JP6078150B2 - 物品の表面のエピラム化のための作用剤 - Google Patents

Description

本発明は、特に物品の表面のエピラム化等の物品の表面改質のための作用剤に関する。更に本発明は、前記作用剤の使用、前記作用剤でコーティングされた表面を有する物品、前記物品を製造する方法、及び前記物品の使用に関する。

特定の表面特性の改善を達成するために、適切な作用剤を用いた処理によって物品の表面を改質する様々な方法が、従来技術において公知である。例えば、特に腕時計製作の技術分野等の機械工学の技術分野では、物品の使用中に物品表面の表面エネルギを制御及び低減するために、物品表面のエピラム化が実施されることがある。

しかしながら、エピラム化に使用される物質は現在のところ、様々な欠点を有する。より具体的には、公知のエピラムは、洗浄に対する耐性が低いエピラム化物品表面をもたらす。更に、公知のエピラムは、長期間にわたり優れたエピラム化効果を達成するために、十分な密度及び厚さで物品表面に結合する必要があるが、それが不可能である。更に、公知のエピラムは、干渉現象及び物品表面上でのスポットの形成により、表面にマイナスの審美的効果を引き起こす。また、公知のエピラムは通常、異なる表面材料に対する適用が制限されており、即ちその使用は特定の表面材料に対するもののみに限られている。従って、例えば表面材料に対する柔軟性が高い、即ち様々な異なる表面材料に適用できる上述の制限を克服するエピラムに対する需要がある。

従って本発明の目的は、物品の表面のエピラム化に適した、改良された作用剤を提供することであり、当該作用剤は、前記表面上における：作用剤の分子の均一性が改善されたコーティング層の形成；より厚みのあるコーティング層の形成；作用剤の分子の密度が改善されたコーティング層の形成；洗浄に対する耐性が良好になったコーティング層の形成；及び／又は審美的特性が改善されたコーティング層の形成のうちの少なくとも１つを実現可能である。

本発明によると、この目的は、以下の一般式（１）を有する１つ又は複数の分子を含む作用剤を提供することによって解決される：
Ａ−Ｆ （１）
ここでＡは、シラン基、ヒドロキシル基、カテコール基、リン酸基、ホスホン酸エステル基、カルボン酸基、アミン基、チオール基、上述の基のうち２つ以上のいずれかの組み合わせからなる群から選択される部分を含むアンカー基であり、
Ｆは官能基であり、この官能基は、バックボーン及び少なくとも２つの側鎖基を有する分岐ポリマーを含み、前記側鎖基のうちの少なくとも１つは、Ｃ１−２０炭化水素基又は過ハロゲン化Ｃ１−２０炭化水素基である。

この解決法は、このような作用剤が、そのアンカー基及び分岐ポリマー基によって、物品の表面と高い分子密度で強固かつ均一に結合できるという驚くべき発見に基づくものである。従って、前記作用剤は、高い機械的引っ掻きに対する耐性及び高い洗浄耐性を有する。

更に、本発明による作用剤は、表面材料に対する接着性といったその特性に関して容易に最適化できる。これは、アンカー基を官能基の性質とは独立してこの目的のために選択できるためである。

その他に、物品の表面に対する作用剤の強固な結合により、改質された物品の表面は、洗浄に対する優れた耐性を提供する。更に、表面上のこのような作用剤の層は、優れた審美的特性を呈する。

いずれの理論に束縛されることを望むものではないが、上述の優れた表面特性は、物品の表面における本発明による作用剤の分子のパッキングの改善、及び分岐ポリマーを含む官能基を有する作用剤を使用することによって達成される炭素原子の密度の上昇によるものである。実際、分子のパッキングは正確に制御でき、これに付随して、分岐ポリマーの厚さを確実に生成できる。更に分岐ポリマーにより、多数のモノマーを局所的に官能化して使用できるようになり、即ち選択的なＵＶ曝露により、所定の位置のみにおいて重合化を発生させることができる。最後に、分岐ポリマーにより、別の分子との架橋を高度に調整する。

アンカー基は広範な官能基から選択できるため、Ａ−Ｆ分子のアンカー基は、特定の表面材料上へのアンカー基の接着を最適化するように選択できる。

従って、アンカー基を適切に選択することにより、本発明による作用剤を様々な異なる表面材料に塗布できる。特定の基材に対する作用剤の上述の適合化に加えて、この作用剤は、改質対象の表面上に直接的又は間接的に、容易かつ効率的に調製できる。この目的には、選択した材料に対して適切なアンカー基Ａを使用した重合方法が適している。

よって、アンカー基Ａを表面に結合させることができ、その後、アンカー基上へのモノマーのグラフト重合を介して官能基を合成して、作用剤の前記Ａ−Ｆを形成するか、又はアンカー基Ａ上へのモノマーのグラフト重合を介して官能基を合成し、その後アンカー基を表面に結合させて、本発明の代替実施形態による作用剤の前記Ａ−Ｆを形成する。

特に、官能基Ｆの分岐ポリマーを部分的にフルオロ化又は更にパーフルオロ化する場合、本発明による作用剤は、基材上の撥油層を提供するエピラムとして使用するのに極めて適したものとなる。この利点は、作用剤の制御された密度によるものである。実際、分岐ポリマーは、所定の体積における高い密度及び不均質な分布（側鎖基が様々な方向を有する）を伴う。

本発明で使用される炭化水素基の種類には具体的な制限はないが、非置換炭化水素基及びいずれの種類の置換炭化水素基を含む。従って用語「炭化水素基」は、炭素原子及び水素原子のみからなる基に限定されず、例えばハロゲン置換基又はエステル基といったその他の成分も含む基に拡張される。

本発明によるカテコール基は、１，２−ジヒドロキシベンゼン基、及びドーパミン基又はニトロドーパミン基等のいずれかの置換１，２−ジヒドロキシベンゼン基を含む。

本発明によると、用語「アミン基を含むアンカー基」は、ポリアミド由来アンカー基も含む。従って本発明では、このようなアンカー基は、ポリアミンに由来する、即ち２つ以上の末端アミノ基及び任意に１つ又は複数の第２級及び／若しくは第３級アミノ基を含有する化合物に由来する構造単位を含有してもよい。

上述のように、官能基Ｆは分岐ポリマーを含む。好ましくは、官能基Ｆは分岐ポリマーからなり、即ち分岐ポリマー以外のいずれかの更なる基を含有しない。

特に、側鎖基のうちの少なくとも１つがＣ２−１８炭化水素基、好ましくはＣ４−１７炭化水素基、より好ましくはＣ６−１６炭化水素基、最も好ましくはＣ８−１４炭化水素基である場合、エピラム化に関する２つの特に良好な結果が得られる。

本発明の更なる実施形態によると、側鎖基のうちの少なくとも５０％、好ましくは少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも９０％、最も好ましくは全てが炭化水素基であることが好ましく、この炭化水素基は好ましくはＣ１−２０炭化水素基、より好ましくはＣ２−１８炭化水素基、更に好ましくはＣ４−１７炭化水素基、また更に好ましくはＣ６−１６炭化水素基、最も好ましくはＣ８−１４炭化水素基である。

作用剤の所望の特性に応じて、前記少なくとも１つの側鎖基は非置換炭化水素基、即ちＣ−Ｈ結合のみを含む炭化水素基であっても、又は置換炭化水素基であってもよい。原理的には、全ての置換炭化水素基を使用でき、この置換炭化水素基が、アルキルエステル基、好ましくは非置換アルキルエステル基である場合に特に良好な結果が得られる。作用剤はエピラム官能基として、部分フルオロ化炭化水素基、好ましくはパーフルオロ化炭化水素基である少なくとも１つの側鎖基を含む。

本発明の更に好ましい実施形態によると、炭化水素基は、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基、アルケニルアリール基、アリールアルケニル基、アルキニルアリール基、アリールアルキニル基、アルキルエステル基、アルケニルエステル基、アルキニルエステル基、アリールエステル基、アルキルアリールエステル基、アリールアルキルエステル基、アルケニルアリールエステル基、アリールアルケニルエステル基、アルキニルアリールエステル基、アリールエステル基、及び上述の基のうち２つ以上のいずれかの組み合わせからなる群から選択される。全てのアルキル基、アルケニル基、アルキニル基は、直鎖、分岐、環状であってもよい。

好ましくは、炭化水素基はアルキルエステル基であり、より好ましくは直鎖アルキルエステル基である。

アルキルエステル基の非限定的な例は炭化水素基であり、この炭化水素基は、アクリレートエステル、メタクリレートエステル、芳香族環に結合した少なくとも１つのアルキル基を有するスチレン誘導体、上述の基のうち２つ以上のいずれかの組み合わせからなる群から選択される。

上述のアルキルエステル基の代わりに、特定の用途においては、炭化水素基がアリールアルキル又はアルキルアリール基、更に好ましくは直鎖アリールアルキル又は直鎖アルキルアリール基であることが好まれる。

本特許出願による作用剤は、好ましくは２〜５０、より好ましくは３〜３０、更に好ましくは４〜２０、また更に好ましくは５〜１５、最も好ましくは７〜１３の側鎖基を含む分岐ポリマーを含む。

この実施形態では、全ての側鎖基は同一でも異なっていてもよく、好ましくはＣ１−１２炭化水素基、より好ましくはＣ２−１０炭化水素基、更に好ましくはＣ３−９炭化水素基、最も好ましくはＣ４−８炭化水素基である。

更に、特に上述の実施形態では、側鎖基が全て部分フルオロ化炭化水素基、より好ましくはパーフルオロ化炭化水素基であることが好ましい。

改質された表面に所望の特性をもたらすために十分な厚さの層を提供するために、本発明による作用剤は好ましくは特定の長さを有する。従って作用剤のバックボーンの長さは、１０〜３００ｎｍ、より好ましくは５０〜２５０ｎｍ、更に好ましくは１００〜２００ｎｍ、最も好ましくは１２０〜１８０ｎｍの範囲であることが好ましい。

本発明の更なる特に好ましい実施形態によると、官能基Ｆの分岐ポリマーの側鎖基のうち少なくとも１つは、一般式（１）を有する作用剤の別の分子と架橋できる少なくとも１つの官能基を有する。このような架橋により、分岐ポリマーの耐摩耗性が改善され、従ってこれは特に好ましい。分岐ポリマー中に複数の架橋基が存在する場合、これらの架橋基は分子全体に亘って統計的に分布させることができるか、又はブロック状に分布し得る。

十分な架橋密度を達成するために、分岐ポリマーは、少なくとも５、好ましくは少なくとも１０の側鎖基を含む少なくとも１つのブロックを含み、これら側鎖基のうちの少なくとも２つはそれぞれ、一般式（１）を有する作用剤の別の分子と架橋できる少なくとも１つの官能基を含む。

代替として、そして更に好ましくは、分岐ポリマーは、少なくとも５、好ましくは少なくとも１０の側鎖基を含む少なくとも１つの更なるブロックを含有し、この少なくとも１つの更なるブロックの全ての側鎖基は、分岐ポリマーの別の分子と架橋できる官能基を含有しない。

代替として、そして更に好ましくは、分岐ポリマーは、少なくとも５、好ましくは少なくとも１０の側鎖基をそれぞれ含む２つの更なるブロックを含有し、これら更なるブロックの全ての側鎖基は、分岐ポリマーの別の分子と架橋できる官能基を含有しない。また、少なくとも５、好ましくは少なくとも１０の側鎖基を含み、かつこれら側鎖基のうちの少なくとも２つが、それぞれ一般式（１）を有する作用剤の別の分子と架橋できる少なくとも１つの官能基を含む、前記ブロックは、これら２つの更なるブロックの間に配置される。

本発明の更なる主題は、少なくとも１つの表面を有する基材を含み、この少なくとも１つの表面のうちの少なくとも１つが前述の作用剤でコーティングされている物品である。

表面上への強固な接着を得るために、一般式（１）を有する作用剤の分子のアンカー基のうちの少なくとも１つは、基材の表面に結合する。物理的結合又はイオン基を介した結合が可能であるものの、一般式（１）を有する作用剤の分子のアンカー基のうちの１つは、基材の表面に共有結合することが好ましい。

原理的には、本発明による作用剤はあらゆる基材に結合できる。適切な基材材料の比限定的な例としては、ケイ素、ダイヤモンド様炭素、炭化ケイ素、サファイア、鋼鉄、金属被覆鋼鉄、ニッケルメッキ鋼鉄、ルビー、酸化アルミニウム、酸化鉄、マグネシウム合金、酸化ケイ素、酸化ニオブ、酸化チタン、ポリマー、上述の材料のうち２つ以上のいずれかの組み合わせからなる群から選択される材料である。

当然のことながら、アンカー基の種類は、特定の基材に対する本発明による作用剤の接着性を決定するため、アンカー基は、基材材料に応じて選択する必要がある。ケイ素、炭化ケイ素、サファイア、ダイヤモンド様炭素製の基材に関しては、例えばシラン基含有アンカー基によって良好な結果が得られ、その一方で鋼鉄、金属、ルビー、酸化アルミニウム、酸化鉄製の基材のためのアンカー基として適切な例は、ニトロドーパミン基である。更に、リン酸基及びホスホン酸エステル基は、特にマグネシウム合金製基材に適切なアンカー基であり、カルボン酸基は、特に鋼鉄及び酸化鉄製基材に適切なアンカー基であり、ポリアミン基は、特に酸化ケイ素、酸化ニオブ、酸化チタン及び／又は酸化アルミニウム製基材に適切なアンカー基であり、チオール基は特に金製基材に適切なアンカー基である。

本発明の更なる主題は、以下のステップを含む、上述の物品の製造方法である：
（ａ）少なくとも１つの表面を有する基材を準備するステップ；
（ｂ）シラン基、ヒドロキシル基、カテコール基、リン酸基、ホスホン酸エステル基、カルボン酸基、アミン基、チオール基、上述の基のうち２つ以上のいずれかの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのアンカー基を、前記基材の少なくとも１つの表面のうち少なくとも１つに結合させるステップ；
（ｃ）少なくとも１種類のモノマーを準備するステップ；及び
（ｄ）前記少なくとも１種類のモノマーを、前記少なくとも１つのアンカー基にグラフト重合させて、前記少なくとも１つのアンカー基と共有結合した分岐ポリマーを形成するステップ。

第１の代替例によると、上述の物品を製造するための本発明による方法は、以下のステップを含む：
（ｃ’）少なくとも１種類のモノマーを準備するステップ；
（ｄ’）前記少なくとも１種類のモノマーを、シラン基、ヒドロキシル基、カテコール基、リン酸基、ホスホン酸エステル基、カルボン酸基、アミン基、チオール基、上述の基のうち２つ以上のいずれかの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのアンカー基にグラフト重合させて、前記少なくとも１つのアンカー基と共有結合した分岐ポリマーを形成するステップ；
（ａ’）少なくとも１つの表面を有する基材を準備するステップ；及び
（ｂ’）前記少なくとも１つのアンカー基を、前記基材の少なくとも１つの表面のうち少なくとも１つに結合させるステップ。

第２の代替例によると、上述の物品を製造するための本発明による方法は、以下のステップを含む：
（ｄ’）少なくとも１種類のモノマーをグラフト重合させて、少なくとも１つの分岐ポリマーを形成するステップ；
（ａ）少なくとも１つの表面を有する基材を準備するステップ；
（ｂ）シラン基、ヒドロキシル基、カテコール基、リン酸基、ホスホン酸エステル基、カルボン酸基、アミン基、チオール基、上述の基のうち２つ以上のいずれかの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのアンカー基を、前記基材の少なくとも１つの表面のうち少なくとも１つに結合させるステップ；及び
（ｅ）前記少なくとも１つの分岐ポリマーを前記少なくとも１つのアンカー基に結合させるステップ。

分岐ポリマーは、また表面開始型酸素耐性ＡＲＧＥＴ ＡＴＲＰ合成によっても製造できる。

ＡＲＧＥＴ ＡＴＲＰ重合化反応を、基材の種類に関わらずＣｕＢｒ２のみを使用し、Ｆｅ系塩を使用せずに実施した。溶液と接触する厳密に定義された（限定された）量の空気を得るために、いずれかの液体反応物を添加する以前に、反応開始剤−官能化ウェハを反応フラスコ（２０ｍＬシュレンク管、小型５ｍｌ丸底フラスコ又は２０ｍｌ平底ガラス瓶）内に配置し、続いてゴム隔壁を用いて反応フラスコを密閉する。

固体反応物、即ちＣｕＢｒ２（５ｍｇ、０．０２２ｍｍｏｌ）及び４，４’−ジノニル−２，２’−ビピリジン（４４ｍｇ、０．１１ｍｍｏｌ）を、シュレンク管に接続された１００ｍＬフラスコに添加する。その後、真空及び窒素充填を３サイクル行うことによって空気を除去した。これは系に存在する酸素と還元剤との比の制御を達成するために行われた。各サイクルにおいて少なくとも２分間に亘って真空引きを行う。更に、１９ｍＬの阻害剤非含有モノマー（ドデシルメタクリレート）を、（単にシリンジによって、モノマーの瓶から）密閉フラスコに添加し、混合物が淡紫色を呈しかつリガンドが完全に溶解するまで、１１０℃で少なくとも５分間激しく撹拌した。密閉反応フラスコへの粘性還元剤（１．４ｍＬ、４．３４ｍｍｏｌのＳｎ（エチルヘキサノエート）２）の注入を容易にするために、粘性還元剤を別個のガラス容器（非密閉）中で、２．３ｍＬの超乾燥アニソール（９９．７％の無水物、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ製）で希釈する。

続いて還元剤−溶媒溶液を、モノマー、ＣｕＢｒ２及びリガンドの高温混合物に注入し、この瞬間完全な反応混合物が得られる。最長５分間の１１０℃における激しい撹拌の後、所望の体積の淡黄褐色液体溶液を、反応開始剤−官能化ウェハを含む閉鎖された反応フラスコ内に移す。

反応を実施する方法には２つの変形例、即ち：空気を充填した基材含有フラスコを用いる（比較的単純な）例；又は窒素を充填した基材含有フラスコを用いる（真空−窒素サイクルによる大気交換が必要な）例が存在する。反応フラスコがシュレンク管に接続されていない場合、空のバルーンをフラスコに接続し、このバルーンは膨張して、フラスコ内に追加の空気を導入することなく、追加の気体容積を収容できる。

液体の移動は、（包装から取り出したばかりの）酸素処理したシリンジを用いて実施することが好ましい。更に、好ましい様式では、シュレンクラインに接続された反応フラスコ内で反応を実施する場合、ウェハを真空−窒素サイクルに供して、更なる反応中に不活性雰囲気を提供する。この場合、過剰な圧力を収容するための空のバルーンは不要である。

平底反応ガラスを用いて作業を行う場合、ウェハを上下逆に配置する（即ち官能化領域が反応ガラスの底面を向くようにする）と、より良好なコーティング均一性が得られる。

原理的には、グラフト重合は当業者に公知のいずれかの技術に従って実施してもよい。しかしながら、グラフト重合を原子移動ラジカル重合として実施すると、特に良好な結果が得られる。

本発明による作用剤は、上述したような有利な特性により、機械工学、好ましくは精密工学、最も好ましくは時計及び／又は腕時計分野で使用できる。

同様の理由により、本発明による物品もまた、機械工学、好ましくは精密工学、最も好ましくは時計及び／又は腕時計分野で使用できる。

これより、本発明を例示するが限定するものではない実施例を用いて、本発明をより詳細に説明する。

開始剤合成に使用されるジメチルクロロシラン（Ａｌｄｒｉｃｈ−Ｆｉｎｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製、９８％）、１０−ウンデセン−１−オル（Ａｌｄｒｉｃｈ−Ｆｉｎｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製、９８％）、２−ブロモ−２−メチルプロピオニルブロミド（Ａｃｒｏｓ Ｏｒｇａｎｉｃｓ製、９８％）、クロロ白金酸ヘキサハイドレート（ＡＢＣＲ（、ドイツ）製、９９．９％）は、供給元から受領したままの状態で使用した。

３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１０−ヘプタデカフルオロデシルアクリレートは、アセトンを溶出剤として使用してアルミナ充填カラムを通過させ、真空でこの溶出剤を除去することにより、阻害剤を非含有とする。

臭化銅（II）（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ製、９９％）を、供給元から受領したままの状態で使用した。臭化銅（I）（Ａｌｄｒｉｃｈ−Ｆｉｎｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製、５Ｎ）は、氷酢酸で洗浄することによって精製した。従って４ｇのＣｕＢｒを４００ｍｌの酢酸中に懸濁し、得られた混合物を一晩に亘って室温で撹拌した。その後、濾紙を用いた濾過によってＣｕＢｒを分離し、続いてメタノール及びジエチルエーテルで洗浄し、真空下で乾燥させた。このようにして得られたＣｕＢｒを、不活性ガス下で室温において貯蔵した。

ジメチルクロロシランアンカー基を有する１１−（２−ブロモ−２−メチル−プロピオニル）−ジメチルクロロシラン反応開始剤（ＢＰＣＳ）の合成は、Ｓａｎｊｕａｎ（Ｌａｎｇ−ｍｕｉｒ ２００７、２３、５７６９−５７７８、Ｓａｎｊｕａｎら）に記載された２段階プロトコルに従って実施された。

５０ｍｌの乾燥テトラヒドロフラン（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ製、９８％）中の１０．７ｍｌの１０−ウンデセン−１−オルに、９ｍｌ（６０ｍｍｏｌ）のトリエチルアミン（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ製、９９．５％）を添加し、続いて２０ｍｌの乾燥テトラヒドロフラン中の７ｍｌの２−ブロモ−２−メチルプロピオニルブロミドの溶液を滴下した。この混合物を、不活性ガス下で２４時間撹拌し、１００ｍｌのヘキサンを用いて希釈し、１００ｍｌの（２０８ｍｌのＨ２Ｏに４２ｍｌの３７％ＨＣｌを添加することによって調製された）２Ｍ ＨＣｌで２回洗浄し、１００ｍｌの超純水で４回洗浄した。有機相を分離し、硫化マグネシウム上で６０分間乾燥させ、その後濾紙を用いて濾過し、４０℃、１３０ｍｂａｒで濃縮した。得られた粗生成物を、シリカカラム（シリカゲル６０、直径８０ｍｍ、高さ約２７ｃｍ、溶出剤：１．５ｌのジクロロメタン、重力）を通過させることによって精製した。真空で溶出剤を除去した後、無色の油性産物として１０−ウンデセン−１−イル−２−ブロモ−２−メチルプロピオネートが得られ、これを以下に説明する第２段階まで、不活性ガス下において４℃で貯蔵した。

第２の反応段階では、前の段階で得られた２．５４ｇの１０−ウンデセン−１−イル−２−ブロモ−２−メチルプロピオネートを、１０ｍｇのクロロ白金酸ヘキサハイドレート及び７．９３ｍｌのジメチルクロロシランに添加した。このようにして得られた混合物を、不活性ガス下において暗所で一晩に亘って撹拌し、追加の溶媒を使用すること無く、シリカプラグを通して濾過した。真空下において２４時間乾燥させることにより、過剰な未反応シリカを除去した。

得られた１１−（２−ブロモ−２−メチル−プロピオニル）−ジメチルクロロシラン反応開始剤（ＢＰＣＳ）を、−２０℃において不活性ガスを充填した容器内に貯蔵し、−２０℃においてパラフィルムで密閉した。

実施例
（i）ケイ素表面への反応開始剤の結合
ケイ素製物品（Ｐ／Ｂ＜１００＞、Ｓｉ−Ｍａｔ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｗａｆｅｒｓ（ドイツ）製）を、超音波浴中にイソプロパノールを用いて３回洗浄し、ＵＶオゾン洗浄機（ＵＶ／Ｏｚｏｎｅ ＰｒｏＣｌｅａｎｅｒ（登録商標）及びＰｒｏＣｌｅａｎｅｒ（登録商標）Ｐｌｕｓ、米国アイオワ州）で３０分間処理した。このようにして得られた物品をすぐに、蒸留したばかりのトルエン中のＢＰＣＳ開始剤の１０ｍＭ溶液中に浸漬し、不活性雰囲気下で２４時間インキュベートした。その後、異なる５つのトルエン浴に数分浸漬することによって、トルエン中での洗浄を５回行い、この５回の浴のうち最後の浴に浸漬している間に、２０秒間の短い音波処理を行って弱結合分子を除去し、最後にイソプロパノールですすいだ。このようにして調製した試料を窒素流で乾燥させ、不活性雰囲気下においてパラフィルム密閉ボックス中に暗所で貯蔵し、７日以内に使用した。

静的接触角度（ＣＡ）測定によって、前記プロトコルによって得られたＢＰＣＳ−反応開始剤−官能化ケイ素表面の特徴決定を行った。ＢＰＣＳ開始剤の溶液への含浸前の初期接触角度が３°未満であったＵＶ／オゾン洗浄済み超親水性ケイ素表面上に同化したＢＰＣＳ層に対して実施したこの測定の結果は、接触角度７７°±２°であった。

可変角度分光エリプソメータ（ＶＡＳＥ）（Ｍ−２０００Ｆ、ＬＯＴ Ｏｒｉｅｌ ＧｍｂＨ製、ドイツ、ダルムシュタット）を用いて、ＢＰＣＳ層の厚さは１．８±０．１ｎｍと決定された。このエリプソメータによる測定データは、３つの異なる入射角６５°、７０°、７５°で補正され、入射波長は９９５〜３７０ｎｍで可変であった。得られた厚さの値は、ＷＶＡＳＥ３２ソフトウェア（ＬＯＴ Ｏｒｉｅｌ ＧｍｂＨ（ドイツ、ダルムシュタット）製）において定義されたＳｉジェル／ＳｉＯ２／コーシーの３層モデルへの適合の結果である。

（ii）３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１０−ヘプタデカフルオロデシルアクリレートの原子移動ラジカルグラフト重合
環境条件下において、２．９ｍｌ（４．７５ｇ）の３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１０−ヘプタデカフルオロデシルアクリレート、１１．３ｍｌのシクロヘキサノン、１６７μｌ（１３８ｍｇ）のＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’−ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ）を、ゴム隔壁で密閉されたフラスコに添加した。得られた溶液を４回の冷凍−吸引−解凍サイクルに供し、その後不活性雰囲気下で、５７．４ｍｇの臭化銅（I）及び１０．０ｍｇの臭化銅（II）を含有する第２のフラスコへと移した。得られた溶液を、１１０℃の高温油浴による加熱下で５分間撹拌して、暗褐色の均一な混合物を得た。この混合物４ｍｌを、不活性雰囲気下において無酸素シリンジを用いて、２０ｍｌシュレンク管内に並置されたステップ（i）で調製したＢＰＣＳ改質ケイ素物品試料へと移動させた。反応を、不活性雰囲気下において１１０℃に３時間維持した。大気への曝露及びトルエンの添加によって反応を停止させ、得られた物品、即ちシラン部分を介してその表面に付着した、上述の反応によって得られたポリマーを有するケイ素基材を、混合物から分離した。

（iii）精製
先行するステップ（ii）で得られた物品を精製して、結合していない材料を除去した。精製は、得られた物品を音波処理しながらジクロロメタンに１５分間浸漬することによって実施でき、これを合計３回実施した後、物品を乾燥させた。代替としてその他の種類の精製も実施可能である。

可変角度分光エリプソメータ（ＶＡＳＥ）（Ｍ−２０００Ｆ、ＬＯＴ Ｏｒｉｅｌ ＧｍｂＨ製、ドイツ、ダルムシュタット）を用いて、表面結合ポリマーコーティングの厚さを５〜３０ｎｍに決定した。

更に、水、ベンジルアルコール、エチレングリコール、Ｍｏｅｂｉｕｓオイル９０１０、Ｍｏｅｂｉｕｓ試験オイル３に対する接触角度を決定し、その結果を以下の表に示した。

複数回の洗浄後であっても、接触角度は概ね変化しないことがわかる。

当然のことながら、本発明はここに示した実施例に限定されるものではなく、当業者に明らかな様々な変形及び改変を受けることができる。特に、使用するモノマー及びポリマー並びに／又はアンカー基並びに／又は架橋剤並びに／又は基材に対して反応条件を適合させることができる。

Claims (15)

1. 少なくとも１つの表面を有する基材を備える物品であって：
   前記表面の少なくとも一部は、以下の一般式（１）：
   Ａ−Ｆ （１）
   を有する１つ又は複数の分子を含む、物品の表面エピラム化のための作用剤でコーティングされており、
   ここでＡは、シラン基、ヒドロキシル基、カテコール基、リン酸基、ホスホン酸エステル基、カルボン酸基、アミン基、チオール基からなる群から選択される１つの部分を含むアンカー基であり、
   Ｆはシラン基を有さない官能基であり、前記官能基は、バックボーン及び少なくとも２つの側鎖基を有する分岐ポリマーを含み、前記側鎖基のうちの少なくとも１つは、Ｃ４−２０炭化水素基又は過ハロゲン化Ｃ４−２０炭化水素基である
   こと；並びに
   前記作用剤は、エピラム官能基として、部分フルオロ化炭化水素基である少なくとも１つの側鎖基を含むこと
   を特徴とする、物品。
2. 前記側鎖基のうちの少なくとも１つ、好ましくは少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも８０％、更に好ましくは少なくとも９０％、最も好ましくは全ては、Ｃ４−１８炭化水素基、より好ましくはＣ６−１６炭化水素基、最も好ましくはＣ８−１４炭化水素基であることを特徴とする、請求項１に記載の物品。
3. 前記側鎖基は、部分フルオロ化炭化水素基、好ましくはパーフルオロ化炭化水素基であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の物品。
4. 前記炭化水素基は、アルキルエステル基、好ましくは直鎖アルキルエステル基であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の物品。
5. 前記炭化水素基は、アクリレートエステル、メタクリレートエステル、芳香族環に結合した少なくとも１つのアルキル基を有するスチレン誘導体、上述の基のうち２つ以上のいずれかの組み合わせからなる群から選択されることを特徴とする、請求項４に記載の物品。
6. 前記分岐ポリマーは、２〜５０、好ましくは３〜３０、より好ましくは４〜２０、更に好ましくは５〜１５、最も好ましくは７〜１３の側鎖基を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の物品。
7. 全ての前記側鎖基は、同一の又は異なるＣ_4-10炭化水素基、好ましくはＣ_3-9炭化水素基、最も好ましくはＣ_4-8炭化水素基であることを特徴とする、請求項６に記載の物品。
8. 全ての前記側鎖基は、部分フルオロ化炭化水素基、好ましくはパーフルオロ化炭化水素基であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の物品。
9. 前記側鎖基のうちの少なくとも１つは、前記一般式（１）を有する前記作用剤の別の分子と架橋できる少なくとも１つの官能基を有し、
   前記分岐ポリマーは、少なくとも５、好ましくは少なくとも１０の側鎖基を含む少なくとも１つのブロックを含み、
   前記側鎖基のうちの少なくとも２つは、それぞれ前記一般式（１）を有する前記作用剤の別の分子と架橋できる少なくとも１つの官能基を有する
   ことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の物品。
10. 前記分岐ポリマーは、少なくとも５、好ましくは少なくとも１０の側鎖基を含む少なくとも１つの更なるブロックを含有し、
    前記少なくとも１つの更なるブロックの全ての側鎖基は、前記分岐ポリマーの別の分子と架橋できる官能基を含有せず；
    より好ましくは、前記分岐ポリマーは、少なくとも５、好ましくは少なくとも１０の側鎖基をそれぞれ含む２つの前記更なるブロックを含有し、
    前記更なるブロックの全ての側鎖基は、前記分岐ポリマーの別の分子と架橋できる官能基を含有せず；
    少なくとも５、好ましくは少なくとも１０の側鎖基を含み、かつ前記側鎖基のうちの少なくとも２つがそれぞれ、前記一般式（１）を有する前記作用剤の別の分子と架橋できる少なくとも１つの官能基を含む、前記ブロックは、前記２つの更なるブロックの間に配設される
    ことを特徴とする、請求項９に記載の物品。
11. 前記作用剤でコーティングされる前記少なくとも１つの表面は、ケイ素、ダイヤモンド様炭素、炭化ケイ素、サファイア、鋼鉄、金属被覆鋼鉄、ニッケルメッキ鋼鉄、ルビー、酸化アルミニウム、酸化鉄、マグネシウム合金、酸化ケイ素、酸化ニオブ、酸化チタン、ポリマー、上述の材料のうち２つ以上のいずれかの組み合わせからなる群から選択される材料からなる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の物品。
12. ａ）少なくとも１つの表面を有する基材を準備するステップ；
    ｂ）シラン基、ヒドロキシル基、カテコール基、リン酸基、ホスホン酸エステル基、カルボン酸基、アミン基、チオール基からなる群から選択される１つの部分を含む少なくとも１つのアンカー基を、前記基材の前記少なくとも１つの表面のうち少なくとも１つに結合させるステップ；
    ｃ）少なくとも１種類のモノマーを準備するステップ；及び
    ｄ）前記少なくとも１種類のモノマーを、前記少なくとも１つのアンカー基にグラフト重合させて、前記少なくとも１つのアンカー基と共有結合した分岐ポリマーを形成するステップ
    を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の物品を製造するための方法。
13. ｃ’）少なくとも１種類のモノマーを準備するステップ；
    ｄ’）前記少なくとも１種類のモノマーを、シラン基、ヒドロキシル基、カテコール基、リン酸基、ホスホン酸エステル基、カルボン酸基、アミン基、チオール基からなる群から選択される１つの部分を含む少なくとも１つのアンカー基にグラフト重合させて、前記少なくとも１つのアンカー基と共有結合した分岐ポリマーを形成するステップ；
    ａ’）少なくとも１つの表面を有する基材を準備するステップ；及び
    ｂ’）前記少なくとも１つのアンカー基を、前記基材の前記表面のうち少なくとも１つに結合させるステップ
    を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の物品を製造するための方法。
14. ｄ’）少なくとも１種類のモノマーをグラフト重合させて、少なくとも１つの分岐ポリマーを形成するステップ；
    ａ）少なくとも１つの表面を有する基材を準備するステップ；
    ｂ）シラン基、ヒドロキシル基、カテコール基、リン酸基、ホスホン酸エステル基、カルボン酸基、アミン基、チオール基からなる群から選択される１つの部分を含む少なくとも１つのアンカー基を、前記基材の前記少なくとも１つの表面のうち少なくとも１つに結合させるステップ；及び
    ｅ）前記少なくとも１つの分岐ポリマーを前記少なくとも１つのアンカー基に結合させるステップ
    を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の物品を製造するための方法。
15. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の物品を含む、時計。