JP2005500430A

JP2005500430A - 液相液晶ポリマー、及びその応用

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Publication number: JP2005500430A
Application number: JP2003521743A
Authority: JP
Inventors: ファーガソン，トーマス，デイビッド; ゴービンド，ラケシュ
Original assignee: LCP Tech Holdings LLC
Current assignee: LCP Tech Holdings LLC
Priority date: 2001-08-13
Filing date: 2002-08-12
Publication date: 2005-01-06
Also published as: CA2456536A1; MXPA04001370A; WO2003016433A1; EP1417281A1; US20050072960A1; US7125499B2

Abstract

望まれる特性を提供するために変更可能な組成及び構造を有した、液相液晶ポリマー(ＬＣＰ)が開示される。液相ＬＣＰは、ポリイミノボラン、ポリアミノボラン、及び／又はボロジンポリマー骨格分子と、該骨格に結合するケイ素及び／又はリンの側鎖分子とを有し、整列の度合いはＳ＝１／３(３ｃｏｓ^２θ−１)（ここで、θはＬＣＰ分子の主軸と垂直線の角度である）と定義されるオーダーパラメータＳで規定される。本発明の液相ＬＣＰは、平均オーダーパラメータ約０．２〜０．９９を有し、洗浄、冷却剤、潤滑剤、殺菌、及びその他保護工程の多くに適用可能である。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、イミン及びアミノボラン骨格鎖、及び側鎖を有する液相液晶ポリマー一般に関連するものであり、望ましい特性、及び用途を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
結晶性ポリマーは、優先的な配向性を持った長鎖の直線状分子である。ほとんどの結晶性ポリマーは穏和な条件下では固体である；しかしながら、それらは固相と液相の中間の特性を有するため、従来、液晶ポリマーと呼ばれている。このようなポリマーは、電子機器の市場分野において広く用いられており、デジタル腕時計、テレビ等の製品の表示装置として広く用いられている。
【０００３】
これらのポリマーに対し、さらに構造的及び化学的修飾を行なうことは、付加的な特性や用途の決定において有用である。
【発明の開示】
【０００４】
ある種の結晶性ポリマーは、固相ではなく液相に存在しており、液相液晶ポリマー（ＬＣＰ）と呼ばれている。液相ＬＣＰ中の分子は、固相液晶ポリマー中の分子ほど整列してはいないが、液体中のランダム配向分子よりは整列している。
【０００５】
液相液晶ポリマー（ＬＣＰ）の組成、及び構造は、望まれる特性を与えるために変化させられる。本発明の液相ＬＣＰは、ポリイミノボラン[ＢＮＨ_２]_ｘ、及び／又はポリアミノボラン[ＢＮＨ_４]_ｘ骨格、及び該骨格へ結合する各種組成及び構造のシリコーン及び／又はリン側鎖結合基を有している。例えば、ある実施例においては、側鎖の長さと主鎖の長さの比率は様々である。オーダーパラメータによって定量される液相ＬＣＰ分子の整列の度合いは、結合基によって与えられる。本発明の液相ＬＣＰは、平均オーダーパラメータ（Ｓ）が０．２〜０．９９の範囲であり、これらは固相ではなく液相に存在している。したがって、単離された化合物の平均オーダーパラメータが０．９９を超えていたとしても、オーダーパラメータの平均は固相組成物よりも少なく、１．０未満である。
【０００６】
本発明の液相ＬＣＰは、洗浄、潤滑、冷却、及び湿気、光、病害虫、細菌等の作用因子から保護するための組成物及び方法を含む多くの用途に適用できるが、これらに限定されるものではない。１つの実施例においては、０．２〜０．９９の範囲の比較的低いオーダーパラメータを有する液相ＬＣＰが洗浄工程に使用され、この範囲内の比較的高いオーダーパラメータを有する液相ＬＣＰが表面保護方法、例えば、表面殺菌に使用される。また、この範囲内のオーダーパラメータを有する液相ＬＣＰは、潤滑、冷却、及びその他の保護方法にも使用することができる。さらに、当業者において認識されるであろうことに、オーダーパラメータ値は重なっており、化合物は１以上の用途に用いることができる。
【０００７】
本発明の１つの実施例は、例えば、処理金属製品から酸又はアルカリ水溶液をすすぎ洗うなど、洗浄剤の排出をゼロに近づけるための薬品洗浄工程において、本発明の液相ＬＣＰを用いる組成物及び方法である。この実施例において、除去されるべき処理薬品と十分異なる密度／比重を持ち、油と水の分離に似た２つの異なる非混合性の層が形成されるように、液相ＬＣＰは調製される。製品中の処理薬品はこれによって全て回収することができ、汚染されていない初期の工程の状態に戻すことができる。液相ＬＣＰは、同様に、洗浄工程から回収することができる。この方法では必要とされる洗浄水の量を減少させて、標準的な化学処理からの水の排出をゼロとすることに近づける、あるいは達成することができる。
【０００８】
本発明の他の実施例は、機械加工、研削、掘削、粉砕、スタンピング等の工程用の切削液を含む、本発明の液相ＬＣＰを潤滑剤及び／又は冷却剤として用いる組成物及び方法である。液相ＬＣＰは、油圧作動液及び／又はエンジン液としても用いられる。
【０００９】
本発明の他の実施例は、環境面で安全な保護剤として、本発明の液相ＬＣＰを用いる組成物及び方法である。これらは、例えば、細菌から守るために不活性表面に適用されたり（例えば、病院の外表面）、湿気を保ち、炎上を妨げるために植物に用いられたり（例えば、山火事）、白アリ、青カビ、白カビ等から保護するために木材や他の建築材料に用いられたり、紫外線による損傷から保護するために生物学的及び非生物学的な表面に塗布されたりすることができ、他の数多くの用途においても同様である。
【００１０】
本発明におけるこれらの実施例及び他の実施例は、以下の図面及び詳細な説明より明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
固体の構造は、一般的に規則正しく整列しており、大きさや形状を与えるために分子は固定位置に並べられた状態で密集している。また、液体の分子は密集しているが、それらは固定位置に束縛されない。液体は流動的であり、その構造は固体のものほど規則正しくない。液体はまた、決まった容積を持ち、形を持たず、その容器の形状をとることができる。
【００１２】
図１は、固体（図１Ａ）、液体（図１Ｃ）、液相液晶ポリマー（ＬＣＰ）（図１Ｂ）化合物における分子の整列を、図式的に表したものである。固体では、分子は規則正しく、完全に整列している。一方で、液体では、分子は配向しているか、あるいは不規則に並んでいる。液相ＬＣＰにおいては、分子は整列しているため、不規則配向ではないが、その整列の度合いは固体以下である。
【００１３】
液相ＬＣＰにおける分子の整列の度合いは、オーダーパラメータ（Ｓ）により定量化できる。Ｓは、１／３［３ｃｏｓ^２θ−１］で定義され、θは液相ＬＣＰ分子の軸と垂直方向との間の角度である。固体では、全ての分子が完全に整列されるため、オーダーパラメータは１．０である。液体では、すべての分子が不規則に配向しているので、オーダーパラメータは０である。液相ＬＣＰにおいては、平均オーダーパラメータは約０．２〜０．９９の範囲で変化する。
【００１４】
特定の液相ＬＣＰのオーダーパラメータ値は、その化学的性質、分子構造、ポリマーの繰り返し単位の数や構造等の因子により変化する。本発明の液相ＬＣＰは、平均して約０．２〜０．９９の範囲にオーダーパラメータを有しているため、これらは固相ではなく液相に存在している。したがって、単離された化合物の平均オーダーパラメータが０．９９を超え、標準偏差±０．０１であったとしても、いずれの液相ＬＣＰにおいても、オーダーパラメータは固相構造のものよりも低く、穏和な条件下（例えば、標準状態）で評価すると１．０以下である。
【００１５】
その構造は、ポリイミノボラン-ＢＨ−ＮＨ−ＢＨ−ＮＨ−［ＢＮＨ_２］_ｘ、ポリアミノボラン−ＢＨ_２−ＮＨ_２−ＢＨ_２−ＮＨ_２［ＢＮＨ_４］_ｘ（Ｂ−Ｎと略す）、及び／又はボロジンポリマー［Ｂ_３Ｎ_３Ｈ_６］_ｘ（ＢＺと略す）のポリマー骨格鎖を有している。主鎖骨格は、シリコーン（Ｓｉ−Ｎ−Ｂ）、及び／又はリン（Ｂ−Ｎ−Ｐ）を用いた側鎖結合基により修飾される。Ｘ(骨格)は、約１０〜９０の範囲にある。側鎖を伴う場合の構造は、（−ＢＨ−ＮＲ−ＢＨ−ＮＲ’−）_ｘ（ＰＩＢと略す）、（−ＢＨ_２−ＮＨＲ−ＢＨ−ＮＨＲ’−）_ｘ（ＰＡＢと略す）、及び

（ＰＢＺと略す）であり、ここで、Ｒ、及びＲ’は直鎖ポリジメチルシロキサンポリマー（ＣＨ_３）_３ＳｉＯ［ＳｉＯ（ＣＨ_３）_２］_ｎＳｉ（ＣＨ_３）_３、ｎは約１〜１３０の範囲である。主鎖骨格ポリマーは商業的に入手可能であり（例えば、Ｓｉｇｍａ、Ｓｔ．ＬｏｕｉｓＭＯ）、触媒として三塩化リン（１ｗｔ％）を用いて、穏和な温度条件で乳化重合を行なうことによって、ジメチルシロキサンポリマーとＢ−Ｎ及び／又はＢＺとが結合され、側鎖が付加される。乳化重合反応は水相で行われる。
【００１６】
側鎖結合基は、基本的なＢ−Ｎ及び／又はＢＺポリマー鎖の構造を修飾し、オーダーパラメータの値を変化させることによって、望まれる性質へと変化させる。結合基の数と種類を変えることによって、オーダーパラメータをどんな値にもすることができる。このような構造や結果として生じる性質は、Ｗａｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．（ＩｒｖｉｎｅＣＡ）から市販されているＳＰＡＲＴＡＮソフトウェアを用いて決定される。ＳＰＡＲＴＡＮソフトウェアは、液相ＬＣＰの構造を分析し、その性質を予測するために用いられる。また、液相ＬＣＰの構造と特性は、Ｘ線結晶回折、ＮＭＲ、ＩＲ等の、当業者において周知な他の分析法方法によっても評価される。
【００１７】
構造の応用としては、Ｂ−Ｎ又はＢＺポリマーの長さを変化させる、及び／又は前記したようにＰＩＢ、ＰＡＢ及び／又はＰＢＺを形成するための結合基の種類を変えることによって、異なる用途又は特性が得られる。本発明の液相ＬＣＰは、オーダーパラメータの値を変化させることによって、種々の特徴的なプロセスに応用することができる。本発明の化合物は、種々の望ましい特性を有している。これらは、非毒性、生理的不活性、非水溶性であり、細菌、菌類、白アリなどの生物による攻撃又は生物分解に対して影響されない。液相ＬＣＰは一旦表面上に適用されると、固相へと「硬化」する。
【００１８】
生分解性の評価は、ＭａｎｏｍｅｔｒｉｃＲｅｓｐｉｒｏｍｅｔｒｙ法（経済協力開発機構（ＯＥＣＤ）３０１Ｆ、標準の呼吸計を使用）によって行われた。この方法においては、試験材料（この場合は液相ＬＣＰ）での微生物の好気性生物分解による酸素消費量を測定することによって生分解性を評価するために、密閉装置を用いる。発生した二酸化炭素を除去し、消費された酸素を置換する。この方法では、試験材料に順応していない微生物、すなわち、これまでに本発明の液相ＬＣＰに暴露させられていない微生物の使用を必要とする。また、家、学校、オフィスビル等で使用した後に処分する、生分解性物質用の自治体の処理システム（ＰＯＴＷｓ）を評価する能力に関して言えば、この方法においては、微生物中に国内流入種を７５％の最小濃度で含有していることも必要とされる。
【００１９】
ガイドラインにおいて、「容易に生分解可能な」物質とは、その６０％以上が２８日以内に分解されるもののことである。これは、自然の好気性環境の範囲内で、この物質が急速に、また完全に生分解をする傾向にあることを示す。「本質的に生分解可能な」物質とは、その２０％以上が２８日以内に分解されるもののことである。これは、この物質には生分解のための潜在能力があることを示す。
【００２０】
液相ＬＣＰ（Ｂ−Ｎ及びＢＺ）を連続的に攪拌しながら、微生物を含有する水溶媒中に直接加えた。試験データを２８日間収集し、各サンプルについて三回試験した。液相ＬＣＰは２８日間の評価期間において、水溶液系中で酸素摂取を示さなかった。対照的に、液相ＬＣＰを含まないコントロール物質は、下記表に示されるように酸素摂取を示した。
【００２１】

【００２２】
液相ＬＣＰは、試験システムに用いられた微生物に対して非毒性であり、これらの有機体によって分解されなかった。生理学的不活性は、前記したＯＥＣＤ法により評価され、活性汚泥有機体を使用する細菌攻撃を示さなかった。
【００２３】
修正ＡＳＴＭＥ６８６（水性金属除去液における抗菌剤の標準評価法）試験法を行った。生物学的に劣化した金属除去液のサンプルを入手し、細菌のレベルをディップスライドを用いて決定した。細菌の数は、１０^７細菌／ｍＬ以上であった。金属除去液の希薄溶液（６００ｍｌ）を、１リットルの大口の透明ガラス瓶に注いだ。アルミニウム機械加工チップ１０グラムと、不快臭のある金属除去液６０ｍＬが加えられた。キャップをしめ、密封された瓶を完全に混合するために何度か逆さにした。この液体の細菌レベルと臭いの発生について評価した。
【００２４】
サンプルを定温環境(９０°Ｆ±５°Ｆ)に置き、魚水槽用空気ポンプ、プラスチック又はゴム管、魚水槽用曝気石を用い、キャップをしていない液体容器の下部のできるだけ近くに置いて、液体を５日間空気にさらした。曝気を５日後に止め、サンプルの細菌レベルと臭いの発生について評価した。曝気を約２．５日間中断して、再びサンプルの細菌レベルと臭いの発生について評価した。あと２サイクル（５日間の曝気、２．５日の曝気中断）の適切な測定を繰り返した。以下の結果を得た。
【００２５】

【００２６】
これらのデータは、液相ＬＣＰが生理学的に不活性であることを示している。生物学的に劣化した汚染物質液と混ぜた場合でも、細菌の増殖は起こらなかった。汚染油をよく混合した溶液と液相ＬＣＰとを、曝気を行なうようにして混合した場合、ディップスライドは混合物中に存在する細菌が低濃度であることを示した。しかしながら、混合物が分散されておらず、油相及び液相ＬＣＰが２層に分けられる場合は、細菌は油相のみに存在し、ＬＣＰ層には存在しなかった。これらの結果は、液相ＬＣＰは生物により吸着されておらず、医学や食品産業などの生物学的な使用に適していることを示している。
【００２７】
液相ＬＣＰは可燃性であり、高い沸点（ＡＳＴＭ法によると約５５０°Ｆ以上）を有する。８７５°Ｆの温度にすると、液相ＬＣＰは沸騰し始め、その後固相になるまで気化する。
【００２８】
液相ＬＣＰは酸化剤の存在により安定化される。これらは、酸（例えば、クロム酸）、アルカリ、酸及びアルカリ亜鉛溶液、硝酸などの電気メッキ溶液には反応しない。例えば電気メッキシステムで、クロム酸と混合された液相ＬＣＰは、保護カバーをクロム酸上に形成する。混合し、２００°Ｆになるまで加熱した場合でも、クロム酸に対しては２年以上、ｐＨ２未満の市販酸化剤（Ｐｉｃｋｌｅｘ^ＴＭ）、電気メッキ用酸性亜鉛溶液、電気メッキ用アルカリ亜鉛溶液及び硝酸に対して１年半以上安定した状態であった。
【００２９】
液相ＬＣＰは、室温及び室温に近い温度で非常に低い蒸気圧を有する。本発明の液相ＬＣＰの蒸発損失を、標準ＡＳＴＭ蒸気圧試験法を使用することにより観測した。１５０°Ｆの温度では、液相ＬＣＰの蒸気圧は０．５ｍｍＨｇ未満であった。
【００３０】
液相ＬＣＰは、目視による検査においては透明である。液相ＬＣＰは、水や水性混合物とは混合せず、水よりも密度が低いため、水溶液系では別の層として浮いている。
【００３１】
表面の潤滑性に関して、液相ＬＣＰは塗布した表面を滑りやすくする。したがって、液相ＬＣＰでコーティングされた部品は、保持装置、リブ手袋などのような予防策を用いて慎重に扱うべきである。液相ＬＣＰを表面上にこぼしてしまった場合、滑ってしまう危険性を減らすために拭いておくべきである（床など）。液相ＬＣＰはナイロン部品を膨張させてしまうため、ナイロンシールなどへの液相ＬＣＰコーティングは、これらの構造を弱めてしまうかもしれない。
【００３２】
上記の組成物の様々な応用を記載する。
【００３３】
洗浄への応用
多くの製造工程では、工程で使用された化学薬品を製品から除去しなければならない。一般的に、このような洗浄においては水（しばしば多量の水）が用いられ、除去される処理薬品により汚染及び／又は汚濁される。したがって、有用な資源である水が洗浄工程で消費される。そのうえ、汚濁及び／又は汚染された洗浄水は環境問題を引き起こす。
【００３４】
本発明の液相ＬＣＰは、水の使用を最小にし、さらに処理薬品の回収を可能にすることによって、これらの問題を取り扱う。液相ＬＣＰは、水及び／又は他の溶剤の換算体積を用い、製品からの化学薬品及び／又は汚染物質の洗浄に用いることができる。これらは槽、スプレーなどの形態に調製されて、洗浄機能を達成するために、浸す、ブラッシングする、ロールする、霧吹きで吹きかける、コーティングする、あるいは他の方法により塗布される。
【００３５】
１つの実施例では、洗浄工程のための液相ＬＣＰはオーダーパラメータが約０．２〜０．９９の範囲になるように調製される。他の実施例では、洗浄工程の液相ＬＣＰはオーダーパラメータが約０．５〜０．８の範囲になるように調製される。これらのオーダーパラメータとなる組成物は、前述の化学構造においてｎが２０〜１００の範囲にあるものを含んでいる。
【００３６】
本発明の液相ＬＣＰは、製品から除去される化学薬品又は汚染物質に対して無害である。液相ＬＣＰは除去されるべき処理薬品とは、十分に異なる密度／比重を有するので、２つの異なった非混合性層が形成される。製品から洗浄された処理薬品はすべて回収することができ、元の工程の汚染されていない状態に戻すことができる。ＬＣＰも同様に、例えば、デカンテーションによって洗浄工程から回収することができる。この方法は、洗浄に必要な水の量を著しく減少させ、標準的な化学プロセスからの水の排出をゼロに近づけるあるいは達成することができる。
【００３７】
本発明の液相ＬＣＰは多くの産業で用いることができ、例示の目的で金属仕上げ産業のみが記載されるが、本発明はこれに限定されるものではい。金属仕上げ工程では、処理薬品を除去するのに、しばしば数個の洗浄タンクが必要となる。金属製品から洗浄しなければならない処理薬品は、クリーナー、油とり、電気メッキタンクにしばしば含まれているクロム酸などの他の処理薬品又は不溶な汚染物質／溶液であり得る。液相ＬＣＰ洗浄は、製品から洗浄される化学溶液、この例ではクロム酸に対して無害である。化学溶液は、液相ＬＣＰ洗浄剤から容易に分離して２つの層を形成する。液相ＬＣＰ洗浄剤から容易に回収される水は、最終的な洗浄に使用することができる。潤滑性が要求される製品においては、液相ＬＣＰが潤滑剤機能を与えるため、洗浄の必要はない。
【００３８】
一般的な工程では、製品又は部品は、化学薬品を含んだ１以上の槽で処理され、水を含んだ１以上の洗浄タンクで洗浄される。化学薬品で洗浄タンクが汚染された後は、結局、水を取り替えなければならない。本発明の工程においては、部品は環境面で無害の液相ＬＣＰにより洗浄される。洗浄は、攪拌、加熱することにより促進することができる。洗浄の際の作業温度は、化学槽と同一でよく、ほとんどの電気メッキ工程の場合、約６５〜１９０°Ｆの範囲である。洗浄槽の温度を下げるか、あるいは上げるかは、個々の化学プロセス、製造のために要する洗浄時間、エネルギーコスト、及び／又は他の要素に基づいて求められる。
【００３９】
図２は、本発明の洗浄工程のための、多数の可能なタンク構成のうちの１つを例示する。タンクは、クロム酸や他の処理薬品の流出又は滴下を避けるために直接的に互いに隣り合って配置される。部品は、化学槽で処理され、続いて本発明の液相ＬＣＰを含んだ最初の洗浄タンクで洗浄される。最初の洗浄タンクは、洗浄を促進するために攪拌してもよく、第一槽中の化学薬品に応じて有利に加熱してもよい。最初の洗浄タンク中では、油と水の分離と同じように、処理薬品（ＣＭ）は液相ＬＣＰから分離してタンクの底に沈殿する。処理薬品の周期的な除去が望ましいか又は必要である場合には、攪拌を止めると数分以内に分離が起こり、その後、処理薬品を排出する、ポンプで送る、あるいは他の方法によって最初のタンクの中に移し戻し得る。粉塵あるいは浮いている金属微粒子を除去するためにフィルターにかけてもよい。第二の洗浄タンクが必要な場合、同様の工程が第二の洗浄タンクで行われる。処理薬品と液相ＬＣＰの分離を促進するためのバッフルによる最適な攪拌は、洗浄槽における製造時間を好適に減少させる。次の洗浄タンクでは、液相ＬＣＰは上澄みをすくう又は別の方法でタンクから除去され、最初の洗浄タンクの中に入れられる液相ＬＣＰを分離するために水を使用する。第三のタンクの洗浄水は、結局、最初のタンクから出た微量の処理薬品で汚染されているものの、ほとんどの電気メッキ工程においては、メッキ作業中に水が蒸発してしまったり、水の電気分解により水素及び酸素ガスへ転換されてしまうなど、電気メッキ槽では水の損失が起こっているため、水を必要とする工程における水分損失の埋め合わせのために、この槽において用いることができる。これは、望まれる水のゼロ排出工程を創出するものである。あるいは、水は処理され、（必要であれば）排出される。本発明の液相ＬＣＰは環境面で無害であるため、製品がさらなる処理を必要としないなら、水による洗浄は必要ない。この場合、処理すべき部品に対して液相ＬＣＰをスプレーするか、浸す、及び／又は他の方法により接触させるだけで十分である。
【００４０】
上記工程の他の実施例としては、液相ＬＣＰを蒸気抑制剤として使用するなど、洗浄用途は他の使用に組み入れることもできる。ＬＣＰをある１つの用途のために加え、その後、当該部品を連続して洗浄するために工程タンクに戻してもよい。
【００４１】
本発明の液相ＬＣＰは化学工程を妨げない。洗浄が最終工程であるならば影響は関係ないが、洗浄が中間工程であるならば、１つ以上の化学工程への悪影響は問題となる。前記実施例において、前記した構造（ｎ＝７０）を有する液相ＬＣＰにより起こりうる悪影響を、クロム電気メッキ槽で液相ＬＣＰを使用することによって評価した。しかしながら、強力なクロムメッキ槽でも液相ＬＣＰからの悪影響は全く生じなかった。液相ＬＣＰは環境面で無害であり、クロム酸、ｐＨ２未満の有機酸であるＰｉｃｋｌｅｘ(Ｒ)、高アルカリ性溶液とも混合しなかった。これらのデータに基づき、液相ＬＣＰは、ほとんどの化学工程に関して影響しないものと予測される。洗浄用途に液相ＬＣＰが使用され得る化学工程の例としては、六価クロムメッキ、ニッケルメッキ、ニッケルストライク、銅メッキ、カドミウムメッキ、亜鉛メッキ、三価クロムメッキ、無電解ニッケル及び銅、硫酸陽極処理溶液、硫黄又は塩酸酸洗槽及び揮散溶液、硫黄又は硝酸酸洗、エッチング、銅及び真鍮用増白槽、硝酸／フッ化水素酸酸洗槽及び揮散溶液、リン及び／又は硫酸槽、エッチング溶液、メタンスルホン酸（ＭＳＡ）溶液、シアン化物溶液、クロム酸ベース溶液、クロム酸陽極処理溶液、エッチング液及びクロム酸塩処理溶液、有機仕上げ、亜鉛溶液、スズ及びスズ／鉛溶液、及び他の非金属仕上げ工程が含まれるが、これらに限定されるものではない。
【実施例１】
【００４２】
従来の洗浄システム及び本発明の洗浄方法の両者のベンチスケール試験において、無電解ニッケル溶液を処理薬品として使用した。溶液には高濃度のニッケル、及び光沢剤として使用される他の様々な化学薬品が含まれる。
【００４３】
従来の洗浄システムにおいては、処理、排出しなければならないニッケルの量が懸念材料である。従来のシステムを用いた最初の洗浄タンクのニッケル濃度は１８００ｍｇ／Ｌであった。本発明のプロセスでは、前記したｎ＝７０の構造を用いて、すべてのニッケルメッキバッチを元のプロセスタンクに戻すことができ、タンクは洗浄水により全く汚染されなかった。従来のシステムを用いた第二の洗浄タンクのニッケル濃度は２６５ｍｇ／Ｌであった。本発明の工程における第二の洗浄タンクは、回収のために液相ＬＣＰを洗浄する最終的な水洗浄であり、ニッケル濃度は６３ｍｇ／Ｌであった。従来のシステムにおいては、ニッケル濃度を１６ｍｇ／Ｌまで減少させるために、第三の洗浄タンクを使用することが必要であった。また、従来のシステムでは化学薬品槽に回収することができず、本発明の洗浄方法と比べて、著しく大量の水を汚染してしまった。
【実施例２】
【００４４】
直角に曲がった金属板片を無電解ニッケル溶液に浸し、その後、前記したｎ＝３５の構造を持つ液相ＬＣＰ溶液中に浸した。この液相ＬＣＰは、実施例１で用いられたものよりも低い粘性を有する。浸漬を２００回以上繰り返した。これにより、十分な化学溶液を液相ＬＣＰ洗浄液体容器に、また化学溶液とともに十分な液相ＬＣＰ洗浄液体を水洗浄容器に移すことができた。
【００４５】
液相ＬＣＰ洗浄液体容器に移された化学溶液は、容器の下部に分離層を形成した。水洗浄容器に移された液相ＬＣＰは分離層として水面に浮いた。
【００４６】
潤滑剤／冷却剤への応用
製造中の製品又は部品は、通常、永久的な腐食防止のために最終仕上げを必要とする。油を含有する製品は、仕上げだけでなく、潤滑及び冷却にも使用される。このような製品では、機械加工やスタンピング作業において排出される油、グリースの規定レベルを満たすのが困難になる。また、その後の作業における金属仕上げ機械は、部品に最終仕上げを行うものであるが、部品に残された油を処理しなければならない。これらの油は最終コーティングの接着に関する問題を引き起こし、最終仕上げに悪影響を与える。従来用いられている切削油、及びスタンピング油は、強力なアルカリ洗浄剤又は溶剤により除去され、これらの作業から発生する汚染の一因となる。また、切削油、及びスタンピング油も汚染源である。
【００４７】
本発明の液相ＬＣＰの構造及びその用途としては、潤滑剤及び／又は冷却剤が必要であるか又は望まれる工程において用いられる。用途には、機械加工、研削、掘削、フライス処理、及びスタンピング用の切削液、作動液、及び／又はエンジン液としての使用、及び冷却剤が含まれるが、これらに限定されるものではない。金属除去液、切削液、及び／又はスタンピング液としての液相ＬＣＰは、これらの工程から発生する汚染を著しく低減する。さらに、油及び切削液とは異なり、液相ＬＣＰは容易に除去して再利用することができる。
【００４８】
液相ＬＣＰは、潤滑／冷却剤用途においては、オーダーパラメータが約０．２〜０．９９の範囲となるように形成されることができる。潤滑／冷却剤用途としては、幅広く様々な角度のものがある。切削液としては、細長い分子は約１０〜１５°の範囲の角度で端から端まで整列される。２０００ｐｓｉ以上の圧力下の作動油については、細長い鎖は圧縮され、油圧系に関する摩耗が増加する。約５°未満の小さな角度が、作動油においてはより好適であり、この角度は前記構造において小さな側鎖を有する液相ＬＣＰ（ある実施例ではｎは１〜１０の範囲）を調製することにより達成することができる。
【００４９】
液相ＬＣＰは、金属チップ／工具／部品界面を潤滑化、及び冷却した。これにより、工具寿命の延長、工作機の高速運転、部品品質の向上、金属チップあるいはカットゾーンから離れた切屑片のフラッシングが可能となった。また、一時的な腐食保護ももたらされた。さらに、液相ＬＣＰは、通常使用される油とは異なり、部品から容易に除去され、取り戻し、再利用される。最終コーティングの最終処理の前に、単に水で部品を洗浄するだけで、液相ＬＣＰはタンクの上部に浮き、容易に除去、再利用される。
【００５０】
また、部品に対して長期間の耐蝕性を与えるような、液相ＬＣＰを除去する他の方法も用いられる。部品を約１分間Ｐｉｃｋｌｅｘ(Ｒ)槽に入れ、液相ＬＣＰが槽の上部に浮いた後、排水やスキミングなどの望ましい除去法を用いて再利用のために除去するという、Ｐｉｃｋｌｅｘ(Ｒ)の使用の可能性がある。現在、保護された部品においては、しばしば最終仕上げを失敗させる残留油やグリースの存在もなく、最終仕上げの準備が整っている。さらに、金属仕上げを行う部品は、油及びグリースを含まず、金属仕上げ工場で起こる重要な汚染問題は排除される。
【実施例３】
【００５１】
前記構造においてｎ＝７０の液相ＬＣＰを、モーターオイルとしての使用について評価し、トラック及び芝刈り機のエンジンの標準モーターオイルのエンジン性能と比較した。
【００５２】
摩耗はしているが良い状態にある２４年前のディーゼル・トラックのエンジンについて評価を行った。エンジン温度と油圧を３０分間毎分、各テストの始めに１５００ｒｐｍの位置にスロットルを固定した状態で計測した。標準のモーターオイルについては、トラックはかなりの量の黒煙を噴出した。翌日、エンジンが冷えた後で液相ＬＣＰを添加した。トラックは黒煙を噴出しなかった。煙はかなり薄い青灰色を帯びた白色であり、新しいディーゼルエンジンと同様であった。これらの観測は、液相ＬＣＰが正常なエンジン温度では「燃え」ておらず、また大気排出に関連する環境破壊を引き起こさなかったことを示唆している。エンジン温度は、標準の運転温度１８５°Ｆに達するのに、４分長くかかった。これは、摩擦が減少して、過熱が遅くなることを示唆してはいるが、外気温は約５〜１０°Ｆ低かった。液相ＬＣＰを使用した場合、ｒｐｍは１６００ｒｐｍまで上昇してしまい、１５００ｒｐｍまで戻されなければならず、これは液相ＬＣＰの潤滑性が増したことによりエンジンがより早く動くようになったことを示唆した。１５００ｒｐｍでは、エンジンが暖まるにつれ、油圧が５０ｐｓｉから３８ｐｓｉに低下した。液相ＬＣＰにおいては、油圧は５０ｐｓｉから４４ｐｓｉに低下した。これは、液相ＬＣＰの粘性が標準のモーターオイルのものと同じくらい容易には低下しないことを示した。
【００５３】
芝刈り機エンジンの比較テストでは、液相ＬＣＰを用いたエンジンは、ＳＡＥ３０モーターオイルを用いたエンジンよりも５°Ｆ低い状態で稼働した。液相ＬＣＰを用いたエンジンは、ＳＡＥ３０モーターオイルを用いたエンジンよりも、ガソリンがタンク満杯の状態で、無負荷の状態で３０分長く稼動した。これらの結果は、摩擦損失が減少した結果、燃料消費効率が上昇したことを示唆した。
【００５４】
液相ＬＣＰは、ポリマー構造におけるｎ値を変化させることによって、流動性を持たせる、あるいは粘性を減らすために好適に形成することができる。構造により生じる粘性、すなわち流体により示される流れに対する内部抵抗は、前記したソフトウェアプログラムを使用すると、ｎ値が高い液相ＬＣＰは、ｎ値が低い液相ＬＣＰよりも粘性が高いと予測される（例えば、前記ｎ＝７０の構造を有する化合物は、前記ｎ＝３５の構造を有する化合物より粘性が高い）。また、粘性は、当業者において周知の粘度計などの試験方法を使用することによっても決定される。化合物は、各種粘性により、様々な潤滑剤、冷却剤及び作動油用途だけでなく、機械加工、粉砕、スタンピングなどの様々な作業のための望ましい特性を有する。
【００５５】
現在の機械においては、通常、機械と作動油、及びギアボックスあるいは他の機械部品のための潤滑液が必要とされる。これらの液体は、機械工程に用いられる合成品又は他の切削液をしばしば汚染する。液晶ＬＣＰは、切削液として用いるか、あるいは他の有用な方法として、機械の潤滑性を高めるために用いることができ、様々な液体に関する相反する問題が解決される。また、切削液に関する一般的な問題として細菌の増殖があるが、本発明の液相ＬＣＰは細菌増殖を助長せず、また生物によって消費されない。
【実施例４】
【００５６】
液相ＬＣＰは、石油ベースの切削油、切削液、及び作動油についての環境面で安全な代替品である。前記ｎ＝７０の構造をもつ液相ＬＣＰについて行われた国際作業業界団体（ＩＷＩＧ）の粉砕試験では、鉄の粉砕を行なっている間、優れた性能を示した。基準液、及び標準的な切削油の両者と比較して、生じた機械力（ポンドで測定された）が減少していた。
【００５７】
図３Ａは、基準液、標準的な切削油、及び前記液相ＬＣＰを注油した工作機において生じた機械力の比較データをポンドで示す。基準液を注油した工作機の機械力は約３２ポンドで開始したが、約３０パス後８０ポンド以上まで上昇し、限界力の約７５ポンドを超えてしまった。標準的な切削液を注油した工作機の機械力は約３２ポンドで開始したが、約４０パス後に約７０ポンドまで上昇した。これに対して、液相ＬＣＰを注油した工作機の機械力は、約２８ポンドで開始し、約１５０パスを超えてもこの力で維持された。図３Ｂは、図３Ａに説明されている液体を注油した工作機のインサートの摩耗（インチで測定された）の比較データを示す。基準液を注油した工作機のインサートの摩耗は、約２５パス後、０．０１インチの摩耗限界を超えた。標準的な切削油を注油した工作機のインサートの摩耗は、約６０パス後、０．００８インチの摩耗を示した。これに対して、液相ＬＣＰを注油した工作機のインサートの摩耗は、約１５０パス後、０．００６インチの摩耗を示した。
【００５８】
これらのデータは、液相ＬＣＰが、試験条件下でのインサートの寿命が標準的な切削油の約３倍であること、すなわち、工作機の寿命が約３倍伸びたことを示した。液相ＬＣＰで冷却し潤滑化したインサートにより示された低い機械力は、標準的な切削油と液相ＬＣＰの性能差がかなり大きいことを示した。
【００５９】
また、試験データでは、液相ＬＣＰは、生物学的に劣化した汚染液と液相ＬＣＰの混合物中で細菌を増殖させないことを示したが、後述する保護用途では、細菌を殺さないことを示した。２つの成分が曝気などによりよく混ざり合っているとき、ディップスライドテストでは、混合物中に低量の細菌の存在が示された。２つの成分が異なる層に分離しているとき、ディップスライドテストでは、液相ＬＣＰ層に全く細菌が見られなかった。
【実施例５】
【００６０】
本発明の液相ＬＣＰの粘性テストは、−４０°Ｆで行われた。テストは、ＡＳＴＭ法のＤ−２１６１及びＤ−４５０を用いて行われ、前記ｎ＝７０の構造を持つ液相ＬＣＰの粘性を、標準的な鉱油ベースのＩＳＯ３２及びＩＳＯ４６作動油と比較した。結果は図５に示され、粘性（ｃｓｔ）は温度（℃）に対してプロットされている。
【００６１】
液相ＬＣＰ（三角形）は、２つの鉱油ベースの液体（ＩＳＯ４６（四角形）及びＩＳＯ３２（ダイヤモンド形））と比較して、優れた粘性−温度の関係を有していた。これは、液相ＬＣＰがより厚い潤滑性フィルムを与え、この結果、比較の鉱油ベース製品よりも、高温においてより滑らかであることを示している。液相ＬＣＰには平面カーブがあり、また、粘性は他の液体ほど劇的に変化しなかった。本発明の液相ＬＣＰは、したがって、一方で痛烈な寒さにさらされ、一方で日光暴露により非常な暑さにさらされている宇宙船などのような極限環境における、特殊な冷却剤／潤滑剤として好適であると思われる。他のプロセスとしては、高い高度において低温となる航空機への使用や、寒暖の極端な極限の温度環境における機械的及び工業的工程への使用が含まれる。
【００６２】
保護への応用
表面殺菌処理法
殺菌とは、真菌及び細菌の胞子を含むあらゆる種の微生物の完全除去あるいは破壊を表す汚染除去のレベルである。従来の表面殺菌方法は、表面に吹きかけるか又は他の方法によって表面に塗布される化学薬品の使用を伴っており、これらの薬品には、通常、ウイルス、細菌、菌類などの活性有機体を殺す殺虫剤が含まれる。これらの化学薬品の使用については様々な問題がある。１つは殺菌が単に一時的であるということであり、生物学的汚染に対して有効性を維持するのに化学薬品を周期的にスプレーすることが必要である。また、他の問題は、化学薬品が高コストであることである。また、他の問題は、結果として起こる薬品への細胞抵抗であり、有機体個体群が順応しない新薬品の使用が必要となる。また、他の問題は、化学薬品の環境及びヒトの健康に対する悪影響である。
【００６３】
液相ＬＣＰは、細菌又は他の微生物による汚染から表面を保護する。液相ＬＣＰの作用において考えられるメカニズムは、表面で重合されるときに、側鎖結合基が物理的に生物を破壊するということである。これは、図４において例示されるように、分子の「針」が形成されることによって効果があるのかもしれない。ここで、不規則な形の構造が「針」で穴をあけられた細胞を表している。おそらく、これらの分子「針」によって細胞壁又は細胞膜に穴をあけられるため、活性細胞、胞子及びウイルスは、ＬＣＰで処理された表面に存在することができず、その結果、細胞プロセスを妨げて殺菌効果が生じる。
【００６４】
表面殺菌工程において、液相ＬＣＰは、平均して１に非常に近いオーダーパラメータを有する。ある実施例では、平均オーダーパラメータが約０．２〜０．９９の範囲になるように液相ＬＣＰは調製される。他の実施例では、平均オーダーパラメータが約０．９７〜０．９９の範囲になるように液相ＬＣＰは調製される。また、他の実施例では、平均オーダーパラメータが約０．９８になるように液相ＬＣＰが調製される。さらに、他の実施例では、平均オーダーパラメータが０．９７以上になるように調製された。これらのオーダーパラメータになる組成物は、前記構造において、ｎが少なくとも１００以上のものである。ある実施例では、ｎは１００〜１３０の範囲にある。
【実施例６】
【００６５】
木製及びポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）表面を、低圧力液体スプレーを用い、前記構造において１０単位長さのボランポリマー側鎖を有する液相ＬＣＰを、薄くコーティングすることにより被覆した。表面を約２週間、温度制御室で培養した後、微生物の成長を計るために標準細胞の数を数えた。表面の細胞数は、おおよそ１ログサイクル未満であった。さらに、被覆表面から綿棒に取った後に培養しても成長を示さず、これは表面に存在する細胞のさらなる成長を阻止するように物理的に破壊又は損傷されていることを示した。液相ＬＣＰでコーティングされていない同様の木製及びポリ塩化ビニル表面を使用した比較試験では、様々なウイルス、菌類及び微生物集団の成長が見られた。
【実施例７】
【００６６】
表面殺菌工程において記載した構造、組成を持つ液相ＬＣＰは、歯の表面に適用してもよい。このような処置により、細菌の副産物による浸透に対して、例えば、浸透を妨げたり、遅らせたり、減少させることにより、歯が保護される。さもなければ、このような副産物は、特に自然防護機能が低下している成人の口腔の低酸性環境において、悪影響（例えば、う食、虫歯）を引き起こす。液相ＬＣＰは、歯磨き粉などの歯磨剤として、歯の上でブラッシングして用いることができる。また、歯と接触する口内洗浄剤やフッ素トリートメントのような経口洗浄剤として、液相ＬＣＰを用いることもできる。他のものとして、本発明の液相ＬＣＰを含んだストリップ、ゲル、粉末、フロスなどの形態がある。
【００６７】
脱水からの保護
液相ＬＣＰは、湿気を保ち、しおれないようにするために、例えば、草木、木、収穫物などの植物の処理に使用される。これは、植物が乾燥した状態や火にさらされている場合、あるいは水遣りができない場合において有用である。
【００６８】
ある実施例では、オーダーパラメータが約０．２〜０．９９の範囲になるように、脱水に対する保護剤として液相ＬＣＰを調製される。すなわち、ポリイミノボラン(ＰＩＢ)[ＢＮＨ_２]_ｎ、ポリアミノボラン(ＰＡＢ)[ＢＮＨ_４]_ｎ、ボロジンポリマー[Ｂ_３Ｎ_３Ｈ_６]_ｎは、オーダーパラメータの範囲が０．２〜０．９９となるように修飾される。これらのオーダーパラメータを有する組成物は、前記構造において、ｎが約５〜１００のものである。
【実施例８】
【００６９】
前記構造においてｎ＝７０の液相ＬＣＰを、手持ち式スプレーを用い、乾燥木材断片にスプレーした。スプレーした製剤の量は、乾燥木材１ｋｇ当たり製剤１Ｌ未満で、１００平方フィートにわたってスプレーされた。このことから、表面上の液状製剤の厚さがわずかであり、ある程度の量が多孔性の木材及び木材の樹皮にしみ込んでいることが示される。コントロールとして、等量の乾燥木材の部品を１００平方フィート組み立て、製剤は全くスプレーしなかった。
【００７０】
乾燥木材テスト、及びコントロールは、開放火災により点火された。コントロールはすぐに燃え出し、炎は１００平方フィートの領域のすべての乾燥木材断片に燃え移った。しかしながら、テスト領域では、木片の開放火災による点火を繰り返し試みた後でさえも、乾燥木材に全く火がつかなかった。
【実施例９】
【００７１】
前記構造においてｎ＝７０の液相ＬＣＰを、手持ち式スプレーを用い、屋外の生きた植物（バラ）にスプレーした。高さ約３フィートの、２つの同一種のバラ植物について評価した。一方のバラ植物は、テスト植物として液状製剤がスプレーされた。もう一方のバラ植物は、比較植物として、液状製剤はスプレーしなかった。スプレーにより、製剤は葉と茎の表面に薄膜を形成し、毛穴を通して葉と茎に部分的に吸収された。製剤は一日置きにスプレーされ、新しく生えた葉についても処理されていることが示される。
【００７２】
コントロールのバラ植物は、約３週間後に昆虫類によって攻撃された。これはバラ植物の葉における蜂の巣状の小孔によって証明された。しかしながら、これと同一期間内、テストのバラ植物は、全く昆虫類によって攻撃されなかったことが、穴の無い健康な葉によって証明された。処理された植物は、その後も成長し、健康を保ち続けた。
【００７３】
処理されたバラ植物と、コントロールのバラ植物においては、成長にも著しい相違があった。コントロールのバラ植物は、処理バラ植物と同様には成長しなかった。３週間後、処理バラ植物は約３つの十分に開花したバラ花を有したが、コントロール植物はおそらく昆虫による攻撃のためか、全く開花しなかった。処理バラ植物は、コントロールのバラ植物よりも約６インチ高く、コントロールのバラ植物よりも大きい葉、及び長い茎を示した。
【００７４】
本発明のＬＣＰは、殺虫剤、除草剤又は肥料に分類されないため、昆虫と害虫による攻撃が低減するメカニズムは、露出する植物部分（例えば、葉、茎、花等）をコーティングする液相ＬＣＰに起因するものかもしれない。これらの露出された組織を被覆する液相ＬＣＰは、大量の水の保持を可能にする。同様に、成長や葉からの酸素と二酸化炭素の交換など、妨害されていない正常な植物機能を促進する。未処理の植物が保護されておらず、攻撃に影響され易いのに対し、本発明の液相ＬＣＰにより露出された植物組織の表面がコーティングされることによって、昆虫や害虫の攻撃から保護される。
【００７５】
微−、及び微生物からの保護
本発明の液相ＬＣＰは、害虫や病気による被害を防止するために、木材等の不活性表面の処理、及び／又は草木等の生物学的表面の処理に使用される。
【００７６】
１つの実施例としは、液相ＬＣＰは、多孔性及び非多孔性の様々な不活性表面の処理に使用される。この実施例において、液相ＬＣＰの分子のアライメント角度は、約５°〜２５°の範囲で変えられる。このため、液相ＬＣＰは、オーダーパラメータ約０．２〜０．９９となるよう調製される。すなわちポリイミノボラン(ＰＩＢ)[ＢＮＨ_２]_ｎ、ポリアミノボラン(ＰＡＢ)[ＢＮＨ_４]_ｎ、及び／又はボロジンポリマー[Ｂ_３Ｎ_３Ｈ_６]ｎが、オーダーパラメータ約０．２〜０．９９となるように修飾される。これらのオーダーパラメータをもつ化合物は、前記構造において、ｎが約５〜１００のものである。
【００７７】
液相ＬＣＰは、一般に不活性表面に影響するような条件での表面保護剤として適用できる。表面とは、木材、石壁、ファイバーグラス、コンクリート等の建設産業に関連する表面；車両内部、飛行機内部、鉄道内部等の輸送産業に関連する表面；住宅、商業、病院、フードサービス及び／又は他の産業に関連する表面が含まれる。このような表面の例は、浴室、キッチン、待合室において見られ、さらにドアノブ、テーブル、カウンター、器具、寝具、家具、窓等も含まれるが、これらに限定されるものではない。条件とは、細菌、カビ、白カビ、菌類、ウイルス、及び害虫による攻撃、及び汚れ、水露出の影響による損傷、及び摩耗や臭気を含む物理的損傷等の好ましくない影響が含まれる。
【００７８】
本発明の液相ＬＣＰは、表面に適用されると、水や汚れへの抵抗力を与え、さらに、紫外線（ＵＶ）放射の影響による損傷からも保護する。したがって、液相ＬＣＰによる処理は、布、カーペット、及び他の多孔性材料用としても期待される。オーダーパラメータが０．９７以下の液相ＬＣＰを適用することにより、これらの表面を殺菌し、さらに不愉快な臭気を取り除くことができる。
【００７９】
前記したように、本発明の液相ＬＣＰのテストでは、細菌の摂取を示さなかった。このため、おそらく他の生物においても摂取されず、例えば医学や食品サービスへの使用が可能である。
【００８０】
紫外線からの保護
地球表面に達する紫外線（ＵＶ）は、吸光度２９０〜３２０ｎｍのＵＶ−Ｂ放射と、吸光度３２０〜４００ｎｍのＵＶ−Ａ放射とに分割できる。ＵＶ−Ａ放射は、さらに吸光度３４０〜４００ｎｍのＵＶ−ＡＩ又は遠ＵＶ−Ａと、吸光度３２０−３４０ｎｍのＵＶ−Ａｎ又は近ＵＶ−Ａとに分割できる。前記ＳＰＡＲＴＡＮソフトウェアを用いた候補液相ＬＣＰにより得られた結果のように、理論的な計算及び考察においては、表面への液相ＬＣＰの薄膜フィルムコーティングが、ＵＶ−Ｂ及びＵＶ−Ａの両者のＵＶ放射による損傷から表面を保護するであろうことを示している。
【００８１】
１つの実施例としては、ＵＶ保護剤としての液相ＬＣＰは、オーダーパラメーターが約０．２〜０．９９となるように調製される。すなわち、ポリイミノボラン（ＰＩＢ）［ＢＮＨ_２］_ｎ、ポリアミノボラン（ＰＡＢ）［ＢＮＨ_４］_ｎ、及び／又はボロジンポリマー［Ｂ_３Ｎ_３Ｈ_６］_ｎが、オーダーパラメーター約０．２〜０．９９となるように修飾される。これらのオーダーパラメータをもつ化合物は、前記構造において、ｎが約５〜１００のものである。
【００８２】
前記本発明の液相ＬＣＰの構造、及び機能的態様は、以下のようにまとめられる。

【００８３】
他の応用
現在、入手可能な多くの化粧品においては、成分としてシリカと炭素の化合物であるシリコーンが含まれている。化粧品の製造と製剤化プロセスにおいては、シリカ及びシリカ酸化物は、結局、廃棄場へと入る副産物であり、これらの成分の分解により生成する生物ガスを除去するために、廃棄場にパイプが取り付けられる。これらの副産物は、嫌気生物によって還元され、蓄積された様々なシリカ−酸素固形物は、結果的にパイプを詰まらせてしまう。
【００８４】
しかしながら、本発明の液相ＬＣＰは、一般的な廃棄場の嫌気性条件下における分解に対して耐性がある。加えて、液相ＬＣＰは、ほぼ一直線に並んだポリマー鎖の層を成形するので、水酸基ラジカル（ＯＨ⁻）、オゾン（Ｏ_３）、ＵＶ光等の酸素ラジカルによる攻撃に対して保護壁を成形する。さらに、液相ＬＣＰは、水不溶性、生理的不活性であり、生細胞に吸収されないので、サンスクリーン、ファンデーション、保湿剤、クリーム、ローション、着色剤、ゲル、スプレー等の様々な化粧品の基剤として好適である。
【００８５】
また、本発明の他の変形例あるいは具体例は、上記の図、説明、及び例示より、当技術者において明らかである。例えば、異なる平均オーダーパラメータ、及び／又は異なるｎ値を有する２つ以上の液相ＬＣＰの混合物を調製し、結び付けられた応用に用いることができる。特定の組成物及び混合物中のそれぞれの体積％は、所望される応用に適合するように調整され得る。１つの例として、前記構造を有する液相ＬＣＰは、表面処理工程用の０．９７以下の平均オーダーパラメータを有する液相ＬＣＰ５０％と、洗浄工程用の０．５〜０．８の平均オーダーパラメータの液相ＬＣＰ５０％とを混合することによって調製される。例えば、この混合物は、金属やセラミック部品の処理、又は表面殺菌に用いることができる。このように、前記実施例は本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】図１は、固体(図１Ａ)、液相液晶ポリマー(ＬＣＰ)、及び液体(図１Ｃ)における分子の整列を図式的に表したものである。
【図２】図２は、本発明の液相ＬＣＰの洗浄への応用における一構成例を表したものである。
【図３】図３Ａ、及び図３Ｂは、本発明の液相ＬＣＰの潤滑剤／冷却剤への応用について、それぞれ力測定、インサートの摩耗測定を行なったグラフである。
【図４】図４は、本発明の液相ＬＣＰの微生物に対する保護剤としてのメカニズムを図式的に表したものである。
【図５】図５は、液相ＬＣＰ、及び鉱油ベース作動油の各種温度における粘度のグラフである。

Claims

ポリイミノボラン[ＢＮＨ_２]_ｘ、ポリアミノボラン[ＢＮＨ_４]_ｘ、及び／又はボロジンポリマー[Ｂ_３Ｎ_３Ｈ_６]ｘ骨格と、
該骨格に結合された少なくとも１つのシリコーン及び／又はリン側鎖と
を含有し、下記数式により計算される該化合物の平均オーダーパラメータ（Ｓ）が０．２〜０．９９の範囲であることを特徴とする液相液晶ポリマー（ＬＣＰ）化合物。
Ｓ＝１／３[３ｃｏｓ^２θ−１]
（ここで、θは液相ＬＣＰ分子軸と垂直方向との間の角度である。）
(−ＢＨ−ＮＲ−ＢＨ−ＮＲ’−)_Ｘ、(−ＢＨ_２−ＮＨＲ−ＢＨ−ＨＮＲ’−)_Ｘ、

（ここで、Ｘは約１０〜９０の範囲であり、Ｒ及びＲ’は(ＣＨ_３)_３ＳｉＯ[ＳｉＯ(ＣＨ_３)_２]_ｎＳｉ(ＣＨ_３)_３であり、ｎは１〜１３０の範囲である。）、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される化合物を含有することを特徴とする液相液晶ポリマー（ＬＣＰ）。
部品の洗浄、潤滑、冷却及び／又は保護方法であって、
[ＢＮＨ_２]_ｘ、[ＢＮＨ_４]_ｘ、[Ｂ_３Ｎ_３Ｈ_６]ｘ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される化合物の骨格鎖と、シリコーン、リン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される化合物を含み、ＰＩＢ、ＰＡＢ及び／又はＰＢＺを形成するために該骨格に結合される少なくとも１つの側鎖とを含有する液相液晶ポリマー（ＬＣＰ）（ここで、Ｒ及びＲ’は(ＣＨ_３)_３ＳｉＯ[ＳｉＯ(ＣＨ_３)_２]_ｎＳｉ(ＣＨ_３)_３であり、洗浄方法におけるｎの範囲は２０〜１００、潤滑／冷却方法におけるｎの範囲は１〜１０、表面殺菌方法におけるｎの範囲は１００〜１３０、保護方法におけるｎの範囲は５〜１００である。）により該部品を処理することを特徴とする洗浄、潤滑、冷却及び／又は保護方法。
装置から処理薬品を洗浄する方法であって、
ポリイミノボラン[ＢＮＨ_２]_ｘ、ポリアミノボラン[ＢＮＨ_４]_ｘ、及び／又はボロジンポリマー[Ｂ_３Ｎ_３Ｈ_６]_ｘ骨格分子と、ＰＩＢ、ＰＡＢ、及び／又はＰＢＺを形成するために該骨格に結合される少なくとも１つのシリコーン及び／又はリン側鎖とを有し、下記数式により計算される該化合物の平均オーダーパラメータ（Ｓ）が０．２〜０．９９の範囲である液相液晶ポリマー（ＬＣＰ）と、処理後の装置とを、処理薬品を減少させるのに十分な条件下で接触させることを特徴とする洗浄方法。
Ｓ＝１／３[３ｃｏｓ^２θ−１]
（ここで、θは液相ＬＣＰ分子軸と垂直方向との間の角度である。）
平均オーダーパラメータが約０．５〜０．８の範囲にあることを特徴とする請求項４記載の方法。
機械加工された部品を潤滑及び／又は冷却する方法であって、
ポリイミノボラン[ＢＮＨ_２]_ｘ、ポリアミノボラン[ＢＮＨ_４]_ｘ、及び／又はボロジンポリマー[Ｂ_３Ｎ_３Ｈ_６]_ｘ骨格と、該骨格に結合される少なくとも１つのシリコーン及び／又はリン側鎖とを有し、下記数式により計算される該化合物の平均オーダーパラメータ（Ｓ）が０．２〜０．９９の範囲である液相液晶ポリマー（ＬＣＰ）と、該部品とを、該部品を潤滑及び／又は冷却させるのに十分な条件下で接触させることを特徴とする潤滑及び／又は冷却方法。
Ｓ＝１／３[３ｃｏｓ^２θ−１]
（ここで、θは液相ＬＣＰ分子軸と垂直方向との間の角度である。）
該部品が金属部品、セラミック部品、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるものであることを特徴とする請求項５記載の方法。
ポリイミノボラン[ＢＮＨ_２]_ｘ、ポリアミノボラン[ＢＮＨ_４]_ｘ、及び／又はボロジンポリマー[Ｂ_３Ｎ_３Ｈ_６]_ｘ骨格と、該骨格に結合される少なくとも１つのシリコーン及び／又はリン側鎖とを有し、下記数式により計算される該化合物の平均オーダーパラメータ（Ｓ）が０．２〜０．９９の範囲である液相液晶ポリマー（ＬＣＰ）を含有することを特徴とするエンジン液。
Ｓ＝１／３[３ｃｏｓ^２θ−１]
（ここで、θは液相ＬＣＰ分子軸と垂直方向との間の角度である。）
モーターオイル、トランスミッション液、ブレーキ液、パワーステアリング液、作動油、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されることを特徴とする請求項８記載のエンジン液。
表面を殺菌する方法であって、
ポリイミノボラン[ＢＮＨ_２]_ｘ、ポリアミノボラン[ＢＮＨ_４]_ｘ、及び／又はボロジンポリマー[Ｂ_３Ｎ_３Ｈ_６]_ｘ骨格と、該骨格に結合される少なくとも１つのシリコーン及び／又はリン側鎖とを有し、下記数式により計算される該化合物の平均オーダーパラメータ（Ｓ）が０．２〜０．９９の範囲である液相液晶ポリマー（ＬＣＰ）と、該表面とを、該表面を被覆するのに十分な条件下で接触させることを特徴とする殺菌方法。
Ｓ＝１／３[３ｃｏｓ^２θ−１]
（ここで、θは液相ＬＣＰ分子軸と垂直方向との間の角度である。）
表面を保護する方法であって、
ポリイミノボラン[ＢＮＨ_２]_ｘ、ポリアミノボラン[ＢＮＨ_４]_ｘ、及び／又はボロジンポリマー[Ｂ_３Ｎ_３Ｈ_６]_ｘ骨格と、該骨格に結合される少なくとも１つのシリコーン及び／又はリン側鎖とを有し、下記数式により計算される該化合物の平均オーダーパラメータ（Ｓ）が０．２〜０．９９の範囲である液相液晶ポリマー（ＬＣＰ）と、該表面とを、該表面を被覆するのに十分な条件下で接触させることを特徴とする保護方法。
Ｓ＝１／３[３ｃｏｓ^２θ−１]
（ここで、θは液相ＬＣＰ分子軸と垂直方向との間の角度である。）
液相ＬＣＰが、脱水、湿気、微生物、生物、紫外線、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される障害に対して保護することを特徴とする請求項１１記載の方法。
目的とする用途に応じて液相液晶ポリマー（ＬＣＰ）を選択する方法であって、
ポリイミノボラン[ＢＮＨ_２]_ｘ、ポリアミノボラン[ＢＮＨ_４]_ｘ、及び／又はボロジンポリマー[Ｂ_３Ｎ_３Ｈ_６]_ｘ骨格分子を含む液相ＬＣＰを調製し、
下記数式により計算される液相ＬＣＰの平均オーダーパラメータ（Ｓ）が固相以下の望ましい平均オーダーパラメータとなるように、シリコーン、リン及びそれらの組み合わせからなる群から選択される分子を含む少なくとも１つの側鎖を該骨格に付加することを特徴とする方法。
Ｓ＝１／３[３ｃｏｓ^２θ−１]
（ここで、θは液相ＬＣＰ分子軸と垂直方向との間の角度である。）
得られた液相ＬＣＰを、その後、洗浄剤、潤滑剤／冷却剤、保護剤、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される用途に用いることを特徴とする請求項１３記載の方法。
液相ＬＣＰの平均オーダーパラメータが約０．２〜０．９９、特に約０．５〜０．８の範囲であって、洗浄剤として用いられることを特徴とする請求項１３記載の方法。
液相ＬＣＰの平均オーダーパラメータが０．２〜０．９９の範囲であって、潤滑剤／冷却剤として用いられることを特徴とする請求項１３記載の方法。
液相ＬＣＰの平均オーダーパラメータが約０．９７〜０．９９の範囲であって、表面を殺菌するための保護剤として用いることを特徴とする請求項１３記載の方法。
液相ＬＣＰの平均オーダーパラメータが約０．２〜０．９９の範囲であって、表面保護剤として用いられることを特徴とする請求項１３記載の方法。