(57)【要約】  本開示は、ポリウレタンと官能化ポリアルキルシロキサンとを含むことができるポリマー複合材料を記載する。本明細書記載のポリマー複合材料は、防汚活性を備えさせかつ／または強化するために役立ちうる。【選択図】図１
2021529235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリウレタンを含む第１ポリマーと
親水性側鎖を含む官能化ポリシロキサンを含む第２ポリマーと
を含み、
第１ポリマーと第２ポリマーとが混和性である、防汚性ポリマー複合材料。
【請求項２】
前記第１ポリマーが、ポリエーテルポリウレタンＵ２０５、ポリエステルポリウレタンＷＳ−５０００、ポリカーボネートポリウレタンＵ６８００、またはそれらの任意の組合せを含む、請求項１に記載の防汚性ポリマー複合材料。
【請求項３】
前記第２ポリマーが、親水性側鎖を含む官能化ポリジメチルシロキサンを含む、請求項１または請求項２に記載の防汚性ポリマー複合材料。
【請求項４】
前記親水性側鎖が、エチレンオキシド官能基、カルビノール官能基、またはそれらの任意の組合せを含む、請求項１、請求項２または請求項３に記載の防汚性ポリマー複合材料。
【請求項５】
前記ポリシロキサンが、約１％置換〜約９０％置換の百分率で、親水性側鎖で置換されている、請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載の防汚性ポリマー複合材料。
【請求項６】
アクリルポリマーをさらに含む、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５に記載の防汚性ポリマー複合材料。
【請求項７】
界面活性剤をさらに含む、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５または請求項６に記載の防汚性ポリマー複合材料。
【請求項８】
前記界面活性剤がＴｗｅｅｎ８０である、請求項７に記載の防汚性ポリマー複合材料。
【請求項９】
増粘剤をさらに含む、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７または請求項８に記載の防汚性ポリマー複合材料。
【請求項１０】
前記増粘剤がＯｐｔｉｆｌｏ  Ｔ１０００、Ｂａｙｈｙｄｕｒ  ＸＰ２５４７またはＡｅｒｏｓｉｌ  Ｒ５０である、請求項９に記載の防汚性ポリマー複合材料。
【請求項１１】
抗微生物剤をさらに含む、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９または請求項１０に記載の防汚性ポリマー複合材料。
【請求項１２】
前記抗微生物剤が銀ナノ粒子を含む、請求項１１に記載の防汚性ポリマー複合材料。
【請求項１３】
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１または請求項１２に記載の防汚性ポリマー複合材料を含む表面コーティング。
【請求項１４】
被覆される表面が、食品加工表面、麦芽もしくは麦汁加工表面、バイオフィルム形成を起こしやすい表面、または医用デバイス表面である、請求項１３に記載の表面コーティング。
【請求項１５】
前記表面がステンレス鋼を含む、請求項１３または請求項１４に記載の表面コーティング。
【請求項１６】
約１０度〜約３０度の液体滑落角を有する、請求項１３に記載の表面コーティング。
【請求項１７】
５度未満の水接触角を有する、請求項１６に記載の表面コーティング。
【請求項１８】
大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）に対して、非被覆表面より少なくとも１，０００倍強い抗微生物活性を有する、請求項１３に記載の表面コーティング。
【請求項１９】
請求項１に記載の防汚性ポリマーを作製するための方法であって、ポリウレタンを含む第１ポリマーと、親水性側鎖を含む官能化ポリシロキサンであるポリシロキサンを含む第２ポリマーと、アクリレートポリマー、界面活性剤、増粘剤、抗微生物化合物、またはそれらの任意の組合せを混合することを含む方法。
【請求項２０】
請求項１３に記載の表面コーティングを作製する方法であって、
キャスティング、ブラシコーティング、ブレードコーティング、スピンコーティングまたはローラーコーティングによって、表面を前記防汚性ポリマー複合材料で被覆すること、および
風乾させること
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１８年６月２８日に出願された米国仮特許出願第６２／６９１，５２８号、２０１８年１２月２６日に出願された同第６２／７８５，１７１号、および２０１８年１２月２６日に出願された同第６２／７８５，１７２号の利益を主張し、これらの仮特許出願は参照によりそのまま本明細書に組み入れられる。
【０００２】
本開示は防汚性コーティングにおいて有用なポリマー複合材料を記載する。
【背景技術】
【０００３】
非汚損性を有する表面の必要性は、生物医学用途、海洋用途および食品加工用途ならびに自己浄化が必要な他の用途において使用するための先進材料の開発を刺激してきた。
【０００４】
生物医学用途の場合、埋植デバイスに付随する大きな問題は、デバイス表面でのバイオフィルムの形成と、バイオフィルムが内包する細菌に関連する感染である。抗生物質は、通常、バイオフィルム内部の細菌には有効でない。したがって効果的な抗バイオフィルム表面コーティングが必要とされている。
【０００５】
海洋環境では、表面は生物付着によって迅速に汚損された状態になる。生物付着とは、海水、河川水または湖水などの水に浸かっている人工構造物上での微生物、植物、藻類および動物の望まれない集積をいう。生物付着と闘うための現行の方法には、環境にやさしくない殺生物剤を含有するコーティング、またはボートもしくは他の船舶が動いている時にのみ汚損を除去する汚損放出フィルムが含まれる。
【０００６】
生鮮食品加工またはビール／ワイン製造などの食品産業の場では、設備表面のコンタミネーションが懸念事項である。食品／飲料調製物表面に残った高栄養内容物は、細菌に増殖するための部位を提供するので、食品の安全性および衛生管理にとって脅威になる。食品加工設備に通常使用されるステンレス鋼表面を超疎水性になるように修飾することはできるが、この修飾は通常、環境にやさしくないフッ化材料および複雑なナノ構造を必要とする。
【０００７】
したがって、より良い防汚表面コーティングの必要性が望まれる。
【発明の概要】
【０００８】
本開示は、表面、特に水と接触している表面または水性環境にある表面への、生体材料、有機物質または生物の付着を低減しまたは排除するのに有効な、新規ポリマー複合材料および表面コーティングを記載する。一般に、本開示のポリマー複合材料およびコーティングは、タンパク質、細菌などの生体物質または有機物質の接着を低減しまたは防止するその能力ゆえに、「防汚性」と称される。本開示は、第１ポリマーと第２ポリマーとを含むポリマー複合材料を包含する。いくつかの実施形態において、前記第１ポリマーはポリウレタンポリマーである。いくつかの実施形態において、前記第２ポリマーはポリシロキサンポリマーである。場合により、ポリシロキサンポリマーは官能化ポリシロキサンポリマーである。いくつかの実施形態において、前記官能化ポリシロキサンは親水性ペンダント側鎖を有することができる。いくつかの実施形態において、前記ポリウレタンポリマーと前記官能化シロキサンポリマーは互いの中で相互に混和性である。いくつかの実施形態において、前記ポリウレタンはポリウレタンポリマー分散体であることができる。いくつかの実施形態において、前記官能化ポリシロキサンの親水性ペンダント側鎖は、エチレンオキシド官能基またはカルビノール官能基を含むことができる。いくつかの実施形態において、前記官能化ポリシロキサンは、エチレンオキシドペンダント側鎖を持つポリシロキサンとカルビノール基ペンダント側鎖を持つポリシロキサンとの混合物を含むことができる。いくつかの実施形態において、前記官能化シロキサンは実質上ポリウレタン全体に分散させることができる。
【０００９】
いくつかの実施形態において、本複合材料は界面活性剤をさらに含むことができる。いくつかの実施形態において、本ポリマー複合材料はアクリレートポリマーをさらに含む。いくつかの例において、本ポリマー複合材料は抗微生物剤をさらに含む。いくつかの実施形態は抗微生物剤としての銀ナノ粒子を含む。他の実施形態は、混合物の粘度を調整するための増粘剤または架橋剤などといった追加材料を含む。
【００１０】
いくつかの実施形態は防汚性ポリマー複合材料を作製する方法を包含する。いくつかの実施形態において、本方法は、官能化ポリシロキサンおよびポリウレタンの水性分散体を用意することを含み、ここに、前記２つのポリマーは混和性であって、実質上一様に分散した配合物を生じる。
【００１１】
いくつかの実施形態は表面の液体コンタミネーションを防止するための方法を包含する。いくつかの実施形態において、本方法は、本明細書記載のポリマー複合材料を表面と接触させて、コーティングを表面上に形成させることを含む。いくつかの実施形態は、表面の汚損を防止するための方法であって、少なくとも、前記表面を本明細書記載のポリマー複合材料と接触させる工程を含む方法を包含する。
【００１２】
いくつかの実施形態において、本防汚性ポリマー複合材料は極めて低い液体滑落角を有する。いくつかの実施形態において、本防汚性ポリマー複合材料は極めて低い水接触角を有する。いくつかの実施形態において、本防汚性ポリマー複合材料は、無処理表面と比較して少なくとも８８％の抗バイオフィルム活性を有する。いくつかの実施形態において、本防汚性ポリマー複合材料は、非被覆表面より少なくとも１０００倍高い抗微生物活性を有する。
【００１３】
いくつかの実施形態において、本防汚性ポリマー複合材料は、既知の防汚性組成物よりも実用的で安価でかつ環境にやさしい方法で調製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示の被覆基材を表す概略図である。
【発明の詳細な説明】
【００１５】
本明細書には、防汚特性を有するポリマー複合材料コーティングが記載される。いくつかの実施形態において、本ポリマー複合材料は第１ポリマーと第２ポリマーとを含む。いくつかの実施形態において、本ポリマー複合材料の第１ポリマーはポリウレタンポリマーを含む。いくつかの例において、本ポリマー複合材料の第２ポリマーはポリシロキサンポリマーを含む。いくつかの例において、前記ポリシロキサンポリマーは官能化ポリシロキサンポリマーである。いくつかの実施形態において、前記ポリシロキサンポリマーは親水性ペンダント基で官能化されている。場合により、前記ポリウレタンポリマーおよび前記官能化ポリシロキサンポリマーは混和性である。いくつかの実施形態において、本複合材料はアクリレートポリマーをさらに含む。いくつかの例において、本ポリマー複合材料は界面活性剤を含む。いくつかの実施形態において、本複合材料コーティングは抗微生物剤を含む。いくつかの複合材料コーティング実施形態は、架橋剤または増粘剤などの追加材料を含む。本明細書には、本開示のポリマー複合材料コーティングを調製するための方法も記載される。いくつかの実施形態は、本開示の実施形態を防汚性コーティングとして使用するための方法を包含する。いくつかの実施形態では、低い液体滑落角が記載される。いくつかの例では、低い水接触角が実証される。いくつかの実施形態では、緑膿菌（Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）に対する高い抗バイオフィルム活性が示される。いくつかの実施形態では、大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）に対する高い抗微生物活性が示される。
【００１６】
本明細書記載のポリマー複合材料は、防汚活性を備えさせかつ／または強化するために役立ちうる。本明細書記載のポリマー複合材料は、抗汚染活性を備えさせかつ／または強化するために役立ちうる。本明細書記載のポリマー複合材料は、汚損および／または汚染混合物にばく露された基材表面の浄化を行いかつ／または強化するために役立ちうる。
【００１７】
多くの実施形態において、本ポリマー複合材料はポリウレタンポリマーを含む。本ポリマー複合材料のポリウレタンポリマー成分はさまざまな形態で提供されうる。いくつかの実施形態において、前記ポリウレタンはポリウレタン樹脂および／または水性ポリウレタン分散体であることができる。いくつかの実施形態において、本ポリマー複合材料は脂肪族ポリエーテルポリウレタン分散体を含む。場合により、前記ポリエーテルポリウレタンはＡｌｂｅｒｄｉｎｇｋ  Ｂｏｌｅｙ  Ｕ２０５を含む。いくつかの例において、本ポリマー複合材料は脂肪族ポリカーボネートポリウレタンを含む。いくつかの実施形態において、前記ポリカーボネートポリウレタンはＡｌｂｅｒｄｉｎｇｋ  Ｂｏｌｅｙ  Ｕ６８００を含む。いくつかの実施形態において、本ポリマー複合材料はポリエステルポリウレタンを含む。場合により、前記ポリエステルポリウレタンは三井タケラック（Ｍｉｔｓｕｉ  Ｔａｋｅｌａｃ）ＷＳ−５０００を含む。他の適切なポリウレタン分散体として、Ｕ６１５０、Ａｌｌｎｅｘｔ  ＴＷ  ６４９０／３５ＷＡ、ＴＷ  ６４９１／３３ＷＡ、ＴＷ  ６４９２／３６ＷＡ、ＶＴＷ  １２６２／３５ＷＡ、Ｂｒｅｎｎｔａｇ  Ｗｉｔｃｏｂｏｎｄ  ７８１、Ｗｉｔｃｏｂｏｎｄ  Ｗ−２４０、Ｗｉｔｃｏｂｏｎｄ  ３８６−０３、Ｗｉｔｃｏｂｏｎｄ  Ａ−１００、およびＷｉｔｃｏｂｏｎｄ  Ｗ−３２０を挙げることができる。いくつかの実施形態において、前記ポリウレタンは熱可塑性樹脂または水性ポリマー分散体から作製することができる。いくつかの例において、前記ポリマーはポリウレタンマトリックスであることができる。選択されたポリウレタンは、良好なフィルム形成能（フィルム形成温度＜０℃）、良好な弾性（最大破断前伸び＞４００％）および良好な加水分解耐性を呈すると考えられる。本開示の実施形態において使用されるポリウレタンが、本ポリマー複合材料のこれらの靱性および弾性特性を付与すると考えられる。
【００１８】
防汚性ポリマー複合材料には、例えば防汚性ポリマー複合材料の総重量に基づいて約０．１〜１０ｗｔ％、約１０〜２０ｗｔ％、約２０〜３０ｗｔ％、約３０〜４０ｗｔ％、約４０〜５０ｗｔ％、約５０〜６０ｗｔ％、約６０〜６５ｗｔ％、約６５〜７０ｗｔ％、約７０〜７３ｗｔ％、約７３〜７６ｗｔ％、約７６〜８０ｗｔ％、約８０〜８３ｗｔ％、約８３〜８６ｗｔ％、約８６〜８９ｗｔ％、約８９〜９２ｗｔ％、約９２〜９５ｗｔ％、約９５〜９７ｗｔ％または約９７〜１００ｗｔ％など、任意の適切な量のポリウレタンを使用しうる。
【００１９】
いくつかの実施形態において、本ポリマー複合材料はポリシロキサンを含む。いくつかの例において、前記ポリシロキサンはポリジアルキルシロキサンであることができる。いくつかの実施形態において、前記ポリジアルキルシロキサンはポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）であることができる。いくつかの実施形態において、前記ポリシロキサンは親水性シリコーンであることができる。いくつかの実施形態において、前記親水性シリコーンは、プロピル基を介してシリコーン原子に連結されたポリアルキルオキシアルキルエーテル基またはポリアルキルオキシアルキルヒドロキシル基でメチル基の一部が置き換えられているジメチルシロキサン分子主鎖を含むことができる。いくつかの実施形態において、前記親水性シリコーンは、シリコーン原子にプロピル基を介して連結されたポリエチレングリコール基でメチル基の一部が置き換えられているジメチルシロキサン分子主鎖を含むことができる。いくつかの実施形態において、前記官能化ポリシロキサンの親水性ペンダント側鎖は、エチレンオキシド官能基またはカルビノール官能基を含むことができる。いくつかの実施形態において、前記官能化ポリシロキサンは、エチレンオキシドペンダント側鎖を持つポリシロキサンとカルビノール基ペンダント側鎖を持つポリシロキサンとの混合物を含むことができる。いくつかの実施形態において、エチレンオキシド官能化ポリシロキサンとカルビノール官能化ポリシロキサンはどちらもポリマー複合材料に含めることができる。
【００２０】
エチレンオキシドという用語は、以下の構造を含む官能基および／または置換基を指す：
【化１】
2021529235.tif 000003
［式中、Ｒ１＝Ｈまたは−ＣＨ３］。
【００２１】
カルビノールという用語は、以下の構造を含む官能基および／または置換基を指す：
【化２】
2021529235.tif 000004
、カルビノール。
【００２２】
いくつかの実施形態において、ポリシロキサンは、
【化３】
2021529235.tif 000005
［式中、ｍ＝１〜４０およびｎ＝１〜４０およびｐ＝１〜１５０］
であることができる。
いくつかの実施形態において、官能化シロキサンは次式の官能化シロキサンであることができる：
【化４】
2021529235.tif 000006
［式中、ｍおよびｎは上記のとおりであり、ｐ＝１〜１５０］。
【００２３】
「置換％」という用語は（ｍ／（ｍ＋ｎ）×１００％）と定義される。この定義において、ｍは、親水性側鎖シロキサン単位（上に示したエチレンオキシドまたはカルビノール）で官能化されたジメチルシロキサン単位の量を指し、ｎは非官能化ジメチルシロキサン単位の量を指す。それゆえ、ｍ／（ｍ＋ｎ）は、ポリシロキサンポリマー全体における親水性ペンダント側鎖シロキサンの百分率を規定する。いくつかの実施形態において、置換％は、約１％〜約９０％の置換、約１〜２．５％、約２．５〜５％、約５〜１０％、約１０〜１５％、約１５〜２０％、約２０〜２５％、約２５〜３０％、約３０〜３５％、約３５〜４０％、約４０〜４５％、約４５〜５０％、約５０〜５５％、約５５〜６０％、約６０〜６５％、約６５〜７０％、約７０〜７５％、約７５〜８０％、約８０〜８５％、約８５〜９０％％、約１〜１０％、約１０〜２０％、約２０〜３０％、約３０〜４０％、約４０〜５０％、約５０〜６０％、約６０〜７０％、約７０〜８０％、約８０〜９０％、約２．５％、約３０％、約５０％、約７５％、約９０％、またはこれらの置換範囲の任意の組合せであることができる。ごく少量の親水性ペンダント側鎖は、水性ポリマー、例えばポリウレタンにおける、ポリシロキサンの混和性を改良するのに役立つと考えられる。さらに、ペンダント親水性側鎖による適切な置換％（例えば５〜３０置換％）は、親水性ペンダント側鎖の間隔を、それらが揺動および回転する自由を有し、かつ／または適合する液体で膨潤可能であり、当該条件下で液体のように振る舞うのに十分なほど、まばらにすると考えられる。
【００２４】
いくつかの実施形態において、ｍは、１〜４０、１〜５、５〜１０、１０〜１５、１５〜２０、２０〜２５、２５〜３０、３０〜３５、３５〜４０、１〜１０、１〜２０、５〜１５、１０〜２０、１５〜２５、２０〜３０または３０〜４０であることができる。いくつかの実施形態において、ｎは、１〜４０、１〜５、５〜１０、１０〜１５、１５〜２０、２０〜２５、２５〜３０、３０〜３５、３５〜４０、１〜１０、１〜２０、５〜１５、１０〜２０、１５〜２５、２０〜３０または３０〜４０であることができる。いくつかの実施形態において、エチレンオキシド側鎖の長さｐは１〜１５０または１〜２０であることができる。いくつかの実施形態において、ｐは、１〜２、１〜３、２〜３、３〜４、４〜５、５〜６、６〜７、７〜８、８〜９、９〜１０、１０〜１１、１１〜１２、１２〜１３、１３〜１４、１４〜１５、１５〜１６、１６〜１７、１７〜１８、１８〜１９、１９〜２０、１〜１０、１〜５または１〜３であることができる。
【００２５】
適切な親水性ポリシロキサンは、ジメチルシロキサン−（３０〜３５％エチレンオキシド）ブロックコポリマーＤＢＥ−３１１（Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．、米国ペンシルバニア州モリスビル）、ジメチルシロキサン−（６０〜７０％エチレンオキシド）ブロックコポリマーＤＢＥ−７１２（Ｇｅｌｅｓｔ）、ジメチルシロキサン−（８５〜９０％エチレンオキシド）ブロックコポリマーＤＢＥ−９２１（Ｇｅｌｅｓｔ）、および（２０％カルビノール官能性）メチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマーＣＭＳ−２２１（Ｇｅｌｅｓｔ）、またはこれら親水性ポリシロキサンのいずれかの任意の組合せを含む。
【００２６】
コーティング用の溶液を調製する際には、親水性ポリシロキサンが熱可塑性ポリウレタン樹脂または水性ポリマー分散体と物理的に混合される。ポリシロキサンの親水性側鎖は、水性ポリマー分散体との均等な混合を可能にする。いくつかの実施形態において、疎水性ＰＤＭＳ主鎖は、熱可塑性ポリウレタンとの均等な混合を可能にすることができる。親水性ＰＤＭＳ分散体と予め形成されたポリウレタン樹脂または水性ポリウレタン分散体との物理的混合は、他の方法と比べて、これらのポリマー複合材料を調製するための非常に簡単で、経済的で、より実用的な方法になる。また、本開示のプロセスは、多成分ポリウレタン組成物において通常使用される有機溶媒および／または触媒を必要とせず、プロセスが環境にやさしくなる。
【００２７】
いくつかの実施形態において、前記官能化ポリシロキサンはポリウレタン樹脂において実質上混和性である。いくつかの実施形態において、前記官能化ポリシロキサンは、ポリウレタン樹脂において十分に混和性であって、実質上一様に混合された配合物を生じることができる。一様に混合された配合物は、容器を傾けた時に容器壁に残る滑らかな液体フィルムまたはブレードでキャストした時の基材上の滑らかな液体によって示される。いくつかの実施形態において、前記親水性ポリマーと前記官能化ポリシロキサンは互いの中で相互に混和性であることができる。いくつかの実施形態において、前記親水性ポリマーと前記官能化ポリシロキサンとの配合物は、互いに任意の比で、均一な溶液であることができる。
【００２８】
いくつかの実施形態において、ポリウレタンポリマーマトリックス中の前記官能化ポリシロキサンの重量パーセントは、約１〜３０ｗｔ％、約１〜２ｗｔ％、約２〜３ｗｔ％、約３〜４ｗｔ％、約４〜５ｗｔ％、約５〜６ｗｔ％、約６〜７ｗｔ％、約７〜８ｗｔ％、約８〜９ｗｔ％、約９〜１０ｗｔ％、約１０〜１１ｗｔ％、約１１〜１２ｗｔ％、約１２〜１３ｗｔ％、約１３〜１４ｗｔ％、約１４〜１５ｗｔ％、約１５〜１６ｗｔ％、約１６〜１７ｗｔ％、約１７〜１８ｗｔ％、約１８〜１９ｗｔ％、約１９〜２０ｗｔ％、約２０〜２１ｗｔ％、約２１〜２２ｗｔ％、約２２〜２３ｗｔ％、約２３〜２４ｗｔ％、約２４〜２５ｗｔ％、約２５〜２６ｗｔ％、約２６〜２７ｗｔ％、約２７〜２８ｗｔ％、約２８〜２９ｗｔ％、約２９〜３０ｗｔ％、約１〜５ｗｔ％、約５〜１０ｗｔ％、約１０〜１５ｗｔ％、約１５〜２０ｗｔ％、約２０〜２５ｗｔ％、約２５〜３０ｗｔ％、約１〜１０ｗｔ％、１０〜２０ｗｔ％、２０〜３０ｗｔ％、２〜２０ｗｔ％、約５〜３０ｗｔ％、約５〜１０ｗｔ％、５ｗｔ％、１０ｗｔ％であるか、上述の値のいずれかを組み入れた官能化ポリシロキサンの任意の重量パーセントであることができる。
【００２９】
いくつかの実施形態において、ポリマー複合材料は界面活性剤を含むことができる。いくつかの実施形態において、ポリマー複合材料への界面活性剤の添加は、望ましい混和性を与えることができる。いくつかの実施形態において、前記界面活性剤は親水性基を含むことができる。いくつかの実施形態において、前記親水性基はポリエーテル基であることができる。いくつかの実施形態において、前記ポリエーテル基は、エチレンオキシドのポリマーであるポリオキシエチレン基であることができる。いくつかの実施形態において、前記界面活性剤はソルビタン基を含むことができる。いくつかの実施形態において、前記界面活性剤は、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウレート（Ｔｗｅｅｎ２０）、ポリソルベート４０（ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノパルミテート）、ポリソルベート６０（ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノステアレート）、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノオレート（Ｔｗｅｅｎ８０）、またはそれらの任意の組合せを含む。
【００３０】
防汚性ポリマー複合材料の総重量に基づいて、例えば約１〜３０ｗｔ％、約１〜２ｗｔ％、約２〜３ｗｔ％、約３〜４ｗｔ％、約４〜５ｗｔ％、約５〜６ｗｔ％、約６〜７ｗｔ％、約７〜８ｗｔ％、約８〜９ｗｔ％、約９〜１０ｗｔ％、約１０〜１１ｗｔ％、約１１〜１２ｗｔ％、約１２〜１３ｗｔ％、約１３〜１４ｗｔ％、約１４〜１５ｗｔ％、約１５〜１６ｗｔ％、約１６〜１７ｗｔ％、約１７〜１８ｗｔ％、約１８〜１９ｗｔ％、約１９〜２０ｗｔ％、約２０〜２１ｗｔ％、約２１〜２２ｗｔ％、約２２〜２３ｗｔ％、約２３〜２４ｗｔ％、約２４〜２５ｗｔ％、約２５〜２６ｗｔ％、約２６〜２７ｗｔ％、約２７〜２８ｗｔ％、約２８〜２９ｗｔ％、約２９〜３０ｗｔ％、約１〜５ｗｔ％、約５〜１０ｗｔ％、約１０〜１５ｗｔ％、約１５〜２０ｗｔ％、約２０〜２５ｗｔ％、約２５〜３０ｗｔ％、約１〜１０ｗｔ％、１０〜２０ｗｔ％、２０〜３０ｗｔ％、２〜２０ｗｔ％、約５〜３０ｗｔ％、約５〜１０ｗｔ％、５ｗｔ％、または１０ｗｔ％など、任意の適切な量の界面活性剤（例えばＴｗｅｅｎ８０）を使用しうる。
【００３１】
ポリエーテル含有界面活性剤は、疎水性末端を内側に向け、親水性末端を水溶液に向けて、ポリエーテル修飾ポリシロキサンを取り囲むことができると考えられる。ポリマー組成物が基材に塗布されて乾燥するときに、ポリエーテル修飾ポリシロキサンの疎水性部分はコーティング表面上に集積する傾向があり、それと同時に、それらを取り囲む両親媒性化合物（界面活性剤）も一緒に表面に移動させるので、その表面の直下に埋め込まれている親水性基の密度が高くなる。コーティング表面が水溶液にばく露されると、界面では大量の親水性鎖が水溶液に伸びて、その表面を超親水性にする。
【００３２】
いくつかの実施形態において、界面活性剤は非イオン性界面活性剤であることができる。いくつかの実施形態において、非イオン性界面活性剤は、例えばポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン誘導体、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミド、またはアセチレンアルコール、アセチレングリコール、およびそれらのエチレンオキシド付加物であることができる。いくつかの実施形態において、界面活性剤は親油性界面活性剤であることができる。
【００３３】
いくつかの実施形態において、防汚性ポリマー複合材料はアクリルポリマーをさらに含むことができる。いくつかの実施形態において、アクリルポリマーはアクリルポリマーエマルションであることができる。いくつかの実施形態において、アクリルポリマーはＡＰ６０９ＬＮおよび／またはＡＰ４６０９Ｎ（昭和電工グループ、日本国東京）であることができる。
【００３４】
いくつかの実施形態において、防汚性ポリマー複合材料は抗微生物剤をさらに含むことができる。いくつかの実施形態において、抗微生物剤は銀ナノ粒子であることができる。
【００３５】
いくつかの実施形態では、所望の粘度を達成するために、増粘剤または架橋剤を防汚性ポリマー複合材料に加えてもよい。適切な増粘剤として、Ｏｐｔｉｆｌｏ  Ｔ１０００、Ｂａｙｈｙｄｕｒ  ＸＰ２５４７、およびＡｅｒｏｓｉｌ  Ｒ５０が挙げられる。
【００３６】
ここで使用される官能化ポリシロキサンは両親媒性である。両親媒性表面を有するポリウレタンコーティングの形成は、例えば親水性ポリシロキサンとポリウレタンポリマーとを一つに組み合わせることなどによって達成することができる。水性系では、低表面エネルギーポリシロキサンが、親水性鎖を表面に移動させるのを自然に助け、ポリウレタン中に分散した状態を保つことになるので、コーティング系に組み込まれる。したがって、材料の表面は両親媒性であると同時に、ポリウレタンバルクが系に靱性を与えることになる。
【００３７】
官能化ポリシロキサンはコーティングを親水性にしかつ／または液体滑落角を極めて低くすることができ（水滑落角＜１０°）、そこでは、コーティング表面と接触した液滴が容易に滑落することができて、残渣を全く／ごくわずかしか残さないと考えられる。そのようなコーティングは、さまざまな液体によるコンタミネーションおよびその液体がもたらす汚損、例えば生物付着、タンパク質汚損および海洋汚損を効果的に防止することができ、塵埃などのようなコンタミナントに対するその表面の自己浄化特性を与える。
【００３８】
エチレンオキシド含量が７５％以上である材料は水に自由に溶解するが、上述のように置換％が約５％〜約３０％であった場合は混和性が驚くほど改善した。官能化ＰＤＭＳの重量％および側鎖の置換％が本明細書に開示する範囲内にある場合、中密度の親水性ポリマーブラシがコーティング表面に形成されうることで、そのポリマーブラシは、ターゲット液体と接触した時に容易に膨潤することができ、小さな傾斜角でさえターゲット液滴の滑落を容易にしかつ／または残渣を全く／ごくわずかしか残さない液体のように振る舞うと考えられる。滑落角が小さいほど、液体はその表面から容易に除去され、それにより、防汚機能および自己浄化機能を与える。重量百分率および／または側鎖の置換％が高すぎる場合は、コーティング表面上のポリマーブラシが極めて密になることで、ポリマーブラシが回転および屈曲するためのポリマーブラシ鎖間の余地が制限されうるので、それほど膨潤可能ではなくなりうる。これらの例では、表面は、望ましい実施形態の場合とは異なり、液体のようには振る舞わず、単に親水性であるにすぎない。さらにまた、重量百分率および／または側鎖の置換％が高すぎる場合、滑落角は所望するほどには低くならず、液滴は表面を滑り落ちて尾状の痕跡を残し、それが、その表面に本質的にコンタミナントを残しうる。
【００３９】
官能化ポリジメチルシロキサンの重量パーセントおよび側鎖の置換％が本開示に記載する範囲内にある場合、中密度の親水性ポリマーブラシがコーティング表面に形成されうることで、そのポリマーブラシは、ターゲット液体と接触した時に容易に膨潤することができ、小さな傾斜角でさえターゲット液滴の滑落を容易にして、残渣を全く／ごくわずかしか残さない液体のように振る舞う。
【００４０】
図１に示すように、いくつかの実施形態において、コーティング、例えばコーティング１０は、前述のポリマー複合材料を含むことができる。いくつかの実施形態では、本ポリマー複合材料、例えば複合材料１５を、基材表面上、例えば基材２０表面上に配置し、乾燥させることができる。いくつかの実施形態において、コーティングは、スプレーコーティング、キャスティング、ディップコーティング、ブラシコーティングまたはローラーコーティングによって乾燥させることができる。
【００４１】
いくつかの実施形態において、結果として得られる乾燥したポリマー複合材料は厚さ１〜１０００μｍ（マイクロメートル）であることができる。いくつかの実施形態において、複合材料は、厚さ約１〜５０μｍ、約５０〜１００μｍ、約１００〜１５０μｍ、約１５０〜２００μｍ、約２００〜２５０μｍ、約２５０〜３００μｍ、約３００〜３５０μｍ、約３５０〜４００μｍ、約４００〜４５０μｍ、約４５０〜５００μｍ、約５００〜５５０μｍ、約５５０〜６００μｍ、約６００〜６５０μｍ、約６５０〜７００μｍ、約７５０〜８００μｍ、約８５０〜９００μｍ、約９００〜９５０μｍ、約９５０〜１０００μｍ、約５０〜６００μｍ、約６２５μｍまたは約３００μｍであることができる。
【００４２】
いくつかの実施形態において、乾燥したコーティングは、１〜２０Ｎ／２０ｍｍの範囲の制御可能な剥離強度で剥離可能であることができる。
【００４３】
いくつかの実施形態はポリマー複合材料を作製する方法を包含する。いくつかの実施形態において、本方法は、親水性ペンダント側鎖官能化ポリシロキサン分散体と極性ポリウレタン分散体とを用意し、前記混和性修飾ポリシロキサンを前記極性ポリウレタンと物理的に混合することを含むことができる。いくつかの実施形態において、本方法は、界面活性剤を加えることをさらに含むことができる。いくつかの実施形態において、本方法は、アクリルポリマーを加えることをさらに含むことができる。いくつかの実施形態において、本方法は、抗微生物銀ナノ粒子を加えることをさらに含むことができる。いくつかの実施形態において、本方法は、増粘剤を加えることをさらに含むことができる。
【００４４】
いくつかの実施形態は、表面からの水および／または水溶液の除去を容易にするための方法を包含する。本開示において、「表面」とは、設備の一部の任意の部分であって、水溶性材料と接触しうるものをいう。表面は、上述の材料のうちの１つ以上と接触しうる表面全体、またはそのような表面全体の一部を含みうる。乳業との関連において、設備は、例えばプラントまたはその任意の個別部分、例えばバット、容器、ポンプ、タン（ｔａｎｓ）、ミキサー、クーラー、パイプラインなど、または搾乳、乳汁などの乳製品の梱包もしくは出荷に必要な設備および容器を含みうる。他の産業に関連する表面および設備は当業者にはすぐにわかるだろう。しかし一般的な例として、これらにはバイオリアクター、発酵バットなどが含まれうる。
【００４５】
いくつかの実施形態において、除去されるべき水または水溶液はタンパク質を含みうる。いくつかの実施形態において、水溶液は糖質を含みうる。いくつかの実施形態において、本方法は、溶液または溶液に含有される材料が本基材からは非被覆基材からよりも容易に除去されうるように、本明細書に記載の組成物で基材を被覆することを含む。いくつかの実施形態において、本方法は、タンパク質および／糖質を含有する流体の浄化を容易にしまたは低減する。いくつかの実施形態において、タンパク質および／または糖質を含有する流体はビールまたは麦汁であることができる。いくつかの実施形態において、タンパク質および／または糖質を含有する流体は乳汁または他の乳製品であることができる。いくつかの実施形態において、本方法は、本明細書記載の組成物を表面と接触させる工程を含み、前記表面の汚損を低減する。いくつかの実施形態において、接触させる組成物はポリマーを含む。いくつかの実施形態において、接触させる組成物は本明細書の他の項で述べる界面活性剤を含む。いくつかの実施形態において、接触させる組成物はポリシロキサンを含む。いくつかの実施形態において、接触させる組成物は、親水性ポリマー、ポリシロキサンおよび／もしくは界面活性剤または前記の任意の組合せもしくは順列を含み、コーティングを表面上に形成させる。いくつかの実施形態では、１種以上のタンパク質を含有する組成物を加工する方法であって、少なくとも、ａ）任意の設備の表面を本明細書記載の方法に従って調製する工程、およびｂ）前記設備で、１種以上のタンパク質および／または糖質を含有する流体、食品および／または組成物を加工する工程を含む方法が記載される。
【００４６】
表面の脱濡れ特性を決定する方法は、当業者にはわかる。一例として、試料が処理済み基材から滑り落ち始める確度の減少により、処理済み基材の転落角を決定することが挙げられる。一例として、２０マイクロリットル（μｌ）の脱イオン水の液滴を処理済み鋼基材に乗せることができ、実施例３においてさらに詳しく説明するように、前記液滴が滑り落ちて、その後に残渣を全く／ごくわずかしか残さないことが視認されるまで、基材表面を水平から傾けた。いくつかの実施形態において、記載のコーティングの転落角は、水平から３０°未満、２５°未満、２０°未満、１５°未満、１２．５°未満、１０°未満、約５〜１０°、約１０〜１５°、約１５〜２０°、約２０〜２５°、または約２５〜３０°であることができる。
【００４７】
「親水性」という用語は、９０°未満の水接触角を有する化合物／溶液／混合物を指す。
【００４８】
「超親水性」表面という用語は、水／液体がほぼゼロ（例えば＜５°、＜４°、＜３°、＜２°、＜１°、＜０．５°）の接触角まで拡がる表面を指す。
【００４９】
処理済み表面での流体の接触角を測定することによって表面の親水性を決定する方法は、当業者にはわかる。一例として、実施例３および／または実施例５においてさらに詳しく説明するように、２０μｌの脱イオン水および／またはビールもしくは麦汁の液滴を、処理済みの鋼基材に乗せ、結果として得られる液体の表面積および／または接触角を確認することができる。いくつかの実施形態において、記載のコーティングの接触角は、２５°未満、２０°未満、１５°未満、１２．５°未満、１０°未満、５°未満、約１〜５°、約５〜１０°、約１０〜１５°、約１５〜２０°または約２０〜２５°であることができる。いくつかの実施形態において、所与の処理済み基材、例えばステンレス鋼上での、ある量の液体の表面積の変化は、無処理表面でのその量の２５％超、約２５〜５０％、約５０〜７５％、約７５〜１００％、約１００〜２５０％、約２５０〜５００％、約５００〜１０００％、または１０００％超であることができる。
【００５０】
表面の抗バイオフィルム特性を決定する方法は、当業者にはわかる。いくつかの実施形態において、コーティング表面でのバイオフィルム形成を阻害するコーティングの能力は、実施例４でさらに詳しく述べるように、疾患管理センター（Ｃｅｎｔｅｒ  ｆｏｒ  Ｄｉｓｅａｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＣＤＣ）バイオフィルムリアクターにおいて、ＰＴＦＥのような認知されている一般的疎水性材料ならびにＡｇシートおよびＣｕシートのような防汚性材料との比較で試験することができる。いくつかの実施形態において、記載のコーティングは、緑膿菌バイオフィルムの成長を、リファレンス無処理ステンレス鋼プレートと比較して、２５〜９０％、２５〜３０％、３０〜３５％、３５〜４０％、４０〜４５％、４５〜５０％、５０〜５５％、５５〜６０％、６０〜６５％、６５〜７０％、７５〜８０％、８０〜８５％、８５〜９０％、２８％、３８％、４９．７％、８０％または８８％抑制することができる。
【００５１】
表面のコーティングの抗微生物効果を決定する方法は、当業者にはわかる。いくつかの実施形態において、２４時間の接触後に、大腸菌の成長を阻害するコーティングの能力は、リファレンス無処理ステンレス鋼プレートより、少なくとも１００倍、少なくとも５００倍、少なくとも１，０００倍、少なくとも１０，０００倍、少なくとも１００，０００倍、少なくとも１，０００，０００倍、約１００〜１，０００倍、約１，０００〜１０，０００倍、約１０，０００〜１００，０００倍または約１，０００，０００倍優れている。
【００５２】
例示的な、ただし限定ではない実施形態は、以下のとおりである。
【００５３】
実施形態１．ポリマーと、
親水性ペンダント側鎖を有する官能化ポリシロキサンと
を含み、前記官能化ポリシロキサンと前記ポリマーとが互いの中で相互に混和性である、ポリマー複合材料。
【００５４】
実施形態２．前記ポリマーがポリウレタン分散体である、実施形態１のポリマー複合材料。
【００５５】
実施形態３．アクリルポリマーエマルションをさらに含む、実施形態１のポリマー複合材料。
【００５６】
実施形態４．抗微生物剤をさらに含む、実施形態１のポリマー複合材料。
【００５７】
実施形態５．前記抗微生物剤が銀ナノ粒子を含む、実施形態４のポリマー複合材料。
【００５８】
実施形態６．前記官能化ポリシロキサンの親水性ペンダント側鎖がエチレンオキシド官能基またはカルビノール官能基を含む、実施形態１のポリマー複合材料。
【００５９】
実施形態７．前記官能化ポリシロキサンがエチレンオキシドペンダント側鎖を持つポリシロキサンとカルビノール基ペンダント側鎖を持つポリシロキサンとの混合物を含む、実施形態１のポリマー複合材料。
【００６０】
実施形態８．前記官能化シロキサンが実質上前記ポリウレタン全体に分散している、実施形態１のポリマー複合材料。
【００６１】
実施形態９．前記官能化ポリシロキサンが親水性側鎖による５〜３０ｗｔ％の置換を有する、実施形態１のポリマー組成物。
【００６２】
実施形態１０．前記官能化ポリシロキサンが親水性側鎖による１〜３０ｗｔ％の置換を有する、実施形態１のポリマー組成物。
【００６３】
実施形態１１．前記官能化ポリシロキサンがポリジアルキルシロキサンである、実施形態１のポリマー組成物。
【００６４】
実施形態１２．前記官能化ポリシロキサンがポリジメチルシロキサンである、実施形態１１のポリマー組成物。
【００６５】
実施形態１３．両親媒性界面活性剤をさらに含む、実施形態１のポリマー組成物。
【００６６】
実施形態１４．前記界面活性剤がポリオキシアルキレンソルベートである、実施形態１３のポリマー組成物。
【００６７】
実施形態１５．表面の液体コンタミネーションを防止するための方法であって、コーティングを前記表面上に形成させるために、少なくとも、実施形態１〜１４のいずれか１つの組成物を前記表面と接触させる工程を含む方法。
【００６８】
実施形態１６．水性組成物を加工する方法であって、少なくとも、以下の工程を含む方法：
ａ）実施形態１〜１４のいずれか１つの方法に従って任意の設備の表面を調製する工程、および
ｂ）前記水性組成物を含有する組成物を前記設備で加工する工程。
【００６９】
実施形態１７．表面の汚損を防止するための方法であって、少なくとも、水系ポリマー、疎水性表面修飾粒子および少なくとも１種の両親媒性化合物を含む組成物を表面と接触させて、コーティングを前記表面上に形成させる工程を含む方法。
【００７０】
実施形態１８．ポリマー複合材料を調製する方法であって、
親水性にペンダント官能化されたポリシロキサンとポリウレタン水性分散体とを用意すること、および
前記混和性官能化ポリシロキサンとポリウレタン水性分散体とを混合して、実質上一様に分散した配合物を生じさせること
を含む方法。
【実施例】
【００７１】
本明細書に記載する複合材料および／または組成物の実施形態は他の組成物および／またはそれで被覆された表面と比較して改良された性能を有することが見いだされた。これらの利点は以下の実施例によってさらに実証されるが、これらの実施例は本開示を例証しようとするものにすぎず、決してその範囲または基礎をなす原理を限定しようとするものではない。
【００７２】
Ｉ．合成
実施例−１：溶液の調製：
１５０ｇの水性ポリウレタン分散体（ＰＵＤ）Ｕ２０５（Ａｌｂｅｒｄｉｎｇｋ  Ｂｏｌｅｙ）を４．５ｇ（約４．５ｍＭ）のジメチルシロキサン−（３０〜３５％エチレンオキシド）ブロックコポリマーＤＢＥ−３１１（Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．、米国ペンシルバニア州モリスビル）と混合し、磁気撹拌子を使って室温でその溶液を撹拌した。１２時間の撹拌後に一様な溶液を得た。結果として得られた実施例の粘度は約１００〜５００ｍＰａであった。粘度が１００ｍＰａ未満であった場合は、Ａｅｒｏｓｉｌ  Ｒ５０のような増粘剤を１〜１０ｗｔ％加えた。
【００７３】
追加実施例（ＰＵＤ＋ＰＤＭＳ＋界面活性剤）
例えば２．２５ｇのポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノオレート（Ｔｗｅｅｎ８０）をポリウレタンおよびＤＢＥ−３１１ブロックコポリマーと混合するなど、混合物のさまざまな構成要素を下記表１に記載するように変更した点以外は、上記と同様にして、追加実施例を作製した。ここで述べる百分率は全て、別段の指定がある場合を除き、乾燥ＰＵフィルムにおける固形分重量パーセントである。ＰＵ分散体の固形分含量は、別段の指定がある場合を除き、通常、３０〜４０％である。
【００７４】
【表１】
2021529235.tif 000007
【００７５】
実施例−１．２：追加実施例（ＣＥ）：
ＤＢＥ−３１１の代わりに４．５ｇ（４．５ｍＭ）の異なるエチレンオキシドレベルで置換されたジメチルシロキサン−ブロックコポリマーＤＢＥ−７１２（６０〜７０％エチレンオキシド）またはＤＢＥ−９２１（８５〜９０％エチレンオキシド）（Ｇｅｌｅｓｔ）を使用した点以外は、上述のように追加実施例を作製した。もう一つの実施例では、エチレンオキシド基の代わりに−ＯＨ基（２０〜２５％）で置換されているヒドロキシルシリコーンＣＭＳ−２１１をＤＢＥ−３１１の代わりに使用した。
【００７６】
実施例−１．３：脂肪族ポリエーテルＰＵ分散体とアクリレートエマルションとを使った溶液の調製：
５ｇの水性脂肪族ポリエーテルポリウレタン分散体（ＰＵＤ）Ｕ２０５（Ａｌｂｅｒｄｉｎｇｋ  Ｂｏｌｅｙ、米国ノースカロライナ州グリーンズボロ）を、５ｇのＡＰ６０９ＬＮ（昭和電工グループ、日本国東京）および随意に０．２６ｇのジメチルシロキサン−（３０〜３５％エチレンオキシド）ブロックコポリマーＤＢＥ−３１１（Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．、米国ペンシルバニア州モリスビル）と混合した。自転公転式ミキサー・シンキーＡＲＥ−３１０（シンキー株式会社、日本国東京）を使って前記溶液を３分間混合した後、それを使って２分間脱泡した。一様な溶液が得られた。
【００７７】
実施例−１．４：ポリエステルＰＵ分散体とアクリレートエマルションとを使った溶液の調製：
２ｇの水性ポリエステルポリウレタン分散体（ＰＵＤ）タケラックＷＳ−５０００（三井化学、日本国東京）を８ｇのＡＰ６０９ＬＮ（昭和電工グループ、日本国東京）と混合した。自転公転式ミキサー・シンキーＡＲＥ−３１０（シンキー株式会社、日本）を使って前記溶液を３分間混合した後、それを使って２分間脱泡した。一様な溶液が得られた。
【００７８】
実施例−１．５：脂肪族ポリエーテルＰＵ分散体とアクリレートエマルションと銀ナノ粒子とを使った溶液の調製：
３０ｇの水性ポリウレタン分散体（ＰＵＤ）Ｕ２０５（Ａｌｂｅｒｄｉｎｇｋ  Ｂｏｌｅｙ、米国ノースカロライナ州グリーンズボロ）を、３０ｇのＡＰ６０９ＬＮ（昭和電工グループ、日本国東京）、１ｇのジメチルシロキサン−（３０〜３５％エチレンオキシド）ブロックコポリマーＤＢＥ−３１１（Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．、米国ペンシルバニア州モリスビル）および１２０ｍｇの銀ナノ粒子（ＳｋｙＳｐｒｉｎｇ  Ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ、米国テキサス州ヒューストン）と混合する。その溶液を、ローリングミキサー（ＵＳ  Ｓｔｏｎｅｗａｒｅ、米国オハイオ州イーストパレスチナ）にて室温で混合する。２４時間の混合後に一様な溶液が得られる。
上記実施例−１０および実施例−１１では、他の銀ナノ粒子も使用した。
（１）ＰＶＰ被覆銀ナノ粒子（９９．９５％、２０〜３０ｎｍ、ＳｋｙＳｐｒｉｎｇ  Ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ、米国テキサス州ヒューストン）
（２）オレイン酸被覆銀ナノ粒子（９９．９５％、３２０〜５０ｎｍ、ＳｋｙＳｐｒｉｎｇ  Ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ、米国テキサス州ヒューストン）
【００７９】
実施例−２：防汚性コーティングの調製：
ブレードキャスターを使用し、６２５μｍの湿時厚さを使って、ステンレス鋼基材上に、実施例１で得た溶液をキャストし、室温での風乾後に、厚さ３００μｍの乾燥コーティングを得た。このコーティングはブラシコーティングまたはローラーコーティングすることもできる。
【００８０】
実施例−３：防汚性コーティングの滑落角測定：
基材を回転／傾斜可能なステージに固定した。２０μＬのＤＩ水を被験基材の水平面にピペットで乗せる。次に、基材を＜１度／秒の速度でゆっくり傾斜させ、５度増えるごとに傾斜動作を５秒間停止し、液滴の動きを監視した。結果を下記表２に示す。ステンレス鋼上のＵ２０５＋ＤＢＥ３１１（５〜１０％）のコーティングは水滑落角を９０度から１０〜１５度へと劇的に減少させ、一方、最も周知の非粘着性疎水性ポリマーＰＴＦＥの場合でさえ、２０μＬの水滴は９０度でもＰＴＦＥ表面上に留まっていた。
【００８１】
このユニークな特徴により、ここに開示する材料は、防汚用途にとって非常に魅力的で実用的な解決策になる。
【００８２】
【表２】
2021529235.tif 000008
【００８３】
実施例−４：ＣＤＣバイオフィルムリアクターにおけるバイオフィルム成長試験：
サイズが２ｃｍ×１２ｃｍのステンレス鋼上のＵ２０５＋ＤＢＥ３１１（１０％）フィルム、ＰＴＦＥ、無処理ステンレス鋼の試験片を、モンタナ州立大学（Ｍｏｎｔａｎａ  Ｓｔａｔｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）のバイオフィルム工学センター（Ｃｅｎｔｅｒ  ｆｏｒ  Ｂｉｏｆｉｌｍ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）によって生産されたＣＢＲ  ９０−３  ＣＤＣバイオフィルムリアクター（ＣＤＣ  Ｂｉｏｆｉｌｍ  Ｒｅａｃｔｏｒ（登録商標））の試料ホルダーに固定した。「ＣＤＣバイオフィルムリアクターを用いた高せん断連続流で増殖させた緑膿菌バイオフィルムの定量のための標準試験法」（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ  Ｂｉｏｆｉｌｍ  Ｇｒｏｗｎ  ｗｉｔｈ  Ｈｉｇｈ  Ｓｈｅａｒ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｆｌｏｗ  ｕｓｉｎｇ  ＣＤＣ  Ｂｉｏｆｉｌｍ  Ｒｅａｃｔｏｒ）（ＡＳＴＭ規格Ｅ２５６２−１７）を使って、これらの表面でのバイオフィルムの成長を評価した。表３のデータは、Ｕ２０５＋ＤＢＥ３１１が、全ての試料の中で、その表面での緑膿菌バイオフィルムの成長を阻害するのに最も有効であったことを示しており、リファレンス無処理ステンレス鋼上のバイオフィルムと比較して、Ｕ２０５＋ＤＢＥ３１１上のバイオフィルムは１２％でしかなく、ＰＴＦＥ上では６０％、殺生物性Ｃｕプレート上では７０％、Ａｇプレート上では２０％である。
【００８４】
【表３】
2021529235.tif 000009
【００８５】
実施例−５：防汚性コーティングの接触角測定および水滴面積測定：
【００８６】
水接触角測定のために、接触角計測器Ａｔｔｅｎｔｉｏｎ  Ｔｈｅｔａ  ｌｉｔｅ  ＴＬ１００（フィンランド）のステージに基材を乗せた。２０μＬのＤＩ水を被験基材の水平面にピペットで乗せ、次に、接触角計測器で接触角を測定し、解析した。さまざまなコーティングの水接触角を表４に示す。この開示において提示するコーティングは全て５°未満の水接触角を示したことから、それらは超親水性であることが示される。
【００８７】
水滴面積測定のために、２００μＬのＤＩ水を被験基材の水平面にピペットで乗せる。剥き出しのステンレス鋼と比較するとコーティング上の水滴のサイズは５〜１１倍大きい。
【００８８】
このユニークな特徴により、ここに開示する材料は、防汚用途にとって非常に魅力的で実用的な解決策になる。
【００８９】
【表４】
2021529235.tif 000010
【００９０】
実施例−６．抗微生物試験．
細菌種大腸菌（ＡＴＣＣ８７３９）を使用し、３ｍＬのＴＳＡ培地中、３７℃の振とう機において２００ｒｐｍで一晩成長させる終夜（ＯＮ）培養を、接種の前日に開始する。
【００９１】
翌日、１００μＬの上記ＯＮ培養物を１０ｍＬの新鮮培地に加えることによって、再成長（ＲＧ）を開始する。振とうしながら３７℃で２時間成長させる。ＲＧ培養物を５０倍希釈する（これにより密度は約２×１０６ＣＦＵ／ｍＬになる）。これが接種溶液（ＩＮ）である。水に浸けた濾紙を底に敷いた１０ｃｍペトリ皿に試料を入れる。試料上に５０μＬのＩＮを接種する。接種物の上に０．７５”×１．５”の透明フィルムを置く。液体はフィルムのサイズまで拡がることになる。ペトリ皿に蓋をする。室温（２１〜２３℃）で２時間インキュベートする。
【００９２】
インキュベーションの終了時に、滅菌鉗子を使って空の５０ｍＬコニカルチューブの開口部に試料を保持する。ピペットチップを使ってチューブにフィルムを押し込む。試料表面を１０ｍＬの食塩溶液で洗浄する（確実に洗浄溶液がチューブに直接入るようにする。これが洗液である）。コニカルチューブの蓋を閉じ、チューブを穏やかに６０回反転させる。可能な限り液流がカバーフィルム上を流れるようにする。洗液を連続希釈し、ＴＳＡ寒天上にプレーティングする。
【００９３】
室温（２１〜２３℃）で２４時間のインキュベーション期間後に、プレート上のコロニー数を計数し、記録する。下記表５に示す結果を参照されたい。
【００９４】
【表５】
2021529235.tif 000011
【００９５】
別段の表示がある場合を除き、本明細書および実施形態において使用される成分の量、分子量などの特性、反応条件などを表す数字は全て、いずれの場合も、「約」という用語によって修飾されていると理解されるべきである。したがって、逆の表示がある場合を除き、本明細書および添付の実施形態に示される数値パラメータは、得ようとする所望の特性に依存して変動しうる概数である。実施形態の範囲への均等論の適用を制限しようとするものではないが、最低でも、各数値パラメータは、少なくとも、報告された有効数字を考慮し、通常の丸め技法によって、解釈されるべきである。
【００９６】
本開示の記載に関連して使用される「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」という用語および同様の指示対象は（とりわけ以下の実施形態との関連においては）、本明細書に別段の表示がある場合または文脈上明らかに矛盾する場合を除き、単数と複数の両方を包含すると解釈されるべきである。本明細書に記載する方法は全て、本明細書に別段の表示がある場合またはそうでなくとも文脈上明らかに矛盾する場合を除き、任意の適切な順序で行うことができる。本明細書において与えられるありとあらゆる実施例または例示のための文言（例：「例えば（ｓｕｃｈ  ａｓ）」）の使用は、単に本開示をより良く浮かび上がらせようとするものにすぎず、どの実施形態の範囲にも制限を課さない。本明細書における文言に、本開示の実施に不可欠な要素であって具体化されていないものを示すと解釈されるべきものはない。
【００９７】
本明細書に開示される代替的要素または実施形態の群分けを限定と解釈してはならない。各群のメンバーは、個別に、またはその群の他のメンバーもしくは本明細書に見いだされる他の要素との任意の組合せで、言及または具体化されうる。ある群の１つ以上のメンバーを、便宜および／または特許性を理由として、ある群に組み入れるか、またはある群から除外することができる。任意のそのような組み入れまたは除外が行われる場合、本明細書は、変更が加えられたその群を包含し、したがって、添付の実施形態において使用される全てのマーカッシュ群の書面による説明を満たすと見なされる。
【００９８】
本発明者らが知る本開示を実施するための最良の形態を含めて、一定の実施形態が、本明細書に記載されている。もちろん、これら記載の実施形態に対する変形は、上述の説明を読めば、当業者には明白になるだろう。本発明者らは、当業者がそのような変形を適宜使用すると予想し、本発明者らは本開示が本明細書に具体的に記載された方法以外の方法で実施されることを意図している。したがって、実施形態は、適用法によって認められているとおり、実施形態に具陳された主題の全ての変更態様および均等物を包含する。さらにまた、本明細書に別段の表示がある場合またはそうでなくとも文脈上明らかに矛盾する場合を除き、上述の要素の考えうる全ての変形での任意の組合せが想定される。
【００９９】
最後に、本明細書に開示する実施形態は、実施形態の原理を例示していると理解されるべきである。使用されうる他の変更態様はこれらの実施形態の範囲内にある。したがって限定するわけではないが、例えば、本明細書における教示に従って、代替的実施形態を利用することができる。したがって、本開示の実施形態は、呈示して説明した実施形態そのものに限定されない。
【図１】
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【国際調査報告】
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