JP2008516015A - Aluminum phosphate compositions, coatings and related composites - Google Patents

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Abstract

基材、その上のコーティング成分からなる構成複合体であって、コーティング成分は、リン酸アルミニウム化合物を含み、該化合物は、アルミニウム対リン比が約0.5対約1から約25対約1の範囲であり、前記複合体は、該構成に対して実質的に垂直軸の周囲に配置されてなる構成複合体。A composite comprising a substrate and a coating component thereon, the coating component comprising an aluminum phosphate compound, wherein the compound has an aluminum to phosphorus ratio of about 0.5 to about 1 to about 25 to about 1 And the composite is arranged around a substantially vertical axis with respect to the configuration.

Description

本発明は、所望の電気的、化学的、機械的、物理的な特性を与えるために、基材に堆積されたリン酸アルミニウムコーティングに関する。本発明は、多孔性材料にシールする方法を教示することもでき、また、リン酸アルミニウム材の新規な組成物及び改変を教示する。   The present invention relates to an aluminum phosphate coating deposited on a substrate to provide the desired electrical, chemical, mechanical and physical properties. The present invention can teach a method of sealing to a porous material and also teaches novel compositions and modifications of aluminum phosphate materials.

この出願は、2003年12月23日に出願した係属中の特許出願第10745955号の一部継続出願であり、優先権を享有する(全趣旨を参照することによりここに取り込む)。その出願は、2002年12月23日に出願した仮出願第60/615920及び60/615986号の優先権を享受する(全趣旨を参照することによりここに取り込む)。   This application is a continuation-in-part of pending patent application 10745955 filed on December 23, 2003 and enjoys priority (incorporated herein by reference in its entirety). That application enjoys the priority of provisional applications 60/615920 and 60/615986 filed on December 23, 2002 (incorporated herein by reference in its entirety).

結晶及びアモルファス形態を含む触媒担体として主に用いられるリン酸アルミニウム材の合成に関連する多くの先行技術特許がある。大部分の合成方法は、一般に利用できるアルミニウム塩類及びリン酸、リン酸水素二アンモニウム、亜リン酸等を含む種々のリン源を含む原料でのゾルゲル法を使用している。これらの方法の多くは、結晶形態及び若干の熱的に安定なアモルファス組成物を産生する(米国特許第4289863号、ヒルら;第5698758号、レイサーら;第6022513号、ペカロら)。先行技術の材料は、例えば、高温で基材を腐食又は酸化から保護するためのコーティングとして使用することはできない。   There are many prior art patents related to the synthesis of aluminum phosphate materials that are primarily used as catalyst supports including crystalline and amorphous forms. Most synthetic methods use sol-gel methods with raw materials including commonly available aluminum salts and various phosphorus sources including phosphoric acid, diammonium hydrogen phosphate, phosphorous acid and the like. Many of these methods produce crystalline forms and some thermally stable amorphous compositions (US Pat. No. 4,289,863, Hill et al; 5698758, Racer et al; 6022513, Pecaro et al.). Prior art materials cannot be used, for example, as a coating to protect the substrate from corrosion or oxidation at elevated temperatures.

産業及び消費者向け使用の適用で種々の基材を保護するために、熱的に耐久性があり、安定なアモルファス高密度コーティングを使うことが望ましい。先行技術のコーティングは、材料が熱処理に付され又は腐食性の環境にさらされる特定の雰囲気条件の下又は特定の過酷産業もしくは使用環境の下で耐久性がない。二酸化ケイ素を主成分とするアモルファスコーティングが開発され、最近の特許はそのようなコーティング(米国特許第6162498号)を堆積する独特の方法を規定している。しかし、そのコーティングは特定の過酷条件下で耐久性がなく、高温で熱的に安定しておらず、あるいは、ガラス上の透明なコーティングとして適切に機能しない。高温で安定なガラス質又は硝子体のコーティングが、最初にガラスフリットのスラリーで基材を被覆し、続いてガラスフリットを溶解する十分に高い温度で被覆材を処理し、硝子体コーティングを形成することによって製造されている。硝子体エナメルコーティングは多くの種々の組成物で数十年も存在している。しかし、それらは、通常、濁っており、高い温度で変形する。ガラスフリットを溶解する高温処理の必要条件は基材を分解させるかもしれず、低溶解ガラス組成物が選択されると、それらは耐久性がないかもしれない。   In order to protect various substrates in industrial and consumer use applications, it is desirable to use a thermally durable and stable amorphous high density coating. Prior art coatings are not durable under certain atmospheric conditions where the material is subjected to heat treatment or exposed to a corrosive environment or under certain harsh industrial or use environments. Amorphous coatings based on silicon dioxide have been developed and recent patents define a unique method for depositing such coatings (US Pat. No. 6,162,498). However, the coating is not durable under certain harsh conditions, is not thermally stable at high temperatures, or does not function properly as a transparent coating on glass. A high temperature stable glassy or vitreous coating first coats the substrate with a slurry of glass frit and then treats the coating at a sufficiently high temperature to dissolve the glass frit to form a vitreous coating. It is manufactured by. Vitreous enamel coatings have existed for decades in many different compositions. However, they are usually cloudy and deform at high temperatures. The high temperature processing requirements to melt the glass frit may cause the substrate to degrade, and if a low melting glass composition is selected, they may not be durable.

蒸着無機コーティングが、目下多くの適用に使われているが、それらは高価な装備を必要とし、非視線(non-line of sight)基材形状に適していない(例えば、米国特許第3442686号、米国特許第4702963号、米国特許第5434008号、米国特許第5792550号)。溶液由来無機コーティングは、基材を被覆するために低コストで共形能を提供する。   Vapor-deposited inorganic coatings are currently used in many applications, but they require expensive equipment and are not suitable for non-line of sight substrate shapes (eg, US Pat. No. 3,442,686, US Pat. No. 4,702,963, US Pat. No. 5,434,008, US Pat. No. 5,792,550). Solution-derived inorganic coatings provide conformability at a low cost for coating substrates.

また、先行技術の無機コーティングのいくつかは、透過特性が影響を受けるガラス上又は基材の美的な性質(金属的外観)を保つ必要がある他の基材上での使用に対して、完全に透明ではない。   Also, some of the prior art inorganic coatings are completely suitable for use on glass where the transmission properties are affected or on other substrates where the substrate's aesthetic properties (metallic appearance) need to be preserved. Not transparent.

ブラシ研磨のスチール及び他の関連した固体表面が、建物、モール、エレベーター、テーブルランプ、浴槽取付け具、キャビネットのドア、ウォールプレート及びその他における前面で、広範囲に用いられている。これら表面の望ましい特性は、熱負荷又は熱、日光、種々の溶媒及び通常の洗剤、紫外線照射の暴露に対して十分な耐久性を有していることに加えて、掃除しやすく、指紋に対して耐性があり、食品に対してくっつかないなど、他の関連した特性を与える。   Brushed steel and other related solid surfaces are widely used on the front in buildings, malls, elevators, table lamps, bathtub fittings, cabinet doors, wall plates and others. The desirable properties of these surfaces are easy to clean and resistant to fingerprints, in addition to being durable enough to heat exposure or heat, sunlight, various solvents and ordinary detergents, exposure to ultraviolet radiation. Other related properties, such as being resistant to food and not sticking to food.

多孔質表面は、保管等の目的のために使われる場合、汚染に影響されやすい。エナメル、花崗岩、大理石、床タイル、ガラス、磁器化石器、オーブン及びキッチンでの関連した料理用機器、オーブンインテリアパネル、食品トレイ、クックトップ及び他の陶製表面は、それらの最終用途において望まないミクロ及びマクロの孔及び傷を有する。花崗岩の孔をシールすることは、例えば、キッチン調理台で、染色防止特性を与えるのを助けるであろう。また、これらの孔の気密シールは、特定の用途で重要であるガス浸透性を低減するのを助ける。ポリマーでの表面処理は、陶製表面をシールするために周知の技術であるが、それらの耐久性は、熱、洗浄溶媒又は剤への暴露に制約を受け、比較的柔軟である。化学的に不活性で熱的に安定している適当な薄い無機コーティングが望まれている。これらの適用の多くは、高度の大量販売を象徴し、そのために、低コストコーティング技術が、最も適用の好ましい方法である溶液への浸漬又はスプレーコーティングを考慮するのに重要である。また、そのような処理は、自己洗浄面、容易な洗浄、生物学的安全性、美的な価値、硬さ及び耐摩耗性、溶媒耐性と組み合わせられた抗菌性を可能にすることができる。さらに、そのようなシーラントは、良好な熱衝撃特性(例えば、花崗岩テーブル上の熱いパン)及び熱安定性を有しなければならず、シーラントが摩損した場合でも、表面で孔を塞ぐ効果が、相当コーティングの耐久性を広げるのを助けるであろう。   Porous surfaces are susceptible to contamination when used for storage purposes. Enamel, granite, marble, floor tiles, glass, porcelain fossilware, ovens and related cooking equipment in ovens, oven interior panels, food trays, cooktops and other ceramic surfaces are microscopic in their end use And macro holes and scratches. Sealing the granite holes will help provide anti-staining properties, for example, in a kitchen worktop. The hermetic seal of these holes also helps reduce gas permeability, which is important in certain applications. Surface treatment with polymers is a well-known technique for sealing porcelain surfaces, but their durability is limited by exposure to heat, cleaning solvents or agents and is relatively flexible. A suitable thin inorganic coating that is chemically inert and thermally stable is desired. Many of these applications symbolize a high degree of mass sales, for which reason low-cost coating technology is important in considering solution immersion or spray coating, which is the preferred method of application. Such treatment can also allow for antibacterial properties combined with self-cleaning surfaces, easy cleaning, biological safety, aesthetic value, hardness and abrasion resistance, solvent resistance. Furthermore, such sealants must have good thermal shock properties (e.g. hot pan on granite table) and thermal stability, and even if the sealant is worn, the effect of plugging pores on the surface is Will help extend the durability of the equivalent coating.

陽極処理されたアルミニウム部品及び他の関連した材料における発明材料は、環境及びエネルギーの節約に加えて、性能及び耐久性を改善することができる。その発明材料は、耐性及び低ガス透過性を改善するためのタイル、電気パッケージ用基材及び耐火煉瓦を含む種々の適用におけるセラミックの気密シール及び付着促進剤(一体、複合体及びガラス−セラミック)として用いることができる。   Inventive materials in anodized aluminum parts and other related materials can improve performance and durability in addition to environmental and energy savings. The inventive material is a hermetic seal and adhesion promoter for ceramics (monolithic, composite and glass-ceramic) in various applications including tiles, electrical packaging substrates and refractory bricks to improve resistance and low gas permeability Can be used as

炭化ケイ素は、宇宙及び空中プラットフォーム光学材料として優れた特性を有するが、材料の高い硬度とともに脆弱な性質は、必要な耐性に仕上げることを困難にする。基材のサイズ及び形状によって、反射される光の波長画分にまで表面をみがくことは、数週間から数ヶ月かかる。   Silicon carbide has excellent properties as a space and aerial platform optical material, but the brittle nature along with the high hardness of the material makes it difficult to finish to the required resistance. Depending on the size and shape of the substrate, it can take weeks to months to polish the surface to the wavelength fraction of the reflected light.

現在の低誘電体材料は、熱及び機械的安定性との組み合わせにおいて、必要な誘電率を有さない。新規の低k材料は、半導体分野の現状を改善することが要求される。
研究者は、柔軟なディスプレイを商品化により近づけるために、ポリマー及び金属−箔基材を印刷可能なTFTバックプレーンと組み合わせることに取り組んでいる。まだ入手不能であるが、何年もにわたって、ディスプレイ業界の「至高の目標」は、ガラスシートのそれと同等のバリア特性を有する薄膜、透明、柔軟な基体である。つまり、先行技術では、このことに関していくぶん不十分である。
Current low dielectric materials do not have the required dielectric constant in combination with thermal and mechanical stability. New low-k materials are required to improve the current state of the semiconductor field.
Researchers are working on combining polymer and metal-foil substrates with printable TFT backplanes to bring flexible displays closer to commercialization. Although not yet available, for many years the “best goal” of the display industry is a thin film, transparent, flexible substrate with barrier properties comparable to that of glass sheets. That is, the prior art is somewhat insufficient in this regard.

フォトマスクは、電子回路のマイクロイメージを含む高精度のプレートである。欠陥のないフォトマスクを達成するための構造を整備しなければならない。クロム層が、環境又は層間反応に影響を受ける場合に問題が起こる。すべてを回避することが必要であるが、アレイ外のクロムにおけるかき傷、ARコーティングのダメージ又は一部の除去、クロム上の汚染、マスク端のガラスチップを含む表面的な欠陥がある。コーティングは、約10ナノメートルの範囲で、非常に薄くしなければならず、欠陥がないことが必要である。   A photomask is a high precision plate containing a microimage of an electronic circuit. A structure to achieve a defect-free photomask must be put in place. Problems arise when the chromium layer is affected by the environment or interlayer reactions. All need to be avoided, but there are surface defects including scratches on the chromium outside the array, damage or removal of the AR coating, contamination on the chromium, and glass tips on the mask edge. The coating must be very thin and free of defects, in the range of about 10 nanometers.

プラスチック材料は、一般に、摩滅、湿気攻撃、UV放射線、酸素原子、溶媒への暴露、化学物質等からの劣化に影響されやすい。しかし、プラスチック上に蒸着した無機コーティングは、現在多くの適用の用途に用いられており、それらは高価な装備を必要とし、非視線基材の形状(例えば、米国特許第3442686号、米国特許第4702963号、米国特許第5434008号、米国特許第5792550号)に適していない。従って、適当な処理計画によるプラスチック基材に対する低コスト溶液由来保護コーティング(無機及び無機−有機複合体)が、複合体加工基材を被覆する能力とともに、リール−リール又はロール−ロールの連続処理を開発するために必要である。   Plastic materials are generally susceptible to wear, moisture attack, UV radiation, oxygen atoms, exposure to solvents, degradation from chemicals, and the like. However, inorganic coatings deposited on plastics are currently used for many applications and require expensive equipment, such as non-line-of-sight substrate shapes (eg, US Pat. No. 3,442,686, US Pat. No. 4,702,963, US Pat. No. 5,434,008, US Pat. No. 5,792,550). Thus, low cost solution-derived protective coatings (inorganic and inorganic-organic composites) on plastic substrates with an appropriate treatment plan, along with the ability to coat composite processed substrates, provide continuous reel-reel or roll-roll processing. Necessary to develop.

しかし、ガラス及び金属とは異なり、全てのポリマーは、ガス及び蒸気に対してかなりの透過性を示す。多くのテクノロジーは、ポリマーの透過性を低減させるために開発されており、よって食物及び飲料包装に対する適用範囲を増大させる。また、浸透する材料を移さなければならないときは必ず、浸透性バリア層が重要となる。ガソリン、フルオロカーボン蒸気、その他のための(自動車及び機器アプリケーションで重要な)チューブ及びホースは、現在利用できる以上のバリア性能を必要とする。同様に、細い欠陥及びピンホールのない、湿気及び酸素に対する無機バリアコーティングは、これらのディスプレイ用途に必要である。   However, unlike glass and metal, all polymers are quite permeable to gases and vapors. Many technologies have been developed to reduce polymer permeability, thus increasing the applicability to food and beverage packaging. Also, the permeable barrier layer is important whenever the material to penetrate must be transferred. Tubes and hoses (important in automotive and equipment applications) for gasoline, fluorocarbon vapors, etc. require barrier performance beyond that currently available. Similarly, inorganic barrier coatings against moisture and oxygen, without fine defects and pinholes, are necessary for these display applications.

上記を考慮して、本発明の目的は、リン酸アルミニウムを主成分とする化合物、組成物、コーティング及び関連した複合体又は製品を、それらの使用及び製造方法とともに提供ことであり、それによって、上で概説されたものを含む、先行技術の種々の欠陥及び欠点を克服することができる。   In view of the above, an object of the present invention is to provide compounds, compositions, coatings and related composites or products based on aluminum phosphate, together with their use and methods of manufacture, whereby Various deficiencies and disadvantages of the prior art, including those outlined above, can be overcome.

1以上の他の観点が特定の他の目的に対処することができる一方、本発明の1以上の観点が特定の目的に合致し得ることは、当業者によってよく理解される。本発明のすべての観点に、全ての点で、各々の目的が等しくあてはまらないかもしれない。このように、以下の目的は、本発明のどのような1つの観点に関して、択一的に考慮することができる。   It will be appreciated by those skilled in the art that one or more aspects of the present invention may meet a particular purpose, while one or more other aspects may address certain other objectives. In all aspects of the invention, in each respect, each objective may not apply equally. Thus, the following objectives can alternatively be considered with respect to any one aspect of the present invention.

本発明の目的のために、用語「発明材料」、その記載又はその引用は、Al:P化学量論比の全ての可能な範囲にわたって、本発明のいかなるリン酸アルミニウムを主成分とする化合物又は組成物を意味し、本発明の方法、複合体又は物品及び/又はそれらに関連するもしくは以下に記載されたフィルム、層又はコーティングとともに用いることができ、ここに記載されるように製造された又は特徴化された化合物又は組成物のように、あるいは、上記で組み込まれた参照文献及び/又は米国特許第6036762号及び第6461415号及び係属中の特許出願第10/362869(2003年7月15日出願)及び第10/627194号及びPCT/US03/36976号(それぞれ2003年7月24日出願及び2003年11月9日出願)及び第10/642069号及びPCT/US03/25542(2003年8月14日出願)(全趣旨を参照することによりここに取り込む)のいずれかに記載されたように製造され、特徴化され及び/又は適用されるリン酸アルミニウム化合物及び組成物として、それぞれ示される化合物及び組成物のように、理解されるであろう。   For the purposes of the present invention, the term “inventive material”, its description or its citation refers to any aluminum phosphate-based compound of the present invention over all possible ranges of Al: P stoichiometry, or Means a composition and can be used with the methods, composites or articles of the invention and / or the films, layers or coatings associated therewith or described below, prepared as described herein, or Like the characterized compounds or compositions, or the references incorporated above and / or US Pat. Nos. 6,036,762 and 6,461,415 and pending patent application 10/362869 (July 15, 2003). Application) and 10/627194 and PCT / US03 / 36976 (filed July 24, 2003 and 11 November 2003, respectively) No. 10/642069 and PCT / US03 / 25542 (filed Aug. 14, 2003) (incorporated herein by reference in its entirety) and featured. As an aluminum phosphate compound and composition applied and / or applied, it will be understood as the compounds and compositions shown respectively.

限定されることなく、ここに及び/又は上記に組み込まれた特許又は出願の1以上を通して示されたように、本発明の材料は、モルベースで、アルミニウム含量がリン酸に対して化学量論比、化学量論比より少ない、化学量論比より多いかにかかわらず、有機分子、ポリマー、カーボン、シリコン、金属、金属酸化物及び/又は他の金属イオン/塩(非酸化物を含む)のドーパント、粒子及び/又は含有物を含むリン酸アルミニウムを主成分とする化合物及び組成物等を含むことができる。本発明材料の具体例は、アプライド・シン・フィルム社からCerablak商標の下、入手可能である。   Without limitation, as indicated herein and / or throughout one or more of the above-incorporated patents or applications, the material of the present invention is on a molar basis and has a stoichiometric ratio of aluminum to phosphoric acid. Organic molecules, polymers, carbon, silicon, metals, metal oxides and / or other metal ions / salts (including non-oxides), whether less than stoichiometric or greater than stoichiometric Further, a compound and a composition mainly composed of aluminum phosphate containing particles and / or inclusions can be included. Specific examples of the inventive material are available from Applied Thin Films under the Cerablak trademark.

また、「発明材料」は、リン酸アルミニウムを主成分とする材料を含み、アモルファスリン酸アルミニウムの独特の形態を産生する特注の前駆体溶液を用いて基材上に薄膜として堆積することができる。米国特許第6036762号及び第6461415号(Sambasivanら)ならびに上述した特許出願は、前駆体合成に関して詳細を提供し、化学、特性及び他の処理詳細を提供する。また、発明材料で被覆された表面への種々の添加又は改変は、本発明の実施例と考えられ、それらの例を以下に示す。   “Inventive material” also includes materials based on aluminum phosphate and can be deposited as a thin film on a substrate using a custom-made precursor solution that produces a unique form of amorphous aluminum phosphate. . US Pat. Nos. 6,036,762 and 6,461,415 (Sambasivan et al.) And the above-mentioned patent applications provide details regarding precursor synthesis and provide chemistry, properties and other processing details. Also, various additions or modifications to the surface coated with the inventive material are considered examples of the present invention, examples of which are given below.

同様に、用語「基材」または用語「固体基材」は、ポリマー、プラスチック、陶器、金属、合金、炭化ケイ素、シリコン、酸化物、カルコゲニド、ピニクチド、クォーツ、ガラス、その他を含むが、これらに限定されず、いかなる固体材料をも包含する。   Similarly, the term “substrate” or “solid substrate” includes polymers, plastics, earthenware, metals, alloys, silicon carbide, silicon, oxides, chalcogenides, pinicides, quartz, glass, etc. Without limitation, any solid material is included.

1以上の以下の目的は、湿気、酸素、紫外線、その他を含む種々の環境要因からの基材を保護する種々の基材への発明材料のコーティング(特に強調されるのは、基材のロール−ロール連続コーティング)とともに達成することができる。従って、そのような発明材料コーティングは、保護及び機能的コーティングの働きをすることができる。   One or more of the following objectives are coating the inventive material on various substrates that protect the substrate from various environmental factors including moisture, oxygen, ultraviolet light, etc. (particularly emphasized is the roll of substrate) -Roll continuous coating). Accordingly, such inventive material coatings can serve as protective and functional coatings.

本発明の目的は、導電基材上の光電子装置のような電気的分離を必要とする種々の用途に用いられる有効な絶縁強度を有する絶縁層として発明材料コーティングを用いることである。   It is an object of the present invention to use an inventive material coating as an insulating layer having an effective insulating strength used in various applications such as optoelectronic devices on conductive substrates that require electrical isolation.

本発明の他の目的は、包装された量の範囲内で所定の含水量を維持することができる上記特性のコーティング又はフィルムを提供することである。
本発明の目的は、虹色(anti-iridescent)防止及び曇り防止コーティングとして発明材料を使うことである。
Another object of the present invention is to provide a coating or film of the above characteristics that can maintain a predetermined moisture content within the packaged amount.
The object of the present invention is to use the inventive material as an anti-iridescent and anti-fogging coating.

本発明は、金属面及び有機ポリマーコーティング間で粘着力を高めるためにインターフェースを提供するために、金属表面への発明材料層を形成する方法の改良に適し、金属表面に被覆された結果として生じる酸化物層に適する。その方法は、金属面に、発明材料を適用することを含む。結果として得られたコーティング層は、金属面及び有機ポリマーコーティング間で粘着力を高めるためのインターフェースとして機能させることができる。   The present invention is suitable for an improved method of forming an inventive material layer on a metal surface to provide an interface to enhance adhesion between the metal surface and the organic polymer coating, resulting as a result of being coated on the metal surface Suitable for oxide layer. The method includes applying an inventive material to a metal surface. The resulting coating layer can function as an interface to increase adhesion between the metal surface and the organic polymer coating.

また、本発明の目的は、湿気高感度光学装置のような湿気高感度装置用のハウジングにおいて発明材料コーティングを用いることであり、それは、ハウジングを規定するそれらの端部で半田付けされた複数の金属プレートを含み、有機ポリマーコーティングがジョイントで腐食を防ぐ湿気バリアを提供するためにジョイントで少なくともハウジングの外面に適用される。   It is also an object of the present invention to use an inventive material coating in a housing for a moisture sensitive device, such as a moisture sensitive optical device, which includes a plurality of soldered at their ends defining the housing. Including a metal plate, an organic polymer coating is applied at least to the outer surface of the housing at the joint to provide a moisture barrier that prevents corrosion at the joint.

本発明の目的の一つは、簡便な浸漬、回転、スプレー、ブラッシュ又はフローコーティングプロセスを用いて、薄く、気密で、ミクロ構造的に高密度で、均一で、透明なコーティングとして本発明材料コーティングを堆積させる方法を提供することである。   One of the objects of the present invention is to use the present material coating as a thin, airtight, microstructurally dense, uniform and transparent coating using a simple dipping, rotating, spraying, brushing or flow coating process. It is to provide a method of depositing.

本発明の目的は、固体基材を湿気、光、ガス、化学物質及び他の環境作用から保護するために発明材料コーティングを用いることである。
また、本発明の目的は、室温及び高温での処理及び用益の間、固体基材の表面を保護することである。
The object of the present invention is to use inventive material coatings to protect solid substrates from moisture, light, gases, chemicals and other environmental effects.
It is also an object of the present invention to protect the surface of a solid substrate during processing and utility at room temperature and elevated temperature.

本発明のさらなる目的は、限定されないが、かき傷耐性、耐錆性、耐摩耗性、耐浸食性、高速粒子、雨、水、液体及び他の対象の衝撃によって生じるダメージを含む、固体基材の機械的特性を改善することである。   Further objects of the invention include, but are not limited to, solid substrates including scratch resistance, rust resistance, wear resistance, erosion resistance, high speed particles, damage caused by rain, water, liquid and other object impacts Is to improve the mechanical properties of

本発明の目的は、宇宙固体材料を、酸素、水素、窒素等の原子及び分子の高束のような低地球軌道環境から保護することである。
本発明の目的は、重合表面上の下塗りまたは粘着促進層として発明材料を用いることである。
An object of the present invention is to protect space solid materials from a low earth orbit environment such as a high bundle of atoms and molecules such as oxygen, hydrogen, nitrogen and the like.
The object of the present invention is to use the inventive material as a primer or adhesion promoting layer on the polymerized surface.

本発明の目的は、金属表面上の下塗りまたは粘着促進層として発明材料を用いることである。
本発明の目的は、セラミック表面上の下塗りまたは粘着促進層として発明材料を用いることである。
The object of the present invention is to use the inventive material as a primer or adhesion promoting layer on a metal surface.
The object of the present invention is to use the inventive material as a primer or adhesion promoting layer on a ceramic surface.

本発明の目的は、金属カルコゲニド表面上の下塗りまたは粘着促進層として発明材料を用いることである。
本発明の目的は、固体表面上の下塗りまたは粘着促進層として発明材料を用いることである。
The object of the present invention is to use the inventive material as a primer or adhesion promoting layer on the surface of a metal chalcogenide.
The object of the present invention is to use the inventive material as a primer or adhesion promoting layer on a solid surface.

本発明の目的は、2種の同種又は異なるタイプの材料を接着又は結合剤として発明材料を用いることである。
本発明の目的は、2種の同種又は異なる光学材料の接着又は結合剤として発明材料を用いることである。
The object of the present invention is to use the inventive material as an adhesive or binder with two similar or different types of materials.
The object of the present invention is to use the inventive material as an adhesive or binder for two identical or different optical materials.

本発明の目的は、表面欠陥を被覆及び固体基材表面での孔をシールするために発明材料を用いることである。
本発明の目的は、被覆固体基材表面を平坦化することである。
The object of the present invention is to use the inventive material to coat surface defects and seal pores on the surface of solid substrates.
An object of the present invention is to planarize the surface of a coated solid substrate.

本発明の目的は、被覆固体基材表面で摩擦を減らすことである。
本発明の目的は、固体基材の静電防止膜として発明材料を用いることである。
本発明の目的は、固体基材の低誘電体層として発明材料層を用いることである。
An object of the present invention is to reduce friction at the surface of a coated solid substrate.
The object of the present invention is to use the inventive material as an antistatic film on a solid substrate.
An object of the present invention is to use an inventive material layer as a low dielectric layer of a solid substrate.

本発明の目的は、ポリマー等の基材上の反射防止層として発明材料及び改変発明材料コーティングを用いることである。
本発明の目的は、柔軟なディスプレイ構造の湿気及び酸素バリアとして発明材料コーティングを用いることである。
The object of the present invention is to use inventive materials and modified inventive material coatings as antireflective layers on substrates such as polymers.
The object of the present invention is to use the inventive material coating as a moisture and oxygen barrier for flexible display structures.

本発明の目的は、固体基材の機械的損傷に対するバリアとして発明材料コーティングを用いることである。
本発明の目的は、固体材料の光学特性を適合させるために発明材料コーティングを用いることである。
The object of the present invention is to use the inventive material coating as a barrier against mechanical damage of the solid substrate.
The object of the present invention is to use inventive material coatings to adapt the optical properties of solid materials.

本発明の目的は、ポリマー熱可塑性物質及びその他の材料を光分解から保護するために発明材料コーティングを用いることである。
本発明の目的は、有害な微生物に対して固体基材を保護するために発明材料コーティングを用いることである。
The object of the present invention is to use inventive material coatings to protect polymeric thermoplastics and other materials from photodegradation.
The object of the present invention is to use inventive material coatings to protect solid substrates against harmful microorganisms.

本発明の目的は、化学的、物理的なダメージに対して固体材料からなる医療機器及び部品に発明材料コーティングを用いることである。
本発明の目的は、体液腐食に対して固体材料からなる医療機器及び部品に発明材料コーティングを用いることである。
The object of the present invention is to use inventive material coatings on medical devices and parts made of solid materials against chemical and physical damage.
An object of the present invention is to use inventive material coatings on medical devices and parts made of solid materials against body fluid corrosion.

本発明の目的は、生体適合性を与えるために、医療器具、装置、移植組織及び他の部品に発明材料コーティング及び改変発明材料を用いることである。
本発明の目的は、固体基材上に発明材料及び発明材料コーティングを組み込んだ生体適合性材料の開発に用いることである。
It is an object of the present invention to use inventive material coatings and modified inventive materials on medical devices, devices, implants and other parts to provide biocompatibility.
It is an object of the present invention to be used in the development of biocompatible materials that incorporate inventive materials and inventive material coatings on solid substrates.

本発明の目的は、高い無色透明なバリアフィルム及びそれを製造する方法を提供することである。
本発明の他の目的は、約10〜約500nmの範囲の厚みを有する上記特性のフィルムを提供することである。
An object of the present invention is to provide a highly colorless and transparent barrier film and a method for producing the same.
Another object of the present invention is to provide a film of the above character having a thickness in the range of about 10 to about 500 nm.

本発明の他の目的は、低摩擦性を有する上記特性のコーティング又はフィルムを提供することである。
本発明の他の目的は、低コストで生産することができる上記特性のコーティング又はフィルムを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a coating or film of the above character having low friction.
Another object of the present invention is to provide a coating or film of the above character that can be produced at low cost.

本発明の他の目的は、装置で必要な固体材料の総量を低減する上記特性のコーティング又はフィルムを提供することである。
本発明の他の目的は、リサイクルの困難性を低減する上記特性のコーティング又はフィルムを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a coating or film of the above character which reduces the total amount of solid material required in the device.
Another object of the present invention is to provide a coating or film of the above character which reduces the difficulty of recycling.

本発明の他の目的は、電子レンジで用いることができる食物包装に利用することができる上記特性のコーティング又はフィルムを提供することである。
本発明の他の目的は、マイクロ波ユニットで使うことができ、長い貯蔵寿命で、依然として透明を維持することができる包装食物に利用することができる上記特性のコーティング又はフィルムを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a coating or film of the above character that can be used in food packaging that can be used in a microwave oven.
Another object of the present invention is to provide a coating or film of the above character that can be used in packaged foods that can be used in microwave units and that can remain transparent with a long shelf life. .

本発明の他の目的は、バリアフィルムで包まれる内容物について所定の含水量を維持することができる上記特性のコーティング又はフィルムを提供することである。
本発明の他の目的は、バリアフルムを高速で生産することができるコーティング又はフィルムを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a coating or film having the above characteristics that can maintain a predetermined moisture content for the contents wrapped in the barrier film.
Another object of the present invention is to provide a coating or film capable of producing a barrier film at high speed.

本発明の他の目的は、ポリマー表面を平坦化することができ、光の散乱を低減するのに役立つことができるコーティングを提供することである。
発明の目的は、発明材料の前駆体溶液中で添加物の分散によって、固体基材上に機能性コーティング、好ましくは電気的導電性又は磁性コーティングを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a coating that can planarize the polymer surface and can help reduce light scattering.
The object of the invention is to provide a functional coating, preferably an electrically conductive or magnetic coating, on a solid substrate by dispersion of additives in a precursor solution of inventive material.

本発明の目的は、固体基材上に発明材料コーティング及び固体基材上に堆積された電気的導電性金属酸化物コーティングを用いることにより、改善された航空機透明度を提供することである。   It is an object of the present invention to provide improved aircraft transparency by using an inventive material coating on a solid substrate and an electrically conductive metal oxide coating deposited on the solid substrate.

本発明の目的は、保護および粘着促進層を航空機透明度に与えることである。
本発明の目的は、無機ポリマー及び分子(例えば、ホスファゼン、ボラジン又はボロゾール(borozole)等の材料を含むP及びB)を混合した発明材料を開発することである。
The object of the present invention is to provide aircraft transparency with a protective and adhesion promoting layer.
The object of the present invention is to develop inventive materials mixed with inorganic polymers and molecules (eg P and B containing materials such as phosphazene, borazine or borozole).

本発明の目的は、高温潤滑油層を形成するために、窒化ホウ素、モリブデン(molebdenum)シリサイド、硫化モリブデン又は他の潤滑油材が分散した発明材料及び発明材料コーティングを開発することである。   It is an object of the present invention to develop inventive materials and inventive material coatings in which boron nitride, molybdenum silicide, molybdenum sulfide or other lubricating oil materials are dispersed to form a high temperature lubricating oil layer.

本発明の目的は、発明の材料の微細構造を適切に改変することによって、特に発明材料のコーティングの多孔性を増大させることによって、低誘電率の発明材料を開発することである。   The object of the present invention is to develop inventive materials of low dielectric constant by appropriately modifying the microstructure of the inventive materials, in particular by increasing the porosity of the inventive material coating.

本発明は、摩滅又は摩損に対して及び環境アタックからの改善された保護のために、プラスチック又は重合基材にリン酸アルミニウムを主成分とする組成物の無機及び無機−有機複合体コーティングの使用に向けられる。   The present invention relates to the use of inorganic and inorganic-organic composite coatings of compositions based on aluminum phosphate on plastics or polymerized substrates for wear or abrasion and for improved protection from environmental attacks. Directed to.

特に、本発明は、プラスチック又は重合基材上に堆積される保護コーティングの構造及び特性を引き出すために利用される前駆体溶液の化学又は硬化可能なコーティング組成物に関する。   In particular, the present invention relates to chemical or curable coating compositions of precursor solutions that are utilized to derive the structure and properties of protective coatings deposited on plastics or polymerized substrates.

本発明の目的は、比較的低温硬化条件下で良好な接着性を有し、実質的に無機のコーティングを形成するために、Al、P、O及び他種を含有する前駆体化学を適合させることであった。   The object of the present invention is to adapt precursor chemistry containing Al, P, O and other species to form a substantially inorganic coating with good adhesion under relatively low temperature cure conditions. Was that.

本発明のさらなる目的は、コーティングの柔軟性及び強度を高めるために、実質的に無機コーティングにおいて、補足水、水酸基、有機物及び多少の硝酸塩又は他の塩類の存在を含むことである。   A further object of the present invention is to include the presence of supplemental water, hydroxyl groups, organics and some nitrates or other salts in the substantially inorganic coating to increase the flexibility and strength of the coating.

本発明のさらなる目的は、一般に、ストレスを最小限するための硬化条件を好適に適合させ、コーティングに他の機能性を追加するためにリン酸アルミニウム化合物を含有する硬化可能コーティング組成物に、所定の有機及び無機添加剤を追加することである。   It is a further object of the present invention to generally provide a curable coating composition containing an aluminum phosphate compound in order to suitably adapt the curing conditions to minimize stress and add other functionality to the coating. The addition of organic and inorganic additives.

本発明のさらなる目的は、実質的に無機又は本来無機−有機ハイブリッドである層のような接着促進下地層と、a)実質的に無機又は本来無機−有機ハイブリッドである層のようなバリア特性を改善する下地層のマイクロクラックをシールし、b)耐溶媒又はコーティングシステムの摩損を改善するために所定の無機又は有機添加剤を含む上層とを含む多層を用いることであり、多層システムの総膜厚は、約15ミクロン、好ましくは約10ミクロン、もっとも好ましくは約5ミクロンを超えない。   A further object of the present invention is to provide adhesion promoting underlayers such as layers that are substantially inorganic or inherently inorganic-organic hybrids, and a) barrier properties such as layers that are substantially inorganic or inherently inorganic-organic hybrids. Sealing a microcrack in the underlying layer to be improved, and b) using a multi-layer comprising a top layer containing certain inorganic or organic additives to improve solvent resistance or wear of the coating system, the total film of the multi-layer system The thickness does not exceed about 15 microns, preferably about 10 microns, and most preferably about 5 microns.

本発明のさらなる目的は、熱又はUV又はIR放射線又はマイクロ波処理で硬化可能な安定した噴霧可能な処方を開発することである。硬化は1以上の処理方法の単独又は組み合わせで機能させることができる。   A further object of the present invention is to develop a stable sprayable formulation that can be cured with heat or UV or IR radiation or microwave treatment. Curing can function by one or more of one or more treatment methods.

本発明のさらなる目的は、電磁放射の可視スペクトルに実質的に透明であるリン酸アルミニウムを主成分とするコーティングを開発することである。
本発明のさらなる目的は、耐久性のある親水性又は疎水性を促進するために、最上に有機層を堆積するか、硬化可能な処方に特定の有機添加剤を組み込むかのいずれかである。
A further object of the present invention is to develop a coating based on aluminum phosphate that is substantially transparent to the visible spectrum of electromagnetic radiation.
A further object of the present invention is either to deposit an organic layer on top or to incorporate specific organic additives into the curable formulation to promote durable hydrophilicity or hydrophobicity.

本発明のさらなる目的は、他の金属、セラミック、ガラス及び他のプラスチック材料に、プラスチック基材を結合する接着剤として、リン酸アルミニウムを主成分とするコーティング組成物を利用することである。   It is a further object of the present invention to utilize a coating composition based on aluminum phosphate as an adhesive for bonding plastic substrates to other metals, ceramics, glasses and other plastic materials.

本発明の目的の1つは、簡便な浸漬、回転、スプレー、ブラッシュ又はフローコーティングプロセスを用いて、薄く、気密な、微細構造的に高密度で、均一で、透明なコーティングとして、この発明材料コーティングを堆積するため方法を提供することである。   One of the objects of the present invention is that the material of the present invention as a thin, airtight, microstructurally dense, uniform, transparent coating using a simple dipping, rotating, spraying, brushing or flow coating process. A method is provided for depositing a coating.

本発明の目的は、湿気、光、ガス及び他の環境作用から粒子、ポリマー等を保護するために、発明材料コーティングを用いることである。
本発明の目的は、不活性ガス(例えば、酸素、窒素、水素)、化学的に活性なガス(例えば 水、二酸化炭素)、液体及び蒸気(例えば、香料、ファインケミカル、ガソリン)に対するバリア膜として発明材料を用いることである。
The object of the present invention is to use inventive material coatings to protect particles, polymers, etc. from moisture, light, gas and other environmental effects.
The object of the present invention is invented as a barrier film against inert gases (eg oxygen, nitrogen, hydrogen), chemically active gases (eg water, carbon dioxide), liquids and vapors (eg fragrances, fine chemicals, gasoline). The material is to be used.

本発明の目的は、室温及び高温での処理及び用益の間、ポリマー表面を保護することである。
本発明の目的は、限定されないが、かき傷抵抗力、耐摩耗性、高速粒子及び他の対象の衝撃から生じる損傷を含む機械的特性を改善することである。
The object of the present invention is to protect the polymer surface during processing and utility at room temperature and elevated temperature.
An object of the present invention is to improve mechanical properties including, but not limited to, scratch resistance, abrasion resistance, high velocity particles and damage resulting from impact of other objects.

本発明の目的は、宇宙ポリマーを、酸素、水素、窒素等の原子及び分子の高束のような低地球軌道環境から保護することである。
本発明の目的は、重合表面上の下塗り又は粘着促進剤として発明材料を用いることである。
The object of the present invention is to protect space polymers from a low earth orbit environment such as a high bundle of atoms and molecules such as oxygen, hydrogen, nitrogen and the like.
The object of the present invention is to use the inventive material as a primer or adhesion promoter on the polymerized surface.

本発明の目的は、表面欠陥を被覆及びポリマー表面における孔をシールするために発明材料を用いることである。
本発明の目的は、被覆ポリマー表面を平坦化することである。
The object of the present invention is to use the inventive material to cover surface defects and seal pores in the polymer surface.
The object of the present invention is to planarize the coated polymer surface.

本発明の目的は、被覆ポリマー表面で摩擦を低減することである。
本発明の目的は、ポリマー及び関連基材の静電防止膜として発明材料を用いることである。
An object of the present invention is to reduce friction at the coated polymer surface.
The object of the present invention is to use the inventive material as an antistatic film for polymers and related substrates.

本発明の目的は、誘電体層として発明材料コーティングを用いることである。
本発明の目的は、ポリマー等の基材における反射防止層として発明材料及び改質発明コーティングを用いることである。
The object of the present invention is to use an inventive material coating as the dielectric layer.
The object of the present invention is to use inventive materials and modified inventive coatings as antireflective layers in substrates such as polymers.

本発明の目的は、柔軟なディスプレイ構造の湿気及び酸素バリアとして発明材料コーティングを用いることである。
本発明の目的は、機械的損傷に対するバリアとして発明材料コーティングを用いることである。
The object of the present invention is to use the inventive material coating as a moisture and oxygen barrier for flexible display structures.
The object of the present invention is to use an inventive material coating as a barrier against mechanical damage.

本発明の目的は、重合等の材料の光学特性を適合させるために発明材料コーティングを用いることである。
本発明の目的は、ポリマー、熱可塑性物質及びその他材料を光分解から保護するために発明材料コーティングを用いることである。
The purpose of the present invention is to use inventive material coatings to adapt the optical properties of materials such as polymerization.
The object of the present invention is to use inventive material coatings to protect polymers, thermoplastics and other materials from photodegradation.

本発明の目的は、有害な微生物から保護するために発明材料コーティングを用いることである。
本発明の目的は、ポリマーからなる医療機器及び部品に発明材料コーティングを用いて、化学的及び物理的ダメージから保護することである。
The object of the present invention is to use inventive material coatings to protect against harmful microorganisms.
It is an object of the present invention to protect against chemical and physical damage by using inventive material coatings on medical devices and parts made of polymers.

本発明の目的は、高い無色透明性を有するバリアフィルム及びその製造方法を提供することである。
本発明の他の目的は、高い透明性を有する上記特性のバリアフィルムを提供することである。
The objective of this invention is providing the barrier film which has high colorless transparency, and its manufacturing method.
Another object of the present invention is to provide a barrier film having the above characteristics and having high transparency.

本発明の他の目的は、全体として膜厚を低減する上記特性のコーティング又はフィルムを提供することである。
本発明の他の目的は、約10〜約500nmの範囲の膜厚を有する上記特性のコーティング又はフィルムを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a coating or film of the above character which reduces the film thickness as a whole.
Another object of the present invention is to provide a coating or film of the above character having a film thickness in the range of about 10 to about 500 nm.

本発明の他の目的は、被覆重合柔軟基材がカールしない上記特性のコーティング又はフィルムを提供することである。
本発明の他の目的は、低摩擦性を有する上記特性のコーティング又はフィルムを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a coating or film of the above character in which the coated polymeric flexible substrate does not curl.
Another object of the present invention is to provide a coating or film of the above character having low friction.

本発明の他の目的は、低コストで製造することができる上記特性のコーティング又はフィルムを提供することである。
本発明の他の目的は、装置において必要なプラスチック又はポリマーの総量を低減する上記特性のコーティング又はフィルムを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a coating or film of the above character that can be produced at low cost.
Another object of the present invention is to provide a coating or film of the above character which reduces the total amount of plastic or polymer required in the device.

本発明の他の目的は、リサイクルの困難性を低減する上記特性のコーティング又はフィルムを提供することである。
本発明の他の目的は、電子レンジで使うことができる食物包装のために利用することができる上記特性のコーティング又はフィルムを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a coating or film of the above character which reduces the difficulty of recycling.
It is another object of the present invention to provide a coating or film of the above character that can be utilized for food packaging that can be used in a microwave oven.

本発明の他の目的は、マイクロ波ユニットで使うことができ、長い貯蔵寿命で依然として透明のままであることができる、食物を包装するために利用することができる上記特性のコーティング又はフィルムを提供することである。   Another object of the present invention is to provide a coating or film of the above character that can be used to package food that can be used in microwave units and can remain transparent with a long shelf life. It is to be.

本発明の他の目的は、バリアフィルムで包まれる内容物が所定の含水量を維持することができる上記特性のコーティング又はフィルムを提供することである。
本発明の他の目的は、バリアフィルムを高速度で生産することができる上記特性のコーティング又はフィルムを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a coating or film having the above-described characteristics that allows the contents wrapped by the barrier film to maintain a predetermined moisture content.
Another object of the present invention is to provide a coating or film of the above character which can produce a barrier film at high speed.

本発明の他の目的は、ポリマー表面を平坦化することができ、光の散乱を低減することに役に立つことができるコーティングを提供することである。
本発明の他の目的は、発明材料コーティングによって改善された重合基材を電子又は光電式装置に提供することであり、それは先行技術の問題を避けることができるか、少なくとも低減させることができる。
Another object of the present invention is to provide a coating that can planarize the polymer surface and can help reduce light scattering.
Another object of the present invention is to provide an electronic or photoelectric device with an improved polymeric substrate by inventive material coating, which can avoid or at least reduce the problems of the prior art.

発明の目的は、発明材料の前駆体溶液中で添加物を分散させることによって、固体基材上で、機能性コーティング、好ましくは電気的導電性又は磁性コーティングを提供することである。   The object of the invention is to provide a functional coating, preferably an electrically conductive or magnetic coating, on a solid substrate by dispersing additives in a precursor solution of inventive material.

本発明の目的は、固体基材上に発明材料コーティング及び固体基材上に分散された電気的導電性金属酸化物コーティングを用いることにより、改善された航空機の透明度を提供することである。   It is an object of the present invention to provide improved aircraft transparency by using an inventive material coating on a solid substrate and an electrically conductive metal oxide coating dispersed on the solid substrate.

本発明の目的は、保護および粘着促進層を航空機透明度に与えることである。
従って、本発明は、無機、有機−無機複合体又は無機優勢の組成物である材料を開発することに関するものである。特定の実施形態において、粉末、バルク、ファイバーで及びコーティングとして用いることができる多くの適用において有用とすることができるリン酸アルミニウムを主成分とする材料である。本発明は、限定されないが、プラスチック、ポリマー、金属、合金、セラミック、シリコン、炭化ケイ素、クォーツ、サファイア、ガラス及び他の基材材料を含む、種々の固体基材上でのリン酸アルミニウムを主成分とするコーティングの適用に関する。本発明は、限定されないが、高温処理、UV放射線、湿気及びその他を含む、種々の暴露状況下で、リン酸アルミニウムを主成分とする材料コーティングによって、金属又は他の反射表面の反射のような表面上の特性を保持することに関する。
The object of the present invention is to provide aircraft transparency with a protective and adhesion promoting layer.
Accordingly, the present invention relates to developing materials that are inorganic, organic-inorganic composites or inorganic dominant compositions. In certain embodiments, it is a material based on aluminum phosphate that can be useful in many applications that can be used in powder, bulk, fiber and as a coating. The present invention is primarily based on aluminum phosphates on a variety of solid substrates including, but not limited to, plastics, polymers, metals, alloys, ceramics, silicon, silicon carbide, quartz, sapphire, glass and other substrate materials. The application of the coating as a component. The present invention is not limited to such as reflection of metals or other reflective surfaces with a material coating based on aluminum phosphate under various exposure conditions, including but not limited to high temperature processing, UV radiation, moisture and others. It relates to maintaining the properties on the surface.

本発明は、種々の基材上でのガス、水及び他の流体の拡散に対するバリアコーティングとして、リン酸アルミニウムを主成分とするコーティングを適用すること関する。本発明は、狭い隙間及び不均一な表面(例えば、半導体装置及び光学層)からなる構造を有するシステムでのスピンオンガラス(SOG)材料として、リン酸アルミニウムを主成分とする前駆体溶液を使用すること関するものとすることもできる。本発明は、一般に、リン酸アルミニウムを主成分とする材料組成物を利用しているポリマー又はプラスチック固体基材の表面処理又はコーティングに関する。本発明は、ポリマー及び他のタイプの材料の間で粘着力を向上させる方法に関するものである。   The present invention relates to applying a coating based on aluminum phosphate as a barrier coating against the diffusion of gases, water and other fluids on various substrates. The present invention uses a precursor solution based on aluminum phosphate as a spin-on glass (SOG) material in a system having a structure consisting of narrow gaps and non-uniform surfaces (eg, semiconductor devices and optical layers). It can also be related. The present invention relates generally to the surface treatment or coating of polymer or plastic solid substrates utilizing a material composition based on aluminum phosphate. The present invention relates to a method for improving adhesion between polymers and other types of materials.

ひとつには、本発明は、基材及びその上のコーティング成分を含む構成された(configured)複合体に向けることができる。コーティング成分は、約0.5以下:約1、約10:約1、約20:約1、あるいは、約25:約1の範囲とすることができるアルミニウム対リン比からなるリン酸アルミニウム化合物を含むことができる。そのような複合体は、提供される構成に対して実質的に垂直な軸について配置させることができる。   In part, the present invention can be directed to a configured composite comprising a substrate and coating components thereon. The coating component comprises an aluminum phosphate compound having an aluminum to phosphorus ratio that can range from about 0.5 or less: about 1, about 10: about 1, about 20: about 1, or about 25: about 1. Can be included. Such a composite can be positioned about an axis that is substantially perpendicular to the configuration provided.

特定の実施形態では、基体は、そのようなコーティング成分を有するその複合体が、その後製品を製造するためにスプールに巻付け及び/又は巻いていないとすることができるように、形態的に柔軟とすることができる。従って、当該技術分野で理解されるように、そのような基材は、金属、金属合金及びプラスチックから選択することができる。ある実施形態では、そのような金属基材は、ステンレス鋼及びブラシ研磨のステンレス鋼から選択することができる。にもかかわらず、ここ以外の他で記載されるように、本発明のコーティング成分(component)は、可視スペクトルで実質的に透明とすることができ、及び/又は複合体に虹色外観を提供することができる。あるいは、そのようなコーティング成分は、複合体に抗菌性の機能を提供するために、1以上の添加成分又は剤を含むことができ、そのような剤は、本発明を認識する当業者によって理解されるようなものである。さらに、ここで記載されるように、機能又は作用は、基材とコーティング成分との間に、層間成分のような1以上の中間成分を介在させることによって誘導することができる。   In certain embodiments, the substrate is morphologically flexible so that the composite with such a coating component can then be unwound and / or unwound on a spool to produce a product. It can be. Thus, as understood in the art, such a substrate can be selected from metals, metal alloys and plastics. In certain embodiments, such metal substrates can be selected from stainless steel and brushed stainless steel. Nevertheless, as described elsewhere, the coating components of the present invention can be substantially transparent in the visible spectrum and / or provide an iridescent appearance to the composite. can do. Alternatively, such coating components can include one or more additive components or agents to provide the composite with an antimicrobial function, such agents understood by those skilled in the art who recognize the present invention. It is like that. Further, as described herein, function or action can be induced by interposing one or more intermediate components, such as interlayer components, between the substrate and the coating component.

特定の他の実施形態では、基材は、ポリカーボネート及び/又はその共重合体、ポリイミド及び/又はその共重合体、ポリエステル及び/又はその共重合体の1以上からなるプラスチック材料を含むことができる。限定されることなく、そのような重合材料の他のものはここ以外で記載されており、本発明を認識する当業者によって理解されるであろう。基材の同一性にかかわらず、コーティング成分は、湿気、ガス及び/又は他の浸透物に対して浸透性バリアを提供することができる。あるいは、有機溶媒の悪影響に関して、プラスチック基材に対して、そのような成分は、保護機能を提供することができる。基材が提供する機能的な利益にかかわらず、複合体にさらなる機能的な利益を与えるために、上層成分を、コーティング成分の上又は上方に堆積することができる。ここ以外で記載されているように、基材の同一性及びコーティング成分の種々の組成の観点によって、コーティング成分は、約1230cm−1での赤外スペクトルにおいて放射線を吸収する構造部分を含むものとして確認することができる。 In certain other embodiments, the substrate may comprise a plastic material comprising one or more of polycarbonate and / or copolymer thereof, polyimide and / or copolymer thereof, polyester and / or copolymer thereof. . Without limitation, other such polymeric materials are described elsewhere herein and will be understood by one of ordinary skill in the art to recognize the present invention. Regardless of the identity of the substrate, the coating component can provide a permeable barrier to moisture, gases and / or other permeates. Alternatively, with respect to the adverse effects of organic solvents, such components can provide a protective function for plastic substrates. Regardless of the functional benefit provided by the substrate, an upper layer component can be deposited on or over the coating component to provide additional functional benefits to the composite. As described elsewhere, depending on the identity of the substrate and the various compositional aspects of the coating component, the coating component includes a structural portion that absorbs radiation in the infrared spectrum at about 1230 cm −1. Can be confirmed.

特定の他の実施形態では、基材成分は、金属箔を含むことができる。限定されることなく、最終用途適用(およそ100ミル未満の)によって、そのような基材は必要な大きさにすることができる。そのような箔状の基材は、アルミニウム、ステンレス鋼、チタン、マグネシウム、ニッケルを主成分とする合金及び超合金から選択することができる。上記のように、そのような複合物は、種々の中間層成分及び上層成分をさらに含むことができる。例えば、限定されることなく、そのようなコーティング成分における金属上層成分は、鏡のような反射表面を提供することができ、種々の照明適用における使用のために、そのような複合物に利益を与える。   In certain other embodiments, the substrate component can include a metal foil. Without limitation, such substrates can be sized as required by end use applications (less than approximately 100 mils). Such a foil-like substrate can be selected from an alloy and a superalloy mainly composed of aluminum, stainless steel, titanium, magnesium and nickel. As noted above, such composites can further include various intermediate layer components and upper layer components. For example, without limitation, a metal top layer component in such a coating component can provide a reflective surface such as a mirror, benefiting such composites for use in a variety of lighting applications. give.

ひとつには、本発明は、多孔質の基材表面をシールするためにリン酸アルミニウムリン組成物を用いる方法を提供することもできる。そのような方法は、表面成分を含む基材を準備し、表面成分を、少なくとも1つのリン酸エステル部分を含むリン酸アルミニウムリン化合物を含有する組成物に接触させ、エステル部分の一部を少なくとも部分的に除去及び/又は酸化するために十分な温度及び時間で組成物を加熱することからなる。限定されることなく、そのような実施形態では、基材は、花崗岩、大理石、設計又は加工された石材、磁器、種々のセラミック材料から選択することができる。にもかかわらず、そのような方法は、約1000℃の温度まで実質的に熱的に安定な接触組成物で実質的に平坦化された表面成分を提供することができる。   For one thing, the present invention can also provide a method of using an aluminum phosphate phosphor composition to seal a porous substrate surface. Such a method provides a substrate comprising a surface component, contacting the surface component with a composition containing an aluminum phosphate phosphorous compound comprising at least one phosphate ester moiety, wherein at least a portion of the ester moiety is Heating the composition at a temperature and for a time sufficient to partially remove and / or oxidize. Without limitation, in such embodiments, the substrate can be selected from granite, marble, designed or engineered stone, porcelain, and various ceramic materials. Nevertheless, such a method can provide a substantially planarized surface component with a contact composition that is substantially thermally stable up to a temperature of about 1000 ° C.

特定の実施形態において、そのような組成物は、表面の構成要素にスプレーすることができる。特定の用途又は処理条件によって、そのような組成物は、少なくとも1つの水溶性担体成分、非水性単体成分及びエアロゾル噴霧体を含むことができる。そのような成分は、本発明を認識する当業者によって理解されるであろう。本発明のより幅広い観点の範囲内で意図されるように、そのような方法は、種々のキッチン用途及びカウンター、バスルームカウンター及び設備、床及び壁のタイル部材とともに使うことができ、そのような組成物は、そのような物品の製造の間かまたはその後にそれらに適用することができる。   In certain embodiments, such compositions can be sprayed onto surface components. Depending on the particular application or processing conditions, such compositions can include at least one water-soluble carrier component, a non-aqueous elemental component, and an aerosol spray. Such components will be understood by those skilled in the art who recognize the present invention. As contemplated within the broader aspects of the present invention, such methods can be used with a variety of kitchen applications and counters, bathroom counters and equipment, floor and wall tile members, such as The compositions can be applied to them during or after manufacture of such articles.

オーブン等のようなキッチン用途で使われるエナメル表面は、アルミノホウケイ酸塩が混合された種々のアルカリとの化学的な複合体であり、種々の食物化学物質で化学反応に影響されやすい。反応生成物は強力に表面に接着し、本来有毒である強力な洗浄液(苛性処理)を必要として、簡単に除去することができない。そのうえ、表面は、除去することが困難な粒子の機械的な結合を引き起こすある程度の多孔性を有する。表面処理に対する解決策は、安定で、不活性で、低表面エネルギーのシーリング作用を与える低コスト溶液がないために試みられていない。シールコートとしての発明材料膜の使用は、この適用のために鍵となる革新に相当する。   Enamel surfaces used in kitchen applications such as ovens are chemical complexes with various alkalis mixed with aluminoborosilicate and are susceptible to chemical reactions with various food chemicals. The reaction product strongly adheres to the surface and requires a strong cleaning solution (caustic treatment) that is inherently toxic and cannot be easily removed. Moreover, the surface has a degree of porosity that causes mechanical bonding of particles that are difficult to remove. No solution to surface treatment has been attempted due to the lack of a low cost solution that provides a stable, inert, low surface energy sealing action. The use of inventive material films as seal coats represents a key innovation for this application.

オーブン空洞適用に対して、焼き付けられた食物は、洗浄するのが困難であり、エナメル面に機械的に結合しないようにするために、発明材料コーティングによって少なくとも50%まで表面の多孔性を低減することが必要である。さらに、エナメルの表面エネルギーを低減することで洗浄を容易にし、テフロン(登録商標)被覆の焦げ付かないフライパンを使うことに似ている。35ダイン/cm未満の表面エネルギーは、この種の適用に望まれる。   For oven cavity applications, the baked food is difficult to clean and reduces surface porosity by at least 50% with an inventive material coating to avoid mechanical bonding to the enamel surface. It is necessary. In addition, reducing the surface energy of enamel facilitates cleaning and is similar to using a non-stick frying pan with a Teflon coating. A surface energy of less than 35 dynes / cm is desired for this type of application.

エナメルクーポン及びセラミックタイルの研究では、サブミクロン厚のコーティングでセラミック又は金属表面を十分にコーティングする発明材料のコーティング能を示している。機械的結合が、エナメル面の比較的ラフな表面の形態を有するため、この適用に対する主な関心であると考えられる。発明材料の比較的不活性な表面化学作用は、オーブンでの高温で種々の食品材料と相互作用して安定していることが予想される。   Enamel coupons and ceramic tile studies have shown the coating ability of inventive materials to sufficiently coat ceramic or metal surfaces with sub-micron thick coatings. Mechanical bonding is considered to be the main concern for this application because it has a relatively rough surface morphology of the enamel surface. The relatively inert surface chemistry of the inventive material is expected to be stable by interacting with various food materials at high temperatures in the oven.

食品加工装置は、深刻な健康問題に変化し得るバクテリア/生物膜の付着及び成長の源となる。細菌付着の理由のうち1つは、機械的結合によって生物膜構造を助長する表面の粗さである。もう1つは、湿気の存在である。細菌付着の双方の源は、発明材料コーティング及び有機疎水性層を伴う発明材料コーティングを使って除くことができる。このように、抗細菌コーティングは、発明材料コーティングを用いて、電解研磨レベルにまで金属表面仕上げを、例えば、5倍(by a factor of 5)に低減することによって形成することができる。発明材料コーティングは、低温加工された(cryomachined)表面(in-latheスプレーコーティング及びIRランプ)のために用いることもできる。発明材料は、また、レンズ及びガラス鏡の摩滅抵抗コーティングとして用いることができる。   Food processing equipment is a source of bacterial / biofilm adhesion and growth that can turn into a serious health problem. One reason for bacterial attachment is the roughness of the surface that promotes biofilm structure by mechanical bonding. The other is the presence of moisture. Both sources of bacterial adhesion can be eliminated using inventive material coatings and inventive material coatings with organic hydrophobic layers. Thus, an anti-bacterial coating can be formed using an inventive material coating by reducing the metal surface finish to an electropolishing level, for example, by a factor of 5. Inventive material coatings can also be used for cryomachined surfaces (in-lathe spray coatings and IR lamps). Inventive materials can also be used as abrasion resistant coatings on lenses and glass mirrors.

発明材料は、ポリエステル及び他の食品包装プラスチック基材上のこびりつかないコーティングとして機能させることができる。以下で議論されるように、ロール−ロールコーティングプロセスは、被覆された製品の高いスループットを成し遂げるためにフラッシュ硬化とともに利用することができる。   Inventive material can function as a non-stick coating on polyester and other food packaging plastic substrates. As discussed below, the roll-roll coating process can be utilized with flash curing to achieve high throughput of the coated product.

本発明のもう1つの実施形態は、低表面のエネルギー層(例えば、発明材料コーティング層上の有機金属シラン、フルオロシラン、有機分子又はポリマー)を使うことである。この表層は、限定されないが、調理温度で食物から糊塗様の残渣の形成を低減又は消失させることを含むいくつかの方法を助長することができる。これらのオーバーコートは、スプレー技術によって非常に簡単に再度適用することができる。   Another embodiment of the present invention is to use a low surface energy layer (eg, organometallic silane, fluorosilane, organic molecule or polymer on the inventive material coating layer). This surface layer can facilitate several methods including, but not limited to, reducing or eliminating the formation of glue-like residues from food at cooking temperatures. These overcoats can be reapplied very easily by spray technology.

本発明のもう1つの実施形態は、商業的又は家庭での適用のために、スプレー製品としての発明材料の使用である。
技術的な障害は、スプレー製剤を使って目標とされる膜厚(50〜500nm)で均一な適用をもたらすことが重要である。大部分の商業的なスプレーコーティングは比較的厚く(数ミル)、プロセスは、高品質薄膜を形成するのに適さない。適切な水性製剤(それは安全性及び環境の理由のために好まれる)を開発することは、アルコール製剤よりさらに困難である。アルコール系前駆体の利用に関連する多くの危険、毒性、引火性、廃棄物が軽減されるであろう。水性製剤は、適切な濡れ特性を与えず、水性製剤の保存安定性は低い。
Another embodiment of the present invention is the use of the inventive material as a spray product for commercial or home applications.
It is important that technical obstacles result in uniform application at the targeted film thickness (50-500 nm) using spray formulations. Most commercial spray coatings are relatively thick (several mils) and the process is not suitable for forming high quality thin films. Developing a suitable aqueous formulation, which is preferred for safety and environmental reasons, is even more difficult than an alcohol formulation. Many risks, toxicity, flammability and waste associated with the use of alcoholic precursors will be mitigated. Aqueous formulations do not provide adequate wetting properties and the aqueous formulations have poor storage stability.

本発明のもう1つの実施形態は、適切なスプレー製剤を開発する前駆体の改変である。エアゾール技術は、種々の環境とユーザーに非常に適している。連続的な、サブミクロン厚の堆積は、先行技術に対する我々の最大の挑戦である。さらに、溶媒及び添加剤、表面カバレージ及び濡れに基づいて変化するであろう原子化パラメータが、基材ごとに変化するであろう。   Another embodiment of the invention is a modification of the precursor to develop a suitable spray formulation. Aerosol technology is very suitable for various environments and users. Continuous, sub-micron thick deposition is our biggest challenge to the prior art. Furthermore, atomization parameters that will change based on solvent and additives, surface coverage and wetting will vary from substrate to substrate.

本発明の他の実施形態例は、水系又は水−エタノール混合液系の発明材料の溶液の開発である。濡れ特性は、還流によってポリマー鎖長を増大することにより、前駆体溶液の重合特性を高めることによって改善することができる。さらに濡れ性を改善するために、市販の界面活性剤の少量(2重量%未満)及び/又は水/アルコール溶媒の混合物を用いることができる。有用な界面活性剤は水の表面張力を下げるが、硬化の間、前駆体と化学的適合性を有する(溶媒除去の容易)。上質のコーティングは、アルコール溶液の既知のエアゾール技術で、限定されないが、エナメル、ステンレス鋼、ガラス、セラミック及びポリマーを含む固体基材に適用することができる。   Another exemplary embodiment of the present invention is the development of a solution of the inventive material in an aqueous or water-ethanol mixture. Wetting properties can be improved by increasing the polymer chain length by refluxing, thereby increasing the polymerization properties of the precursor solution. In order to further improve the wettability, a small amount of commercially available surfactant (less than 2% by weight) and / or a mixture of water / alcohol solvent can be used. Useful surfactants reduce the surface tension of water, but are chemically compatible with the precursor during curing (ease of solvent removal). Fine coatings can be applied to solid substrates including, but not limited to, enamel, stainless steel, glass, ceramics and polymers with known aerosol techniques of alcohol solutions.

また、本発明は、炭化ケイ素の光学部品の表面を加工するために、安価で、迅速なプロセスを提供することができる。この新たなプロセスは、SiCの種々のタイプに適しており、製造技術にかかわらず、宇宙、地上の光学システムのためにSiC表面を平坦化するために用いることができる。リン酸アルミニウム及び二酸化ケイ素間の低溶融共晶のために、発明材料コーティングは、基材との反応によって、SiC表面を平坦化することができる。   The present invention also provides an inexpensive and rapid process for processing the surface of silicon carbide optical components. This new process is suitable for various types of SiC and can be used to planarize SiC surfaces for space and ground optical systems, regardless of manufacturing technology. Due to the low melting eutectic between aluminum phosphate and silicon dioxide, the inventive material coating can planarize the SiC surface by reaction with the substrate.

発明材料の薄膜の使用は、単独で又は反応メカニズムによって、SiC反射を平坦化するために、コスト及び必要な時間を低減することに関して、現在の表面仕上技術において相当改善することができる。焼結SiCの小片の表面粗さは、約0.5工数の投資によって、100倍(1μmのダイヤモンド研磨材表面の2.7nmのrms粗さへの研磨)以上低減した。さらに、発明材料の薄いコーティングは、反応メカニズムに頼ることなく、他の非光学的基材と同様にアルミニウム鏡又は銀鏡の表面を平坦化するのに用いることができる。   The use of a thin film of inventive material can be a significant improvement in current surface finishing techniques in terms of reducing cost and time required to planarize SiC reflections, either alone or by reaction mechanism. The surface roughness of the sintered SiC piece was reduced by 100 times (polishing to a 2.7 nm rms roughness of the 1 μm diamond abrasive surface) by an investment of about 0.5 man-hours. Furthermore, a thin coating of inventive material can be used to planarize the surface of an aluminum or silver mirror, as well as other non-optical substrates, without resorting to reaction mechanisms.

表面仕上げプロセスに基づく発明材料の長所は、以下のようである。
・平滑面(10nmのrms粗さ未満)を達成するために実質的に低コスト、
・光学品質仕上げを製造するために必要な時間の低減、
・最終的な使命にかかわらず、多くのセラミック及び金属の光学システムへの適用可能性、
・ 処理装置の相当の投資が光学的品質の仕上げを達成するために必要でないであろう、
・発明材料の堆積方法が非常に簡便で汎用性がある。コーティングを製造するために用いられる前駆体溶液は低粘度であり、透明で、安定で(貯蔵寿命が何年も延びる)、浸漬及びスピンコーティング法に適する、
・得られる表面は事実上ガラス質であり、従来又はMRF系の仕上げ技術がさらに表面粗さを低減するために用いることができる。
The advantages of the inventive material based on the surface finishing process are as follows.
Substantially lower cost to achieve a smooth surface (less than 10 nm rms roughness),
Reducing the time required to produce optical quality finishes,
-Applicability to many ceramic and metal optical systems, regardless of ultimate mission,
No significant investment in processing equipment would be necessary to achieve an optical quality finish,
-The deposition method of the inventive material is very simple and versatile. The precursor solution used to make the coating is low viscosity, transparent, stable (extending shelf life) and suitable for dip and spin coating methods.
The resulting surface is glassy in nature and conventional or MRF-based finishing techniques can be used to further reduce surface roughness.

このように、本発明は、限定されないが、SiC及び窒化シリコンのようなセラミックの優れた機械的及び熱的特性を利用しながら、ガラス鏡のために使用される同様の方法で仕上げすることができる発明材料膜の熱処理を経て又は直接的な堆積を経て、セラミック表面に硝子層を得る機会を与える。   Thus, the present invention can be finished in a similar manner used for glass mirrors while taking advantage of the superior mechanical and thermal properties of ceramics such as, but not limited to, SiC and silicon nitride. An opportunity to obtain a glass layer on the ceramic surface through heat treatment of the inventive material film that can be done or through direct deposition.

いずれかの理論にとらわれることを望まなければ、炭化ケイ素上の発明材料コーティングは、高温アニールにアルミノホスホシリケートガラスの形成を促進すると思われる。先行技術から、1400℃で溶融する70mol%のSiOでのAlPO−SiOシステムの共晶があることが知られている。1400℃でのアニールの後、焼結SiC上に適用された発明材料のコーティングはガラス質相を形成するようである。いずれかの理論にとらわれることを望まなければ、SiCのSiOへの酸化は、反応相を形成するために二酸化ケイ素を与えると思われる。その表面上の相は、ガラス質となるようであり、結晶質の形状を欠いている。光学顕微鏡下及びSEMによる表面の評価で、表面が最初の基材又はコーティングしていないアニールされたサンプルよりもかなりなめらかであることは、明瞭である。 Without wishing to be bound by any theory, the inventive material coating on silicon carbide appears to promote the formation of aluminophosphosilicate glass upon high temperature annealing. From the prior art it is known that there is an eutectic of the AlPO 4 —SiO 2 system with 70 mol% of SiO 2 melting at 1400 ° C. After annealing at 1400 ° C., the inventive material coating applied on the sintered SiC appears to form a vitreous phase. Without wishing to be bound by any theory, the oxidation of SiC to SiO 2 appears to give silicon dioxide to form the reaction phase. The phase on the surface appears to be glassy and lacks a crystalline shape. It is clear that the surface is considerably smoother than the initial substrate or uncoated annealed sample under an optical microscope and evaluation of the surface by SEM.

ヘキソロイ(Hexoloy)SiCは、1μmのダイヤモンドスラリーで研磨され1〜3μmのオーダーで表面仕上げされたものである。ヘキソロイSAは99%純粋な焼結SiCである。ヘキソロイはCVDによるSiCと比較して、幾分多孔質であり、これらの孔は発明材料コーティングで有効にシールされた。この基材は、コーティングしていないサンプルとともに、被覆され、熱処理された。熱処理後、被覆サンプルは高反射率を有し、平滑な表面を示す。AFMの測定で、被覆サンプルのrms粗さは、約2.7nmに低減していた。コーティングせず、アニールし、仕上げした表面は、非常に粗く、比較的多孔質の表面形態を維持した。最初の研磨、コーティングの工程及び熱処理がなければ、約0.5工数を要する。(この場合、(1μmダイヤモンド研磨剤で)研磨した炭化ケイ素基材を超音波で洗浄し、発明材料溶液でディップコートし、次いで実験炉で熱処理した。)いずれかの理論にとらわれることを望まなければ、発明材料中に存在するリン酸アルミニウムは、炭化ケイ素の酸化から形成された二酸化ケイ素と反応すると思われる。さらに、冷却後、クラックは観察されず、ガラスがSiC基材に比較的良好なCTEマッチを示している。    Hexoloy SiC is polished with 1 μm diamond slurry and surface-finished on the order of 1 to 3 μm. Hexoloy SA is 99% pure sintered SiC. Hexoroy was somewhat porous compared to SiC by CVD, and these pores were effectively sealed with the inventive material coating. This substrate was coated and heat treated with the uncoated sample. After heat treatment, the coated sample has a high reflectivity and exhibits a smooth surface. As measured by AFM, the rms roughness of the coated sample was reduced to about 2.7 nm. The uncoated, annealed and finished surface maintained a very rough and relatively porous surface morphology. Without the initial polishing and coating steps and heat treatment, about 0.5 man-hours are required. (In this case, the polished silicon carbide substrate (with 1 μm diamond abrasive) was ultrasonically cleaned, dip coated with the inventive material solution, and then heat treated in a laboratory furnace.) It should not be bound by any theory For example, the aluminum phosphate present in the inventive material appears to react with silicon dioxide formed from the oxidation of silicon carbide. Furthermore, after cooling, no cracks are observed, and the glass shows a relatively good CTE match to the SiC substrate.

加えて、発明材料は、高温での酸化からのSiCの優れた保護を可能にした。重量増加の実質的な低減が、1400℃まで100時間暴露した後、得られたままの炭化ケイ素と比較してコーティングされた材料に観察された。シリコンを発明材料に取り込むことにより、アルミノシリケートホスフェートガラス組成物を形成するためのシリコン源として機能するかもしれない。高温アニールの後、リンの若干の損失が観察されたが、表面は、環境保護を付与するために良好にシールされたようである。改変された方法では、CVDを含む公知のいずれかの方法によって、まずSiCコーティングを堆積し、次いで上述した発明材料で表面を処理することによって、他の基材にも用いることができる。高温での用途で使用されるC/C及びC/SiC複合体は、酸化に対する保護が必要である。そのような処理は、これら及び他の非酸化及び酸化複合体システムの保護を高めるとみなすことができる。   In addition, the inventive material allowed excellent protection of SiC from oxidation at high temperatures. A substantial reduction in weight gain was observed in the coated material compared to the as-obtained silicon carbide after exposure to 1400 ° C. for 100 hours. By incorporating silicon into the inventive material, it may function as a silicon source to form an aluminosilicate phosphate glass composition. After high temperature annealing, some loss of phosphorus was observed, but the surface appears to be well sealed to provide environmental protection. The modified method can be used on other substrates by first depositing a SiC coating and then treating the surface with the inventive material described above by any known method including CVD. C / C and C / SiC composites used in high temperature applications need protection against oxidation. Such treatment can be viewed as enhancing the protection of these and other non-oxidative and oxidative complex systems.

本発明は、有機ポリマーコーティング及び酸化物層を生じさせるか又は生じさせないかもしれない金属表面の間で良好な粘着力を促進するために用いることができる。ホスファート及びアルミナート基は、金属表面で金属原子と共有結合することができる。また、本発明のコーティング組成物は、有機物及びポリマーとの結合を改善するために、少なくとも他の有機物又は有機シラン又は有機リン酸塩の上層を含むかもしれない。あるいは、有機樹脂と結合することができる少なくとも1つの反応性部位を有する他の有機物又は有機シラン又は有機リン酸塩の層が、他の上層として別個に適用されるかもしれない。本発明は、特に比較的不活性な金属表面(貴金属表面、例えば、金、銀、プラチナ、パラジウム、イリジウム、レニウム、ルテニウム及びオスミウム等)と有機ポリマーコーティングとの間で粘着性を促進する発明材料の界面を提供するために役立つ。発明材料コーティングの粘着力促進効果は、金属−ポリマー材に限定されない。これは、同様に金属−セラミック、セラミック−ポリマー、ガラス−ポリマー、ガラス−セラミック、セラミック−ガラス、セラミック−セラミック及び他のシステムを含むことができる。   The present invention can be used to promote good adhesion between metal surfaces that may or may not produce an organic polymer coating and an oxide layer. Phosphate and aluminate groups can be covalently bonded to metal atoms at the metal surface. In addition, the coating composition of the present invention may include an upper layer of at least another organic substance or an organic silane or an organic phosphate in order to improve the bonding between the organic substance and the polymer. Alternatively, another organic or organic silane or organophosphate layer having at least one reactive site capable of binding with the organic resin may be applied separately as the other top layer. Inventive material that promotes adhesion between a relatively inert metal surface (such as noble metal surfaces such as gold, silver, platinum, palladium, iridium, rhenium, ruthenium and osmium) and an organic polymer coating. To provide an interface. The adhesion promoting effect of the inventive material coating is not limited to metal-polymer materials. This can include metal-ceramic, ceramic-polymer, glass-polymer, glass-ceramic, ceramic-glass, ceramic-ceramic and other systems as well.

また、本発明は、ステンレス鋼等の表面上の虹色、非虹色、曇り防止、高反射(高反射率)のコーティングに関する。1ミクロン未満の膜厚のステンレス鋼上の酸化防止コーティングは、コーティングされた層に対する基材の屈折率の違いのために、虹色の色を示す。ステンレス鋼上の発明材料のアモルファスリン酸アルミニウムの薄膜コーティングは、高温で酸化に対して有効であり、よって、曇りを防止する。また、それらは、被覆された金属表面の反射性を維持するか、改善する。このコーティングは、また、物品上に装飾的なコーティングとして利用することができる虹色を示す。いずれかの理論に拘束されることを望まなければ、発明者は、コーティングにおいて観察される虹色がコーティングの化学作用、厚み及び均一性に依存すると考えている。   The present invention also relates to a rainbow-colored, non-rainbow-colored, anti-fogging, and highly reflective (high reflectance) coating on a surface such as stainless steel. Antioxidant coatings on stainless steel with a thickness of less than 1 micron exhibit an iridescent color due to the difference in refractive index of the substrate relative to the coated layer. Inventive material amorphous aluminum phosphate thin film coating on stainless steel is effective against oxidation at high temperatures, thus preventing fogging. They also maintain or improve the reflectivity of the coated metal surface. This coating also exhibits an iridescent color that can be utilized as a decorative coating on the article. Without wishing to be bound by any theory, the inventor believes that the iridescence observed in the coating depends on the chemistry, thickness and uniformity of the coating.

発明のコーティング材料は、薄いコーティングのために反射率、光彩、光沢及び他の光学的効果を改変するために、アンダーコート及びオーバーコートとともに、用いることができる。アンダーコートとして、3又は4価のリン原子を含むいずれのリン材をも用いることができる。リン化合物は、有機又は無機のいずれでもよい。有機リン酸塩は、有機亜リン塩に限定されず、例えば、リン酸塩、ホスホン酸塩、水素亜リン酸塩、水素リン酸塩、ポリリン酸塩、ポリホスホン酸塩、リン酸エステル類、亜リン酸エステル類、ホスフィン、アルキルクロロホスフィン、クロロホスフェート及びそれらの混合物とすることができる。無機リン酸塩は、限定されないが、例えば、金属リン酸塩、適当な溶媒と混合されたリン酸、五酸化リン溶液、ハロゲン化リン、リン及びそれらの混合物とすることができる。オーバーコートは、有機又は無機又はハイブリッドコーティングとすることができる。有機オーバーコート層は、限定されないが、有機分子又はポリマーの自己アセンブリ単分子層とすることができる。また、シラン系コーティングは、オーバーコートとして用いることができる。発明材料自体、アンダー及びオーバーコートとして機能することができる。また、発明材料コーティングは、有機又は無機添加剤を含むことができる。無機添加剤は、限定されないが、シリコン、鉄、亜鉛及びマンガン及び/又はそれらの混合物等の金属イオンとすることができる。ナノ結晶質酸化物は、限定されないが、例えば、酸化亜鉛、酸化チタン及びそれらの混合物とすることができる。   The inventive coating material can be used with undercoats and overcoats to modify reflectivity, glow, gloss, and other optical effects for thin coatings. As the undercoat, any phosphorus material containing trivalent or tetravalent phosphorus atoms can be used. The phosphorus compound may be either organic or inorganic. The organic phosphate is not limited to an organic phosphite. For example, phosphate, phosphonate, hydrogen phosphite, hydrogen phosphate, polyphosphate, polyphosphonate, phosphate esters, Phosphate esters, phosphines, alkyl chlorophosphines, chlorophosphates and mixtures thereof can be used. Inorganic phosphates can be, but are not limited to, for example, metal phosphates, phosphoric acid mixed with a suitable solvent, phosphorus pentoxide solution, phosphorus halides, phosphorus and mixtures thereof. The overcoat can be an organic or inorganic or hybrid coating. The organic overcoat layer can be, but is not limited to, a self-assembled monolayer of organic molecules or polymers. The silane-based coating can be used as an overcoat. The inventive material itself can function as an under and overcoat. Inventive material coatings can also contain organic or inorganic additives. The inorganic additive can be a metal ion such as, but not limited to, silicon, iron, zinc and manganese and / or mixtures thereof. The nanocrystalline oxide can be, but is not limited to, for example, zinc oxide, titanium oxide, and mixtures thereof.

発明材料層は、有機テンプレート(例えば、ポリマー及び有機大分子)を用いる多孔性バルク材料として製造することができる。特に、高温半導体であり、熱的に安定な低k誘電体層を必要とする炭化ケイ素のために、設計された多孔性を有する発明材料を、低k誘電体として及びシリコン、ヒ化ガリウム及びその他の半導体のためのコーティングとして用いることができる。プロセスとしてのスピンオンガラス法を、有効な拡散バリアとして機能する発明材料層を堆積するために用いることができる。コーティングが良好な機械的特性を維持することができるように、発明材料の多孔性はナノスケールとなるように設計することができる。コーティング組成物における有機含量は、プロセスのためにクラックを最小にするだけでなく、層の強度を改善するのを助長するために改変することができる。   Inventive material layers can be manufactured as porous bulk materials using organic templates (eg, polymers and organic macromolecules). Especially for silicon carbide which is a high temperature semiconductor and requires a thermally stable low-k dielectric layer, the designed porous inventive material as a low-k dielectric and silicon, gallium arsenide and It can be used as a coating for other semiconductors. The spin-on glass process as a process can be used to deposit inventive material layers that function as effective diffusion barriers. The porosity of the inventive material can be designed to be nanoscale so that the coating can maintain good mechanical properties. The organic content in the coating composition can be modified not only to minimize cracking for the process, but also to help improve the strength of the layer.

発明材料コーティングを用いることにより、半導体、太陽電池、フレキシブルディスプレイで用いられるガラス、ポリマー及び他の関連基材の表面欠陥のシールを有効に達成することができる。さらに、発明材料コーティングは、酸素、湿気、ナトリウム及び他の環境要因の拡散に対するバリア層として機能することもできる。   By using the inventive material coating, sealing of surface defects of glass, polymers and other related substrates used in semiconductors, solar cells, flexible displays can be effectively achieved. In addition, the inventive material coating can also function as a barrier layer against diffusion of oxygen, moisture, sodium and other environmental factors.

また、半導体産業においてフォトブランクとして用いられる石英、ガラス及び他の基材上の欠陥をシールするために有用である。また、発明材料は、サブミクロンのスケールで、必要ならば化学的又は物理的方法を用いてエッチングすることができる。   It is also useful for sealing defects on quartz, glass and other substrates used as photo blanks in the semiconductor industry. Inventive materials can also be etched on a submicron scale using chemical or physical methods, if necessary.

スチール又は他の表面上の光彩ガラスコーティングは、表面の美的価値を高めることができる。金属表面上に被覆されたとき、発明材料は、虹色を示す。そのようなコーティングは、形状、サイン、部分標識化及び多くの他のものとして適用されるかもしれない。   A shiny glass coating on steel or other surfaces can enhance the aesthetic value of the surface. When coated on a metal surface, the inventive material exhibits an iridescent color. Such coatings may be applied as shapes, signs, partial labeling and many others.

溶液ベースのプロセスを用いてマイクロスケールレベルでの連続的なクラックのないコーティングを実現することは非常に困難な仕事である。ギャップを含む構造及び不均一な表面構造ではより困難である。先行技術では、そのようなコーティングは、半導体装置でケイ酸塩、ホウケイ酸塩及びリンケイ酸塩のスピンオングラスコーティングによって提供される。しかし、それらはクラック及びナトリウム拡散のような欠点ならびに他の問題を有する。半導体産業では、既存のものを、製造コストを低減し、同等又は高い性能及び単一材料での複数の特性の組み合わせに置き換えることができる低コスト技術を探求している。   Realizing a continuous crack-free coating at the microscale level using a solution-based process is a very difficult task. More difficult with structures containing gaps and non-uniform surface structures. In the prior art, such coatings are provided by spin-on-glass coatings of silicate, borosilicate and phosphosilicate in semiconductor devices. However, they have drawbacks such as cracks and sodium diffusion and other problems. The semiconductor industry is exploring low-cost technologies that can replace existing ones with a combination of multiple properties in a single material that reduces manufacturing costs and is of equal or higher performance.

コーティングは、ナトリウム拡散を防止し又は制限するために十分厚く、気密であるとともに、クラックフリーでなければならない。双方の組合せは、ゾルゲルコーティング技術を使用して達成するのは困難である。コーティング技術の適当な改変及び発明のコーティング材料によって、これらの状況を達成することができる。コーティングは、コーティング上に多層フィルムを形成するために被覆基材を平坦化することができなければならない。コーティング材料は、高い絶縁破壊強度で安定していなければならない。連続的なカバレージ又は端部のコーティングを達成する際に問題を生じさせるかもしれない液体の表面張力機能を、適当な添加剤、発明材料及び改変発明材料前駆体の組成物、粘度及び濃度を用いることにより、最小限にするか、排除することができる。   The coating must be sufficiently thick, air tight and crack free to prevent or limit sodium diffusion. The combination of both is difficult to achieve using sol-gel coating techniques. These situations can be achieved by appropriate modification of the coating technology and the inventive coating materials. The coating must be able to planarize the coated substrate to form a multilayer film on the coating. The coating material must be stable with high breakdown strength. Using the appropriate additives, inventive materials and modified inventive material precursor compositions, viscosities and concentrations, the surface tension function of liquids that may cause problems in achieving continuous coverage or edge coating Can be minimized or eliminated.

発明材料は、限定されないが、石英、シリコン、炭化ケイ素、ヒ化ガリウム及び他の基材等の基材上のスピンオングラスコーティングとして用いることができる。発明材料コーティングは、限定されないが、絶縁、低誘電率、平坦化及びイオンバリア等、半導体装置上のコーティングにとって不可欠な特性を有する。同様のコーティングを、発明材料の強力な粘着性の性質のため、それらの表面化学にかかわりなく、いかなる種類の不均一性の表面に形成することができる。発明材料及びその改変前駆体は、コーティング厚及び方法によって、修正(conformal)コーティング及び平坦化コーティングの双方として用いることができる。発明材料コーティングは、必要ならば、より上質の表面を達成するために、MRF又はCMPのような他の平坦化技術を組み合わせることもできる。また、コーティングは、半導体装置を、取り扱い環境からナトリウム拡散に起因している問題から保護することができる。発明材料及び改変発明材料の前駆体は、スピンオングラス技術を用いて、流動可能なギャップ充填材料として用いることができる。このように発明材料は、流動可能なスピンオン絶縁体を製造するために用いることができる。スピンオングラス技術に基づいて、限定されないが、ファスナーのような複雑な形状を有する小さな製品を、溶媒、化学物質及び他の環境攻撃からの電解腐食(例えば、アルミニウムシャーシへのスチールファスナー)及び分解から保護するため、発明材料で被覆することができる。   Inventive materials can be used as spin-on-glass coatings on substrates such as, but not limited to, quartz, silicon, silicon carbide, gallium arsenide, and other substrates. Inventive material coatings have essential properties for coatings on semiconductor devices such as, but not limited to, insulation, low dielectric constant, planarization and ion barrier. Similar coatings can be formed on any kind of non-uniform surface regardless of their surface chemistry due to the strong tacky nature of the inventive materials. The inventive material and its modified precursors can be used as both conformal and planarization coatings, depending on the coating thickness and method. Inventive material coatings can also be combined with other planarization techniques, such as MRF or CMP, if desired, to achieve a better surface. Also, the coating can protect the semiconductor device from problems due to sodium diffusion from the handling environment. Inventive and modified inventive material precursors can be used as flowable gap-filling materials using spin-on-glass technology. Thus, the inventive material can be used to produce flowable spin-on insulators. Based on spin-on-glass technology, but not limited to small products with complex shapes such as fasteners from electrolytic corrosion (e.g., steel fasteners to aluminum chassis) and decomposition from solvents, chemicals and other environmental attacks. To protect, it can be coated with inventive material.

金属及びポリマーホイル基材は、ディスプレイ、光起電力装置、熱シールド及びその他を含む種々の適用で用いることができる。発明材料の熱的安定なコーティングを、望ましい特性を与えるために、これらの基材上に連続的に堆積することができる。発明のコーティング材料の多機能性は、安価な処理コスト及び高スループットで、先行技術材料に対して相当な利益を提供することができる。例えば、発明材料は、電気的絶縁性を与えて、平滑な表面を提供するために堆積することができる。これは、十分な平坦性を付与することを要求されるさらなるコーティング層を伴うアルミナ層を堆積するために、一般に用いられる高価なPVD又はCVDプロセスを回避する。食品包装産業に対して、発明材料は、連続的なロール−ロール法でプラスチック基材上に堆積することができ、食物がこびりつかない特性を与えることができる。また、発明材料は、食物包装材料に又はから拡散するガスに対して、適当なバリア特性を与える。   Metal and polymer foil substrates can be used in a variety of applications including displays, photovoltaic devices, heat shields and others. Thermally stable coatings of inventive materials can be continuously deposited on these substrates to provide desirable properties. The multifunctionality of the inventive coating material can provide significant benefits over prior art materials at low processing costs and high throughput. For example, the inventive material can be deposited to provide electrical insulation and provide a smooth surface. This avoids the expensive PVD or CVD process commonly used to deposit an alumina layer with an additional coating layer that is required to provide sufficient flatness. For the food packaging industry, the inventive material can be deposited on a plastic substrate in a continuous roll-roll process, giving the food non-stick properties. Inventive materials also provide suitable barrier properties against gases diffusing into or out of the food packaging material.

真空ベースのコーティングは、処理方法のために本質的にピンホール及び他の欠陥を含む。真空ベースの薄膜の発明材料コーティングは、これらの欠陥を取り除くことができ、コーティングのバリア特性を有効に増大させることができる。さらに、発明材料コーティングは、他のタイプのコーティングを製造するために平坦化テンプレートの働きをすることができる。   Vacuum-based coatings inherently contain pinholes and other defects due to the processing method. Inventive material coatings of vacuum-based thin films can eliminate these defects and can effectively increase the barrier properties of the coating. Furthermore, the inventive material coating can serve as a planarizing template to produce other types of coatings.

装置、特にマイクロ及びナノ流体装置は、ブロー成形、ディップ成形、フィルム挿入成形(FIM)、ガスアシスト成形、反応射出成形、レジントランスファー成形、回転成形、SF 成形、熱可塑性射出成形、真空アシスト成形、圧縮成形、延伸ブロー成形、熱成形、UV反応成形もしくはエンボス加工又は他の成形法によってプラスチック材料から成形される金型を用いる。これらの装置は、限定されないが、バイオメディカル装置、光学通信システム(一部の直径は1mm以下、許容誤差は1μm以下)及びその他のような種々の分野での適用を見出している。ナノ構造の表面を伴うマイクロ光学部品、完全な透明性及び摩擦に対する長期耐性を伴う大面積自動車ウインドウは、プラスチック加工技術の最先端である。マイクロ流体のラボオンチップ(lab-on-a-chip)システムは、臨床診断及び生命科学研究を含む多くの研究所の適用への大きな可能性を有する。全血及び他の体液のような実際の臨床試料の困難な要求を取り扱うために非常に適している種々の装置が開発されている。その装置は、定量及び半定量的な分析及び分離適用のための自己充足的な不動態使い捨て商品として独立型の適用で使うことができ、あるいは、それらは高度な器具システムの構成部品として用いることができる。   Devices, especially micro and nanofluid devices, include blow molding, dip molding, film insertion molding (FIM), gas assist molding, reaction injection molding, resin transfer molding, rotational molding, SF molding, thermoplastic injection molding, vacuum assist molding, A mold is used that is molded from a plastic material by compression molding, stretch blow molding, thermoforming, UV reaction molding or embossing or other molding methods. These devices find application in various fields such as, but not limited to, biomedical devices, optical communication systems (some diameters are 1 mm or less, tolerance is 1 μm or less) and others. Micro-optics with nanostructured surfaces, complete transparency and long-term automotive windows with long-term resistance to friction are at the forefront of plastic processing technology. Microfluidic lab-on-a-chip systems have great potential for many laboratory applications, including clinical diagnostics and life science research. Various devices have been developed that are very suitable for handling the difficult requirements of actual clinical samples such as whole blood and other body fluids. The device can be used in a stand-alone application as a self-contained passive disposable product for quantitative and semi-quantitative analytical and separation applications, or they can be used as a component of advanced instrument systems. Can do.

ツールからの成形された部品の迅速で効果的なリリースは、いかなる効率的なモールドプロセスに対しても鍵である。処理中に、高温樹脂(例えば、ポリエーテルイミド)は、多くの標準的な離型添加剤の分解を引き起こす700°F以上の温度に達するかもしれない。新たな高温モールドリリースでは、一部表面でのより良い再生及び一部の低傾斜面による迅速なモールドサイクルを考慮して、処理窓の開口が必要である。モールディング表面は、金属、シリコンその他を含む。   Rapid and effective release of molded parts from the tool is key to any efficient molding process. During processing, high temperature resins (eg, polyetherimide) may reach temperatures above 700 ° F. that cause the degradation of many standard release additives. New high temperature mold releases require the opening of process windows to allow for better regeneration on some surfaces and rapid mold cycles with some low slopes. The molding surface includes metal, silicon and others.

また、プラスチック加工は、モールドが永久型のモールドで用いられたコーティングをリリースすることを必要とする。他の目的は、耐摩耗性、腐食抵抗力及び改善された樹脂フローのためのより良いコーティングである。成功したコーティングは、改善された部分リリース及び部分品質、粗い材料からの摩損に対するモールドの保護及び低減された堆積の蓄積をもたらし、より早いモールドの洗浄を可能にする。また、モールドへの部分的な粘着、突き出しピンの破損、逆流弁のような不適切な稼動機械部品に起因する休止期間を消失させることによって、相当の経済利益が得られる。正味の影響は、サイクル時間を減少させ、メンテナンス間隔をより長くすることができる。   Plastic processing also requires that the mold release the coating used in the permanent mold. Other objectives are better coatings for wear resistance, corrosion resistance and improved resin flow. A successful coating results in improved partial release and partial quality, protection of the mold against wear from rough materials and reduced deposition build-up, allowing faster mold cleaning. Also, considerable economic benefits are obtained by eliminating downtime due to improper working machine parts such as partial sticking to the mold, breakage of the ejector pins, and backflow valves. The net effect can reduce cycle time and make maintenance intervals longer.

例えば、40ロックウェルCの硬度と18インチごとの12の空洞周囲長を有するP−20モールドは、テフロン(登録商標)ニッケル層、ラッピング化合物及びワイヤブラシ処理及びショットごとの前離型適用にもかかわらず、リリースすることが困難であるモールディング部品である。さらに、いかなる歪曲又は反りを引き起こさなくしようとすると同時に、72秒サイクルにおける最終工程で、労働者が手動で用心深くそれを型から引き離すことを含む。部品から剥がすことは時間がかかり、高くつくことが証明されている。スクラップ率は、30から40パーセントまで変動した。ツール表面上の6μmの仕上げが、自動的にリリースするこの種のスピーカー格子適用に必要であることが確認されている。従来のEDM技術を用いて、仕上げ仕事の150時間後に、わずか12から14μmの仕上げを達成することが可能である。150時間後に、それより良好ないずれかの表面仕上げを成し遂げることができた。   For example, a P-20 mold with a hardness of 40 Rockwell C and a perimeter of 12 cavities every 18 inches is suitable for Teflon nickel layer, lapping compound and wire brushing and pre-release application per shot Regardless, it is a molding part that is difficult to release. Furthermore, it involves the worker manually and cautiously pulling it away from the mold in the final step in the 72 second cycle while trying to avoid causing any distortion or warping. Peeling from parts is time consuming and has proven to be expensive. The scrap rate varied from 30 to 40 percent. It has been found that a 6 μm finish on the tool surface is necessary for this type of speaker grid application that releases automatically. Using conventional EDM technology, it is possible to achieve a finish of only 12 to 14 μm after 150 hours of finishing work. After 150 hours, any better surface finish could be achieved.

発明材料技術は、恒久的な離型コーティングとして有効かもしれない。発明材料は、従来の研磨技術に対してほんの少しの必要な仕事及びコストで、6μm以下の表面粗さに低減する利益を得ることができる。表面の粗さを低減することとともに、被覆表面の表面エネルギーも、自己アセンブリ又はそれ自体の上層とすることができる有機オーバー層で、低減することができる。12ミクロンの表面への発明材料コーティングで改善したエネルギー及び仕上げは、プラスチック及びマイクロ流体産業にとって非常に有益となり得る。ポリマー、金属、合金、高温安定ポリマー等の種々の材料が、適用の必要条件によって、成形の際に使用される。   Inventive material technology may be effective as a permanent release coating. Inventive materials can benefit from reduced surface roughness below 6 μm with very little work and cost required for conventional polishing techniques. Along with reducing the surface roughness, the surface energy of the coated surface can also be reduced with an organic overlayer that can be self-assembled or overlying itself. Improved energy and finishing with inventive material coatings on 12 micron surfaces can be very beneficial to the plastic and microfluidic industries. Various materials such as polymers, metals, alloys, high temperature stable polymers, etc. are used during molding depending on the application requirements.

軍用機のウインドウは、それがジェット戦闘機の天蓋か赤外線センサーのカバーであるかどうかにかかわらず、高速で破片によって砲撃されるのに耐え、パイロットが外を見る又は赤外信号を到達させるために、十分に透明性を維持するために、相当頑丈でなければならない。従来のイットリアからなるウインドウは、飛行状況によってひびが入る傾向がある。発明材料は高負荷で、そのようなナノ粒子を分散させ、コーティングとして適用する媒体として用いることができる。これは、赤外線ストアスキャナ及び他の適用のコーティングのための費用効果がよい方法として用いることができる。また、それは、ジェット戦闘機で天蓋の寿命を延ばすことを助長する。   A military aircraft window, whether it is a jet fighter canopy or an infrared sensor cover, resists being bombarded by debris at high speed, allowing pilots to look out or reach infrared signals In addition, it must be fairly robust in order to maintain sufficient transparency. Conventional yttria windows tend to crack depending on flight conditions. Inventive materials can be used as media to disperse such nanoparticles and apply as a coating at high loads. This can be used as a cost effective method for infrared store scanners and other application coatings. It also helps extend the life of the canopy with jet fighters.

本発明の種々の他の用途及び応用は、以下を含む。
発明材料コーティングは、熱スプレーコーティング産業で用いることができる。例えば、発明材料が、MCrAlY系タービン羽根のスプレーコーティングのための浸透シーラーとして、コールドスプレーコーティング適用のための供給原料として用いることができる。
Various other uses and applications of the present invention include:
Inventive material coatings can be used in the thermal spray coating industry. For example, the inventive material can be used as an osmotic sealer for spray coating of MCrAlY-based turbine blades and as a feedstock for cold spray coating applications.

疎水性オーバー相の有無にかかわらず、発明材料コーティングは、低濡れ性フロントガラスコーティングとして用いることができる。
低温アモルファスの発明材料コーティング/Alコーティングは、限定されないが、エレクトロニクス、テキスタイル及びポリマーを含む種々の分野で用いることができる。
With or without a hydrophobic overphase, the inventive material coating can be used as a low-wetting windshield coating.
Low temperature amorphous inventive material coatings / Al 2 O 3 coatings can be used in various fields including, but not limited to, electronics, textiles and polymers.

発明材料は、熱いガスを取り扱っているシステムで用いられるNiの豊富な構成部材のための抗触媒性コーティングとして用いることができる。
本発明材料は、粉末冶金構成成分(焼結物硬化性)用の浸潤剤として用いることができる。
The inventive material can be used as an anti-catalytic coating for Ni-rich components used in systems handling hot gases.
The material of the present invention can be used as a wetting agent for powder metallurgy constituents (sintered product curability).

発明材料は、コーティング組成物として、燃料電池及びガス改質部品(熱い表面)において用いることができる。
金属上の発明材料コーティングは、腐食保護を伴う接着剤の改善及びラッカー粘着剤の改善のための界面層として用いることができる。
Inventive materials can be used as coating compositions in fuel cells and gas reforming parts (hot surfaces).
Inventive material coating on metal can be used as an interfacial layer for improved adhesive with corrosion protection and improved lacquer adhesive.

また、発明材料コーティングは、それらの低誘電率特性に関して、光電式及び他のセンサーに有用である。電気的絶縁性の発明材料コーティングは、金属ホイル上の太陽電池の設計を必要とする。発明材料コーティングは、太陽電池の電気的バックコンタクトと導電性基材との間の保護層として機能する。   Inventive material coatings are also useful for photoelectric and other sensors in terms of their low dielectric constant characteristics. Electrically insulating inventive material coatings require the design of solar cells on metal foils. The inventive material coating serves as a protective layer between the solar cell electrical back contact and the conductive substrate.

発明材料コーティングの厚み必要量は、適用によって変動する。
以下の表は、実用性と、限定されない必要な層の厚みとともに用途をリストしたものである。
The thickness requirements for inventive material coatings will vary depending on the application.
The following table lists the applications along with practicality and required non-limiting layer thicknesses.

用途/層厚
高反射及び反射防止コーティング用光学層積層物/10nm〜200nm
プラスチックウェブ上の透明ガスバリアコーティング /30nm〜100nm
ポリカーボネートシート上の耐摩耗性コーティング/4〜6ミクロン
接着性改善用界面層(いくつかの基材)/5〜20nm
スチール上の変換層(腐食防止、ラッカー接着)/0.3〜0.4ミクロン
誘電コーティング(センサー、太陽電池のバックサイド保護)/2〜5ミクロン
発明の材料コーティングは、基材表面の種々の特性を調節するために、非常に有益となり得る。例えば、異なる会社によって製造されたスライドガラスは、同じ組成を有さないかもしれない。同じメーカーのものでさえ、異なるバッチのスライドガラスは、必ずしも一致しないかもしれない。例えば、表面粗さは、これらのサンプルが経た処理によって異なるかもしれない。例えば、マイクロアレイのようなサンプルでほとんど同一の表面特性を備えることは、用途によっては非常に重要である。発明材料コーティングは、均一な表面上の特徴(例えば、均一な表面の化学的均一な表面粗さ等)を提供することができる。
Applications / Layer thickness High reflection and antireflection coating optical layer laminate / 10 nm to 200 nm
Transparent gas barrier coating on plastic web / 30nm-100nm
Abrasion resistant coating on polycarbonate sheet / 4-6 microns
Interfacial layer for improving adhesion (some substrates) / 5 to 20 nm
Conversion layer on steel (corrosion prevention, lacquer adhesion) /0.3-0.4 micron Dielectric coating (sensor, solar cell backside protection) / 2-5 micron It can be very beneficial to adjust the properties. For example, glass slides manufactured by different companies may not have the same composition. Different batches of slides may not necessarily match, even from the same manufacturer. For example, the surface roughness may vary depending on the processing that these samples have undergone. For example, having almost the same surface characteristics in a sample such as a microarray is very important for some applications. Inventive material coatings can provide uniform surface features (eg, uniform surface chemical uniform surface roughness, etc.).

金属及び合金(例えば、チタン、TiAlV、CoCr)は、それらの優れた機械的特性及び非毒性な挙動のために整形移植組織のための材料として広く使われている。高い強度及び耐疲労性ならびに有効性、加工容易性及び低コストは、インプラント歯科学において、金属によって得られる重要な役割を証明する。これらの金属が周辺組織、特に硬い組織、合金と一体化するかもしれず。化学的及び機械的結合を示し、良好な生体適合性/組織適合性及び生体機能性を示すため、特別な重要性がチタン及びその合金ならびにCoCr合金に与えられる。とりわけフレッティング疾患が、粒子疾患、引き続いて移植組織剥離を招くかもしれない磨耗粒子の生成に強く寄与するため、腐食の差及び高い割合が、移植組織材料の選択に影響する。また、微生物汚染物質及び生物膜への金属表面の親和性は、重大な問題である。移植組織感染症の割合は、危険の多いインプラントの交換を必要とし、良好なクリニックでさえ、2%から3%に達するかもしれない。最初のインプラント及びインプラントの交換のための慎重な設計は、応力遮蔽及び骨株の損失の問題に直面する。大部分の先行技術で、コーティングはひびが入り、ガラス−金属界面の信頼性が乏しい。そのため、強力に付着し、保護及び生体適合性のあるコーティングが非常に有益であろう。 Metals and alloys (eg, titanium, Ti 6 Al 4 V, CoCr) are widely used as materials for orthopedic tissue due to their superior mechanical properties and non-toxic behavior. High strength and fatigue resistance and effectiveness, ease of processing and low cost prove the important role played by metals in implant dentistry. These metals may integrate with surrounding structures, especially hard structures, alloys. Special importance is given to titanium and its alloys and CoCr alloys in order to show chemical and mechanical bonding and to show good biocompatibility / histocompatibility and biofunctionality. Differences in corrosion and high rates influence the choice of graft material, especially because fretting disease contributes strongly to the generation of wear particles that may lead to particle disease and subsequent graft detachment. Also, the affinity of metal surfaces for microbial contaminants and biofilms is a significant problem. The rate of transplanted tissue infection requires risky implant replacement, and even a good clinic may reach 2% to 3%. Careful design for initial implants and implant replacements faces problems of stress shielding and bone line loss. In most prior art, the coating is cracked and the glass-metal interface is unreliable. Therefore, a coating that adheres strongly, is protective and biocompatible would be very beneficial.

先行技術で、装置産業において用いられたポリマー、金属及び合金又は他の生体適合物質の表面を改質することが、種々の方法が開発されている。その例は、従来のコーティングプロセス(例えば、スプレー又は浸漬)、真空蒸着技術、拡散、レーザー及びプラズマプロセスのような表面改質技術、化学めっき、グラフト又は結合、ヒドロゲルカプセル化及び高エネルギー粒子の衝撃が挙げられる。一般に、例えば、より簡単に挿入するために付着しないコーティングをカテーテルに付加することによって、部品又は装置において、物理的又は機械的特性を改善することを達成することが目的であった。しかし、次第に、表面改質は、特定の望ましい生体反応を誘発するか、潜在的な副作用を妨げることを目指している。低摩擦、疎水性、親水性又は他の官能化コーティングが、頸動脈及び胆管閉塞、抹梢血管疾患を治療するため用いられ、頸動脈ステント、ガイドワイヤ、カテーテル等に使用するために、侵襲性器具、製品及びアクセサリコーティングが必要とされている。   In the prior art, various methods have been developed to modify the surface of polymers, metals and alloys or other biocompatible materials used in the device industry. Examples are conventional coating processes (eg spraying or dipping), vacuum deposition techniques, surface modification techniques such as diffusion, laser and plasma processes, chemical plating, grafting or bonding, hydrogel encapsulation and high energy particle bombardment. Is mentioned. In general, it was an objective to achieve improved physical or mechanical properties in a part or device, for example by adding a non-adhering coating to the catheter for easier insertion. Increasingly, however, surface modification is aimed at inducing certain desirable biological responses or preventing potential side effects. Low friction, hydrophobic, hydrophilic or other functionalized coatings are used to treat carotid and biliary obstruction, peripheral vascular disease, invasive for use on carotid stents, guidewires, catheters, etc. There is a need for instruments, products and accessory coatings.

本発明は、発明材料に基づく保護的、機能的、生物学的適合性のコーティングを開発することに関する。発明材料の組成物は、医療装置とインプラントとの上にコーティングするための必要を適合させるように手直しすることができる。金属又はポリマー基材上の発明材料コーティングは、相当程度摩擦係数を低下させることができる。コーティング及び硬化の後、発明材料の表面は、親水性又は疎水性となっている。発明材料コーティング上に自己アセンブリ有機層又は有機層のコーティングを用いることにより、適当な機能性を与えることができる。ヒドロキシアパタイト又は他の生理活性ナノ粒子を、生体適合性を改善するために、発明材料コーティング中に取り入れることができる。生理活性層、例えば、ヒドロキシアパタイトは、真空、プラズマ又はゾルゲルベースのコーティング技術を使用して堆積することができる。この場合、発明材料コーティングは、生理活性材料とともに金属又は重合医療装置基材間で粘着力を向上させる接着材層の働きをすることができる。   The present invention relates to developing protective, functional, biocompatible coatings based on inventive materials. Inventive material compositions can be tailored to meet the need for coating on medical devices and implants. Inventive material coatings on metal or polymer substrates can significantly reduce the coefficient of friction. After coating and curing, the surface of the inventive material is either hydrophilic or hydrophobic. By using a self-assembled organic layer or organic layer coating on the inventive material coating, appropriate functionality can be provided. Hydroxyapatite or other bioactive nanoparticles can be incorporated into the inventive material coating to improve biocompatibility. A bioactive layer, such as hydroxyapatite, can be deposited using vacuum, plasma or sol-gel based coating techniques. In this case, the inventive material coating can act as an adhesive layer that improves the adhesion between the metal or polymerized medical device substrate with the bioactive material.

発明材料コーティングは、例えば、外科的プローブ、照明製品等で使われる溶融シリカ又はクォーツ及び他のアモルファス材料のアルカリ又は他の種での反応からの失透を、有効の防止又は低減することができる。   Inventive material coatings can effectively prevent or reduce devitrification from reaction of fused silica or quartz and other amorphous materials used in surgical probes, lighting products, etc. with alkali or other species, for example. .

境界潤滑は、多くのシステムの注油特性を強化することが知られている。本発明は、発明材料コーティング表面上のアルキルフルオロシランの堆積及びそのような有機層の安定性に取り組む。なめらかな表面は、低い摩擦特性にとって非常に望ましいが、相当の表面の準備を必要とし、合金表面のピットのような表面欠陥の存在は、表面の仕上がりの品質を制限する。表面を平坦化することができる良好な接着性、摩滅抵抗するコーティングは、摩擦学的適用のために非常に有用である。発明材料膜は、潤滑油及び雰囲気の双方から基材の腐食を防止することができる。気密な発明材料コーティングは、潤滑油及び雰囲気に存在する腐食性の種から基材を保護することができる。   Boundary lubrication is known to enhance the lubrication properties of many systems. The present invention addresses the deposition of alkyl fluorosilanes on inventive material coating surfaces and the stability of such organic layers. A smooth surface is highly desirable for low friction properties, but requires considerable surface preparation, and the presence of surface defects, such as pits on the alloy surface, limits the quality of the surface finish. A good adhesion, abrasion resistant coating that can planarize the surface is very useful for tribological applications. The inventive material film can prevent corrosion of the substrate from both the lubricating oil and the atmosphere. The hermetic inventive material coating can protect the substrate from lubricants and corrosive species present in the atmosphere.

ポリマー等の材料上の発明材料コーティングは、a)光照射(例えば、UV照射)に対して良好な保護、b)酸、アルカリ、有機溶媒及び他の化学物質に対して良好な保護、c)コーティングが被覆表面を平坦化し、表面粗さを低減するようにポリマー表面における欠陥(例えばピット)を適切にシールし、粒子を被覆する、、d)不活性ガス(例えば、酸素、窒素、水素)に対して、化学的に活性なガス(例えば、水、二酸化炭素)ならびに液体及び蒸気(例えば、原子、ファインケミカル、ガソリン)に対する良好なバリア、e)原子酸素、窒素、酸素、水素及び低地球軌道で見出され又は実験室で開発された他の元素に対する良好なバリア、f)種々の源(例えば、常習的な取り扱い材料、高速材料での衝撃等)から発生するポリマー表面の機械的ダメージに対する良好な保護、g)酸化に対する良好な保護、h)腐食に対する良好な保護、i)湿気に対する良好な保護、j)体液、化学物質及び微生物からの腐食に対する医療用途で用いられるバイオメディカルポリマーの良好な保護、k)平坦化によるポリマー表面の摩擦係数の低減及びl)被覆ポリマー表面の耐摩損性の増加を付与する。理論に束縛されることを望まないならば、これらのうち、適切で革新的な特性は、高密度で、連続的で、スムーズで、強力な粘着性の無機、主に無機又は無機−有機複合体コーティングの形成を促進する発明材料の能力である。   Inventive material coatings on materials such as polymers a) good protection against light irradiation (eg UV irradiation), b) good protection against acids, alkalis, organic solvents and other chemicals, c) The coating properly seals the defects (eg pits) on the polymer surface and coats the particles so as to flatten the coated surface and reduce the surface roughness, d) inert gases (eg oxygen, nitrogen, hydrogen) Against chemical active gases (eg water, carbon dioxide) and good barriers to liquids and vapors (eg atoms, fine chemicals, gasoline), e) atomic oxygen, nitrogen, oxygen, hydrogen and low earth orbits Good barriers to other elements found in or developed in the laboratory, f) polymers originating from various sources (eg routine handling materials, impact with high speed materials, etc.) Good protection against surface mechanical damage, g) good protection against oxidation, h) good protection against corrosion, i) good protection against moisture, j) used in medical applications against corrosion from body fluids, chemicals and microorganisms Give good protection of the biomedical polymer obtained, k) reduce the coefficient of friction of the polymer surface by planarization and l) increase the abrasion resistance of the coated polymer surface. Of these, if not wishing to be bound by theory, suitable and innovative properties are dense, continuous, smooth, strong, sticky inorganic, mainly inorganic or inorganic-organic composites Inventive material's ability to promote the formation of body coatings.

プラスチックフィルム又は基材を形成するポリマーの例に関して、セルロースエステル類(例えば、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、プロピオニルセルロース、ブチリルセルロース、アセチルプロピオニルセルロース、ニトロセルロース)、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル(例えば、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンナフタレート)、ポリ(1,4−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート)、ポリエチレン−1,2−ジフェノキシエタン−4,4’−ジカルボキシレート、ポリ(ブチレンテレフタレート))、ポリスチレン(例えば、シンジオタクチックポリスチレン)、ポリオレフィン(例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン)、ポリスルホン、ポリ(エーテルスルホン)、ポリアリーレート、ポリ(エーテルイミド)、ポリ(メチルメタクリレート)及びポリ(エーテルケトン)が含まれる。トリアセチルセルロース、ポリカーボネート、ポリ(エチレンテレフタレート)及びポリエチレンナフタレート)が好ましい。ポリマーからなる包装材料は、例えば、ポリプロピレンPP、ポリエチレンPE、ポリアミドPA、PET、種々のポリマー材料(例えば、PP/PE、PET/PP、PET/PE、PE/PA)からなる積層膜が挙げられる。   For examples of polymers that form plastic films or substrates, cellulose esters (eg, triacetyl cellulose, diacetyl cellulose, propionyl cellulose, butyryl cellulose, acetyl propionyl cellulose, nitrocellulose), polyamides, polycarbonates, polyesters (eg, poly (Ethylene terephthalate), poly (ethylene naphthalate), poly (1,4-cyclohexanedimethylene terephthalate), polyethylene-1,2-diphenoxyethane-4,4′-dicarboxylate, poly (butylene terephthalate)), Polystyrene (eg, syndiotactic polystyrene), polyolefin (eg, polypropylene, polyethylene, polymethylpentene), polysulfone, poly (ethers) Hong), polyarylate, poly (ether imide), poly (methyl methacrylate) and poly (ether ketone) is. Triacetylcellulose, polycarbonate, poly (ethylene terephthalate) and polyethylene naphthalate) are preferred. Examples of the packaging material made of polymer include polypropylene PP, polyethylene PE, polyamide PA, PET, and laminated films made of various polymer materials (eg, PP / PE, PET / PP, PET / PE, PE / PA). .

フレキシブルディスプレイ装置に用いられるプラスチック層は、例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルブテレート、ポリエチレン及び置換ポリエチレン、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシビニルブチレート、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリエチレンナファラート(polyethylenenaphalate)、ポリアミド、ポリエーテル、ポリスルホン、ポリビニルアセチレン、透明熱可塑性物質、透明ポリブタジエン、ポリシアノアクリレート、セルロース系ポリマー、ポリアクリレート及びポリメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリスルフィド及びポリシロキサンから作ることができる。   Plastic layers used in flexible display devices include, for example, polyester, polycarbonate, polyvinyl butyrate, polyethylene and substituted polyethylene, polyhydroxybutyrate, polyhydroxyvinyl butyrate, polyetherimide, polyamide, polyethylene naphthalate, It can be made from polyamide, polyether, polysulfone, polyvinyl acetylene, transparent thermoplastic, transparent polybutadiene, polycyanoacrylate, cellulosic polymer, polyacrylate and polymethacrylate, polyvinyl alcohol, polysulfide and polysiloxane.

また、基材は、積層体の形態とすることができ、複合体のプラスチック層は、いずれかの適当な方法によってガラス層上に被覆される。つまり、(i)プラスチックがすでにフィルムとして存在し、ガラスに積層され、(ii)プラスチックは、フィルム形態ではないが、ディップ、スプレー及び他の方法によってグラス上に被覆された異なる状態とすることが可能である。上述したプレポリマーは、例えば、(ii)の場合に従う。しかし、上述した他のプラスチックのいくつかは、(ii)の場合のために被覆してもよい。この例において、ポリマーは、溶液、溶融又はプレポリマーから被覆することによって、実質的にガラス上に被覆することができる。   The substrate can also be in the form of a laminate, and the plastic layer of the composite is coated on the glass layer by any suitable method. That is, (i) the plastic already exists as a film and is laminated to the glass, and (ii) the plastic is not in film form but may be in a different state coated on the glass by dipping, spraying and other methods. Is possible. The prepolymer described above follows, for example, the case of (ii). However, some of the other plastics mentioned above may be coated for case (ii). In this example, the polymer can be coated on glass substantially by coating from solution, melt or prepolymer.

基材は、また、高温の熱安定性を有するいかなる有機物、望ましくは有機ポリマーであってもよい。ポリマーは、熱可塑性物質または熱硬化性物質、望ましくは高温熱可塑性物質(例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ビスマレイミド)、フッ素樹脂(例えば、ポリテトラフルオロエチレン)、ケトン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド、ポリベンズイミダゾール、芳香族ポリエステル及び液晶ポリマーとしてもよい。さらに、ポリオレフィン、特に、結晶性の高分子量タイプを用いることができる。   The substrate can also be any organic material, desirably an organic polymer, that has high temperature thermal stability. The polymer may be a thermoplastic or thermosetting material, desirably a high temperature thermoplastic material (eg, polyimide, polyamideimide, polyetherimide, bismaleimide), fluororesin (eg, polytetrafluoroethylene), ketone-based resin, polyphenylene. Sulfides, polybenzimidazoles, aromatic polyesters, and liquid crystal polymers may be used. Furthermore, polyolefins, in particular crystalline high molecular weight types, can be used.

硬化は、縮合し、Al−O−Al、P−O−Al基の形成をもたらすことができるいかなる方法によっても生じさせることができる。例えば、熱処理、関連周波数のUV光の露光、3以上へ溶液のpHを増加させること、IR放射線の暴露、マイクロ波放射の暴露、P−OR基を加水分解することができる化学物質への暴露、縮合率を増大させることができる適当な化学物質の添加又は上記の方法のいずれかの組み合わせである。   Curing can occur by any method that can condense and result in the formation of Al-O-Al, P-O-Al groups. For example, heat treatment, exposure to UV light at the relevant frequency, increasing the pH of the solution to 3 or higher, exposure to IR radiation, exposure to microwave radiation, exposure to chemicals capable of hydrolyzing P-OR groups Addition of appropriate chemicals that can increase the condensation rate or any combination of the above methods.

ポリマーへの無機コーティングの粘着力は、先行技術で報告されるコーティングの使用を制限する重大な問題である。粘着力をテープテストで測定することは、発明材料で被覆されたポリイミドサンプル(ASTM D−3359のテストと同様)において実行した。3M(商標) スコッチ(商標)テープを、コーティング上に適用し、次いで、迅速に剥がした。ポリイミド膜上の発明材料の除去又は接着力の損失はなかった。180°まで屈曲した後の発明材料で被覆されたポリイミドの光学顕微鏡観察では、コーティングのいかなるクラックもなかった。これらの結果は、ポリマーの上でCerablak(商標)の強力な接着力を示す。リン酸ベースのコーティングは、ポリマー上で強力な粘着力を示すことは、知られている。例えば、ポリエチレン及びポリ(テトラフルオロエチレン)上のリン酸カルシウムは、それぞれ6.4及び5.8MPaの粘着強度を示した。いずれかの理論に拘束されることを望まないならば、強力な接着力は、コーティングの硬化の間、リン酸基とポリマー界面との間のC−O結合の形成によると考えられる。粘着力は、Arイオンで基材をあらかじめ処理することによって向上させることができる。発明材料の前駆体溶液は、若干酸性であるが、コーティングプロセスの間、酸に敏感なポリマー基材面にダメージを与えない。   The adhesion of inorganic coatings to polymers is a significant problem that limits the use of coatings reported in the prior art. Measuring adhesive strength with a tape test was performed on polyimide samples coated with inventive material (similar to ASTM D-3359 test). 3M ™ Scotch ™ tape was applied over the coating and then peeled off quickly. There was no removal of inventive material on the polyimide film or loss of adhesion. Optical cracking of the polyimide coated with the inventive material after bending to 180 ° did not show any cracking of the coating. These results show the strong adhesion of Cerablak ™ on the polymer. Phosphate-based coatings are known to exhibit strong adhesion on polymers. For example, calcium phosphate on polyethylene and poly (tetrafluoroethylene) showed adhesive strengths of 6.4 and 5.8 MPa, respectively. Without wishing to be bound by any theory, it is believed that strong adhesion is due to the formation of C—O bonds between the phosphate groups and the polymer interface during coating curing. The adhesive strength can be improved by pretreating the substrate with Ar ions. The precursor solution of the inventive material is slightly acidic but does not damage the acid sensitive polymer substrate surface during the coating process.

前駆体溶液においてリンに結合する有機基は、P−OR基をP−OH基で置換することによって低減させることができるか、完全に消失させることができる。しかし、前駆体溶液のいずれかの化学変化が、縮合及び薄膜の形成に影響を及ぼすかもしれない。発明の前駆体溶液のいくつかの実施形態では、特徴的な[O=P−O−Al−O−Al]結合を有するアルミノホスフェート複合体を保持することができる。いずれかの理論に拘束されることを望まないならば、有機含量は、「P−OH」種の相対的な含量を増大させることにより、かなり低減させることができる。溶媒として水または他の非アルコール系化学製品を使うことに加えて、有機含量は、立体配置的に障害されたアルコール類(例えば、硝酸アルミニウムの溶媒としてのイソブチルアルコール)を用いて低減させることもできる。凝集されたリン酸塩(P−O−P)基によるイソブチルアルコールの反応速度は低い。たとえP−O−i−Bu基が溶液中で形成されるとしても、それらは還流で除去することができ、室温でガスである2−メチルプロペン(沸点:6.6℃)を形成する。   The organic group that binds to phosphorus in the precursor solution can be reduced or eliminated completely by replacing the P-OR group with a P-OH group. However, any chemical changes in the precursor solution may affect condensation and thin film formation. In some embodiments of the inventive precursor solution, an aluminophosphate complex with a characteristic [O = P—O—Al—O—Al] bond can be retained. If one does not wish to be bound by any theory, the organic content can be significantly reduced by increasing the relative content of the “P—OH” species. In addition to using water or other non-alcoholic chemicals as the solvent, the organic content can also be reduced using configurationally hindered alcohols (eg, isobutyl alcohol as a solvent for aluminum nitrate). it can. The reaction rate of isobutyl alcohol by the aggregated phosphate (P—O—P) group is low. Even if P-O-i-Bu groups are formed in solution, they can be removed at reflux, forming 2-methylpropene (boiling point: 6.6 ° C.), a gas at room temperature.

アルコール類による低表面エネルギーポリマーの濡れは、課題である。高硬化温度が接着力を改善するために必要かもしれないため、接着力は懸念である。ポリイミドフィルムの場合、発明材料コーティング接着力は、いずれの表面処理がなくても、良好であることを示す。いずれかのポリマーに対してコーティング粘着力が弱い場合、ポリマー表面の改変を採用することができる。いくつかの技術、プライマー堆積、表面アセンブリ単分子層SAMの使用、酸素プラズマエッチング及び硫化クロム(sulfochromic)浴処置を、濡れを改善するのに用いることができる。発明材料コーティングは、また、他の金属で、ポリマー及び無機コーティングのために、下塗り又は粘着力を促進する層を用いることができる。   Wetting of low surface energy polymers with alcohols is a challenge. Adhesion is a concern because high cure temperatures may be necessary to improve adhesion. In the case of a polyimide film, the inventive material coating adhesion force is good without any surface treatment. If the coating adhesion to any polymer is weak, modification of the polymer surface can be employed. Several techniques, primer deposition, use of surface assembly monolayer SAM, oxygen plasma etching and sulfochromic bath treatment can be used to improve wetting. Inventive material coatings can also be used with other metals, for polymers and inorganic coatings, layers that promote primer or adhesion.

下層及び上層は、いずれかの有機ポリマーコーティング、無機−有機複合型コーティング又は金属コーティングから選択することができる。また、これらの層は、異なる組成の同じ発明材料から形成することができる。これらの層は、また、いずれかの無機又は有機官能化剤で改質された発明材料前駆体によって形成することができる。例えば、UV放射線保護のためのUV吸収体、ZnO、CeO、TiOのような散乱体、抗菌活性のためのAgイオン、電気特性のためのITOのような透明金属酸化物、機械的特性を改善するためのSiO、Al、ZrO又は親水性を与えるためのTiOのような光触媒種が挙げられる。これら下層及び上層のいくつかの層は、必要に応じて形成することができる。発明材料コーティングは、適当に改変された屈折率でポリマー表面を平坦化することができ、被覆された重合基材から光の散乱を低減することを助長する。 The lower and upper layers can be selected from any organic polymer coating, inorganic-organic composite coating, or metal coating. These layers can also be formed from the same inventive material with different compositions. These layers can also be formed by inventive material precursors modified with any inorganic or organic functionalizing agent. For example, UV absorbers for UV radiation protection, scatterers such as ZnO, CeO 2 , TiO 2 , Ag ions for antibacterial activity, transparent metal oxides such as ITO for electrical properties, mechanical properties Examples include photocatalytic species such as SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 for improving TiO 2 or TiO 2 for imparting hydrophilicity. Several layers of these lower layers and upper layers can be formed as needed. Inventive material coatings can planarize the polymer surface with an appropriately modified refractive index, helping to reduce light scattering from the coated polymeric substrate.

以下の非限定的な実施例及びデータは、それとともに種々のリン酸アルミニウム化合物及び関連した組成物の使用を含む本発明の複合体、製品及び方法に関して種々な観点及び特徴を例示する。そのことはここに記述される合成方法論を通して入手される。先行技術と比較すると、本発明の組成物、複合体、製品及び関連した方法は、意外であり、予想外で、それらと対照的な結果及びデータを提供する。本発明の有用性は、それとともに使われるいくつかの複合体/製品とリン酸アルミニウムを主成分とするコーティング組成物を用いることにより例示される一方、相当する結果が種々の他の複合体/製品及びコーティング組成物で入手できることは当業者によってよく理解されている。そして、そのことはこの発明の範囲に相応している。   The following non-limiting examples and data illustrate various aspects and features relating to the composites, products and methods of the present invention, including the use of various aluminum phosphate compounds and related compositions therewith. That is obtained through the synthetic methodology described herein. Compared to the prior art, the compositions, composites, products and related methods of the present invention are unexpected and provide unexpectedly contrasting results and data. While the usefulness of the present invention is illustrated by using several composites / products used therewith and coating compositions based on aluminum phosphate, the corresponding results have been demonstrated with various other composites / It is well understood by those skilled in the art that it can be obtained in products and coating compositions. This corresponds to the scope of the present invention.

実施例1
アモルファスリン酸アルミニウムコーティングを堆積する好ましいひとつの方法は、透明化学前駆体溶液、好ましくは有機溶媒中にアルミニウム塩及びリン酸エステルを含む溶液を用いる。アルミニウム:リン比が2:1のアモルファスリン酸アルミニウムコーティングを堆積するために用いられる溶液は、300mLエタノール中にAl(NO)・9HOを264g溶解することにより調製する。別の容器に、100mLエタノールに、25gのPを溶解する。これらの溶液を混合する。得られた溶液を0.2 モルAl/L溶液の濃度に、エタノールで希釈する。この溶液を、基材上にアモルファスリン酸アルミニウムを堆積するために用いる。
Example 1
One preferred method of depositing the amorphous aluminum phosphate coating uses a transparent chemical precursor solution, preferably a solution comprising an aluminum salt and a phosphate ester in an organic solvent. Aluminum: phosphorus ratio of 2: A solution used to deposit the first amorphous aluminum phosphate coating is prepared by 264g dissolving Al (NO 3) 3 · 9H 2 O in 300mL ethanol. In a separate container, dissolve 25 g of P 2 O 5 in 100 mL ethanol. Mix these solutions. The resulting solution is diluted with ethanol to a concentration of 0.2 molar Al / L solution. This solution is used to deposit amorphous aluminum phosphate on the substrate.

実施例2
アルミニウム:リン比が4:1のアモルファスリン酸アルミニウムコーティングを堆積するために用いられる溶液は、300mLエタノール中にAl(NO)・9HOを528g溶解することにより調製する。別の容器に、100mLエタノールに、25gのPを溶解する。これらの溶液を混合する。得られた溶液を0.2 モルAl/L溶液の濃度に、エタノールで希釈する。
Example 2
Aluminum: phosphorus ratio of 4: A solution used to deposit the first amorphous aluminum phosphate coating is prepared by 528g dissolving Al (NO 3) 3 · 9H 2 O in 300mL ethanol. In a separate container, dissolve 25 g of P 2 O 5 in 100 mL ethanol. Mix these solutions. The resulting solution is diluted with ethanol to a concentration of 0.2 molar Al / L solution.

実施例3
ステンレス鋼プレートを洗剤と水で、続いて、メタノール中で超音波によって洗浄した。実施例1で調製した溶液に浸漬した。ヒートガンを用いて乾燥した。乾燥サンプルを1分間、400℃で加熱し、室温に冷却した。硬化したステンレス鋼表面は強い虹色を示した。この種の発明材料コーティングは、物品の装飾コーティングとして適用することができる。
Example 3
The stainless steel plate was cleaned with detergent and water followed by ultrasonication in methanol. It was immersed in the solution prepared in Example 1. Dry using a heat gun. The dried sample was heated for 1 minute at 400 ° C. and cooled to room temperature. The hardened stainless steel surface showed a strong iridescent color. This type of inventive material coating can be applied as a decorative coating on articles.

実施例4
ステンレス鋼プレートを洗剤と水で、続いて、メタノール中で超音波によって洗浄した。次いで、リン酸とアルミニウム混合物を含むアルコール溶液に浸漬した。次に、ヒートガンを用いて乾燥した。乾燥サンプルを1分間、400℃で加熱し、室温に冷却した。
Example 4
The stainless steel plate was cleaned with detergent and water followed by ultrasonication in methanol. Subsequently, it was immersed in the alcohol solution containing a phosphoric acid and aluminum mixture. Next, it was dried using a heat gun. The dried sample was heated for 1 minute at 400 ° C. and cooled to room temperature.

実施例5
実施例4で製造したサンプルのIR吸収スペクトルを、80°かすめ角アクセサリーを用いたパーキン・エルマー・スペクトル・ワン・スペクトルメータで記録した(図1)。
Example 5
The IR absorption spectrum of the sample produced in Example 4 was recorded with a Perkin Elmer Spectrum One Spectrometer using an 80 ° grazing angle accessory (FIG. 1).

実施例6
実施例1で調製された前駆体溶液のオーバーコートを、実施例2で調製したサンプル上にディップコーティングによって塗布した。次いで、サンプルを15分間、500℃で熱処理し、室温に冷却した。プレートの未被覆部は、酸化のために変色する。被覆部は輝いて、銀色を保持した。前駆体溶液濃度、組成物及びコーティング状態は、被覆された表面の表面モホロジーに強く依存する。このように、発明材料コーティングの虹色の光彩効果は、前駆体及びコーティング法の適切な改変によって取り除かれるかもしれない。
Example 6
An overcoat of the precursor solution prepared in Example 1 was applied by dip coating on the sample prepared in Example 2. The sample was then heat treated for 15 minutes at 500 ° C. and cooled to room temperature. The uncoated part of the plate changes color due to oxidation. The coating was shining and kept silver. Precursor solution concentration, composition and coating state are strongly dependent on the surface morphology of the coated surface. Thus, the iridescent effect of the inventive material coating may be removed by appropriate modification of the precursor and coating methods.

実施例7
実施例6で製造したサンプルのIR吸収スペクトルを、80°かすめ角アクセサリーを用いたパーキン・エルマー・スペクトル・ワン・スペクトルメータで記録した(図)。
Example 7
The IR absorption spectrum of the sample produced in Example 6 was recorded with a Perkin Elmer Spectrum One Spectrometer using an 80 ° grazing angle accessory (Figure).

実施例8
発明材料で被覆されたステンレス鋼の一表面に、指紋の痕跡を、表面に親指を押し付けることで形成した。次いで、その痕跡をふき取るために清浄クロスを用いた。親指の痕跡は、審美的な、快い、きれいな表面を残して、非常に容易に被覆表面から除去することができた。同様の清浄方法を用いては、未被覆表面から指紋の痕跡を除去することはできなかった。
Example 8
A fingerprint trace was formed on one surface of stainless steel coated with the inventive material by pressing the thumb against the surface. A clean cloth was then used to wipe the traces. The thumb trace could be removed from the coated surface very easily, leaving an aesthetic, pleasant, clean surface. Using similar cleaning methods, fingerprint traces could not be removed from the uncoated surface.

実施例9
固体基材の発明材料コーティングの着色に抵抗する作用をこの実施例で示す。種々の材料(例えば、ケチャップ、HO+NaCl、トマト、レモン、茶、コーヒー、ミルク、酢酸、クエン酸20%、ラード+オレイン酸、ジャム、バター、オリーブ油及び他のアイテム)を、発明材料が被覆されたステンレスクーポンにつけ、室温及び90℃で乾燥した。次いで、水で洗浄し、続いて視覚的に被覆表面についたいずれかのしみについて調べた。発明材料で被覆された表面は、少しの汚れも示さなかった。
Example 9
The effect of resisting coloration of inventive material coatings on solid substrates is demonstrated in this example. Inventive material covers various materials (eg ketchup, H 2 O + NaCl, tomato, lemon, tea, coffee, milk, acetic acid, citric acid 20%, lard + oleic acid, jam, butter, olive oil and other items) It was attached to a stainless steel coupon and dried at room temperature and 90 ° C. It was then washed with water and subsequently examined for any stains visually attached to the coated surface. The surface coated with the inventive material did not show any dirt.

実施例10
実施例5で調製された、発明材料で被覆されたステンレス鋼サンプルについて、鉛筆硬度試験を行った。鉛筆硬度は、6Hを超えることが認められた。
Example 10
A pencil hardness test was performed on the stainless steel sample coated with the inventive material prepared in Example 5. The pencil hardness was observed to exceed 6H.

実施例11
発明材料で被覆された表面の反射率を、700℃に加熱処理する前後で測定した。反射率は、未被覆対照サンプルと比較して、被覆表面で維持された。
Example 11
The reflectance of the surface coated with the inventive material was measured before and after heat treatment at 700 ° C. The reflectivity was maintained at the coated surface compared to the uncoated control sample.

実施例12
結晶アルミナ(サファイア)の小片サンプルを脱イオン水、アセトン及びメタノールで洗浄した。次いで、実施例2(4:1のAl:P比)で調製された前駆体溶液を用いてディップコートした。ディップコートの引き出し速度は2cm/秒である。次いで、800℃で10分間硬化した。透明なコーティングが得られた。
Example 12
A small sample of crystalline alumina (sapphire) was washed with deionized water, acetone and methanol. It was then dip coated using the precursor solution prepared in Example 2 (4: 1 Al: P ratio). The drawing speed of the dip coat is 2 cm / second. Then, it was cured at 800 ° C. for 10 minutes. A clear coating was obtained.

実施例13
サファイア上の発明材料コーティングのTEMイメージは、気密で、高密度で、均一な発明のコーティングを示す(図3)。発明材料コーティングから得られた電子回折パターンは、コーティングアモルファス特性を示す。発明材料膜は、膜厚140nm以下で均一である。高解像度TEMは、膜中で典型的なアモルファスコントラストを示した。発明材料とサファイアとの間に界面層(5nm以下)がある。
Example 13
The TEM image of the inventive material coating on sapphire shows an airtight, dense and uniform inventive coating (FIG. 3). Electron diffraction patterns obtained from inventive material coatings exhibit coating amorphous properties. The inventive material film is uniform with a film thickness of 140 nm or less. High resolution TEM showed typical amorphous contrast in the film. There is an interface layer (5 nm or less) between the inventive material and sapphire.

実施例14
部分的に発明材料で被覆されたエナメルクーポンのテストでは、300℃で15分間硬化したトマトソースを、水及び柔らかい布だけを用いて、被覆していない領域と比較して、被覆領域において、比較的容易に除去されたことを示す(図4)。この残渣は、光学顕微鏡下で観察したとき、基材に良好に結合しているようであった。
Example 14
In tests of enamel coupons partially coated with inventive material, tomato sauce cured at 300 ° C. for 15 minutes was compared in the coated area using only water and a soft cloth compared to the uncoated area. This shows that it was easily removed (FIG. 4). This residue appeared to bind well to the substrate when observed under an optical microscope.

実施例15
熱処理後の1μm研磨の未被覆SiC表面及び発明材料で被覆されたSiCは、未被覆に比較して反射面を示した(図15)。
Example 15
The 1 μm polished uncoated SiC surface after heat treatment and the SiC coated with the inventive material showed a reflective surface compared to the uncoated (FIG. 15).

実施例16
発明材料で被覆され、熱処理されたSiCのAFMイメージは、非常に平滑な表面を示した(図6)。
Example 16
The AFM image of SiC coated with the inventive material and heat treated showed a very smooth surface (FIG. 6).

実施例17
いくつかの金属、合金及びガラス基材のために観察した発明材料膜の気密特性に基づいて、発明材料がかなり良好にポリマー上でマイクロスケール面欠陥をシールするのに有用であることが予想される。図7は、膜によって誘導される顕著な平坦化効果を示す発明材料で被覆された金属合金表面のAFMイメージを示す。表面の粗さの4Xを超える低減が膜の存在で見られる。
Example 17
Based on the hermetic properties of inventive material films observed for several metals, alloys and glass substrates, it is expected that inventive materials will be quite useful in sealing microscale surface defects on polymers. The FIG. 7 shows an AFM image of a metal alloy surface coated with an inventive material that exhibits a significant planarization effect induced by the film. A reduction of 4X in surface roughness is seen in the presence of the film.

金属表面(ミクロン仕上げの研磨後でさえ)上のミクロンスケールの表面欠陥は、酸化の開始部位として用いられる。金属基材が高温酸化の間、酸化されて、これらの小さな表面欠陥は酸化の開始点として用いられる。これらの小さな欠陥は、大きなピットになる。しかし、点食が基本的に消失するように、比較的薄い発明材料膜を十分に堆積することによって、これらの欠陥を被覆する。これらの結果は、被覆表面でミクロンスケールの欠陥(かき傷、ピット等)をシールすることに対する発明材料の可能性を示す。   Micron scale surface defects on the metal surface (even after micron finish polishing) are used as the starting site for oxidation. These small surface defects are used as a starting point for oxidation as the metal substrate is oxidized during high temperature oxidation. These small defects become large pits. However, these defects are covered by sufficiently depositing a relatively thin inventive material film so that pitting is essentially eliminated. These results show the potential of the inventive material for sealing micron scale defects (scratches, pits, etc.) on the coated surface.

実施例18
銅のブロック1×3径を、アセトン及びメタノール中の超音波処理で洗浄した。次いで、発明材料前駆体溶液中でディップコートした。空気中で乾燥し、200℃の炉中で15分間熱処理した。この熱処理後の発明材料コーティングの作用を写真に示す(図8)。発明材料で被覆された部分は、明るく、輝いたままである。他方、コーティングしてない側は、完全に曇っている。同様に銅、真鍮及び他の金属ワイヤを発明材料で被覆することができ、酸化及び環境ダメージに対して保護することができる。
Example 18
A copper block 1 × 3 diameter was cleaned by sonication in acetone and methanol. It was then dip coated in the inventive material precursor solution. It dried in the air and heat-processed for 15 minutes in a 200 degreeC oven. The action of the inventive material coating after this heat treatment is shown in the photograph (FIG. 8). The parts coated with the inventive material remain bright and shining. On the other hand, the uncoated side is completely cloudy. Similarly, copper, brass and other metal wires can be coated with inventive materials and can be protected against oxidation and environmental damage.

実施例19
発明材料で被覆したスライドガラスのAFMイメージを、被覆していないガラスとともに、図9に示す。発明材料で被覆された表面は、非常に平滑でrms粗さは被覆されていないガラスと桁違いに低減する。
Example 19
An AFM image of a slide glass coated with the inventive material is shown in FIG. 9 along with the uncoated glass. The surface coated with the inventive material is very smooth and the rms roughness is on the order of magnitude less than uncoated glass.

実施例20
重合基材上のセラミック材料のクラックのないコーティングの形成は、大きな熱膨張係数の不適合及び重合基材の熱感受特性のため、技術的課題である。特に、コーティングが高温で硬化するならば、残りの熱ストレスは膜にクラックをもたらす。これは、コーティング厚さを最小限に維持し、膜の基材に対する粘着力エネルギーを増大する場合に、最小限に止めることができる。これらの双方の形態の発明材料は、低粘度であり、比較的低温で熱分解により容易に分解するリン酸ベースの前駆体溶液のため、達成することができる。ポリイミド複合体上の発明材料コーティングの光学イメージは、被覆表面に対する平坦化作用を示した。また、発明材料は欠陥をカバーし、そのような隙間を作ることなく、表面を気密にする。
Example 20
Formation of a crack-free coating of ceramic material on the polymerized substrate is a technical challenge due to the large thermal expansion coefficient mismatch and the heat sensitive properties of the polymerized substrate. In particular, if the coating cures at high temperatures, the remaining thermal stress will cause the film to crack. This can be minimized if the coating thickness is kept to a minimum and the adhesion energy of the membrane to the substrate is increased. Both of these forms of the inventive material can be achieved because of the low viscosity and the phosphoric acid based precursor solution which is easily decomposed by thermal decomposition at relatively low temperature. An optical image of the inventive material coating on the polyimide composite showed a planarizing effect on the coated surface. Inventive materials also cover defects and make the surface airtight without creating such gaps.

実施例21
ポリビニルピロリドン、PVP(MW630000)を、実施例2で調製した発明材料の前駆体溶液に溶解した。溶液中のPVP量を0〜100重量%で変化することができる。溶液の濃度は、PVP含量の増加に伴い増大する。また、溶液を、PVPとAl(NO)及びP溶液を混合することによって直接調製することができる。他の分子量のPVPを用いることもできる。
Example 21
Polyvinyl pyrrolidone, PVP (MW 630000) was dissolved in the precursor solution of inventive material prepared in Example 2. The amount of PVP in the solution can vary from 0 to 100% by weight. The concentration of the solution increases with increasing PVP content. Alternatively, the solution can be prepared directly by mixing PVP with Al (NO 3 ) 3 and P 2 O 5 solutions. Other molecular weight PVPs can also be used.

実施例22
ポリカーボネートサンプル(1×1径)を、30秒間、硫化クロム浴中に浸漬した。次いで、大量の脱イオン水で洗浄した。続いて、実施例2で調製した発明材料の前駆体溶液でディップコートした。ヒートガンで被覆サンプルを乾燥した。次いで、130℃のオーブン中で熱処理した。しばらく硬化させた後、透明コーティングが形成された。
Example 22
A polycarbonate sample (1 × 1 diameter) was immersed in a chromium sulfide bath for 30 seconds. It was then washed with a large amount of deionized water. Subsequently, dip coating was performed with the precursor solution of the inventive material prepared in Example 2. The coated sample was dried with a heat gun. Subsequently, it heat-processed in 130 degreeC oven. After curing for a while, a clear coating was formed.

実施例23
ポリカーボネートサンプル(1×1径)を、30秒間、硫化クロム浴中に浸漬した。次いで、大量の脱イオン水で洗浄した。続いて、実施例3で調製した改変発明材料の前駆体溶液でディップコートした。ヒートガンで被覆サンプルを乾燥した。次いで、130℃のオーブン中で熱処理した。しばらく硬化させた後、透明コーティングが形成された。
Example 23
A polycarbonate sample (1 × 1 diameter) was immersed in a chromium sulfide bath for 30 seconds. It was then washed with a large amount of deionized water. Subsequently, dip coating was performed with the precursor solution of the modified inventive material prepared in Example 3. The coated sample was dried with a heat gun. Subsequently, it heat-processed in 130 degreeC oven. After curing for a while, a clear coating was formed.

実施例24
メチルエチルケトン溶液を、実施例5で調製した発明材料で被覆されたポリカーボネート膜の表面に滴下した。ポリカーボネートとの反応は認められなかった。これは、発明材料コーティングの化学物質に対する保護能及びその良好なバリア特性を示唆する。
Example 24
The methyl ethyl ketone solution was dropped onto the surface of the polycarbonate film coated with the inventive material prepared in Example 5. No reaction with polycarbonate was observed. This suggests the ability of the inventive material coating to protect against chemicals and its good barrier properties.

実施例25
メディウム中に分散したナノサイズの酸化亜鉛粒子を、実施例2で調製した発明材料の前駆体溶液と混合した。酸化亜鉛の量は、変化させることができる。また、溶液を、酸化亜鉛とAl(NO)及びP溶液を混合することによって直接調製することができる。
Example 25
Nano-sized zinc oxide particles dispersed in a medium were mixed with the inventive precursor solution prepared in Example 2. The amount of zinc oxide can be varied. Alternatively, the solution can be prepared directly by mixing zinc oxide with Al (NO 3 ) 3 and P 2 O 5 solutions.

実施例26
発明材料コーティングの硬化状態を測定するために、発明材料で被覆されたステンレス鋼箔のFTIR反射率スペクトルを、温度と熱処理時間との関数として記録した(図10)。リン酸エステルのための有機吸収ピーク(1370、1432、1473 1720、2987cm−1)の強度が減少し、完全に結合したPO基のための単一の強力な吸収が、硬化温度及び時間の増加とともに1200cm−1付近に現れた。硬化温度が増加するにつれて、要求される熱処理を短縮化することができる。FTIRデータに基づいて、325℃の硬化温度が、若干の水を含んで完全な無機コーティングを得るために必要である。クラックのないコーティングは、340℃まで、発明材料で被覆されたポリイミドを硬化することによって得られた。コーティングの硬化温度及び安定性は、基材の性質、厚み及び処理前の形態によって変化させることができる。硬化温度は、発明材料の前駆体溶液の構成に従い、異ならせることもできる。200℃でより長い時間熱処理したサンプルのFTIRデータは、コーティングが、200℃での硬化でさえも十分に高密度で気密であることを示すであろう。コーティング中の残留水分含量においてわずかな変化を示したことに注目することは興味深い。この研究によると、200℃の硬化温度は、ポリマー上の保護コーティングを形成するので十分に違いない。しかし、より高温では、より良好な粘着力を付与し、気密品質がより良好であろう。
Example 26
To measure the curing state of the inventive material coating, the FTIR reflectance spectrum of the stainless steel foil coated with the inventive material was recorded as a function of temperature and heat treatment time (FIG. 10). The intensity of the organic absorption peaks for phosphate esters (1370, 1432, 1473 1720, 2987 cm −1 ) is reduced and a single strong absorption for fully bound PO 4 groups is observed at cure temperature and time. It appeared in the vicinity of 1200 cm −1 with the increase. As the curing temperature increases, the required heat treatment can be shortened. Based on FTIR data, a cure temperature of 325 ° C. is necessary to obtain a complete inorganic coating with some water. A crack-free coating was obtained by curing the polyimide coated with the inventive material up to 340 ° C. The curing temperature and stability of the coating can be varied depending on the nature, thickness and pre-treatment morphology of the substrate. The curing temperature can be varied according to the composition of the precursor solution of the inventive material. FTIR data of samples heat treated at 200 ° C. for a longer time will show that the coating is sufficiently dense and airtight even when cured at 200 ° C. It is interesting to note that there was a slight change in the residual moisture content in the coating. According to this study, a curing temperature of 200 ° C. must be sufficient as it forms a protective coating on the polymer. However, higher temperatures will give better adhesion and better airtight quality.

実施例27
清浄なステンレス鋼箔を、実施例1で調製した前駆体溶液で被覆した。サンプルの熱処理を、800℃を超える炉中で、数秒間行った。フラッシュ硬化された発明材料コーティングのかすめ角赤外線反射スペクトルは、有機物及び水分子の欠如と完全に硬化した無機金属ホスフェート層の形成を示す(図11)。このフラッシュ硬化プロセスの間、表面コーティングは、500℃より高い温度に達するが、基材は、250℃未満である。このフラッシュ硬化技術は、ある種のコーティングプロセス(例えば、ロール−ロール等)及びポリマーのような熱に敏感な基材のために好ましい。
Example 27
A clean stainless steel foil was coated with the precursor solution prepared in Example 1. The sample was heat treated for several seconds in a furnace above 800 ° C. The grazing angle infrared reflection spectrum of the flash cured inventive material coating shows the absence of organic and water molecules and the formation of a fully cured inorganic metal phosphate layer (FIG. 11). During this flash curing process, the surface coating reaches a temperature above 500 ° C, while the substrate is below 250 ° C. This flash cure technique is preferred for certain coating processes (eg, roll-roll, etc.) and heat sensitive substrates such as polymers.

実施例28
ポリイミドは、有機樹脂として分類され、それらの特別な熱的及び化学的抵抗性のためにエンジニアリング適用で用いられる。半導体産業で、これらの材料が、主に柔軟なプリント回路基材のため及び無線、デジタル及びコンピュータ産業の集積回路適用のための基材として用いられる。これらの材料の表面仕上げは、それらの性能に直接的な影響を及ぼし、従って、これらの形態を最適化することが重要である。発明材料は、清浄されたポリイミド膜上を被覆し、300℃で1時間硬化する。発明材料で被覆されたポリイミド膜のSEMイメージは、コーティングのクラックのない特性を示した。また、ポリイミド面上の粒子は、発明材料コーティングによって被覆される。
Example 28
Polyimides are classified as organic resins and are used in engineering applications due to their special thermal and chemical resistance. In the semiconductor industry, these materials are used primarily for flexible printed circuit substrates and as substrates for integrated circuit applications in the wireless, digital and computer industries. The surface finish of these materials has a direct impact on their performance and it is therefore important to optimize their morphology. Inventive material is coated on a cleaned polyimide film and cured at 300 ° C. for 1 hour. The SEM image of the polyimide film coated with the inventive material showed the crack-free properties of the coating. Also, the particles on the polyimide surface are coated with an inventive material coating.

実施例29
発明材料コーティングへのナノスケールのZnO(10mol%未満)の40%の添加によるUV吸収の低減。この実施例は、発明材料へのUV吸収剤の添加の作用を示す。発明材料及びサファイアプレート上に被覆された発明材料に分散されたZnOのUV−可視透過スペクトル(図13)。
Example 29
Reduction of UV absorption by 40% addition of nanoscale ZnO (less than 10 mol%) to inventive material coating. This example demonstrates the effect of adding a UV absorber to the inventive material. UV-visible transmission spectrum of ZnO dispersed in inventive material and inventive material coated on a sapphire plate (FIG. 13).

実施例30
発明材料コーティング又は表面の処置を含む石英ガラス製品は、用益の間、環境でケイ酸塩反応を防止することができる。この実施例の結果は、溶融シリカサンプル上の発明材料コーティングのこの作用を示す。融解シリカサンプルを、部分的に発明材料で被覆し、硫酸ナトリウムで、900℃、15時間処理した。この処理条件下で、被覆されていない溶融石英はナトリウムイオンとの反応のために不透明になり、発明材料で被覆された部分は透明のままであり、ナトリウムイオン拡散に対して発明材料コーティングのバリア効果を示す(図14)。
Example 30
Inventive material coatings or quartz glass products containing surface treatments can prevent silicate reactions in the environment for utility. The results of this example show this effect of the inventive material coating on the fused silica sample. Fused silica samples were partially coated with the inventive material and treated with sodium sulfate at 900 ° C. for 15 hours. Under this processing condition, the uncoated fused quartz becomes opaque due to reaction with sodium ions, the parts coated with the inventive material remain transparent, and the barrier of the inventive material coating against sodium ion diffusion. The effect is shown (FIG. 14).

実施例31
発明材料の実施形態は、化学的、熱的に安定な結合剤又は接着剤として用いることができる。これらの実験において、改変前駆体溶液を、結合すべき一表面に適用し、他表面を、第1に押し付け、前駆体溶液が十分に、結合すべき2つの小片を被覆したことを確かめた。2つの小片を一緒に固定し、無機材料を形成するために熱処理した。製造されたジョイントは、これらの予備実験での低レベルの労力を考慮すると、比較的良好な結合強度を示した。リン含有量は、透過性及び接着力強度の双方に作用するであろう。発明材料のリンに富む組成物は、比較的高いリン含有量であるため、IR範囲における若干の吸収を示したが、結合は、より強力であるかもしれない。結合実験を、ガラスとステンレス鋼クーポンとの上で行った。ガラスは非常に滑らかな表面を有しており、一方、鋼は#3仕上げを有していた。これらの実験は、発明材料ベースの接着剤は、表面仕上げが異なる基材材料を結合することができることを証明した。
Example 31
Inventive material embodiments can be used as chemically or thermally stable binders or adhesives. In these experiments, the modified precursor solution was applied to one surface to be bonded and the other surface was pressed first to make sure that the precursor solution had sufficiently covered the two pieces to be bonded. The two pieces were fixed together and heat treated to form an inorganic material. The manufactured joints showed a relatively good bond strength considering the low level of effort in these preliminary experiments. The phosphorus content will affect both permeability and adhesive strength. The phosphorus-rich composition of the inventive material showed some absorption in the IR range due to its relatively high phosphorus content, but the binding may be stronger. Binding experiments were performed on glass and stainless steel coupons. The glass had a very smooth surface, while the steel had a # 3 finish. These experiments demonstrated that inventive material-based adhesives can bond substrate materials with different surface finishes.

この適用への直接的な関連のさらなる証拠を提供するために、サファイアプレート(長方形の)を、ZnSディスククーポンに結合した。結合は、ジョイントの熱安定性をテストするために、1時間、空気中で、450℃にてアニールした。材料は、良好な結合を維持し、発明材料接着剤の強力な特性を示唆する。結合対の透過スペクトル測定では、サファイアの不透明さのために、6μm以上での透過率が減少するが、3〜5μmにおいて良好な透過性を示す(図15)。   To provide further evidence of a direct link to this application, a sapphire plate (rectangular) was bonded to a ZnS disk coupon. The bond was annealed at 450 ° C. in air for 1 hour to test the thermal stability of the joint. The material maintains a good bond and suggests the strong properties of the inventive material adhesive. In the transmission spectrum measurement of the binding pair, the transmittance at 6 μm or more is decreased due to the opacity of sapphire, but good transmittance is shown at 3 to 5 μm (FIG. 15).

実施例32
発明材料は、他の元素(例えば、シリコン)の添加又はドーピングを含む広範囲にわたるAl/P比(例えば、0.5/1〜10/1及び25/1)で合成することができ、それは特定の機能的な特性を誘導するのに必要かもしれない。図16で示したように、ZnS上の種々の組成物の2つの発明材料膜の透過性の比較では、6/1のAl/P比が、シリコン添加(二酸化ケイ素も同領域周辺で吸収)で比較的リン酸塩に富む組成物に比較して、無視できるほどのリン酸塩吸収を示すことが分かる。しかし、良好な粘着力が、リン酸塩種によって提供されるので、透過性及び高い粘着強度のバランスを見出すことが必要かもしれない。このように、発明材料システムは、特別な性質を手直しするために柔軟な構成バリエーションを可能にする。
Example 32
Inventive materials can be synthesized with a wide range of Al / P ratios (eg 0.5 / 1 to 10/1 and 25/1) including the addition or doping of other elements (eg silicon) It may be necessary to induce the functional properties of As shown in FIG. 16, in the comparison of the permeability of two inventive material films of various compositions on ZnS, an Al / P ratio of 6/1 indicates that silicon addition (silicon dioxide also absorbs around the same region) It can be seen that it exhibits negligible phosphate absorption compared to a relatively phosphate rich composition. However, since good adhesion is provided by the phosphate species, it may be necessary to find a balance between permeability and high adhesion strength. In this way, the inventive material system allows for flexible configuration variations to rework special properties.

実施例33
ポリマー上のコーティングの用途
Example 33
Applications for coatings on polymers

Figure 2008516015

実施例34
1以上の上述又は実施例に関して、種々の複合体及び/又は製品要素を、公知のロール−ロール又は連続的製造方法を用いて製造することができ、この発明を認識する当業者に理解されるであろう。従って、上述したリン酸アルミニウム組成物のコーティング及び組み込まれた引例の方法(例えば、Cerablak(商標)化合物及び製品、アプライド・シン・フィルム・インク、エバンストン、IL)を、広範囲にわたる基材材料に適用することができる。そのような器材装置及び構成は、米国特許第6,951,770号及び第6,878,871号でより完全に記述されている(それぞれ全趣旨を参照することによりここに取り込む)。
Figure 2008516015

Example 34
With respect to one or more of the above or examples, various composite and / or product elements can be manufactured using known roll-roll or continuous manufacturing methods and will be understood by those skilled in the art who recognize this invention. Will. Thus, the coating of aluminum phosphate compositions described above and incorporated reference methods (eg, Cerablak ™ compounds and products, Applied Thin Film Ink, Evanston, IL) can be applied to a wide range of substrate materials. Can be applied. Such equipment devices and configurations are more fully described in US Pat. Nos. 6,951,770 and 6,878,871, each incorporated herein by reference in its entirety.

任意に、基材は、まず、剥離した表面デブリスを除去し、続いて、1以上のスプレー又は浸漬塗布法を用いて、適当な有機又は水性溶液(例えば、アルコール又は洗剤/水)で脱脂し、水及び/又はアルコールリンスを行うことができる。乾燥オーブン(約50℃から500℃の温度範囲で)を、全ての溶媒を除去するために用いることができ、空気流、乾燥空気、酸素、窒素又は他のいかなる不活性ガスも使用することができる。   Optionally, the substrate is first degreased with a suitable organic or aqueous solution (eg, alcohol or detergent / water) using one or more spraying or dip coating methods, first removing the stripped surface debris. Water and / or alcohol rinsing can be performed. A drying oven (at a temperature range of about 50 ° C. to 500 ° C.) can be used to remove all the solvent, using a stream of air, dry air, oxygen, nitrogen or any other inert gas it can.

上で及び/又は組み込まれた引用で示されたように、リン酸アルミニウム組成物の前駆体溶液は、基材にスプレーすることができる。あるいは、基材は前駆体溶液の1以上の槽又は貯蔵槽に浸漬することができる。そのような基材の多数又は全ての側の双方が被覆される場合、従って、1以上のスプレーノズルを構成することができる。あるいは、ディップコーティングで、全ての基材側を被覆することができる。前駆体構成は、限定されず、Al/P化学量論比、粘度、担体(例えば、水性又は非水性)及び添加剤の存在(有機又は無機のいずれか)に関して、変化させることができる。例えば、高放射率コーティングのために有利かもしれないため、スラリーを溶媒(水性又は非水性)担体成分で製造することができる。   As indicated above and / or in the incorporated citations, the precursor solution of the aluminum phosphate composition can be sprayed onto the substrate. Alternatively, the substrate can be immersed in one or more tanks or storage tanks of the precursor solution. Where both many or all sides of such a substrate are coated, one or more spray nozzles can thus be constructed. Alternatively, all substrate sides can be coated with dip coating. The precursor composition is not limited and can vary with respect to Al / P stoichiometry, viscosity, support (eg, aqueous or non-aqueous) and presence of additives (either organic or inorganic). For example, a slurry can be made with a solvent (aqueous or non-aqueous) carrier component since it may be advantageous for high emissivity coatings.

種々のボリューム及びスループット必要条件を考慮して、コーティング組成物を、1以上のオーブン又は加熱/硬化源で、最高約100フィート以上の長さにわたって、硬化することができる。例えば、設定スケジュールに従って乾燥及び硬化させることができる十分な長さのオーブン又は炉は、滞留時間が有効な加熱/硬化帯の速度及び長さに依存して、約50℃から1000℃の有効な温度範囲を与えることができる。そのような帯は、1以上の源(例えば、UV/IR、空気、他、不活性ガスの加熱気流又は抵抗加熱源)で変化させることができる。   In view of various volume and throughput requirements, the coating composition can be cured in one or more ovens or heating / curing sources for lengths up to about 100 feet or more. For example, a sufficiently long oven or furnace that can be dried and cured according to a set schedule is effective at about 50 ° C. to 1000 ° C., depending on the rate and length of the heating / curing zone in which the residence time is effective. A temperature range can be given. Such bands can be varied with one or more sources (e.g., UV / IR, air, etc., a heated stream of inert gas or a resistance heating source).

硬化した適用コーティングは、適当な溶媒で清浄化することができ、次いで、以降のコーティング塗布の前に乾燥する。あるいは、温度に敏感な基材(例えば、特定のプラスチック)からなる複合体又は高スループットシステムで使用することができ、硬化を、基材に有害な衝撃又は作用を与えることなくコーティング効果に十分な時間(例えば、約1時間以内)、基材を比較的低温(例えば、約250℃以下)で維持しながら、比較的高温で被覆部品を加熱することができる方法で、適当な熱源を用いて行うことができる。   The cured applied coating can be cleaned with a suitable solvent and then dried prior to subsequent coating application. Alternatively, it can be used in composites or high-throughput systems consisting of temperature sensitive substrates (eg, certain plastics), and curing is sufficient for coating effects without detrimental impact or action on the substrate. Using a suitable heat source in a manner that allows the coated component to be heated at a relatively high temperature while maintaining the substrate at a relatively low temperature (eg, less than about 250 ° C.) for a time (eg, within about 1 hour) It can be carried out.

種々のプロセス関連の考慮すべき問題のために、加熱/硬化源とともに又は加熱/硬化源によって移動させる前に直角でサブストレートをロールすることが望ましいかもしれない。基材がかなり湿っているか硬化していない場合、屈曲からのコーティングダメージは最小限となるであろう。初期の表面粗さによって、基材は、洗浄及びコーティング適用の前に、当該分野で理解されるように、電気研磨又は機械的研磨を行うことができる。にもかかわらず、ロール−ロール/連続コーティングプロセスのさらなる説明のために、図17及び図18のように行われ、限定されない巻き又はロール複合体形態がそれからもたらされる。   Because of various process related considerations, it may be desirable to roll the substrate at a right angle before being moved with or by the heating / curing source. If the substrate is fairly wet or uncured, coating damage from bending will be minimal. Depending on the initial surface roughness, the substrate can be electropolished or mechanically polished as understood in the art prior to cleaning and coating application. Nevertheless, for further explanation of the roll-roll / continuous coating process, it is carried out as in FIGS. 17 and 18, resulting in a non-limiting wound or roll composite form.

コーティングにおけるリン酸塩及び水基に対応する吸収ピークを示す実施例4で製造されたサンプルのFTIRイメージである。6 is an FTIR image of the sample produced in Example 4 showing absorption peaks corresponding to phosphate and water groups in the coating. コーティングにおけるリン酸塩及び水基に対応する吸収ピークを示す実施例6で製造されたサンプルのFTIRイメージである。7 is an FTIR image of the sample produced in Example 6 showing absorption peaks corresponding to phosphate and water groups in the coating. 気密で、高密度で均一な特性を示すサファイア上の発明材料のコーティングの断面TEMイメージである。発明材料コーティングに対応する電子回折パターンは、アモルファス特性を示す。2 is a cross-sectional TEM image of an inventive material coating on sapphire showing airtight, high density and uniform properties. The electron diffraction pattern corresponding to the inventive material coating exhibits amorphous properties. 食物−粘着力テストの後の部分的に発明材料で被覆されたエナメルクーポンの写真である。Figure 2 is a photograph of an enamel coupon partially coated with inventive material after a food-adhesion test. 1μm研磨(左)のコーティングしてない炭化シリコン表面及び熱処理後の発明材料で被覆されたSiC(右)の写真であり、反射表面を示す。1 μm polished (left) uncoated silicon carbide surface and photograph of SiC coated with inventive material after heat treatment (right), showing the reflective surface. 発明材料で被覆された、熱処理炭化ケイ素のAFMイメージを示す。Figure 2 shows an AFM image of heat treated silicon carbide coated with inventive material. 発明材料で被覆された、熱処理金属合金のAMFイメージを示す。2 shows an AMF image of a heat treated metal alloy coated with an inventive material. 部分的に発明の材料で被覆された銅板の写真である。2 is a photograph of a copper plate partially coated with the inventive material. コーティングしてないガラス(rms〜1〜2nm)(左)及び発明材料被覆(rms〜0.1〜0.2nm)(右)を示す。Shown are uncoated glass (rms 1-2 nm) (left) and inventive material coating (rms 0.1-0.2 nm) (right). 200℃での熱処理の温度長の関数として、ステンレス上の発明材料のコーティングのFTIRスペクトルを示す。Figure 5 shows the FTIR spectrum of the inventive material coating on stainless steel as a function of the temperature length of the heat treatment at 200 ° C. ステンレス鋼箔上にフラッシュ硬化した発明材料コーティングのFTIRスペクトルを示す。Figure 3 shows an FTIR spectrum of an inventive material coating flash cured on a stainless steel foil. ポリイミド膜の発明材料で被覆した表面のSEM顕微鏡写真である。It is a SEM micrograph of the surface coat | covered with the invention material of the polyimide film. ドープされていない発明材料及び酸化亜鉛なの粒子拡散発明材料コーティングの紫外線―可視吸収スペクトルを示す。Figure 2 shows the UV-visible absorption spectrum of an undoped inventive material and a zinc oxide particle diffusion inventive material coating. 発明材料で部分的に被覆された溶融クオーツサンプルの写真であり、環境攻撃に対するコーティングのバリア作用を示す。Fig. 3 is a photograph of a molten quartz sample partially coated with inventive material, showing the barrier effect of the coating against environmental attack. サファイア/ZnS結合対の透過スペクトルである。6μmより上の減少した透過率はサファイアによる。It is a transmission spectrum of a sapphire / ZnS bond pair. The reduced transmission above 6 μm is due to sapphire. ZnS上の発明材料の透過スペクトルである。It is a transmission spectrum of the inventive material on ZnS. 本発明によるロール−ロールプロセス及び得られた複合体形状を示す。Figure 2 shows the roll-roll process according to the invention and the resulting composite shape. 本発明によるロール−ロールプロセス及び得られた複合体形状を示す。Figure 2 shows the roll-roll process according to the invention and the resulting composite shape.

Claims (26)

基材、その上のコーティング成分からなる構成複合体であって、 コーティング成分 は、リン酸アルミニウム化合物を含み、該化合物は、アルミニウム対リン比が約0.5対約1から約25対約1の範囲であり、
前記複合体は、該構成に対して実質的に垂直軸の周囲に配置されてなる構成複合体。
A composite comprising a substrate, a coating component thereon, wherein the coating component comprises an aluminum phosphate compound, wherein the compound has an aluminum to phosphorus ratio of about 0.5 to about 1 to about 25 to about 1 Range of
The composite is a structural composite that is disposed about a vertical axis substantially with respect to the configuration.
基材は、金属、金属合金及びプラスチックから選択される請求項1の複合体。   The composite of claim 1 wherein the substrate is selected from metals, metal alloys and plastics. 基材は、ステンレス鋼及びブラシ研磨のステンレス鋼から選択される請求項2の複合体。   The composite of claim 2 wherein the substrate is selected from stainless steel and brushed stainless steel. コーティング成分は、実質的に可視スペクトルに対して透明である請求項3の複合体。   The composite of claim 3 wherein the coating component is substantially transparent to the visible spectrum. コーティング成分は、虹色の外観を複合体に与える請求項3の複合体。   The composite of claim 3 wherein the coating component imparts a iridescent appearance to the composite. コーティング成分は、抗菌性成分を含む請求項3の複合体。   The composite of claim 3, wherein the coating component comprises an antimicrobial component. 基材とコーティング成分との間に少なくとも1つの層間成分を含む請求項2の複合体。   The composite of claim 2 comprising at least one interlayer component between the substrate and the coating component. 基材は、ポリカーボネート、ポリカーボネート共重合体、ポリイミド、ポリイミド共重合体、ポリエステル及びポリエステル共重合体の1つを含むプラスチックからなる請求項2の複合体。   The composite of claim 2, wherein the substrate comprises a plastic comprising one of polycarbonate, polycarbonate copolymer, polyimide, polyimide copolymer, polyester and polyester copolymer. コーティング成分は、浸透バリアである請求項8の複合体。   The composite of claim 8, wherein the coating component is an osmotic barrier. コーティング成分は、有機溶媒に少なくとも部分的に不溶である請求項8の複合体。   The composite of claim 8, wherein the coating component is at least partially insoluble in the organic solvent. コーティング成分の上に少なくとも1つの上層成分を含み、該コーティング成分は上層成分に対して接着性である請求項8の複合体。   9. The composite of claim 8, comprising at least one upper layer component over the coating component, wherein the coating component is adhesive to the upper layer component. コーティング成分は、IRスペクトルにおける約1230cm−1で放射線を吸収する構造部位を含む請求項11の複合体。 The composite of claim 11 wherein the coating component comprises a structural site that absorbs radiation at about 1230 cm -1 in the IR spectrum. 基材は、約100ミル以下の膜厚を有する金属箔からなる請求項2の複合体。   The composite of claim 2 wherein the substrate comprises a metal foil having a thickness of about 100 mils or less. 箔は、アルミニウム、ステンレス鋼、チタン、マグネシウム、ニッケル系合金及び超合金から選択される請求項13の複合体。   14. The composite of claim 13, wherein the foil is selected from aluminum, stainless steel, titanium, magnesium, nickel-based alloy and superalloy. コーティング成分の上に反射金属上層成分を含む請求項14の複合体。   15. The composite of claim 14, comprising a reflective metal upper layer component over the coating component. 基材はワイヤである請求項2の複合体。   The composite of claim 2 wherein the substrate is a wire. スプールの巻かれた請求項1の複合体。   The composite of claim 1 wound with a spool. 製品に製造された請求項1の複合体。   The composite of claim 1 manufactured into a product. リン酸アルミニウム組成物を用いて多孔性基材表面をシールする方法であって、
表面成分を含む基材を準備し、
表面成分をリン酸アルミニウム化合物に接触させ、該化合物は少なくともリン酸エステル部分を含み、及び
前記エステル部分を部分的に除去するために十分な温度と時間で組成物を加熱することを含む方法。
A method of sealing a porous substrate surface using an aluminum phosphate composition,
Preparing a substrate containing surface components;
Contacting the surface component with an aluminum phosphate compound, the compound comprising at least a phosphate ester moiety, and heating the composition at a temperature and for a time sufficient to partially remove the ester moiety.
基材は、花崗岩、大理石、人工石、磁器及びセラミックから選択される請求項19の方法。   20. The method of claim 19, wherein the substrate is selected from granite, marble, artificial stone, porcelain and ceramic. 表面成分は実質的に平坦である請求項19の方法。   20. The method of claim 19, wherein the surface component is substantially flat. 接触した組成物は実質的に約1000℃の温度まで熱的に安定である請求項19の方法。   20. The method of claim 19, wherein the contacted composition is thermally stable to a temperature of substantially about 1000 <0> C. 組成物は表面成分上にスプレーされる請求項19の方法。   20. The method of claim 19, wherein the composition is sprayed onto the surface component. 組成物は、少なくとも1つの水性担体成分、非水性担体成分及びエアロゾル噴霧体を含む請求項23の方法。   24. The method of claim 23, wherein the composition comprises at least one aqueous carrier component, a non-aqueous carrier component and an aerosol spray. 組成物は、エアロゾル噴霧体を含む請求項24の方法。   25. The method of claim 24, wherein the composition comprises an aerosol spray. 基材は、キッチン器具及びカウンター、バスルーム固定具及び床及び壁タイル部材から選択される請求項19の方法。   20. The method of claim 19, wherein the substrate is selected from kitchen utensils and counters, bathroom fixtures and floor and wall tile members.
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