(57)【要約】  本発明は、付勢されたガス状化学種に曝露することにより、有機もしくは有機金属材料を有する潤滑剤及び他の架橋性化合物の材料特性を変更する方法及びデバイスに関わる。付勢されたガス状化学種は、潤滑剤分子の中で反応性部位を生成するかもしれず、それが、前記潤滑剤分子の少なくとも一部を架橋することにより、これらの材料特性を変更するかもしれない。架橋された潤滑剤は、潤滑化した摺動摩擦面の間に力が適用されるとき、遠ざかるための潤滑剤の能力を減ずるかも知れない。
2015524860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面の潤滑剤を処理する方法であって：
活性化ゾーンにガス流を導入するステップ；
前記活性化ゾーン内に１以上の付勢されたガス状化学種を発生させるステップ；
前記ガス流及び付勢されたガス状化学種の少なくとも一部を前記活性化ゾーンから遠ざけるステップ；
前記活性化ゾーン内で発生したいずれの帯電化学種の少なくとも一部をガス流から分離し、且つガス流内のいずれの非帯電付勢されたガス状化学種の少なくとも一部を保持するステップ；
近接した前記ガス流と保持され付勢されたガス状化学種とを、表面の潤滑剤に向けるステップ；及び
前記ガス流及び保持され付勢されたガス状化学種を、前記潤滑剤と反応させ、それにより前記潤滑剤の少なくとも一部の材料特性を変更するステップ
を有する前記方法。
【請求項２】
保持され付勢されたガス状化学種は、励起希ガス原子を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
付勢されたガス状化学種は、フリーラジカルを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
フリーラジカルは反応性ガス原子を有する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
フリーラジカルは重合性ガス原子を有する、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
１以上の付勢されたガス状化学種を発生させるステップは、チャンバ内の活性化ゾーン内でプラズマを発生させるステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
大気圧近傍のチャンバ内の活性化ゾーンにおける圧力を維持するステップをさらに有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
チャンバ内の活性化ゾーンにおける圧力は約７６０ｔｏｒｒである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
チャンバ内の活性化ゾーンにおける真空を維持するステップをさらに有する、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
チャンバ内の活性化ゾーンにおける圧力は、２００ｔｏｒｒ未満である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
いずれの帯電化学種の少なくとも一部をガス流から分離し、且ついずれの非帯電付勢されたガス状化学種の少なくとも一部を保持する前記ステップは、帯電化学種を非帯電付勢されたガス状化学種から分離するため、電気的アースを提供するステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
いずれの帯電化学種の少なくとも一部をガス流から分離し、且ついずれの非帯電付勢されたガス状化学種の少なくとも一部を保持する前記ステップは、帯電化学種を非帯電付勢されたガス状化学種から分離するため、静電界もしくは電磁界を提供するステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
ガス流及び保持され付勢されたガス状化学種を、潤滑剤と反応させる前記ステップは、処理ゾーンで生じる、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記処理ゾーンは、移送ゾーンにより活性化ゾーンから間隔をあけてある、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
活性化ゾーン内で発生したいずれの帯電化学種の少なくとも一部をガス流から分離し、且つガス流内のいずれの非帯電付勢されたガス状化学種の少なくとも一部を保持する前記ステップは、移送ゾーン内で生じる再結合のプロセスにより、ガス流内のいずれの帯電化学種の少なくとも一部を中和するステップを有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ガス流は１以上のガスを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
潤滑剤を塗布する前に、表面にカップリング剤を塗布するステップをさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
カップリング剤はシランカップリング剤である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
シランカップリング剤は、一般式
Ｒ−（ＣＨ２）ｎ−Ｓｉ−Ｘ３
（式中、
Ｒは非加水分解性基を有し、
Ｘは加水分解性基を有し、
ｎは整数である）
を有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
表面はポリマー表面である、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
ポリマー表面は環状オレフィンポリマーである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
ポリマー表面は環状オレフィンコポリマーである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
ポリマー表面はポリオレフィンである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
ポリマー表面はポリカーボネート表面である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
表面はガラス表面である、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
表面は、医薬の貯蔵用容器である、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
表面は、ヒトもしくは動物の内部もしくは表面に医薬を届けるのに使用される容器である、請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
表面は、シリンジもしくはカートリッジバレルである、請求項１に記載の方法。
【請求項２９】
潤滑剤は、ポリシロキサン材料、パーフルオロポリエーテル材料、官能化ポリシロキサン材料、官能化パーフルオロポリエーテル材料、もしくはこれらの混合物である、請求項１に記載の方法。
【請求項３０】
ポリシロキサン材料はポリジメチルシロキサンである、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
表面に潤滑剤を有する表面を備えるデバイスであって、前記潤滑剤は請求項１に記載の方法に従い処理された、デバイス。
【請求項３２】
表面の潤滑剤を処理する方法であって：
活性化ゾーンに、１以上のガスを有するガス流を導入するステップ；
前記活性化ゾーン内に、非帯電付勢されたガス状化学種と帯電化学種との混合物を発生させるステップ；
前記混合物の少なくとも一部を前記活性化ゾーンから遠ざけるステップ；
帯電化学種の少なくとも一部を前記混合物から分離し、非帯電付勢されたガス状化学種リッチなガス流を作り出すステップ；
近接した非帯電付勢されたガス状化学種リッチなガス流を、潤滑剤に向けるステップ；及び
非帯電付勢されたガス状化学種リッチなガス流を前記潤滑剤と反応させ、それにより前記潤滑剤の少なくとも一部の材料特性を変更するステップ
を有する前記方法。
【請求項３３】
非帯電付勢されたガス状化学種は、フリーラジカルを有する、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
帯電化学種の少なくとも一部を前記混合物から分離するステップは、帯電化学種を混合物から分離するため、電気的アースを提供するステップを有する、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
帯電化学種の少なくとも一部を前記混合物から分離するステップは、帯電化学種を混合物から分離するため、静電界を提供するステップを有する、請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
非帯電付勢されたガス状化学種リッチなガス流を前記潤滑剤と反応させるステップは、処理ゾーンで生じる、請求項３２に記載の方法。
【請求項３７】
前記処理ゾーンは、移送ゾーンにより活性化ゾーンから間隔をあけてある、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
活性化ゾーン内で発生したいずれの帯電化学種の少なくとも一部を前記混合物から分離し、且つ非帯電付勢されたガス状化学種リッチなガス流を作り出すステップは、再結合のプロセスにより、混合物内のいずれの帯電化学種の少なくとも一部を中和するステップを有する、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
表面の潤滑剤を処理する方法であって：
活性化ゾーンに、ガス流を導入するステップ；
前記活性化ゾーン内に、１以上の付勢されたガス状化学種を発生させるステップ；
前記ガス流及び付勢されたガス状化学種の少なくとも一部を前記活性化ゾーンから遠ざけるステップ；
中性化学種を形成するため、ガス流内のいずれの付勢された化学種を互いに反応させるステップ；
いずれの残存する帯電化学種の少なくとも一部を前記ガス流から分離し、且つ前記ガス流内のいずれの非帯電付勢されたガス状化学種の少なくとも一部を保持するステップ；
近接した前記ガス流及び保持され付勢されたガス状化学種を、潤滑剤に向けるステップ；及び
前記ガス流及び保持され付勢されたガス状化学種を前記潤滑剤と反応させ、それにより前記潤滑剤の少なくとも一部の材料特性を変更するステップ
を有する前記方法。
【請求項４０】
表面の潤滑剤を処理するシステムであって：
電源に結合された、付勢されたガス状化学種を生成するデバイス；
前記付勢されたガス状化学種を生成するデバイスに、１以上のガスを有するガス流を届けるデバイスであって、それにより付勢されたガス状化学種を、ガス流内に
生成させるデバイス；
前記ガス流及び付勢されたガス状化学種の少なくとも一部を、活性化種を生成するデバイスから遠ざけるデバイス；
いずれの付勢されたガス状化学種の少なくとも一部を、前記ガス流と付勢されたガス状化学種とから分離し、且つ前記ガス流内のいずれの非帯電付勢されたガス状化学種の少なくとも一部を保持するデバイス；及び
前記ガス流と非帯電付勢されたガス状化学種とを、潤滑化した表面に向けるデバイス
を有するシステム。
【請求項４１】
表面は、医薬の貯蔵用容器である、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４２】
表面は、ヒトもしくは動物の内部もしくは表面に医薬を届けるのに使用される容器である、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４３】
表面は、シリンジもしくはカートリッジバレルである、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４４】
潤滑剤は、ポリシロキサン材料、パーフルオロポリエーテル材料、官能化ポリシロキサン材料、官能化パーフルオロポリエーテル材料、もしくはこれらの混合物である、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４５】
ポリシロキサン材料はポリジメチルシロキサンである、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４６】
表面及び前記表面上の潤滑剤を有する物品であって、前記潤滑剤は請求項４０に記載のシステムで処理された、物品。
【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、参照により本書に全体が含まれるＵＳ特許仮出願第６１／６６９，６２３号（２０１２年７月９日出願、発明の名称「Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｇａｓｅｏｕｓ  Ｓｐｅｃｉｅｓ  ｆｏｒ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ」）に対して優先権を主張する。
【０００２】
本発明は一般に、表面を処理するシステム及び方法に、及びより具体的にはある物質を付勢されたガス状化学種（energized  gaseous  species）に曝露させることにより、表面に塗布されたその物質を処理することに向けられている。
【背景技術】
【０００３】
２つの物質間の摩擦力を最小化するためには、滑り運動を開始し且つ維持するのに必要とされる力を減ずるよう、潤滑剤が表面に塗布される。但し、２つの潤滑表面が長時間にわたり接触し続けるとき、前記２つの表面の間の圧縮力のせいで、潤滑剤は接触面積から遠ざかる（ｍｉｇｒａｔｅ  ａｗａｙ）傾向を有する。圧縮力が増すにつれ、この効果は増す。多くの潤滑剤が２つの表面の間から遠ざかるので、運動を始めるのに必要とされる力は増加することになり、スティクション(静止摩擦、ｓｔｉｃｔｉｏｎ)が生じる原因となる非潤滑表面のそれに戻ることができる。この現象は、またゆっくり動くシステム内でも生じ得る。そのゆっくりしたスピードゆえに、時間間隔は、潤滑剤を、高機動力をもたらす接触面積から遠ざけるのに十分である。一度、物体が、潤滑剤が枯渇した領域を通り過ぎると、摺動物体は、摩擦力を減らす潤滑剤リッチなエリアとの接触に戻り、摺動物体の突然且つ迅速な動きを起こす。この現象は、スティクションと称する。
【０００４】
要約
本発明は、付勢されたガス状化学種に曝露することにより、有機もしくは有機金属材料を有する潤滑剤及び他の架橋性化合物の材料特性を変更する方法及びデバイスに関わる。付勢されたガス状化学種は、潤滑剤分子の中で反応性部位を生成するかもしれず、それが、前記潤滑剤分子の少なくとも一部を架橋することにより、これらの材料特性を変更するかもしれない。架橋された潤滑剤は、潤滑化した摺動摩擦面の間に力が適用されるとき、遠ざかるための潤滑剤の能力を減ずるかも知れない。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、種々の実施形態による電子イオン再結合（ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）を有する潤滑化された表面を処理する方法の概略図である。
【図２】図２は、種々の実施形態による電気的アースを有する潤滑化された表面を処理する方法の概略図である。
【図３】図３は、種々の実施形態による静電界もしくは電磁界を有する潤滑化された表面を処理する方法の概略図である。
【図４】図４は、種々の実施形態による潤滑化された表面を処理するデバイスの概略図である。
【図５】図５は、種々の実施形態による潤滑化された表面を処理するデバイスの概略図である。
【図６】図６は、プランジャ走行距離の関数としての、シリンジプランジャに適用された力の実験的測定のプロットである。その場合、シリンジバレルは、特定の潤滑剤で被覆されており、且ついずれの後処理も受けなかった。
【図７】図７は、プランジャ走行距離の関数としての、シリンジプランジャに適用された力の実験的測定のプロットである。その場合、シリンジバレルは、特定の潤滑剤で被覆され、次いで直接プラズマ処理を受けた。
【図８】図８は、プランジャ走行距離の関数としての、シリンジプランジャに適用された力の実験的測定のプロットである。その場合、シリンジバレルは、特定の潤滑剤で被覆され、次いで下方流プラズマ処理を受けた。
【図９】図９は、プランジャ走行距離の関数としての、シリンジプランジャに適用された力の実験的測定の要約プロットである。その場合、シリンジバレルは、特定の潤滑剤で被覆されており、且ついずれの後処理も受けなかった。
【図１０】図１０は、プランジャ走行距離の関数としての、シリンジプランジャに適用された力の実験的測定のプロットである。その場合、シリンジバレルは、特定の潤滑剤で被覆されており、且ついずれの後処理も受けなかった。
【図１１】図１１プランジャ走行距離の関数としての、シリンジプランジャに適用された力の実験的測定のプロットである。その場合、シリンジバレルは、特定の潤滑剤で被覆され、次いで下方流（ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ）プラズマ処理を受けた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
詳細な説明
本願は、付勢された（ｅｎｅｒｇｉｚｅｄ）ガス状化学種（活性化ガス状化学種としても知られるかもしれない）に曝露することにより、有機もしくは有機金属材料を有する潤滑剤及び他の架橋性化合物の材料特性を変更する方法及びデバイスに向けられる。付勢されたガス状化学種は、潤滑剤分子の中で反応性部位を生成するかもしれず、それが、前記潤滑剤分子の少なくとも一部を架橋することにより（即ち、架橋に使用できる潤滑剤分子の一部だけを架橋することにより）、これらの材料特性を変更するかもしれない。これら部分的架橋は、潤滑化した摺動摩擦面の間に力が適用されるとき、遠ざかるための潤滑剤の能力を減ずるかも知れない。
【０００７】
架橋の程度は、潤滑剤として利用できる材料の特性に影響するかもしれない。少なすぎる架橋は、せん断力を受ける場合、ずれるべき潤滑剤の傾向を減らさないかもしれない。多すぎる架橋は、材料の潤滑特性に影響を及ぼすかもしれない。種々の実施形態において、架橋の程度は、入手可能な架橋性分子の百分率（例えばモル、質量もしくは体積に基づき）、潤滑剤の最上部表面から測定された架橋が発生するところの深さ、密度（例えば単位容積当たりの架橋のモル数）、もしくは当該技術で知られるいずれの他の方法として測定されてよい。
【０００８】
付勢されたガス状化学種は、ガス状分子のラジカル化、イオン化、フラグメント化、且つ後続の再結合を起こす高エネルギー分子によるガス状分子の衝撃により生成されてよい。これら付勢されたガス状化学種は、高エネルギーニュートラル及び／もしくはフリーラジカルかもしれない。付勢されたガス状化学種の発生は、帯電化学種（例えばイオン及び電子）を同時に生成するかもしれない（ただし、必ずしも生成しないかもしれない）。表面に衝突するとき、潤滑剤分子の中で反応性部位を生成する付勢されたガス状化学種により、ほとんど瞬時にもしくは望ましい材料特性を生成するかもしれない連続した反応プロセスにより、熱的及び電子的エネルギーが局所的に放出されるかもしれない。生じる反応、及び潤滑剤の材料特性に対するこれらの反応の効果は、潤滑剤と接触させる特定の付勢されたガス状化学種次第かもしれない。
【０００９】
対称的に、直接イオン化放射及び／もしくはプラズマ放射プロセスは、潤滑剤の表面において、もしくはその近くで保持され、埋め込まれた電荷の原因となり得る。保持され、埋め込まれた電荷とは、プロトン化、脱プロトン化、イオンの吸着、潤滑剤分子の解離、もしくは電解への曝露の結果として生じ得る材料内の電荷（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｃｈａｒｇｅｓ）である。これら埋め込まれた電荷は、潤滑剤もしくは潤滑剤の下に存在する表面を損うもしくは汚染するかもしれない。加えて、損われた表面はさらに粒子汚染をもたらすかもしれない。粒子汚染は、損われた表面と接触した材料に有害かもしれない。医療用途において、電荷及び粒子汚染は、望まない化学反応、もしくは表面と接触した医薬の直接汚染をもたらすかもしれない。液体医薬は、典型的にイオンを含有し、これらイオンが埋め込まれた電荷と反応するかもしれない。加えて、粒子汚染は、潤滑剤の表面から医薬中に放出されるかもしれない。
【００１０】
過度の直接イオン化曝露は、潤滑剤分子に過剰な架橋をもたらすかもしれない。過剰な架橋は、潤滑剤を無能にするかもしれない。しかしながら、低エネルギーフリーラジカル及び励起された原子は、潤滑剤分子を過剰に架橋することにより潤滑剤の材料特性を過剰に変更する傾向、又は下地基板を損うもしくは汚染する傾向が少ないかもしれない。量子力学では、ある系（例えば原子、分子もしくは核）の励起状態は、基底状態よりも高いエネルギーを有する系のいずれの量子状態である。基底状態は、その緩和状態における系のエネルギーである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
当該技術で知られた付勢されたガス状化学種を生成する方法が多数ある。３つのこのような典型的方法は、付勢されたガス状化学種がプラズマ生成ゾーン内で生成され、次いで前記プラズマ生成ゾーンからの潤滑剤下方流と相互作用するリモートプラズマ生成；もしくは、触媒表面（例えば加熱されたワイヤ）上で付勢されたガス状化学種の生成によるもの；もしくは、激しいフォトニック励起によるものを含む。リモートガスプラズマプロセスにおいて、処理ゾーンは、プラズマ生成もしくは活性化ゾーンから物理的に除去される。処理ゾーンに存在する潤滑剤は、典型的には帯電化学種（ｃｈａｒｇｅｄ  ｓｐｅｃｉｅｓ）（例えば、プラズマ生成ゾーンで生成された電子及びイオン）を作用させない。これら帯電化学種は、プラズマ生成ゾーンと潤滑剤処理ゾーンとの間の距離を走行する前の、電子−陽イオン再結合及び原子再結合の（自然発生もしくは強制された）プロセス中に消散するかもしれない一方で、ラジカルはより長い寿命を有するかもしれず、プラズマ生成ゾーンから処理ゾーンまでダウンストリームを拡散し、且つ潤滑剤と反応するかもしれない。触媒表面（例えば加熱されたワイヤ）での付勢されたガス状化学種生成の場合、ガスに付勢するのに熱エネルギーを使用してよく、次いでガスは、架橋が行われ得る潤滑剤の位置に拡散、もしくは向けられてよい。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、高められた濃度の付勢されたガス状化学種１３０を有するガス流を生成する方法１００を説明する。方法１００は、種々の実施形態によると、電子−イオン再結合によりフィルタリングするステップを有してよい。化学種（例えば電子１４０，イオン１３５，及び付勢されたガス状化学種１３０）が、生成／活性化ゾーン１０５内に形成され得る。これら種々の化学種１３０，１３５，１４０は次いで、移送／フィルタリングゾーン１１０を通り過ぎて移動してよい。ゾーン１１０において、化学種１３０，１３５，１４０は、生成／活性化ゾーン１０５から遠ざかる。移送／フィルタリングゾーン１１０内で発生し得るフィルタリングプロセスは、電子１４０とイオン１３５とが結合するようにするもしくは仕向け、それにより例えば中性原子（もしくは分子）もしくは追加の付勢されたガス状化学種１３０を形成してよい。次いでフィルタリングプロセスは、付勢されたガス状化学種１３０の少なくとも一部を、いずれの残存する帯電化学種１３５，１４０から分離してよい。次いでフィルタリングされ、付勢されたガス状化学種１３０の少なくとも一部は、表面１２０に近接した処理ゾーン１１５に移動してよい。表面１２０は、潤滑剤１２５で少なくとも部分的に被覆されてよい。
【００１３】
図１乃至３において、丸で囲まれた「＋」記号はガス流内のイオン１３５を表すのに使用されることに注意されたい。「＋」記号は、分子もしくは粒子が電荷（電荷は正でも負でもよい）を有することを表すことを意図している。「＋」記号の使用は、ともかく陽イオン１３５のみに限定することを意図していない。
【００１４】
同様に、図２は、高められた濃度の付勢されたガス状化学種１３０を有するガス流を生成する方法２００の種々の実施形態を説明する。方法２００は、種々の実施形態によると、電気的アースによりフィルタリングするステップを有してよい。この例において、イオン１３５、電子１４０及び他の帯電化学種を引き付けるかもしれない電気的アース２０５が提供され、それにより帯電化学種１３５，１４０を、付勢されたガス状化学種１３０からフィルタリングしてよい。電気的アースは、電気伝導性であり電気的接地可能な１以上のワイヤ、スクリーン、メッシュ、もしくは当該技術で知られたいずれの他の構造体を有してよい。
【００１５】
図３は、高められた濃度の付勢されたガス状化学種１３０を有するガス流を生成する方法３００のさらに別の実施形態を説明する。方法３００は、付勢されたガス状化学種１３０からイオン１３５，電子１４０，及び他の帯電化学種をフィルタリングするため、１以上の静電界もしくは電磁界３０５を有してよい。静電界３０５は、１つの荷電粒子を取り囲むエリアとして一般的に記載されてよい。当該荷電粒子は、他の荷電粒子に対して電気的な力を働かせてよい。当該荷電粒子がその周囲と比較して過剰の電子を有するならば、当該粒子は、マイナスに帯電した静電界３０５を生成することになる。静電界３０５は、プラスに帯電されている他の粒子に対して主として働いてよい。反対に、荷電粒子がその周囲と比較して電子の欠乏を有するならば、当該粒子は、プラスに帯電した静電界３０５を生成することになる。静電界３０５は、マイナスに帯電されている他の粒子に対して主として働いてよい。静電界３０５において、粒子は一般的に静止している。静電界３０５と同様に機能しながら、荷電粒子（例えば電子１４０）が加速されるとき、電磁界３０５が生成される。
【００１６】
静電界及び電磁界３０５は両方とも、プラスもしくはマイナスいずれかに帯電したフィールドを生成してよい。図３に説明された方法３００の文脈において，プラスに帯電したフィールドを、プラスに帯電した化学種に反発し、且つマイナスに帯電した化学種を引き付けるのに使用してよく、またマイナスに帯電したフィールドを、マイナスに帯電した化学種に反発し、且つプラスに帯電した化学種を引き付けるのに使用してよい。依って、１以上のマイナス及びプラスに帯電した静電界及び電磁界３０５を、ガス流から、プラス及びマイナスに帯電した化学種を選択的にフィルタリングするのに使用してよい。例えば、異なる強度を有する複数の静電界及び電磁界３０５を直列に使用してよい。第１の静電界及び電磁界３０５は、ガス流から低い電荷もしくは低い質量を有する化学種を分離するため、低い強度を有してよい。後続の静電界及び電磁界３０５は、ガス流から高い電荷もしくは質量を有する化学種を徐々に分離するため、高い強度を有してよい。
【００１７】
化学種例えば付勢されたガス状化学種１３０（フリーラジカルを包含する）、及び荷電粒子、例えばイオン１３５及び電子１４０を製造する方法はさまざまであるが、各方法は通常、ガス流の所定の組成から類似の化学種を製造する。種々の実施形態において、マイクロ波エネルギーを、ガス流を付勢するのに使用してよい。加えて、高電圧直流（ＤＣ）もしくは無線周波（ＲＦ）電源を使用して生成したプラズマを、ガス流を付勢するのに使用してよい。プラズマを、真空（通常約２００ｔｏｒｒ未満）もしくは約大気圧（通常約７６０ｔｏｒｒ）下のチャンバ内で生成してよい。種々の実施形態において、熱活性化プロセス（例えば、触媒表面もしくは加熱されたワイヤ上でガスを通過させること）により、付勢されたガス流を生成してよい。
【００１８】
プラズマプロセスのために、様々な用語、例えば下方流プラズマ、リモートプラズマ、非イオン化放射ゾーン、及びさらに「静かなプラズマ」が、プラズマ生成ゾーンの領域外側に与えられた。これらの用語全ては、プラズマ生成ゾーンがリモート処理ゾーン１１５とは異なることを認識する。種々の実施形態において、付勢されたガス状化学種１３０は、潤滑剤１２５の材料特性を変更するためより容易に制御できる、及びその潤滑特性に過剰に影響を及ぼさない条件下で、表面１２０における反応を促進させるため、プラズマ生成ゾーン（即ち、生成／活性化ゾーン１０５）から離れて十分なエネルギーを保持してよい。種々の実施形態は、プラズマ生成ゾーン１０５から潤滑剤１２５まで（自然のプロセスもしくは誘導プロセスにより）拡散するのに十分な長さの寿命を有する付勢されたガス状化学種１３０を製造してよく、潤滑剤１２５の反応化学に影響を及ぼすのに十分なエネルギーを保持してよい。
【００１９】
種々の実施形態は、１以上の表面１２０に塗布された潤滑剤１２５を有してよく、次いで、潤滑剤１２５の表面を、付勢されたガス状化学種１３０を含有する領域（例えば処理ゾーン１１５）に曝露してよい。付勢されたガス状化学種１３０は、潤滑化された表面１２０から離れた領域内に生成し（例えば、生成／活性化ゾーン１０５）、次いで潤滑化された表面１２０へ移送してよい。スティクションを最小化することにより、潤滑化された表面１２０が１以上の他の表面と接触するとき、潤滑剤１２５の減少した移動を引き起こすため、付勢されたガス状化学種１３０へのこの曝露は、潤滑剤１２５の物理的特性を変更するかもしれない。
【００２０】
種々の実施形態において、潤滑剤１２５の分子を架橋することにより、潤滑剤１２５の物理的特性が変更されるかもしれない。潤滑剤１２５内で生じる架橋の量を制御することにより、ある物理的特性が得られる（もしくは回避される）かもしれない。例えば、架橋の量は、潤滑剤１２５が付勢されたガス状化学種１３０に曝露される時間の量、付勢されたガス状化学種１３０の流量、付勢されたガス状化学種１３０の化学組成、付勢されたガス状化学種１３０により運ばれるエネルギーの量、その他により決定され得る。
【００２１】
図４に説明されたように種々の実施形態において、生成／活性化ゾーン  １０５，移送／フィルタリングゾーン１１０，及び処理ゾーン１１５は、全て処理されるべき表面１２０を有する物品内に少なくとも部分的に配置されてよい。例えば、電源４１０に結合された電極４０５を、処理されるべき１以上の表面１２０を有する側壁の一部において、物品の１以上の側壁に隣接されるエリア内に少なくとも部分的に配置してよい。種々の実施形態において，処理ゾーン１１５及び処理されるべき表面１２０は同一でよい。ガス流を、電極４０５に近接して導入されてよく、電極４０５により生成された電界は、ガス流の分子の少なくとも一部を荷電粒子（例えば、イオン１３５及び電子１４０）と付勢されたガス状化学種１３０とへ解離させてよい。濾過装置（例えば接地されたスクリーン２０５）を、電極４０５と物品の側壁の表面１２０との間に置いてよい。濾過装置２０５は、荷電粒子１３５，１４０の少なくとも一部を濾過除去し、もっぱら付勢されたガス状化学種１３０を移送／フィルタリングゾーン１１０を通してよい。次いで付勢されたガス状化学種を、例えばガス流のフローによる慣性により、処理されるべき物品の側壁の表面１２０に近接する処理ゾーン１１５に移送してよい。
【００２２】
図５に説明されたように種々の実施形態において、プラズマ発生装置（もしくは上述の付勢されたガス状化学種を生成するための他のデバイス）をチャンバ５０５内に配置してよい。プラズマ発生装置の非限定的例が以下に記載される。プラズマ発生装置は、２つの対電極５１５及び４０５を有する容量結合型プラズマ発生装置を構成してよい。対電極５１５及び４０５は互いからの電位にあり、且つ電源４１０に電気的に結合される。プラズマ発生装置は、ガス流を取り囲むコイル５２５を有する誘導結合型プラズマ発生装置５２０を構成してよい。コイル５２５を電源４１０に電気的に結合してよい。それにより、交流電流がコイルを通過するとき、誘導結合型プラズマが生成され且つガス流が付勢される。プラズマは、マイクロ波プラズマ発生装置５３０により生成されてよい。マイクロ波プラズマ発生装置５３０において、電源４１０に電気的に結合したマイクロ波発振器５３５は、ガス流を付勢する電磁放射を製造する。活性化ガス状化学種１３０を生成するための非プラズマデバイスの一例として、触媒５４０は、ワイヤ５４５もしくは電源４１０に結合されたワイヤ５４５を有してよい。電流がワイヤ５４５を通過するとき、ワイヤ５４５の温度は、付勢されたガス状化学種１３０を生成するため、ワイヤ５４５が十分なエネルギーをガス分子に移送できるまで上昇する。加えて、プラズマ発生装置（図５に図示されず）は、強いフォトニック源（例えば、可視放射もしくは紫外線のいずれかを発生するフラッシュランプ）からなり得た。
【００２３】
１以上のガスがプラズマ発生装置に結合されたチャンバ５０５を通過してよい。高電圧電位は、ガス分子の少なくとも一部を高エネルギー粒子へ解離させるかもしれない。高エネルギー粒子は、フリーラジカル，付勢されたガス状化学種１３０，電子１４０，イオン１３５，及びエネルギー性フォトンを有してよい。電子１４０，イオン１３５，及び他の帯電化学種の少なくとも一部は、互いに反応するか、あるいは１以上の静電界、電磁界、アース装置２０５もしくは他の濾過／分離プロセス及びデバイスにより、付勢されたガス状化学種１３０から分離されてよい。保持され付勢されたガス状化学種１３０は、次いで潤滑化された表面１３０に向けられてよい。表面１３０は、チャンバ５０５の内側もしくは外側に配置されてよい。すでに記載したように、チャンバ５０５は、プラズマ生成の間、大気圧近傍でもしくは数レベルの真空に保持されてよい。
【００２４】
生成／活性化ゾーン１０５生成された種々の化学種は、拡散により、もしくはガスのフローによるガス流の並進エネルギーにより、生成／活性化ゾーン１０５から分離されてよい。一度、付勢されたガス状化学種１３０及び他の化学種が、電極４０５、電源４１０、もしくはガス状分子を付勢する他のデバイスからある距離を移動すると、付勢されたガス状化学種１３０は、電源４１０によりもはや影響されなくてよく、中性ガス分子もしくは表面１２０（例えば潤滑剤１２５）との衝突によりエネルギーを失い続けてよい。このプロセスは、プラズマトーチもしくは火炎プラズマを有してよい。プラズマゾーンの外側に、付勢されたガス状化学種１３０が存在し、且つわざわざ表面１２０に向けられてよい。
【００２５】
種々の実施形態において、潤滑剤１２５は、シリコーン，フルオロケミカル化合物，炭化水素，もしくはこれらの混合物を有してよい。フルオロケミカル化合物は、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）を有してよい。商業的に入手可能なＰＦＰＥの代表例は、Ｆｏｍｂｌｉｎ  Ｍ（登録商標），Ｆｏｍｂｌｉｎ  Ｙ（登録商標），及びＦｏｍｂｌｉｎ  Ｚ（登録商標）ファミリー（Ｓｏｌｖａｙ  Ｓｏｌｅｘｉｓの潤滑剤）；
Ｋｒｙｔｏｘ（登録商標）（Ｅ．Ｉ．  ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ）；及び
Ｄｅｍｎｕｍ（登録商標）（Ｄａｉｋｉｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，  Ｌｉｍｉｔｅｄ）
を包含する。種々の実施形態において、潤滑剤は官能化ＰＦＰＥを有してよい。商業的に入手可能な官能化ＰＦＰＥの代表例は、Ｆｏｍｂｌｉｎ  ＺＤＯＬ（登録商標），Ｆｏｍｂｌｉｎ  ＺＤＯＬ  ＴＸＳ（登録商標），Ｆｏｍｂｌｉｎ  ＺＤＩＡＣ（登録商標），Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ  Ａ１０（登録商標），Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ  Ｃ（登録商標），Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ  Ｄ（登録商標），Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ  Ｅ（登録商標），Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ  Ｅ１０（登録商標），Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ  Ｆ１０（登録商標），Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ  Ｌ（登録商標），Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ  Ｌ１０（登録商標），Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ  Ｓ１０（登録商標），Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ  Ｔ（登録商標）及びＦｌｕｏｒｏｌｉｎｋ  Ｔ１０（登録商標）（Ｓｏｌｖａｙ  Ｓｏｌｅｘｉｓ）を包含する。官能化ＰＦＰＥはエマルションであってよい。商業的に入手可能な官能化ＰＦＰＥエマルションの代表例は、Ｆｏｍｂｌｉｎ  ＦＥ−２０Ｃ（登録商標）及びＦｏｍｂｌｉｎ  ＦＥ−２０ＡＧ（登録商標）（Ｓｏｌｖａｙ  Ｓｏｌｅｘｉｓ）を包含する。種々の実施形態において、フルオロケミカル化合物は、クロロトリフルオロエチレン、例えばＤａｉｆｌｏｉｌ（登録商標）（Ｄａｉｋｉｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，  Ｌｉｍｉｔｅｄ）であってよい。シリコーンは、種々の実施形態におけるポリシロキサン系化合物、例えばジメチルポリシロキサン化学製剤を有するシリコーンオイルを含んでよい。加えて、潤滑剤１２５は、官能化ＰＦＰＥもしくは官能化ポリシロキサンを有してよい。
【００２６】
上述の潤滑剤１２５は、伝統的な高分子化学で理解されるように一般に架橋性とみなしてはいけない。但し、付勢されたガス状化学種１３０の高エネルギー含有量は、潤滑剤分子の結合強度を克服するのに十分なエネルギーを含んでよく、且つ架橋潤滑剤ネットワークを形成するため、結合開裂及び結合伝播により１以上の化学結合を開始してよい。これらの反応は、異なる潤滑剤分子の官能基間に水素結合を許す活性官能基をも生成してよく、分子を架橋させる。依って、本書に記載される方法とデバイスは、潤滑剤分子を架橋性にする。
【００２７】
ガス流は、望ましい付勢されたガス状化学種１３０を生成するよう選択された１以上のガスを有してよい。ガスはまた、望ましくない帯電化学種を生成しないよう、これらの傾向について選択されてもよい。ガスは、希ガス（例えば，ヘリウム，ネオン，アルゴン，及びクリプトンを包含する）であってよい。あるいは、ガスは、酸化性ガス（例えば空気、酸素、二酸化炭素、一酸化炭素、水蒸気、及びこれらの混合物を包含する）であってよい。加えて、ガスは、非酸化性ガス（例えば窒素及び水素を包含する）であってよい。これらのガスのいずれかの混合物も使用してよい。
【００２８】
表面１２０は、いずれの高分子，金属，もしくはセラミック（例えばガラス）材料を有してよい。例えばポリマ表面１２０は、環状オレフィンポリマー，環状オレフィンコポリマー，ポリオレフィン，もしくはポリカーボネートを有してよい。表面１２０は、医薬の貯蔵もしくはデリバリーに使用される容器（例えばシリンジ、カートリッジバレル、バイアル、その他）の一部並びにこれらの容器においてもしくはと共に使用されるプランジャ及びシールを構成してよい。
【００２９】
種々の実施形態は、表面１２０に塗布されたカップリング剤の使用をも包含してよい。カップリング剤は、シランカップリング剤を有してよい。シランカップリング剤は、有機材料と無機材料、例えば珪質特性を有する材料（例えばガラス）との間に結合を形成する能力を有してよい。
【００３０】
シランカップリング剤の一般化学構造は、Ｒ−（ＣＨ２）ｎ−Ｓｉ−Ｘ３である。この構造は、カップリング剤に典型的な官能性の２つのクラスを説明する。Ｒ基は、ケイ素−炭素結合を介してケイ素原子に結合した非加水分解性有機官能基でよい。Ｒ基の官能性は、望ましい特性（例えば無機表面の疎水性特性を増すこと）を付与するために、もしくは有機ポリマーと結合する能力を提供するために選択されてよい。Ｘ基は、シラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）を形成可能な加水分解性基でよい。シラノール基は、セラミック表面（例えば珪質材料）上のヒロドキシル基と結合してよい。は、ハロゲン，アルコキシ（−Ｏ−Ｒ），もしくはアシルオキシ（−Ｏ−ＣＯＲ）でよい。これらの基の各々は、シラノールを形成するよう水と反応可能であってよい。シラノールは、今度はシロキサン結合を形成するよう縮合するか、もしくはセラミック表面上のヒドロキシル基と反応してよい。
【００３１】
空間的に相対的な用語、例えば「ｕｎｄｅｒ」，「ｂｅｌｏｗ」，「ｌｏｗｅｒ」，「ｏｖｅｒ」，「ｕｐｐｅｒ」その他は、第２のエレメントに対する１つのエレメントの配置を説明する記載を容易にするのに使用される。これらの用語は、図面に描かれた向きと異なる向きに加えて、デバイスの異なる向きを含めることを意図している。さらに、用語、例えば「第１（ｆｉｒｓｔ）」，「第２（ｓｅｃｏｎｄ）」その他はまた、種々のエレメント、領域、セクション、等を記載するのに使用され、且つ、また限定することを意図しない。記載全体を通して、類似の用語は類似のエレメントを意味する。
【００３２】
本書で使用されるように、用語「ｈａｖｉｎｇ」，「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ」，「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」，「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」その他は、記載されたエレメントもしくは特徴の存在を示すが、追加のエレメントもしくは特徴を排除しない拡張可能な（ｏｐｅｎ  ｅｎｄｅｄ）用語である。文脈が明らかにそうではないと示さない限り、冠詞「ａ」，「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、複数並びに単数を包含することを意図する。
【００３３】
本発明は、発明の範囲及び必須の特徴から逸脱しない限り、本書の記載されているのとは別の具体的なやり方で実施されてよい。従って本実施形態は、全態様において、例証として且つ非制限的としてみなされる。付属の請求項の範囲の意味及び同等範囲内に入る全ての変更は、その中に包含されることを意図する。
【実施例】
【００３４】
実施例１
非潤滑化射出成形された３ｃｃ環状オレフィンポリマーシリンジバレルに、０．４５μＬの１，０００ｃＳｔポリジメチルシロキサン（シリコーン）オイルをスプレーし、シリンジの内側表面上に潤滑剤の薄層を達成した。次いで内側キャビティを下方流アルゴンプラズマ、直接アルゴンプラズマ、もしくはプラズマ処置でないものに曝露した。下方流もしくは直接プラズマ処理の持続時間は、５，１５，及び３０秒であった。シリンジバレルをプランジャと組み立て、室温で一晩貯蔵した。貯蔵後、組み立てたシリンジを、試験用力測定装置に搭載した。注入速度５ｍｍ／ｍｉｎで、バレルの下方に、プランジャを押し下げるのに必要とされる力は、図６乃至９に示される。図６は、プラズマ処理されなかったシリコーン潤滑化シリンジの力の曲線を表す。このシリンジの開始の力は高く、且つ維持する力の領域においてびびり（ｃｈａｔｔｅｒ）即ち「付着滑り（ｓｔｉｃｋ−ｓｌｉｐ）」があった。図７及び８は、それぞれ直接及び下方流プラズマで１５秒間処理したシリンジの力の曲線を表す。処理プロセスは両方とも、開始力及び付着滑りびびりを減らした。加えて、下方流プラズマに関する力は、直接プラズマ処理に関する力よりも低かった。力の曲線全ての要約が、図９に示される。全ての場合において、プラズマ及び下方流プラズマ処理は、処理されなかったシリンジに勝っていた。各処理時間に関して、下方流プラズマは、直接プラズマ処理及びプラズマ処理でないものと比べて、優れた力の特性をもたらした。
【００３５】
実施例２
非潤滑化射出成形された３ｃｃ環状オレフィンポリマーシリンジバレルに、０．４５μＬのＭ６０パーフルオロエーテルオイルをスプレーし、シリンジの内側表面上に潤滑剤の薄層を達成した。次いで内側キャビティを３分間の下方流アルゴンプラズマもしくはプラズマ処置でないものに曝露した。シリンジバレルをプランジャと組み立て、室温で一晩貯蔵した。貯蔵後、組み立てたシリンジを、試験用力測定装置に搭載した。注入速度５ｍｍ／ｍｉｎで、バレルの下方に、プランジャを押し下げるのに必要とされる力は、図１０及び１１に示される。図１０は、下方流プラズマ処理プロセスで加工されなかったパーフルオロポリエーテル潤滑化シリンジの力の曲線を表す。このシリンジの開始の力は高く、且つシリンジ全体にわたり付着滑りびびりがある。図１１は、３分間下方流プラズマで処理したシリンジの力の曲線を表す。下方流プラズマは、プランジャの力を顕著に減らし、且つ付着滑りびびりを除去した。
【００３６】
実施例３（予言的実施例）
触媒表面の上にガスを流すことにより、付勢されたガス状化学種を形成できる。触媒表面のいくつかの例は、加熱された白金ワイヤもしくはメッシュ、加熱されたタングステンワイヤ、もしくは貴金属のナノ粒子を包含する（ただしこれらに限定されない）。これら表面は、様々な分子の結合を破壊できる、またはフリーラジカルを形成するよう原子を励起できる。潤滑化表面を、これら付勢された化学種のフラックス（ｆｌｕｘ）に曝露することにより、架橋が生じるかもしれない。従って、潤滑化シリンジが、触媒表面上に製造される付勢された化学種リッチなガス流に曝露される場合、潤滑化シリンジのスティクションを減らすことについて同様な結果が期待される。
【００３７】
実施例３（予言的実施例）
強いフォトニック源（例えば、可視放射もしくは紫外線のいずれかを発光するフラッシュランプ）により付勢されたガス状化学種を形成できる。潤滑化表面を、これら付勢された化学種のフラックスに曝露することにより、架橋が生じるかもしれない。従って、潤滑化シリンジが、触媒表面上に製造される付勢された化学種リッチなガス流に曝露される場合、潤滑化シリンジのスティクションを減らすことについて同様な結果が期待される。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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