(57)【要約】  本発明は、アルミニウム、マグネシウム、チタン、ニオブ、および／またはジルコニウム、およびこれらの合金から選択されたバルブメタルで作製された物体を、該メタルから形成され、該メタルとの境界層として薄い障壁層を有し、表面がポリマーで被覆された酸化物セラミック層で被覆するための方法であって、前記ポリマーが、真空被覆およびその後に続くダイマーの重合によって、一般式Ｉのダイマーまたはハロゲン化ダイマーの形で酸化物セラミック層の毛管系に導入されることを特徴とする方法に関する    【化１】2009506202.tif 000005（式中、Ｒ１は、１つまたは複数の水素またはハロゲン残基を表し；各Ｒ２は、水素またはハロゲンを表し；Ｒ３は一般に、ダイマー構造を完成させるための、対応するキシリレン残基を表す）。
2009506202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム、マグネシウム、チタン、ニオブ、および／またはジルコニウム、およびこれらの合金から選択されたバルブメタルで作製された物体を、該メタルから形成され、該メタルとの境界層として薄い障壁層を有し、表面がポリマーで被覆された酸化物セラミック層で被覆するための方法であって、前記ポリマーが、真空被覆およびその後に続くダイマーの重合によって、一般式Ｉのダイマーまたはハロゲン化ダイマーの形で酸化物セラミック層の毛管系に導入されることを特徴とする方法
【化１】
2009506202.tif 000004
（式中、
Ｒ１は、１つまたは複数の水素またはハロゲン残基を表し；
各Ｒ２は、水素またはハロゲンを表し；
Ｒ３は一般に、ダイマー構造を完成させるための、対応するキシリレン残基を表す）。
【請求項２】
バルブメタルとの境界層として障壁層を有し、それに続いて表面に向かう毛管構造になる層構造を有する、プラズマ−化学陽極酸化によって形成された酸化物セラミック層を用いることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
厚さが１０から５０μｍ、特に２０から４０μｍである、プラズマ−化学酸化物セラミック層を用いることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ダイマーフルオロキシリレン、クロロキシリレン、および／または水素キシリレンから選択されたダイマーを用いることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
バルブメタルからなり、請求項１から４のいずれかに記載の方法によって得ることが可能な物体。
【請求項６】
ターボ分子ポンプのアルミニウムまたはアルミニウム合金のロータを含むことを特徴とする、請求項５に記載の物体。
【請求項７】
ポリマーの層厚が０．５から１５μｍ、特に５から１０μｍであることを特徴とする、請求項５または６に記載の物体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｎｂ、および／またはＺｒ、またはこれらの合金から選択された、バルブメタルで作製された物体を被覆するための方法と、それによって得られた物体とに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＰ０５４５２３０Ａ１は、障壁層形成金属上に、任意選択で改質された酸化物セラミック層を生成するための方法と、得られた生成物に関する。障壁層形成金属上の酸化物セラミック層の厚さおよび耐摩耗性を増大させるために、電圧が最終的な値に達するまで、少なくとも１Ａ／ｄｍ２の定電流密度で、２から８のｐＨ値を有する塩化物を含まない電解質浴内で、プラズマ−化学陽極酸化を行う。アルミニウムまたはアルミニウム合金の物体表面で、コランダムからなる酸化物セラミック層を生成することができる。マグネシウムおよびチタン上でも、１５０μｍまでの層厚が実現される。
【０００３】
多くの適用例では、多量に投入されるバルブメタルの構成部品は、極限条件下であっても、耐食性であり且つ耐摩耗性でなければならない。これは、そのような物体に、ワイドメッシュ連結毛管系を有する酸化物セラミック層を設け、少なくとも一方向では毛管の直径よりも小さいフルオロポリマーの粒子を導入し、プレフィル毛管系を備えた物体を、変化する圧力条件に曝すことによって実現される。
【０００４】
ＤＥ４１２４７３０Ｃ２は、陽極酸化によってアルミニウムまたはその合金で作製された物体の微孔質表面に、フルオロポリマーを組み込むための方法に関し、この方法は、１から５０ｎｍの粒度を有するフルオロポリマーまたはその前駆体の水性懸濁液を、金属と垂直な硬質陽極酸化アルミニウム層の毛管に組み込むことを特徴とする。
【０００５】
ＤＥ４２３９３９１Ｃ２は、フルオロポリマーが充填された酸化物セラミック層を有するアルミニウム、マグネシウム、またはチタンの物体と、これらを作製するための方法に関する。金属表面に薄く堅固に接着している障壁層を有する障壁層形成金属の上に、焼結された稠密酸化物セラミック層が重ねられ、さらにその最上面に、本質的にフルオロポリマーが充填されたワイドメッシュ連結毛管系を備えた酸化物セラミック層で作製された物体について、記述されている。特に、酸化物セラミック層は、４０から１５０μｍの厚さを有する。そのような物体の例は、ターボ分子ポンプ用のロータ、ディーゼルまたはガソリンエンジン用のターボチャージャ、真空またはプラズマ技術からの構成部品、コロナ放電用のローラ、および超音波ソノトロードであり、それぞれがアルミニウムまたはアルミニウム合金である。外側の酸化物層に導入されることになるフルオロポリマーまたはその前駆体の粒子は、液体でない限り、適切な溶媒に溶かした溶液または懸濁液として導入されることが記載されている。この記述の本質的な核心は、適切な溶媒中のフルオロポリマーの粒子を、変化する圧力条件にかけることであり、そのためには、まず真空を使用して酸化物セラミック層の毛管系から空気を除去し、引き続き真空の作用によって粒子を孔に進入させ、真空から開放した後に、大気圧によってこの粒子を孔内に押圧し、したがって良好な分枝構造が同様に得られると考えられる、含浸系が適切である。
【０００６】
特に適切なフルオロポリマーとして、特に、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、およびトリフルオロクロロエチレンのポリマーおよびコポリマーが記載されている。これらのフルオロポリマーは、事実上どの溶媒にも可溶性ではないことが知られており、したがって、これらのフルオロポリマーは、ＤＥ４２３９３９１Ｃ２による分散液の形で表面に導入されると考えられる。
【０００７】
類似の方法が、日本国特許第２９１３５６７号に記載されている。耐食性構造は、約２０μｍの厚さを有するＮｉ−Ｐ合金のメッキ層が、半導体製造装置において塩素ガスを放出するために塩素ガスと接触することになるターボ分子ポンプのアルミニウム／合金部品に提供されること、および前記ターボ分子ポンプのロータおよびステータを、フッ素樹脂の層を形成するための液体に浸漬し次いで乾燥することによって、フッ素樹脂保護層が前記メッキ層上に形成されることを特徴とする。
【０００８】
ＥＰ１４８５６２２Ｂ１は、アルミニウム、マグネシウム、チタン、ニオブ、および／またはジルコニウム、およびこれらの合金から選択されたバルブメタルで作製された物体を、フルオロポリマーで被覆されているその表面に設けられた、金属および酸化物セラミック層からなる薄い障壁層で被覆するための方法に関し、この方法は、フルオロポリマーを、溶液の形で真空含浸によって酸化物セラミック層の毛管系に導入し、その後、溶液の非湿潤部分を除去し、乾燥することを特徴とする。
【０００９】
上述の従来技術の文書には、フルオロポリマーが、本質的に酸化物セラミック層の外面に提供されるが、分枝構造には少しの程度しか進入しないという共通の特徴がある。
【特許文献１】ＥＰ０５４５２３０Ａ１
【特許文献２】ＤＥ４１２４７３０Ｃ２
【特許文献３】ＤＥ４２３９３９１Ｃ２
【特許文献４】日本国特許第２９１３５６７号
【特許文献５】ＥＰ１４８５６２２Ｂ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって本発明の目的は、被覆の均一性、したがって物体の封止性、特に酸化物セラミック層の均一性を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の実施形態では、上記物体は、アルミニウム、マグネシウム、チタン、ニオブ、および／またはジルコニウム、およびこれらの合金から選択されたバルブメタルで作製された物体を、該メタルから形成され、該メタルとの境界層として薄い障壁層を有し、表面がポリマーで被覆された酸化物セラミック層で被覆するための方法であって、前記ポリマーが、真空被覆およびその後に続くダイマーの重合によって、一般式Ｉのダイマーまたはハロゲン化ダイマーの形で酸化物セラミック層の毛管系に導入されることを特徴とする方法によって実現される
【００１２】
【化１】
2009506202.tif 000003
（式中、
Ｒ１は、１つまたは複数の水素またはハロゲン残基を表し；
各Ｒ２は、水素またはハロゲンを表し；
Ｒ３は一般に、ダイマー構造を完成させるための、対応するキシリレン残基を表す）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
一般式（Ｉ）は、ダイマー構造のモノマーを表す。
【００１４】
ダイマーまたはハロゲン化ダイマーで真空被覆することにより、酸化物またはセラミック層、特に陽極酸化によって生成されたものを後処理することによって、保護層の気密性に関する性質を、従来技術よりも実質的に改善することができる。得られたポリマーの適用例における別の利点は、侵襲的および腐食性媒体に対するその極めて高い抵抗力にある。これらの媒体は、例えば、プラズマエッチングでターボ分子ポンプを使用する際には気状であるが、酸またはアルカリの液体または蒸気を含んでもよい。
【００１５】
ダイマーが最初にモノマー化し、その後、このように形成された遊離基の重合が行われると想定される。
【００１６】
同様に、モノマーまたはハロゲン化モノマーは、酸化物またはセラミック類の被覆を事前に行う必要なく、直接使用することも可能である。このように処理された表面も、土または埃の粒子を弾いたり、水や油、その他の液体などの媒体に濡れないなどの、特定の性質を特徴とする。
【００１７】
本発明を使用することにより、多孔質表面の被覆の均一性を従来技術よりも著しく改善することが可能になる。これを実現するには、上記の層の付着を真空中で行うことが有益である。真空中で気状モノマーまたはハロゲン化モノマーが層の孔または微視的に小さいキャビティに進入し、かつその内部で重合する。
【００１８】
本発明の被覆の利点は、一方では非常に低い表面エネルギーにあり、他方では、特に溶媒、油（シリコーン油も）、および水ベースの液体を含めたほぼ全ての溶媒および気体に対する最適な耐性および不透過性にある。固形分も、ほとんど難なく被膜の表面に堆積することができる。さらに、重合の性質によって、上述のバルブメタル並びにその酸化物セラミック層との非常に良好な接着が行われる。さらに、処理された表面が曝される通常の動作条件による影響を受けない高い化学的、熱的、および電気的安定性を指摘すべきである。
【００１９】
本発明の意味において、アルミニウム、マグネシウム、チタン、ニオブ、またはジルコニウム、およびこれらの合金は、バルブメタルとして用いられる。
【００２０】
本明細書では特に、ターボ分子ポンプのロータを作製するのに頻繁に用いられる、アルミニウムおよびアルミニウム合金が示される。
【００２１】
本発明で使用される「アルミニウムおよびその合金」という用語は、超純粋アルミニウムと、ＤＩＮ  ＥＮ５７３１−４による２ｘｘｘ、３ｘｘｘ、５ｘｘｘ、６ｘｘｘ、および７ｘｘｘグループの合金、並びにＤＩＮ  ＥＮ１７０６による鋳造合金を意味する。
【００２２】
純マグネシウムの他に、特にＡＳＴＭ指定のＡＳ４１、ＡＭ６０、ＡＺ６１、ＡＺ６３、ＡＺ８１、ＡＺ９１、ＡＺ９２、ＨＫ３１、ＱＥ２２、ＺＥ４１、ＺＨ６２、ＺＫ５１、ＺＫ６１、ＥＺ３３、ＨＺ３２、および混練合金ＡＺ３１、ＡＺ６１、ＡＺ８０、Ｍ１  ＺＫ６０、ＺＫ４０のマグネシウム鋳造合金が、本発明の目的にさらに適している。
【００２３】
さらに、純チタンまたはＴｉＡｌ６Ｖ４やＴｉＡｌ５Ｆｅ２．５などのチタン合金を、使用してもよい。
【００２４】
本発明によれば、酸化物セラミック層は、この酸化物セラミック層が、バルブメタルとの境界層として稠密障壁層を含み、それに続いて多孔質層構造が表面に向かって存在し、それがワイドメッシュ連結毛管系になる、多少なりとも区分された材料から調製することが特に好ましい。対応する酸化物セラミック層は、例えばＤＥ４２３９３９１Ｃ２により知られている。
【００２５】
また本発明によれば、プラズマ−化学酸化物セラミック層であるが、ＤＥ４２３９３９１Ｃ２からもわかるように、電気化学的陽極酸化によって付着されたようなその他の酸化物層も、１０から５０μｍ、特に２０から４０μｍの厚さで用いられる。
【００２６】
本発明により用いることができるモノマーまたはハロゲン化モノマーは、ｐ−キシリレンのダイマーまたは一般式Ｉのハロゲン化パラキシリレンダイマーから選択されることが好ましい。
【００２７】
「Ｐａｒｙｌｅｎｅ（商標）」という名称で、キシリレン誘導体がＰａｒｙｌｅｎｅ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｉｎｃ．またはＵｎｉｇｌｏｂａｌ  Ｋｉｓｃｏ  Ｉｎｃ．により、広く様々な目的に合わせた被覆材料として販売されている。Ｐａｒｙｌｅｎｅ（商標）は、孔がなく透明なポリマー被膜として、基板に対して気相からの凝縮により真空中で付着される被覆である。事実上あらゆる基板材料、例えば金属、ガラス、紙、塗料、プラスチック、セラミック、フェライト、およびシリコーンを、Ｐａｒｙｌｅｎｅ（商標）で被覆することができる。１つの操作で、０．１から５０μｍの被覆厚さを付着させることができる。Ｐａｒｙｌｅｎｅ（商標）被覆は、無機および有機媒体、強酸、アルカリ液、気体、および水蒸気に対して良好な障壁効果を発揮する、疎水性で化学的に耐性のある被覆である。この被覆は、高圧抵抗および低誘電率で、優れた電気分離を有する。被覆は、層厚０．２μｍから微小孔およびピンホールがない。高いクレバスアクセス性を有する薄く透明な被覆は、縁部であっても複雑な構造を有する基板に適切である。基板の被覆は、真空中で温度負荷なしで、特に室温で実現される。被覆は、２２０℃まで耐熱性がある。
【００２８】
出発材料は、通常ダイマー（ジパラキシリレン）の形をとり、約１５０℃に加熱されて、対応する気状モノマーに変換される。層の厚さおよび均一性は、用いられるダイマーの量および純度によって制御される。
【００２９】
本発明によれば、ポリパラキシリレンの層を０．５から１５μｍ、特に５から１０μｍの厚さで付着させることが特に好ましい。
【００３０】
別の実施形態では、本発明は、上述の方法によって得ることができるバルブメタルで作製された物体を含む。本発明によれば、これらの物体は、ほとんどがアルミニウムまたはアルミニウム合金から作製されるターボ分子ポンプの構成部品、特にロータまたはステータであることが、特に好ましい。
【００３１】
本発明を用いることにより、未処理の酸化物層および真空含浸酸化物層のアドミタンスの比較測定値によって示すことができる、極めて低い表面アドミタンスを特徴とする物体を得易くなる。
【００３２】
真空被覆では、酸化物層の孔、したがって全表面の完全な被覆が確実に行われる。プラズマ化学によって生成された層の孔径のみならず陽極酸化物層についても、この手法が特に有利である。
【００３３】
古典的な浸漬処理は、濡れ易い表面に到達するのみで、孔（特に硬質陽極酸化層の孔）には進入しない。これについて、プラズマ酸化物層に関する試験を行い、相違を示した。
【００３４】
本発明による真空被覆での７μＳと比較した場合、通常の被覆では４２μＳのアドミタンスが確立された。
【実施例１】
【００３５】
Ｋｅｐｌａ  Ｃｏａｔ被覆（２５μｍ）および５５μＳのアドミタンスを有する２ｘｘｘ合金グループのサンプルシートを、パリレンでは通常の調製方法に従って＜１０μｍのＰａｒｙｌｅｎｅ（商標）で被覆した。
【００３６】
真空被覆の後、もはや測定可能ではないアドミタンスが得られた。
【００３７】
アドミタンスを決定するために、接触面積が２．３ｍｍの直径を有する測定セルを使用した。硫酸カリウム溶液が、補助電解質として機能した。測定そのものについては、Ｆｉｓｃｈｅｒ社の「Ａｎｏｔｅｓｔ  ＹＤ」を用いた。
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月22日(2007.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム、マグネシウム、チタン、ニオブ、および／またはジルコニウム、およびこれらの合金から選択されたバルブメタルで作製された物体を、プラズマ−化学付着により該メタルから形成され、該メタルとの境界層として障壁層を有し、表面がポリマーで被覆された酸化物セラミック層で被覆するための方法であって、前記ポリマーが、一般式Ｉによるダイマーまたはハロゲン化ダイマーの形でモノマー化され
【化１】
2009506202.tif 000006
（式中、
Ｒ１は、１つまたは複数の水素またはハロゲン残基を表し；
各Ｒ２は、水素またはハロゲンを表し；
Ｒ３は一般に、ダイマー構造を完成させるための、対応するキシリレン残基を表す）、
モノマーが、真空中で毛管系内および酸化物セラミック層上に導入され、そこで重合することを特徴とする方法。
【請求項２】
バルブメタルとの境界層として障壁層を有し、それに続いて表面に向かう毛管構造になる微小孔層構造を有する、酸化物セラミック層を用いることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
厚さが１０から５０μｍ、特に２０から４０μｍである酸化物セラミック層を有する物体を被覆することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ダイマーフルオロキシリレン、クロロキシリレン、および／または水素キシリレンから選択されたダイマーを用いることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
バルブメタルからなり、請求項１から４のいずれかに記載の方法によって得ることが可能な物体。
【請求項６】
ターボ分子ポンプのアルミニウムまたはアルミニウム合金のロータを含むことを特徴とする、請求項５に記載の物体。
【請求項７】
ポリマーの層厚が０．５から１５μｍ、特に５から１０μｍであることを特徴とする、請求項５または６に記載の物体。
【国際調査報告】
2009506202.tif 000007
2009506202.tif 000008
2009506202.tif 000009
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