランジャーの場合、上記のような乾燥時間により、ディッピングプロセスにおいて第２のコーティング組成物のより均一なコーティングが可能となった。ベースコートされたプランジャーをＴＳ−７２０／アセトン混合物中に浸漬した際、プランジャーの任意の領域において余分な蓄積などは発生せず、亀裂または水滴付着もみられなかった。プランジャー＃１および＃２とは対照的に、プランジを４００回行った後も、カップ内側または他の場所への水滴付着はみられなかった。
【０２６６】
プランジャー＃４（タンブルブラスト、７０分間乾燥後、ディップ）：このプランジャーは、プランジャー＃３と同様の挙動を示し、前記ディッププロセス時において余分なＴＳ−７２０の蓄積はみられなかった。前記プランジャーを用いて４００回プランジを行ったところ、カップへの液滴付着は全くみられなかった。
【０２６７】
例５に記載した水性ポリウレタンを用いたワンステッププロセスと同様に、このツーステッププロセスにおいても、コーティングプロセスにおいて放出されるＶＯＣ量が有利に制限される（アセトンは、ＶＯＣ規制外）。（プランジャーを）約６０〜７０分間の乾燥時間後に付加されたコーティングでは、プランジャーは、表面の事前処理（例えば、サンドブラスティングまたはタンブルブラスティング）に関係無く、ワンステッププロセスを用いて調製されたプランジャーと遜色ない機能を示した。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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