JP2002537481A

JP2002537481A - 触媒含有表面被覆組成物および方法

Info

Publication number: JP2002537481A
Application number: JP2000601109A
Authority: JP
Inventors: グリーア，エフ，カンラド
Original assignee: プラティナム、リサーチ、オーガナイズェイシャン、エル、エル、シー
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 2000-02-16
Publication date: 2002-11-05
Also published as: EP1163317A4; EP1163317A1; WO2000050545A1; HK1042923A1; US6362135B1; CA2362938A1; MXPA01008574A; AU3234100A; US6258758B1

Abstract

(57)【要約】本発明は、１種以上の触媒と任意の他の成分とを含有する、新規な触媒含有表面被覆添加剤および触媒含有表面被覆系を開示する。該触媒は、着色および他の審美的特徴を示し、かつ環境に害のないように設計しうる、耐蝕性、耐衝撃性、耐摩耗性、および／または非粘着性を備えた持続的な固体表面被膜の形成および収率を、開始、促進、加速、および／または向上させるように機能することから、in situ化学結合反応を引き起こす役割を果たす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本出願は、米国特許出願第08/639,196号(1996年４月26日出願；発明の名称「潤
滑剤結合反応を加速するように設計された触媒含有潤滑剤および触媒含有潤滑剤
系」；現在、1999年３月２日に米国特許第5,877,128号として特許付与されている
)の一部継続出願である。

【０００２】技術分野本発明は、広くは、表面を被覆するための組成物および方法、特に、触媒化学
的に材料を表面へ結合させるための組成物および方法に関する。

【０００３】背景米国特許出願第08/639,196号(1996年４月26日出願；発明の名称「潤滑剤結合反
応を加速するように設計された触媒含有潤滑剤および触媒含有潤滑剤系」；引用
により本明細書に含まれるものとする)に記載されているように、現在の技術の
水準は、潤滑剤や固体潤滑剤を含有する潤滑剤系の組成、配合および性能、金属
被膜の組成および配合、触媒の組成および配合、並びに固体潤滑剤を含有する潤
滑剤の化学および性能に関する多くの開示によって規定および説明される。これ
ら全ては、本明細書中に記載する発明と何らかの関連性を有するものである。本
特許出願において引用文献として用いる開示を以下に列挙する。

【０００４】米国特許以外の引用文献は、下記の通りである。 L. L. Cao, Y. M. SunおよびL. Q. Zheng,「Ｘ線光電子分光法および走査オー
ジェマイクロプローブ法を用いた境界潤滑膜の化学構造の特性決定(Chemical St
ructure Characterization of Boundary Lubrication Film Using X-ray Photoe
lectron Spectroscopy and Scanning Auger Microprobe Techniques)」, Wear, 1
40(1990), pp.345-357。 Harold Shaub, John Pandosh, Anne SearleおよびStan Sprague,「特殊境界潤
滑剤化学を用いたメカニズム研究(Mechanism Studies with Special Boundary L
ubricant Chemistry)」, Society of Automotive Engineers, Paper 952475, 199
5。 Hal Shaub, John Pandosh, Anne Searle, Stan SpragueおよびMartin Treuhaf
t,「特殊境界潤滑剤化学を用いたエンジンの耐久性、排気および燃費に関する研
究(Engine Durability, Emissions and Fuel Economy Studies with Special Bo
undary Lubricant Chemistry)」, Society of Automotive Engineers, Paper 941
983, 1994。 Keith Perrin, John Pandosh, Anne Searle, Hal ShaubおよびStan Sprague,「
2.3リットルエンジンにおける始動時摩耗対定常時摩耗の放射性トレーサ研究(Ra
dioactive Tracer Study of Start-Up Wear Versus Steady-State Wear in a 2.
3 Liter Engine)」, Society of Automotive Engineers, Paper 952474, 1995。

【０００５】他の有用な引用文献は下記の通りである。 Kirk-Othmer,「化学技術簡易辞典(Concise Encyclopedia of Chemical Technol
ogy)」, John Wiley & Sons, Inc., 1985, pp.37および292-297。 Jacqueline I. Kroschwitz,「高分子科学および高分子工学簡易辞典(Concise E
ncyclopedia of Polymer-Science and Engineering)」, John Wiley & Sons, Inc
., 1990, pp.31-35および156-171。 R.E. Banks, B.E. SmartおよびJ.C. Tatlow,「有機フッ素化学、原理と商業用
途(Organofluorine Chemistry, Principles and Commercial Applications), Pl
enum Press, 1994, pp.397-401。

【０００６】本特許出願と特定の関連性を有するか、または権利上大いに関係のある米国特
許出願と米国特許を選抜して列挙する。米国特許第2,230,654号、同第2,510,112
号、同第2,993,567号、同第3,194,762号、同第3,247,116号、同第3,314,889号、
同第3,432,431号、同第3,493,513号、同第3,505,229号、同第3,536,624号、同第
3,567,521号、同第3,592,700号、同第3,607,747号、同第3,636,172号、同第3,64
0,859号、同第3,723,317号、同第3,806,455号、同第3,909,431号、同第3,933,65
6号、同第3,969,233号、同第4,029,870号、同第4,036,718号、同第4,052,323号
、同第4,127,491号、同第4,224,173号、同第4,252,678号、同第4,349,444号、同
第4,363,737号、同第4,405,469号、同第4,465,607号、同第4,484,954号、同第4,
500,678号、同第4,584,116号、同第4,615,917号、同第4,657,687号、同第4,770,
797号、同第4,803,005号、同第4,834,894号、同第4,857,492号、同第4,859,357
号、同第4,888,122号、同第4,892,669号、同第5,009,963号、同第5,160,646号、
同第5,227,081号、同第5,350,727号、同第5,373,986号、同第5,447,896号、同第
5,460,661号を参照されたい。いずれも、引用により本明細書に含まれるものと
する。

【０００７】米国特許第08/639,196号に詳述されているように、一般に、テフロン(登録商
標)やポリテトラフルオロエチレン(「PTFE」)(これらは、名称が異なるが同一の化
学組成である)等のある種の材料は、高温に曝すと金属表面等の表面へ化学的に
結合し得ることが、他者によって行われた既存の調査研究から証明されている。

【０００８】米国特許出願第08/639,196号には、反応体が適切に触媒される場合には、PTFE
等のこれらの材料が比較的低温(例えば、周囲温度)および大気圧にて、金属表面
等の表面へ化学的に結合し得ることが教示されている。好適な実施形態では、白
金またはパラジウム等の遷移金属を含む触媒が開示されている。米国特許出願第
08/639,196号には、耐荷重摩耗表面を潤滑する等の用途、並びに、非耐荷重用途
および「非粘着」特性が求められる用途(例えば、調理器具表面、固着や汚れを防
止した表面等)、がさらに開示されている。

【０００９】発明の概要米国特許出願第08/639,196号に開示されている発明の概念は、表面被覆の潤滑
特性を利用した用途に主として用いる場合には、当初、最も有利であると考えら
れた。しかしながら、白金およびパラジウム等の特許請求の範囲に記載された触
媒には、一部の用途に用いるには高価すぎるものもある。また、さらなる研究の
結果、同様の基本的な概念に基づいて、PTFE、フッ素含有種、または他の未反応
の表面被覆材料からなる表面被覆膜を、被覆すべき表面へ化学的に結合させて、
該表面被覆の他の特性を利用する用途に用いることができるとの結論に至った。
例えば、本発明は、航空機等の乗物の外装(例えば、本体パネル)を被覆する多層
からなる持続型の耐蝕性かつ耐摩耗性の固体表面被覆を提供することができ、こ
れにより、航空機の抵抗係数の実質的な低減が期待されるだけでなく、永続性の
環境に害のない航空機着氷防止能や、他の有益な特性を数多く付与するように設
計し得る潤滑表面が得られる。本明細書中、「未反応の表面被覆材料」とは、材料
を表面へ化学的に結合させる触媒介在型反応に使用可能な材料の各々または組合
せを含むものとし、特に、触媒介在型の化学的結合反応を行う以前の材料をいう
。

【００１０】先行技術の従来の表面被覆は、主に液状組成物または可融性組成物として入手
可能である。一般に、現在入手可能な表面被覆は２つの異なるクラスに大別され
る。

【００１１】１つ目のクラスには、油変性アルキド、揮発性有機化合物(VOC)、または乾性
油を含む他のポリマーを含有する表面被覆系が含まれ、該被覆は下記のサブクラ
スに分類することができる。 (1)硬化および接着させるのに空気乾燥を利用する必要のある建築用表面被覆
、例えば、酸化型アルキド樹脂； (2)硬化および接着させるのに空気乾燥または低温焼付を利用する必要のある
金属表面被覆、例えば、アルキドおよびフェノプラスト、またはニトロセルロー
ス、塩化ゴム、ポリスチレン、ジイソシアネート、またはビニルおよびエポキシ
； (3)硬化および接着させるのに空気乾燥または低温焼付を利用する必要のある
、良好な保色性と優れた耐薬品性および耐熱性を備えた高級表面被覆、例えば、
アルキドおよびアミノプラスト、またはアミノプラストおよびエポキシ、または
アルキドおよびシリコーン；並びに (4)硬化および接着させるのに焼付を利用する必要のある下塗または上塗エナ
メルとして用いられる表面被覆、例えば、油変性エポキシ樹脂およびアミノプラ
スト。

【００１２】２つ目のクラスには、アルキドまたは乾性油を含まない表面被覆系が含まれ、
該被覆は下記のサブクラスに分類することができる。 (1)硬化および接着させるのに焼付を利用する必要のある良好な耐薬品性を備
えた表面被覆、例えば、ビニルアセタールおよび／またはフェノール樹脂、アリ
ルアミノプラスト、エポキシ、並びに2,4,6-トリメチロフェニルエーテル； (2)硬化および接着させるのに周囲温度の利用しか必要としない、主として防
蝕用の表面被覆、例えば、エポキシ含有もしくは不含有フェノプラスト、ビニル
アセタールまたはアミノプラスト； (3)硬化および接着させるのに高温を必要とする、耐薬品性および耐変色性を
示し、かつ高光沢または透明仕上を有する表面被覆、例えば、ポリエステルおよ
びトリアジン樹脂、アリルポリエステル、シリコーン、熱硬化性アクリル樹脂、
複合アミノ樹脂(complex amino resin)、並びに他のポリエステル； (4)硬化および接着させるのに加熱または空気乾燥を利用する必要のある、建
築物用の表面被覆、例えば、酢酸ビニル-塩化ビニルコポリマー、塩化ビニリデ
ンまたは塩化ビニル-アクリロニトリルコポリマー、ブタジエンコポリマー、ア
クリル系コポリマー、およびポリ酢酸ビニル；並びに (5)硬化および接着させるのに高温を利用する必要のある、電子部品のポッテ
ィングや絶縁並びに防蝕用の表面被覆、例えば、ナイロン、セルロースエステル
およびエーテル、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ酢酸ビニル
、飽和ポリエステル、不飽和ポリエステルおよびスチレン、エポキシおよびポリ
アミド、並びにエチレンまたはプロピレンのコポリマー。

【００１３】上述したような先行技術の表面被覆系は、通常、上述の成分を水性または有機
のキャリアー流体中で混合した混合物である。多くの場合、該被覆は被覆すべき
表面へ適用され、原理的には、粘性の表面被覆混合物の表面張力の作用によって
、このような表面上で流展して比較的薄い、滑らかな表面被覆膜を形成する。表
面被覆混合物の多くは、有機および／または無機の未反応被覆材料、顔料、結合
剤、およびキャリアー流体と共に、他の成分から構成される。

【００１４】結合剤は、アクリル系、ビニル系、アルキド系、ポリエステル系、およびその
他といった一部重複する一定のクラスに分類される。結合剤の分子構造と分子間
に働く力によって、主に表面被覆の機械的特性が決まる。結合剤は、通常、架橋
もしくは未架橋の高分子量ポリマーとして最終的な表面被覆中に残存する。結合
剤は、表面被覆の可塑性品質を決定する主要な要因である。

【００１５】先行技術の表面被覆系は、通常、液体(好ましくは粘性の低い液体)として適用
するべく設計されており、被覆すべき表面を湿潤させるだけでなく、固体表面に
通常見られる隙間や凹凸への流入が容易である。一般に、従来の表面被覆系にお
いては、該系を単流が発生する点まで加熱したり、材料を溶媒に溶解もしくは分
散させたり、また、適用後に重合もしくは反応する液状モノマーもしくはオリゴ
マーからなる組成物から始めることにより、必要な接着特性が活性化される。最
終的には、従来の表面被覆系の接着力生成成分は、一般に「乾燥」および／または
「硬化」と呼ばれる相変化を受けなければならず、該相変化は、冷却、加熱、溶媒
蒸発、または被覆すべき表面との相互作用によって促進される。最終的に、表面
被覆系が固まり、硬化し、および液相から固相へ移行するのに伴って接着が生じ
る。

【００１６】先行技術の表面被覆は、通常、表面被覆系の接着特性や被覆すべき表面の清浄
度およびテクスチャに応じて被覆表面へ接着される。接着は、表面湿潤を伴う界
面現象であるが、それ以外の該現象の定義は判然としていないようである。この
曖昧さのため、この点について複数の説が生み出されている。

【００１７】第１に、電気的な説では、表面被覆系と被覆すべき表面との接着性を、２つの
物質が近接することで荷電される２枚のコンデンサー板と同様であると仮定する
。しかしながら、この説では、水の層が凍結して２つの氷塊が連結される場合や
、予め硬化させておいた２つのキャストエポキシ塊をエポキシ系接着剤を使用し
て連結させる場合に生じる結合を推定することはできない。

【００１８】第２に、拡散説では、固化前の表面被覆系が被覆すべき表面へ浸透するものと
仮定する。この説は、多くの多孔質プラスチックには容易に当てはまるが、金属
、ガラス、艶出加工を施したセラミック等には当てはまらないようである。

【００１９】第３に、吸着説では、ファンデルワールス力等の、表面被覆系中の分子と被覆
すべき表面との間の空間に働く力の概念を条件とする。

【００２０】第４に、流動学的な説では、プラスチック等の表面材料の弱い境界層を除外す
ることで、表面被覆系と被覆表面との結合の機械的特性が、結合領域および局所
応力の範囲内で材料組成によって決まることが示唆されている。

【００２１】本明細書中に記載する発明は、新規な触媒含有表面被覆組成物および方法を開
示するものである。組成物には、触媒含有表面被覆添加剤と触媒含有表面被覆系
の双方が含まれ、いずれも、１種以上の触媒と共に、任意の他の成分を含有して
いる。従来の表面被覆系および従来の説とは違って、本発明の触媒含有表面被覆
組成物は、このような組成物と被覆すべき表面との触媒化学的結合反応を伴う新
規な方法によって、接着をもたらすための空気乾燥、焼付、溶媒や揮発性有機化
合物(VOC)の蒸発、重合、相変化もしくは他の従来の硬化手段、粗面化、または
表面改質を必要とすることなく、被覆すべき表面へ結合することができる。表面
被覆の化学的結合は、通常、１種以上の有効な触媒を含有することの結果として
開始、促進、加速および／または収率が向上される化学反応によって行われる。
この方法によって、例えば、VOCおよび他の不要な表面被覆副産物からなる危険
要因が除かれる。

【００２２】本発明の触媒含有組成物は、通常、未反応の表面被覆材料(例えば、PTFE)の超
微粒子を分散剤添加キャリアー流体(例えば、水性または油を基にしたキャリア
ー流体)に懸濁させたコロイド懸濁液と、１種以上の有効な触媒、および任意に
他の成分からなる。このような組成物には環境に対する害を減らすような成分を
配合してもよい。このような組成物は、周囲温度かつ大気圧にて被覆すべき表面
へ適用されるように設計してもよい。あるいは、温度および／または圧力を上げ
ることにより触媒介在化学的結合反応が促進されてもよい。被覆表面へ化学的に
結合した後、PTFEに由来する反応生成物、フッ素含有種、または他の未反応の表
面被覆材料に由来する反応生成物からなる多分子層が得られると予想されるが、
反応生成物の単分子層が被覆表面上に形成されてもよい。本明細書中、「キャリ
アー流体」とは、本発明の他の成分を、このような成分が被覆すべき表面へ送達
されるまで、運搬、懸濁、分配、分散、推進、および／または通常包囲・含有す
るのに使用し得る流体の各々または組合せを含むものとして定義される。キャリ
アー流体は油または水等の潤滑剤であってよい。さらに、キャリアー流体は、不
揮発性であってもよく(適用後に被覆表面からの除去を必要とする)、また、揮発
性であってもよい(他の成分を表面へ運搬するものの、それ自体は表面上に残留
しない)。

【００２３】 PTFE並びに多くのフッ素含有種が、それ自体には害がなく、他の物質のほとん
どを接着させない非粘着表面を構成することは、目下公知である。さらに、PTFE
並びに各種フッ素含有種は、ある程度耐衝撃性であって、浸蝕を防ぎ、かつ任意
の公知の固体材料の最低摩擦係数をいくつか示す表面を呈する。上述の触媒介在
化学反応が表面上で起こると、PTFEおよび／または各種フッ素含有種に由来する
反応生成物等の反応生成物の好ましい特性が、被覆表面へ付与されると予想され
る。

【００２４】本発明の触媒化学反応によって被覆表面へ付与されると通常予想される有利な
特性としては、下記の特性の１つ以上が挙げられる。 (1)耐摩耗性の向上、例えば、化学結合性表面被覆(例えば、PTFE)は、基礎と
なる表面と別の表面または材料との間の接触を防止することにより、摩耗を回避
または軽減することが可能である； (2)非粘着特性の向上、例えば、化学結合性表面被覆(例えば、PTFE)は、氷が
付着しないように露出表面の特性を変化させることにより、着氷を防止すること
が可能である； (3)汚れや染みに対する抵抗性の向上、例えば、化学結合性表面被覆(例えば、
PTFE)は、ナイロン、ポリエステル、ガラス繊維、並びに他の人工および天然繊
維等の任意の表面へ適用することができ、汚れや染みが付着または浸透しない非
粘着外層を生成することが可能である(例えば、衣料品または他の製品の場合)； (4)摩擦係数の減少、例えば、化学結合性表面被覆(例えば、PTFE)は、被覆材
料の摩擦係数が表面の摩擦係数となるように露出表面の特性を変化させることで
、乱流条件下で見られるような直接的な運動接触下での抵抗係数を減少させるこ
とが可能である(例えば、空気中を通過する航空機もしくはロケット、または水
中を通過する船舶、潜水艦もしくは魚雷の場合)； (5)防蝕性の向上、例えば、化学結合性表面被覆(例えば、PTFE)は、大部分の
腐蝕剤による浸透または変質が不可能な不活性かつ不透過性の外層を生成するこ
とが可能である(例えば、酸性雨や塩水といった腐蝕性の外部要因に曝されるビ
ル、橋もしくは沿岸／海上石油掘削施設等の構造物の耐酸化性、または腐蝕剤を
内包する容器の耐酸化性の場合)； (6)表面浸蝕の軽減、例えば、化学結合性表面被覆(例えば、PTFE)は、潤滑性
と耐衝撃性の双方を付与することが可能である(これらの特性は、浸蝕を回避ま
たは最小限に抑えるものである)； (7)耐衝撃性の向上、例えば、化学結合性表面被覆(例えば、PTFE)は、被覆前
の表面よりも衝撃を和らげるような弾性率を付与することが可能である； (8)導電率の改変、例えば、化学結合性表面被覆(例えば、PTFE)は、その電気
的特性を表面へ付与することができ、これにより被覆表面の導電率を増加または
減少させることが可能である； (9)誘電率の改変、例えば、化学結合性表面被覆(例えば、PTFE)は、その電気
的特性を表面へ付与することができ、これにより被覆表面の有効誘電率を増加ま
たは減少させることが可能である； (10)レーダーステルス特性の向上、例えば、化学結合性表面被覆(例えば、PTF
E)は、未被覆の表面に比べてマイクロ波エネルギーの反射を低下させることが可
能である(例えば、航空機、ロケットまたは船舶等の軍事用乗物の場合)； (11)透過性の減少、例えば、化学結合性表面被覆(例えば、PTFE)は、超高圧ガ
スを含む事実上全ての材料の通過を遮断する不透過性の外層を生成することが可
能である； (12)耐水性の向上、例えば、化学結合性表面被覆(例えば、PTFE)は、水の通過
を遮断する不透過性の外層を生成することが可能である(例えば、衣料品、娯楽
用品、または他の製品の場合)； (13)圧力シールの向上、例えば、化学結合性表面被覆(例えば、PTFE)は、圧縮
時にある程度変形して流体の通過を阻止する不透過性の外層を生成することが可
能である(例えば、パイプもしくはチューブ等の流体運搬用管状製品のスレッド
、またはピストン、空気圧ラムおよび水圧ラムのような密着型金属間シール部材
の場合)； (14)光学特性の改変、例えば、化学結合性表面被覆(例えば、PTFE)は、多くの
場合、このような表面の光反射特性を変化させる外層を生成することが可能であ
る； (15)ガスの浸透現象の軽減、例えば、化学結合性内表面被覆(例えば、PTFE)は
、多くの場合、ガスを貯留し得る圧力容器壁を通過するガスの浸透能を低下させ
る層を生成することが可能である； (16)表面着色の変更、例えば、化学結合性表面被覆材料(例えば、PTFE)は、色
、デザイン、パターン、グラフィックス等を被覆表面へ付与し得る任意の数の顔
料を含んでいてもよい； (17)表面の美観の変更、例えば、化学結合性表面被覆材料(例えば、PTFE)は、
金属フレーク、石英、カキ殻、真珠光沢物質、反射性物質等の任意の数の美観を
高める成分を含んでいてもよい； (18)表面エネルギーの減少、例えば、化学結合性表面被覆(例えば、PTFE)は、
このような被覆を適用し得る大部分の表面よりも表面エネルギーの低下した外層
を生成することが可能である；並びに (19)屈折率の減少、例えば、化学結合性表面被覆(例えば、PTFE)は、このよう
な被覆を適用し得る大部分の表面の屈折率を低下させる外層を生成することが可
能である。

【００２５】さらなる例としては、上述した第２の特性(非粘着特性の向上)が、航空機工業
にとって非常に有利である場合がある。先行技術では、航空機用除氷剤としてグ
リコールが使用されているが、除氷作業時に航空機へスプレーされる過剰なグリ
コール材料が、大気中、土壌中、および／または雨水システムへ侵入する傾向が
あるため、グリコールの使用には異論が挟まれている(これらの事象は全て、米
国連邦大気浄化法(Federal Clean Air Act)および／または米国連邦水質浄化法(
Federal Clean Water Act)に違反するものである)。エチレングリコールは、米
国環境保護局(EPA)によって有害であるとされており、米国空軍では除氷用とし
てはもはや採用されていない。プロピレングリコール性の除氷化合物は毒性が低
く、そのためエチレングリコールよりも有望であると考えられていたが、このよ
うな化合物は、プロピレングリコールの分解に必要な生物学的酸素要求量が高い
ため、大気中では有毒なコロイド分散となったり、また、土壌、地表水および地
下水へ流出したりと、環境に対して明らかに悪影響を及ぼす。

【００２６】さらに、各種のグリコール製品を航空機へスプレーし被覆することにより、時
間依存性のごく一時的な除氷／着氷防止状態が得られるが、保護被覆が消費され
るまでに航空機が離陸しなければ、全く無効である。いずれにせよ、この除氷法
によって得られる保護度はごく一時的なものであり、その短い有効期間をモニタ
ーする適切な手段もない。

【００２７】従って、先行技術においては、より長期にわたる保護の向上を示し、かつ、環
境に悪影響を及ぼさないように設計し得る改良型着氷防止技術が明らかに必要で
ある。このような改良型着氷防止技術が十分に成功を収めることが立証されれば
、現在実施されている方法によって除氷を行う必要がなくなる。さらに、該着氷
防止技術によって、一定の潤滑品質の他にも多くの他の利益が付与されることに
なれば、このような技術の利点は一層重要であり得る。

【００２８】化学結合性のPTFE反応生成物および／または化学結合性の他のフッ素含有種反
応生成物に付随する着氷防止特性は、一般に、被覆後の航空機表面における氷の
形成特性を著しく変化させるものではないと予想されるため、有意な除氷メカニ
ズムとして直接寄与するわけではないと思われる。しかしながら、本発明に従っ
て被覆した航空機表面は、このような被覆表面への氷の付着を阻止すると予想さ
れる。従って、被覆後の航空機表面に氷が形成する場合には、このような氷は、
翼、胴体、および他の航空機表面に生じた場合には、特別設計の逆スラスト装置
の使用により、タービンエンジンのガス流で極めて簡単に除去でき、少なくとも
航空機が地上にある場合には、一部の機械的排除手段、他の流体(例えば、水)を
集中させた高圧収束流および／または他の各種手段によって、極めて簡単に除去
できると思われる。さらに、飛行中に航空機非粘着被覆表面上に形成された氷は
いずれも、常時発生して航空機表面に絶えず衝突している固有の気流の乱れによ
って自動的に排除し得ると予想される。さらに、着氷防止被覆は、航空機以外の
他の乗物(ボートを含む船舶、軍事用乗物、列車、トラックを含む自動車等)にも
有用でありうる。

【００２９】表面被覆は、一般には、被覆表面に、上述した多くの有利な特性を１つ以上付
与する目的で適用される。この点に関しては、本発明に固有の被覆特性は、目下
被覆されているこのような表面のいずれに対しても、従来の被覆配合物および／
または被覆方法の技術水準からは得ることができない利点をもたらすことが結局
のところ明らかである。

【００３０】例えば、PTFE等の有機ハロゲンポリマーは、被覆すべき表面へその特殊な特性
を付与すると考えられるため、表面被覆として複数の利点をもたらすと予想され
る。しかしながら、有機溶媒に対する有機ハロゲンポリマーの溶解性が低く、ま
た、このようなポリマーを被覆表面へ硬化および接着させるのに高温を必要とす
ることから、このような被覆または被覆方法は先行技術においては用途が極めて
限られてしまう。さらに、有機ハロゲンポリマーの硬化および接着に要する比較
的高い温度(380℃程度の温度)では、最終的な表面被覆にピンホールが形成され
る頻度が高くなる。そのため、このような有機ハロゲンポリマー表面被覆は、優
れた耐薬品性を備えているにも拘わらず、先行技術においては耐蝕性被覆として
はあまり推奨できない。

【００３１】対照的に、本発明の表面被覆配合物および方法は、有機ハロゲンポリマーと他
の未反応の表面被覆材料からなる被覆を被覆表面へ結合し得る手段を提供すると
期待され、該手段は、一般に周囲温度付近かつ周囲圧力付近で被覆すべき表面と
該未反応表面被覆材料との触媒介在型化学的結合反応を介したものである。

【００３２】上述した航空機の表面被覆用途の他にも、本発明の表面被覆は、従来の被覆配
合物および方法によって目下被覆されている表面を全て含む、固体または半固体
材料から構成される物体のいずれを被覆するのにも、有利であることが立証され
ると期待される。例えば、化学結合性表面被覆の耐蝕特性は、ビル、橋、給水塔
もしくは他の塔といった風雨に曝される人工構造物を保護するのに極めて有用で
ある。

【００３３】触媒含有表面被覆添加剤本発明は、触媒介在型化学的結合反応の結果、未反応の表面被覆材料を表面へ
化学的に結合させる概念といった新規な概念からなる。さらに、本発明は、触媒
含有表面被覆添加剤および触媒含有表面被覆性のための一群の配合物の基剤を提
供する。触媒含有表面被覆添加剤は、以下に示す項目１、２、３および４の成分
、並びに場合によっては、以下に示す残りの項目５〜11の成分を任意の数だけ含
んでいてもよい。

【００３４】触媒含有表面被覆添加剤の成分触媒含有表面被覆添加剤の成分は下記の通りである。１．１種以上のキャリアー流体、２．１種以上の分散剤、３．１種以上の触媒、４．成分としての１種以上の未反応の表面被覆材料(但し、このような成分に
は顔料(pigmentation)および他の審美成分が含まれていてもよく、該成分の１以
上を、テフロン(登録商標)、PTFE、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロ
ポリエーテル、ポリフッ化ビニリデン、パーフルオロポリエーテルオキシド、エ
チレンポリマー、プロピレンポリマー、フルオロフェニレンポリマー、他のポリ
マー、他のフッ化無機および有機化合物、他のフッ素含有種、プラスチック、エ
ーテル、脂肪酸のアミド、脂肪酸の他のモノエステル、脂肪酸化合物、金属セッ
ケン、ポリオールモリブデン化合物、黒鉛、カーボンハロゲン(carbon halogen)
、フッ化バリウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、硫化脂肪、並びにエス
テルからなる未反応の表面被覆材料群より選択する)、５．任意の数の触媒(但し、このような触媒は、遷移元素、および／または１
種以上の遷移元素を含む１種以上の化合物、および／または遷移元素と遷移元素
を含む化合物との任意の組合せであり、該遷移元素は、原子数21〜31、39〜49お
よび71〜81を有する元素を全て含むものとする)、６．任意の数の触媒(但し、このような触媒は、非遷移元素、および／または
１種以上の非遷移元素を含む１種以上の化合物、および／または非遷移元素と非
遷移元素の化合物との任意の組合せである)、７．任意の数の触媒(但し、このような触媒は、遷移元素、非遷移元素、遷移
元素を含む化合物、および／または非遷移元素を含む化合物の任意の組合せであ
る)、８．任意の数の触媒(但し、このような触媒は、均一性触媒、不均一性触媒、
または均一性触媒と不均一性触媒との任意の組合せである)、９．任意の数のハロゲン元素、および／またはハロゲン元素を含む任意の数の
化合物、並びに／またはハロゲン元素および／もしくはハロゲン元素を含む化合
物の任意の組合せ、 10．任意の数の界面活性剤、並びに 11．任意の数の凍結点および／または沸点改変剤。

【００３５】触媒含有被覆性本発明の触媒含有表面被覆性は、本発明の触媒含有表面被覆添加剤の１種以上
を、１種以上のキャリアー流体および任意の数の他の成分と配合したものからな
る。

【００３６】本発明の触媒含有表面被覆性が、吹付塗、浸漬、はけ塗、ワイピング、機械的
転写等の当業者に周知の複数の異なる従来の方法によって、被覆すべき表面へ送
達されることは明らかであり、このような送達方法の全てが本発明の範囲内に含
まれるものとする。

【００３７】このような表面被覆によって被覆される表面へ上述した有利な特性を１つ以上
付与するように設計された新規な触媒含有表面被覆添加剤と触媒含有表面被覆性
配合物を１つ以上確立することは、本発明の少なくとも１つの好適な実施形態の
技術的利点である。

【００３８】新規な触媒含有表面被覆添加剤、特に１種以上のキャリアー流体、分散剤、触
媒、未反応の表面被覆材料、および任意の数の他の成分を含む触媒含有表面被覆
添加剤を１つ以上確立することは、本発明の少なくとも１つの好適な実施形態の
技術的利点である。

【００３９】１種以上のキャリアー流体、分散剤、触媒、未反応の表面被覆材料、および任
意の数のハロゲン供給源、界面活性剤、凍結点および／または沸点改変剤、およ
び任意の数の他の成分を含む新規な触媒含有表面被覆添加剤を１つ以上確立する
ことは、本発明の少なくとも１つの好適な実施形態の技術的利点である。

【００４０】１種以上の分散剤、触媒、および未反応の表面被覆材料の他にも、キャリアー
流体としての水が成分に含まれる新規な触媒含有表面被覆添加剤を１つ以上確立
することは、本発明の少なくとも１つの好適な実施形態の技術的利点である。

【００４１】１種以上のキャリアー流体、分散剤、および未反応の表面被覆材料以外にも、
限定するわけではないが、１種以上の遷移元素、および／または遷移元素を含む
１種以上の化合物、および／または遷移元素と遷移元素化合物との任意の組合せ
を含む群から選択される１種以上の触媒が成分に含まれる新規な触媒含有表面被
覆添加剤を１つ以上確立することは、本発明の少なくとも１つの好適な実施形態
の技術的利点である(但し、該遷移元素は、原子数21〜31、39〜49および71〜81
を有する元素を全て含むものとする)。

【００４２】１種以上のキャリアー流体、分散剤、および未反応の表面被覆材料以外にも、
限定するわけではないが、１種以上の非遷移元素、および／または非遷移元素を
含む１種以上の化合物、および／または非遷移元素と非遷移元素化合物との任意
の組合せを含む群から選択される１種以上の触媒が成分に含まれる新規な触媒含
有表面被覆添加剤を１つ以上確立することは、本発明の少なくとも１つの好適な
実施形態の技術的利点である。

【００４３】１種以上のキャリアー流体、分散剤、および未反応の表面被覆材料以外にも、
１種以上の触媒が、反応の開始、促進、加速および／または反応生成物の収率向
上に必要な濃度で成分に含まれ、かつ表面被覆がin situ触媒結合反応において
有効に機能する新規な触媒含有表面被覆添加剤を１つ以上確立することは、本発
明の少なくとも１つの好適な実施形態の技術的利点である。

【００４４】１種以上のキャリアー流体、分散剤、触媒、および未反応の表面被覆材料以外
にも、開始剤として機能し、かつ触媒介在型表面被覆反応の質量効果に寄与する
、１種以上のハロゲン元素および／またはハロゲン元素を含む化合物から構成さ
れるハロゲン供給源が成分に含まれる新規な触媒含有表面被覆添加剤を１つ以上
確立することは、本発明の少なくとも１つの好適な実施形態の技術的利点である
。

【００４５】１種以上のキャリアー流体、分散剤、触媒、および未反応の表面被覆材料以外
にも、被覆すべき表面との良好な化学的相互作用を促進する界面活性剤が成分に
含まれる新規な触媒含有表面被覆添加剤を１つ以上確立することは、本発明の少
なくとも１つの好適な実施形態の技術的利点である。

【００４６】１種以上のキャリアー流体、分散剤、触媒、および未反応の表面被覆材料以外
にも、触媒含有表面被覆添加剤を有効に適用し得る周囲温度条件を拡大する凍結
点および／または沸点改変剤が成分に含まれる新規な触媒含有表面被覆添加剤を
１つ以上確立することは、本発明の少なくとも１つの好適な実施形態の技術的利
点である。

【００４７】１種以上のキャリアー流体、分散剤、触媒、および未反応の表面被覆材料以外
にも、成分に任意の数の他の成分が含まれる新規な触媒含有表面被覆添加剤を１
つ以上確立することは、本発明の少なくとも１つの好適な実施形態の技術的利点
である。

【００４８】１種以上の触媒含有表面被覆添加剤および１種以上のキャリアー流体から構成
される新規な触媒含有表面被覆系を１つ以上確立することは、本発明の少なくと
も１つの好適な実施形態の技術的利点である。

【００４９】触媒含有表面被覆系を被覆すべき表面へ適用し、該触媒含有表面被覆系と該表
面とが接触することで触媒介在型化学的結合反応が起こり、該反応が完了した時
点で該表面に化学結合性表面被覆が付与される、触媒介在型結合性表面被覆を生
成する新規な方法を１つ以上確立することは、本発明の少なくとも１つの好適な
実施形態の技術的利点である。

【００５０】触媒含有表面被覆系を被覆すべき表面へ適用し、該触媒含有表面被覆系と該表
面とが接触することで触媒介在型化学的結合反応が起こり、該反応が完了した時
点で該表面に化学結合性表面被覆が付与され、該反応は全て、自然の周囲温度お
よび周囲圧力条件下で完了する、触媒介在型結合性表面被覆を生成する新規な方
法を１つ以上確立することは、本発明の少なくとも１つの好適な実施形態の技術
的利点である。

【００５１】本発明の触媒含有表面被覆系を用いて表面被覆を適用する新規な方法を１つ以
上確立することは、本発明の少なくとも１つの好適な実施形態の技術的利点であ
る。

【００５２】被覆すべき表面を清浄して他の被覆および／または触媒介在型表面被覆反応に
関係のない任意の材料を除去した後に該表面に適用される、触媒介在型結合性表
面被覆を生成する新規な方法を１つ以上確立することは、本発明の少なくとも１
つの好適な実施形態の技術的利点である。

【００５３】本発明の新規な方法によって被覆される表面へ１つ以上の有利な特性を付与す
ることは、本発明の少なくとも１つの好適な実施形態の技術的利点である。

【００５４】飛行前に、1つおよび／または複数の航空機エンジンおよび／または補助動力
装置(APU)のタービンのステージ内にあるガスおよび／またはタービンからの排
気ガスを着氷(ice-bearing)航空機表面へ集中させて、氷を物理的に排除および
／または該ガスによって氷を融解させることにより氷を除去する、航空機を除氷
処理する新規な方法を確立することは、本発明の少なくとも１つの好適な実施形
態の技術的利点である。

【００５５】以上の記載は、後述する本発明の詳細な説明をよりよく理解されうるために、
本発明の特徴および技術的利点をいくぶん広く概説したものである。本発明の特
許請求の範囲の主題を形成する本発明のさらなる特徴および利点を以下に記載す
る。開示の概念および具体的な実施形態が、本発明の同じ目的を実施するために
、他の構成を改変または設計するための基礎として容易に利用し得ることは、当
業者には明らかなはずである。このような均等な概念が、添付した特許請求の範
囲に記載されている本発明の趣旨および範囲を逸脱しないことも、当業者には理
解し得るはずである。

【００５６】詳細な説明米国特許出願第08/639,196号の出願後、触媒候補の代表的なものを選んで複数
の試験を行った。より具体的には、触媒候補をPTFEのコロイド懸濁液と混合した
。ここで、PTFEは直径が２ミクロン〜サブミクロンサイズの粒子状であり、分散
剤で処理した炭化水素の鉱油ベース(モーター油)へ残らずすべて懸濁させたもの
である。次いでこの混合物をフッ化黒鉛およびハロカーボン油と混合した。該混
合物の最終的な組成は、下記の表１に示すものであった。

【００５７】

【表１】

【００５８】半径約１cmの鉄製クーポンを清浄にし、上記のコロイド懸濁液へ８時間50℃〜
200℃の温度および大気圧にて浸漬した。この浸漬処理後、クーポンを十分にす
すぎ、未結合の固体PTFE材料を全て除去した。次いで表面をＸ線光電子放出分光
法(XPS)を利用して分析し、炭素、フッ素、酸素および鉄を検出した。鉄表面上
に結合したPTFEおよび／または「フッ素含有種」の濃度を判定するのに使用した主
な指標は、XPS装置で表示されるような、フッ素の光電子放出ピークの強度とし
た。本発明の触媒介在型化学的結合方法では、元のPTFE分子(これからフッ素お
よびまたは残渣は由来する）から、複数のC-F結合が壊れて遊離のフッ素が生成
するほか、不特定の残渣も複数生成すると考えられる。これらの残渣、同様の構
成を有する他の化合物、およびフッ素を含むまたは該工程にフッ素を供給する他
の物質を、本明細書中では一括した用語、「フッ素含有種」と呼ぶ。

【００５９】この方法によって、試験を行った触媒候補のうち複数のものが、０絶対psiお
よび100℃(XPS装置のサンプル区画内の現行の条件)にて、PTFEおよび／または他
のフッ素含有種を鉄製クーポンの表面へ結合させるのに有効であることが判明し
た。

【００６０】続けて、フッ化黒鉛、ハロカーボン油および触媒を、クーポンを浸漬する混合
物の組成から除外し、混合物中に残存するフッ素供給源をPTFEのみとした場合の
試験を行った。上述した同一の試験手順を用いたところ、PTFEおよび／またはフ
ッ素含有種が、鉄製クーポンの表面へほとんど結合していないことが判明した。
しかしながら、触媒候補の不在下であっても、わずかにフッ素のピークが観察さ
れたため、微量のPTFEおよび／またはフッ素含有種が鉄製クーポン表面へ結合し
たことは明らかである。このような場合、鉄材が特定の反応で触媒特性を示すこ
とが知られている遷移元素の１つであることから、おそらく、クーポンを構成す
る鉄がこのような場合には触媒として機能したものと考えられる。後述するよう
に、フッ化第二鉄(鉄)は一般に、このような一連の試験では有効な触媒であるこ
とが分かっており、この事実は、上述の考えをさらに信頼性のあるものにしてい
る。

【００６１】多数の二重試験を行い、かつ複数の確認試験を並立して行ったところ、一連の
累積試験結果によって、PTFEおよび／またはフッ素含有種を鉄製クーポンの表面
に50℃〜200℃の温度および大気圧にて結合させることができ、かつ、XPS装置チ
ャンバー内で100℃および０絶対psiにて試験した限りでは、クーポン表面へ結合
した状態を維持し得るという考えがほぼ裏付けられたことがさらに明らかとなっ
た。

【００６２】従来の摩擦摩耗試験、特に、ボール・オン・シリンダー試験(Ball on Cylinde
r Test)、予測FZGギア試験(Predictive FZG Gear Test)、予測Ryderギア試験(Pr
edictive Ryder Gear Test)、およびシェル4-ボール試験(Shell Four-Ball Test
)を続けて行ったところ、上述のXPS試験法によって有効であることがほぼ判明し
た７種の触媒のうち６種を１種類ずつ、任意の他の成分を含有せずに導入するこ
とにより、これらの触媒の各々がそれぞれ、市販されている２種類の具体的なエ
ンジン処理用潤滑剤製品(Quaker State Slick 50(登録商標)およびValvoline TM
8(登録商標)；いずれもPTFE含有製品)の耐摩耗性を向上させるのに非常に有効で
あることがほぼ明らかになった。これらの試験の大部分は、87℃および大気圧に
て実施したものである。

【００６３】同様の従来の摩擦摩耗試験を、表１に示した成分と同じ成分を含む触媒含有潤
滑剤系で行った。但し、成分の濃度を変え、フッ化第二鉄(FeF₃)を触媒として使
用した。その結果、ボール・オン・シリンダー試験に基づいた結果によれば、こ
の系が、該系の潤滑剤ベースであるSAE 10W-30(API Service Category SJ；SHモ
ーター油)のほぼ３倍の耐摩耗性を発揮することが判明した。

【００６４】本発明に含まれる概念の詳細を証明するために設計された実験室試験は目下進
行中であり、最終的には、本発明の反応を開始、促進、加速、および／または反
応生成物の収率を向上させる能力に関して、本発明の多くの異なる触媒の効力を
規定した触媒の全一覧が得られると期待される。これまでに試験した触媒のうち
、100℃および０絶対psiの試験条件下における鉄表面とPTFEおよび／またはフッ
素含有種との結合反応を効率的に促進することがほぼ判明したものを、下記の表
２に示す。

【００６５】

【表２】

【００６６】該触媒は、遷移金属含有触媒、フッ素含有触媒、アルミニウム含有触媒(アル
ミナを含む)、または他の分類といった各種のカテゴリーに分類可能である。表
２に列挙した各触媒を、２重量パーセント(２％)の濃度で試験した。至適および
／または最小触媒濃度は今までのところ確立さていない。触媒は、表面被覆化学
的結合反応を開始、促進、加速および／または収率向上させる触媒としてのみ作
用するのに十分な量で含まれ、反応終了時に未変化のままであるのが好適である
。触媒の具体的な重量パーセント濃度は具体的な触媒に依存するが、通常、重量
パーセントは可能な限り低くするのが好適である。例えば、重量パーセントは約
２％未満、より好ましくは約１％未満、さらに好ましくは0.5％未満、最も好ま
しくは約0.1％未満であるのが好適である。

【００６７】好適であって、おそらく最も単純な本発明の実施形態の１つは、水性キャリア
ー流体、混合した成分を安定なコロイド懸濁液にするための１種以上の分散剤、
未反応の表面被覆材料としてのPTFEのコロイド粒子、および１種以上の触媒を含
んでなる組成物である。

【００６８】本明細書中、「コロイド粒子」という用語は、直径が約１μm〜１nmの粒子を通
常意味する。粒子と該粒子を懸濁させた分散剤添加水性キャリアー流体との間に
働く種々の力のため、粒子は通常、特別な状況に曝されない限り、実用上懸濁液
から決して沈澱もしくは沈降しないものと考えられる。有機ポリマー(例えば、
ポリアクリレート、ポリマレエート、およびアクリルアミドポリマー)並びに縮
合リン酸塩(例えば、ポリリン酸塩)といった多くの分散剤が当業者に知られてい
る。PTFEは、一般に、空気中にて強力な電子ビームまたはガンマ線で衝撃を与え
ることにより、コロイドの大きさとなる。この衝撃工程は、PTFEポリマーをより
短鎖のPTFE分子、および／または結合破断点に形成される別の化学的に活性な官
能基を含む他のフッ素含有種へ分解するものである。これらの活性な官能基は、
一般に、安定なコロイド懸濁液の生成を促進し、被覆すべき表面へ化学結合を成
立させるのに役立つ。

【００６９】触媒含有表面被覆添加剤の好適な実施形態本発明の触媒含有表面被覆添加剤の好適な実施形態は、下記の表３に示す通り
である。

【００７０】

【表３】

【００７１】触媒含有被覆の好適な実施形態本発明の触媒含有被覆系の好適な実施形態は、下記の表４に示す通りである。

【００７２】

【表４】

【００７３】触媒含有表面被覆添加剤は、通常、適用前にキャリアー流体へ添加することを
意図した濃縮混合物を輸送および保存する効率的な方法として使用することが可
能である。キャリアー流体と混合して触媒含有表面被覆系を調製すると、表３お
よび表４に示した好適な実施形態の重量パーセントは下記の表５のようになるで
あろう。

【００７４】

【表５】

【００７５】上記触媒含有被覆系の好適な実施形態の組成に対しては、被覆表面上での表面
被覆の形成には、PTFEおよび／またはフッ素含有種と被覆すべき基礎表面との間
に結合反応が必要であると考えられる。表面被覆は、以下の特徴のうち１つ以上
を備えることができる：多層、持続性、固体、耐蝕性、耐衝撃性、耐摩耗性、お
よび非粘着性(例えば、着氷防止)。このような反応では、フッ化物ラジカルがPT
FEおよび／またはフッ素含有種から徐々に表面へ送達され、その後、喪失したフ
ッ素の代わりに水素が前者のPTFE分子および／またはフッ素含有種へ一部結合す
ると考えられる。最終的には、この種の反応が完了すると、PTFE分子および／ま
たはフッ素含有種は、パラフィン系鉱油の組成と非常によく似た単純な脂肪族炭
化水素分子へ変換される。該反応は触媒の存在によって促進されるが、このよう
な触媒はどのようなものであっても工程中に消費されることはない。定義上、触
媒は反応時に存在する物質であり、かつ反応の開始、促進、速度、および／また
は収率に対してある程度の効果を示すが、反応終了時に化学的に未変化のままで
ある物質である。

【００７６】ハロゲン供給源は通常、触媒および未反応の表面被覆材料とは異なる材料であ
るが、一部の用途では、いずれかと同一であってもよい。ハロゲンは、周期表第
VIIA族の電気陰性元素と定義され、活性の高いものから、フッ素、塩素、臭素、
ヨウ素、およびアスタチンが含まれる。フッ素は、全ての化学元素のなかで最も
活性が高いため、最も高活性なハロゲンである。ハロゲン供給源としては、ハロ
ゲン元素およびハロゲン元素化合物が挙げられ、例えば、三フッ化アルミニウム
(AlF₃)、氷晶石(Na₃AlF₆)、金属フルオロホウ酸塩(例えば、Fe(BF₄))、蛍石(CaF ₂ )、フッ素リン灰石(Ca₅(PO₄)₃F)、金属フッ化物(例えば、FeF₃、SnF₂、ZnF₂)、
有機ハロゲンポリマー(例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリ
フルオロエチレン)、ハロゲン化炭化水素、他のハロゲン化無機化合物、および
他のハロゲン化有機化合物などである。

【００７７】上述した触媒介在型化学的結合反応は、被覆表面の外装の化学組成を変化させ
るため、新たに生成した露出表面は、このような表面の性能を再度規定する役割
を果たす。

【００７８】本発明の有効性は、触媒作用によって、PTFEおよび／またはフッ素含有種の結
合反応が開始、促進、加速され、および／または結合したPTFEおよび／またはフ
ッ素含有種に由来する表面被覆膜の収率が向上する点で、他の代替物よりも比較
的良好であると思われる。さらに、触媒の作用によって結合性表面被覆被膜を迅
速に形成し、かつ結合性表面被覆膜の生成収率を向上させることにより、通常で
あれば、適用対象の表面が十分に被覆され、このような表面の保護が最大になる
であろう。着氷防止用途などの一部の用途では、この膜によって、隣接表面が結
合性表面被覆を備えていない場合であっても、該隣接表面へ氷が付着する機会を
低減することができる。しかしながら、PTFEおよび／またはフッ素含有種に由来
する耐久性、継続性、保護性および結合性の表面被覆膜を表面上に維持・補充す
る場合には、未被覆および未保護の表面がほとんど存在しないか、全く存在しな
いのが好ましい。また、本発明が、全ての意味で100％表面保護された状態に到
達することは通常考えられないが、本発明を適用することで、現在公知の他の方
法のどれよりも100％表面保護の目標達成に近づくことができると考えられる。

【００７９】 L.L. CaoらによってTribology Research Institute, Tsinghua University(北
京、中国)で行われた研究からは、金属の摩耗表面を高温条件下(即ち、1800°F)
でPTFEと圧縮接触させると、触媒が存在しなくても、PTFEの最外層を含む４つの
層に定性的に分類可能な表面膜が堆積することが明らかになった。PTFEを含む潤
滑ベースオイル用キャリアー流体を摩擦による高温摩耗条件にさらし、試験が完
了した時点で、鉄(Fe)製試験片の接触表面をＸ線光電子分光法および走査オージ
ェマイクロプローブを用いて分析した。反応膜におけるフッ素含有種の化学的状
態は、４つの異なる化学構造を示すことが判明した。化学構造およびこれに伴う
結合エネルギーを下記の表６に示す。

【００８０】

【表６】

【００８１】表６に示した構造の層を有する多層表面反応膜が金属表面上に形成されたこと
がほぼ確認された。最外層、即ち第１層はPTFEを吸収した膜で構成されたもので
ある。第２層は、表６の項目２に示した、各種フッ素含有種を含む混成反応膜で
構成されている。表６の項目３として示されている第３層は、第２層よりもフッ
素の少ない化学構造を示す。表６の項目４として示されている最深層、即ち第４
層は、主にフッ化第一鉄およびフッ化第二鉄からなり、PTFEの微小粒子を一部含
んでいる。

【００８２】 L. L. Caoらによって確認された最終的な４層を生成すると考えられる化学反
応の進行は、以下の通りである。

【００８３】１．最外層 1.1 ポリテトラフルオロエチレンの吸収： (-CF₂-CF₂-) PTFE２．第２内層 2.1 ベースオイルの脱水素： C₁₀H₂₂ ← 触媒 → C₁₀H₂₀ ＋ 2H n-デカン n-デセン水素 2.2 フッ素-炭素結合の切断とPTFEの第１段階水素化： (-CF₂-CF₂-) ＋ 2H ← 触媒 → (-CFH-CFH-) ＋ 2F PTFE 水素ポリジフルオロエチレンフッ素
３．第３内層 3.1 ベースオイルの脱水素： C₁₀H₂₂ ← 触媒 → C₁₀H₂₀ ＋ 2H n-デカン n-デセン水素 3.2 フッ素-炭素結合のさらなる切断とPTFEの第２段階水素化： (-CFH-CFH-) ＋ H ← 触媒 → (-CFH-CH₂-) ＋ F ポリジフルオロエチレン水素ポリモノフルオロエチレンフッ素４．金属表面 4.1 ポリモノフルオロエチレンと鉄およびフッ素との結合反応： 2Fe ＋ 4F ＋ (-CFH-CH₂-) ← 触媒 → FeF₂(-CFH-CH₂-)FeF₂ ^* 鉄フッ素ポリモノフルオロフッ化第二鉄-ポリモノエチレンフルオロエチレン結合
物 4.2 フッ素と第一鉄との反応： Fe ＋ 2F ← 触媒 → FeF₂ 鉄フッ素フッ化第一鉄 4.3 フッ素とフッ化第一鉄との反応： FeF₂ ＋ F ← 触媒 → FeF₃ フッ化第一鉄フッ素フッ化第二鉄

【００８４】 *上述の「金属表面」反応4.1では、反応生成物は例示したものであるか、または
以下の構造からなる群より選択される反応生成物(フッ素含有種)の１つもしくは
組合せである：4.1.1 Fe(-CF₂-CF₂-)₂；4.1.2 Fe(-CF₂-CFH-)₂；4.1.3 Fe(-C
FH-CFH-)₂；4.1.4 Fe(=CF-CFH-)；4.1.5 Fe(=CF-CF=)；4.1.6 FeF(-CF₂-CF₂-
)；4.1.7 FeF(-CFH-CH₂-)；4.1.8 Fe(-CF₂-CF₂-)₃；4.1.9 Fe(-CF₂-CFH-)₃；
4.1.10 Fe(-CFHHH-CFH-)₃；4.1.11 2Fe(=CF-CFH-)₃；4.1.12 2Fe(=CF-CF=)₃
；および4.1.13 FeF₂(-CF₂-CF₂-)。

【００８５】 L.L. Caoらは、炭化水素油からなるキャリアー流体と、鉄(Fe)製の被覆すべき
表面または基板を扱った結果を開示しているが、本質的に同一の推定化学反応過
程が、水系組成物等の他のキャリアー流体にも理論上当てはまる。本発明のキャ
リアー流体は好ましくは液体であるが、気体であってもよい。例えば、CFCまた
は環境上より安全な代替物といった冷媒は、加圧下では液体であるが、周囲条件
では気体へ変化する液体である。このようなキャリアー流体を使用すれば、残り
の成分を表面へ気体状キャリアー流体として移行させた後、該成分を表面上へ残
すことができる。また、反応生成物は、基板が鉄(Fe)ではなくて鉄の合金、アル
ミニウム、マグネシウム、プラスチック、炭素繊維、ガラス繊維、樹脂／繊維複
合物、天然繊維、または製品の製造に通常使用される他の材料である場合にも同
様であると考えられ、このような基板は本発明の触媒含有表面被覆のような表面
被覆の保護を受けることができる。

【００８６】また、フッ素が最も電気陰性度の高い元素であって、最も反応性の高い非金属
であることが公知であるという事実から、フッ素は実質上、被覆すべき表面を構
成し得る任意の材料と反応すると考えられる。さらに、被覆される表面が鉄で構
成されている場合に予想されるin situでの化学反応の進行が、別の被覆対象表
面の材料の場合には化学記号が異なる点を除けば、本質的に同一であることは明
らかである。このように表面の材料が鉄以外の場合には、別の表面材料の化学記
号で鉄の化学記号(Fe)を置き換え、結合比率を適当に調整する。

【００８７】本発明の好適な実施形態における合成氷晶石等の触媒の存在は、反応を開始し
、反応を促進し、反応を加速させ、および／または反応の収率を高めるように機
能し、かつ周囲条件下でより迅速に反応を完了させる働きをする。触媒化学的結
合反応に対して本明細書中で使用する「促進(する)」という包括的な用語は、上述
の作用、即ち、開始、促進、加速、収率の向上、および反応のより迅速な完了の
うちの１つ以上を意味するものである。組成物における非液体または非気体成分
はいずれも、好ましくはコロイドの大きさである。

【００８８】２つ以上の用語の集合(例えば、材料または工程の列挙)に対して本明細書中で
使用する語句「および(並びに)」、「または(もしくは)」、「および／または」とは、
該用語のいずれか、または該用語のいずれかを組合せたものを通常示すものとす
る。材料の集合に対して本明細書中で使用する語句「任意の数」とは、０以上の数
字を含むものとする。

【００８９】特定の実施形態を挙げて本発明を記載してきたが、先の記載や検討から、多く
の置き換え、改変、変更および並べ替えが関連分野の当業者に明らかであること
は明白である。他の実施形態も、本発明の概念、範囲、趣旨、説明および実施を
勘案すれば、関連分野の当業者には明らかであろう。本明細書中に開示した本発
明の概念、範囲または趣旨を逸脱することなく、本発明の実施形態および方法に
おいて置き換え、改変、変更および並べ替えを実施し得ることを主張する。従っ
て、本発明は、本明細書中に示した特定の実施形態、配合、反応および方法に限
定されるものではなく、むしろ、特許請求の範囲によって定義される発明の趣旨
および範囲から逸脱することなく、このような置き換え、改変、変更および並べ
替えを実施し得るものである。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年２月１６日（２００１．２．１６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項５７】航空機エンジンまたは補助動力装置の少なくとも一方の
タービンガスを着氷表面へ集中させて、前記氷を物理的に排除および融解させる
ことをさらに含んでなる、請求項５６記載の方法。

【請求項５８】前記化学的に結合されている着氷防止材料がPTFEである
、請求項５６記載の方法。

【請求項５９】材料膜を乗物の外表面へ触媒化学的に結合させる方法で
あって、少なくとも１種のキャリアー流体、少なくとも１種の分散剤、該材料膜の供給
源としての少なくとも１種の未反応の表面被覆材料、および少なくとも１種の触
媒を含んでなる触媒含有表面被覆添加剤組成物を、該乗物の外表面と接触させる
ことを含んでなり、該少なくとも１種の触媒によって、該少なくとも１種の未反
応の表面被覆材料と該乗物の外表面との触媒化学的結合が促進される、前記方法
。

【請求項６０】前記添加剤組成物を前記乗物の外表面と接触させる前に
、前記触媒含有表面被覆添加剤を少なくとも１種のキャリアー流体と混合して、
触媒含有表面被覆系を調製することをさらに含んでなる、請求項５９記載の方法
。

【請求項６１】触媒化学的結合反応が周囲温度および周囲圧力条件下で
ほぼ完了するまで、前記触媒含有表面被覆添加剤組成物を前記乗物の外表面へ接
触および反応させる、請求項５９記載の方法。

【請求項６２】前記触媒含有表面被覆添加剤組成物を前記乗物の外表面
と接触させる前に、前記乗物の外表面を清浄にすることをさらに含んでなる、請
求項５９記載の方法。

【請求項６３】吹付塗、浸漬、はけ塗、ワイピング、機械的転写、およ
びこれらの組合せからなる群より選択される方法によって、前記触媒含有表面被
覆添加剤組成物を前記乗物の外表面と接触させる、請求項５９記載の方法。

【請求項６４】前記添加剤組成物を前記表面へ接触させた後、前記触媒
含有表面被覆添加剤組成物の未結合成分を全て前記乗物の外表面から除去するこ
とをさらに含んでなる、請求項５９記載の方法。

【請求項６５】前記外表面を前記乗物へ取り付けるのと同時に、前記材
料膜を前記乗物の外表面へ結合させることをさらに含んでなる、請求項５９記載
の方法。

【請求項６６】前記外表面を前記乗物へ取り付ける前に、前記材料膜を
前記乗物の外表面へ結合させることをさらに含んでなる、請求項５９記載の方法
。

【請求項６７】前記未反応の表面被覆材料がPTFEである、請求項５９記
載の方法。

【請求項６８】前記乗物が航空機である、請求項５９記載の方法。

【請求項６９】前記乗物が船舶である、請求項５９記載の方法。

【請求項７０】前記乗物が自動車である、請求項５９記載の方法。

【請求項７１】外表面、および触媒反応方法によって該表面へ化学的に
結合されたPTFE膜、を含んでなる乗物。

【請求項７２】前記外表面が金属表面である、請求項７１記載の乗物。

【請求項７３】前記外表面が塗装表面である、請求項７１記載の乗物。

【請求項７４】前記外表面が、前記乗物の少なくとも１枚の本体パネル
である、請求項７１記載の乗物。

【請求項７５】航空機である、請求項７１記載の乗物。

【請求項７６】船舶である、請求項７１記載の乗物。

【請求項７７】自動車である、請求項７１記載の乗物。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０９Ｄ 7/12 Ｃ０９Ｄ 7/12 179/02 179/02 201/00 201/00 201/04 201/04 Ｃ１０Ｍ 101/02 Ｃ１０Ｍ 101/02 103/02 103/02 Ａ 107/38 107/38 149/22 149/22 169/04 169/04 // Ｃ１０Ｎ 30:06 Ｃ１０Ｎ 30:06 60:00 60:00 (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷＦターム(参考） 4D075 CA13 CA33 CA39 DC08 DC11 EB17 EC02 EC60 4H104 AA05A BE36 CD02A CD04A CE15 DA02A JA11 LA03 QA12 4J038 BA202 CB011 CB081 CB111 CD091 CG002 DF001 DJ012 GA12 HA036 HA066 HA086 HA126 HA156 HA186 HA216 HA426 JA07 JA25 JA35 JA55 JA63 JB12 JC38 KA04 KA06 KA08 KA09 KA20 LA01 MA10 MA14 NA01 NA03 NA04 NA05 NA08 NA10 NA11 NA17 NA20 NA27 PA01 PB05 PB06 PB07 PC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面を被覆するための成分からなる触媒含有表面被覆添加剤
組成物であって、少なくとも１種のキャリアー流体、少なくとも１種の分散剤、少なくとも１種の未反応の表面被覆材料、および少なくとも１種の触媒を含んでなる前記組成物。
【請求項２】前記少なくとも１種の未反応の表面被覆材料が、PTFE、ポリ
テトラフルオロエチレン、パーフルオロポリエーテル、ポリフッ化ビニリデン、
パーフルオロポリエーテルオキシド、エチレンポリマー、プロピレンポリマー、
フルオロフェニレンポリマー、他のポリマー、他のフッ化無機および有機化合物
、他のフッ素含有種、プラスチック、エーテル、脂肪酸のアミド、脂肪酸の他の
モノエステル、脂肪酸化合物、金属セッケン、ポリオールモリブデン化合物、黒
鉛、カーボンハロゲン(carbon halogen)、フッ化バリウム、フッ化カルシウム、
フッ化リチウム、硫化脂肪、エステル、並びにこれらの組合せからなる群より選
択される、請求項１記載の触媒含有表面被覆添加剤組成物。
【請求項３】顔料(pigmentation)をさらに含んでなる、請求項１記載の触
媒含有表面被覆添加剤組成物。
【請求項４】前記キャリアー流体は、前記組成物の他の成分が被覆すべき
表面へ送達されるまで、該他の成分を包囲して含有する、請求項１記載の触媒含
有表面被覆添加剤組成物。
【請求項５】前記少なくとも１種の分散剤によって前記組成物の成分が安
定なコロイド状態に維持され、前記分散剤は、前記組成物の他の成分と化学的に
適合し得るものである、請求項１記載の触媒含有表面被覆添加剤組成物。
【請求項６】前記少なくとも１種の分散剤がポリマーアミンである、請求
項１記載の触媒含有表面被覆添加剤組成物。
【請求項７】前記少なくとも１種の触媒が、少なくとも１種の遷移元素を
含んでなる、請求項１記載の触媒含有表面被覆添加剤組成物。
【請求項８】前記少なくとも１種の遷移元素が、スカンジウム、チタン、
バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム
、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、テクネチウム、ルテニウ
ム、ロジウム、パラジウム、銀、カドミウム、インジウム、ルテチウム、ハフニ
ウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金
、水銀、タリウム、およびこれらの組合せからなる群より選択される、請求項７
記載の触媒含有表面被覆添加剤組成物。
【請求項９】前記少なくとも１種の遷移元素が白金を含んでなる、請求項
７記載の触媒含有表面被覆添加剤組成物。
【請求項１０】前記少なくとも１種の触媒が、少なくとも１種の遷移元素
含有化合物を含んでなる、請求項７記載の触媒含有表面被覆添加剤組成物。
【請求項１１】前記少なくとも１種の触媒が、少なくとも１種のフッ素含
有化合物を含んでなる、請求項１記載の触媒含有表面被覆添加剤組成物。
【請求項１２】前記少なくとも１種のフッ素含有化合物が氷晶石(Na₃AlF₆ )である、請求項１１記載の触媒含有表面被覆添加剤組成物。
【請求項１３】前記少なくとも１種のフッ素含有化合物が、フッ化第二鉄
(FeF₃)、三フッ化アルミニウム(AlF₃)、氷晶石(Na₃AlF₆)、四フッ化ジルコニウ
ム(ZrF₄)、三フッ化チタン(TiF₃)、四フッ化チタン(TiF₄)、およびこれらの組合
せからなる群より選択される、請求項１１記載の触媒含有表面被覆添加剤組成物
。
【請求項１４】前記少なくとも１種の触媒が、少なくとも１種のアルミニ
ウム含有化合物を含んでなる、請求項１記載の触媒含有表面被覆添加剤組成物。
【請求項１５】前記少なくとも１種のアルミニウム含有化合物が、アルミ
ナ、氷晶石、三フッ化アルミニウム、およびこれらの組合せからなる群より選択
される、請求項１４記載の触媒含有表面被覆添加剤組成物。
【請求項１６】前記少なくとも１種の触媒が、均一系触媒、不均一系触媒
、または均一系触媒と不均一系触媒との組合せである、請求項１記載の触媒含有
表面被覆添加剤組成物。
【請求項１７】少なくとも１種のハロゲン供給源をさらに含んでなる、請
求項１記載の触媒含有表面被覆添加剤組成物。
【請求項１８】前記少なくとも１種のハロゲン供給源が、三フッ化アルミ
ニウム(AlF₃)、氷晶石(Na₃AlF₆)、金属フルオロホウ酸塩、蛍石(CaF₂)、フッ素
リン灰石(Ca₅(PO₄)₃F)、金属フッ化物、有機ハロゲンポリマー、ハロゲン化炭化
水素、およびこれらの組合せからなる群より選択される、請求項１７記載の触媒
含有表面被覆添加剤組成物。
【請求項１９】少なくとも１種の界面活性剤をさらに含んでなる、請求項
１記載の触媒含有表面被覆添加剤組成物。
【請求項２０】前記少なくとも１種の界面活性剤が、アルキルフェノール
サリチレート界面活性剤である、請求項１９記載の触媒含有表面被覆添加剤組成
物。
【請求項２１】少なくとも１種の凍結点または沸点改変剤をさらに含んで
なる、請求項１記載の触媒含有表面被覆添加剤組成物。
【請求項２２】前記少なくとも１種の凍結点または沸点改変剤が、エチル
アルコールである、請求項２１記載の触媒含有表面被覆添加剤組成物。
【請求項２３】固体成分が全てコロイドの大きさである、請求項１記載の
触媒含有表面被覆添加剤組成物。
【請求項２４】環境に害のない、請求項１記載の触媒含有表面被覆添加剤
組成物。
【請求項２５】表面を被覆するための触媒含有表面被覆系組成物であって
、少なくとも１種の添加剤用キャリアー流体、少なくとも１種の未反応の表面被
覆材料、少なくとも１種の分散剤、および少なくとも１種の触媒を含んでなる触
媒含有表面被覆添加剤組成物、並びに該少なくとも１種の未反応の表面被覆材料、該少なくとも１種の分散剤、およ
び該少なくとも１種の触媒を包囲および含有する、少なくとも１種の系用キャリ
アー流体、を含んでなり、該系用キャリアー流体によって、該少なくとも１種の未反応の表
面被覆材料、該少なくとも１種の分散剤、および該少なくとも１種の触媒の濃度
が、該表面への適用に適したレベルにまで希釈されている、前記触媒含有表面被
覆系組成物。
【請求項２６】前記触媒含有表面被覆添加剤組成物の重量パーセント濃度
が約20％であり、前記キャリアー流体の重量パーセント濃度が約80％である、請
求項２５記載の触媒含有表面被覆系組成物。
【請求項２７】前記キャリアー流体が水である、請求項２５記載の触媒含
有表面被覆系組成物。
【請求項２８】重量パーセント濃度が約80.0％であるキャリアー流体とし
ての水と、重量パーセント濃度が約20％である触媒含有表面被覆添加剤とを含ん
でなる触媒含有表面被覆系組成物であって、該系組成物の約14.8％を占める重量パーセント濃度を有する、キャリアー流体
としての水、該系組成物の約1.2％を占める重量パーセント濃度を有する、分散剤としての
ポリマーアミン、該系組成物の約0.8％を占める重量パーセント濃度を有する、触媒としての氷
晶石(Na₃AlF₆)、該系組成物の約0.8％を占める重量パーセント濃度を有する、未反応の表面被
覆材料としての安定なコロイド系におけるPTFEコロイド粒子、該系組成物の約0.8％を占める重量パーセント濃度を有する、ハロゲン供給源
としてのフッ化第一錫、該系組成物の約0.8％を占める重量パーセント濃度を有する、界面活性剤とし
てのアルキルフェノールサリチレート界面活性剤、および該系組成物の約0.8％を占める重量パーセント濃度を有する、凍結点または沸
点改変剤としてのエチルアルコール、を含んでなる前記触媒含有表面被覆系組成物。
【請求項２９】材料膜を表面へ触媒化学的に結合させる方法であって、少なくとも１種のキャリアー流体、少なくとも１種の分散剤、該材料膜の供給
源としての少なくとも１種の未反応の表面被覆材料、および少なくとも１種の触
媒を含んでなる触媒含有表面被覆添加剤組成物を、該表面と接触させることを含
んでなり、該少なくとも１種の触媒によって、該少なくとも１種の未反応の表面
被覆材料と該表面との触媒化学的結合が促進される、前記方法。
【請求項３０】前記添加剤組成物を前記表面と接触させる前に、前記触媒
含有表面被覆添加剤を少なくとも１種のキャリアー流体と混合して、触媒含有表
面被覆系を調製することをさらに含んでなる、請求項２９記載の方法。
【請求項３１】前記少なくとも１種の未反応の表面被覆材料が、PTFE、ポ
リテトラフルオロエチレン、パーフルオロポリエーテル、ポリフッ化ビニリデン
、パーフルオロポリエーテルオキシド、エチレンポリマー、プロピレンポリマー
、フルオロフェニレンポリマー、他のポリマー、他のフッ化無機および有機化合
物、他のフッ素含有種、プラスチック、エーテル、脂肪酸のアミド、脂肪酸の他
のモノエステル、脂肪酸化合物、金属セッケン、ポリオールモリブデン化合物、
黒鉛、カーボンハロゲン(carbon halogen)、フッ化バリウム、フッ化カルシウム
、フッ化リチウム、硫化脂肪、並びにエステルからなる群より選択される、請求
項２９記載の方法。
【請求項３２】前記少なくとも１種のキャリアー流体は、前記組成物の他
の成分が被覆すべき表面へ送達されるまで、該他の成分を包囲して含有する、請
求項２９記載の方法。
【請求項３３】前記少なくとも１種の分散剤によって前記組成物の成分が
安定なコロイド状態に維持され、前記分散剤は、前記組成物の成分と化学的に適
合し得るものである、請求項２９記載の方法。
【請求項３４】前記少なくとも１種の分散剤がポリマーアミンである、請
求項３３記載の方法。
【請求項３５】前記少なくとも１種の触媒が、少なくとも１種の遷移元素
を含んでなる、請求項２９記載の方法。
【請求項３６】前記少なくとも１種の遷移元素が、スカンジウム、チタン
、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウ
ム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、テクネチウム、ルテニ
ウム、ロジウム、パラジウム、銀、カドミウム、インジウム、ルテチウム、ハフ
ニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、
金、水銀、タリウム、およびこれらの組合せからなる群より選択される、請求項
３５記載の方法。
【請求項３７】前記少なくとも１種の触媒が、少なくとも１種のフッ素含
有化合物を含んでなる、請求項２９記載の方法。
【請求項３８】前記少なくとも１種のフッ素含有化合物が、フッ化第二鉄
(FeF₃)、三フッ化アルミニウム(AlF₃)、氷晶石(Na₃AlF₆)、四フッ化ジルコニウ
ム(ZrF₄)、三フッ化チタン(TiF₃)、四フッ化チタン(TiF₄)、およびこれらの組合
せからなる群より選択される、請求項３７記載の方法。
【請求項３９】前記少なくとも１種の触媒が、少なくとも１種のアルミニ
ウム含有化合物を含んでなる、請求項２９記載の方法。
【請求項４０】前記少なくとも１種のアルミニウム含有化合物が、アルミ
ナ、氷晶石、三フッ化アルミニウム、およびこれらの組合せからなる群より選択
される、請求項３９記載の方法。
【請求項４１】前記少なくとも１種の触媒が、均一系触媒、不均一系触媒
、または均一系触媒と不均一系触媒との組合せである、請求項２９記載の方法。
【請求項４２】前記添加剤組成物が、少なくとも１種のハロゲン供給源を
さらに含んでなる、請求項２９記載の方法。
【請求項４３】前記少なくとも１種のハロゲン供給源が、三フッ化アルミ
ニウム(AlF₃)、氷晶石(Na₃AlF₆)、金属フルオロホウ酸塩、蛍石(CaF₂)、フッ素
リン灰石(Ca₅(PO₄)₃F)、金属フッ化物、有機ハロゲンポリマー、ハロゲン化炭化
水素、およびこれらの組合せからなる群より選択される、請求項４２記載の方法
。
【請求項４４】前記添加剤組成物が、少なくとも１種の界面活性剤をさら
に含んでなる、請求項２９記載の方法。
【請求項４５】前記少なくとも１種の界面活性剤が、アルキルフェノール
サリチレート界面活性剤である、請求項４４記載の方法。
【請求項４６】前記添加剤組成物が、少なくとも１種の凍結点または沸点
改変剤をさらに含んでなる、請求項２９記載の方法。
【請求項４７】前記少なくとも１種の凍結点または沸点改変剤が、エチル
アルコールである、請求項４６記載の方法。
【請求項４８】前記添加剤組成物が、フッ化第一錫、アルキルフェノールサリチレート界面活性剤、およびエチルアルコール、をさらに含んでなる、請求項２９記載の方法。
【請求項４９】固体成分が全てコロイドの大きさである、請求項２９記載
の方法。
【請求項５０】前記組成物が環境に害のないものである、請求項２９記載
の方法。
【請求項５１】触媒化学的結合反応が周囲温度および周囲圧力条件下でほ
ぼ完了するまで、前記触媒含有表面被覆添加剤組成物を前記表面へ接触させて反
応させる、請求項２９記載の方法。
【請求項５２】前記触媒含有表面被覆添加剤組成物を前記表面と接触させ
る前に、前記表面を清浄にすることをさらに含んでなる、請求項２９記載の方法
。
【請求項５３】吹付塗、浸漬、はけ塗、ワイピング、機械的転写、および
これらの組合せからなる群より選択される方法によって、前記触媒含有表面被覆
添加剤組成物を前記表面と接触させる、請求項２９記載の方法。
【請求項５４】前記添加剤組成物を前記表面へ接触させた後、前記触媒含
有表面被覆添加剤組成物の未結合成分を全て前記表面から除去することをさらに
含んでなる、請求項２９記載の方法。
【請求項５５】前記表面が航空機の外表面の部分である、請求項２９記載
の方法。
【請求項５６】少なくとも物理的に氷を排除することにより、航空機の着
氷表面から氷を除去することを含んでなる航空機の除氷方法であって、該着氷表
面には着氷防止材料の被膜が化学的に結合されている、前記方法。
【請求項５７】前記着氷防止材料の被膜が、前記航空機表面へ触媒反応方
法によって化学的に結合されている、請求項５６記載の方法。
【請求項５８】航空機エンジンまたは補助動力装置の少なくとも一方のタ
ービンガスを着氷表面へ集中させて、前記氷を物理的に排除および融解させるこ
とをさらに含んでなる、請求項５６記載の方法。
【請求項５９】前記化学的に結合されている着氷防止材料がPTFEである、
請求項５６記載の方法。
【請求項６０】材料膜を乗物の外表面へ触媒化学的に結合させる方法であ
って、少なくとも１種のキャリアー流体、少なくとも１種の分散剤、該材料膜の供給
源としての少なくとも１種の未反応の表面被覆材料、および少なくとも１種の触
媒を含んでなる触媒含有表面被覆添加剤組成物を、該乗物の外表面と接触させる
ことを含んでなり、該少なくとも１種の触媒によって、該少なくとも１種の未反
応の表面被覆材料と該乗物の外表面との触媒化学的結合が促進される、前記方法
。
【請求項６１】前記添加剤組成物を前記乗物の外表面と接触させる前に、
前記触媒含有表面被覆添加剤を少なくとも１種のキャリアー流体と混合して、触
媒含有表面被覆系を調製することをさらに含んでなる、請求項６０記載の方法。
【請求項６２】触媒化学的結合反応が周囲温度および周囲圧力条件下でほ
ぼ完了するまで、前記触媒含有表面被覆添加剤組成物を前記乗物の外表面へ接触
させて反応させる、請求項６０記載の方法。
【請求項６３】前記触媒含有表面被覆添加剤組成物を前記乗物の外表面と
接触させる前に、前記乗物の外表面を清浄にすることをさらに含んでなる、請求
項６０記載の方法。
【請求項６４】吹付塗、浸漬、はけ塗、ワイピング、機械的転写、および
これらの組合せからなる群より選択される方法によって、前記触媒含有表面被覆
添加剤組成物を前記乗物の外表面と接触させる、請求項６０記載の方法。
【請求項６５】前記添加剤組成物を前記表面へ接触させた後、前記触媒含
有表面被覆添加剤組成物の未結合成分を全て前記乗物の外表面から除去すること
をさらに含んでなる、請求項６０記載の方法。
【請求項６６】前記外表面を前記乗物へ取り付けるのと同時に、前記材料
膜を前記乗物の外表面へ結合させることをさらに含んでなる、請求項６０記載の
方法。
【請求項６７】前記外表面を前記乗物へ取り付ける前に、前記材料からな
る膜を前記乗物の外表面へ結合させることをさらに含んでなる、請求項６０記載
の方法。
【請求項６８】前記未反応の表面被覆材料がPTFEである、請求項６０記載
の方法。
【請求項６９】前記乗物が航空機である、請求項６０記載の方法。
【請求項７０】前記乗物が船舶である、請求項６０記載の方法。
【請求項７１】前記乗物が自動車である、請求項６０記載の方法。
【請求項７２】外表面、および触媒反応方法によって該表面へ化学的に結
合されたPTFE膜、を含んでなる乗物。
【請求項７３】前記外表面が金属表面である、請求項７２記載の乗物。
【請求項７４】前記外表面が塗装表面である、請求項７２記載の乗物。
【請求項７５】前記外表面が、前記乗物の少なくとも１枚の本体パネルで
ある、請求項７２記載の乗物。
【請求項７６】航空機である、請求項７２記載の乗物。
【請求項７７】船舶である、請求項７２記載の乗物。
【請求項７８】自動車である、請求項７２記載の乗物。