表面処理方法及び処理された物品
（ａ）少なくとも１つの主表面を有する少なくとも１つの基材を用意する工程と、（ｂ）（１）及び（２）を組み合わせる工程と、（１）少なくとも１つの化学的反応性部位を含む、少なくとも１つの硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザン、（２）（ｉ）及び（ｉｉ）を含む、少なくとも１つのフルオロケミカル化合物、（ｉ）少なくとも約６個の全フッ素化炭素原子を含む少なくとも１つの有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分、（ｉｉ）少なくとも１つの前記化学的反応性部位を通して前記ポリシラザンと反応することができる少なくとも１つの官能基、（ｃ）前記ポリシラザンと前記フルオロケミカル化合物とを反応させて又は反応を誘導して、少なくとも１つの硬化性有機フッ素変性ポリシラザンを形成する工程と、（ｄ）前記硬化性有機フッ素変性ポリシラザン又はその前駆体を前記基材の少なくとも１つの主表面の少なくとも一部に塗布する工程と、（ｅ）前記硬化性有機フッ素変性ポリシラザンを硬化させて表面処理を形成する工程と、を含む、表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材（特に、例えば、セラミックス又はガラス等の硬質表面を有する基材）を処理して、その表面に撥水性、撥油性、撥染性（stain repellency）及び／又は撥汚性（dirt repellency）を付与する方法に関し、別の態様では、本発明は、上記方法によって処理された基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
基材に塗布して（例えば、硬質表面基材及び繊維質基材）、撥油性及び／又は撥水性（疎油性及び／又は疎水性）等の低表面エネルギー特性を付与するためのコーティング組成物として多くのフッ素化組成物が使用されている。しかし、コーティング又はフィルムで使用されるとき、多くのフッ素化物質は、コーティング又はフィルムの表面に拡散したり、（例えば、表面を繰り返し清浄化することにより）時間とともに消耗する傾向がある。
【０００３】
これによって、反応基又は官能基を有するフッ素化誘導体（例えば、フッ素化ポリエーテルチオール）を使用して、コーティング、フィルム、又は基材表面に共有結合させるようになった。このような官能性誘導体の調製は、複雑な多段階プロセスの使用、調製が難しい中間体の使用を必要とする場合が多く、及び／又は実質的に純粋な所望の誘導体化合物ではなく生成物の混合物が生じる。
【０００４】
耐久性を改善するための他のアプローチは、プライマー（例えば、ポリシラザン）を使用してフッ素化組成物を塗布する前に基材表面を前処理することを含んでいた。しかし、これは多段階プロセス工程の使用を必要とするので（また、高価な材料の使用を必要とすることが多いので）、余計に時間、費用がかかる、及び／又は既存の製造プロセスとの適合性が低くなる。
【０００５】
最後に、様々なフッ素化表面処理は、（例えば、粘度及び／又は溶媒の溶解性の差により）基材への塗布容易性、必要な硬化条件（例えば、一部は、比較的高い硬化温度で比較的長時間硬化することを必要とする）、忌避性（repellency）のレベル、清浄化容易性、光学的透明度の程度、耐化学性、及び／又は溶媒耐性の点で異なっていた。また、多くは、少なくとも若干は基材特異的であったので、様々な基材に確実に接着させるには複数の組成物を生産することが必要であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、様々な異なる表面処理用途の性能要件を満たすことができる表面処理方法（及びそこで使用するためのフッ素化組成物）に対する持続的な必要性が存在すると認識している。このような方法は、単純であり、コスト効率がよく、既存の製造方法に適合し、及び／又は様々な異なる基材に忌避性（好ましくは、耐久性のある特化した忌避性）を付与することができることが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
簡潔に述べると、１つの態様では、本発明は、表面処理方法を提供する。方法は、
（ａ）少なくとも１つの主表面を有する少なくとも１つの基材を用意する工程と、
（ｂ）（１）及び（２）を組み合わせる工程と、
（１）ケイ素−窒素結合、ケイ素−水素結合、炭素−炭素二重結合、窒素−水素結合、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１つの化学的反応性部位を含む、少なくとも１つの硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザン、
（２）（ｉ）及び（ｉｉ）を含む、少なくとも１つのフルオロケミカル化合物、
（ｉ）少なくとも約６個の全フッ素化炭素原子を含む少なくとも１つの有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分、
（ｉｉ）少なくとも１つの化学的反応性部位を通して硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザンと反応することができる少なくとも１つの官能基、
（ｃ）硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザンとフルオロケミカル化合物とを反応させて又は反応を誘導して、少なくとも１つの硬化性有機フッ素変性（すなわち、有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分によって共有結合的に変性された）ポリシラザンを形成する工程と、
（ｄ）硬化性有機フッ素変性ポリシラザン又はその前駆体を基材の少なくとも１つの主表面の少なくとも一部に塗布する工程と、
（ｅ）硬化性有機フッ素変性ポリシラザンを硬化させて表面処理を形成する工程と、を含む。
【０００８】
好ましくは、フルオロケミカル化合物の有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分は、全フッ素化部分（より好ましくは、ペルフルオロアルキル、ペルフルオロアルキレン、ペルフルオロヘテロアルキル、又はペルフルオロヘテロアルキレン部分、最も好ましくは、ペルフルオロポリエーテル部分）である。
【０００９】
ハイブリッド有機／無機ポリマーの汎用的新規分類は、例えば、無機又は有機ポリシラザンと官能基を含有するフルオロケミカル化合物との比較的単純な１段階反応によって生成できることが見出されている。得られる有機フッ素変性ポリシラザンは、驚くべきことに、出発ポリシラザンの硬化性を保持し、水分が存在しなくても比較的長い耐用寿命を有することができ、かつ硬化して架橋網目構造を形成することができる。
【００１０】
架橋網目構造の特性は、出発ポリシラザンの性質及び相対量（例えば、有機含有量の程度を決定する置換基及び有効であり得る硬化剤の化学的性質）、並びに出発フルオロケミカル化合物の性質及び相対量（例えば、有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分の化学的性質及びフッ素含有量）を変化させることによって様々な異なる用途の要件に特化させることができる。特に、出発フルオロケミカル化合物の有機フッ素又はヘテロ有機フッ素含有量を使用して、フッ素の存在が有利になり得る用途（例えば、特定の低表面エネルギー特性を必要とする用途）で使用するための架橋網目構造の表面特性を変性又は調整することができる。
【００１１】
（出発フルオロケミカル化合物と出発ポリシラザンとの総重量に基づいて）約０．１重量％もの低濃度のフルオロケミカル化合物を使用することによって、架橋網目構造に有用な低表面エネルギー特性をもたらすことができる。例えば、架橋網目構造は、水において約１２８°、ヘキサデカンにおいて約７２°という高い前進接触角を示し得る。したがって、有機フッ素変性ポリシラザンは、（例えば、表面を保護するため、又は清浄化容易性を高めるために）様々な基材に比較的高度な疎水性及び／又は疎油性を付与するためのフッ素化表面処理として有用であり得る。
【００１２】
硬化性有機フッ素変性ポリシラザンは、（比較的粘度が低いため）未希釈形態でコーティングされてもよく、任意の様々な溶媒に容易に溶解し、次いで所望の基材にコーティングされてもよい。コーティングされたポリマーは、（具体的な用途の要件によって）様々な異なる方法で硬化して、比較的高度に架橋され、比較的光学的に透明であるハードコートをもたらすことができる。ハードコートの低表面エネルギー特性（例えば、撥水性、撥油性、撥インク性、及び／又は撥染性、並びに落書き防止性）に加えて、ハードコートは、驚くべきことに、ポリシラザンに付随する特徴の多く（例えば、比較的高い硬度、紫外線透過性、腐食耐性、熱安定性、耐火性、耐化学性、耐摩耗性等）を維持することができる。
【００１３】
ハードコートは、様々な異なる基材（例えば、木材、金属、セラミックス、及びポリマー）に対する接着性を呈することができる。驚くべきことに、比較的耐久性のある忌避性は、高価なプライマー又は複数の基材特異的な表面処理組成物を揃える必要なく、単純な１段階コーティングプロセスによって基材に付与され得る。
【００１４】
したがって、本発明の方法の少なくとも幾つかの実施形態は、様々な異なる表面処理用途の性能要件を満たすことができると同時に、好ましくは、単純で、コスト効率がよく、既存の製造方法に適合し、及び／又は様々な異なる基材に忌避性（好ましくは、耐久性のある特化した忌避性）を付与することができる処理方法（及びそこで使用するためのフッ素化組成物）に対する上記持続的な必要性を満たす。ハードコート（顕著な耐久性、接着性、及び忌避性を有することが多い）は、耐久性のある低表面エネルギー特性（例えば、標識、建造物、運搬用車両等に対する落書き防止コーティング；金属、セラミックスタイル、電子装置等に対する容易に清浄化可能なコーティング；ポリマー又は複合材成形型に対する離型コーティング等）を必要とする用途に広く使用することができる。
【００１５】
別の態様では、本発明は、また、少なくとも１つの主表面を有する少なくとも１つの基材を含む表面処理された物品であって、基材が、主表面のうちの少なくとも１つの少なくとも一部上に本発明の上記方法によって調製された表面処理を有する物品を提供する。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の「発明を実施するための形態」では、種々の組の数値範囲（例えば、特定の部分における炭素原子の数、又は特定の成分の量など）が記載され、各組内では、範囲の任意の下限を範囲の任意の上限と対にすることができる。
【００１７】
定義
本特許出願で使用するとき、
「カテネイトヘテロ原子」とは、（例えば、炭素−ヘテロ原子−炭素鎖又は炭素−ヘテロ原子−ヘテロ原子−炭素鎖を形成するために）炭素鎖中の１個以上の炭素原子に置き換わる炭素以外の原子（例えば、酸素、窒素、又は硫黄）を意味する。
「硬化」とは、（例えば、放射線照射又は触媒を通した）架橋ポリマー網目構造への変換を意味する。
「フルオロ−」（例えば、「フルオロアルキレン」若しくは「フルオロアルキル」、又は「フルオロカーボン」の場合のような基若しくは部分に関して）又は「フッ素化」とは、炭素に結合した水素原子が少なくとも１つは存在するように、部分的にフッ素化されていることを意味する。
「フルオロケミカル」とはフッ素化又は全フッ素化されていることを意味する。
「ヘテロ有機」とは、少なくとも１個のヘテロ原子（好ましくは、少なくとも１個のカテネイトヘテロ原子）を含有する有機基又は部分（例えば、アルキル又はアルキレン基）を意味する。
「メルカプト」は、式ＳＨの一価の基又は部分を意味する。
「オリゴマー」とは、少なくとも２個の繰り返し単位を含み、かつエンタングルメント分子量未満の分子量を有する分子を意味し、このような分子は、ポリマーとは異なり、１個の繰り返し単位を除去又は付加しただけでも特性が著しく変化する。
「ペルフルオロ−」（例えば、「ペルフルオロアルキレン」又は「ペルフルオロアルキル」又は「ペルフルオロカーボン」の場合のような、基又は部分に関して）又は「全フッ素化」とは、特記しない限り、フッ素で置換可能な炭素に結合した水素原子が存在しないように完全にフッ素化されていることを意味する。
「ペルフルオロエーテル」は、酸素原子により連結された（すなわち、１個のカテネイト酸素原子が存在する）、２つの飽和又は不飽和のペルフルオロカーボン基（直鎖、分枝、環状（好ましくは、脂環式）、又はこれらの組み合わせ）を有する基又は部分を意味する。
「ペルフルオロポリエーテル基（又はセグメント若しくは部分）」は、酸素原子により連結された（すなわち、１個のカテネイト酸素原子が存在する）、３つ以上の飽和又は不飽和のペルフルオロカーボン基（直鎖、分枝、環状（好ましくは、脂環式）、又はこれらの組み合わせ）を有する基又は部分を意味する。
「ポリシラザン」は、複数のＳｉ−Ｎ結合を含む少なくとも１つの直鎖、分枝、又は環状の主鎖又は骨格鎖を有する化合物を指す。
「ポリシロキサザン」は、Ｓｉ−Ｎ結合及びＳｉ−Ｏ結合の両方を含む少なくとも１つの直鎖、分枝、又は環状の主鎖又は骨格鎖を有する化合物を指し、簡潔にするために、本願では、「ポリシラザン」が「ポリシロキサザン」及び「ポリ尿素シラザン」も含む。
「ポリ尿素シラザン」は、複数のＳｉ−Ｎ結合を含み、かつ２つの窒素原子のそれぞれに結合している少なくとも１つのカルボニル基を有する少なくとも１つの直鎖、分枝、又は環状の主鎖又は骨格鎖を有する化合物を指す。
「置換アリール」基とは、ハロゲン、アルキル基、及びヘテロアルキル基のうちの１つ以上等の（硬化に）干渉しない原子によって置換されたアリール基を意味する。
「スルホンアミド」は、Ｒ’が水素又はアルキル（例えば、１〜約４個の炭素原子を有するアルキル基から選択される）である、式−ＳＯ２Ｎ（Ｒ’）−の二価の基又は部分を意味する。
【００１８】
ポリシラザン
本発明の方法で使用するのに好適なポリシラザンとしては、ケイ素−窒素結合（又は連結）、ケイ素−水素結合、炭素−炭素二重結合、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１つの化学的反応性部位を含む硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザンが挙げられる。ポリシラザンは、以下の一般式を有する構造単位を含む主鎖又は骨格鎖を有する：
−［Ｓｉ（Ｒａ）（Ｒｂ）−Ｎ（Ｒｃ）］−
式Ｉ
式中、各Ｒａ、各Ｒｂ、及び各Ｒｃは、独立して、水素、有機基、ヘテロ有機基、又はこれらの組み合わせである。好適な有機及びヘテロ有機基としては、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、アルキルシリル、アリールシリル、アルキルアミノ、アリールアミノ、アルコキシ、アリールオキシ、アラルキルオキシ等、及びこれらの組み合わせ（好ましくは、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アラルキルオキシ、及びこれらの組み合わせ）が挙げられ、基は、好ましくは１〜約１８個の炭素原子（より好ましくは、１〜約１２個の炭素原子、更により好ましくは１〜約８個の炭素原子、最も好ましくは１〜約２個の炭素原子（例えば、メチル又はビニル））を有する。基は、ハロゲン、アルコキシ、アミノ、カルボキシル、ヒドロキシル、アルコキシカルボニル、ニトロ等、及びこれらの組み合わせ等の１個以上の置換基で更に置換されてもよい。好ましくは、ポリシラザンは液体である。
【００１９】
有用なポリシラザンとしては、直鎖、分枝、若しくは環状構造、又はこれらの組み合わせを有するものが挙げられ、及び／又は約１００〜約５０，０００（好ましくは、約２００〜約１０，０００）の数平均分子量を有するものが挙げられる。ポリメタロシラザン又はシラザンコポリマー等の変性ポリシラザンを利用してもよい。有用なポリシラザンとしては、ランダム、交互、若しくはブロックポリマー構造、又はこれらの組み合わせを有するものが挙げられる。
【００２０】
ポリシラザンは、当該技術分野において既知の方法によって調製することができる。例えば、ポリ有機シラザン、及びペルヒドロポリシラザン（上記式ＩにおけるＲａ、Ｒｂ、及びＲｃが全て水素である）は、ジクロロシランのアンモノリシス、及び所望により、その後の塩基触媒脱水素カップリングを通して調製することができる。また、ポリ有機シラザン及びペルヒドロポリシラザンは、市販されている。ポリシラザンは、本発明の組成物において、単独で又は１つ以上のポリシラザン自体若しくは１つ以上の他の種のポリマーとの混合物の形態で使用することができる。
【００２１】
有用なポリシラザンとしては、以下の一般式によって表すことができる直鎖ポリシラザンが挙げられる：
−［Ｓｉ（Ｒ１）（Ｒ２）−Ｎ（Ｒ３）］ｍ−
式ＩＩ
（式中、各Ｒ１及び各Ｒ２は、独立して、水素、約９個未満の炭素原子を有する直鎖、分枝、若しくは環状アルキル基、約７個未満の炭素原子を有する直鎖、分枝、若しくは環状ヘテロアルキル基、約１３個未満の炭素原子を有する置換若しくは非置換アリール基、エチレン性不飽和基、約８個未満の炭素原子を有するＲ１及びＲ２が一緒になって形成する環構造、又はこれらの組み合わせであり；各Ｒ３は、独立して、水素、約７個未満の炭素原子を有する直鎖若しくは分枝アルキル基、約７個未満の炭素原子を有する直鎖若しくは分枝ヘテロアルキル基、又はこれらの組み合わせであり；ｍは正の整数である）。好ましくは、各Ｒ１及び各Ｒ２は、独立して、水素、メチル、フェニル、及びビニルから選択され、各Ｒ３は、好ましくは水素である。式ＩＩのポリシラザンの数平均分子量は、約１６０グラム／モル〜約１０，０００グラム／モル（好ましくは、約３００グラム／モル〜約７，０００グラム／モル、より好ましくは、約５００グラム／モル〜約３，０００グラム／モル、最も好ましくは、約７００グラム／モル〜約２，０００グラム／モル）の範囲であり得る。
【００２２】
有用な環状ポリシラザンとしては、以下の一般式によって表すことができるものが挙げられる：
シクロ−［Ｓｉ（Ｒ１）（Ｒ２）−Ｎ（Ｒ３）］ｍ−
式ＩＩＩ
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びｍは、式ＩＩのポリシラザンについて上に定義された通りである）。式ＩＩＩの環状ポリシラザンの数平均分子量は、約１６０グラム／モル〜約３，０００グラム／モル（好ましくは、約３００グラム／モル〜約２０００グラム／モル、より好ましくは、約３５０グラム／モル〜約１５００グラム／モル）の範囲であり得る。他の有用な環状ポリシラザンとしては、直鎖及び環状ポリシラザン部分を両方含むものが挙げられる。
【００２３】
有用な分枝ポリシラザンとしては、一般的に、式ＩＩ（分枝を有する直鎖ポリシラザン）又は式ＩＩＩ（分枝を有する環状ポリシラザン）によって表されるものが挙げられ、この場合、ポリシラザンの繰り返し単位のうちの少なくとも１つにおけるＲ１及びＲ２のいずれか又は両方が、以下の一般式によって表すことができる構造を有する：
【化１】
（式中、各Ｒ３は、式ＩＩについて上に定義された通りであり、各Ｒ４は、独立して、水素、約９個未満の炭素原子を有する直鎖、分枝、若しくは環状アルキル基、約７個未満の炭素原子を有する直鎖、分枝、若しくは環状ヘテロアルキル基、約１３個未満の炭素原子を有する置換若しくは非置換アリール基、エチレン性不飽和基、又はこれらの組み合わせであり、ｐは、一般的にｍよりも小さい正の整数である）。好ましくは、各Ｒ４は、独立して、水素、メチル、フェニル、及びビニルから選択され、各Ｒ３は、好ましくは水素である。分枝ポリシラザンの数平均分子量は、約１６０グラム／モル〜約３，０００グラム／モル（好ましくは、約３００グラム／モル〜約２０００グラム／モル、より好ましくは、約３５０グラム／モル〜約１５００グラム／モル）の範囲であり得る。他の有用な分枝ポリシラザンとしては、複数の分枝を含むもの及び環状ポリシラザン部分を含むものが挙げられる。
【００２４】
有用なポリシラザンとしては、以下の一般式によって表すことができる直鎖ポリシロキサザンが挙げられる：
−［Ｓｉ（Ｒ１）（Ｒ２）−Ｎ（Ｒ３）］ｒ−［Ｓｉ（Ｒ１）（Ｒ２）−Ｏ］ｑ−
式Ｖ
（式中、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３は、式ＩＩについて上に定義された通りであり、ｒ及びｑは、正の整数である（好ましくは、ｒはｑの少なくとも約４倍である））。このようなポリシロキサザンは、シラザン（Ｓｉ−Ｎ）及びシロキサン（Ｓｉ−Ｏ）単位によって形成されるランダム、交互、又はブロック構造（又はこれらの組み合わせ、好ましくは、ブロック構造）を呈し得る。式Ｖのポリシロキサザンの数平均分子量は、約１６０グラム／モル〜約１０，０００グラム／モル（好ましくは、約３００グラム／モル〜約７，０００グラム／モル、より好ましくは、約５００グラム／モル〜約３，０００グラム／モル、最も好ましくは、約７００グラム／モル〜約２，０００グラム／モル）の範囲であり得る。
【００２５】
また、有用なポリシロキサザンとしては、環状又は分枝であるものが挙げられる。有用な環状ポリシロキサザンとしては、Ｓｉ−Ｏ結合を含む環状部分を有するポリシロキサザン、及びＳｉ−Ｏ結合が環状部分に存在しないポリシロキサザンが挙げられる。有用な分枝ポリシロキサザンとしては、Ｓｉ−Ｎ及びＳｉ−Ｏ結合のいずれか又は両方で分枝しているポリシロキサザンが挙げられる。
【００２６】
特に有用な市販のポリシラザン、ＫＩＯＮ ＶＬ ２０（ＫＩＯＮ Ｃｏｒｐ（Ｈｕｎｔｉｎｇｔｏｎ Ｖａｌｌｅｙ，ＰＡ）から入手可能）は、以下の構造を有する：
【化２】
（式中、ｎは１〜２０の整数であり、Ｒ１０は、水素又はビニル基である）。
【００２７】
有用なポリシラザンとしては、更に、以下の一般式によって表すことができる直鎖ポリ尿素シラザンが挙げられる：
−［Ｓｉ（Ｒ１）（Ｒ２）−Ｎ（Ｒ３）］ｓ−［Ｃ（＝Ｏ）−Ｎ（Ｒ５）］ｔ−［Ｓｉ（Ｒ１）（Ｒ２）−Ｎ（Ｒ３）］ｕ−
式ＶＩＩ
（式中、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３は、式ＩＩ及びＶのポリシラザンについて上に定義された通りであり；各Ｒ５は、独立して、水素又は約７個未満の炭素原子を有する直鎖、分枝、若しくは環状アルキル基であり；ｓ、ｔ、及びｕは正の整数である（好ましくは、ｓ及びｕの合計は、ｔの少なくとも１０倍である））。式ＶＩＩのポリ尿素シラザンの数平均分子量は、約１６０グラム／モル〜約１０，０００グラム／モル（好ましくは、約３００グラム／モル〜約７，０００グラム／モル、より好ましくは、約５００グラム／モル〜約３，０００グラム／モル、最も好ましくは、約７００グラム／モル〜約２，０００グラム／モル）の範囲であり得る。
【００２８】
また、有用なポリシラザンとしては、以下の一般式によって表すことができる環状ポリ尿素シラザンが挙げられる：
シクロ−［Ｓｉ（Ｒ１）（Ｒ２）−Ｎ（Ｒ３）］ｓ−［Ｃ（＝Ｏ）−Ｎ（Ｒ５）］ｔ−［Ｓｉ（Ｒ１）（Ｒ２）−Ｎ（Ｒ３）］ｕ−
式ＶＩＩＩ
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５、ｓ、ｔ、及びｕは、式ＶＩＩのポリシラザンについて上に定義された通りである）。式ＶＩＩＩの環状ポリ尿素シラザンの数平均分子量は、約１６０グラム／モル〜約３，０００グラム／モル（好ましくは、約３００グラム／モル〜約２０００グラム／モル、より好ましくは、約３５０グラム／モル〜約１５００グラム／モル）の範囲であり得る。他の有用な環状ポリ尿素シラザンとしては、直鎖及び環状ポリ尿素シラザン部分を両方含むものが挙げられる。
【００２９】
有用な分枝ポリ尿素シラザンとしては、一般的に、式ＶＩＩ（分枝を有する直鎖ポリ尿素シラザン）又は式ＶＩＩＩ（分枝を有する環状ポリ尿素シラザン）によって表されるものが挙げられ、この場合、ポリ尿素シラザンの繰り返し単位のうちの少なくとも１つにおけるＲ１及びＲ２のいずれか又は両方は、上記式ＩＶによって表される構造を有する。
【００３０】
本発明の方法で使用するのに特に好適なポリシラザンとしては、上記一般式Ｉによって表すことができるものが挙げられる（式中、各Ｒａ及び各Ｒｂは、独立して、水素、アルキル（好ましくは、メチル）、アルケニル（好ましくは、ビニル）、アリール（好ましくは、フェニル）、及びこれらの組み合わせから選択され（好ましくは、Ｒａ及びＲｂのうちの少なくとも１つは水素である）；各Ｒｃは水素である）。このような好ましいポリシラザンとしては、以下の単位のうちの１つ以上：
【化３】
（式中、Ｍｅはメチルであり、Ｐｈはフェニルである）に加えて、ビニル−Ｈ単位（すなわち、メチルがビニルで置換されているＭｅ−Ｈ単位）を含むホモポリマー又はコポリマーが挙げられる。このような各単位の性質及び量は、具体的な用途、所望の特性、及び好ましい硬化方法に依存して広く変化し得る（例えば、湿分硬化が望ましい場合、少なくとも幾つかのＨ−Ｈ含有量が必要となる場合がある）。例えば、有用なコポリマーは、Ｍｅ−Ｈ及びビニル−Ｈ単位（例えば、約８０部のＭｅ−Ｈに対して約２０部のビニル−Ｈ、又は約６０部のＭｅ−Ｈに対して約４０部のビニル−Ｈのモル比で）；Ｍｅ−Ｈ、ビニル−Ｈ、及びＨ−Ｈ単位（例えば、約５０部のＭｅ−Ｈ対約３０部のビニル−Ｈ対約２０部のＨ−Ｈのモル比で）；又はＭｅ−Ｈ及びＨ−Ｈ単位（例えば、約３０部のＭｅ−Ｈに対して約７０部のＨ−Ｈのモル比で）を含むことができる。
【００３１】
フルオロケミカル化合物
本発明の方法で使用するのに好適なフルオロケミカル化合物としては、（ａ）少なくとも約６個の全フッ素化炭素原子を含む少なくとも１つの有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分と、（ｂ）（ケイ素−窒素結合、ケイ素−水素結合、炭素−炭素二重結合、窒素−水素結合、及びこれらの組み合わせから選択される）化学的反応性部位のうちの少なくとも１つを通して上記硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザンと反応することができる少なくとも１つの官能基と、を含むものが挙げられる。好ましくは、フルオロケミカル化合物の有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分は、全フッ素化部分（より好ましくは、ペルフルオロアルキル、ペルフルオロアルキレン、ペルフルオロヘテロアルキル、又はペルフルオロヘテロアルキレン部分、最も好ましくは、ペルフルオロポリエーテル部分）である。
【００３２】
フルオロケミカル化合物の分類としては、以下の一般式によって表すことができるものが挙げられる：
Ｒｆ−（Ｙ−Ｘ）ｖ
（式中、Ｒｆは、少なくとも約６個の全フッ素化炭素原子を含む一価若しくは多価（好ましくは、一価又は二価）の、直鎖、分枝、脂環式、若しくは芳香族の、フッ素化若しくは全フッ素化された、有機若しくはヘテロ有機基、又はこれらの組み合わせであり（好ましくは、少なくとも約６個の全フッ素化炭素原子を含む全フッ素化有機若しくはヘテロ有機基又はこれらの組み合わせ；より好ましくは、少なくとも約６個の全フッ素化炭素原子を含むペルフルオロアルキル（例えば、Ｃ６Ｆ１３−又はＣ８Ｆ１７−）、ペルフルオロアルキレン、ペルフルオロエーテル、若しくはペルフルオロポリエーテル基、又はこれらの組み合わせ；更により好ましくは、少なくとも約６個の全フッ素化炭素原子を含むペルフルオロアルキル、ペルフルオロアルキレン、若しくはペルフルオロポリエーテル基、又はこれらの組み合わせ；最も好ましくは、少なくとも約６個の全フッ素化炭素原子を含むペルフルオロポリエーテル基である）；各Ｙは、独立して、共有結合、又は二価の直鎖、分枝、脂環式、若しくは芳香族の、有機若しくはヘテロ有機連結基、又はこれらの組み合わせであり（好ましくは、共有結合又はアルキレン若しくはヘテロアルキレン基、又はこれらの組み合わせ；より好ましくは、共有結合、所望により少なくとも１つのカテネイト酸素原子を含有するアルキレン基、スルホンアミド基、又はこれらの組み合わせである）；各Ｘは、独立して、求電子基又は求核基であり（好ましくは、イソシアナト、イソチオシアナト、エポキシド、アミノ、オキサゾリノ、ヒドロキシル、メルカプト、ビニル、及び加水分解性シリル基（例えば、アルコキシ又はアシルオキシ等の少なくとも１つの加水分解性部分を含むシリル基）並びにこれらの組み合わせから選択され、より好ましくは、イソシアナト、エポキシド、アミノ、オキサゾリノ、ヒドロキシル、及び加水分解性シリル基、並びにこれらの組み合わせから選択され、最も好ましくは、イソシアナト、エポキシド、アミノ、オキサゾリノ、ヒドロキシル、及びこれらの組み合わせから選択される）；ｖは、Ｒｆの価数に等しい正の整数である（好ましくは、１又は２）。好ましくは、Ｒｆ（飽和であっても不飽和であってもよい；好ましくは飽和）は、約６〜約３５個の全フッ素化炭素原子（より好ましくは、約８又は９〜約２５個の全フッ素化炭素原子、最も好ましくは、約１０〜約１７、１８又は２０個の全フッ素化炭素原子）を含有し、及び／又はＹ（飽和であっても不飽和であってもよい；好ましくは飽和）は、約０〜約１２個の炭素原子（より好ましくは、約１〜約６個の炭素原子、最も好ましくは、約１〜約３個の炭素原子）を含有する。
【００３３】
好ましい有機フッ素若しくはヘテロ有機フッ素部分又はＲｆ基は、直鎖、分枝、環状（好ましくは、脂環式）、又はこれらの組み合わせであってもよいペルフルオロポリエーテル基又はセグメントを含む。ペルフルオロポリエーテル基又はセグメントは、飽和であっても不飽和であってもよい（好ましくは飽和）。有用なペルフルオロポリエーテル基の代表的な例としては、−（ＣｐＦ２ｐ）−、−（ＣｐＦ２ｐＯ）−、−（ＣＦ（Ｚ））−、−（ＣＦ（Ｚ）Ｏ）−、−（ＣＦ（Ｚ）ＣｐＦ２ｐＯ）−、−（ＣｐＦ２ｐＣＦ（Ｚ）Ｏ）−、−（ＣＦ２ＣＦ（Ｚ）Ｏ）−（式中、ｐは１〜約１０（好ましくは、１〜約８、より好ましくは、１〜約６、更により好ましくは、１〜約４、最も好ましくは、１〜約３）の整数であり、Ｚは、直鎖、分枝、環状、又はこれらの組み合わせであり、かつ約１２個以下の炭素原子（好ましくは、約１０個以下の炭素原子、より好ましくは、約８個以下の炭素原子、更により好ましくは、約６個以下の炭素原子、更により好ましくは、約４個以下の炭素原子、最も好ましくは、約３個以下の炭素原子）を有し、及び／又は約４個以下の酸素原子（好ましくは、約３個以下の酸素原子、より好ましくは、約２個以下の酸素原子、最も好ましくは、ゼロ又は１個の酸素原子）を有する、ペルフルオロアルキル、ペルフルオロエーテル、ペルフルオロポリエーテル、及びペルフルオロアルコキシ基から選択される）及びこれらの組み合わせから選択される全フッ素化繰り返し単位を有するものが挙げられるが、これらに限定されない。これらのペルフルオロポリエーテル構造においては、異なる繰り返し単位をブロック、交互、又はランダム配列で組み合わせて、ペルフルオロポリエーテル基を形成することができる。
【００３４】
ペルフルオロポリエーテル基又はセグメントが一価であるとき、その末端基は、（ＣｐＦ２ｐ＋１）−又は（ＣｐＦ２ｐ＋１Ｏ）−（例えば、式中ｐは上に定義された通りである）であってもよい。有用な一価のペルフルオロポリエーテル基の代表的な例としては、Ｃ３Ｆ７Ｏ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）ｎＣＦ（ＣＦ３）−、Ｃ３Ｆ７Ｏ（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）ｎＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３Ｏ（Ｃ２Ｆ４Ｏ）ｎＣＦ２−、ＣＦ３Ｏ（ＣＦ２Ｏ）ｎ（Ｃ２Ｆ４Ｏ）ｑＣＦ２−及びＦ（ＣＦ２）３Ｏ（Ｃ３Ｆ６Ｏ）ｑ（ＣＦ２）３−（式中、ｎは、０〜約５０、約１〜約５０、約３〜約３０、約３〜約１５、又は約３〜約１０の平均値を有し、ｑは、０〜約５０、約３〜約３０、約３〜約１５、又は約３〜約１０平均値を有する）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００３５】
有用な二価のペルフルオロポリエーテル基の代表的な例としては、−ＣＦ２Ｏ（ＣＦ２Ｏ）ｎ（Ｃ２Ｆ４Ｏ）ｑＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ（Ｃ２Ｆ４Ｏ）ｑＣＦ３−、−（ＣＦ６）３Ｏ（Ｃ４Ｆ８Ｏ）ｑ（ＣＦ２）３−、及び−ＣＦ（ＣＦ３）（ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３））ｓＯＣｔＦ２ｔＯ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）ｑＣＦ（ＣＦ３）−（式中、ｎ及びｑは、上記に定義した通りであり、ｓは、０〜約５０、約１〜約５０、約３〜約３０、約３〜約１５、又は約３〜約１０の平均値を有し、ｑ及びｓの和（すなわち、ｑ＋ｓ）は、０〜約５０又は約４〜約４０の平均値を有し、ｑ及びｎの和（すなわち、ｑ＋ｎ）は、０よりも大きく、ｔは、約２〜約６の整数である）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００３６】
好ましくは、ペルフルオロポリエーテルセグメントは、一価又は二価であり、及び／又はペルフルオロポリエーテルセグメントは、少なくとも１つの二価のヘキサフルオロプロピレンオキシ基（−ＣＦ（ＣＦ３）−ＣＦ２Ｏ−）を含む。好ましいペルフルオロポリエーテルセグメントとしては、Ｆ［ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ］ａＣＦ（ＣＦ３）−（又は、上記Ｃ３Ｆ７Ｏ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）ｎＣＦ（ＣＦ３）、式中、ｎ＋１＝ａ）（式中、ａは、約４〜約２０の平均値を有する）及び−ＣＦ（ＣＦ３）（ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３））ｂＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｏ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）ｃＣＦ（ＣＦ３）−（式中、ｂ＋ｃは約４〜約１５の平均値を有する）が挙げられる。このようなペルフルオロポリエーテルセグメントは、ヘキサフルオロプロピレンオキシドのオリゴマー化により得ることができ、比較的環境に優しい性質のために好ましい場合がある。
【００３７】
本発明の方法で使用されるフルオロケミカル化合物は、様々な異なる既知の方法によって調製することができる。例えば、メチル（ジ）エステル、（二）酸塩化物、又は（二）酸フッ化物等の、有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分含有誘導体（例えば、有機出発化合物の電気化学的フッ素化若しくは直接フッ素化を含む方法、又は全フッ素化モノマーのオリゴマー化を含む方法によって調製される）を、官能基含有化合物（例えば、アミノアルコール）と反応させるか又は還元させて、ジヒドロアルコールを形成することができる（例えば、ホウ化水素ナトリウムを用いて）。また、フルオロケミカル化合物（例えば、ペルフルオロポリエーテル（ジ）エステル、（二）酸、及び（ジ）オール、並びに特定のペルフルオロアルカノール）の一部は、市販されている。
【００３８】
フルオロケミカル化合物として使用するのに好適なペルフルオロポリエーテル置換一級及び二級アミン化合物は、既知の方法により調製可能である。例えば、メチルエステルなどのペルフルオロポリエーテル（上述の）誘導体を、少なくとも１つの一級アミノ基を有するジアミン化合物（例えば、１，３−ジアミノプロパンなど、約２〜約６個の炭素原子を有するジアミノアルカン）と、窒素雰囲気下で反応させることができる。
【００３９】
このようなジアミンとの反応に好ましいペルフルオロポリエーテル誘導体を、ヘキサフルオロプロピレンオキシド（ＨＦＰＯ）のオリゴマー化により得ることができる。このようなオリゴマー化は、カルボニルフッ化物誘導体をもたらし、これを、既知の反応（例えば、参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第３，２５０，８０８号（Ｍｏｏｒｅら）に記載されている反応）によりメチルエステル又は他の誘導体に変換することができる。このようなオリゴマー化により調製されるカルボニルフッ化物誘導体は、様々なオリゴマー化度を有する、様々な分子量の化合物の混合物の形態である（すなわち、この誘導体は単一化合物として合成されず、異なるペルフルオロポリエーテル基を持つ化合物の混合物として合成される）。好ましくは、この混合物は、少なくとも約４００ｇ／モル（より好ましくは、少なくとも約８００ｇ／モル；最も好ましくは、少なくとも約１０００ｇ／モル）の数平均分子量を有する。例えば、この混合物の数平均分子量は、４００〜１００００ｇ／モル、８００〜４０００ｇ／モル、又は１０００〜３０００ｇ／モルであることができる。
【００４０】
ペルフルオロポリエーテルジアシルフルオライドは、ペルフルオロポリエーテルポリペルオキシド類を形成させる、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）の光酸化重合により作製可能である。ペルフルオロポリエーテルポリペルオキシドは、物理的手法（例えば、熱的又は光化学処理）により、又は化学的手法（例えば、白金又はパラジウムなどの貴金属触媒の存在下で水素で還元することにより）還元することができる。この還元は、過酸化性のペルフルオロポリエーテル結合を破断し、及び−ＣＯＦ末端基とランダムに分布したジフルオロメチレンオキシ及びテトラフルオロエチレンオキシ部分とを有する低分子量のペルフルオロポリエーテルを与えることができる。この合成方法は、例えば、参照により本明細書に組み込まれている、米国特許出願公開第２００３／００１３９２３（Ａ１）号（Ｍａｒｃｈｉｏｎｎｉら）及び米国特許第５，３５４，９２２号（Ｍａｒｃｈｉｏｎｎｉら）に更に詳細に記述されている。
【００４１】
１，１，２，２−テトラフルオロオキセタンのフッ化物で触媒されたオリゴマー化と、それに続く直接フッ素化により、ペルフルオロポリエーテルアシルフルオリドを作製することもできる（例えば、参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第４，９０４，４１７号及び同第４，８４５，２６８号（Ｏｈｓａｋａら）で述べられているように）。上述の手順を使用することにより、これらのアシルフッ化物をメチルエステルに変換することができる。
【００４２】
硬化性有機フッ素変性ポリシラザンを形成する方法
硬化性有機フッ素変性ポリシラザンは、（ａ）（１）及び（２）を組み合わせる工程と、（１）少なくとも１つの上記硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザン、（２）少なくとも１つの上記フルオロケミカル化合物；（ｂ）硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザンとフルオロケミカル化合物とを反応させて又は反応を誘導して、少なくとも１つの硬化性有機フッ素変性ポリシラザンを形成する工程と；を含む方法によって調製することができる。例えば、少なくとも１つのポリシラザン、少なくとも１つのフルオロケミカル化合物、及び所望により、少なくとも１つの非プロトン性溶媒（例えば、キシレン）は、任意の好適な反応器（例えば、電磁撹拌棒、還流凝縮器、及び窒素送入口を備える丸底フラスコ）内で本質的に任意の順序で組み合わせることができ、次いで、これを撹拌し、乾燥（例えば、窒素）雰囲気下で所望の反応温度（例えば、約２３℃〜約１８０℃）に加熱することができる。所望により、反応は、触媒の存在下で実施してもよい（例えば、米国特許第５，６１６，６５０号（Ｂｅｃｋｅｒら）に記載されている湿分硬化又は触媒に関わるセクションにおける下記のような酸性又は塩基性触媒、これらの触媒に関する記載は、参照することにより本明細書に組み込まれる）。反応が完了した後、反応器を冷却し、排気し、反応器の内容物を除去し、所望により更に精製してもよい。
【００４３】
ポリシラザン及びフルオロケミカル化合物の相対量は、フルオロケミカル化合物の性質、並びに硬化性及び／又は硬化した有機フッ素変性ポリシラザンの所望の特性に依存して、広く変化し得る。例えば、１つ以上のフルオロケミカル化合物は、ポリシラザン及びフルオロケミカル化合物の総重量に基づいて、約０．１〜約５０重量％（好ましくは、約０．１〜約４０重量％、より好ましくは、約１〜約３０重量％、最も好ましくは、約５〜約３０重量％）の総量で組成物中に存在し得る。
【００４４】
調製で使用するのに好適な溶媒としては、芳香族溶媒（例えば、キシレン、ベンゼン、１，２−ジクロロベンゼン、１，３−ジクロロベンゼン、１，４−ジクロロベンゼン等、及びこれらの混合物）、ケトン（例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等、及びこれらの混合物）、アルキルエステル（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等、及びこれらの混合物）、アルカン（例えば、ヘプタン、イソパラフィン性炭化水素等、及びこれらの混合物）、エーテル（例えば、ｔ−ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等、及びこれらの混合物）等、及びこれらの混合物等の非プロトン性溶媒が挙げられる。好ましい溶媒としては、芳香族溶媒、アルカン、アルキルエステル、及びこれらの混合物が挙げられ、キシレン、ヘプタン、酢酸エチル、及びこれらの混合物がより好ましく、キシレン、ヘプタン、及びこれらの混合物が最も好ましい。
【００４５】
硬化性有機フッ素変性ポリシラザンの塗布及び硬化
得られる硬化性有機フッ素変性ポリシラザンは、（ビニル基の場合）水分又は触媒の存在下で比較的長い耐用寿命を有することができる。硬化性有機フッ素変性ポリシラザンは、本発明の表面処理方法において、単独で、又は互いに混合して、又は一般的に使用されている他の溶媒（例えば、アルキルエステル、ケトン、アルカン、芳香族等、及びこれらの混合物）と混合して、使用してもよい比較的粘性の液体の形態であり得る。
【００４６】
微量の任意成分を添加して、特定の硬化方法又は特定の表面処理用途に対する特定の望ましい特性を硬化性ポリシラザンに付与することができる。有用な組成物は、従来の添加剤、例えば、触媒、反応開始剤、界面活性剤、安定剤、酸化防止剤、難燃剤等、及びこれらの混合物を含むことができる。
【００４７】
硬化性有機フッ素変性ポリシラザン（又はそれを含むか、それからなるか、若しくはそれから本質的になる組成物）は、様々な基材に、ある程度の疎水性及び／又は疎油性を付与するためのフッ素化表面処理として使用することができる。本発明のプロセスで使用するのに（及び本発明の表面処理された物品を調製するのに）好適な基材としては、固体であり、かつ好ましくは、使用される任意のコーティング溶媒に対して実質的に不活性である物質を含む少なくとも１つの表面を有するものが挙げられる。好ましくは、有機フッ素変性ポリシラザンは、化学的相互作用、物理的相互作用、又はこれらの組み合わせ（より好ましくは、これらの組み合わせ）を通して基材表面に接着することができる。
【００４８】
好適な基材は、単一材料又は異なる材料の組み合わせを含んでもよく、事実上均質であっても不均質であってもよい。有用な不均質基材としては、物理的支持材（例えば、ポリマーフィルム）上に存在する材料（例えば、金属又はプライマー）のコーティングを含む、コーティングされた基材が挙げられる。
【００４９】
有用な基材としては、木材、ガラス、鉱物（例えば、コンクリート等の人工セラミックス及び大理石等の天然石の両方）、ポリマー（例えば、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアクリレート等）、金属（例えば、銅、銀、金、アルミニウム、鉄、ステンレス鋼、ニッケル、亜鉛等）、金属合金、金属化合物（例えば、金属酸化物等）、皮革、羊皮紙、紙、織物、塗面、及びこれらの組み合わせを含むものが挙げられる。好ましい基材としては、ガラス、鉱物、木材、金属、金属合金、金属化合物、ポリマー、及びこれらの組み合わせ（より好ましくは、金属、金属合金、金属化合物、ポリマー、及びこれらの組み合わせ）が挙げられる。好ましくは、基材は、（例えば、約３０ダイン／センチメートル以上の表面エネルギーを有する）極性基材である。
【００５０】
硬化性有機フッ素変性ポリシラザン（あるいはその前駆体、好ましくは、硬化性有機フッ素変性ポリシラザン）は、有用なコーティングを形成することができる本質的に任意の方法で（かつ本質的に任意の厚さで）基材表面の少なくとも１つの主表面の少なくとも一部に塗布することができる。有用な塗布方法としては、ディップコーティング、スピンコーティング、スプレーコーティング、ワイピング、ロールコーティング等、及びこれらの組み合わせ等のコーティング方法が挙げられる。有機フッ素変性ポリシラザンは、未希釈形態、又は溶媒溶液（例えば、アルキルエステル、ケトン、アルカン、芳香族等、及びこれらの混合物等の溶媒）の形態で塗布されてもよい。溶媒を使用する場合、硬化性有機フッ素変性ポリシラザンの有用な濃度は、硬化性有機フッ素変性ポリシラザンの粘度、利用される塗布方法、基材の性質、及び所望の表面処理特性によって、広範囲にわたって変動してもよい（例えば、約１〜約９０重量％）。
【００５１】
基材に塗布した後、硬化性有機フッ素変性ポリシラザン（又はそれを含むか、それからなるか、若しくはそれから本質的になる組成物）は、水分に曝露することにより（例えば、上記のようにポリシラザンが少なくとも幾つかのＨ−Ｈ含量を有する場合）、フリーラジカル反応開始剤を使用することにより（例えば、上記のようにポリシラザンが少なくとも幾つかのＭｅ−ビニル、Ｍｅ−Ｈ、又はＨ−Ｈ含量を有する場合）、白金触媒等のヒドロシリル化触媒を使用することにより（例えば、上記のようにポリシラザンが少なくとも幾つかのＭｅ−ビニル、Ｍｅ−Ｈ、又はＨ−Ｈ含量を有する場合）硬化することができる。好ましい硬化方法は、具体的な表面処理用途並びにそれに付随する要件及び条件によって変化する。
【００５２】
湿分硬化は、Ｈ−Ｈ含量の程度によって室温（例えば、約２３℃）〜最高約８０℃又はそれ以上の範囲の温度で作用し得る。湿分硬化時間は、数分間（例えば、高温において）〜数時間（例えば、低温において）に及ぶ場合がある。
【００５３】
有用な湿分硬化触媒は、当該技術分野において周知であり、例えば、アンモニア、Ｎ−複素環式化合物（例えば、１−メチルピペラジン、１−メチルピペリジン、４，４’−トリメチレンジピペリジン、４，４’−トリメチレン−ビス（１−メチルピペリジン）、ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、シス−２，６−ジメチルピペラジン等、及びこれらの組み合わせ）、モノ−、ジ−、及びトリアルキルアミン（例えば、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、フェニルアミン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、ＤＢＵ（すなわち、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン）、ＤＢＮ（すなわち、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］−５−ノネン）、１，５，９−トリアザシクロドデカン、１，４，７−トリアザシクロノナン等、及びこれらの組み合わせ）、有機又は無機酸（例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、マレイン酸、ステアリン酸、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、塩素酸、次亜塩素酸等、及びこれらの組み合わせ）、金属カルボキシレート、金属アセチルアセトネート錯体、金属粉末、ペルオキシド、金属塩化物、有機金属化合物等、及びこれらの組み合わせが挙げられる。好ましい湿分硬化触媒としては、アンモニア、ＤＢＵ、４，４’−トリメチレン−ビス（１−メチルピペリジン）及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００５４】
使用するとき、湿分硬化触媒は、触媒及び硬化性有機フッ素変性ポリシラザンの総重量に基づいて、約０．１〜約１０重量％（好ましくは、約０．１〜約５重量％、より好ましくは、約０．１重量％〜約２重量％）の量で存在し得る。触媒は、ポリシラザンとフルオロケミカル化合物との反応前、反応中、又は反応後に添加して、有機フッ素変性ポリシラザン（硬化目的のためには、好ましくは反応後）を形成することができ、低温で活性化させることができる（例えば、上記のように室温で硬化させるために）。
【００５５】
好適なフリーラジカル反応開始剤としては、有機及び無機ペルオキシド；アルカリ金属過硫酸塩；過硫酸アンモニウム；レドックス系；脂肪族アゾ化合物；活性化剤としての金属又はアミン化合物と組み合わせられる有機及び無機ペルオキシド等及びこれらの組み合わせが挙げられる。好ましいフリーラジカル反応開始剤としては、有機及び無機ペルオキシド（例えば、過酸化水素、並びにｐ−メンタンヒドロペルオキシド、エチルケトンペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、ｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、アセチルベンジルペルオキシド、ｐ−クロロベンゾイルペルオキシド、アルコキシベンゾイルペルオキシド、ジカプロイルペルオキシド、クロトニルペルオキシド、ジ−ｔ−アルキルペルオキシド、ジ−ｔブチルジホスフェートペルオキシド、過酢酸、シクロへキシルヒドロペルオキシド、ジクミルペルオキシド、及びこれらの組み合わせ等のアシル又はアリールペルオキシド）並びにこれらの組み合わせが挙げられる。
【００５６】
使用するとき、フリーラジカル反応開始剤は、反応開始剤及び硬化性有機フッ素変性ポリシラザンの総重量に基づいて、約０．１〜約１０重量％（好ましくは、約１〜約５重量％）の量で存在し得る。フリーラジカル反応開始剤は、ポリシラザンとフルオロケミカル化合物との反応前、反応中、又は反応後（好ましくは、反応後）に添加して、有機フッ素変性ポリシラザンを形成することができ、その反応の熱によって（場合によっては）、又は外部源からの放射線照射若しくは熱エネルギー（例えば、対流加熱、誘導加熱、又は電子ビーム若しくはマイクロ波照射）によって活性化することができる。例えば、フリーラジカルによって開始される硬化は、数分間から数時間の間（例えば、約１８時間）、約１５０℃の温度に加熱することによって作用し得る。
【００５７】
好適なヒドロシリル化触媒としては、ケイ素結合水素基とケイ素結合エチレン基との間のヒドロシリル化反応を触媒するのに有効であり得る熱触媒（例えば、白金触媒）及び光触媒が挙げられる。有用な熱ヒドロシリル化触媒としては、例えば米国特許第２，８２３，２１８号（Ｓｐｅｉｅｒら）、同第２，９７０，１５０号（Ｂａｉｌｅｙ）、同第３，１５９，６０１号及び同第３，１５９，６６２号（Ａｓｈｂｙ）、同第３，２２０，９７２号（Ｌａｍｏｒｅａｕｘ）、同第３，５１６，９４６号（Ｍｏｄｉｃ）、同第３，８１４，７３０号（Ｋａｒｓｔｅｄｔ）、同第４，０２９，６２９号（Ｊｅｒａｍ）、同第４，５３３，５７５号及び同第４，５０４，６４５号（Ｍｅｌａｎｃｏｎ）、並びに同第５，７４１，５５２号（Ｔａｋａｙａｍａら）に記載されているものが挙げられ、これらの触媒に関する記載を参照することによって本明細書に組み込む。有用な光触媒としては、例えば、米国特許第４，５１０，０９４号及び同第４，５３０，８７９号（Ｄｒａｈｎａｋ）；並びに同第５，１４５，８８６号（Ｏｘｍａｎら）に記載されているものが挙げられ、これらの触媒に関する記載を参照することによって本明細書に組み込む。また、有用なヒドロシリル化触媒及び技術としては、例えば、米国特許第５，５２０，９７８号（Ｂｏａｒｄｍａｎら）に記載されているものが挙げられ、これらのヒドロシリル化触媒及び技術に関する記載を参照することによって本明細書に組み込む。熱触媒と光触媒との組み合わせを使用してもよい。
【００５８】
使用するとき、ヒドロシリル化触媒は、典型的に、触媒及び硬化性有機フッ素変性ポリシラザンの総重量に基づいて、ヒドロシリル化反応を触媒するのに有効な量（例えば、約１〜約１０００百万分率（ｐｐｍ）、好ましくは、約１０〜約５００ｐｐｍ、より好ましくは、約５０〜約２５０ｐｐｍ）で存在し得る。触媒は、ポリシラザンとフルオロケミカル化合物との反応前、反応中、又は反応後（好ましくは、反応後）に添加して、有機フッ素変性ポリシラザンを形成することができ、その反応の熱によって（場合によっては）、又は外部源からの放射線照射（例えば、紫外線、ガンマ線、電子ビーム等）若しくは熱エネルギー（例えば、対流加熱、誘導加熱、照射等）によって活性化することができる。例えば、白金によって触媒される硬化は、約数秒間から数分間の間、約１２０℃の温度に加熱することによって作用し得る。
【００５９】
硬化性有機フッ素変性ポリシラザンを硬化させて、架橋ハードコートの形態の表面処理を形成することができる。ハードコートは、架橋の程度を変化させることによって、並びに出発ポリシラザン及び出発フルオロケミカル化合物の性質及び相対量を変化させることによって特化させることができるハイブリッド特性を呈し得る。
【実施例１】
【００６０】
本発明の目的及び利点は、以下の実施例によって更に例示されるが、これらの実施例において列挙された特定の材料及びその量は、他の諸条件及び詳細と同様に本発明を過度に制限するものと解釈されるべきではない。これらの実施例は、単にあくまで例示を目的としたものであり、添付した請求項の範囲を限定することを意味するものではない。
【００６１】
材料
全ての溶媒は商用源から入手される標準の試薬グレードであり、特記しない限り更に精製せずに使用した。
【００６２】
ポリシラザン（ＰＳ１）の調製
【化４】
機械的撹拌機、ドライアイス（すなわち、固体の二酸化炭素）／アセトン凝縮器、及びアンモニア送込管を備える２リットルの３つ口フラスコに、ヘキサン（８００ｍＬ）、メチルジクロロシラン（５７．７ｇ、Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ（Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ，ＭＡ）から入手）、及びビニルメチルジクロロシラン（１７．４ｇ、Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ（Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ，ＭＡ）から入手）を入れた。次いで、得られた混合物にアンモニア（Ｍａｔｈｅｓｏｎ Ｔｒｉ Ｇａｓ（Ｂａｋｉｎｇ Ｒｉｄｇｅ，ＮＪ）から入手）をゆっくりバブリングし、混合物の温度を上昇させた。３０ｇのアンモニアを消費した後、反応速度を下げ、一部のアンモニアを還流させた。３５ｇのアンモニアが付加されるまで反応を続けた。得られた塩をフィルタ上に回収した。得られた濾液から溶媒を蒸発させて、２８ｇの粘性ポリシラザンを得た。
【００６３】
ポリシラザン（ＰＳ２）の調製
【化５】
機械的撹拌機、ドライアイス／アセトン凝縮器、及びアンモニア送込管を備える５リットルの３つ口フラスコに、ヘキサン（２０００ｍＬ）、メチルジクロロシラン（１７２．５ｇ、Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ（Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ，ＭＡ）から入手）、及びビニルメチルジクロロシラン（１４１ｇ、Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ（Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ，ＭＡ）から入手）を入れた。次いで、得られた混合物にアンモニア（Ｍａｔｈｅｓｏｎ Ｔｒｉ Ｇａｓ（Ｂａｋｉｎｇ Ｒｉｄｇｅ，ＮＪ）から入手）をゆっくりバブリングし、混合物の温度を上昇させた。１４３ｇのアンモニアを添加した後、反応を停止させた。得られた塩をフィルタ上に回収した。得られた濾液から溶媒を蒸発させて、１５０ｇの粘性ポリシラザンを得た。
【００６４】
ポリシラザン（ＰＳ３）の調製
【化６】
機械的撹拌機、ドライアイス／アセトン凝縮器、及びアンモニア送込管を備える２リットルの３つ口フラスコに、ヘキサン（１２５０ｍＬ）及びジクロロシラン（１２１．２ｇ、０．３モル、２５重量％キシレン溶液、Ｇｅｌｅｓｔ（Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）から入手）を入れた。次いで、ピリジン（０．６モル、４７．５ｇ、Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手）をゆっくりフラスコに添加した。メチルジクロロシラン（０．５モル、５７．５ｇ、Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ（Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ，ＭＡ）から入手）及びビニルメチルジクロロシラン（０．２モル、２８．２ｇ、Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ（Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ ＭＡ）から入手）を、次にフラスコに添加した。次いで、得られた混合物にアンモニア（Ｍａｔｈｅｓｏｎ Ｔｒｉ Ｇａｓ（Ｂａｋｉｎｇ Ｒｉｄｇｅ，ＮＪ）から入手）をゆっくりバブリングし、混合物の温度を上昇させた。６５ｇのアンモニアを添加した後、反応を停止させた。得られた塩をフィルタ上に回収した。得られた濾液から溶媒を蒸発させて、６３ｇの粘性ポリシラザンを得た。
【００６５】
ポリシラザン（ＰＳ４）の調製
【化７】
機械的撹拌機、ドライアイス／アセトン凝縮器、及びアンモニア送込管を備える２リットルの３つ口フラスコに、ヘキサン（１０００ｍＬ）及びジクロロシラン（０．４２モル、１６９．７ｇ、２５重量％キシレン溶液、Ｇｅｌｅｓｔ（Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）から入手）を入れた。次いで、ピリジン（０．８４モル、６６．４ｇ、Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手）をゆっくりフラスコに添加した。メチルジクロロシラン（０．１８モル、２０．７ｇ、Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ（Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ，ＭＡ）から入手）を次にフラスコに添加した。次いで、得られた混合物にアンモニア（Ｍａｔｈｅｓｏｎ Ｔｒｉ Ｇａｓ（Ｂａｋｉｎｇ Ｒｉｄｇｅ，ＮＪ）から入手）をゆっくりバブリングし、混合物の温度を上昇させた。３５ｇのアンモニアを添加した後、反応を停止させた。得られた塩をフィルタ上に回収した。得られた濾液から溶媒を蒸発させて、１６．９ｇの粘性ポリシラザンを得た。
【００６６】
Ｆ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）ａＣＦ（ＣＦ３）Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ３の調製、式中平均して６．７
特記しない限り、「ＨＦＰＯ−」は、メチルエステルＦ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）ａＣＦ（ＣＦ３）Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ３の一価の末端基Ｆ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）ａＣＦ（ＣＦ３）−を指し、式中、「ａ」は平均約６．７であり、メチルエステルは約１，２１１ｇ／モルの平均分子量を有する。参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第３，２５０，８０８号（Ｍｏｏｒｅら）に述べられている方法により、このメチルエステルを作製し、分留により精製した。
【００６７】
ＦＣ−４の手順に基づいて、本質的に米国特許出願公開第２００５／０２５０９２１号（Ｑｉｕら）の６及び７ページに述べられている通り、モノエタノールアミンで処理することにより、このメチルエステルをアミドールＨＦＰＯ−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＯＨに変換した。
【００６８】
２−ＨＦＰＯ−オキサゾリンの調製
【化８】
１１４ｇ（約０．１モル）のＨＦＰＯ−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＯＨ（上記の通り調製）を２０ｍＬのＣ４Ｆ９ＯＣＨ３（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）からＮＯＶＥＣ（商標）Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｆｌｕｉｄ ＨＦＥ−７１００として市販）に溶解させ、１０ｍＬのＳＯＣｌ２で処理し、得られた混合物を１８時間加熱還流させた。次いで、混合物から溶媒を揮散させ、得られた残渣を約１００℃で１０時間加熱して、ＨＦＰＯ−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨＣＨ２ＣＨ２Ｃｌを得、そのうち２０．０ｇを、ＣＨ３ＯＨ中２５重量％のＮａＯＣＨ３を４．０ｇ含有するＣＨ３ＯＨ約２５ｍＬ（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手）に懸濁させた。２３℃で２０時間後、スラリーを水でクエンチし、Ｃ４Ｆ９ＯＣＨ３で抽出して、低粘度の液体として１５．０ｇの２−ＨＦＰＯ−オキサゾリンを得た。核磁気共鳴（ＮＭＲ）及び赤外（ＩＲ）分析によって構造が裏付けられた。
【００６９】
ＨＦＰＯ−ジヒドロアルコールグリシジルエーテルの調製
【化９】
本質的に米国特許第７，２９４，７３１号（Ｆｌｙｎｎら）の実施例１に記載されている通り、ＨＦＰＯ−Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ３（上記の通り調製）を、水素化ホウ素ナトリウムを使用して還元し、ＨＦＰＯ−ＣＨ２ＯＨを調製して、次いで、これを臭化アリルでアルキル化して、ＨＦＰＯ−ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２を形成した。
【００７０】
１３．０ｇのＨＦＰＯ−ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２を１５ｍＬのｔ−ブチルメチルエーテルに溶解させ、４ｇのメタ−クロロ過安息香酸（ｍＣＰＢＡ）で処理した。５ｍＬのペルフルオロ−Ｎ−メチルホルホリン（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から商品名ＰＦ５０５２として市販）のアリコートをクエンチし、濾過し、濃縮することによって、処理された混合物のサンプルを核磁気共鳴（ＮＭＲ）分析のために単離した。ＮＭＲによって、９０％超のアリル基が残留していることが明らかになった。別の２．０ｇのｍＣＰＢＡを混合物に添加し、混合物を２時間水蒸気浴で加熱した。ＮＭＲによって、２８パーセントのアリル基が残留していることが示された。別の３．０ｇのｍＣＰＢＡを混合物に添加し、混合物を２０時間で還流させながら撹拌した。混合物をペルフルオロ−Ｎ−メチルホルホリンでクエンチし、濾過し、無色の油状物である所望のグリシジルエーテル（６．８ｇ）に濃縮した。
【００７１】
ペルフルオロポリ（メチレンオキシド−ｃｏ−エチレンオキシド）ビス（ジヒドロアルコール）ビス（グリシジルエーテル）の調製
【化１０】
本質的に米国特許第７，２９４，７３１号（Ｆｌｙｎｎら）の実施例３に記載されている通り、対応するジアリルエーテル（ＬＴＭは、構造−ＣＦ２Ｏ（ＣＦ２Ｏ）ｎ（Ｃ２Ｆ４Ｏ）ｑＣＦ２−を有する二価ペルフルオロポリエーテル基を表す、Ｓｏｌｖａｙ Ｓｏｌｅｘｉｓ（Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓ）から９５０当量を有するジオールとして市販）を調製し、ＨＦＰＯ−ジヒドロアルコールアリルエーテルについて上に記載されているのと本質的に同じ方法で過剰のメタ−クロロ過安息香酸（ｍＣＰＢＡ）でエポキシド化して、無色の油状物を得た。
【００７２】
Ｎ−３（トリメトキシシリル）プロピルＨＦＰＯ−カルボキサミドの調製
【化１１】
１リットルの丸底フラスコに５００ｇ（０．４０２５５モル）のＨＦＰＯ−Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ３（上記の通り調製）及び７２．１１ｇ（０．０４０２２５モル）のアミノプロピルトリメトキシシランを添加した。フラスコを油浴中で一晩７５℃の内部温度に加熱し、約１７９０ｃｍ−１におけるピークの消失及び約１７１０ｃｍ−１におけるピークの出現がフーリエ変換赤外分光法によってモニタされた。次いで、得られた混合物を、４８時間室温で約０．００１３気圧（１３１．７Ｐａ）の真空下に置いた。
【００７３】
ポリエチレングリコール７５０メチルエーテルグリシジルエーテルの調製
【化１２】
４．３グラムの水素化ナトリウム（６０重量％の鉱油分散液として入手）を３０ｍＬのヘキサンで洗浄し、次いで、無水テトラヒドロフラン（ＴＨＦ、７０ｍＬ）に懸濁させた。７５０グラム／モルの分子量を有するメチルポリ（エチレングリコール）（ＭｅＯ−ＰＥＧ）７５グラム（０．１モル）（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手）の約５０ｍＬの無水ＴＨＦ溶液を懸濁液に滴下した。得られた粘性の黄色溶液を２０ｍＬの無水ＴＨＦ中３７グラムのエピクロロヒドリンに滴下した。得られた混合物を加熱還流させると、曇った沈殿物が形成された。混合物を１７時間加熱還流し、冷却し、濾過し、減圧下で濃縮して、７１．９グラムの生成物混合物を得た。１Ｈ核磁気共鳴分光法による分析で、７０パーセントのメチルポリ（エチレングリコール）がそのグリシジルエーテルに変換されたことが示された。生成物混合物の一部（５１．５グラム）を７５ｍＬの温ヘキサンで２回洗浄し、減圧下で濃縮した。
【００７４】
試験方法
接触角の測定方法
以下の実施例に記載の通りサンプルを調製した。イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）中で手で撹拌することによって１分間サンプルをすすぎ、イソプロピルアルコールを蒸発させた後、水（Ｈ２Ｏ）及びヘキサデカン（ＨＤ）接触角を測定した（それぞれ、湿潤液として水及びヘキサデカンを用いた）。ビデオ接触角分析機（ＡＳＴ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡ）から製品番号ＶＣＡ−２５００ＸＥとして入手可能）で、受け取ったままの試薬グレードのヘキサデカン及び濾過システム（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡ）から入手）を通して濾過した脱イオン水を使用して測定を行った。報告する値は、液滴の右側と左側で測定した少なくとも３滴の測定値の平均である。液滴の体積は、静的接触角測定の場合５マイクロリットル、前進及び後退接触角測定の場合１〜３マイクロリットルであった。
【００７５】
撥インク性試験方法
この試験を使用して、以下の実施例に記載の通り調製したコーティングの撥インク性を測定した。黒色のＳｈａｒｐｉｅ（商標）マーカー（Ｓａｎｆｏｒｄ（Ｂｅｌｌｗｏｏｄ，ＩＬ）から入手可能）を使用して各コーティングの表面に線を引いた。外観及びマーカーの印をはじく能力についてコーティングを格付けした。
【００７６】
【表１】
【００７７】
比較例Ａ
０．６２５ｇのポリシラザンＰＳ１（上記の通り調製）及び０．０１３６ｇのジクミルペルオキシドを５ｇの酢酸エチルに溶解させた。得られた溶液をアルミニウム板にコーティングし、１５０℃で１８時間硬化させた。
【００７８】
（実施例１）
【化１３】
（０．２ｇ；上記の通り調製）及びポリシラザンＰＳ１（２ｇ、上記の通り調製）のキシレン（２ｇ）溶液を４時間１３０℃に加熱した。得られた均質な溶液を室温に冷却すると、２つの層が形成された。溶液を１２ｇの酢酸エチルで希釈した。次いで、０．０１３６ｇのジクミルペルオキシドを５ｇの溶液に添加し、得られた溶液をアルミニウム板にコーティングし、１５０℃で１８時間硬化させた。
【００７９】
（実施例２）
【化１４】
を０．２ｇの
【化１５】
（上記の通り調製）に置換したことを除いて、実施例１と本質的に同様の方法で実施例２を実施した。
【００８０】
（実施例３）
【化１６】
を
【化１７】
（０．２ｇ、上記の通り調製）に置換し、均質な溶液の代わりに曇った溶液が得られたことを除いて、実施例１と本質的に同様の方法で実施例３を実施した。
【００８１】
比較例Ｂ
【化１８】
（２ｇ；上記の通り調製）及びポリシラザンＰＳ１（２ｇ、上記の通り調製）の溶液を１時間１３０℃に加熱し、均質な溶液を得た。０．０４７ｇのジクミルペルオキシドを均質な溶液に添加し、得られた溶液をアルミニウム板にコーティングし、１５０℃で１８時間硬化させた。
【００８２】
比較例Ｃ
【化１９】
（０．４ｇ；Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手）及びポリシラザンＰＳ１（２ｇ；上記の通り調製）の溶液を４５分間１３０℃に加熱して、均質な溶液を得た。均質な溶液に、０．０１７ｇのジクミルペルオキシドを添加した。得られた溶液をアルミニウム板にコーティングし、１５０℃で１８時間硬化させた。
【００８３】
（実施例４）
【化２０】
（上記の通り調製；数平均分子量、Ｍｎは約１４００；０．１ｇ）及びポリシラザンＰＳ１（上記の通り調製；１ｇ）を合わせ、４時間１３０℃に加熱し、次いで、０．０３５ｇのジクミルペルオキシドを得られた溶液に添加した。溶液をアルミニウム板にコーティングし、１５０℃で８時間硬化させた。
【００８４】
（実施例５）
【化２１】
（０．１ｇ、Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から市販）及びポリシラザンＰＳ１（１ｇ、上記の通り調製）を合わせ、４時間１３０℃に加熱し、次いで、０．０３５ｇのジクミルペルオキシドを組み合わせに添加した。得られた溶液をアルミニウム板にコーティングし、１５０℃で８時間硬化させた。
【００８５】
比較例Ａ、Ｂ、及びＣ、並びに実施例１〜５のコーティングされたサンプルを、上記手順に従って水及びヘキサデカン接触角、並びに撥インク性について試験した。結果を以下の表１に報告する。
【００８６】
【表２】
【００８７】
比較例Ｄ
ポリシラザンＰＳ１（上記の通り調製）０．２５ｇ及び０．３７３重量％のＰｔ（０）−Ｍｅ２Ｓｉ（ＣＨ＝ＣＨ２）２ ０．３６４ｇのトルエン溶液（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手）を酢酸エチル２ｇに溶解させた。得られた溶液をアルミニウム板にコーティングし、１２０℃で５時間硬化させた。
【００８８】
（実施例６）
【化２２】
（０．２ｇ；上記の通り調製）及びポリシラザンＰＳ１（２ｇ、上記の通り調製）のキシレン（２ｇ）溶液を４時間１３０℃に加熱した。得られた均質な溶液を室温に冷却すると、２つの層が形成された。この溶液を酢酸エチル（１２ｇ）で希釈し、０．３７３重量％のＰｔ（０）−Ｍｅ２Ｓｉ（ＣＨ＝ＣＨ２）２ ０．３６４ｇのトルエン溶液（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手）を２ｇの溶液に添加した。得られた溶液をアルミニウム板にコーティングし、１２０℃で５時間硬化させた。
【００８９】
（実施例７）
【化２３】
を０．２ｇの
【化２４】
（上記の通り調製）に置換したことを除いて、実施例６と本質的に同様の方法で実施例７を実施した。
【００９０】
（実施例８）
【化２５】
を０．２ｇの
【化２６】
（上記の通り調製）に置換したことを除いて、実施例６と本質的に同様の方法で実施例８を実施した。
【００９１】
（実施例９）
【化２７】
（０．１ｇ；上記の通り調製）、ポリシラザンＰＳ１（１ｇ；上記の通り調製）、０．３７３重量％のＰｔ（０）−Ｍｅ２Ｓｉ（ＣＨ＝ＣＨ２）２ ０．２２ｇのトルエン溶液（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手）、及びｔ−ブチルメチルエーテル（２ｇ）を混合して透明な溶液を形成した。溶液をアルミニウム板にコーティングし、１２０℃で５時間硬化させた。
【００９２】
比較例Ｄ、及び実施例６〜９のコーティングされたサンプルを、上記手順に従って水及びヘキサデカン接触角、並びに撥インク性について試験した。結果を以下の表２に報告する。
【００９３】
【表３】
【００９４】
比較例Ｅ
ポリシラザンＰＳ２（０．２５ｇ；上記の通り調製）、酢酸エチル（５ｇ）、及び０．０１ｇのジクミルペルオキシドの溶液をアルミニウム板にコーティングし、１５０℃で１８時間硬化させた。
【００９５】
（実施例１０）
【化２８】
（０．２ｇ、上記の通り調製）及びポリシラザンＰＳ２（２ｇ、上記の通り調製）のキシレン（２ｇ）溶液を４時間１３０℃に加熱したところ、曇った溶液が得られ、これを室温に冷却すると、２層が形成された。次いで、溶液を酢酸エチル（１２ｇ）で希釈し、０．０３６ｇのジクミルペルオキシドを希釈溶液５ｇに添加した。溶液をアルミニウム板にコーティングし、１５０℃で８時間硬化させた。
【００９６】
比較例Ｅ及び実施例１０のコーティングされたサンプルを、上記手順に従って水及びヘキサデカン接触角、並びに撥インク性について試験した。結果を以下の表３に報告する。
【００９７】
【表４】
【００９８】
比較例Ｆ
ポリシラザンＰＳ２（０．２５ｇ；上記の通り調製）、酢酸エチル（５．７５ｇ）、及び０．３７３重量％のＰｔ（０）−Ｍｅ２Ｓｉ（ＣＨ＝ＣＨ２）２ ０．３６４ｇのトルエン溶液（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手）を調製した。溶液をアルミニウム板にコーティングし、１２０℃で５時間硬化させた。
【００９９】
（実施例１１）
【化２９】
（０．２ｇ、上記の通り調製）及びポリシラザンＰＳ２（２ｇ、上記の通り調製）のキシレン（２ｇ）溶液を４時間１３０℃に加熱したところ、曇った溶液が得られ、これを室温に冷却すると、２層が形成された。溶液をｔ−ブチルメチルエーテル（１２ｇ）で希釈し、トルエン中０．３７３重量パーセントのＰｔ（０）−Ｍｅ２Ｓｉ（ＣＨ＝ＣＨ２）２ ０．３６４ｇを希釈溶液２ｇに添加した。溶液をアルミニウム板にコーティングし、１２０℃で１６時間硬化させた。
【０１００】
比較例Ｆ及び実施例１１のコーティングされたサンプルを、上記手順に従って水及びヘキサデカン接触角、並びに撥インク性について試験した。結果を以下の表４に報告する。
【０１０１】
【表５】
【０１０２】
（実施例１２）
【化３０】
（０．０８ｇ、上記の通り調製）及びポリシラザンＰＳ３（２ｇ、上記の通り調製）のキシレン（２ｇ）溶液を１０時間１３０℃に加熱したところ、曇った溶液が得られ、これを室温に冷却すると、２層が形成された。溶液をｔ−ブチルメチルエーテル（１３．３ｇ）で希釈して、透明な溶液を形成した。透明な溶液１ｇ（固形分０．１１６ｇ）を０．０１３ｇの１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン（ＤＢＵ、ＩＣＩ Ａｍｅｒｉｃａ（Ｐｏｒｔｌａｎｄ，ＯＲ）から入手）と混合し、アルミニウム板にコーティングした。得られたコーティングを乾燥させて、溶媒を蒸発させた数分以内に触れた（ＤＢＵを含まない対応するコーティングと対照的に）。
【０１０３】
実施例１２の乾燥コーティングサンプルの一部を室温で更に硬化させ、硬化時間の関数として（上記手順に従って）水及びヘキサデカン接触角、並びに撥インク性について試験した。結果を以下の表５に報告する。
【０１０４】
【表６】
【０１０５】
更に、実施例１２の乾燥コーティングサンプルの一部を７０℃で２日間更に硬化させ、次いで、上記手順に従って水及びヘキサデカン接触角、並びに撥インク性について試験した。結果を以下の表６に報告する。
【０１０６】
【表７】
【０１０７】
更に、実施例１２の乾燥コーティングサンプルの一部を８０℃で更に硬化させ、硬化時間の関数として（上記手順に従って）水及びヘキサデカン接触角、並びに撥インク性について試験した。結果を以下の表７に報告する。
【０１０８】
【表８】
【０１０９】
更に、実施例１２の乾燥コーティングサンプルの一部を１５０℃で更に硬化させ、硬化時間の関数として（上記手順に従って）水及びヘキサデカン接触角、並びに撥インク性について試験した。結果を以下の表８に報告する。
【０１１０】
【表９】
【０１１１】
比較例Ｇ
ポリシラザンＰＳ４（０．１５７ｇ；上記の通り調製）、酢酸エチル（２ｇ）、及び０．０１４７ｇの１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン（ＤＢＵ、ＩＣＩ Ａｍｅｒｉｃａ（Ｐｏｒｔｌａｎｄ，ＯＲ）から入手）の溶液を調製した。溶液をアルミニウム板にコーティングし、７０℃で６０時間加熱した。得られたコーティングを、上記手順に従って水及びヘキサデカン接触角、並びに撥インク性について試験した。結果を以下の表９に報告する。
【０１１２】
【表１０】
【０１１３】
（実施例１３）
【化３１】
（０．０８ｇ、上記の通り調製）及びポリシラザンＰＳ４（２ｇ、上記の通り調製）のキシレン（２ｇ）溶液を１０時間１３０℃に加熱したところ、曇った溶液が得られ、これを室温に冷却すると、２層が形成された。溶液を酢酸エチル（１２ｇ）で希釈して、透明な溶液を形成した。透明な溶液１ｇ（固形分０．１１６ｇ）を０．０１３ｇの１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン（ＤＢＵ、ＩＣＩ Ａｍｅｒｉｃａ（Ｐｏｒｔｌａｎｄ，ＯＲ）から入手）と混合し、アルミニウム板にコーティングした。得られたコーティングは、７０℃で非常に迅速に固化した（ＤＢＵを含まない対応するコーティングとは対照的に）。
【０１１４】
実施例１３の乾燥コーティングを、硬化時間の関数として（上記手順に従って）水及びヘキサデカン接触角、並びに撥インク性について試験した。結果を以下の表１０に報告する。
【０１１５】
【表１１】
【０１１６】
本明細書で引用した特許、特許文献、及び公報に含有される参照された記述内容は、その全体が、それぞれ個別に組み込まれているかのように、参照として組み込まれる。本発明に対する様々な予見できない修正及び変更が、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく当業者に明らかとなるであろう。本発明は、本明細書で述べる例示的な実施形態及び実施例によって不当に限定されるものではないこと、また、こうした実施例及び実施形態は、本明細書において以下に記述する「特許請求の範囲」によってのみ限定されると意図する本発明の範囲に関する例示のためにのみ提示されることを理解すべきである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材（特に、例えば、セラミックス又はガラス等の硬質表面を有する基材）を処理して、その表面に撥水性、撥油性、撥染性（stain repellency）及び／又は撥汚性（dirt repellency）を付与する方法に関し、別の態様では、本発明は、上記方法によって処理された基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
基材に塗布して（例えば、硬質表面基材及び繊維質基材）、撥油性及び／又は撥水性（疎油性及び／又は疎水性）等の低表面エネルギー特性を付与するためのコーティング組成物として多くのフッ素化組成物が使用されている。しかし、コーティング又はフィルムで使用されるとき、多くのフッ素化物質は、コーティング又はフィルムの表面に拡散したり、（例えば、表面を繰り返し清浄化することにより）時間とともに消耗する傾向がある。
【０００３】
これによって、反応基又は官能基を有するフッ素化誘導体（例えば、フッ素化ポリエーテルチオール）を使用して、コーティング、フィルム、又は基材表面に共有結合させるようになった。このような官能性誘導体の調製は、複雑な多段階プロセスの使用、調製が難しい中間体の使用を必要とする場合が多く、及び／又は実質的に純粋な所望の誘導体化合物ではなく生成物の混合物が生じる。
【０００４】
耐久性を改善するための他のアプローチは、プライマー（例えば、ポリシラザン）を使用してフッ素化組成物を塗布する前に基材表面を前処理することを含んでいた。しかし、これは多段階プロセス工程の使用を必要とするので（また、高価な材料の使用を必要とすることが多いので）、余計に時間、費用がかかる、及び／又は既存の製造プロセスとの適合性が低くなる。
【０００５】
最後に、様々なフッ素化表面処理は、（例えば、粘度及び／又は溶媒の溶解性の差により）基材への塗布容易性、必要な硬化条件（例えば、一部は、比較的高い硬化温度で比較的長時間硬化することを必要とする）、忌避性（repellency）のレベル、清浄化容易性、光学的透明度の程度、耐化学性、及び／又は溶媒耐性の点で異なっていた。また、多くは、少なくとも若干は基材特異的であったので、様々な基材に確実に接着させるには複数の組成物を生産することが必要であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、様々な異なる表面処理用途の性能要件を満たすことができる表面処理方法（及びそこで使用するためのフッ素化組成物）に対する持続的な必要性が存在すると認識している。このような方法は、単純であり、コスト効率がよく、既存の製造方法に適合し、及び／又は様々な異なる基材に忌避性（好ましくは、耐久性のある特化した忌避性）を付与することができることが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
簡潔に述べると、１つの態様では、本発明は、表面処理方法を提供する。方法は、
（ａ）少なくとも１つの主表面を有する少なくとも１つの基材を用意する工程と、
（ｂ）（１）及び（２）を組み合わせる工程と、
（１）ケイ素−窒素結合、ケイ素−水素結合、炭素−炭素二重結合、窒素−水素結合、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１つの化学的反応性部位を含む、少なくとも１つの硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザン、
（２）（ｉ）及び（ｉｉ）を含む、少なくとも１つのフルオロケミカル化合物、
（ｉ）少なくとも約６個の全フッ素化炭素原子を含む少なくとも１つの有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分、
（ｉｉ）少なくとも１つの化学的反応性部位を通して硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザンと反応することができる少なくとも１つの官能基、
（ｃ）硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザンとフルオロケミカル化合物とを反応させて又は反応を誘導して、少なくとも１つの硬化性有機フッ素変性（すなわち、有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分によって共有結合的に変性された）ポリシラザンを形成する工程と、
（ｄ）硬化性有機フッ素変性ポリシラザン又はその前駆体を基材の少なくとも１つの主表面の少なくとも一部に塗布する工程と、
（ｅ）硬化性有機フッ素変性ポリシラザンを硬化させて表面処理を形成する工程と、を含む。
【０００８】
好ましくは、フルオロケミカル化合物の有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分は、全フッ素化部分（より好ましくは、ペルフルオロアルキル、ペルフルオロアルキレン、ペルフルオロヘテロアルキル、又はペルフルオロヘテロアルキレン部分、最も好ましくは、ペルフルオロポリエーテル部分）である。
【０００９】
ハイブリッド有機／無機ポリマーの汎用的新規分類は、例えば、無機又は有機ポリシラザンと官能基を含有するフルオロケミカル化合物との比較的単純な１段階反応によって生成できることが見出されている。得られる有機フッ素変性ポリシラザンは、驚くべきことに、出発ポリシラザンの硬化性を保持し、水分が存在しなくても比較的長い耐用寿命を有することができ、かつ硬化して架橋網目構造を形成することができる。
【００１０】
架橋網目構造の特性は、出発ポリシラザンの性質及び相対量（例えば、有機含有量の程度を決定する置換基及び有効であり得る硬化剤の化学的性質）、並びに出発フルオロケミカル化合物の性質及び相対量（例えば、有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分の化学的性質及びフッ素含有量）を変化させることによって様々な異なる用途の要件に特化させることができる。特に、出発フルオロケミカル化合物の有機フッ素又はヘテロ有機フッ素含有量を使用して、フッ素の存在が有利になり得る用途（例えば、特定の低表面エネルギー特性を必要とする用途）で使用するための架橋網目構造の表面特性を変性又は調整することができる。
【００１１】
（出発フルオロケミカル化合物と出発ポリシラザンとの総重量に基づいて）約０．１重量％もの低濃度のフルオロケミカル化合物を使用することによって、架橋網目構造に有用な低表面エネルギー特性をもたらすことができる。例えば、架橋網目構造は、水において約１２８°、ヘキサデカンにおいて約７２°という高い前進接触角を示し得る。したがって、有機フッ素変性ポリシラザンは、（例えば、表面を保護するため、又は清浄化容易性を高めるために）様々な基材に比較的高度な疎水性及び／又は疎油性を付与するためのフッ素化表面処理として有用であり得る。
【００１２】
硬化性有機フッ素変性ポリシラザンは、（比較的粘度が低いため）未希釈形態でコーティングされてもよく、任意の様々な溶媒に容易に溶解し、次いで所望の基材にコーティングされてもよい。コーティングされたポリマーは、（具体的な用途の要件によって）様々な異なる方法で硬化して、比較的高度に架橋され、比較的光学的に透明であるハードコートをもたらすことができる。ハードコートの低表面エネルギー特性（例えば、撥水性、撥油性、撥インク性、及び／又は撥染性、並びに落書き防止性）に加えて、ハードコートは、驚くべきことに、ポリシラザンに付随する特徴の多く（例えば、比較的高い硬度、紫外線透過性、腐食耐性、熱安定性、耐火性、耐化学性、耐摩耗性等）を維持することができる。
【００１３】
ハードコートは、様々な異なる基材（例えば、木材、金属、セラミックス、及びポリマー）に対する接着性を呈することができる。驚くべきことに、比較的耐久性のある忌避性は、高価なプライマー又は複数の基材特異的な表面処理組成物を揃える必要なく、単純な１段階コーティングプロセスによって基材に付与され得る。
【００１４】
したがって、本発明の方法の少なくとも幾つかの実施形態は、様々な異なる表面処理用途の性能要件を満たすことができると同時に、好ましくは、単純で、コスト効率がよく、既存の製造方法に適合し、及び／又は様々な異なる基材に忌避性（好ましくは、耐久性のある特化した忌避性）を付与することができる処理方法（及びそこで使用するためのフッ素化組成物）に対する上記持続的な必要性を満たす。ハードコート（顕著な耐久性、接着性、及び忌避性を有することが多い）は、耐久性のある低表面エネルギー特性（例えば、標識、建造物、運搬用車両等に対する落書き防止コーティング；金属、セラミックスタイル、電子装置等に対する容易に清浄化可能なコーティング；ポリマー又は複合材成形型に対する離型コーティング等）を必要とする用途に広く使用することができる。
【００１５】
別の態様では、本発明は、また、少なくとも１つの主表面を有する少なくとも１つの基材を含む表面処理された物品であって、基材が、主表面のうちの少なくとも１つの少なくとも一部上に本発明の上記方法によって調製された表面処理を有する物品を提供する。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の「発明を実施するための形態」では、種々の組の数値範囲（例えば、特定の部分における炭素原子の数、又は特定の成分の量など）が記載され、各組内では、範囲の任意の下限を範囲の任意の上限と対にすることができる。
【００１７】
定義
本特許出願で使用するとき、
「カテネイトヘテロ原子」とは、（例えば、炭素−ヘテロ原子−炭素鎖又は炭素−ヘテロ原子−ヘテロ原子−炭素鎖を形成するために）炭素鎖中の１個以上の炭素原子に置き換わる炭素以外の原子（例えば、酸素、窒素、又は硫黄）を意味する。
「硬化」とは、（例えば、放射線照射又は触媒を通した）架橋ポリマー網目構造への変換を意味する。
「フルオロ−」（例えば、「フルオロアルキレン」若しくは「フルオロアルキル」、又は「フルオロカーボン」の場合のような基若しくは部分に関して）又は「フッ素化」とは、炭素に結合した水素原子が少なくとも１つは存在するように、部分的にフッ素化されていることを意味する。
「フルオロケミカル」とはフッ素化又は全フッ素化されていることを意味する。
「ヘテロ有機」とは、少なくとも１個のヘテロ原子（好ましくは、少なくとも１個のカテネイトヘテロ原子）を含有する有機基又は部分（例えば、アルキル又はアルキレン基）を意味する。
「メルカプト」は、式ＳＨの一価の基又は部分を意味する。
「オリゴマー」とは、少なくとも２個の繰り返し単位を含み、かつエンタングルメント分子量未満の分子量を有する分子を意味し、このような分子は、ポリマーとは異なり、１個の繰り返し単位を除去又は付加しただけでも特性が著しく変化する。
「ペルフルオロ−」（例えば、「ペルフルオロアルキレン」又は「ペルフルオロアルキル」又は「ペルフルオロカーボン」の場合のような、基又は部分に関して）又は「全フッ素化」とは、特記しない限り、フッ素で置換可能な炭素に結合した水素原子が存在しないように完全にフッ素化されていることを意味する。
「ペルフルオロエーテル」は、酸素原子により連結された（すなわち、１個のカテネイト酸素原子が存在する）、２つの飽和又は不飽和のペルフルオロカーボン基（直鎖、分枝、環状（好ましくは、脂環式）、又はこれらの組み合わせ）を有する基又は部分を意味する。
「ペルフルオロポリエーテル基（又はセグメント若しくは部分）」は、酸素原子により連結された（すなわち、１個のカテネイト酸素原子が存在する）、３つ以上の飽和又は不飽和のペルフルオロカーボン基（直鎖、分枝、環状（好ましくは、脂環式）、又はこれらの組み合わせ）を有する基又は部分を意味する。
「ポリシラザン」は、複数のＳｉ−Ｎ結合を含む少なくとも１つの直鎖、分枝、又は環状の主鎖又は骨格鎖を有する化合物を指す。
「ポリシロキサザン」は、Ｓｉ−Ｎ結合及びＳｉ−Ｏ結合の両方を含む少なくとも１つの直鎖、分枝、又は環状の主鎖又は骨格鎖を有する化合物を指し、簡潔にするために、本願では、「ポリシラザン」が「ポリシロキサザン」及び「ポリ尿素シラザン」も含む。
「ポリ尿素シラザン」は、複数のＳｉ−Ｎ結合を含み、かつ２つの窒素原子のそれぞれに結合している少なくとも１つのカルボニル基を有する少なくとも１つの直鎖、分枝、又は環状の主鎖又は骨格鎖を有する化合物を指す。
「置換アリール」基とは、ハロゲン、アルキル基、及びヘテロアルキル基のうちの１つ以上等の（硬化に）干渉しない原子によって置換されたアリール基を意味する。
「スルホンアミド」は、Ｒ’が水素又はアルキル（例えば、１〜約４個の炭素原子を有するアルキル基から選択される）である、式−ＳＯ２Ｎ（Ｒ’）−の二価の基又は部分を意味する。
【００１８】
ポリシラザン
本発明の方法で使用するのに好適なポリシラザンとしては、ケイ素−窒素結合（又は連結）、ケイ素−水素結合、炭素−炭素二重結合、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１つの化学的反応性部位を含む硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザンが挙げられる。ポリシラザンは、以下の一般式を有する構造単位を含む主鎖又は骨格鎖を有する：
−［Ｓｉ（Ｒａ）（Ｒｂ）−Ｎ（Ｒｃ）］−
式Ｉ
式中、各Ｒａ、各Ｒｂ、及び各Ｒｃは、独立して、水素、有機基、ヘテロ有機基、又はこれらの組み合わせである。好適な有機及びヘテロ有機基としては、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、アルキルシリル、アリールシリル、アルキルアミノ、アリールアミノ、アルコキシ、アリールオキシ、アラルキルオキシ等、及びこれらの組み合わせ（好ましくは、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アラルキルオキシ、及びこれらの組み合わせ）が挙げられ、基は、好ましくは１〜約１８個の炭素原子（より好ましくは、１〜約１２個の炭素原子、更により好ましくは１〜約８個の炭素原子、最も好ましくは１〜約２個の炭素原子（例えば、メチル又はビニル））を有する。基は、ハロゲン、アルコキシ、アミノ、カルボキシル、ヒドロキシル、アルコキシカルボニル、ニトロ等、及びこれらの組み合わせ等の１個以上の置換基で更に置換されてもよい。好ましくは、ポリシラザンは液体である。
【００１９】
有用なポリシラザンとしては、直鎖、分枝、若しくは環状構造、又はこれらの組み合わせを有するものが挙げられ、及び／又は約１００〜約５０，０００（好ましくは、約２００〜約１０，０００）の数平均分子量を有するものが挙げられる。ポリメタロシラザン又はシラザンコポリマー等の変性ポリシラザンを利用してもよい。有用なポリシラザンとしては、ランダム、交互、若しくはブロックポリマー構造、又はこれらの組み合わせを有するものが挙げられる。
【００２０】
ポリシラザンは、当該技術分野において既知の方法によって調製することができる。例えば、ポリ有機シラザン、及びペルヒドロポリシラザン（上記式ＩにおけるＲａ、Ｒｂ、及びＲｃが全て水素である）は、ジクロロシランのアンモノリシス、及び所望により、その後の塩基触媒脱水素カップリングを通して調製することができる。また、ポリ有機シラザン及びペルヒドロポリシラザンは、市販されている。ポリシラザンは、本発明の組成物において、単独で又は１つ以上のポリシラザン自体若しくは１つ以上の他の種のポリマーとの混合物の形態で使用することができる。
【００２１】
有用なポリシラザンとしては、以下の一般式によって表すことができる直鎖ポリシラザンが挙げられる：
−［Ｓｉ（Ｒ１）（Ｒ２）−Ｎ（Ｒ３）］ｍ−
式ＩＩ
（式中、各Ｒ１及び各Ｒ２は、独立して、水素、約９個未満の炭素原子を有する直鎖、分枝、若しくは環状アルキル基、約７個未満の炭素原子を有する直鎖、分枝、若しくは環状ヘテロアルキル基、約１３個未満の炭素原子を有する置換若しくは非置換アリール基、エチレン性不飽和基、約８個未満の炭素原子を有するＲ１及びＲ２が一緒になって形成する環構造、又はこれらの組み合わせであり；各Ｒ３は、独立して、水素、約７個未満の炭素原子を有する直鎖若しくは分枝アルキル基、約７個未満の炭素原子を有する直鎖若しくは分枝ヘテロアルキル基、又はこれらの組み合わせであり；ｍは正の整数である）。好ましくは、各Ｒ１及び各Ｒ２は、独立して、水素、メチル、フェニル、及びビニルから選択され、各Ｒ３は、好ましくは水素である。式ＩＩのポリシラザンの数平均分子量は、約１６０グラム／モル〜約１０，０００グラム／モル（好ましくは、約３００グラム／モル〜約７，０００グラム／モル、より好ましくは、約５００グラム／モル〜約３，０００グラム／モル、最も好ましくは、約７００グラム／モル〜約２，０００グラム／モル）の範囲であり得る。
【００２２】
有用な環状ポリシラザンとしては、以下の一般式によって表すことができるものが挙げられる：
シクロ−［Ｓｉ（Ｒ１）（Ｒ２）−Ｎ（Ｒ３）］ｍ−
式ＩＩＩ
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びｍは、式ＩＩのポリシラザンについて上に定義された通りである）。式ＩＩＩの環状ポリシラザンの数平均分子量は、約１６０グラム／モル〜約３，０００グラム／モル（好ましくは、約３００グラム／モル〜約２０００グラム／モル、より好ましくは、約３５０グラム／モル〜約１５００グラム／モル）の範囲であり得る。他の有用な環状ポリシラザンとしては、直鎖及び環状ポリシラザン部分を両方含むものが挙げられる。
【００２３】
有用な分枝ポリシラザンとしては、一般的に、式ＩＩ（分枝を有する直鎖ポリシラザン）又は式ＩＩＩ（分枝を有する環状ポリシラザン）によって表されるものが挙げられ、この場合、ポリシラザンの繰り返し単位のうちの少なくとも１つにおけるＲ１及びＲ２のいずれか又は両方が、以下の一般式によって表すことができる構造を有する：
【化１】
（式中、各Ｒ３は、式ＩＩについて上に定義された通りであり、各Ｒ４は、独立して、水素、約９個未満の炭素原子を有する直鎖、分枝、若しくは環状アルキル基、約７個未満の炭素原子を有する直鎖、分枝、若しくは環状ヘテロアルキル基、約１３個未満の炭素原子を有する置換若しくは非置換アリール基、エチレン性不飽和基、又はこれらの組み合わせであり、ｐは、一般的にｍよりも小さい正の整数である）。好ましくは、各Ｒ４は、独立して、水素、メチル、フェニル、及びビニルから選択され、各Ｒ３は、好ましくは水素である。分枝ポリシラザンの数平均分子量は、約１６０グラム／モル〜約３，０００グラム／モル（好ましくは、約３００グラム／モル〜約２０００グラム／モル、より好ましくは、約３５０グラム／モル〜約１５００グラム／モル）の範囲であり得る。他の有用な分枝ポリシラザンとしては、複数の分枝を含むもの及び環状ポリシラザン部分を含むものが挙げられる。
【００２４】
有用なポリシラザンとしては、以下の一般式によって表すことができる直鎖ポリシロキサザンが挙げられる：
−［Ｓｉ（Ｒ１）（Ｒ２）−Ｎ（Ｒ３）］ｒ−［Ｓｉ（Ｒ１）（Ｒ２）−Ｏ］ｑ−
式Ｖ
（式中、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３は、式ＩＩについて上に定義された通りであり、ｒ及びｑは、正の整数である（好ましくは、ｒはｑの少なくとも約４倍である））。このようなポリシロキサザンは、シラザン（Ｓｉ−Ｎ）及びシロキサン（Ｓｉ−Ｏ）単位によって形成されるランダム、交互、又はブロック構造（又はこれらの組み合わせ、好ましくは、ブロック構造）を呈し得る。式Ｖのポリシロキサザンの数平均分子量は、約１６０グラム／モル〜約１０，０００グラム／モル（好ましくは、約３００グラム／モル〜約７，０００グラム／モル、より好ましくは、約５００グラム／モル〜約３，０００グラム／モル、最も好ましくは、約７００グラム／モル〜約２，０００グラム／モル）の範囲であり得る。
【００２５】
また、有用なポリシロキサザンとしては、環状又は分枝であるものが挙げられる。有用な環状ポリシロキサザンとしては、Ｓｉ−Ｏ結合を含む環状部分を有するポリシロキサザン、及びＳｉ−Ｏ結合が環状部分に存在しないポリシロキサザンが挙げられる。有用な分枝ポリシロキサザンとしては、Ｓｉ−Ｎ及びＳｉ−Ｏ結合のいずれか又は両方で分枝しているポリシロキサザンが挙げられる。
【００２６】
特に有用な市販のポリシラザン、ＫＩＯＮ ＶＬ ２０（ＫＩＯＮ Ｃｏｒｐ（Ｈｕｎｔｉｎｇｔｏｎ Ｖａｌｌｅｙ，ＰＡ）から入手可能）は、以下の構造を有する：
【化２】
（式中、ｎは１〜２０の整数であり、Ｒ１０は、水素又はビニル基である）。
【００２７】
有用なポリシラザンとしては、更に、以下の一般式によって表すことができる直鎖ポリ尿素シラザンが挙げられる：
−［Ｓｉ（Ｒ１）（Ｒ２）−Ｎ（Ｒ３）］ｓ−［Ｃ（＝Ｏ）−Ｎ（Ｒ５）］ｔ−［Ｓｉ（Ｒ１）（Ｒ２）−Ｎ（Ｒ３）］ｕ−
式ＶＩＩ
（式中、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３は、式ＩＩ及びＶのポリシラザンについて上に定義された通りであり；各Ｒ５は、独立して、水素又は約７個未満の炭素原子を有する直鎖、分枝、若しくは環状アルキル基であり；ｓ、ｔ、及びｕは正の整数である（好ましくは、ｓ及びｕの合計は、ｔの少なくとも１０倍である））。式ＶＩＩのポリ尿素シラザンの数平均分子量は、約１６０グラム／モル〜約１０，０００グラム／モル（好ましくは、約３００グラム／モル〜約７，０００グラム／モル、より好ましくは、約５００グラム／モル〜約３，０００グラム／モル、最も好ましくは、約７００グラム／モル〜約２，０００グラム／モル）の範囲であり得る。
【００２８】
また、有用なポリシラザンとしては、以下の一般式によって表すことができる環状ポリ尿素シラザンが挙げられる：
シクロ−［Ｓｉ（Ｒ１）（Ｒ２）−Ｎ（Ｒ３）］ｓ−［Ｃ（＝Ｏ）−Ｎ（Ｒ５）］ｔ−［Ｓｉ（Ｒ１）（Ｒ２）−Ｎ（Ｒ３）］ｕ−
式ＶＩＩＩ
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５、ｓ、ｔ、及びｕは、式ＶＩＩのポリシラザンについて上に定義された通りである）。式ＶＩＩＩの環状ポリ尿素シラザンの数平均分子量は、約１６０グラム／モル〜約３，０００グラム／モル（好ましくは、約３００グラム／モル〜約２０００グラム／モル、より好ましくは、約３５０グラム／モル〜約１５００グラム／モル）の範囲であり得る。他の有用な環状ポリ尿素シラザンとしては、直鎖及び環状ポリ尿素シラザン部分を両方含むものが挙げられる。
【００２９】
有用な分枝ポリ尿素シラザンとしては、一般的に、式ＶＩＩ（分枝を有する直鎖ポリ尿素シラザン）又は式ＶＩＩＩ（分枝を有する環状ポリ尿素シラザン）によって表されるものが挙げられ、この場合、ポリ尿素シラザンの繰り返し単位のうちの少なくとも１つにおけるＲ１及びＲ２のいずれか又は両方は、上記式ＩＶによって表される構造を有する。
【００３０】
本発明の方法で使用するのに特に好適なポリシラザンとしては、上記一般式Ｉによって表すことができるものが挙げられる（式中、各Ｒａ及び各Ｒｂは、独立して、水素、アルキル（好ましくは、メチル）、アルケニル（好ましくは、ビニル）、アリール（好ましくは、フェニル）、及びこれらの組み合わせから選択され（好ましくは、Ｒａ及びＲｂのうちの少なくとも１つは水素である）；各Ｒｃは水素である）。このような好ましいポリシラザンとしては、以下の単位のうちの１つ以上：
【化３】
（式中、Ｍｅはメチルであり、Ｐｈはフェニルである）に加えて、ビニル−Ｈ単位（すなわち、メチルがビニルで置換されているＭｅ−Ｈ単位）を含むホモポリマー又はコポリマーが挙げられる。このような各単位の性質及び量は、具体的な用途、所望の特性、及び好ましい硬化方法に依存して広く変化し得る（例えば、湿分硬化が望ましい場合、少なくとも幾つかのＨ−Ｈ含有量が必要となる場合がある）。例えば、有用なコポリマーは、Ｍｅ−Ｈ及びビニル−Ｈ単位（例えば、約８０部のＭｅ−Ｈに対して約２０部のビニル−Ｈ、又は約６０部のＭｅ−Ｈに対して約４０部のビニル−Ｈのモル比で）；Ｍｅ−Ｈ、ビニル−Ｈ、及びＨ−Ｈ単位（例えば、約５０部のＭｅ−Ｈ対約３０部のビニル−Ｈ対約２０部のＨ−Ｈのモル比で）；又はＭｅ−Ｈ及びＨ−Ｈ単位（例えば、約３０部のＭｅ−Ｈに対して約７０部のＨ−Ｈのモル比で）を含むことができる。
【００３１】
フルオロケミカル化合物
本発明の方法で使用するのに好適なフルオロケミカル化合物としては、（ａ）少なくとも約６個の全フッ素化炭素原子を含む少なくとも１つの有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分と、（ｂ）（ケイ素−窒素結合、ケイ素−水素結合、炭素−炭素二重結合、窒素−水素結合、及びこれらの組み合わせから選択される）化学的反応性部位のうちの少なくとも１つを通して上記硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザンと反応することができる少なくとも１つの官能基と、を含むものが挙げられる。好ましくは、フルオロケミカル化合物の有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分は、全フッ素化部分（より好ましくは、ペルフルオロアルキル、ペルフルオロアルキレン、ペルフルオロヘテロアルキル、又はペルフルオロヘテロアルキレン部分、最も好ましくは、ペルフルオロポリエーテル部分）である。
【００３２】
フルオロケミカル化合物の分類としては、以下の一般式によって表すことができるものが挙げられる：
Ｒｆ−（Ｙ−Ｘ）ｖ
（式中、Ｒｆは、少なくとも約６個の全フッ素化炭素原子を含む一価若しくは多価（好ましくは、一価又は二価）の、直鎖、分枝、脂環式、若しくは芳香族の、フッ素化若しくは全フッ素化された、有機若しくはヘテロ有機基、又はこれらの組み合わせであり（好ましくは、少なくとも約６個の全フッ素化炭素原子を含む全フッ素化有機若しくはヘテロ有機基又はこれらの組み合わせ；より好ましくは、少なくとも約６個の全フッ素化炭素原子を含むペルフルオロアルキル（例えば、Ｃ６Ｆ１３−又はＣ８Ｆ１７−）、ペルフルオロアルキレン、ペルフルオロエーテル、若しくはペルフルオロポリエーテル基、又はこれらの組み合わせ；更により好ましくは、少なくとも約６個の全フッ素化炭素原子を含むペルフルオロアルキル、ペルフルオロアルキレン、若しくはペルフルオロポリエーテル基、又はこれらの組み合わせ；最も好ましくは、少なくとも約６個の全フッ素化炭素原子を含むペルフルオロポリエーテル基である）；各Ｙは、独立して、共有結合、又は二価の直鎖、分枝、脂環式、若しくは芳香族の、有機若しくはヘテロ有機連結基、又はこれらの組み合わせであり（好ましくは、共有結合又はアルキレン若しくはヘテロアルキレン基、又はこれらの組み合わせ；より好ましくは、共有結合、所望により少なくとも１つのカテネイト酸素原子を含有するアルキレン基、スルホンアミド基、又はこれらの組み合わせである）；各Ｘは、独立して、求電子基又は求核基であり（好ましくは、イソシアナト、イソチオシアナト、エポキシド、アミノ、オキサゾリノ、ヒドロキシル、メルカプト、ビニル、及び加水分解性シリル基（例えば、アルコキシ又はアシルオキシ等の少なくとも１つの加水分解性部分を含むシリル基）並びにこれらの組み合わせから選択され、より好ましくは、イソシアナト、エポキシド、アミノ、オキサゾリノ、ヒドロキシル、及び加水分解性シリル基、並びにこれらの組み合わせから選択され、最も好ましくは、イソシアナト、エポキシド、アミノ、オキサゾリノ、ヒドロキシル、及びこれらの組み合わせから選択される）；ｖは、Ｒｆの価数に等しい正の整数である（好ましくは、１又は２）。好ましくは、Ｒｆ（飽和であっても不飽和であってもよい；好ましくは飽和）は、約６〜約３５個の全フッ素化炭素原子（より好ましくは、約８又は９〜約２５個の全フッ素化炭素原子、最も好ましくは、約１０〜約１７、１８又は２０個の全フッ素化炭素原子）を含有し、及び／又はＹ（飽和であっても不飽和であってもよい；好ましくは飽和）は、約０〜約１２個の炭素原子（より好ましくは、約１〜約６個の炭素原子、最も好ましくは、約１〜約３個の炭素原子）を含有する。
【００３３】
好ましい有機フッ素若しくはヘテロ有機フッ素部分又はＲｆ基は、直鎖、分枝、環状（好ましくは、脂環式）、又はこれらの組み合わせであってもよいペルフルオロポリエーテル基又はセグメントを含む。ペルフルオロポリエーテル基又はセグメントは、飽和であっても不飽和であってもよい（好ましくは飽和）。有用なペルフルオロポリエーテル基の代表的な例としては、−（ＣｐＦ２ｐ）−、−（ＣｐＦ２ｐＯ）−、−（ＣＦ（Ｚ））−、−（ＣＦ（Ｚ）Ｏ）−、−（ＣＦ（Ｚ）ＣｐＦ２ｐＯ）−、−（ＣｐＦ２ｐＣＦ（Ｚ）Ｏ）−、−（ＣＦ２ＣＦ（Ｚ）Ｏ）−（式中、ｐは１〜約１０（好ましくは、１〜約８、より好ましくは、１〜約６、更により好ましくは、１〜約４、最も好ましくは、１〜約３）の整数であり、Ｚは、直鎖、分枝、環状、又はこれらの組み合わせであり、かつ約１２個以下の炭素原子（好ましくは、約１０個以下の炭素原子、より好ましくは、約８個以下の炭素原子、更により好ましくは、約６個以下の炭素原子、更により好ましくは、約４個以下の炭素原子、最も好ましくは、約３個以下の炭素原子）を有し、及び／又は約４個以下の酸素原子（好ましくは、約３個以下の酸素原子、より好ましくは、約２個以下の酸素原子、最も好ましくは、ゼロ又は１個の酸素原子）を有する、ペルフルオロアルキル、ペルフルオロエーテル、ペルフルオロポリエーテル、及びペルフルオロアルコキシ基から選択される）及びこれらの組み合わせから選択される全フッ素化繰り返し単位を有するものが挙げられるが、これらに限定されない。これらのペルフルオロポリエーテル構造においては、異なる繰り返し単位をブロック、交互、又はランダム配列で組み合わせて、ペルフルオロポリエーテル基を形成することができる。
【００３４】
ペルフルオロポリエーテル基又はセグメントが一価であるとき、その末端基は、（ＣｐＦ２ｐ＋１）−又は（ＣｐＦ２ｐ＋１Ｏ）−（例えば、式中ｐは上に定義された通りである）であってもよい。有用な一価のペルフルオロポリエーテル基の代表的な例としては、Ｃ３Ｆ７Ｏ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）ｎＣＦ（ＣＦ３）−、Ｃ３Ｆ７Ｏ（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）ｎＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３Ｏ（Ｃ２Ｆ４Ｏ）ｎＣＦ２−、ＣＦ３Ｏ（ＣＦ２Ｏ）ｎ（Ｃ２Ｆ４Ｏ）ｑＣＦ２−及びＦ（ＣＦ２）３Ｏ（Ｃ３Ｆ６Ｏ）ｑ（ＣＦ２）３−（式中、ｎは、０〜約５０、約１〜約５０、約３〜約３０、約３〜約１５、又は約３〜約１０の平均値を有し、ｑは、０〜約５０、約３〜約３０、約３〜約１５、又は約３〜約１０平均値を有する）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００３５】
有用な二価のペルフルオロポリエーテル基の代表的な例としては、−ＣＦ２Ｏ（ＣＦ２Ｏ）ｎ（Ｃ２Ｆ４Ｏ）ｑＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ（Ｃ２Ｆ４Ｏ）ｑＣＦ３−、−（ＣＦ６）３Ｏ（Ｃ４Ｆ８Ｏ）ｑ（ＣＦ２）３−、及び−ＣＦ（ＣＦ３）（ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３））ｓＯＣｔＦ２ｔＯ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）ｑＣＦ（ＣＦ３）−（式中、ｎ及びｑは、上記に定義した通りであり、ｓは、０〜約５０、約１〜約５０、約３〜約３０、約３〜約１５、又は約３〜約１０の平均値を有し、ｑ及びｓの和（すなわち、ｑ＋ｓ）は、０〜約５０又は約４〜約４０の平均値を有し、ｑ及びｎの和（すなわち、ｑ＋ｎ）は、０よりも大きく、ｔは、約２〜約６の整数である）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００３６】
好ましくは、ペルフルオロポリエーテルセグメントは、一価又は二価であり、及び／又はペルフルオロポリエーテルセグメントは、少なくとも１つの二価のヘキサフルオロプロピレンオキシ基（−ＣＦ（ＣＦ３）−ＣＦ２Ｏ−）を含む。好ましいペルフルオロポリエーテルセグメントとしては、Ｆ［ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ］ａＣＦ（ＣＦ３）−（又は、上記Ｃ３Ｆ７Ｏ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）ｎＣＦ（ＣＦ３）、式中、ｎ＋１＝ａ）（式中、ａは、約４〜約２０の平均値を有する）及び−ＣＦ（ＣＦ３）（ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３））ｂＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｏ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）ｃＣＦ（ＣＦ３）−（式中、ｂ＋ｃは約４〜約１５の平均値を有する）が挙げられる。このようなペルフルオロポリエーテルセグメントは、ヘキサフルオロプロピレンオキシドのオリゴマー化により得ることができ、比較的環境に優しい性質のために好ましい場合がある。
【００３７】
本発明の方法で使用されるフルオロケミカル化合物は、様々な異なる既知の方法によって調製することができる。例えば、メチル（ジ）エステル、（二）酸塩化物、又は（二）酸フッ化物等の、有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分含有誘導体（例えば、有機出発化合物の電気化学的フッ素化若しくは直接フッ素化を含む方法、又は全フッ素化モノマーのオリゴマー化を含む方法によって調製される）を、官能基含有化合物（例えば、アミノアルコール）と反応させるか又は還元させて、ジヒドロアルコールを形成することができる（例えば、ホウ化水素ナトリウムを用いて）。また、フルオロケミカル化合物（例えば、ペルフルオロポリエーテル（ジ）エステル、（二）酸、及び（ジ）オール、並びに特定のペルフルオロアルカノール）の一部は、市販されている。
【００３８】
フルオロケミカル化合物として使用するのに好適なペルフルオロポリエーテル置換一級及び二級アミン化合物は、既知の方法により調製可能である。例えば、メチルエステルなどのペルフルオロポリエーテル（上述の）誘導体を、少なくとも１つの一級アミノ基を有するジアミン化合物（例えば、１，３−ジアミノプロパンなど、約２〜約６個の炭素原子を有するジアミノアルカン）と、窒素雰囲気下で反応させることができる。
【００３９】
このようなジアミンとの反応に好ましいペルフルオロポリエーテル誘導体を、ヘキサフルオロプロピレンオキシド（ＨＦＰＯ）のオリゴマー化により得ることができる。このようなオリゴマー化は、カルボニルフッ化物誘導体をもたらし、これを、既知の反応（例えば、参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第３，２５０，８０８号（Ｍｏｏｒｅら）に記載されている反応）によりメチルエステル又は他の誘導体に変換することができる。このようなオリゴマー化により調製されるカルボニルフッ化物誘導体は、様々なオリゴマー化度を有する、様々な分子量の化合物の混合物の形態である（すなわち、この誘導体は単一化合物として合成されず、異なるペルフルオロポリエーテル基を持つ化合物の混合物として合成される）。好ましくは、この混合物は、少なくとも約４００ｇ／モル（より好ましくは、少なくとも約８００ｇ／モル；最も好ましくは、少なくとも約１０００ｇ／モル）の数平均分子量を有する。例えば、この混合物の数平均分子量は、４００〜１００００ｇ／モル、８００〜４０００ｇ／モル、又は１０００〜３０００ｇ／モルであることができる。
【００４０】
ペルフルオロポリエーテルジアシルフルオライドは、ペルフルオロポリエーテルポリペルオキシド類を形成させる、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）の光酸化重合により作製可能である。ペルフルオロポリエーテルポリペルオキシドは、物理的手法（例えば、熱的又は光化学処理）により、又は化学的手法（例えば、白金又はパラジウムなどの貴金属触媒の存在下で水素で還元することにより）還元することができる。この還元は、過酸化性のペルフルオロポリエーテル結合を破断し、及び−ＣＯＦ末端基とランダムに分布したジフルオロメチレンオキシ及びテトラフルオロエチレンオキシ部分とを有する低分子量のペルフルオロポリエーテルを与えることができる。この合成方法は、例えば、参照により本明細書に組み込まれている、米国特許出願公開第２００３／００１３９２３（Ａ１）号（Ｍａｒｃｈｉｏｎｎｉら）及び米国特許第５，３５４，９２２号（Ｍａｒｃｈｉｏｎｎｉら）に更に詳細に記述されている。
【００４１】
１，１，２，２−テトラフルオロオキセタンのフッ化物で触媒されたオリゴマー化と、それに続く直接フッ素化により、ペルフルオロポリエーテルアシルフルオリドを作製することもできる（例えば、参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第４，９０４，４１７号及び同第４，８４５，２６８号（Ｏｈｓａｋａら）で述べられているように）。上述の手順を使用することにより、これらのアシルフッ化物をメチルエステルに変換することができる。
【００４２】
硬化性有機フッ素変性ポリシラザンを形成する方法
硬化性有機フッ素変性ポリシラザンは、（ａ）（１）及び（２）を組み合わせる工程と、（１）少なくとも１つの上記硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザン、（２）少なくとも１つの上記フルオロケミカル化合物；（ｂ）硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザンとフルオロケミカル化合物とを反応させて又は反応を誘導して、少なくとも１つの硬化性有機フッ素変性ポリシラザンを形成する工程と；を含む方法によって調製することができる。例えば、少なくとも１つのポリシラザン、少なくとも１つのフルオロケミカル化合物、及び所望により、少なくとも１つの非プロトン性溶媒（例えば、キシレン）は、任意の好適な反応器（例えば、電磁撹拌棒、還流凝縮器、及び窒素送入口を備える丸底フラスコ）内で本質的に任意の順序で組み合わせることができ、次いで、これを撹拌し、乾燥（例えば、窒素）雰囲気下で所望の反応温度（例えば、約２３℃〜約１８０℃）に加熱することができる。所望により、反応は、触媒の存在下で実施してもよい（例えば、米国特許第５，６１６，６５０号（Ｂｅｃｋｅｒら）に記載されている湿分硬化又は触媒に関わるセクションにおける下記のような酸性又は塩基性触媒、これらの触媒に関する記載は、参照することにより本明細書に組み込まれる）。反応が完了した後、反応器を冷却し、排気し、反応器の内容物を除去し、所望により更に精製してもよい。
【００４３】
ポリシラザン及びフルオロケミカル化合物の相対量は、フルオロケミカル化合物の性質、並びに硬化性及び／又は硬化した有機フッ素変性ポリシラザンの所望の特性に依存して、広く変化し得る。例えば、１つ以上のフルオロケミカル化合物は、ポリシラザン及びフルオロケミカル化合物の総重量に基づいて、約０．１〜約５０重量％（好ましくは、約０．１〜約４０重量％、より好ましくは、約１〜約３０重量％、最も好ましくは、約５〜約３０重量％）の総量で組成物中に存在し得る。
【００４４】
調製で使用するのに好適な溶媒としては、芳香族溶媒（例えば、キシレン、ベンゼン、１，２−ジクロロベンゼン、１，３−ジクロロベンゼン、１，４−ジクロロベンゼン等、及びこれらの混合物）、ケトン（例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等、及びこれらの混合物）、アルキルエステル（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等、及びこれらの混合物）、アルカン（例えば、ヘプタン、イソパラフィン性炭化水素等、及びこれらの混合物）、エーテル（例えば、ｔ−ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等、及びこれらの混合物）等、及びこれらの混合物等の非プロトン性溶媒が挙げられる。好ましい溶媒としては、芳香族溶媒、アルカン、アルキルエステル、及びこれらの混合物が挙げられ、キシレン、ヘプタン、酢酸エチル、及びこれらの混合物がより好ましく、キシレン、ヘプタン、及びこれらの混合物が最も好ましい。
【００４５】
硬化性有機フッ素変性ポリシラザンの塗布及び硬化
得られる硬化性有機フッ素変性ポリシラザンは、（ビニル基の場合）水分又は触媒の存在下で比較的長い耐用寿命を有することができる。硬化性有機フッ素変性ポリシラザンは、本発明の表面処理方法において、単独で、又は互いに混合して、又は一般的に使用されている他の溶媒（例えば、アルキルエステル、ケトン、アルカン、芳香族等、及びこれらの混合物）と混合して、使用してもよい比較的粘性の液体の形態であり得る。
【００４６】
微量の任意成分を添加して、特定の硬化方法又は特定の表面処理用途に対する特定の望ましい特性を硬化性ポリシラザンに付与することができる。有用な組成物は、従来の添加剤、例えば、触媒、反応開始剤、界面活性剤、安定剤、酸化防止剤、難燃剤等、及びこれらの混合物を含むことができる。
【００４７】
硬化性有機フッ素変性ポリシラザン（又はそれを含むか、それからなるか、若しくはそれから本質的になる組成物）は、様々な基材に、ある程度の疎水性及び／又は疎油性を付与するためのフッ素化表面処理として使用することができる。本発明のプロセスで使用するのに（及び本発明の表面処理された物品を調製するのに）好適な基材としては、固体であり、かつ好ましくは、使用される任意のコーティング溶媒に対して実質的に不活性である物質を含む少なくとも１つの表面を有するものが挙げられる。好ましくは、有機フッ素変性ポリシラザンは、化学的相互作用、物理的相互作用、又はこれらの組み合わせ（より好ましくは、これらの組み合わせ）を通して基材表面に接着することができる。
【００４８】
好適な基材は、単一材料又は異なる材料の組み合わせを含んでもよく、事実上均質であっても不均質であってもよい。有用な不均質基材としては、物理的支持材（例えば、ポリマーフィルム）上に存在する材料（例えば、金属又はプライマー）のコーティングを含む、コーティングされた基材が挙げられる。
【００４９】
有用な基材としては、木材、ガラス、鉱物（例えば、コンクリート等の人工セラミックス及び大理石等の天然石の両方）、ポリマー（例えば、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアクリレート等）、金属（例えば、銅、銀、金、アルミニウム、鉄、ステンレス鋼、ニッケル、亜鉛等）、金属合金、金属化合物（例えば、金属酸化物等）、皮革、羊皮紙、紙、織物、塗面、及びこれらの組み合わせを含むものが挙げられる。好ましい基材としては、ガラス、鉱物、木材、金属、金属合金、金属化合物、ポリマー、及びこれらの組み合わせ（より好ましくは、金属、金属合金、金属化合物、ポリマー、及びこれらの組み合わせ）が挙げられる。好ましくは、基材は、（例えば、約３０ダイン／センチメートル以上の表面エネルギーを有する）極性基材である。
【００５０】
硬化性有機フッ素変性ポリシラザン（あるいはその前駆体、好ましくは、硬化性有機フッ素変性ポリシラザン）は、有用なコーティングを形成することができる本質的に任意の方法で（かつ本質的に任意の厚さで）基材表面の少なくとも１つの主表面の少なくとも一部に塗布することができる。有用な塗布方法としては、ディップコーティング、スピンコーティング、スプレーコーティング、ワイピング、ロールコーティング等、及びこれらの組み合わせ等のコーティング方法が挙げられる。有機フッ素変性ポリシラザンは、未希釈形態、又は溶媒溶液（例えば、アルキルエステル、ケトン、アルカン、芳香族等、及びこれらの混合物等の溶媒）の形態で塗布されてもよい。溶媒を使用する場合、硬化性有機フッ素変性ポリシラザンの有用な濃度は、硬化性有機フッ素変性ポリシラザンの粘度、利用される塗布方法、基材の性質、及び所望の表面処理特性によって、広範囲にわたって変動してもよい（例えば、約１〜約９０重量％）。
【００５１】
基材に塗布した後、硬化性有機フッ素変性ポリシラザン（又はそれを含むか、それからなるか、若しくはそれから本質的になる組成物）は、水分に曝露することにより（例えば、上記のようにポリシラザンが少なくとも幾つかのＨ−Ｈ含量を有する場合）、フリーラジカル反応開始剤を使用することにより（例えば、上記のようにポリシラザンが少なくとも幾つかのＭｅ−ビニル、Ｍｅ−Ｈ、又はＨ−Ｈ含量を有する場合）、白金触媒等のヒドロシリル化触媒を使用することにより（例えば、上記のようにポリシラザンが少なくとも幾つかのＭｅ−ビニル、Ｍｅ−Ｈ、又はＨ−Ｈ含量を有する場合）硬化することができる。好ましい硬化方法は、具体的な表面処理用途並びにそれに付随する要件及び条件によって変化する。
【００５２】
湿分硬化は、Ｈ−Ｈ含量の程度によって室温（例えば、約２３℃）〜最高約８０℃又はそれ以上の範囲の温度で作用し得る。湿分硬化時間は、数分間（例えば、高温において）〜数時間（例えば、低温において）に及ぶ場合がある。
【００５３】
有用な湿分硬化触媒は、当該技術分野において周知であり、例えば、アンモニア、Ｎ−複素環式化合物（例えば、１−メチルピペラジン、１−メチルピペリジン、４，４’−トリメチレンジピペリジン、４，４’−トリメチレン−ビス（１−メチルピペリジン）、ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、シス−２，６−ジメチルピペラジン等、及びこれらの組み合わせ）、モノ−、ジ−、及びトリアルキルアミン（例えば、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、フェニルアミン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、ＤＢＵ（すなわち、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン）、ＤＢＮ（すなわち、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］−５−ノネン）、１，５，９−トリアザシクロドデカン、１，４，７−トリアザシクロノナン等、及びこれらの組み合わせ）、有機又は無機酸（例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、マレイン酸、ステアリン酸、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、塩素酸、次亜塩素酸等、及びこれらの組み合わせ）、金属カルボキシレート、金属アセチルアセトネート錯体、金属粉末、ペルオキシド、金属塩化物、有機金属化合物等、及びこれらの組み合わせが挙げられる。好ましい湿分硬化触媒としては、アンモニア、ＤＢＵ、４，４’−トリメチレン−ビス（１−メチルピペリジン）及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００５４】
使用するとき、湿分硬化触媒は、触媒及び硬化性有機フッ素変性ポリシラザンの総重量に基づいて、約０．１〜約１０重量％（好ましくは、約０．１〜約５重量％、より好ましくは、約０．１重量％〜約２重量％）の量で存在し得る。触媒は、ポリシラザンとフルオロケミカル化合物との反応前、反応中、又は反応後に添加して、有機フッ素変性ポリシラザン（硬化目的のためには、好ましくは反応後）を形成することができ、低温で活性化させることができる（例えば、上記のように室温で硬化させるために）。
【００５５】
好適なフリーラジカル反応開始剤としては、有機及び無機ペルオキシド；アルカリ金属過硫酸塩；過硫酸アンモニウム；レドックス系；脂肪族アゾ化合物；活性化剤としての金属又はアミン化合物と組み合わせられる有機及び無機ペルオキシド等及びこれらの組み合わせが挙げられる。好ましいフリーラジカル反応開始剤としては、有機及び無機ペルオキシド（例えば、過酸化水素、並びにｐ−メンタンヒドロペルオキシド、エチルケトンペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、ｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、アセチルベンジルペルオキシド、ｐ−クロロベンゾイルペルオキシド、アルコキシベンゾイルペルオキシド、ジカプロイルペルオキシド、クロトニルペルオキシド、ジ−ｔ−アルキルペルオキシド、ジ−ｔブチルジホスフェートペルオキシド、過酢酸、シクロへキシルヒドロペルオキシド、ジクミルペルオキシド、及びこれらの組み合わせ等のアシル又はアリールペルオキシド）並びにこれらの組み合わせが挙げられる。
【００５６】
使用するとき、フリーラジカル反応開始剤は、反応開始剤及び硬化性有機フッ素変性ポリシラザンの総重量に基づいて、約０．１〜約１０重量％（好ましくは、約１〜約５重量％）の量で存在し得る。フリーラジカル反応開始剤は、ポリシラザンとフルオロケミカル化合物との反応前、反応中、又は反応後（好ましくは、反応後）に添加して、有機フッ素変性ポリシラザンを形成することができ、その反応の熱によって（場合によっては）、又は外部源からの放射線照射若しくは熱エネルギー（例えば、対流加熱、誘導加熱、又は電子ビーム若しくはマイクロ波照射）によって活性化することができる。例えば、フリーラジカルによって開始される硬化は、数分間から数時間の間（例えば、約１８時間）、約１５０℃の温度に加熱することによって作用し得る。
【００５７】
好適なヒドロシリル化触媒としては、ケイ素結合水素基とケイ素結合エチレン基との間のヒドロシリル化反応を触媒するのに有効であり得る熱触媒（例えば、白金触媒）及び光触媒が挙げられる。有用な熱ヒドロシリル化触媒としては、例えば米国特許第２，８２３，２１８号（Ｓｐｅｉｅｒら）、同第２，９７０，１５０号（Ｂａｉｌｅｙ）、同第３，１５９，６０１号及び同第３，１５９，６６２号（Ａｓｈｂｙ）、同第３，２２０，９７２号（Ｌａｍｏｒｅａｕｘ）、同第３，５１６，９４６号（Ｍｏｄｉｃ）、同第３，８１４，７３０号（Ｋａｒｓｔｅｄｔ）、同第４，０２９，６２９号（Ｊｅｒａｍ）、同第４，５３３，５７５号及び同第４，５０４，６４５号（Ｍｅｌａｎｃｏｎ）、並びに同第５，７４１，５５２号（Ｔａｋａｙａｍａら）に記載されているものが挙げられ、これらの触媒に関する記載を参照することによって本明細書に組み込む。有用な光触媒としては、例えば、米国特許第４，５１０，０９４号及び同第４，５３０，８７９号（Ｄｒａｈｎａｋ）；並びに同第５，１４５，８８６号（Ｏｘｍａｎら）に記載されているものが挙げられ、これらの触媒に関する記載を参照することによって本明細書に組み込む。また、有用なヒドロシリル化触媒及び技術としては、例えば、米国特許第５，５２０，９７８号（Ｂｏａｒｄｍａｎら）に記載されているものが挙げられ、これらのヒドロシリル化触媒及び技術に関する記載を参照することによって本明細書に組み込む。熱触媒と光触媒との組み合わせを使用してもよい。
【００５８】
使用するとき、ヒドロシリル化触媒は、典型的に、触媒及び硬化性有機フッ素変性ポリシラザンの総重量に基づいて、ヒドロシリル化反応を触媒するのに有効な量（例えば、約１〜約１０００百万分率（ｐｐｍ）、好ましくは、約１０〜約５００ｐｐｍ、より好ましくは、約５０〜約２５０ｐｐｍ）で存在し得る。触媒は、ポリシラザンとフルオロケミカル化合物との反応前、反応中、又は反応後（好ましくは、反応後）に添加して、有機フッ素変性ポリシラザンを形成することができ、その反応の熱によって（場合によっては）、又は外部源からの放射線照射（例えば、紫外線、ガンマ線、電子ビーム等）若しくは熱エネルギー（例えば、対流加熱、誘導加熱、照射等）によって活性化することができる。例えば、白金によって触媒される硬化は、約数秒間から数分間の間、約１２０℃の温度に加熱することによって作用し得る。
【００５９】
硬化性有機フッ素変性ポリシラザンを硬化させて、架橋ハードコートの形態の表面処理を形成することができる。ハードコートは、架橋の程度を変化させることによって、並びに出発ポリシラザン及び出発フルオロケミカル化合物の性質及び相対量を変化させることによって特化させることができるハイブリッド特性を呈し得る。
【実施例１】
【００６０】
本発明の目的及び利点は、以下の実施例によって更に例示されるが、これらの実施例において列挙された特定の材料及びその量は、他の諸条件及び詳細と同様に本発明を過度に制限するものと解釈されるべきではない。これらの実施例は、単にあくまで例示を目的としたものであり、添付した請求項の範囲を限定することを意味するものではない。
【００６１】
材料
全ての溶媒は商用源から入手される標準の試薬グレードであり、特記しない限り更に精製せずに使用した。
【００６２】
ポリシラザン（ＰＳ１）の調製
【化４】
機械的撹拌機、ドライアイス（すなわち、固体の二酸化炭素）／アセトン凝縮器、及びアンモニア送込管を備える２リットルの３つ口フラスコに、ヘキサン（８００ｍＬ）、メチルジクロロシラン（５７．７ｇ、Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ（Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ，ＭＡ）から入手）、及びビニルメチルジクロロシラン（１７．４ｇ、Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ（Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ，ＭＡ）から入手）を入れた。次いで、得られた混合物にアンモニア（Ｍａｔｈｅｓｏｎ Ｔｒｉ Ｇａｓ（Ｂａｋｉｎｇ Ｒｉｄｇｅ，ＮＪ）から入手）をゆっくりバブリングし、混合物の温度を上昇させた。３０ｇのアンモニアを消費した後、反応速度を下げ、一部のアンモニアを還流させた。３５ｇのアンモニアが付加されるまで反応を続けた。得られた塩をフィルタ上に回収した。得られた濾液から溶媒を蒸発させて、２８ｇの粘性ポリシラザンを得た。
【００６３】
ポリシラザン（ＰＳ２）の調製
【化５】
機械的撹拌機、ドライアイス／アセトン凝縮器、及びアンモニア送込管を備える５リットルの３つ口フラスコに、ヘキサン（２０００ｍＬ）、メチルジクロロシラン（１７２．５ｇ、Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ（Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ，ＭＡ）から入手）、及びビニルメチルジクロロシラン（１４１ｇ、Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ（Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ，ＭＡ）から入手）を入れた。次いで、得られた混合物にアンモニア（Ｍａｔｈｅｓｏｎ Ｔｒｉ Ｇａｓ（Ｂａｋｉｎｇ Ｒｉｄｇｅ，ＮＪ）から入手）をゆっくりバブリングし、混合物の温度を上昇させた。１４３ｇのアンモニアを添加した後、反応を停止させた。得られた塩をフィルタ上に回収した。得られた濾液から溶媒を蒸発させて、１５０ｇの粘性ポリシラザンを得た。
【００６４】
ポリシラザン（ＰＳ３）の調製
【化６】
機械的撹拌機、ドライアイス／アセトン凝縮器、及びアンモニア送込管を備える２リットルの３つ口フラスコに、ヘキサン（１２５０ｍＬ）及びジクロロシラン（１２１．２ｇ、０．３モル、２５重量％キシレン溶液、Ｇｅｌｅｓｔ（Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）から入手）を入れた。次いで、ピリジン（０．６モル、４７．５ｇ、Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手）をゆっくりフラスコに添加した。メチルジクロロシラン（０．５モル、５７．５ｇ、Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ（Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ，ＭＡ）から入手）及びビニルメチルジクロロシラン（０．２モル、２８．２ｇ、Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ（Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ ＭＡ）から入手）を、次にフラスコに添加した。次いで、得られた混合物にアンモニア（Ｍａｔｈｅｓｏｎ Ｔｒｉ Ｇａｓ（Ｂａｋｉｎｇ Ｒｉｄｇｅ，ＮＪ）から入手）をゆっくりバブリングし、混合物の温度を上昇させた。６５ｇのアンモニアを添加した後、反応を停止させた。得られた塩をフィルタ上に回収した。得られた濾液から溶媒を蒸発させて、６３ｇの粘性ポリシラザンを得た。
【００６５】
ポリシラザン（ＰＳ４）の調製
【化７】
機械的撹拌機、ドライアイス／アセトン凝縮器、及びアンモニア送込管を備える２リットルの３つ口フラスコに、ヘキサン（１０００ｍＬ）及びジクロロシラン（０．４２モル、１６９．７ｇ、２５重量％キシレン溶液、Ｇｅｌｅｓｔ（Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）から入手）を入れた。次いで、ピリジン（０．８４モル、６６．４ｇ、Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手）をゆっくりフラスコに添加した。メチルジクロロシラン（０．１８モル、２０．７ｇ、Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ（Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ，ＭＡ）から入手）を次にフラスコに添加した。次いで、得られた混合物にアンモニア（Ｍａｔｈｅｓｏｎ Ｔｒｉ Ｇａｓ（Ｂａｋｉｎｇ Ｒｉｄｇｅ，ＮＪ）から入手）をゆっくりバブリングし、混合物の温度を上昇させた。３５ｇのアンモニアを添加した後、反応を停止させた。得られた塩をフィルタ上に回収した。得られた濾液から溶媒を蒸発させて、１６．９ｇの粘性ポリシラザンを得た。
【００６６】
Ｆ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）ａＣＦ（ＣＦ３）Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ３の調製、式中平均して６．７
特記しない限り、「ＨＦＰＯ−」は、メチルエステルＦ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）ａＣＦ（ＣＦ３）Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ３の一価の末端基Ｆ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）ａＣＦ（ＣＦ３）−を指し、式中、「ａ」は平均約６．７であり、メチルエステルは約１，２１１ｇ／モルの平均分子量を有する。参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第３，２５０，８０８号（Ｍｏｏｒｅら）に述べられている方法により、このメチルエステルを作製し、分留により精製した。
【００６７】
ＦＣ−４の手順に基づいて、本質的に米国特許出願公開第２００５／０２５０９２１号（Ｑｉｕら）の６及び７ページに述べられている通り、モノエタノールアミンで処理することにより、このメチルエステルをアミドールＨＦＰＯ−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＯＨに変換した。
【００６８】
２−ＨＦＰＯ−オキサゾリンの調製
【化８】
１１４ｇ（約０．１モル）のＨＦＰＯ−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＯＨ（上記の通り調製）を２０ｍＬのＣ４Ｆ９ＯＣＨ３（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）からＮＯＶＥＣ（商標）Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｆｌｕｉｄ ＨＦＥ−７１００として市販）に溶解させ、１０ｍＬのＳＯＣｌ２で処理し、得られた混合物を１８時間加熱還流させた。次いで、混合物から溶媒を揮散させ、得られた残渣を約１００℃で１０時間加熱して、ＨＦＰＯ−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨＣＨ２ＣＨ２Ｃｌを得、そのうち２０．０ｇを、ＣＨ３ＯＨ中２５重量％のＮａＯＣＨ３を４．０ｇ含有するＣＨ３ＯＨ約２５ｍＬ（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手）に懸濁させた。２３℃で２０時間後、スラリーを水でクエンチし、Ｃ４Ｆ９ＯＣＨ３で抽出して、低粘度の液体として１５．０ｇの２−ＨＦＰＯ−オキサゾリンを得た。核磁気共鳴（ＮＭＲ）及び赤外（ＩＲ）分析によって構造が裏付けられた。
【００６９】
ＨＦＰＯ−ジヒドロアルコールグリシジルエーテルの調製
【化９】
本質的に米国特許第７，２９４，７３１号（Ｆｌｙｎｎら）の実施例１に記載されている通り、ＨＦＰＯ−Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ３（上記の通り調製）を、水素化ホウ素ナトリウムを使用して還元し、ＨＦＰＯ−ＣＨ２ＯＨを調製して、次いで、これを臭化アリルでアルキル化して、ＨＦＰＯ−ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２を形成した。
【００７０】
１３．０ｇのＨＦＰＯ−ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２を１５ｍＬのｔ−ブチルメチルエーテルに溶解させ、４ｇのメタ−クロロ過安息香酸（ｍＣＰＢＡ）で処理した。５ｍＬのペルフルオロ−Ｎ−メチルホルホリン（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から商品名ＰＦ５０５２として市販）のアリコートをクエンチし、濾過し、濃縮することによって、処理された混合物のサンプルを核磁気共鳴（ＮＭＲ）分析のために単離した。ＮＭＲによって、９０％超のアリル基が残留していることが明らかになった。別の２．０ｇのｍＣＰＢＡを混合物に添加し、混合物を２時間水蒸気浴で加熱した。ＮＭＲによって、２８パーセントのアリル基が残留していることが示された。別の３．０ｇのｍＣＰＢＡを混合物に添加し、混合物を２０時間で還流させながら撹拌した。混合物をペルフルオロ−Ｎ−メチルホルホリンでクエンチし、濾過し、無色の油状物である所望のグリシジルエーテル（６．８ｇ）に濃縮した。
【００７１】
ペルフルオロポリ（メチレンオキシド−ｃｏ−エチレンオキシド）ビス（ジヒドロアルコール）ビス（グリシジルエーテル）の調製
【化１０】
本質的に米国特許第７，２９４，７３１号（Ｆｌｙｎｎら）の実施例３に記載されている通り、対応するジアリルエーテル（ＬＴＭは、構造−ＣＦ２Ｏ（ＣＦ２Ｏ）ｎ（Ｃ２Ｆ４Ｏ）ｑＣＦ２−を有する二価ペルフルオロポリエーテル基を表す、Ｓｏｌｖａｙ Ｓｏｌｅｘｉｓ（Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓ）から９５０当量を有するジオールとして市販）を調製し、ＨＦＰＯ−ジヒドロアルコールアリルエーテルについて上に記載されているのと本質的に同じ方法で過剰のメタ−クロロ過安息香酸（ｍＣＰＢＡ）でエポキシド化して、無色の油状物を得た。
【００７２】
Ｎ−３（トリメトキシシリル）プロピルＨＦＰＯ−カルボキサミドの調製
【化１１】
１リットルの丸底フラスコに５００ｇ（０．４０２５５モル）のＨＦＰＯ−Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ３（上記の通り調製）及び７２．１１ｇ（０．０４０２２５モル）のアミノプロピルトリメトキシシランを添加した。フラスコを油浴中で一晩７５℃の内部温度に加熱し、約１７９０ｃｍ−１におけるピークの消失及び約１７１０ｃｍ−１におけるピークの出現がフーリエ変換赤外分光法によってモニタされた。次いで、得られた混合物を、４８時間室温で約０．００１３気圧（１３１．７Ｐａ）の真空下に置いた。
【００７３】
ポリエチレングリコール７５０メチルエーテルグリシジルエーテルの調製
【化１２】
４．３グラムの水素化ナトリウム（６０重量％の鉱油分散液として入手）を３０ｍＬのヘキサンで洗浄し、次いで、無水テトラヒドロフラン（ＴＨＦ、７０ｍＬ）に懸濁させた。７５０グラム／モルの分子量を有するメチルポリ（エチレングリコール）（ＭｅＯ−ＰＥＧ）７５グラム（０．１モル）（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手）の約５０ｍＬの無水ＴＨＦ溶液を懸濁液に滴下した。得られた粘性の黄色溶液を２０ｍＬの無水ＴＨＦ中３７グラムのエピクロロヒドリンに滴下した。得られた混合物を加熱還流させると、曇った沈殿物が形成された。混合物を１７時間加熱還流し、冷却し、濾過し、減圧下で濃縮して、７１．９グラムの生成物混合物を得た。１Ｈ核磁気共鳴分光法による分析で、７０パーセントのメチルポリ（エチレングリコール）がそのグリシジルエーテルに変換されたことが示された。生成物混合物の一部（５１．５グラム）を７５ｍＬの温ヘキサンで２回洗浄し、減圧下で濃縮した。
【００７４】
試験方法
接触角の測定方法
以下の実施例に記載の通りサンプルを調製した。イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）中で手で撹拌することによって１分間サンプルをすすぎ、イソプロピルアルコールを蒸発させた後、水（Ｈ２Ｏ）及びヘキサデカン（ＨＤ）接触角を測定した（それぞれ、湿潤液として水及びヘキサデカンを用いた）。ビデオ接触角分析機（ＡＳＴ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡ）から製品番号ＶＣＡ−２５００ＸＥとして入手可能）で、受け取ったままの試薬グレードのヘキサデカン及び濾過システム（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡ）から入手）を通して濾過した脱イオン水を使用して測定を行った。報告する値は、液滴の右側と左側で測定した少なくとも３滴の測定値の平均である。液滴の体積は、静的接触角測定の場合５マイクロリットル、前進及び後退接触角測定の場合１〜３マイクロリットルであった。
【００７５】
撥インク性試験方法
この試験を使用して、以下の実施例に記載の通り調製したコーティングの撥インク性を測定した。黒色のＳｈａｒｐｉｅ（商標）マーカー（Ｓａｎｆｏｒｄ（Ｂｅｌｌｗｏｏｄ，ＩＬ）から入手可能）を使用して各コーティングの表面に線を引いた。外観及びマーカーの印をはじく能力についてコーティングを格付けした。
【００７６】
【表１】
【００７７】
比較例Ａ
０．６２５ｇのポリシラザンＰＳ１（上記の通り調製）及び０．０１３６ｇのジクミルペルオキシドを５ｇの酢酸エチルに溶解させた。得られた溶液をアルミニウム板にコーティングし、１５０℃で１８時間硬化させた。
【００７８】
（実施例１）
【化１３】
（０．２ｇ；上記の通り調製）及びポリシラザンＰＳ１（２ｇ、上記の通り調製）のキシレン（２ｇ）溶液を４時間１３０℃に加熱した。得られた均質な溶液を室温に冷却すると、２つの層が形成された。溶液を１２ｇの酢酸エチルで希釈した。次いで、０．０１３６ｇのジクミルペルオキシドを５ｇの溶液に添加し、得られた溶液をアルミニウム板にコーティングし、１５０℃で１８時間硬化させた。
【００７９】
（実施例２）
【化１４】
を０．２ｇの
【化１５】
（上記の通り調製）に置換したことを除いて、実施例１と本質的に同様の方法で実施例２を実施した。
【００８０】
（実施例３）
【化１６】
を
【化１７】
（０．２ｇ、上記の通り調製）に置換し、均質な溶液の代わりに曇った溶液が得られたことを除いて、実施例１と本質的に同様の方法で実施例３を実施した。
【００８１】
比較例Ｂ
【化１８】
（２ｇ；上記の通り調製）及びポリシラザンＰＳ１（２ｇ、上記の通り調製）の溶液を１時間１３０℃に加熱し、均質な溶液を得た。０．０４７ｇのジクミルペルオキシドを均質な溶液に添加し、得られた溶液をアルミニウム板にコーティングし、１５０℃で１８時間硬化させた。
【００８２】
比較例Ｃ
【化１９】
（０．４ｇ；Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手）及びポリシラザンＰＳ１（２ｇ；上記の通り調製）の溶液を４５分間１３０℃に加熱して、均質な溶液を得た。均質な溶液に、０．０１７ｇのジクミルペルオキシドを添加した。得られた溶液をアルミニウム板にコーティングし、１５０℃で１８時間硬化させた。
【００８３】
（実施例４）
【化２０】
（上記の通り調製；数平均分子量、Ｍｎは約１４００；０．１ｇ）及びポリシラザンＰＳ１（上記の通り調製；１ｇ）を合わせ、４時間１３０℃に加熱し、次いで、０．０３５ｇのジクミルペルオキシドを得られた溶液に添加した。溶液をアルミニウム板にコーティングし、１５０℃で８時間硬化させた。
【００８４】
（実施例５）
【化２１】
（０．１ｇ、Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から市販）及びポリシラザンＰＳ１（１ｇ、上記の通り調製）を合わせ、４時間１３０℃に加熱し、次いで、０．０３５ｇのジクミルペルオキシドを組み合わせに添加した。得られた溶液をアルミニウム板にコーティングし、１５０℃で８時間硬化させた。
【００８５】
比較例Ａ、Ｂ、及びＣ、並びに実施例１〜５のコーティングされたサンプルを、上記手順に従って水及びヘキサデカン接触角、並びに撥インク性について試験した。結果を以下の表１に報告する。
【００８６】
【表２】
【００８７】
比較例Ｄ
ポリシラザンＰＳ１（上記の通り調製）０．２５ｇ及び０．３７３重量％のＰｔ（０）−Ｍｅ２Ｓｉ（ＣＨ＝ＣＨ２）２ ０．３６４ｇのトルエン溶液（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手）を酢酸エチル２ｇに溶解させた。得られた溶液をアルミニウム板にコーティングし、１２０℃で５時間硬化させた。
【００８８】
（実施例６）
【化２２】
（０．２ｇ；上記の通り調製）及びポリシラザンＰＳ１（２ｇ、上記の通り調製）のキシレン（２ｇ）溶液を４時間１３０℃に加熱した。得られた均質な溶液を室温に冷却すると、２つの層が形成された。この溶液を酢酸エチル（１２ｇ）で希釈し、０．３７３重量％のＰｔ（０）−Ｍｅ２Ｓｉ（ＣＨ＝ＣＨ２）２ ０．３６４ｇのトルエン溶液（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手）を２ｇの溶液に添加した。得られた溶液をアルミニウム板にコーティングし、１２０℃で５時間硬化させた。
【００８９】
（実施例７）
【化２３】
を０．２ｇの
【化２４】
（上記の通り調製）に置換したことを除いて、実施例６と本質的に同様の方法で実施例７を実施した。
【００９０】
（実施例８）
【化２５】
を０．２ｇの
【化２６】
（上記の通り調製）に置換したことを除いて、実施例６と本質的に同様の方法で実施例８を実施した。
【００９１】
（実施例９）
【化２７】
（０．１ｇ；上記の通り調製）、ポリシラザンＰＳ１（１ｇ；上記の通り調製）、０．３７３重量％のＰｔ（０）−Ｍｅ２Ｓｉ（ＣＨ＝ＣＨ２）２ ０．２２ｇのトルエン溶液（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手）、及びｔ−ブチルメチルエーテル（２ｇ）を混合して透明な溶液を形成した。溶液をアルミニウム板にコーティングし、１２０℃で５時間硬化させた。
【００９２】
比較例Ｄ、及び実施例６〜９のコーティングされたサンプルを、上記手順に従って水及びヘキサデカン接触角、並びに撥インク性について試験した。結果を以下の表２に報告する。
【００９３】
【表３】
【００９４】
比較例Ｅ
ポリシラザンＰＳ２（０．２５ｇ；上記の通り調製）、酢酸エチル（５ｇ）、及び０．０１ｇのジクミルペルオキシドの溶液をアルミニウム板にコーティングし、１５０℃で１８時間硬化させた。
【００９５】
（実施例１０）
【化２８】
（０．２ｇ、上記の通り調製）及びポリシラザンＰＳ２（２ｇ、上記の通り調製）のキシレン（２ｇ）溶液を４時間１３０℃に加熱したところ、曇った溶液が得られ、これを室温に冷却すると、２層が形成された。次いで、溶液を酢酸エチル（１２ｇ）で希釈し、０．０３６ｇのジクミルペルオキシドを希釈溶液５ｇに添加した。溶液をアルミニウム板にコーティングし、１５０℃で８時間硬化させた。
【００９６】
比較例Ｅ及び実施例１０のコーティングされたサンプルを、上記手順に従って水及びヘキサデカン接触角、並びに撥インク性について試験した。結果を以下の表３に報告する。
【００９７】
【表４】
【００９８】
比較例Ｆ
ポリシラザンＰＳ２（０．２５ｇ；上記の通り調製）、酢酸エチル（５．７５ｇ）、及び０．３７３重量％のＰｔ（０）−Ｍｅ２Ｓｉ（ＣＨ＝ＣＨ２）２ ０．３６４ｇのトルエン溶液（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手）を調製した。溶液をアルミニウム板にコーティングし、１２０℃で５時間硬化させた。
【００９９】
（実施例１１）
【化２９】
（０．２ｇ、上記の通り調製）及びポリシラザンＰＳ２（２ｇ、上記の通り調製）のキシレン（２ｇ）溶液を４時間１３０℃に加熱したところ、曇った溶液が得られ、これを室温に冷却すると、２層が形成された。溶液をｔ−ブチルメチルエーテル（１２ｇ）で希釈し、トルエン中０．３７３重量パーセントのＰｔ（０）−Ｍｅ２Ｓｉ（ＣＨ＝ＣＨ２）２ ０．３６４ｇを希釈溶液２ｇに添加した。溶液をアルミニウム板にコーティングし、１２０℃で１６時間硬化させた。
【０１００】
比較例Ｆ及び実施例１１のコーティングされたサンプルを、上記手順に従って水及びヘキサデカン接触角、並びに撥インク性について試験した。結果を以下の表４に報告する。
【０１０１】
【表５】
【０１０２】
（実施例１２）
【化３０】
（０．０８ｇ、上記の通り調製）及びポリシラザンＰＳ３（２ｇ、上記の通り調製）のキシレン（２ｇ）溶液を１０時間１３０℃に加熱したところ、曇った溶液が得られ、これを室温に冷却すると、２層が形成された。溶液をｔ−ブチルメチルエーテル（１３．３ｇ）で希釈して、透明な溶液を形成した。透明な溶液１ｇ（固形分０．１１６ｇ）を０．０１３ｇの１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン（ＤＢＵ、ＩＣＩ Ａｍｅｒｉｃａ（Ｐｏｒｔｌａｎｄ，ＯＲ）から入手）と混合し、アルミニウム板にコーティングした。得られたコーティングを乾燥させて、溶媒を蒸発させた数分以内に触れた（ＤＢＵを含まない対応するコーティングと対照的に）。
【０１０３】
実施例１２の乾燥コーティングサンプルの一部を室温で更に硬化させ、硬化時間の関数として（上記手順に従って）水及びヘキサデカン接触角、並びに撥インク性について試験した。結果を以下の表５に報告する。
【０１０４】
【表６】
【０１０５】
更に、実施例１２の乾燥コーティングサンプルの一部を７０℃で２日間更に硬化させ、次いで、上記手順に従って水及びヘキサデカン接触角、並びに撥インク性について試験した。結果を以下の表６に報告する。
【０１０６】
【表７】
【０１０７】
更に、実施例１２の乾燥コーティングサンプルの一部を８０℃で更に硬化させ、硬化時間の関数として（上記手順に従って）水及びヘキサデカン接触角、並びに撥インク性について試験した。結果を以下の表７に報告する。
【０１０８】
【表８】
【０１０９】
更に、実施例１２の乾燥コーティングサンプルの一部を１５０℃で更に硬化させ、硬化時間の関数として（上記手順に従って）水及びヘキサデカン接触角、並びに撥インク性について試験した。結果を以下の表８に報告する。
【０１１０】
【表９】
【０１１１】
比較例Ｇ
ポリシラザンＰＳ４（０．１５７ｇ；上記の通り調製）、酢酸エチル（２ｇ）、及び０．０１４７ｇの１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン（ＤＢＵ、ＩＣＩ Ａｍｅｒｉｃａ（Ｐｏｒｔｌａｎｄ，ＯＲ）から入手）の溶液を調製した。溶液をアルミニウム板にコーティングし、７０℃で６０時間加熱した。得られたコーティングを、上記手順に従って水及びヘキサデカン接触角、並びに撥インク性について試験した。結果を以下の表９に報告する。
【０１１２】
【表１０】
【０１１３】
（実施例１３）
【化３１】
（０．０８ｇ、上記の通り調製）及びポリシラザンＰＳ４（２ｇ、上記の通り調製）のキシレン（２ｇ）溶液を１０時間１３０℃に加熱したところ、曇った溶液が得られ、これを室温に冷却すると、２層が形成された。溶液を酢酸エチル（１２ｇ）で希釈して、透明な溶液を形成した。透明な溶液１ｇ（固形分０．１１６ｇ）を０．０１３ｇの１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン（ＤＢＵ、ＩＣＩ Ａｍｅｒｉｃａ（Ｐｏｒｔｌａｎｄ，ＯＲ）から入手）と混合し、アルミニウム板にコーティングした。得られたコーティングは、７０℃で非常に迅速に固化した（ＤＢＵを含まない対応するコーティングとは対照的に）。
【０１１４】
実施例１３の乾燥コーティングを、硬化時間の関数として（上記手順に従って）水及びヘキサデカン接触角、並びに撥インク性について試験した。結果を以下の表１０に報告する。
【０１１５】
【表１１】
【０１１６】
本明細書で引用した特許、特許文献、及び公報に含有される参照された記述内容は、その全体が、それぞれ個別に組み込まれているかのように、参照として組み込まれる。本発明に対する様々な予見できない修正及び変更が、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく当業者に明らかとなるであろう。本発明は、本明細書で述べる例示的な実施形態及び実施例によって不当に限定されるものではないこと、また、こうした実施例及び実施形態は、本明細書において以下に記述する「特許請求の範囲」によってのみ限定されると意図する本発明の範囲に関する例示のためにのみ提示されることを理解すべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）少なくとも１つの主表面を有する少なくとも１つの基材を用意する工程と、
（ｂ）（１）及び（２）を組み合わせる工程と、
（１）ケイ素−窒素結合、ケイ素−水素結合、炭素−炭素二重結合、窒素−水素結合、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１つの化学的反応性部位を含む、少なくとも１つの硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザン、
（２）（ｉ）及び（ｉｉ）を含む、少なくとも１つのフルオロケミカル化合物、
（ｉ）少なくとも６個の全フッ素化炭素原子を含む少なくとも１つの有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分、
（ｉｉ）少なくとも１つの前記化学的反応性部位を通して前記硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザンと反応することができる少なくとも１つの官能基、
（ｃ）前記硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザンと前記フルオロケミカル化合物とを反応させて又は反応を誘導して、少なくとも１つの硬化性有機フッ素変性ポリシラザンを形成する工程と、
（ｄ）前記硬化性有機フッ素変性ポリシラザン又は前記硬化性オリゴマー若しくはポリマーポリシラザンと、前記フルオロケミカル化合物とを前記基材の少なくとも１つの前記主表面の少なくとも一部に塗布する工程と、
（ｅ）前記硬化性有機フッ素変性ポリシラザンを硬化させて表面処理を形成する工程と、を含む、方法。
【請求項２】
前記基材が、木材、ガラス、鉱物、ポリマー、金属、金属合金、金属化合物、皮革、羊皮紙、紙、織物、塗面、及びこれらの組み合わせから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ポリシラザンが、以下の一般式を有する構造単位を含む主鎖を有する、請求項１に記載の方法：
−［Ｓｉ（Ｒａ）（Ｒｂ）−Ｎ（Ｒｃ）］−
式Ｉ
（式中、各前記Ｒａ、各前記Ｒｂ、及び各前記Ｒｃは、独立して、水素、有機基、ヘテロ有機基、又はこれらの組み合わせである）。
【請求項４】
前記有機及びヘテロ有機基が、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、アルキルシリル、アリールシリル、アルキルアミノ、アリールアミノ、アルコキシ、アリールオキシ、アラルキルオキシ、及びこれらの組み合わせから選択され、並びに／又は前記有機及びヘテロ有機基が、１〜１８個の炭素原子を有する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
各前記Ｒａ及び各前記Ｒｂが、水素、アルキル、アルケニル、アリール、及びこれらの組み合わせから選択され、かつ各前記Ｒｃが水素である、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記アルキルがメチルであり、前記アルケニルがビニルであり、かつ前記アリールがフェニルである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ポリシラザンが、直鎖、分枝、若しくは環状構造、又はこれらの組み合わせを有し、及び／又は１００〜５０，０００の数平均分子量を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記フルオロケミカル化合物の前記有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分が、全フッ素化部分である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記フルオロケミカル化合物の前記有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分が、ペルフルオロアルキル、ペルフルオロアルキレン、ペルフルオロヘテロアルキル、又はペルフルオロヘテロアルキレン部分である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分が、ペルフルオロポリエーテル部分である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記フルオロケミカル化合物が、以下の一般式によって表される分類のうちの１つである、請求項１に記載の方法：
Ｒｆ−（Ｙ−Ｘ）ｖ
（式中、Ｒｆは、一価若しくは多価の直鎖、分枝、脂環式、若しくは芳香族の、フッ素化若しくは全フッ素化された有機若しくはヘテロ有機基、又はこれらの組み合わせであり、各Ｙは、独立して、共有結合、又は二価の直鎖、分枝、脂環式、若しくは芳香族の、有機若しくはヘテロ有機連結基、又はこれらの組み合わせであり、各Ｘは、独立して、求電子基又は求核基であり、ｖは、Ｒｆの価数に等しい正の整数である）。
【請求項１２】
前記Ｒｆが、６〜３５個の炭素原子を含有し、及び／又は前記Ｒｆが一価又は二価であり、かつ前記ｖが１又は２であり、及び／又は前記Ｒｆが全フッ素化有機若しくはヘテロ有機基又はこれらの組み合わせである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記全フッ素化有機又はヘテロ有機基が、ペルフルオロアルキル、ペルフルオロアルキレン、ペルフルオロエーテル、ペルフルオロポリエーテル、及びこれらの組み合わせから選択される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記Ｒｆ基が、ペルフルオロアルキル又はペルフルオロアルキレン基である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記Ｒｆ基が、ペルフルオロポリエーテル基である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記ペルフルオロポリエーテル基が、一価若しくは二価であり、並びに／又は前記ペルフルオロポリエーテル基が、少なくとも１つの二価ヘキサフルオロプロピレンオキシ基（−ＣＦ（ＣＦ３）−ＣＦ２Ｏ−）を含み、並びに／又は前記ペルフルオロポリエーテル基が、Ｆ［ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ］ａＣＦ（ＣＦ３）−（式中、ａは約４〜約２０の平均値を有する）、及び
−ＣＦ（ＣＦ３）（ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）ｂＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｏ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）ｃＣＦ（ＣＦ３）−、（式中、ｂ＋ｃは約４〜約１５の平均値を有する）から選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記Ｙが、共有結合又はアルキレン若しくはヘテロアルキレン基又はこれらの組み合わせであり、並びに／又は前記Ｘが、イソシアナト、イソチオシアナト、エポキシド、アミノ、オキサゾリノ、ヒドロキシル、メルカプト、ビニル、及び加水分解性シリル基、及びこれらの組み合わせである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記塗布が、ディップコーティング、スピンコーティング、スプレーコーティング、ワイピング、ロールコーティング等、及びこれらの組み合わせから選択されるコーティング方法により実施され、並びに／又は前記硬化が、湿分硬化、フリーラジカル開始、ヒドロシリル化、若しくはこれらの組み合わせから選択される硬化方法によって実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
（ａ）少なくとも１つの主表面を有する少なくとも１つの基材を用意する工程と、
（ｂ）（１）及び（２）を組み合わせる工程と、
（１）ケイ素−窒素結合、ケイ素−水素結合、炭素−炭素二重結合、窒素−水素結合、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１つの化学的反応性部位を含む、少なくとも１つの硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザンであって、以下の一般式を有する構造単位を含む主鎖を有するポリシラザン、
−［Ｓｉ（Ｒａ）（Ｒｂ）−Ｎ（Ｒｃ）］−
式Ｉ
（式中、各前記Ｒａ及び各前記Ｒｂは、水素、アルキル、アルケニル、アリール、及びこれらの組み合わせから選択され、各前記Ｒｃは水素である）、
（２）（ｉ）及び（ｉｉ）を含む、少なくとも１つのフルオロケミカル化合物、
（ｉ）少なくとも６個の全フッ素化炭素原子を含むペルフルオロアルキル、ペルフルオロアルキレン、ペルフルオロエーテル、及びペルフルオロポリエーテルから選択される少なくとも１つの有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分、
（ｉｉ）少なくとも１つの前記化学的反応性部位を通して前記硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザンと反応することができる少なくとも１つの官能基であって、イソシアナト、イソチオシアナト、エポキシド、アミノ、オキサゾリノ、ヒドロキシル、メルカプト、ビニル、及び加水分解性シリル基、及びこれらの組み合わせから選択される官能基、
（ｃ）前記硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザンと前記フルオロケミカル化合物とを反応させて又は反応を誘導して、少なくとも１つの硬化性有機フッ素変性ポリシラザンを形成する工程と、
（ｄ）前記硬化性有機フッ素変性ポリシラザン又は前記硬化性オリゴマー若しくはポリマーポリシラザンと、前記フルオロケミカル化合物とを前記基材の少なくとも１つの前記主表面の少なくとも一部に塗布する工程と、
（ｅ）前記硬化性有機フッ素変性ポリシラザンを硬化させて表面処理を形成する工程と、を含む、方法。
【請求項２０】
少なくとも１つの主表面を有する少なくとも１つの基材を含む物品であって、前記基材が、少なくとも１つの前記主表面の少なくとも一部に、請求項１に記載の方法によって調製された表面処理を有する物品。
【請求項１】
（ａ）少なくとも１つの主表面を有する少なくとも１つの基材を用意する工程と、
（ｂ）（１）及び（２）を組み合わせる工程と、
（１）ケイ素−窒素結合、ケイ素−水素結合、炭素−炭素二重結合、窒素−水素結合、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１つの化学的反応性部位を含む、少なくとも１つの硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザン、
（２）（ｉ）及び（ｉｉ）を含む、少なくとも１つのフルオロケミカル化合物、
（ｉ）少なくとも６個の全フッ素化炭素原子を含む少なくとも１つの有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分、
（ｉｉ）少なくとも１つの前記化学的反応性部位を通して前記硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザンと反応することができる少なくとも１つの官能基、
（ｃ）前記硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザンと前記フルオロケミカル化合物とを反応させて又は反応を誘導して、少なくとも１つの硬化性有機フッ素変性ポリシラザンを形成する工程と、
（ｄ）前記硬化性有機フッ素変性ポリシラザン又は前記硬化性オリゴマー若しくはポリマーポリシラザンと、前記フルオロケミカル化合物とを前記基材の少なくとも１つの前記主表面の少なくとも一部に塗布する工程と、
（ｅ）前記硬化性有機フッ素変性ポリシラザンを硬化させて表面処理を形成する工程と、を含む、方法。
【請求項２】
前記基材が、木材、ガラス、鉱物、ポリマー、金属、金属合金、金属化合物、皮革、羊皮紙、紙、織物、塗面、及びこれらの組み合わせから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ポリシラザンが、以下の一般式を有する構造単位を含む主鎖を有する、請求項１に記載の方法：
−［Ｓｉ（Ｒａ）（Ｒｂ）−Ｎ（Ｒｃ）］−
式Ｉ
（式中、各前記Ｒａ、各前記Ｒｂ、及び各前記Ｒｃは、独立して、水素、有機基、ヘテロ有機基、又はこれらの組み合わせである）。
【請求項４】
前記有機及びヘテロ有機基が、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、アルキルシリル、アリールシリル、アルキルアミノ、アリールアミノ、アルコキシ、アリールオキシ、アラルキルオキシ、及びこれらの組み合わせから選択され、並びに／又は前記有機及びヘテロ有機基が、１〜１８個の炭素原子を有する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
各前記Ｒａ及び各前記Ｒｂが、水素、アルキル、アルケニル、アリール、及びこれらの組み合わせから選択され、かつ各前記Ｒｃが水素である、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記アルキルがメチルであり、前記アルケニルがビニルであり、かつ前記アリールがフェニルである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ポリシラザンが、直鎖、分枝、若しくは環状構造、又はこれらの組み合わせを有し、及び／又は１００〜５０，０００の数平均分子量を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記フルオロケミカル化合物の前記有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分が、全フッ素化部分である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記フルオロケミカル化合物の前記有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分が、ペルフルオロアルキル、ペルフルオロアルキレン、ペルフルオロヘテロアルキル、又はペルフルオロヘテロアルキレン部分である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分が、ペルフルオロポリエーテル部分である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記フルオロケミカル化合物が、以下の一般式によって表される分類のうちの１つである、請求項１に記載の方法：
Ｒｆ−（Ｙ−Ｘ）ｖ
（式中、Ｒｆは、一価若しくは多価の直鎖、分枝、脂環式、若しくは芳香族の、フッ素化若しくは全フッ素化された有機若しくはヘテロ有機基、又はこれらの組み合わせであり、各Ｙは、独立して、共有結合、又は二価の直鎖、分枝、脂環式、若しくは芳香族の、有機若しくはヘテロ有機連結基、又はこれらの組み合わせであり、各Ｘは、独立して、求電子基又は求核基であり、ｖは、Ｒｆの価数に等しい正の整数である）。
【請求項１２】
前記Ｒｆが、６〜３５個の炭素原子を含有し、及び／又は前記Ｒｆが一価又は二価であり、かつ前記ｖが１又は２であり、及び／又は前記Ｒｆが全フッ素化有機若しくはヘテロ有機基又はこれらの組み合わせである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記全フッ素化有機又はヘテロ有機基が、ペルフルオロアルキル、ペルフルオロアルキレン、ペルフルオロエーテル、ペルフルオロポリエーテル、及びこれらの組み合わせから選択される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記Ｒｆ基が、ペルフルオロアルキル又はペルフルオロアルキレン基である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記Ｒｆ基が、ペルフルオロポリエーテル基である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記ペルフルオロポリエーテル基が、一価若しくは二価であり、並びに／又は前記ペルフルオロポリエーテル基が、少なくとも１つの二価ヘキサフルオロプロピレンオキシ基（−ＣＦ（ＣＦ３）−ＣＦ２Ｏ−）を含み、並びに／又は前記ペルフルオロポリエーテル基が、Ｆ［ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ］ａＣＦ（ＣＦ３）−（式中、ａは約４〜約２０の平均値を有する）、及び
−ＣＦ（ＣＦ３）（ＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）ｂＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｏ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ）ｃＣＦ（ＣＦ３）−、（式中、ｂ＋ｃは約４〜約１５の平均値を有する）から選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記Ｙが、共有結合又はアルキレン若しくはヘテロアルキレン基又はこれらの組み合わせであり、並びに／又は前記Ｘが、イソシアナト、イソチオシアナト、エポキシド、アミノ、オキサゾリノ、ヒドロキシル、メルカプト、ビニル、及び加水分解性シリル基、及びこれらの組み合わせである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記塗布が、ディップコーティング、スピンコーティング、スプレーコーティング、ワイピング、ロールコーティング等、及びこれらの組み合わせから選択されるコーティング方法により実施され、並びに／又は前記硬化が、湿分硬化、フリーラジカル開始、ヒドロシリル化、若しくはこれらの組み合わせから選択される硬化方法によって実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
（ａ）少なくとも１つの主表面を有する少なくとも１つの基材を用意する工程と、
（ｂ）（１）及び（２）を組み合わせる工程と、
（１）ケイ素−窒素結合、ケイ素−水素結合、炭素−炭素二重結合、窒素−水素結合、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１つの化学的反応性部位を含む、少なくとも１つの硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザンであって、以下の一般式を有する構造単位を含む主鎖を有するポリシラザン、
−［Ｓｉ（Ｒａ）（Ｒｂ）−Ｎ（Ｒｃ）］−
式Ｉ
（式中、各前記Ｒａ及び各前記Ｒｂは、水素、アルキル、アルケニル、アリール、及びこれらの組み合わせから選択され、各前記Ｒｃは水素である）、
（２）（ｉ）及び（ｉｉ）を含む、少なくとも１つのフルオロケミカル化合物、
（ｉ）少なくとも６個の全フッ素化炭素原子を含むペルフルオロアルキル、ペルフルオロアルキレン、ペルフルオロエーテル、及びペルフルオロポリエーテルから選択される少なくとも１つの有機フッ素又はヘテロ有機フッ素部分、
（ｉｉ）少なくとも１つの前記化学的反応性部位を通して前記硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザンと反応することができる少なくとも１つの官能基であって、イソシアナト、イソチオシアナト、エポキシド、アミノ、オキサゾリノ、ヒドロキシル、メルカプト、ビニル、及び加水分解性シリル基、及びこれらの組み合わせから選択される官能基、
（ｃ）前記硬化性オリゴマー又はポリマーポリシラザンと前記フルオロケミカル化合物とを反応させて又は反応を誘導して、少なくとも１つの硬化性有機フッ素変性ポリシラザンを形成する工程と、
（ｄ）前記硬化性有機フッ素変性ポリシラザン又は前記硬化性オリゴマー若しくはポリマーポリシラザンと、前記フルオロケミカル化合物とを前記基材の少なくとも１つの前記主表面の少なくとも一部に塗布する工程と、
（ｅ）前記硬化性有機フッ素変性ポリシラザンを硬化させて表面処理を形成する工程と、を含む、方法。
【請求項２０】
少なくとも１つの主表面を有する少なくとも１つの基材を含む物品であって、前記基材が、少なくとも１つの前記主表面の少なくとも一部に、請求項１に記載の方法によって調製された表面処理を有する物品。
【公表番号】特表２０１２−５３２２０８（Ｐ２０１２−５３２２０８Ａ）
【公表日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５１７７５５（Ｐ２０１２−５１７７５５）
【出願日】平成２２年６月２５日（２０１０．６．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３９９００
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／００２６６８
【国際公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２５日（２０１０．６．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３９９００
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／００２６６８
【国際公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
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