JP2015518921A - ホスホン酸分子及びアミンを含有する双性イオン性組成物を用いた時計学用表面コーティング - Google Patents

ホスホン酸分子及びアミンを含有する双性イオン性組成物を用いた時計学用表面コーティング Download PDF

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Abstract

本発明は、時計学の分野で使用するために設計された表面をコーティングするための、アミン分子(N)及びホスホン酸化合物(P)の使用に関する。これら2つの種類の化合物はアルカリ性及び酸性であるため、ガラス等の無機材料、金属、非酸化材料(とりわけ金、ロジウム及びこれらの合金)、又はポリマー材料のいずれからなるかに関わらずあらゆる種類の表面と相互作用するイオンのペアを形成する。これら2種類の化合物の驚くべき相補的な性質を利用して、本発明者らは、特に置き時計機構で使用されるいずれの種類の材料上に機能化層を形成できる、組成物及びコーティングプロセスを提案する。

Description

特許文献1に記載されているように、指又は汚染物質と定期的に又は時折接触する、特に金属表面である表面、例えば瓶及び/若しくはその栓、ボールペン、ベルトのバックル、宝飾品、腕時計(腕時計のバンド、ケース、風防ガラス)、金属コーティングされた眼鏡、若しくはマイクロ技術及びマイクロエレクトロニクスにおいて使用される構成部品は、様々な種類の汚染に曝されやすい。これらの物品の取扱いにあたり、これらの物品を含むか又はこれらの物品を大気と接触させる製品は、状況によっては汚れの堆積及び/又は微生物由来の汚染(菌類、細菌、ウィルス等)を引き起こし、これはユーザが瓶の内容物(クリーム、オイル、香水、薬品等)を皮膚に塗布するか又は服用する際に問題となり得る。更に、このような見苦しい痕跡の存在は、これらの物品の販売においても問題となり得る。
指紋は、極めて多くのこのような痕跡の原因となる。このような指紋の原因となる物質(油性又は水性物質)は、外界からの汚染(汚れの転写)によって引き起こされる場合もあり、また(例えば水性・脂質混合組成物である汗により)皮膚から分泌される場合もある。
汚れの堆積(指紋、汚染痕跡等)は、洗浄剤(洗剤、ウェットティッシュ、石鹸等)を用いて落とすことができるが、このような作業は一時的なものであり、度々繰り返さなければならない。
このような汚染の堆積に、長期間にわたって効率的に対処する良い方法は、表面を処理して非粘着性とする、即ち疎水性及び疎油性とすることである。実際、このような永久的な処理により、油性化合物(脂質、汗、ワックス等)又は水性化合物(水、汗、露、細菌懸濁液等)の上記表面上への堆積が防止され、また上記化合物中に懸濁している微生物が上記表面に付着できなくなる。
更に、マイクロ工学分野での応用(例えば時計学分野での応用)において、潤滑を促進する、部品の摩耗を制限する、そして潤滑剤の拡散を防止するという利点が疎水性及び疎油性表面から得られることは重要である。これらの機構には、多数の様々な材料が存在する。
このような汚染及び/又は汚れの堆積を制限するためのコーティング、特にカルボン酸若しくはホスホン酸を含有する有機化合物をベースとするコーティング(特許文献2)、又は有機リン酸をベースとするコーティング(特許文献3)が、既に文献に記載されている。時計学分野において潤滑を促進し、油の拡散を制限するためのその他のコーティングも、既に文献に記載されている。
しかしながら、これらの従来技術は、全ての金属表面(特に時計学分野の場合は金、銀、ロジウム)を効果的に処理できないという点で、完全に満足できるものではないことが分かっている。
金表面上に単層を形成できる2種類の分子が存在し、一方はチオール分子、もう一方はアミノ分子である。前者は後者に比べて、金に対する接着強度が高い。実際、一般式R−NH−R’のアミノ(N)分子は、コロイド状の金粒子上に(非特許文献1、2)、又は金表面上に(非特許文献3)、極めて低い結合エネルギで自己組織性層を形成することが公知である。
更に、ホスホン酸化合物、特にパーフルオロ化(PF)又はパーフルオロポリエーテル(PFPE)基を担持するビスホスホン酸化合物は、濡れ特性を変化させ、表面を疎水性及び疎油性コーティングする(特許文献4、5)ことが公知である。これらの化合物は、無機材料、又は鉄、チタン、銅、アルミニウム、ニッケル、スズ等の金属材料、又は金属合金(例えば鋼鉄、ステンレス鋼、真鍮、銅−ニッケル−亜鉛、青銅、スズ−ニッケル、ニッケル−ホスホン酸、銅−ベリリウム)に、自己組織性層の形態で付着できる。その一方で、これらの分子は、特定のポリマーや特定の貴金属(金、銀、ロジウム等)といった、還元状態又は低酸化状態の材料に対しては、極めて限定的な親和性しか有さない。
フランス特許第245742号 国際公開特許第2007/112312号 欧州特許第1955638号 フランス特許第2904784号 欧州特許第2054165号
Ross et al.,J.Biomed.Mater.Res.2011 Aslam et al.,J.Mater.Chem.2004 Yoshimoto et al.,Langmuir 2009
この文脈において、本発明者らは、いずれの種類の材料から形成された表面の疎水性及び粗油性を長期間にわたって上昇させることができる、表面機能化方法を同定することを目標とし、これは:
(i)上記表面上の腐食及び/若しくは汚れの堆積を、長期間にわたって効果的に軽減すること;
(ii)処理表面に対する液体の親和性を低下させて、
a.水性若しくは油性液体の拡散を制限する
b.上記表面上での上記液体の流れを促進する
ために、上記表面のエネルギを低下させること;
(iii)潤滑を促進すること;並びに/又は
(iv)機械部品の摩耗を制限すること
を目的とする。
疎水性及び疎油性コーティングの蒸着による表面エネルギの低下は、部品(ポリマー部品、複合材料部品、熱硬化性部品、熱可塑性部品等)の脱型においても求められる。従って、物品を高温での処理及び/又は複数回の洗浄作業に供する場合があるため、この機能化層は高温に対する耐性を有していなければならない。
図1は、固体表面上に蒸着された、負帯電分子と正帯電分子との交互シーケンスの概略図である。 図2は、基材(A=金、B=ステンレス鋼、C=アルミニウム)上に配置された水滴の接触角度を、使用されるコーティングの種類(コーティングされていない基材=濃灰色、分子08−202及び14−101、分子08−202及び14−102、又は分子BP−C16及びN−C18を含有する組成物でコーティングされた基材=淡灰色)に対して示す。 図3は、基材(A=金、B=ステンレス鋼、C=アルミニウム)上に配置されたMoebius941オイルの滴の接触角度を、使用されるコーティングの種類(コーティングされていない基材=濃灰色、分子08−202及び14−101、分子08−202及び14−102、又は分子BP−C16及びN−C18を含有する組成物でコーティングされた基材=淡灰色)に対して示す。 図4はスイスレバー式脱進機を示し、アンクルの爪石(1)とガンギ車(3)の歯との間に連続的な接触が発生する。入り爪石(1a)上及び出爪石(1b)上において摩擦を最小化しなければならず、また、歯の静止平面(3b)及び推進平面(3a)における接触に沿った最適な潤滑を保証しなければならない。
この文脈において、本発明者らは、アミノ分子及びホスホン酸分子が、金属製、無機物性又はポリマー製のいずれであるかに関わらずいずれの種類の表面上において、長期間にわたって付着及び/又は自己組織化できるイオンのペアを形成することを発見した。これらの分子は、アミン(N)及びホスホン酸(P)、又はアンモニウム(N+)及びホスホン酸塩(P-)の形態で、1つ又は複数の正電荷(N+)を1つ又は複数の負電荷(P-)に近接させて交互に組み合わせるように編成される。これらの分子は自己組織化及び自己編成化能力を更に有するため、図1に示すような自己組織性単層が結果として得られる。これら2種類の分子の混合物で処理した表面は、長期間にわたって機能化される。この混合物は、溶液として形成してから蒸着でき、又はこれら2つの化合物を連続的に蒸着することによって処理対象の表面上に直接形成することもできる。
驚くべきことに、このような混合物を用いると、アミノ分子もホスホン酸分子も単独では長期間付着できない表面を、効果的にコーティングできる(実施例2を参照)。図1に示すような2つの分子の化学的編成が上述の驚くべき特性の原因となっているようであるが、これは、2つの分子間の相互作用が、コーティングされる表面との弱い親和性を提供するようなものであるためである。従って有利なことに、本発明により、従来技術から既知の溶液よりも迅速に、かつ高い耐久性で、いずれの種類の表面を機能化できる。
液相−気相境界面の表面張力を低下させるための双性イオン性組成物については既に文献に記載されている(特に米国特許第7097705号を参照)ものの、固体表面の特性を変化させるためのものは文献に記載されていない。本発明者らは、i)双性イオンのペアを形成でき、かつ表面と相互作用することもできる2つの化学基と、ii)自己編成化及び(自己組織化された場合に)横方向の結合を可能とする化学基との組み合わせにより、いずれの種類の固体材料を双性イオン性自己組織性層で長期間にわたってコーティングできることを発見した。
従って、ホスホン酸化合物と混合されたアミン化合物を含む組成物、又はこれら化合物のうちの一方をそれぞれ含む2つの組成物を順次適用することにより、金、銀、鉄、ロジウム、チタン、銅、アルミニウム、ニッケル、スズ、又は鋼鉄、ステンレス鋼、真鍮、銅−ニッケル−亜鉛、青銅、スズ−ニッケル、ニッケル−ホスホン酸、銅−ベリリウム等の金属合金、又はセラミック、ポリマー若しくはガラスを含む多数の無機表面及び金属表面を、長期間にわたって極めて効果的にコーティングでき、これらの表面上の腐食、汚れの堆積、微生物汚染を軽減できる。
アミン又はホスホン酸化合物がパーフルオロポリエーテル(PTPE)基を担持する場合、上述の組成物/適用によって形成される単層は、上記表面に疎水性及び疎油性を付与し、これは付着を制限し、水、汗及び/又は脂質の滴の流れを促進し、従ってこれらに含まれる微生物との長期の接触を防止する。このようなコーティングは、上記表面の表面エネルギを低下させることもでき、これらの表面に抗接着特性及び/又は潤滑特性を付与する。
特に、形成される層は、表面の所定の領域に蒸着して上記領域に潤滑剤を留めることができ、ここで上記表面は、置き時計機構、又は時計製品に組み込まれるデバイス中で使用することを意図したものである。
従って第1の態様では、本発明は、少なくとも1つのアミン化合物及び少なくとも1つのホスホン酸化合物、又は毒性学的に許容可能なこれらの塩を含む組成物に関する。
ここでは「アミン化合物」は、炭素含有基によって特定の水素が置換された、アンモニア由来の有機化合物を意味するものと理解される。1級、2級又は3級アミンという用語は、水素が1つ置換されているか、2つ置換されているか、又は3つ置換されているかに応じて使用される。これらの化合物の更なるアルキル化により、アンモニウム塩を上記定義に含めることもできる。アミンは一般に、低級アミンのアルキル化によって得られる。アンモニアをアルキル化することによって1級アミンが得られ、これをアルキル化することで2級アミン、更に3級アミンを形成できる。3級アミンのアルキル化によって4級アンモニウム塩を得ることができる。他の方法も存在するが、それらは全て慣用のものであり、当業者には公知である。これらのうちの1つの概要を、以下の実施例1に示す。
ここでは「ホスホン酸化合物」、「ホスホン酸分子」又は「ホスホン酸」若しくは「ホスホン酸塩」は、少なくとも1つのPO3基を、そのリン酸塩形態PO3又はそのリン酸形態PO3Hで含有する化合物を意味するものと理解される。このような化合物は、特に特許文献5に記載されている。
本発明に関する「毒性学的に許容可能な塩」は特に、ナトリウム若しくはカリウム塩、カルシウム若しくはマグネシウム塩、又はアンモニウム塩等の適切な有機リガンドによって形成された塩である。従ってこれらの塩は好ましくは、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム及びアンモニウム塩から選択される。
特定の実施形態では、本発明の化合物は以下の式(I−N)のアミン化合物を含む。
Figure 2015518921
Aは(CH2m−X−基であり、ここで:mは0〜100、好ましくは0〜30の整数であり;Xは飽和した又は飽和していない、パーフルオロ化した又は部分的にフルオロ化した、C0-C100アルキル基であり、アルキル鎖はパーフルオロ化していてもいなくてもよい0〜10個のシクロアルキル又はアルキル基で置換又は中断でき;Xは単共有結合、-(O-CH2-CH2m'、-(O-CH2-CH2-CH2m'、-(O-CH2-CH(CH3))m'、-(O -CH(CH3)-CH2m'基であってもよく、ここでm’は0〜100、好ましくは0〜50の整数である。
Bは:
a)単化学結合、若しくはO若しくはS原子、若しくはS(CO)、(CO)S若しくはNR、(CO)NR、NR(CO)基であり、ここでRは水素原子又はC1−C10アルキルであり;又は
b)
Figure 2015518921
である。
Cは、水素原子、F(CF(CF3)CF2O)n(CF22CF3、F(CF2CF(CF3)O)n(CF22CF3、F(CF2CF2CF2O)n(CF22CF3、F(CF2CF2O)n(CF22CF3及びCp2p+1から選択され、ここでn及びpは1〜100、好ましくは1〜50の整数である。
1、R2は独立して、上で定義したA−B−C群又は水素原子又は直鎖状短鎖C1−C6アルキルを表す。
別の実施形態では、本発明の化合物は以下の式(I−P)のホスホン酸化合物を含む。
Figure 2015518921
Rは水素原子H、フッ素原子F又はOH基である。
R’は水素原子H、フッ素原子F又はPO32基である。
Aは(CH2m−X−基であり、ここで:mは0〜100、好ましくは0〜30の整数であり;Xは飽和した又は飽和していない、パーフルオロ化した又は部分的にフルオロ化した、C0−C100アルキル基であり、アルキル鎖はパーフルオロ化していてもいなくてもよい0〜10個のシクロアルキル又はアルキル基で置換又は中断でき;Xは単共有結合、−(O−CH2−CH2m'、−(O−CH2−CH2−CH2m'、−(O−CH2−CH(CH3))m'、−(O −CH(CH3)−CH2m'基であってもよく、ここでm’は0〜100、好ましくは0〜50の整数である。
Bは:
a)単化学結合、若しくはO若しくはS原子、若しくはS(CO)、(CO)S若しくはNZ、(CO)NZ、NZ(CO)基であり、ここでZは水素原子又はC1−C10アルキルであり;又は
b)
Figure 2015518921
である。
Cは、水素原子、(CF(CF3)CF2O)n(CF22CF3、(CF2CF(CF3)O)n(CF22CF3、(CF2CF2CF2O)n(CF22CF3、(CF2CF2O)n(CF22CF3及びCp2p+1−から選択され、ここでn及びpは1〜100、好ましくは1〜50の整数である。
本出願中に記載された式において、慣用の術語に従い、文字「S」は硫黄原子、文字「O」は酸素原子、文字「N」は窒素原子、文字「F」はフッ素原子、文字「H」は水素原子、文字「C」は炭素原子、文字「P」はリン原子を表す(一般規則として、本出願に記載の化合物において使用可能な全ての基及び原子に関して使用される用語は、当該技術分野における通常の解釈と矛盾しないものとして理解される)。
本発明の意味において、「C0−C100アルキル」基は、0〜100個、好ましくは0〜30個、更に好ましくは0〜20個の炭素原子を含む、好ましくは飽和した、直鎖又は分岐2価炭化水素鎖を意味するものとして理解される。例としてメチレン、エチレン、プロピレン、イソプロピレン、ブチレン、イソブチレン、sec−ブチレン、ペンチレン又はへキシレン基が挙げられる。直鎖アルキルは例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル基等である。
「パーフルオロ化した」は、例えばCn2nといった、水素原子がフッ素原子で置換された置換アルキル、シクロアルキル、アリール基を指すものとして理解され、nは好ましくは0〜50、より好ましくは0〜10である。
「部分的にフルオロ化した」は、1つ又は複数の水素原子がフッ素原子で置換された分子を指すものとして理解される。
本発明では、「シクロアルキル」基は、好ましくは3〜7個の環状炭素原子を含む環状飽和炭化水素鎖を意味するものとして理解される。例としてシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル基が挙げられる。
本発明では、「アリール」は、好ましくは6〜10個の炭素原子を含みかつ付加環を含む、例えばフェニル又はナフチル基等の芳香族基を意味するものとして理解される。これは有利にはフェニルである。
本発明の好ましい実施形態によると、ホスホン酸化合物及びアミン化合物は、処理された材料に疎油性及び疎水性を付与するフルオロ化基を担持する。この機能性により、上記材料上において流れを促進でき、接着強度を制限でき、腐食を防止でき、潤滑、汚れの堆積、ファウリング及び/又は微生物汚染を制限できる。この処理は更に、良好な機械強度並びに経年劣化耐性及び洗浄用製品に対する耐性を提供する。
好ましい実施形態では、本発明の組成物中に存在するホスホン酸化合物は好ましくは、パーフルオロ化(PF)又はパーフルオロポリエーテル(PFPE)基を担持する。これらが特許文献4、5に記載のビスホスホン酸化合物であれば、なお好ましい。
より具体的には、上記アミン化合物は、以下の式I’−Nのパーフルオロ化アミン又はパーフルオロポリエーテルアミンであってよい。
Figure 2015518921
ここでnは1〜100の整数であり、mは0〜100の整数であり、xは0〜10の整数である。
上記ホスホン酸化合物は、パーフルオロ化ビスホスホン酸であってよく、又は以下の式I’−Pのパーフルオロポリエーテル基を少なくとも1つ担持してよい。
Figure 2015518921
ここでnは1〜100の整数であり、mは0〜100の整数であり、xは0〜10の整数である。
式I’−N、I’−Pにおいて、nが1〜30の整数であり、mが0〜50の整数であり、xが0〜10の整数であることが好ましい。
式I’−N、I’−Pにおいて、nが1〜20の整数であり、mが0〜30の整数であり、xが0〜10の整数であることが更に好ましい。
上記パーフルオロ化アミンが式I’−Nの化合物(ただしn=6、m=4、x=1;又はn=2、m=4、x=1;又はn=6、m=5、x=1;又はn=2、m=5、x=1)であり、上記パーフルオロ化ホスホン酸化合物が式I’−Pの化合物(ただしn=4、m=4、x=1;又はn=4、m=5、x=1)であることが特に好ましい。
更に、本発明の組成物は有利には、以下の式I’’−Nの直鎖アルキルアミンであるアミン化合物を含んでよい。
Figure 2015518921
ここでnは1〜100、好ましくは5〜30、更に好ましくは8〜20の整数である。
有利には、本発明の組成物はまた、以下の式I’’−P、I’’’−Pのホスホン酸化合物を含んでよい。
Figure 2015518921
ここでnは1〜100、好ましくは5〜30、更に好ましくは8〜20の整数である。
有利なことに、式(I−N)、(I’−N)及び/又は(I’’−N)、並びに(I−P)、(I’−P)、(I’’−P)及び/又は(I’’’−P)の化合物を含有する組成物を用いて、処理対象の表面の表面エネルギを低下させることができる。特許文献4、5に記載されているように、低表面エネルギの層の使用は、機械部品の潤滑の分野において広く行われている。実際には、この潤滑の概念は、表面の接着(これは表面粗度によって得られるものであるが、材料の表面エネルギも関与している)、表面層上での摺動、又は多少の粘性を有する液体上での「サーフィン(surfing)」(「流体力学的」潤滑)等の極めて多数の物理現象を包含する。金属部品の潤滑の一環として、結果として低表面エネルギの表面を生み出す、極めて強固に固定された層を有することが望ましい。結果として、支持材料との強固な結合、及びパーフルオロ化又はパーフルオロポリエーテル基の両方を呈する、アミン分子とホスホン酸分子との混合物の使用により、これらの材料の乾性潤滑が可能となる。
好ましくは式(I−N)、(I’−N)及び/若しくは(I’’−N)、並びに(I−P)、(I’−P)、(I’’−P)及び/若しくは(I’’’−P)のアミン化合物並びにホスホン酸化合物、又はこれらの塩のうちの1つを含有する、本発明による組成物は、特にこれらが被覆する表面の腐食を制限でき、上記表面の汚れの堆積及び/又は微生物汚染を軽減できる。
従って本発明は、好ましくは式(I−N)、(I’−N)及び/若しくは(I’’−N)、並びに(I−P)、(I’−P)、(I’’−P)及び/若しくは(I’’’−P)の有効量のアミン化合物並びにホスホン酸化合物、又は毒性学的に許容可能なこれらの塩を含む、組成物を記載し、上記組成物は、瓶の製造、又は指、大気若しくはいずれの液体と接触し得るいずれの物品のコーティングを目的として、長期間にわたって無機又は金属表面に付着でき、また上記表面の疎油性及び/又は疎水性を増大させることができ、従って上記表面における菌類の成長の堆積、汚れ、これらに伴う微生物汚染を制限できる。より詳細には、本発明の組成物を、油とコーティングされた表面との間の接触角度を少なくとも45°、好ましくは60°とすることができ、水とコーティングされた表面との間の角度を少なくとも90°とすることができる。
用語「有効量」は、コーティング後に上述の角度を得ることができるような薄膜を形成できる、適用される化合物の量を意味するものとして理解される。
本発明の組成物は、液体組成物、気体組成物又は臨界超過組成物であってよい。これらは好ましくは液体である。この場合、本発明の組成物は水性組成物及び/又は有機組成物であってよい。
本発明の液体組成物の溶媒は、組成物中に存在する2種類の化合物を可溶化できるよう選択される。この溶媒は特に:水;又は特にメタノール、エタノール、イソプロパノール(IPA)、アルデヒド、ケトン(例えばアセトン)、エーテル(例えばジエチルエーテル若しくはテトラヒドロフラン)、若しくはアルカン(特にC1〜C8アルカン)及びこれらの混合物といったC1〜C6アルコールであるアルコール溶媒;又は例えばIPA若しくはアセトンと混合した水素処理ナフサからなる溶媒から選択できる。この混合物は、上述の溶媒のうちの1つ又は複数と、水(H2O)とからなってもよい。本発明の組成物の溶媒は好ましくは、IPAと混合された水、又は単独でのIPAである。水/IPA溶媒を、例えば水50%とIPA50%、又は水90%とIPA10%といったいずれの比率で使用できる。
本発明の組成物は気体組成物であってもよく、特にホスフィン化合物及びアミン化合物は蒸気の状態であってよい。
「臨界超過組成物」は、臨界超過流体状態である組成物を意味するものとして理解される。数多くの臨界超過流体が公知である。ここではCO2が好ましい。
有利には、本発明の組成物は溶液、懸濁液、エマルジョン、臨界超過流体、エアロゾル、ゲル又は泡状物質の形態で存在する。
有利には、本発明の液体組成物中のホスホン酸化合物の含有量は、組成物の総量の0.0001〜20重量%、好ましくは0.001〜5重量%であり、本発明の液体組成物中のアミン化合物の含有量は、組成物の総量の0.0001〜20重量%、好ましくは0.001〜5重量%である。
ある実施形態によると、N化合物及びP化合物はそれぞれ、本発明の組成物中に、10-1〜10-15mol/L、好ましくは10-2〜10-5mol/Lのモル濃度で組み込まれる。
これら2つの化合物は、本発明の組成物中に同量(即ち組成物中で50%−50%)存在することが好ましいが、異なる比率(いずれか一方が25%−75%)を用いることもできる。
本発明はまた、表面の疎水性及び疎油性を上昇させるための上記組成物の使用、表面の腐食を制限するための上記組成物の使用、並びに表面上の汚れの堆積及び/又は表面の微生物汚染を制限するための上記組成物の使用にも関する。上記表面は好ましくは、金属、無機材料又は有機材料製である。上記表面は特に、ガラス又はポリマー製とすることができる。
別の態様では、上記組成物を用いて、処理した表面の表面エネルギを低下させることもでき、従って金属部品の摩擦係数を低下させて機械的摩耗を制限することにより、これら金属部品を潤滑化できる。
本発明の組成物で処理した表面は、時計学の分野において、例えば腕時計、アラーム付き置き時計又は置き時計に使用される部品又はデバイスの場合において使用するために設計できる。
第2の態様によると、本発明は分子機能化層で表面をコーティングするプロセスに関し、このプロセスは少なくとも以下のステップを含むことを特徴とする:
a)溶媒中で洗浄して乾燥させることにより、上記表面を任意に準備するステップ;
b)上記表面と、ホスホン酸化合物を含有する組成物とを接触させるステップ;
c)上記表面と、アミン化合物を含有する組成物とを接触させるステップ;
d)浮遊物を除去するステップ;
e)機能化された表面をすすぐステップ;
f)機能化された表面を乾燥させるステップ。
より具体的には、本発明のコーティングプロセスは少なくとも以下のステップを含む:
a)溶媒中で洗浄して乾燥させることにより、上記表面を任意に準備するステップ;
b)上記表面と、有効量のホスホン酸化合物を含有する組成物とを、上記表面上の微細な層へと上記ホスホン酸化合物が自己組織化するまで接触させるステップ;
c)上記表面と、有効量のアミン化合物を含有する組成物とを、上記表面上の微細な層へと上記アミン化合物が自己組織化するまで接触させるステップ;
d)浮遊物を除去するステップ;
e)機能化された表面をすすぐステップ;
f)機能化された表面を乾燥させるステップ。
本発明のプロセスで使用できるアミン化合物は上述のものであり、特に式I−N、I’−N、I’’−Nのものである。
本発明のプロセスで使用できるホスホン酸化合物は上述のものであり、特に式I−P、I’−P、I’’−P、I’’’−Pのものである。
上記アミン化合物及び上記ホスホン酸化合物は、好ましくは異なる化合物である。換言すると、ステップb)、c)で使用する化合物は同一ではない。ただし、ホスホン酸化合物はアミン基を含有でき、またその逆も可能である。
本発明のアミン化合物及びホスホン酸化合物は好ましくは、本発明の上記プロセスを実施した後、上記表面を直接コーティングする。「直接コーティングする」は、これらの化合物が、いずれの介在物を有することなく表面と複合体化する、即ち表面に固定されることを意味するものとして理解される。従ってこれら2種類の化合物は、コーティングされる表面と直接接触する(図1を参照)。
上記表面は好ましくは、その50%超、好ましくは75%超、更に好ましくは85%超、また更に好ましくは95%超が、以下によって形成される表面である:
・金(Au)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、ロジウム(Rh)、銅(Cu)、鉄(Fe)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、アルミナ、ジルコニア、ルビー(酸化アルミニウムとクロムとの合金、CAS登録番号12174−49−1)、サファイア(酸化アルミニウム、CAS登録番号1317−82−4)、ニッケル(Ni)、ルテニウム(Ru)、スズ(Sn)から選択される金属及びその酸化物;
・鋼鉄(鉄と炭素との合金)、ステンレス鋼、真鍮(銅と亜鉛との合金)、銅−ニッケル−亜鉛(合金)、青銅(銅とスズとの合金)、スズ−ニッケル(Sn−Ni)、ニッケル−リン(Ni−P)、銅−ベリリウム(Cu−Be)、パラジウム−ニッケル(Pd−Ni)、銅−コバルト(Cu−Co)、又はバナジウム(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、亜鉛(Zn)、タングステン(W)若しくはジルコニウム(Zr)を含有する合金、又は非晶質合金、又は酸化ジルコニウム(ZrOx)、酸化チタン(TiOx)若しくは酸化タンタル(TaxOy)等のセラミックから選択される合金及びその酸化物;
・ケイ素(Si)又はゲルマニウム(Ge)等の半導体、及びガラス(SiOx)等のその酸化物、又はいずれの形態のダイヤモンド;
・ホウ素(B)、ケイ素(Si)、タングステン(W)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)から選択される炭化物及び窒化物;
・例えばポリアミド、ポリアクリレート、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、ポリウレア、ポリエステル、ポリケトン、ポリイミド、ポリスルフィド、ポリスルホキシド、ポリスルホン、ポリチオフェン、ポリピリジン、ポリピロール、ポリエーテル、シリコーン、ポリアミド、ポリサッカライド、フルオロポリマー、アミド、イミド、ポリペプチド、ポリエチレン、ポリオキシメチレン(POM)、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ナイロン、これらのポリマーのいずれのコポリマー又はこれらの混合物等の、置換又は非置換ポリマー。
好ましい実施形態では、上記表面はその50%超、好ましくは75%超、更に好ましくは85%超、また更に好ましくは95%超が、金、鉄鋼、ステンレス鋼、チタン、ニッケル、ガラス、ロジウム又はアルミニウムで形成される。
ある実施形態では、この表面は磁性体である。これは特に、鉄を含有する材料で作製された表面の場合に当てはまる。しかしながら、別の実施形態ではこの表面は非磁性体である。これは特に、セラミック若しくはガラス、又は非磁性金属合金で作製された表面の場合に当てはまる。特定の実施形態では、この表面は磁性粒子ではない。特にこの表面は、鉄、特に酸化鉄又は水酸化鉄の形態の鉄(III)の誘導体によって全体又は一部が形成された磁性粒子ではないことが好ましい。この表面は、流体力学的径が5〜200nmの磁性粒子ではないことが好ましい。特にこの表面は、鉄(特に酸化鉄又は水酸化鉄の形態の鉄(III))の誘導体によって全体又は一部が形成された、流体力学的径が5〜200nmの磁性粒子ではないことが好ましい。
本発明の意味において、原子が、媒体を介して又は(結晶化合物と比べて)長距離にわたっていずれのレベルでも接着していない場合に、合金を「非晶質」であると呼ぶ。ガラスは非晶質化合物である。
本発明の意味において、「セラミック」は、結晶若しくは部分結晶構造の、又はガラスのセラミックであり、冷却により凝固させる溶融物によって実質的に無機の非金属物質で形成されるか、又は熱の作用によって、同時に若しくは順次、形成されかつ成熟する。これらは酸化物セラミック(酸化アルミニウム又は酸化ジルコニウム)、非酸化物セラミック(炭化物、ホウ化物、窒化物、ケイ素及びタングステン、マグネシウム、白金若しくはチタン等の原子からなるセラミック)、又は複合体セラミック(ルビー等、酸化物と非酸化物との組み合わせ)であってよい。
本発明の枠組みにおいて、「分子機能化層」は、それぞれ末端のうちの少なくとも1つによって基材に固着し、整理された状態で並んで配置される分子からなる層として理解される。これらの分子は好ましくは、アミン末端又はホスホン酸末端によって表面に固着する。これらの分子の表面編成及びこれらの分子が呈する様々な化学基により、コーティングされた表面の化学的又は物理的特性を変化させることができる。本発明の主題であるプロセスを用いて得られる分子層の厚さは、有利にはナノメートル範囲、即ち0.1nm〜50nmである。
表面を脱脂する第1のステップは任意であり、コーティングしなければならない表面の性質及び外観による。この脱脂ステップは、例えば適切な洗剤で表面を洗浄する等のいずれの慣用の方法によって達成できる。有利にはその後、表面を乾燥させて、使用した洗剤のいずれの痕跡を除去する。
本発明の主題を形成するプロセスにおいて、機能化される表面を、ホスホン酸化合物を含有する組成物及びアミン化合物を含有する組成物に、上記表面をコーティングする層へと上記化合物が自己組織化するまで接触させる(ステップb、c)。
本プロセスにおいて、ステップb)、c)をこの順で実施する必要はないものの、この実施形態が好ましい。この好ましい実施形態では、表面をまずホスホン酸と接触させ、その後アミンと接触させることになる。別の好ましいプロセスでは、2種類の化合物を同時に用いてコーティングを実施できる。後者の場合、使用するコーティング組成物は、例えば本発明による上述の組成物である。この好ましい実施形態では、これら2種類の化合物は同一の組成物中に含有されており、ステップb)、c)は1回のステップのみによって組み合わされる。
制限を意図するものではないが、これら2つの化合物を含有する1つ又は複数の組成物を、コーティングされる表面に接触させる時間は、典型的には5秒〜24時間、好ましくは30秒〜1時間、より好ましくは1分〜20分である。
N及び/又はP化合物を含有する組成物の溶媒は、可溶化を可能とするよう選択される。この溶媒は特に:水;又は特にメタノール、エタノール、イソプロパノール(IPA)、アルデヒド、ケトン(例えばアセトン)、エーテル(例えばジエチルエーテル若しくはテトラヒドロフラン)、若しくはアルカン(特にC1〜C8アルカン)及びこれらの混合物といったC1〜C6アルコールであるアルコール溶媒;又は例えばIPA若しくはアセトンと混合した水素処理ナフサからなる溶媒から選択できる。この混合物は、上述の溶媒のうちの1つ又は複数と、水(H2O)とからなってもよい。
リン酸を含有する組成物の溶媒は、好ましくはIPAである。
アミンを含有する組成物の溶媒は、好ましくはIPAと混合された水性溶媒、又は単独でのIPAである。
上述のように、(アミン化合物とホスホン酸化合物の両方を含有する)本発明の組成物の溶媒は好ましくは、IPAと混合された水、例えば水90%とIPA10%との混合物である。
ここでは「有効量」は、ホスホン酸化合物の含有量が、これを含有する組成物の総量に対して0.0001〜20重量%、好ましくは0.001〜5重量%であり、アミン化合物の含有量が、これを含有する組成物の総量に対して0.0001〜20重量%、好ましくは0.001〜5重量%であることを意味するものとして理解される。
好ましい実施形態によると、アミン又はホスホン酸化合物は、これらを含有する組成物中に、10-1〜10-15mol/L、好ましくは10-2〜10-10mol/Lのモル濃度で組み込まれる。
N化合物とP化合物とを単一の組成物中に混合する場合、これらは好ましくは同量(即ち組成物中で50%−50%)であるが、異なる比率(いずれか一方が25%−75%)を用いることもできる。
アミン及びホスホン酸化合物を含有する組成物が液体組成物である場合、上記組成物を例えばテンパリング、スピンコーティング、ワイピング、蒸発作用、エアロゾル又はスパッタリングによって、コーティングされる表面と接触させる。これらの組成物が気体組成物又は臨界超過組成物である場合、圧力及び温度を調節でき、かつCO2等の気体を噴射できる反応器を用いて、上記組成物を、コーティングされる表面と接触させる。
表面を1つ又は複数のコーティング組成物と接触させるステップの後、上記コーティング組成物の除去(ステップe)を実施して、溶媒を除去し、表面との接触中に基材に強固に付着しなかったアミン及びホスホン酸溶質を除去する。このようなコーティング組成物の除去は、例えばすすぐことによって実施でき、又は脱水、遠心分離若しくは蒸発によって機械的に実施できる。付着しなかった溶質の完全な除去を保証するのに適した溶媒に浸漬することにより、表面をさらにすすぐことができる。上記適切な溶媒は好ましくは、溶液を調製するために使用したもの又は水である。
表面を、例えば70℃の高温空気流中で2分間乾燥させることができる(ステップf)。
本発明のコーティングプロセスのステップb)〜f)は、いずれか一方の化合物又は両方の化合物(P、N)に関して繰り返すことができ、これによりコーティング効率を改善できる。
第3の態様では、本発明は、本発明の上記コーティングプロセスを用いて機能化された表面にも関する。これらの表面はいずれの種類の表面とすることができ、特にその50%超、好ましくは75%超、更に好ましくは85%超、また更に好ましくは95%超が、以下によって形成される表面である:
・金(Au)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、ロジウム(Rh)、銅(Cu)、鉄(Fe)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、アルミナ、ジルコニア、ルビー(酸化アルミニウムとクロムとの合金、CAS登録番号12174−49−1)、サファイア(酸化アルミニウム、CAS登録番号1317−82−4)、ニッケル(Ni)、ルテニウム(Ru)、スズ(Sn)から選択される金属及びその酸化物;
・鋼鉄(鉄と炭素との合金)、ステンレス鋼、真鍮(銅と亜鉛との合金)、銅−ニッケル−亜鉛(合金)、青銅(銅とスズとの合金)、スズ−ニッケル(Sn−Ni)、ニッケル−リン(Ni−P)、銅−ベリリウム(Cu−Be)、パラジウム−ニッケル(Pd−Ni)、銅−コバルト(Cu−Co)、又はバナジウム(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、亜鉛(Zn)、タングステン(W)若しくはジルコニウム(Zr)、又は非晶質合金、又は酸化ジルコニウム(ZrOx)、酸化チタン(TiOx)若しくは酸化タンタル(TaxOy)等のセラミックから選択される合金及びその酸化物;
・ケイ素(Si)又はゲルマニウム(Ge)等の半導体、及びガラス(SiOx)等のその酸化物、又はいずれの形態のダイヤモンド;
・ホウ素(B)、ケイ素(Si)、タングステン(W)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)から選択される炭化物及び窒化物;
・例えばポリアミド、ポリアクリレート、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、ポリウレア、ポリエステル、ポリケトン、ポリイミド、ポリスルフィド、ポリスルホキシド、ポリスルホン、ポリチオフェン、ポリピリジン、ポリピロール、ポリエーテル、シリコーン、ポリアミド、ポリサッカライド、フルオロポリマー、アミド、イミド、ポリペプチド、ポリエチレン、ポリオキシメチレン(POM)、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ナイロン、これらのポリマーのいずれのコポリマー又はこれらの混合物等の、置換又は非置換ポリマー。
好ましい実施形態では、上記機能化された表面はその50%超、好ましくは75%超、更に好ましくは85%超、また更に好ましくは95%超が、金、鉄鋼、ステンレス鋼、チタン、ニッケル、ガラス、ロジウム又はアルミニウムで形成される。
本発明の組成物及びプロセスは好ましくは、時計又は置き時計機構のエピラムコーティングの分野で使用される。
ここでは「エピラムコーティング」は、微小機械部品の表面全体にわたる潤滑剤の拡散を防止することを目的としたいずれの方法を意味するものとして理解される。
ここでは「置き時計機構」は、置き時計ムーブメントの、例えば脱進機、ヒゲゼンマイ、ジャンパ、押しボタン、歯車列、カナ、香箱、設定用ステム等を意味するものとして理解されるが、当然のことながら、上記のリストは制限を意図したものでは決してない。
ここでは「時計」は、例えば置き時計ムーブメント自体、又は典型的には腕時計、置き時計、振り子時計である時計製品に組み込まれた置き時計ムーブメントを意味するものとして理解される。
ここでは「時計製品に組み込まれたデバイス」は、置き時計ムーブメントの脱進機、ヒゲゼンマイ、ジャンパ、押しボタン、歯車列、カナ、香箱、設定用ステム等を意味するものとして理解されるが、当然のことながら、上記のリストは制限を意図したものでは決してない。
よって、特定の実施形態では、本発明のプロセスによってコーティングされた表面は、置き時計機構において又は時計製品に組み込まれたデバイスにおいて使用される。
よって、第4の態様では、本発明は置き時計機構又は時計の製造のための、上で定義したプロセスを用いて機能化された表面の使用に関する。
第5の態様では、本発明は、表面の腐食を制限するため、表面上の汚れの堆積及び/若しくは微生物汚染を制限するため、表面を潤滑化するため、又は流れを促進して時計学、時計若しくは置き時計機構において使用される表面上のチャネルの閉塞を制限するために、表面の疎水性及び/又は疎油性を上昇させるための、本発明の組成物又は本発明のコーティングプロセスの使用に関する。
特に本組成物及び/又は本プロセスは、金属表面(金属部品の表面、又は金属層でコーティングされた部品の表面)を潤滑化することにより摩擦係数を低下させ、このようにして保護される部品の機械的摩耗を制限するために極めて適している。
有利には、コーティングされた表面に対するN分子及びP分子の強固な結合により、上記表面と接触するユーザ又は製品が上記分子によって汚染されるのを防止できる。混合して使用されるN分子及びP分子は、材料に対する強い親和性を有し、これは上記材料に関する劣悪な条件(例えば洗剤の存在、高温、酸、塩基、UV照射、湿気)下でも同様である。
有利には、本発明のプロセスを用いて得られる機能化された表面は、置き時計の脱進機デバイスの、ガンギ車とアンクルの爪石との接触表面であり、ここで図4に示したように、上記表面はガンギ車及び/又は爪石に属する。
有利には、本発明のプロセスを用いて得られる機能化された表面は、アーバ及び/又は上記アーバが枢動する受け石の接触表面である。
実施例1:2−(パーフルオロ−2,5,8,11−テトラメチル−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカニルアミノ)−エチルアミンの合成
メチルパーフルオロ−2,5,8,11−テトラメチル−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカノエート(10g、11.9mmol)を、20mLのTHF中のエチレンジアミン(4mL、59.3mmol)の溶液に添加する。周囲温度で18時間撹拌した後、反応混合物を回転蒸発器内で真空下で濃縮し、その後ベーンポンプ内で乾燥させる。無色の油の形態のパーフルオロ化アミンが得られる。産物に対して実施した1H及び13C NMRスペクトル(CD3OD)は、予想した構造と一致する。
実施例2:PFPEアミン分子とPFPEビスホスホン酸分子との混合物による表面の処理
処理した部品を、蒸留水90%及びイソプロパノール10%からなる溶媒中の、各分子10-3mol/Lからなる混合物に5分間浸漬する。その後部品を取り出し、蒸留水で30分間すすぐ。これらの2つのステップを2回繰り返した後、部品を高温空気流で乾燥させる。
使用した分子は以下のものである。
Figure 2015518921
この処理の終了時に、以下の液体:水、グリセロール、ジヨードメタンの滴を落とすことにより、これらの部品上の接触角度を測定する。
Figure 2015518921
全ての場合において、材料はアミン/ホスホン酸混合物によって効果的に処理された。
実施例3:PFPEアミン分子単独、及びPFPEビスホスホン酸単独による金製表面の処理
実施例2と同一のコーティングプロトコルに従って、10-3mol/LのPFPEアミン14−101、又は10-3mol/LのPFPE BP 08−202、又は実施例2の混合物によって、金製の表面をコーティングした。時計学用オイル(Moebius941オイル)を用いて、蒸着前、蒸着後、及び工業用水性洗剤による部品の洗浄後に、接触角度を測定した。
使用した分子は実施例2と同一である。
Figure 2015518921
この表は、各分子単独では親和性が低い材料の効果的なコーティングのための、2つの化合物の相乗効果を示す。
実施例4:ホスホン酸化合物及びアミン化合物を2段階で蒸着することによる表面の処理
IPA中の2・10-3mol/LのPFPEビスホスホン酸08−202の溶液に10分間浸漬することにより、部品を処理する。続いてこの部品を逆浸透水ですすぎ、その後PFPEアミン14−101(4・10-3mol/L)の水溶液に5分間浸漬し、逆浸透水で30分間すすぐ。部品を高温空気流で乾燥させる。
使用した分子は実施例2と同一である。
この処理の終了時に、以下の液体:水、グリセロール、ジヨードメタン、Moebius941オイルの滴を落とすことにより、これらの部品上の接触角度を測定する。
Figure 2015518921
処理表面のすすぎ作業及び浸漬を全てIPA中で実施するプロトコルに関して、同一の結果が得られる。
実施例5:使用するN分子及びP分子の性質に応じた表面エネルギの変化
実施例3と同一のプロトコルに従って、金、316Lステンレス鋼、アルミニウムの基材を、P及びN化合物の様々な混合物を用いてコーティングした。使用した分子は以下の通りである:
n−オクタデシルアミン(N−C18);1−ヒドロキシヘキサデシル−1,1−ビスホスホン酸(BP−C16);PFPE−BP 08−202;PFPEアミン14−101;及び
Figure 2015518921
結果を図2、3に示す。
図2は、基材(A=金、B=ステンレス鋼、C=アルミニウム)上に配置された水滴の接触角度を、使用されるコーティングの種類に対して示す。濃灰色の棒グラフはコーティングされていない基材(基準)を表し、淡灰色の棒グラフは、以下を含有する組成物でコーティングした後の上記角度を表す:
・分子08−202及び14−101(左の棒グラフ);
・分子08−202及び14−102(中央の棒グラフ);又は
・分子BP−C16及びN−C18(右の棒グラフ)。
図3は、基材(A=金、B=ステンレス鋼、C=アルミニウム)上に配置されたMoebius941オイルの滴の接触角度を、使用されるコーティングの種類に対して示す。濃灰色の棒グラフはコーティングされていない基材(基準)を表し、淡灰色の棒グラフは、以下を含有する組成物でコーティングした後の上記角度を表す:
・分子08−202及び14−101(左の棒グラフ);
・分子08−202及び14−102(中央の棒グラフ);又は
・分子BP−C16及びN−C18(右の棒グラフ)。
これらのグラフは、本発明の結果として、疎水性及び疎油性を独立して制御できることを示している。
特許文献1に記載されているように、指又は汚染物質と定期的に又は時折接触する特に金属表面である表面、例えば瓶及び/若しくはその栓、ボールペン、ベルトのバックル、宝飾品、腕時計(腕時計のバンド、ケース、風防ガラス)、金属コーティングされた眼鏡、若しくはマイクロ技術及びマイクロエレクトロニクスにおいて使用される構成部品は、様々な種類の汚染に曝されやすい。これらの物品の取扱いにあたり、これらの物品を含むか又はこれらの物品を大気と接触させる製品は、状況によっては汚れの堆積及び/又は微生物由来の汚染(菌類、細菌、ウィルス等)を引き起こし、これはユーザが瓶の内容物(クリーム、オイル、香水、薬品等)を皮膚に塗布するか又は服用する際に問題となる。更に、このような見苦しい痕跡の存在は、これらの物品の販売においても問題となる。
指紋は、極めて多くのこのような痕跡の原因となる。このような指紋の原因となる物質(油性又は水性物質)は、外界からの汚染(汚れの転写)によって引き起こされる場合もあり、また(例えば水性・脂質混合組成物である汗により)皮膚から分泌される場合もある。
汚れの堆積(指紋、汚染痕跡等)は、洗浄剤(洗剤、ウェットティッシュ、石鹸等)を用いて落とすことができるが、このような作業は一時的なものであり、度々繰り返さなければならない。
このような汚染の堆積に、長期間にわたって効率的に対処する良い方法は、表面を処理して非粘着性とする、即ち疎水性及び疎油性とすることである。実際、このような永久的な処理により、油性化合物(脂質、汗、ワックス等)又は水性化合物(水、汗、露、細菌懸濁液等)の上記表面上への堆積が防止され、また上記化合物中に懸濁している微生物が上記表面に付着できなくなる。
更に、マイクロ工学分野での応用(例えば時計学分野での応用)において、潤滑を促進したり部品の摩耗を制限する、そして潤滑剤の拡散を防止するという利点が疎水性及び疎油性表面から得られることは重要である。これらの機構には、多数の様々な材料が存在する。
このような汚染及び/又は汚れの堆積を制限するためのコーティング、特にカルボン酸若しくはホスホン酸を含有する有機化合物をベースとするコーティング(特許文献2)、又は有機リン酸をベースとするコーティング(特許文献3)が、既に文献に記載されている。時計学分野において潤滑を促進し、油の拡散を制限するためのその他のコーティングも、既に文献に記載されている。
しかしながら、これらの従来技術は、全ての金属表面(特に時計学分野の場合は金、銀、ロジウム)を効果的に処理できないという点で、完全に満足できるものではないことが分かっている。
金の表面上に単層を形成できる2種類の分子が存在し、一方はチオール分子、他の一方はアミノ分子である。前者は後者に比べて、金に対する接着強度が高い。実際、一般式R−NH−R’のアミノ(N)分子は、コロイド状の金粒子上に(非特許文献1、2)、又は金表面上に(非特許文献3)、極めて低い結合エネルギで自己組織性層を形成することは公知である。
更に、ホスホン酸化合物、特にパーフルオロ化(PF)又はパーフルオロポリエーテル(PFPE)基を担持するビスホスホン酸化合物は、濡れ特性を変化させ、表面を疎水性及び疎油性コーティングする(特許文献4、5)ことが公知である。これらの化合物は、無機材料、又は鉄、チタン、銅、アルミニウム、ニッケル、スズ等の金属材料、又は金属合金(例えば鋼鉄、ステンレス鋼、真鍮、銅−ニッケル−亜鉛、青銅、スズ−ニッケル、ニッケル−ホスホン酸、銅−ベリリウム)に、自己組織性層の形態で付着できる。その一方で、これらの分子は、特定のポリマーや特定の貴金属(金、銀、ロジウム等)といった、還元状態又は低酸化状態の材料に対しては、極めて限定的な親和性しかもたさない。
フランス特許第245742号 国際公開特許第2007/112312号 欧州特許第1955638号 フランス特許第2904784号 欧州特許第2054165号
Ross et al.,J.Biomed.Mater.Res.2011 Aslam et al.,J.Mater.Chem.2004 Yoshimoto et al.,Langmuir 2009
この文脈において、本発明者らは、いずれの種類の材料から形成された表面の疎水性及び粗油性を長期間にわたって上昇させることができる、表面機能化方法を同定することを目標とし、これは:
(i)上記表面上の腐食及び/若しくは汚れの堆積を、長期間にわたって効果的に軽減すること;
(ii)処理表面に対する液体の親和性を低下させて、
a.水性若しくは油性液体の拡散を制限する
b.上記表面上での上記液体の流れを促進する
ために、上記表面のエネルギを低下させること;
(iii)潤滑を促進すること;並びに/又は
(iv)機械部品の摩耗を制限すること
を目的とする。
疎水性及び疎油性コーティングの蒸着による表面エネルギの低下は、部品(ポリマー部品、複合材料部品、熱硬化性部品、熱可塑性部品等)の脱型においても求められる。従って、物品を高温での処理及び/又は複数回の洗浄作業に供する場合があるため、この機能化層は高温に対する耐性を有していなければならない。
図1は、固体表面上に蒸着された、負帯電分子と正帯電分子との交互シーケンスの概略図である。 図2は、基材(A=金、B=ステンレス鋼、C=アルミニウム)上に配置された水滴の接触角度を、使用されるコーティングの種類(コーティングされていない基材=網目、分子08−202及び14−101、分子08−202及び14−102、又は分子BP−C16及びN−C18を含有する組成物でコーティングされた基材=斜線)に対して示す。 図3は、基材(A=金、B=ステンレス鋼、C=アルミニウム)上に配置されたMoebius941オイルの滴の接触角度を、使用されるコーティングの種類(コーティングされていない基材=網目、分子08−202及び14−101、分子08−202及び14−102、又は分子BP−C16及びN−C18を含有する組成物でコーティングされた基材=斜線)に対して示す。 図4は、スイスレバー式脱進機を示し、アンクルの爪石(1)とガンギ車(3)の歯との間に連続的な接触が発生する。入り爪石(1a)上及び出爪石(1b)上において摩擦を最小化しなければならず、また、歯の静止平面(3b)及び推進平面(3a)における接触に沿った最適な潤滑を保証しなければならない。
この文脈において、本発明者らは、アミノ分子及びホスホン酸分子が、金属製、無機物性又はポリマー製のいずれであるかに関わらずいずれの種類の表面上において、長期間にわたって付着及び/又は自己組織化できるイオンのペアを形成することを発見した。これらの分子は、アミン(N)及びホスホン酸(P)、又はアンモニウム(N+)及びホスホン酸塩(P-)の形態で、1つ又は複数の正電荷(N+)を1つ又は複数の負電荷(P-)に近接させて交互に組み合わせるように編成される。これらの分子は自己組織化及び自己編成化能力を更に有するため、図1に示すような自己組織性単層が結果として得られる。これら2種類の分子の混合物で処理した表面は、長期間にわたって機能化される。この混合物は、溶液として形成してから蒸着でき、又はこれら2つの化合物を連続的に蒸着することによって処理対象の表面上に直接形成することもできる。
驚くべきことに、このような混合物を用いると、アミノ分子もホスホン酸分子も単独では長期間付着できない表面を、効果的にコーティングできる(実施例2を参照)。図1に示すような2つの分子の化学的編成が上述の驚くべき特性の原因となっているようであるが、これは、2つの分子間の相互作用が、コーティングされる表面との弱い親和性を提供するようなものであるためである。従って有利なことに、本発明により、従来技術から既知の溶液よりも迅速に、かつ高い耐久性で、いずれの種類の表面を機能化できる。
液相−気相境界面の表面張力を低下させるための双性イオン性組成物については既に文献に記載されている(特に米国特許第7097705号を参照)ものの、固体表面の特性を変化させるためのものは文献に記載されていない。本発明者らは、i)双性イオンのペアを形成でき、かつ表面と相互作用することもできる2つの化学基と、ii)自己編成化及び(自己組織化された場合に)横方向の結合を可能とする化学基との組み合わせにより、いずれの種類の固体材料を双性イオン性自己組織性層で長期間にわたってコーティングできることを発見した。
従って、ホスホン酸化合物と混合されたアミン化合物を含む組成物、又はこれら化合物のうちの一方をそれぞれ含む2つの組成物を順次適用することにより、金、銀、鉄、ロジウム、チタン、銅、アルミニウム、ニッケル、スズ、又は鋼鉄、ステンレス鋼、真鍮、銅−ニッケル−亜鉛、青銅、スズ−ニッケル、ニッケル−ホスホン酸、銅−ベリリウム等の金属合金、又はセラミック、ポリマー若しくはガラスを含む多数の無機表面及び金属表面を、長期間にわたって極めて効果的にコーティングでき、これらの表面上の腐食、汚れの堆積、微生物による汚染を軽減できる。
アミン又はホスホン酸化合物がパーフルオロポリエーテル(PTPE)基を担持する場合、上述の組成物/適用によって形成される単層は、上記表面に疎水性及び疎油性を付与し、これは付着を制限し、水、汗及び/又は脂質の滴の流れを促進し、従ってこれらに含まれる微生物との長期の接触を防止する。このようなコーティングは、上記表面の表面エネルギを低下させることもでき、これらの表面に抗接着特性及び/又は潤滑特性を付与する。
特に、形成される層は、表面の所定の領域に蒸着して上記領域に潤滑剤を留めることができ、ここで上記表面は、置き時計機構、又はその他の時計製品に組み込まれるデバイス中で使用することを意図したものである。
従って第1の態様では、本発明は、少なくとも1つのアミン化合物及び少なくとも1つのホスホン酸化合物、又は毒性学的に許容可能なこれらの塩を含む組成物に関する。
ここでは「アミン化合物」は、炭素含有基によって特定の水素が置換されたアンモニア由来の有機化合物を意味するものと理解される。1級、2級又は3級アミンという用語は、水素が1つ置換されているか、2つ置換されているか、又は3つ置換されているかに応じて使用される。これらの化合物の更なるアルキル化により、アンモニウム塩を上記定義に含めることもできる。アミンは一般に、低級アミンのアルキル化によって得られる。アンモニアをアルキル化することによって1級アミンが得られ、これをアルキル化することで2級アミン、更に3級アミンを形成できる。3級アミンのアルキル化によって4級アンモニウム塩を得ることができる。他の方法も存在するが、それらは全て慣用のものであり、当業者には公知である。これらのうちの1つの概要を、以下の実施例1に示す。
ここでは「ホスホン酸化合物」、「ホスホン酸分子」又は「ホスホン酸」若しくは「ホスホン酸塩」は、少なくとも1つのPO3基を、そのリン酸塩形態PO3又はそのリン酸形態PO3Hで含有する化合物を意味するものと理解される。このような化合物は、特に特許文献5に記載されている。
本発明に関する「毒性学的に許容可能な塩」は特に、ナトリウム若しくはカリウム塩、カルシウム若しくはマグネシウム塩、又はアンモニウム塩等の適切な有機リガンドによって形成された塩である。従ってこれらの塩は好ましくは、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム及びアンモニウム塩から選択される。
特定の実施形態では、本発明の化合物は以下の式(I−N)のアミン化合物を含む。
Figure 2015518921
Aは(CH2m−X−基であり、ここで:mは0〜100、好ましくは0〜30の整数であり;Xは飽和した又は飽和していないパーフルオロ化した又は部分的にフルオロ化したC0-C100アルキル基であり、アルキル鎖はパーフルオロ化していてもいなくてもよい0〜10個のシクロアルキル又はアルキル基で置換又は中断でき;Xは単共有結合、-(O-CH2-CH2m'、-(O-CH2-CH2-CH2m'、-(O-CH2-CH(CH3))m'、-(O -CH(CH3)-CH2m'基であってもよく、ここでm’は0〜100、好ましくは0〜50の整数である。
Bは:
a)単化学結合、若しくはO若しくはS原子、若しくはS(CO)、(CO)S若しくはNR、(CO)NR、NR(CO)基であり、ここでRは水素原子又はC1−C10アルキルであり;又は
b)
Figure 2015518921
である。
Cは、水素原子、F(CF(CF3)CF2O)n(CF22CF3、F(CF2CF(CF3)O)n(CF22CF3、F(CF2CF2CF2O)n(CF22CF3、F(CF2CF2O)n(CF22CF3及びCp2p+1から選択され、ここでn及びpは1〜100、好ましくは1〜50の整数である。
1、R2は独立して、上で定義したA−B−C群又は水素原子又は直鎖状短鎖C1−C6アルキルを表す。
別の実施形態では、本発明の化合物は以下の式(I−P)のホスホン酸化合物を含む。
Figure 2015518921
Rは水素原子H、フッ素原子F又はOH基である。
R’は水素原子H、フッ素原子F又はPO32基である。
Aは(CH2m−X−基であり、ここで:mは0〜100、好ましくは0〜30の整数であり;Xは飽和した又は飽和していないパーフルオロ化した又は部分的にフルオロ化したC0−C100アルキル基であり、アルキル鎖はパーフルオロ化していてもいなくてもよい0〜10個のシクロアルキル又はアルキル基で置換又は中断でき;Xは単共有結合、−(O−CH2−CH2m'、−(O−CH2−CH2−CH2m'、−(O−CH2−CH(CH3))m'、−(O −CH(CH3)−CH2m'基であってもよく、ここでm’は0〜100、好ましくは0〜50の整数である。
Bは:
a)単化学結合、若しくはO若しくはS原子、若しくはS(CO)、(CO)S若しくはNZ、(CO)NZ、NZ(CO)基であり、ここでZは水素原子又はC1−C10アルキルであり;又は
b)
Figure 2015518921
である。
Cは、水素原子、(CF(CF3)CF2O)n(CF22CF3、(CF2CF(CF3)O)n(CF22CF3、(CF2CF2CF2O)n(CF22CF3、(CF2CF2O)n(CF22CF3及びCp2p+1−から選択され、ここでn及びpは1〜100、好ましくは1〜50の整数である。
本出願中に記載された式において、慣用の術語に従い、文字「S」は硫黄原子、文字「O」は酸素原子、文字「N」は窒素原子、文字「F」はフッ素原子、文字「H」は水素原子、文字「C」は炭素原子、文字「P」はリン原子を表す(一般規則として、本出願に記載の化合物において使用可能な全ての基及び原子に関して使用される用語は、当該技術分野における通常の解釈と矛盾しないものとして理解される)。
本発明の意味において、「C0−C100アルキル」基は、0〜100個、好ましくは0〜30個、更に好ましくは0〜20個の炭素原子を含む、好ましくは飽和した直鎖又は分岐2価炭化水素鎖を意味するものとして理解される。例としてメチレン、エチレン、プロピレン、イソプロピレン、ブチレン、イソブチレン、sec−ブチレン、ペンチレン又はへキシレン基が挙げられる。直鎖アルキルは、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル基等である。
「パーフルオロ化した」は、例えばCn2nといった、水素原子がフッ素原子で置換された置換アルキル、シクロアルキル、アリール基を指すものとして理解され、nは好ましくは0〜50、より好ましくは0〜10である。
「部分的にフルオロ化した」は、1つ又は複数の水素原子がフッ素原子で置換された分子を指すものとして理解される。
本発明では、「シクロアルキル」基は、好ましくは3〜7個の環状炭素原子を含む環状飽和炭化水素鎖を意味するものとして理解される。例としてシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル基が挙げられる。
本発明では、「アリール」は、好ましくは6〜10個の炭素原子を含みかつ付加環を含む、例えばフェニル又はナフチル基等の芳香族基を意味するものとして理解される。これは有利にはフェニルである。
本発明の好ましい実施形態によると、ホスホン酸化合物及びアミン化合物は、処理された材料に疎油性及び疎水性を付与するフルオロ化基を担持する。この機能性により、上記材料上において流れを促進でき、接着強度を制限でき、腐食を防止でき、潤滑、汚れの堆積、ファウリング及び/又は微生物の汚染を制限できる。この処理は更に、良好な機械強度並びに経年劣化耐性及び洗浄用製品に対する耐性を提供する。
好ましい実施形態では、本発明の組成物中に存在するホスホン酸化合物は好ましくは、パーフルオロ化(PF)又はパーフルオロポリエーテル(PFPE)基を担持する。これらが特許文献4、5に記載のビスホスホン酸化合物であれば、なお好ましい。
より具体的には、上記アミン化合物は、以下の式I’−Nのパーフルオロ化アミン又はパーフルオロポリエーテルアミンであってよい。
Figure 2015518921
ここでnは1〜100の整数であり、mは0〜100の整数であり、xは0〜10の整数である。
上記ホスホン酸化合物は、パーフルオロ化ビスホスホン酸であってよく、又は以下の式I’−Pのパーフルオロポリエーテル基を少なくとも1つ担持してよい。
Figure 2015518921
ここでnは1〜100の整数であり、mは0〜100の整数であり、xは0〜10の整数である。
式I’−N、I’−Pにおいて、nが1〜30の整数であり、mが0〜50の整数であり、xが0〜10の整数であることが好ましい。
式I’−N、I’−Pにおいて、nが1〜20の整数であり、mが0〜30の整数であり、xが0〜10の整数であることが更に好ましい。
上記パーフルオロ化アミンが式I’−Nの化合物(ただしn=6、m=4、x=1;又はn=2、m=4、x=1;又はn=6、m=5、x=1;又はn=2、m=5、x=1)であり、上記パーフルオロ化ホスホン酸化合物が式I’−Pの化合物(ただしn=4、m=4、x=1;又はn=4、m=5、x=1)であることが特に好ましい。
更に、本発明の組成物は、有利には、以下の式I’’−Nの直鎖アルキルアミンであるアミン化合物を含んでいてもよい。
Figure 2015518921
ここでnは1〜100、好ましくは5〜30、更に好ましくは8〜20の整数である。
有利には、本発明の組成物は、また以下の式I’’−P、I’’’−Pのホスホン酸化合物を含んでいてもよい。
Figure 2015518921
ここでnは1〜100、好ましくは5〜30、更に好ましくは8〜20の整数である。
有利なことに、式(I−N)、(I’−N)及び/又は(I’’−N)、並びに(I−P)、(I’−P)、(I’’−P)及び/又は(I’’’−P)の化合物を含有する組成物を用いて、処理対象の表面の表面エネルギを低下させることができる。特許文献4、5に記載されているように、低表面エネルギの層の使用は、機械部品の潤滑の分野において広く行われている。実際には、この潤滑の概念は、表面の接着(これは表面粗度によって得られるものであるが、材料の表面エネルギも関与している)、表面層上での摺動、又は多少の粘性を有する液体上での「サーフィン(surfing)」(「流体力学的」潤滑)等の極めて多数の物理現象を包含する。金属部品の潤滑の一環として、結果として低表面エネルギの表面を生み出す極めて強固に固定された層を有することが望ましい。結果として、支持材料との強固な結合、及びパーフルオロ化又はパーフルオロポリエーテル基の両方を呈するアミン分子とホスホン酸分子との混合物の使用により、これらの材料の乾性潤滑が可能となる。
好ましくは式(I−N)、(I’−N)及び/若しくは(I’’−N)、並びに(I−P)、(I’−P)、(I’’−P)及び/若しくは(I’’’−P)のアミン化合物並びにホスホン酸化合物、又はこれらの塩のうちの1つを含有する本発明による組成物は、特にこれらが被覆する表面の腐食を制限でき、上記表面の汚れの堆積及び/又は微生物による汚染を軽減できる。
従って本発明は、好ましくは式(I−N)、(I’−N)及び/若しくは(I’’−N)、並びに(I−P)、(I’−P)、(I’’−P)及び/若しくは(I’’’−P)の有効量のアミン化合物並びにホスホン酸化合物、又は毒性学的に許容可能なこれらの塩を含む、組成物を記載し、上記組成物は、瓶の製造、又は指、大気若しくはいずれの液体と接触し得るいずれの物品のコーティングを目的として、長期間にわたって無機又は金属表面に付着でき、また上記表面の疎油性及び/又は疎水性を増大させることができ、従って上記表面における菌類の成長の堆積、汚れ、これらに伴う微生物による汚染を制限できる。より詳細には、本発明の組成物を、油とコーティングされた表面との間の接触角度を少なくとも45°、好ましくは60°とすることができ、水とコーティングされた表面との間の角度を少なくとも90°とすることができる。
用語「有効量」は、コーティング後に上述の角度を得ることができるような薄膜を形成できる適用される化合物の量を意味するものとして理解される。
本発明の組成物は、液体組成物、気体組成物又は臨界超過組成物であってよい。これらは好ましくは液体である。この場合、本発明の組成物は水性組成物及び/又は有機組成物であってもよい。
本発明の液体組成物の溶媒は、組成物中に存在する2種類の化合物を可溶化できるよう選択される。この溶媒は特に:水;又は特にメタノール、エタノール、イソプロパノール(IPA)、アルデヒド、ケトン(例えばアセトン)、エーテル(例えばジエチルエーテル若しくはテトラヒドロフラン)、若しくはアルカン(特にC1〜C8アルカン)及びこれらの混合物といったC1〜C6アルコールであるアルコール溶媒;又は例えばIPA若しくはアセトンと混合した水素処理ナフサからなる溶媒から選択できる。この混合物は、上述の溶媒のうちの1つ又は複数と、水(H2O)とからなってもよい。本発明の組成物の溶媒は好ましくは、IPAと混合された水、又は単独でのIPAである。水/IPA溶媒を、例えば水50%とIPA50%、又は水90%とIPA10%といったいずれの比率でも使用できる。
本発明の組成物は気体組成物であってもよく、特にホスフィン化合物及びアミン化合物は蒸気の状態であってもよい。
「臨界超過組成物」は、臨界超過流体状態である組成物を意味するものとして理解される。数多くの臨界超過流体が公知である。ここではCO2が好ましい。
有利には、本発明の組成物は溶液、懸濁液、エマルジョン、臨界超過流体、エアロゾル、ゲル又は泡状物質の形態で存在する。
有利には、本発明の液体組成物中のホスホン酸化合物の含有量は、組成物の総量の0.0001〜20重量%、好ましくは0.001〜5重量%であり、本発明の液体組成物中のアミン化合物の含有量は、組成物の総量の0.0001〜20重量%、好ましくは0.001〜5重量%である。
ある実施形態によると、N化合物及びP化合物はそれぞれ、本発明の組成物中に、10-1〜10-15mol/L、好ましくは10-2〜10-5mol/Lのモル濃度で組み込まれる。
これら2つの化合物は、本発明の組成物中に同量(即ち組成物中で50%−50%)存在することが好ましいが、異なる比率(いずれか一方が25%−75%)を用いることもできる。
本発明はまた、表面の疎水性及び疎油性を上昇させるための上記組成物の使用、表面の腐食を制限するための上記組成物の使用、並びに表面上の汚れの堆積及び/又は表面の微生物による汚染を制限するための上記組成物の使用にも関する。上記表面は好ましくは、金属、無機材料又は有機材料製である。上記表面は特に、ガラス又はポリマー製とすることができる。
別の態様では、上記組成物を用いて、処理した表面の表面エネルギを低下させることもでき、従って金属部品の摩擦係数を低下させて機械的摩耗を制限することにより、これら金属部品を潤滑化できる。
本発明の組成物で処理した表面は、時計学の分野において、例えば腕時計、アラーム付き置き時計又は置き時計に使用される部品又はデバイスの場合において使用するために設計できる。
第2の態様によると、本発明は分子機能化層で表面をコーティングするプロセスに関し、このプロセスは少なくとも以下のステップを含むことを特徴とする:
a)溶媒中で洗浄して乾燥させることにより、上記表面を任意に準備するステップ;
b)上記表面と、ホスホン酸化合物を含有する組成物とを接触させるステップ;
c)上記表面と、アミン化合物を含有する組成物とを接触させるステップ;
d)浮遊物を除去するステップ;
e)機能化された表面をすすぐステップ;
f)機能化された表面を乾燥させるステップ。
より具体的には、本発明のコーティングプロセスは少なくとも以下のステップを含む:
a)溶媒中で洗浄して乾燥させることにより、上記表面を任意に準備するステップ;
b)上記表面と、有効量のホスホン酸化合物を含有する組成物とを、上記表面上の微細な層へと上記ホスホン酸化合物が自己組織化するまで接触させるステップ;
c)上記表面と、有効量のアミン化合物を含有する組成物とを、上記表面上の微細な層へと上記アミン化合物が自己組織化するまで接触させるステップ;
d)浮遊物を除去するステップ;
e)機能化された表面をすすぐステップ;
f)機能化された表面を乾燥させるステップ。
本発明のプロセスで使用できるアミン化合物は上述のものであり、特に式I−N、I’−N、I’’−Nのものである。
本発明のプロセスで使用できるホスホン酸化合物は上述のものであり、特に式I−P、I’−P、I’’−P、I’’’−Pのものである。
上記アミン化合物及び上記ホスホン酸化合物は、好ましくは異なる化合物である。換言すると、ステップb)、c)で使用する化合物は同一ではない。ただし、ホスホン酸化合物はアミン基を含有でき、またその逆も可能である。
本発明のアミン化合物及びホスホン酸化合物は、好ましくは本発明の上記プロセスを実施した後、上記表面を直接コーティングする。「直接コーティングする」は、これらの化合物が、いずれの介在物を有することなく表面と複合体化する、即ち表面に固定されることを意味するものとして理解される。従ってこれら2種類の化合物は、コーティングされる表面と直接接触する(図1を参照)。
上記表面は好ましくは、その50%超、好ましくは75%超、更に好ましくは85%超、また更に好ましくは95%超が、以下によって形成される表面である:
・金(Au)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、ロジウム(Rh)、銅(Cu)、鉄(Fe)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、アルミナ、ジルコニア、ルビー(酸化アルミニウムとクロムとの合金、CAS登録番号12174−49−1)、サファイア(酸化アルミニウム、CAS登録番号1317−82−4)、ニッケル(Ni)、ルテニウム(Ru)、スズ(Sn)から選択される金属及びその酸化物;
・鋼鉄(鉄と炭素との合金)、ステンレス鋼、真鍮(銅と亜鉛との合金)、銅−ニッケル−亜鉛(合金)、青銅(銅とスズとの合金)、スズ−ニッケル(Sn−Ni)、ニッケル−リン(Ni−P)、銅−ベリリウム(Cu−Be)、パラジウム−ニッケル(Pd−Ni)、銅−コバルト(Cu−Co)、又はバナジウム(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、亜鉛(Zn)、タングステン(W)若しくはジルコニウム(Zr)を含有する合金、又は非晶質合金、又は酸化ジルコニウム(ZrOx)、酸化チタン(TiOx)若しくは酸化タンタル(TaxOy)等のセラミックから選択される合金及びその酸化物;
・ケイ素(Si)又はゲルマニウム(Ge)等の半導体、及びガラス(SiOx)等のその酸化物、又はいずれかの形態のダイヤモンド;
・ホウ素(B)、ケイ素(Si)、タングステン(W)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)から選択される炭化物及び窒化物;
・例えばポリアミド、ポリアクリレート、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、ポリウレア、ポリエステル、ポリケトン、ポリイミド、ポリスルフィド、ポリスルホキシド、ポリスルホン、ポリチオフェン、ポリピリジン、ポリピロール、ポリエーテル、シリコーン、ポリアミド、ポリサッカライド、フルオロポリマー、アミド、イミド、ポリペプチド、ポリエチレン、ポリオキシメチレン(POM)、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ナイロン、これらのポリマーのいずれのコポリマー又はこれらの混合物等の、置換又は非置換ポリマー。
好ましい実施形態では、上記表面はその50%超、好ましくは75%超、更に好ましくは85%超、また更に好ましくは95%超が、金、鉄鋼、ステンレス鋼、チタン、ニッケル、ガラス、ロジウム又はアルミニウムで形成される。
ある実施形態では、この表面は磁性体である。これは特に、鉄を含有する材料で作製された表面の場合に当てはまる。しかしながら、別の実施形態ではこの表面は非磁性体である。これは特に、セラミック若しくはガラス、又は非磁性金属合金で作製された表面の場合に当てはまる。特定の実施形態では、この表面は磁性粒子ではない。特にこの表面は、鉄、特に酸化鉄又は水酸化鉄の形態の鉄(III)の誘導体によって全体又は一部が形成された磁性粒子ではないことが好ましい。この表面は、流体力学的径が5〜200nmの磁性粒子ではないことが好ましい。特にこの表面は、鉄(特に酸化鉄又は水酸化鉄の形態の鉄(III))の誘導体によって全体又は一部が形成された流体力学的径が5〜200nmの磁性粒子ではないことが好ましい。
本発明の意味において、原子が、媒体を介して又は(結晶化合物と比べて)長距離にわたっていずれのレベルでも接着していない場合に、合金を「非晶質」であると呼ぶ。ガラスは非晶質化合物である。
本発明の意味において、「セラミック」は、結晶若しくは部分結晶構造の、又はガラスのセラミックであり、冷却により凝固させる溶融物によって実質的に無機の非金属物質で形成されるか、又は熱の作用によって、同時に若しくは順次、形成されかつ成熟する。これらは酸化物セラミック(酸化アルミニウム又は酸化ジルコニウム)、非酸化物セラミック(炭化物、ホウ化物、窒化物、ケイ素及びタングステン、マグネシウム、白金若しくはチタン等の原子からなるセラミック)、又は複合体セラミック(ルビー等、酸化物と非酸化物との組み合わせ)であってもよい。
本発明の枠組みにおいて、「分子機能化層」は、それぞれ末端のうちの少なくとも1つによって基材に固着し、整理された状態で並んで配置される分子からなる層として理解される。これらの分子は好ましくは、アミン末端又はホスホン酸末端によって表面に固着する。これらの分子の表面編成及びこれらの分子が呈する様々な化学基により、コーティングされた表面の化学的又は物理的特性を変化させることができる。本発明の主題であるプロセスを用いて得られる分子層の厚さは、有利にはナノメートル範囲、即ち0.1nm〜50nmである。
表面を脱脂する第1のステップは任意であり、コーティングしなければならない表面の性質及び外観による。この脱脂ステップは、例えば適切な洗剤で表面を洗浄する等のいずれの慣用の方法によって達成できる。有利にはその後、表面を乾燥させて、使用した洗剤のいずれの痕跡をも除去する。
本発明の主題を形成するプロセスにおいて、機能化される表面を、ホスホン酸化合物を含有する組成物及びアミン化合物を含有する組成物に、上記表面をコーティングする層へと上記化合物が自己組織化するまで接触させる(ステップb、c)。
本プロセスにおいて、ステップb)、c)をこの順で実施する必要はないものの、この実施形態が好ましい。この好ましい実施形態では、表面をまずホスホン酸と接触させ、その後アミンと接触させることになる。別の好ましいプロセスでは、2種類の化合物を同時に用いてコーティングを実施できる。後者の場合、使用するコーティング組成物は、例えば本発明による上述の組成物である。この好ましい実施形態では、これら2種類の化合物は同一の組成物中に含有されており、ステップb)、c)は1回のステップのみによって組み合わされる。
制限を意図するものではないが、これら2つの化合物を含有する1つ又は複数の組成物を、コーティングされる表面に接触させる時間は、典型的には5秒〜24時間、好ましくは30秒〜1時間、より好ましくは1分〜20分である。
N及び/又はP化合物を含有する組成物の溶媒は、可溶化を可能とするよう選択される。この溶媒は特に:水;又は特にメタノール、エタノール、イソプロパノール(IPA)、アルデヒド、ケトン(例えばアセトン)、エーテル(例えばジエチルエーテル若しくはテトラヒドロフラン)、若しくはアルカン(特にC1〜C8アルカン)及びこれらの混合物といったC1〜C6アルコールであるアルコール溶媒;又は例えばIPA若しくはアセトンと混合した水素処理ナフサからなる溶媒から選択できる。この混合物は、上述の溶媒のうちの1つ又は複数と、水(H2O)とからなってもよい。
リン酸を含有する組成物の溶媒は、好ましくはIPAである。
アミンを含有する組成物の溶媒は、好ましくはIPAと混合された水性溶媒、又は単独でのIPAである。
上述のように、(アミン化合物とホスホン酸化合物の両方を含有する)本発明の組成物の溶媒は、好ましくはIPAと混合された水、例えば水90%とIPA10%との混合物である。
ここでは「有効量」は、ホスホン酸化合物の含有量が、これを含有する組成物の総量に対して0.0001〜20重量%、好ましくは0.001〜5重量%であり、アミン化合物の含有量が、これを含有する組成物の総量に対して0.0001〜20重量%、好ましくは0.001〜5重量%であることを意味するものとして理解される。
好ましい実施形態によると、アミン又はホスホン酸化合物は、これらを含有する組成物中に、10-1〜10-15mol/L、好ましくは10-2〜10-10mol/Lのモル濃度で組み込まれる。
N化合物とP化合物とを単一の組成物中に混合する場合、これらは好ましくは同量(即ち組成物中で50%−50%)であるが、異なる比率(いずれか一方が25%−75%)を用いることもできる。
アミン及びホスホン酸化合物を含有する組成物が液体組成物である場合、上記組成物を例えばテンパリング、スピンコーティング、ワイピング、蒸発作用、エアロゾル又はスパッタリングによって、コーティングされる表面と接触させる。これらの組成物が気体組成物又は臨界超過組成物である場合、圧力及び温度を調節でき、かつCO2等の気体を噴射できる反応器を用いて、上記組成物をコーティングされる表面と接触させる。
表面を1つ又は複数のコーティング組成物と接触させるステップの後、上記コーティング組成物の除去(ステップe)を実施して、溶媒を除去し、表面との接触中に基材に強固に付着しなかったアミン及びホスホン酸溶質を除去する。このようなコーティング組成物の除去は、例えばすすぐことによって実施でき、又は脱水、遠心分離若しくは蒸発によって機械的に実施できる。付着しなかった溶質の完全な除去を保証するのに適した溶媒に浸漬することにより、表面をさらにすすぐことができる。上記適切な溶媒は好ましくは、溶液を調製するために使用したもの又は水である。
表面を、例えば70℃の高温空気流中で2分間乾燥させることができる(ステップf)。
本発明のコーティングプロセスのステップb)〜f)は、いずれか一方の化合物又は両方の化合物(P、N)に関して繰り返すことができ、これによりコーティング効率を改善できる。
第3の態様では、本発明は、本発明の上記コーティングプロセスを用いて機能化された表面にも関する。これらの表面はいずれの種類の表面とすることができ、特にその50%超、好ましくは75%超、更に好ましくは85%超、また更に好ましくは95%超が、以下によって形成される表面である:
・金(Au)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、ロジウム(Rh)、銅(Cu)、鉄(Fe)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、アルミナ、ジルコニア、ルビー(酸化アルミニウムとクロムとの合金、CAS登録番号12174−49−1)、サファイア(酸化アルミニウム、CAS登録番号1317−82−4)、ニッケル(Ni)、ルテニウム(Ru)、スズ(Sn)から選択される金属及びその酸化物;
・鋼鉄(鉄と炭素との合金)、ステンレス鋼、真鍮(銅と亜鉛との合金)、銅−ニッケル−亜鉛(合金)、青銅(銅とスズとの合金)、スズ−ニッケル(Sn−Ni)、ニッケル−リン(Ni−P)、銅−ベリリウム(Cu−Be)、パラジウム−ニッケル(Pd−Ni)、銅−コバルト(Cu−Co)、又はバナジウム(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、亜鉛(Zn)、タングステン(W)若しくはジルコニウム(Zr)、又は非晶質合金、又は酸化ジルコニウム(ZrOx)、酸化チタン(TiOx)若しくは酸化タンタル(TaxOy)等のセラミックから選択される合金及びその酸化物;
・ケイ素(Si)又はゲルマニウム(Ge)等の半導体、及びガラス(SiOx)等のその酸化物、又はいずれかの形態のダイヤモンド;
・ホウ素(B)、ケイ素(Si)、タングステン(W)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)から選択される炭化物及び窒化物;
・例えばポリアミド、ポリアクリレート、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、ポリウレア、ポリエステル、ポリケトン、ポリイミド、ポリスルフィド、ポリスルホキシド、ポリスルホン、ポリチオフェン、ポリピリジン、ポリピロール、ポリエーテル、シリコーン、ポリアミド、ポリサッカライド、フルオロポリマー、アミド、イミド、ポリペプチド、ポリエチレン、ポリオキシメチレン(POM)、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ナイロン、これらのポリマーのいずれのコポリマー又はこれらの混合物等の、置換又は非置換ポリマー。
好ましい実施形態では、上記機能化された表面は、その50%超、好ましくは75%超、更に好ましくは85%超、また更に好ましくは95%超が、金、鉄鋼、ステンレス鋼、チタン、ニッケル、ガラス、ロジウム又はアルミニウムで形成される。
本発明の組成物及びプロセスは、好ましくは時計又は置き時計機構のエピラムコーティングの分野で使用される。
ここでは「エピラムコーティング」は、微小機械部品の表面全体にわたる潤滑剤の拡散を防止することを目的としたいずれの方法を意味するものとして理解される。
ここでは「置き時計機構」は、置き時計ムーブメントの、例えば脱進機、ヒゲゼンマイ、ジャンパ、押しボタン、歯車列、カナ、香箱、設定用ステム等を意味するものとして理解されるが、当然のことながら、上記のリストは制限を意図したものでは決してない。
ここでは「時計」は、例えば置き時計ムーブメント自体、又は典型的には腕時計、置き時計、振り子時計である時計製品に組み込まれた置き時計ムーブメントを意味するものとして理解される。
ここでは「時計製品に組み込まれたデバイス」は、置き時計ムーブメントの脱進機、ヒゲゼンマイ、ジャンパ、押しボタン、歯車列、カナ、香箱、設定用ステム等を意味するものとして理解されるが、当然のことながら、上記のリストは制限を意図したものでは決してない。
よって、特定の実施形態では、本発明のプロセスによってコーティングされた表面は、置き時計機構において又は時計製品に組み込まれたデバイスにおいて使用される。
よって、第4の態様では、本発明は置き時計機構又は時計の製造のための、上で定義したプロセスを用いて機能化された表面の使用に関する。
第5の態様では、本発明は、表面の腐食を制限するため、表面上の汚れの堆積及び/若しくは微生物による汚染を制限するため、表面を潤滑化するため、又は流れを促進して時計学、時計若しくは置き時計機構において使用される表面上のチャネルの閉塞を制限するために、表面の疎水性及び/又は疎油性を上昇させるための、本発明の組成物又は本発明のコーティングプロセスの使用に関する。
特に本組成物及び/又は本プロセスは、金属表面(金属部品の表面、又は金属層でコーティングされた部品の表面)を潤滑化することにより摩擦係数を低下させ、このようにして保護される部品の機械的摩耗を制限するために極めて適している。
有利には、コーティングされた表面に対するN分子及びP分子の強固な結合により、上記表面と接触するユーザ又は製品が上記分子によって汚染されるのを防止できる。混合して使用されるN分子及びP分子は、材料に対する強い親和性を有し、これは上記材料に関する劣悪な条件(例えば洗剤の存在、高温、酸、塩基、UV照射、湿気)下でも同様である。
有利には、本発明のプロセスを用いて得られる機能化された表面は、置き時計の脱進機デバイスの、ガンギ車とアンクルの爪石との接触表面であり、ここで図4に示したように、上記表面はガンギ車及び/又は爪石に属する。
有利には、本発明のプロセスを用いて得られる機能化された表面は、アーバ及び/又は上記アーバが枢動する受け石の接触表面である。
実施例1:2−(パーフルオロ−2,5,8,11−テトラメチル−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカニルアミノ)−エチルアミンの合成
メチルパーフルオロ−2,5,8,11−テトラメチル−3,6,9,12−テトラオキサペンタデカノエート(10g、11.9mmol)を、20mLのTHF中のエチレンジアミン(4mL、59.3mmol)の溶液に添加する。周囲温度で18時間撹拌した後、反応混合物を回転蒸発器内で真空下で濃縮し、その後ベーンポンプ内で乾燥させる。無色の油の形態のパーフルオロ化アミンが得られる。産物に対して実施した1H及び13C NMRスペクトル(CD3OD)は、予想した構造と一致する。
実施例2:PFPEアミン分子とPFPEビスホスホン酸分子との混合物による表面の処理
処理した部品を、蒸留水90%及びイソプロパノール10%からなる溶媒中の、各分子10-3mol/Lからなる混合物に5分間浸漬する。その後部品を取り出し、蒸留水で30分間すすぐ。これらの2つのステップを2回繰り返した後、部品を高温空気流で乾燥させる。
使用した分子は以下のものである。
Figure 2015518921
この処理の終了時に、以下の液体:水、グリセロール、ジヨードメタンの滴を落とすことにより、これらの部品上の接触角度を測定する。
Figure 2015518921
全ての場合において、材料はアミン/ホスホン酸混合物によって効果的に処理された。
実施例3:PFPEアミン分子単独、及びPFPEビスホスホン酸単独による金製表面の処理
実施例2と同一のコーティングプロトコルに従って、10-3mol/LのPFPEアミン14−101、又は10-3mol/LのPFPE BP 08−202、又は実施例2の混合物によって、金製の表面をコーティングした。時計学用オイル(Moebius941オイル)を用いて、蒸着前、蒸着後、及び工業用水性洗剤による部品の洗浄後に、接触角度を測定した。
使用した分子は実施例2と同一である。
Figure 2015518921
この表は、各分子単独では親和性が低い材料の効果的なコーティングのための、2つの化合物の相乗効果を示す。
実施例4:ホスホン酸化合物及びアミン化合物を2段階で蒸着することによる表面の処理
IPA中の2・10-3mol/LのPFPEビスホスホン酸08−202の溶液に10分間浸漬することにより、部品を処理する。続いてこの部品を逆浸透水ですすぎ、その後PFPEアミン14−101(4・10-3mol/L)の水溶液に5分間浸漬し、逆浸透水で30分間すすぐ。部品を高温空気流で乾燥させる。
使用した分子は実施例2と同一である。
この処理の終了時に、以下の液体:水、グリセロール、ジヨードメタン、Moebius941オイルの滴を落とすことにより、これらの部品上の接触角度を測定する。
Figure 2015518921
処理表面のすすぎ作業及び浸漬を全てIPA中で実施するプロトコルに関して、同一の結果が得られる。
実施例5:使用するN分子及びP分子の性質に応じた表面エネルギの変化
実施例3と同一のプロトコルに従って、金、316Lステンレス鋼、アルミニウムの基材を、P及びN化合物の様々な混合物を用いてコーティングした。使用した分子は以下の通りである:
n−オクタデシルアミン(N−C18);1−ヒドロキシヘキサデシル−1,1−ビスホスホン酸(BP−C16);PFPE−BP 08−202;PFPEアミン14−101;及び
Figure 2015518921
結果を図2、3に示す。
図2は、基材(A=金、B=ステンレス鋼、C=アルミニウム)上に配置された水滴の接触角度を、使用されるコーティングの種類に対して示す。網目を付けた棒グラフはコーティングされていない基材(基準)を表し、斜線を付けた棒グラフは、以下を含有する組成物でコーティングした後の上記角度を表す:
・分子08−202及び14−101(左の棒グラフ);
・分子08−202及び14−102(中央の棒グラフ);又は
・分子BP−C16及びN−C18(右の棒グラフ)。
図3は、基材(A=金、B=ステンレス鋼、C=アルミニウム)上に配置されたMoebius941オイルの滴の接触角度を、使用されるコーティングの種類に対して示す。網目を付けた棒グラフはコーティングされていない基材(基準)を表し、斜線を付けた棒グラフは、以下を含有する組成物でコーティングした後の上記角度を表す:
・分子08−202及び14−101(左の棒グラフ);
・分子08−202及び14−102(中央の棒グラフ);又は
・分子BP−C16及びN−C18(右の棒グラフ)。
これらのグラフは、本発明の結果として、疎水性及び疎油性を独立して制御できることを示している。

Claims (18)

  1. 置き時計機構又は時計製品に組み込まれるデバイスのために構成された表面を、分子機能化層でコーティングするためのプロセスであって、
    前記プロセスは、少なくとも以下のステップ:
    a)溶媒中及び/又は水性洗剤中で洗浄して乾燥させることにより、前記表面を任意に準備するステップ;
    b)前記表面と、有効量のホスホン酸化合物を含有する組成物とを、前記表面上の微細な層へと前記ホスホン酸化合物が自己組織化するまで接触させるステップ;
    c)前記表面と、有効量のアミン化合物を含有する組成物とを、前記表面上の微細な層へと前記アミン化合物が自己組織化するまで接触させるステップ;
    d)浮遊物を除去するステップ;
    e)機能化された前記表面をすすぐステップ;
    f)前記機能化された表面を乾燥させるステップ
    を含む
    ことを特徴とする、プロセス。
  2. 前記ステップb)、c)は順次実施され、
    有利には前記ステップb)が初めに実施され、続いて前記ステップc)が実施される
    ことを特徴とする、請求項1に記載のプロセス。
  3. 前記アミン化合物及び前記ホスホン酸化合物は、同一の組成物に含有され、
    前記ステップb)、c)は1つのステップに組み合わされる
    ことを特徴とする、請求項1に記載のプロセス。
  4. 前記ステップb)〜f)は、前記ホスホン酸化合物及び前記アミン化合物のうちのいずれか一方又は両方に関して繰り返されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のプロセス。
  5. 前記表面は、その50%超が、以下:
    ・金(Au)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、ロジウム(Rh)、銅(Cu)、鉄(Fe)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、アルミナ、ジルコニア、ルビー(酸化アルミニウムとクロムとの合金、CAS登録番号12174−49−1)、サファイア(酸化アルミニウム、CAS登録番号1317−82−4)、ニッケル(Ni)、ルテニウム(Ru)、スズ(Sn)から選択される金属及びその酸化物;
    ・鋼鉄(鉄と炭素との合金)、ステンレス鋼、真鍮(銅と亜鉛との合金)、銅−ニッケル−亜鉛(合金)、青銅(銅とスズとの合金)、スズ−ニッケル(Sn−Ni)、ニッケル−リン(Ni−P)、銅−ベリリウム(Cu−Be)、パラジウム−ニッケル(Pd−Ni)、銅−コバルト(Cu−Co)、又はバナジウム(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、亜鉛(Zn)、タングステン(W)若しくはジルコニウム(Zr)を含有する合金、又は非晶質合金、又は酸化ジルコニウム(ZrOx)、酸化チタン(TiOx)若しくは酸化タンタル(TaxOy)等のセラミックから選択される合金及びその酸化物;
    ・ケイ素(Si)又はゲルマニウム(Ge)等の半導体、及びガラス(SiOx)等のその酸化物、又はいずれの形態のダイヤモンド;
    ・ホウ素(B)、ケイ素(Si)、タングステン(W)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)から選択される炭化物及び窒化物;
    ・例えばポリアミド、ポリアクリレート、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、ポリウレア、ポリエステル、ポリケトン、ポリイミド、ポリスルフィド、ポリスルホキシド、ポリスルホン、ポリチオフェン、ポリピリジン、ポリピロール、ポリエーテル、シリコーン、ポリアミド、ポリサッカライド、フルオロポリマー、アミド、イミド、ポリペプチド、ポリエチレン、ポリオキシメチレン(POM)、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ナイロン、これらのポリマーのいずれのコポリマー又はこれらの混合物等の、置換又は非置換ポリマー
    によって形成される、請求項1〜4のいずれか1項に記載のプロセス。
  6. 前記アミン化合物は、式(I−N):
    Figure 2015518921
    のアミン化合物であり、ここで:
    ・Aは(CH2m−X−基であり、ここで:mは0〜100、好ましくは0〜30の整数であり;Xは飽和した又は飽和していない、パーフルオロ化した又は部分的にフルオロ化した、C0−C100アルキル基であり、アルキル鎖はパーフルオロ化していてもいなくてもよい0〜10個のシクロアルキル又はアルキル基で置換又は中断でき;Xは単共有結合、−(O−CH2−CH2m'、−(O−CH2−CH2−CH2m'、−(O−CH2−CH(CH3))m'、−(O −CH(CH3)−CH2m'基であってもよく、ここでm’は0〜100、好ましくは0〜50の整数であり;
    ・Bは:
    a)単化学結合、若しくはO若しくはS原子、若しくはS(CO)、(CO)S若しくはNR、(CO)NR、NR(CO)基であり、ここでRは水素原子又はC1−C10アルキルであり;又は
    b)
    Figure 2015518921
    であり;
    ・Cは、水素原子、F(CF(CF3)CF2O)n(CF22CF3、F(CF2CF(CF3)O)n(CF22CF3、F(CF2CF2CF2O)n(CF22CF3、F(CF2CF2O)n(CF22CF3及びCp2p+1から選択され、ここでn及びpは1〜100、好ましくは1〜50の整数であり;
    ・R1、R2は互いに独立して、上で定義した前記A−B−C群又は水素原子又は直鎖状短鎖C1−C6アルキルを表す
    こと、並びに/又は
    前記ホスホン酸化合物は、以下の式(I−P)
    Figure 2015518921
    のホスホン酸化合物であり、ここで:
    ・Rは水素原子H、フッ素原子F又はOH基であり;
    ・R’は水素原子H、フッ素原子F又はPO32基であり;
    ・Aは(CH2m−X−基であり、ここで:mは0〜100、好ましくは0〜30の整数であり;Xは飽和した又は飽和していない、パーフルオロ化した又は部分的にフルオロ化した、C0−C100アルキル基であり、アルキル鎖はパーフルオロ化していてもいなくてもよい0〜10個のシクロアルキル又はアルキル基で置換又は中断でき;Xは単共有結合、−(O−CH2−CH2m'、−(O−CH2−CH2−CH2m'、−(O−CH2−CH(CH3))m'、−(O −CH(CH3)−CH2m'基であってもよく、ここでm’は0〜100、好ましくは0〜50の整数であり;
    ・Bは:
    a)単化学結合、若しくはO若しくはS原子、若しくはS(CO)、(CO)S若しくはNZ、(CO)NZ、NZ(CO)基であり、ここでZは水素原子又はC1−C10アルキルであり;又は
    b)
    Figure 2015518921
    であり;
    ・Cは、水素原子、(CF(CF3)CF2O)n(CF22CF3、(CF2CF(CF3)O)n(CF22CF3、(CF2CF2CF2O)n(CF22CF3、(CF2CF2O)n(CF22CF3及びCp2p+1−から選択され、ここでn及びpは1〜100、好ましくは1〜50の整数である
    こと
    を特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のプロセス。
  7. 前記アミン化合物は、以下の式(I’−N):
    Figure 2015518921
    のパーフルオロポリエーテルアミンであり、ここでnは1〜100の整数であり、mは0〜100の整数であり、xは0〜10の整数であり、及び/又は
    前記ホスホン酸化合物は、は以下の式(I’−P):
    Figure 2015518921
    のパーフルオロ化ビスホスホン酸であってよく、ここでnは1〜100の整数であり、mは0〜100の整数であり、xは0〜10の整数である
    ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のプロセス。
  8. 前記アミン化合物は、以下の式(I’’−N):
    Figure 2015518921
    の直鎖アルキルアミンであるアミン化合物であり、ここでnは1〜100、好ましくは5〜30、更に好ましくは8〜20の整数であり、及び/又は
    前記ホスホン酸化合物は、以下の式(I’’−P)、(I’’’−P):
    Figure 2015518921
    のホスホン酸化合物であり、ここでnは1〜100、好ましくは5〜30、更に好ましくは8〜20の整数である
    ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のプロセス。
  9. 前記ホスホン酸化合物及び前記アミン化合物は、溶媒中に溶解され、
    前記溶媒は:水;特にイソプロパノール、エタノール、メタノール、アルデヒド、ケトン(例えばアセトン)、エーテル(例えばジエチルエーテル若しくはテトラヒドロフラン)、若しくはアルカン(特にC1〜C8アルカン)及びこれらの混合物といったC1〜C6アルコールであるアルコール溶媒;又はIPA若しくはアセトンと混合した水素処理ナフサからなる溶媒から選択される
    ことを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載のプロセス。
  10. 置き時計機構又は時計製品に組み込まれるデバイスにおいて使用するために構成された表面をコーティングするための、請求項1〜9に記載のプロセスの使用。
  11. 表面の疎水性及び/若しくは疎油性を上昇させるため、表面の腐食を制限するため、表面上の汚れの堆積及び/若しくは微生物汚染を制限するため、表面を潤滑化するため、又は流れを促進するための、請求項1〜9に記載のプロセスの使用であって、
    前記表面は、置き時計機構又は時計製品に組み込まれるデバイスにおいて使用するために構成されている、請求項1〜9に記載のプロセスの使用。
  12. 置き時計機構又は時計製品に組み込まれるデバイスにおいて使用するために構成された表面をコーティングするための、請求項1〜9に記載のプロセスの使用であって、
    ホスホン酸化合物を含有する組成物及びアミン化合物を含有する組成物は、順次、又は同時に適用される、請求項1〜9に記載のプロセスの使用。
  13. 表面の疎水性及び/若しくは疎油性を上昇させるため、表面の腐食を制限するため、表面上の汚れの堆積及び/若しくは微生物汚染を制限するため、表面を潤滑化して潤滑を促進する及び/若しくは潤滑剤を所定の領域に留めるため、又は表面上での流れを促進するための、請求項1〜9に記載のプロセスの使用であって、
    前記表面は、置き時計機構又は時計製品に組み込まれるデバイスにおいて使用するために構成され、
    ホスホン酸化合物を含有する組成物及びアミン化合物を含有する組成物は、順次、又は同時に適用される、請求項1〜9に記載のプロセスの使用。
  14. 前記表面は、その50%超、好ましくは75%超、更に好ましくは85%超、また更に好ましくは95%超が、以下:
    ・金(Au)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、ロジウム(Rh)、銅(Cu)、鉄(Fe)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、アルミナ、ジルコニア、ルビー(酸化アルミニウムとクロムとの合金、CAS登録番号12174−49−1)、サファイア(酸化アルミニウム、CAS登録番号1317−82−4)、ニッケル(Ni)、ルテニウム(Ru)、スズ(Sn)から選択される金属及びその酸化物;
    ・鋼鉄(鉄と炭素との合金)、ステンレス鋼、真鍮(銅と亜鉛との合金)、銅−ニッケル−亜鉛(合金)、青銅(銅とスズとの合金)、スズ−ニッケル(Sn−Ni)、ニッケル−リン(Ni−P)、銅−ベリリウム(Cu−Be)、パラジウム−ニッケル(Pd−Ni)、銅−コバルト(Cu−Co)、又はバナジウム(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、亜鉛(Zn)、タングステン(W)若しくはジルコニウム(Zr)を含有する合金、又は非晶質合金、又は酸化ジルコニウム(ZrOx)、酸化チタン(TiOx)若しくは酸化タンタル(TaxOy)等のセラミックから選択される合金及びその酸化物;
    ・ケイ素(Si)又はゲルマニウム(Ge)等の半導体、及びガラス(SiOx)等のその酸化物、又はいずれの形態のダイヤモンド;
    ・ホウ素(B)、ケイ素(Si)、タングステン(W)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)から選択される炭化物及び窒化物;
    ・例えばポリアミド、ポリアクリレート、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、ポリウレア、ポリエステル、ポリケトン、ポリイミド、ポリスルフィド、ポリスルホキシド、ポリスルホン、ポリチオフェン、ポリピリジン、ポリピロール、ポリエーテル、シリコーン、ポリアミド、ポリサッカライド、フルオロポリマー、アミド、イミド、ポリペプチド、ポリエチレン、ポリオキシメチレン(POM)、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ナイロン、これらのポリマーのいずれのコポリマー又はこれらの混合物等の、置換又は非置換ポリマー
    で形成されることを特徴とする、請求項10〜13のいずれか1項に記載の使用。
  15. 請求項1〜9のいずれか1項に記載のプロセスを用いて得られる、機能化された表面であって、
    前記表面は、置き時計機構又は時計製品に組み込まれるデバイスにおいて使用するために構成されている、機能化された表面。
  16. 置き時計機構、及び時計製品に組み込まれる構成部品又はデバイスの製造における、請求項15に記載の機能化された表面の使用。
  17. 請求項1〜9のいずれか1項に記載のプロセスを用いて得られる、機能化された表面であって、
    前記表面は、置き時計の脱進機デバイスの、ガンギ車とアンクルの爪石との接触表面であり、
    前記表面は前記ガンギ車及び/又は前記爪石に属する
    ことを特徴とする、機能化された表面。
  18. 請求項1〜9のいずれか1項に記載のプロセスを用いて得られる、機能化された表面であって、
    前記表面は、アーバ及び/又は前記アーバが枢動する受け石の接触表面であることを特徴とする、機能化された表面。
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