(57)【要約】本明細書において、熱硬化プロセス中に、硬化可能なフルオロエラストマー組成物、および好ましくは、パーフルオロエラストマー組成物を、基板に接合するための接合組成物が提供される。上記組成物は、（ａ）アクリル酸アルミニウム、アクリル酸ケイ素、アクリル酸アンモニア、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される化合物、（ｂ）接着性化合物；ならびに（ｃ）溶媒を含む。フルオロエラストマーおよびパーフルオロエラストマーを基板表面に接合するための方法はまた、本明細書中に含まれ、上記方法は、上記接合組成物を利用する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化プロセス中に、硬化可能なフルオロエラストマー組成物を基板に接合するための接合組成物であって、該接合組成物は、
ａ）アクリル酸アルミニウム、アクリル酸ケイ素、アクリル酸アンモニア、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される化合物、
ｂ）接着性化合物、ならびに
ｃ）溶媒
を含む、
接合組成物。
【請求項２】
前記接着性化合物は、エポキシ、アクリレート、ウレタン、シリコーン、シアノエステル、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の接合組成物。
【請求項３】
前記化合物のうちの１つのみが存在し、それは、アクリル酸アルミニウム、アクリル酸ケイ素、またはアクリル酸アンモニアである、請求項１に記載の接合組成物。
【請求項４】
前記化合物は、アクリル酸アルミニウムである、請求項３に記載の接合組成物。
【請求項５】
前記組成物において、前記化合物：前記接着性化合物の比は、乾燥基準で約０．１重量部：約２５重量部〜約２重量部：約１重量部である、請求項１に記載の接合組成物。
【請求項６】
前記組成物において、前記化合物：前記接着性化合物の比は、乾燥基準で約１重量部：約５重量部〜約１重量部：約１重量部である、請求項５に記載の接合組成物。
【請求項７】
約２０重量パーセント〜約９０重量パーセントの溶媒；約０．４重量部〜約５４重量部の化合物、および約３重量パーセント〜約７８重量パーセントの接着性化合物を含む、請求項１に記載の接合組成物。
【請求項８】
前記組成物は、重金属を含まない、請求項１に記載の接合組成物。
【請求項９】
前記溶媒は、前記化合物および前記接着剤と相溶性である、請求項１に記載の接合組成物。
【請求項１０】
前記溶媒は、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メタノール、エタノール、およびプロパノールからなる群から選択される、請求項９に記載の接合組成物。
【請求項１１】
前記溶媒は、約１２０℃以下の温度で蒸発可能である、請求項１に記載の接合組成物。
【請求項１２】
前記接合組成物は、フルオロエラストマー組成物を、セラミック、金属、金属合金、半導体、ポリマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される基板に接合することが可能である、請求項１に記載の接合組成物。
【請求項１３】
前記接合組成物は、フルオロエラストマー組成物をアルミナ、サファイア、ホウ素、イットリア、ケイ素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、テルル、ポロニウム、陽極処理アルミニウム、アルミニウム、ステンレス鋼、ポリテトラフルオロエチレン、およびそれらの組み合わせに接合することが可能である、請求項１に記載の接合組成物。
【請求項１４】
前記接合組成物は、フルオロエラストマー組成物を、セラミック、金属、金属合金、半導体、ポリマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される基板に接合することが可能である、請求項１に記載の接合組成物。
【請求項１５】
前記フルオロエラストマー組成物は、少なくとも２つの単量体および少なくとも１つの硬化部位単量体を有する硬化可能なフルオロエラストマーを含み、ここで該少なくとも２つの単量体は、テトラフルオロエチレンおよびフッ素化ビニリデンを含む、請求項１４に記載の接合組成物。
【請求項１６】
前記フルオロエラストマー組成物は、少なくとも１つの硬化剤を含む、請求項１５に記載の接合組成物。
【請求項１７】
前記フルオロエラストマー組成物は、第二の硬化剤、共硬化剤、および硬化促進剤のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項１６に記載の接合組成物。
【請求項１８】
前記フルオロエラストマーは、少なくとも２つの硬化可能なフルオロポリマーを含む、請求項１４に記載の接合組成物。
【請求項１９】
前記少なくとも２つの硬化可能なフルオロポリマーは、ブレンド中にある、請求項１８に記載の接合組成物。
【請求項２０】
前記フルオロポリマー組成物は、パーフルオロポリマー組成物であり、少なくとも１つの硬化可能なフルオロポリマーは、少なくとも１つの硬化可能なパーフルオロポリマーを含む、請求項１４に記載の接合組成物。
【請求項２１】
前記硬化可能なパーフルオロエラストマー組成物は、少なくとも１つの硬化剤を含む、請求項２０に記載の接合組成物。
【請求項２２】
前記硬化可能なパーフルオロポリマーは、テトラフルオロエチレン、テトラフルオロアルキルビニルエーテル、および少なくとも１つの硬化部位単量体を含む、請求項２０に記載の接合組成物。
【請求項２３】
少なくとも２つの硬化可能なパーフルオロポリマーを含む、請求項２０に記載の接合組成物。
【請求項２４】
前記パーフルオロポリマーは、ブレンド中にある、請求項２３に記載の接合組成物。
【請求項２５】
前記パーフルオロポリマー組成物は、テトラフルオロエチレンと、第一のパーフルオロアルキルビニルエーテルと、少なくとも１つの硬化部位を有する少なくとも１つの第一の硬化部位単量体とを含む第一の硬化可能なパーフルオロポリマーであって、ここで該テトラフルオロエチレンが、該第一の硬化可能なパーフルオロポリマー中に、少なくとも約６０モルパーセントの量で存在する、第一の硬化可能なパーフルオロポリマー；テトラフルオロエチレンと、第二のパーフルオロアルキルビニルエーテルと、少なくとも１つの硬化部位を有する少なくとも１つの第二の硬化部位単量体とを含む第二の硬化可能なパーフルオロポリマーであって、ここで該第二の硬化可能なパーフルオロポリマーが、その中にフッ素樹脂粒子を含む、第二の硬化可能なパーフルオロポリマー、および硬化剤を含む、請求項２４に記載の接合組成物。
【請求項２６】
前記パーフルオロポリマーは、少なくとも６０モルパーセント〜９５モルパーセントのテトラフルオロエチレンを含む、請求項２０に記載の接合組成物。
【請求項２７】
フルオロエラストマー組成物を基板に接合する方法であって、該方法は、
ａ）少なくとも１つの硬化可能なフルオロポリマーを含む硬化可能なフルオロポリマー組成物を提供するステップ；
ｂ）外表面を有する予備成形品を形成するステップ；
ｂ）基板であって、その上に接合表面を有する該基板を提供するステップ；
ｃ）該予備成形品の外表面の一部分の少なくとも１つおよび該基板の接合表面の少なくとも一部分を、アクリル酸アルミニウム、アクリル酸ケイ素、アクリル酸アンモニア、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される化合物；接着性化合物；ならびに溶媒を含む接合組成物でコーティングするステップ；
ｄ）該接合組成物が、該予備成形品の外表面の少なくとも一部分および該基板表面と接触するように、該予備成形品の外表面および該基板表面を接触させるステップ；ならびに
ｅ）該予備成形品および該基板を熱に供し、該接合組成物として該予備成形品を該基板表面に接合し、該基板に接合されたフルオロエラストマーを有する接合された構造を形成するために該フルオロポリマー組成物を硬化するステップ
を含む、
方法。
【請求項２８】
前記フルオロエラストマー組成物は、パーフルオロエラストマー組成物である、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
ｆ）前記接合された構造を後硬化するステップをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
ステップｂ）は、表面を有する第二の基板を提供するステップをさらに含み、ステップｅ）は、前記硬化可能なフルオロポリマー組成物を、第一の基板の表面および該第二の基板の表面に熱成形して、接合された構造を形成するステップをさらに含み、ここで該フルオロポリマーは、少なくとも部分的に該第一の基板および該第二の基板の表面に接合される、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記接合された構造は、層状構造である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
接合された構造であって、該接合された構造は
ａ）表面を有する基板；および
ｂ）そこに接合されたフルオロエラストマーを含み、ここで該基板および該フルオロエラストマーは、アクリル酸アルミニウム、アクリル酸ケイ素、アクリル酸アンモニア、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される化合物；接着性化合物；ならびに溶媒を含む接合組成物によって接合される、
接合された構造。
【請求項３３】
前記フルオロエラストマーは、パーフルオロエラストマーである、請求項３２に記載の接合された構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本願は、米国特許法§１１９条（ｅ）の下、２０１０年１０月２０日に出願された米国仮特許出願第６１／４０５，１０２号の利益を主張し、その開示全体が、本明細書中で参考として援用される。
【０００２】
発明の背景
発明の分野
本発明は、フルオロエラストマー材料（パーフルオロエラストマー材料が挙げられる）を半導体製造プロセスにおいて使用され得る表面（金属性表面が挙げられる）に接合させる分野に関する。
【背景技術】
【０００３】
関連技術の記載
半導体の製造は、種々の密閉されたプロセスチャンバーの使用を包含し、得られた製造製品（半導体ウエハおよびチップ）に影響し得る汚染および粒子状化（ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ）を回避するように設計されたクリーンルーム環境を包含し得る。そのようなプロセス装置は、代表的に、上記チャンバーを周囲環境から封鎖するゲートおよびドア（例えば、スリットバルブドア）を含む。そのようなドアおよびゲートは、一般に、シール、ガスケットおよびｏ−リングを含む。そのようなシール、ガスケットおよびｏ−リングを作製するために使用される材料は、通常、フルオロポリマー材料またはフルオロエラストマー材料から形成され、高度に耐汚染性のシールについてのいくつかの場合において、パーフルオロエラストマー材料から形成される。そのようなドアおよびゲートは、半導体産業においてプロセス反応チャンバーとともに一般的に使用され、チャンバーの開閉を可能にする。
【０００４】
半導体産業において、プロセス（例えば、化学蒸着、プラズマ蒸着、およびエッチングなど）が代表的に使用される。そのようなプロセスは、真空チャンバーならびに苛酷な化学物質（ｈａｒｓｈ  ｃｈｅｍｉｃａｌ）、高エネルギープラズマおよび他の腐食性材料が使用され、非常に苛酷な環境が作り出される同様の反応器の使用が必要とされる。プラズマは、固体、液体または気体とは相違する物質の第四状態と定義されており、星や核融合反応炉内に存在している。気体は、原子がその電子を全て失って、高度に帯電した核および遊離電子の集合体となるまで加熱される場合にプラズマになる。
【０００５】
半導体のプロセスステップは、一般に、チップ、チップウエハおよび他の基板が移動し得るまたはロボットにより移動され得る相互に連結された一連の反応チャンバーおよび他のチャンバーの孤立した環境で行なわれる。そのような一連のチャンバーを移動し、通過する場合、作動中、種々のドア、ゲートおよび／またはバルブもこの装置と関連している。そのようなドアの１つとしてはスリットバルブが挙げられ、これは、代表的には、反応チャンバーへの開口部が十分に密閉されることを確実にする弾性のある密閉リングを有するように作製されている。そのような密閉は、チャンバー内の反応物の苛酷な性質のため、すなわち、そのような化学物質を安全にチャンバー内に保持するため、および反応中に、得られた反応生成物（複数可）の純度に影響し得る不純物がチャンバーの外部から入ってこないようにするために重要である。
【０００６】
また、そのようなパーツは、使用の準備ができた状態で提供され得、例えば、ドア上の所定の場所（例えば、対向する係合において、対応する形状のシール、ガスケットまたはＯ−リングを受容するように大きさが決められた予備成形された溝またはグランド）にシールまたはガスケットをすでに有するスリットバルブドアまたはゲートを提供する。従って、ドアまたはゲートは、プロセス装置に容易に取り付けられ得る。そのようなシールは、所定の場所に接合され得るが、これは、自己接合組成物は開発されているけれども、代表的に、接合剤の使用なしでは、ドア表面に対して適切に「密閉」されない。
【０００７】
苛酷な化学物質に対する耐性を必要とする種々の環境において、そのようなシールには、フッ素含有エラストマー（ＦＫＭとして知られている）が使用される。半導体分野では、優れた耐薬品性、耐溶媒性および耐熱性を示すためにパーフルオロエラストマー（ＦＦＫＭとして知られている）を使用することが特に一般的であり、従って、そのようなエラストマーは、最も苛酷な環境内の所定の場所に配置される場合の密閉材料に広く使用される。パーフルオロエラストマー材料は、その耐薬品性、耐プラズマ性、ならびに代表的なフィラーまたは強化系を有する組成物において使用される場合、許容可能な耐圧縮永久ひずみ性レベルおよび機械的特性で知られる。そのため、それらは、多くの用途（シールまたはガスケットが高度に腐食性の化学物質および／または極端な作業条件に供される適用におけるエラストマー密閉材料としての用途、ならびに変形に耐え得る成形パーツの形成における用途が挙げられる）に適用されている。
【０００８】
ＦＦＫＭは、その耐薬品性および耐プラズマ性に起因して、半導体製造産業における密閉材料としての使用が周知である。そのような材料は、代表的に、過フッ素化単量体（少なくとも１つの過フッ素化硬化部位単量体が挙げられる）から調製される。上記単量体は重合されて、硬化部位単量体（複数可）からの硬化部位を有する過フッ素化ポリマーを形成し、次に、硬化（架橋）されて、エラストマーを形成する。代表的なＦＦＫＭ組成物は、上で言及したような重合パーフルオロポリマー、硬化部位単量体における反応性硬化部位基と反応する硬化剤、および任意の所望されるフィラーを含む。硬化されたパーフルオロエラストマーは、代表的なエラストマー特徴を示す。
【０００９】
ＦＦＫＭは、一般に、その高い純度、熱、プラズマ、化学物質および他の苛酷な環境に対する優れた耐性に起因して、最高級の密閉適用のためのＯ−リングおよび関連した密閉パーツとしての使用で知られる。そのような環境における使用を必要とする産業としては、半導体、航空宇宙、化学および医薬が挙げられる。
【００１０】
当該分野において認識されるように、硬化部位単量体（ＣＳＭ）構造の型および対応する硬化化学に依存して、異なるＦＦＫＭ組成物は異なる硬化剤（ｃｕｒｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）（硬化剤（ｃｕｒａｔｉｖｅ））を含み得る。また、そのような組成物は、標的とする機械的特性、圧縮永久ひずみまたは改善された耐薬品性および耐プラズマ性を達成するために、多様なフィラーおよびフィラーの組み合わせを含み得る。しかし、その化学的性質は主に不活性であるため、そのようなＦＫＭおよびＦＦＫＭ材料を表面に接合させ、中にプリセットされたシールを有する使用の準備ができた状態のパーツ（例えば、ゲート、バルブおよび他のドアなど）を形成すること、あるいはさらに、そのようなシールを使用前にインサイチュで、または以前のゲートシールもしくはドアシールの代わりに接合させることは、必ずしも容易とは限らない。しかし、そのような接合されたフルオロエラストマーパーツは、特に、苛酷なプラズマや他の気体および／または温度範囲の条件がほとんどの接合剤に対して理想的でない半導体産業において使用され始めるという多くの例が存在する。例えば、多くのそのような適用に起こるような、３８０℃ものシール性能を必要とするいくつかの高温作業に関して、温度が約３００℃までのレベルに到達するにつれて、接合剤は、全てがその接合強度を維持するわけではない。標準的なＦＦＫＭでさえ、３００℃を超える温度で溶融し得、その結果、より要求のきびしい加工において、特別なＦＦＫＭ組成物が開発される。これらのより要求のきびしい条件が生じ、需要に応じるためにＦＦＫＭ化学が発達するに従って、接合剤技術は、種々の要求のきびしい最終適用において使用されるべきそのようなＦＫＭおよびＦＦＫＭパーツを可能にし続けるために、発達しなければならない。高温で苛酷な条件のプロセスにおいて機能し得る接合剤を見出すことは、難題である。
【００１１】
非常に高温が使用され、そして／または特別なＦＦＫＭ（例えば、より高含有量のテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）を有するもの）が使用されるいくつかのプロセスにおいて、当業者が耐熱性材料を見出し得る場合でさえ、上記接合剤はまた、より高いレベルのＴＦＥを一貫した様式で有するＦＦＫＭの増大した非粘着性および不活性特性に耐えることができなければならない。接合剤（例えば、ゲートおよびいくつかのドアにおけるもの）の全てが高温に曝されるわけではないが、種々のＦＦＫＭ（高ＴＦＥ含有量を有するものが挙げられる）の不活性さに対して容易に接合可能である接合剤に対する必要性が依然として存在し、室温においてでさえ、高められた接合強度を提供する接合剤を開発することに対する必要性が依然として存在する。
【００１２】
接合が所望されるパーツにおける使用のためのＦＫＭおよびＦＦＫＭのシール、ガスケットおよびＯ−リングの調製において、接合材料および表面材料は、互いに接着あるいは付着されなければならない。そのような材料が接合される代表的な表面としては、他のフルオロエラストマー、パーフルオロエラストマーもしくは他のフルオロポリマー（例えば、パーツを一緒に成形すること、エラストマーを溶接もしくは接続（ｓｐｌｉｃｉｎｇ）すること、もしくはフルオロエラストマーをフルオロポリマー材料に接着させることにおいて）、金属、金属合金、および／または他の熱硬化可能な樹脂もしくは熱可塑性樹脂（例えば、ＦＫＭもしくはＦＦＫＭが使用され始められ得る苛酷な環境もしくは純粋な環境−半導体製造、医学的滅菌用途、薬学的製造、およびダウンホールツール用途における使用に適した樹脂）が挙げられる。
【００１３】
フルオロエラストマー（パーフルオロエラストマーが挙げられる）の不活性な性質は苛酷な環境および純粋な環境において利益であるが、それは、エラストマーが表面に接合される接合されたパーツ（例えば、半導体加工ゲート、バルブおよびドア）の製作における困難さを示す。その不活性さのため、接合が上記環境において、交換または修理が必要とされる前に十分な期間残存するのに十分な強度および耐久性の表面−エラストマー接合（例えば金属−ＦＦＫＭ接合）を達成することは困難である。従って、より高いＴＦＥ含有量を有するＦＦＫＭから形成されるＦＦＫＭパーツを使用する場合、および／またはそのようなパーツを高温プロセスに供する場合に、接合すること、および良好な接合を一貫して保持することにおける困難さに遭遇する。
【００１４】
エラストマーの加硫および接合プロセスにおいて、ブラシを用いて手動で基板上に適用した後、エラストマーパーツが成形され、後硬化される接合剤が知られる。標準的な接合剤としては、例えば、商標名Ｃｈｅｍｌｏｋ（登録商標）の下、Ｌｏｒｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｃａｒｙ，Ｎｏｒｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａから入手可能なものが挙げられる。得られた接合製品は、２００℃超の加工温度または他の適用温度で残存する難題に直面する。２００℃を超えたある適用温度について、約３００℃まで、またはさらに３８０℃、またはそれより高い温度での使用は可能でない。より新しいＦＦＫＭおよび他のエラストマー生成物は、高い温度で硬化する。慣習的な接合剤の使用は、接合されたパーツが後硬化中に層離を引き起こし得る。持続的高温でのより長期の連続使用において、２００℃＋、および特に約２５０℃〜約３００℃以上で完全性を保持し得る接合剤は、半導体産業および接着剤産業において、高温で使用できるエラストマー（ｈｉｇｈ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｓｅｒｖｉｃｅ  ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）のために非常に求められている。
【００１５】
特許文献１は、中で金属アクリレート塩がスコーチ遅延剤として使用されるように金属塩をエラストマー中に配合するプロセスを開示する。
【００１６】
特許文献２は、金属性フィラーを有する硫黄硬化可能なエラストマー（ｓｕｌｆｕｒ−ｃｕｒａｂｌｅ  ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）を含む、強化された天然もしくは合成のゴムまたはブレンドされたゴム組成物を教示する。エラストマー中にブレンドされた真鍮コーティング金属強化剤が提供され、それは、接着促進剤として金属アクリレートを含み得る。
【００１７】
特許文献３は、金属性表面（例えば、ゲートバルブにおける）に接合させるために使用され得るパーフルオロエラストマー組成物を開示する。上記組成物は、ジフェニルベースインヒビターの硬化剤（ビスアミノフェノール（ＢＯＡＰ）が挙げられる）で硬化可能である硬化可能なパーフルオロポリマー、硬化剤、および金属を含まない材料（ｍｅｔａｌｌｉｃ−ｆｒｅｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ）である有機環状着色剤化合物を含む。
【００１８】
特許文献４は、溶媒溶液において硬化可能なパーフルオロポリマーおよび硬化剤の両方を含むＦＦＫＭ溶媒調合物であって、上記調合物が、パーフルオロポリマーを表面に（例えば、他のパーフルオロポリマー表面）に接合させるための接合剤として使用される、調合物、および例えば、金属性表面に接合させるためのＦＦＫＭコーティングを形成することができる硬化可能な溶媒コーティング組成物の使用を教示する。
【００１９】
特許文献５は、基板（例えば、金属およびポリマー性不活性基板が挙げられる）に接合される、苛酷な環境で使用するための、特にダウンホールツール用途のために使用使用するためのＦＫＭおよびＦＦＫＭ組成物を教示する。上記組成物は、硬化可能なフルオロポリマー、シリカおよびアクリレート化合物、ならびに好ましくは硬化剤を含む。アクリレートは、金属アクリレートまたは種々のアクリレート化合物および／もしくは金属アクリレートの組み合わせとして記載される。列挙される例示的な化合物は、ジアクリレート、メタクリレート、ジメタクリレート、トリアクリレートおよび／またはテトラアクリレートであり、特定の用途のものは、重金属、亜鉛および銅のジアクリレートおよびメタクリレートである。この公報には、そのような化合物は、例えば、Ｃｒａｙ  Ｖａｌｌｅｙ（Ｅｘｔｏｎ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ，Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ）から（以前はＳａｒｔｏｍｅｒから）入手可能な市販品（商標名、例えば、ＳＡＲＥＴ（登録商標）ＳＲ６３３およびＳＡＲＥＴ（登録商標）ＳＲ６３４）として知られていると記載されている。そのような得られたＦＫＭおよびＦＦＫＭ生成物は自己接合材料であると記載されている。
【００２０】
ＦＦＫＭ材料を基板に接合させることにおいて使用するための接着性プライマー組成物は、特許文献６に記載される。上記プライマー組成物は、溶媒、硬化剤、およびエポキシド樹脂を含む。選択される硬化剤は、ＦＦＫＭ化合物（硬化部位、および架橋剤または触媒を有する）を硬化することができるか、または硬化剤がＦＦＫＭ化合物を硬化しない場合、ＦＦＫＭ化合物は、エポキシド樹脂を硬化するために架橋剤もしくは触媒を含むかのいずれかである。
【００２１】
種々の先行技術の化合物は、漸増的により良好な接合剤について、当該分野において継続した改善を示すが、全ての環境が同じというわけではない。半導体環境において、重金属を含まず、標準的な接合剤から達成可能な接合強度について改善する高い接合強度の組成物に対する特定の必要性が存在し、ここでそのような接合は維持され得、高温において、および苛酷な環境において、有効におよび一貫して実施され、他方、ＦＦＫＭ、特に、高温での使用のために開発されている高ＴＦＥ含有量のＦＦＫＭの不活性な性質にもかかわらず良好な接合強度を維持する。そのような化合物は、半導体プロセスにおいて、それ自体が不活性または非干渉であるように努める強い接合を可能にすべきであり、ポリマー表面、エラストマー表面、および特に、半導体加工技術分野において公知であるドア、ゲート、およびバルブにおける金属のための金属表面に接合することを可能にすべきであるが、不活性材料に対して耐え得る接合強度を依然として示し、１５０℃、２００℃、３００℃またはそれより高い温度の高温における層離または溶融に抵抗する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】米国特許第６，１９４．５０４号明細書
【特許文献２】米国特許第５，２１７，８０７号明細書
【特許文献３】米国特許第７，５１４，５０６号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００９／００１８２７５号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００９／０３０１７１２号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２０１１／０１４３１３８号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００２３】
発明の簡単な概要
本発明は、一般に他のＦＦＫＭ、金属性および他の基板に接合するためのＦＦＫＭ生成物において有用であり、高温およびプラズマ環境（例えば、半導体加工において遭遇するもの）において用いられる接合された適用および最終製品において使用するために適した液体接合剤組成物を提供する。
【００２４】
本発明は、熱硬化プロセス中に、硬化可能なフルオロエラストマー組成物を基板に接合するための接合組成物を含み、上記組成物は、ａ）アクリル酸アルミニウム、アクリル酸ケイ素、アクリル酸アンモニア、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される化合物、ｂ）接着性化合物；ならびにｃ）溶媒を含む。
【００２５】
上記接着性化合物は、エポキシ、アクリレート、ウレタン、シリコーン、シアノエステル、およびそれらの組み合わせのうちの１つまたはそれより多くであり得る。エポキシおよびシアノエステルが最も好ましい。好ましい実施形態において、上記化合物のうちの１つのみが存在し、それは、アクリル酸アルミニウム、アクリル酸ケイ素、またはアクリル酸アンモニアであり、好ましくは上記化合物は、アクリル酸アルミニウムである。さらに、上記組成物において、上記化合物：上記接着剤の比は、乾燥基準で約０．１重量部：約２５重量部〜約２重量部：約１重量部であり、より好ましくは約１重量部：約５重量部〜約１重量部：約１重量部であることが好ましい。
【００２６】
１つの実施形態において、上記組成物は、約２０重量パーセント〜約９０重量パーセントの溶媒、好ましくは約５０重量パーセント〜約９０重量パーセントの溶媒；約０．０４重量部〜約５４重量部の化合物、好ましくは約１．５重量パーセント〜約４０重量パーセントの化合物、および最も好ましくは約１．５重量パーセント〜約２５重量パーセントの化合物；ならびに約３重量パーセント〜約７８重量パーセントの接着性化合物、より好ましくは約３重量パーセント〜約６７重量パーセントの接着性化合物、および最も好ましくは約３重量パーセント〜約４２重量パーセントの接着性化合物を含む。
【００２７】
上記組成物は、好ましくは重金属を含まない。上記溶媒が上記化合物および上記接着性化合物と相溶性であることが好ましい。
【００２８】
上記溶媒は、以下：アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メタノール、エタノール、プロパノール、およびフルオロ溶媒など、好ましくは、アルミニウムを接合剤溶液に十分に溶解させる溶媒および他の同様の材料のうちの１つまたはそれより多くであり得、ここで好ましくは上記溶媒は、約１２０℃以下の温度で蒸発可能である。
【００２９】
さらなる実施形態において、上記接合組成物は、フルオロエラストマー組成物を、セラミック、金属、金属合金、半導体、ポリマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される基板に接合することが可能である。別の実施形態において、上記接合組成物は、好ましくは、フルオロエラストマー組成物をアルミナ、サファイア、ホウ素、ケイ素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、テルル、ポロニウム、陽極処理アルミニウム、アルミニウム、ステンレス鋼、ポリテトラフルオロエチレン、およびそれらの組み合わせに接合することが可能である。
【００３０】
なおさらなる実施形態において、上記接合組成物は、フルオロエラストマー組成物を、セラミック、金属、金属合金、半導体、ポリマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される基板に接合することが可能である。上記フルオロエラストマー組成物は、好ましくは、少なくとも２つの単量体および少なくとも１つの硬化部位単量体を有する硬化可能なフルオロエラストマーを含み、ここで上記少なくとも２つの単量体は、テトラフルオロエチレンおよびフッ素化ビニリデンを含む。上記フルオロエラストマー組成物はまた、さらに好ましくは、少なくとも１つの硬化剤、および必要に応じて、第二の硬化剤、共硬化剤（ｃｏ−ｃｕｒｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）、および硬化促進剤のうちの少なくとも１つを含む。上記フルオロエラストマーはまた、少なくとも２つの硬化可能なフルオロポリマーを含み得、ここで上記少なくとも２つの硬化可能なフルオロポリマーは、ブレンド中にあり得る。上記フルオロポリマー組成物は、好ましくは、パーフルオロポリマー組成物であり、少なくとも（ｔｈｅ  ｌｅａｓｔ）１つの硬化可能なフルオロポリマーは、さらに好ましくは、少なくとも１つの硬化可能なパーフルオロポリマー、および必要に応じて、少なくとも１つの硬化剤を含む。１つの実施形態において、上記硬化可能なパーフルオロポリマーは、テトラフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル、および少なくとも１つの硬化部位単量体を含み、少なくとも２つの硬化可能なパーフルオロポリマーをさらに含むことは、本発明の範囲内であり、そのようなパーフルオロポリマーは、ブレンド中で合わせられ得る。
【００３１】
そのような実施形態におけるパーフルオロポリマー組成物は、テトラフルオロエチレンと、第一のパーフルオロアルキルビニルエーテルと、少なくとも１つの硬化部位を有する少なくとも１つの第一の硬化部位単量体とを含む第一の硬化可能なパーフルオロポリマーであって、ここで上記テトラフルオロエチレンが、上記第一の硬化可能なパーフルオロポリマー中に、少なくとも約６０モルパーセントの量で存在する、第一の硬化可能なパーフルオロポリマー；テトラフルオロエチレンと、第二のパーフルオロアルキルビニルエーテルと、少なくとも１つの硬化部位を有する少なくとも１つの第二の硬化部位単量体とを含む第二の硬化可能なパーフルオロポリマーであって、ここで上記第二の硬化可能なパーフルオロポリマーが、その中にフッ素樹脂粒子を含む、第二の硬化可能なパーフルオロポリマー、および硬化剤を含み得る。上記第一の硬化可能なパーフルオロポリマーは、好ましくは、少なくとも６０モルパーセント〜９５モルパーセントのテトラフルオロエチレンを含む。
【００３２】
本発明は、フルオロエラストマー組成物を基板に接合する方法をさらに含み、上記方法は、ａ）少なくとも１つの硬化可能なフルオロポリマーを含む硬化可能なフルオロポリマー組成物を提供するステップ；ｂ）外表面を有する予備成形品を形成するステップ；ｃ）基板であって、その上に接合表面を有する基板を提供するステップ；ｄ）上記予備成形品の外表面の一部分の少なくとも１つおよび上記基板の接合表面の少なくとも一部分を、アクリル酸アルミニウム、アクリル酸ケイ素、アクリル酸アンモニア、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される化合物；接着性化合物；ならびに溶媒を含む接合組成物でコーティングするステップ；ｅ）上記接合組成物が、上記予備成形品の外表面の少なくとも一部分および上記基板表面と接触するように、上記予備成形品の外表面および上記基板表面を接触させるステップ；ならびにｆ）上記予備成形品および上記基板を熱に供し、上記接合組成物として上記予備成形品を上記基板表面に接合し、上記基板に接合されたフルオロエラストマーを有する接合された構造を形成するために上記フルオロポリマー組成物を硬化するステップを含む。
【００３３】
上記方法において、上記フルオロエラストマー組成物は、好ましくはパーフルオロエラストマー組成物である。
【００３４】
上記方法は、ｇ）接合された構造を後硬化するステップをさらに含み得る。
【００３５】
本発明のステップｂ）は、表面を有する第二の基板を提供するステップ、およびステップｆ）において、上記硬化可能なフルオロポリマー組成物を、上記第一の基板の表面および上記第二の基板の表面に熱成形して、接合された構造を形成するステップをさらに含み得、ここで上記フルオロポリマーは、少なくとも部分的に上記第一および上記第二の基板の表面に接合される。そのような実施形態から形成される接合された構造は、層状構造であり得る。
【００３６】
本発明は、接合された構造をさらに含み、上記構造は：ａ）表面を有する基板；およびｂ）そこに接合されたフルオロエラストマーを含み、ここで上記基板および上記フルオロエラストマーは、アクリル酸アルミニウム、アクリル酸ケイ素、アクリル酸アンモニア、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される化合物；接着性化合物；ならびに溶媒を含む接合組成物によって接合される。好ましくは、この実施形態において、上記フルオロエラストマーは、パーフルオロエラストマーである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
前述の概要、ならびに以下の、本発明の好ましい実施形態の詳細な説明は、添付の図面とともに読まれる場合、より良好に理解される。本発明を例示する目的のために、図面において、現在好ましい実施形態が示される。しかし、本発明は、示された正確な配置および手段に限定されないことが理解されるべきである。図面においては、以下の通りである。
【図１】図１は、図３の標準的なスリットバルブドアのＡ−Ａラインに沿った長手方向の断面側面図である。
【図２】図２は、図１のスリットバルブドアの拡大した一部分である。
【図３】図３は、中の溝内に接合されたシールを有する標準的なスリットバルブドアの上面平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
発明の詳細な説明
本明細書中で本発明は、高度に不活性のフルオロエラストマー組成物のためでさえ、標準的な室温条件から苛酷な高温環境までの多様な条件でフルオロエラストマーを基板に接合するために使用され得る重金属を含まない化合物を提供する。半導体適用において、多くの反応チャンバーは、例えば、陽極処理アルミニウムの内壁、ドア、および他の表面を含む。本明細書中で接合組成物は、苛酷な環境および高温プロセスに耐えることができるフルオロエラストマー組成物について、上記フルオロエラストマーが高ＴＦＥ含有量を有する場合でさえ、基板表面に対する強い接合を提供する。
【００３９】
本発明は、基板に対するフルオロエラストマー（パーフルオロエラストマーが挙げられる）の優れた接合強度を可能にするために種々の高温および／または苛酷な環境（例えば、半導体加工）で使用するための、および予測可能な様式で使用するための新しい接合組成物および方法を提供する。本明細書中の接合剤によって表面に接合される場合、得られたフルオロエラストマー組成物により、優れた接合強度が実証され、上記組成物は、硬化可能なフルオロポリマーの硬化中に接合を形成し、良好な物理的特性を保持する。得られた組成物は、接合された構造を提供し得、上記構造において、上記エラストマーの構成要素が半導体適用での使用のために十分害を与えないものであり、ここでそのような構造は、そこに接合されたエラストマー組成物とともに、加工装置において使用されるパーツ、積層物、および表面を有する他の構造を含み得る。
【００４０】
本発明は、液体接合剤組成物を提供し、それは、他のＦＫＭ、ＦＦＫＭ、金属性および他の基板に一般に接合するためのＦＫＭおよびＦＦＫＭ生成物において有用であり、高温およびプラズマ環境（例えば、半導体加工において遭遇するもの）で用いられる接合された適用および最終製品における使用に適する。
【００４１】
本発明は、熱硬化プロセス中に硬化可能なフルオロエラストマー組成物を基板に接合するための接合組成物を含み、上記接合組成物は、（ａ）アクリル酸アルミニウム、アクリル酸ケイ素、アクリル酸アンモニア、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される化合物、（ｂ）接着性化合物；ならびに（ｃ）溶媒を含む。
【００４２】
本明細書における組成物中の添加剤として有用である、上で言及した接合化合物（複数可）（ａ）としては、アクリル酸アルミニウム、アクリル酸ケイ素、アクリル酸アンモニア、およびそれらの組み合わせが挙げられる。そのようなアクリル酸アルミニウム、アクリル酸ケイ素、およびアクリル酸アンモニアのアクリレート部分は、アクリレート、アクリル酸アルキル、または過フッ素化アルキルアクリレートであり得る。化合物中のアクリレートが、モノアクリレート、ジアクリレート、またはトリアクリレートのうちの１つであることが好ましいが、鎖状ポリマーアクリレートも使用され得、ただしその鎖の長さは、上記化合物が硬化可能なＦＫＭまたはＦＦＫＭに組み込まれることを妨げない。上記アクリレートは、好ましくは、モノアクリレート、ジアクリレート、およびトリアクリレートなどである。そのような生成物は、個々に、または組み合わせて使用され得る。
【００４３】
これらの化合物のうちで最も好ましいのは、アクリル酸アルミニウム（トリアクリル酸アルミニウム、アクリル酸アルミニウム塩、およびトリアクリル酸アルミニウム塩としても公知である；約２４３．１７の分子量を有するＣＡＳ  ３１５７４３−２０−１）であり、それが好ましく、化学式Ａｌ（ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ）３を有する市販の化合物または合成された化合物であり得る。そのような使用のために利用可能な例示的な市販の化合物は、Ｃｒａｙ  Ｖａｌｌｅｙ  Ｃｏｍｐａｎｙ  Ｉｎｃ．（Ｅｘｔｏｎ  ＰＡ）からＣｒａｙ  Ｖａｌｌｅｙ（登録商標）Ｐｒｏｄｕｃｔ  ＰＲＯ−４３０２として販売されるトリアクリル酸アルミニウムであり、上記化合物は、Ｐｒｏｄｕｃｔ  ４２００３としてＡｌｆａ  Ａｅｓａｒから入手可能である。それは、アクリル酸アルミニウムとしてＧｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．からも入手可能である。これらの化合物が好ましいが、そのような組成物において良好に機能する同様の化学性質の他の材料は使用され得、ただし、接合強度および性能は十分に保持される。
【００４４】
上記接着性化合物（ｂ）は、エラストマー接合が可能な任意の適切な接着剤であり得る。エラストマーまたはゴム系接着剤として、産業において入手可能であり、市販される多種多様なそのような材料が存在し、多数の材料（エポキシ、アクリレート、ウレタン、シリコーン、シアノエステル、およびそれらの組み合わせのうちの１つまたはそれより多くが挙げられる）のうちの任意の１つであり得る。上記材料は、上記化合物（ａ）が加えられる溶媒ベースの調合物に組み込まれるべき独立型接着性ポリマー材料として使用され得るか、または調製された形態で市販される溶媒ベースの調合物として購入され得、そこに上記化合物（ａ）が組み込まれ得る。好ましくは、そのような接着性化合物材料は、フルオロエラストマーもしくはパーフルオロエラストマーもしくはフッ素樹脂を接合することが可能であることが公知であるか、またはそのことが実証される。適切な接着性化合物は、Ｅ−２０５２４ＡおよびＤｙｎａｍａｒＴＭ  ＲＣ  ５１３０Ｔという名称の下、Ｄｙｎｅｏｎ（３Ｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ），Ｍｉｎｎｅｓｏｔａから入手可能である。後者の化合物は、調製された溶媒ベースの調合物において入手可能であり、他のポリマー硬化剤（ｈａｒｄｅｎｅｒ）添加剤（例えば、フェノールポリマー、およびスチレンアクリレートポリマーなど）、および調合添加剤（保存、相溶化、混和性、溶媒和、ＵＶ保護、当該分野において公知であるようなレオロジーまたは粘性改変のための、他の溶媒およびジアミンなど）も含む。
【００４５】
上記化合物（ａ）および上記接着性化合物（ｂ）は、好ましくは、上記組成物中の上記化合物：上記接着剤の比が、乾燥基準で約０．１重量部：約２５重量部〜約２重量部：約１重量部、より好ましくは、約１重量部：約５重量部〜約１重量部：約１重量部で使用される。
【００４６】
接合剤組成物において、上記材料は、上記溶媒が上記組成物の約２０重量パーセント〜約９０重量パーセント、好ましくは上記組成物の約５０重量パーセント〜約９０重量パーセントであるように好ましくは加えられる。上記化合物は、好ましくは約０．０４重量部〜約５４重量部、より好ましくは約１．５重量パーセント〜約４０重量パーセント、および最も好ましくは約１．５重量パーセント〜約２５重量パーセントである。上記接着性化合物は、好ましくは上記組成物の約３重量パーセント〜約７８重量パーセントの量、より好ましくは約３重量パーセント〜約６７重量パーセントの量、および最も好ましくは約３重量パーセント〜約４２重量パーセントの量で存在する。
【００４７】
上記溶媒は、以下：アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メタノール、エタノール、プロパノール、または他の同様の有機溶媒材料のうちの１つまたはそれより多くであり得、ここで好ましくは、上記溶媒は、約１２０℃以下の温度で蒸発可能である。本明細書中の実施形態において使用される上記溶媒は、溶媒の他の組み合わせのブレンドであり得ることに留意のこと。フルオロ溶媒（例えば、フッ素化溶媒（例えば、Ｆｌｕｏｒｉｎｅｒｔ（登録商標）ＦＣ−４０、ＦＣ−７５、およびＦＣ−７７））も使用され得、ただし、そのような溶媒は、それらが接合するパーフルオロポリマー表面に影響を与えない量で使用される。
【００４８】
好ましくは、上記溶媒含有量は、液体の流動可能な（ｆｌｏｗａｂｌｅ）組成物を提供するために十分であるが、上記溶媒は、所望される場合、種々の理由のために少量に保たれてもよく、組成物は、むしろペーストの粘稠性であってもよい。上記溶媒は、上記組成物全体の約２０重量パーセント〜約９０重量パーセント、より好ましくは約５０重量パーセント〜約９０重量パーセントであり得る。
【００４９】
上記組成物は、好ましくは重金属を含まない。上記溶媒が上記化合物および上記接着剤と相溶性であることが好ましい。当該分野において公知であり、そして／またはそのような化合物（関連の部分について本明細書中で参考として援用される米国公開第２０１１／０１４３１３８  Ａ１号を参照のこと）とともに使用するために販売されるような添加剤（例えば、カップリング剤、接着プロモーター、触媒、硬化剤、共硬化剤（ｃｏ−ｃｕｒｔｉｖｅ）、硬化促進剤、チキソトロピーまたはレオロジー添加剤、さらなる接合剤、シラン（アルコキシシラン、およびその誘導体が挙げられる）など）が負の様式で性能に著しく影響を与えない限り、添加剤（標準的なＦＦＫＭもしくはＦＫＭ接着性接合剤、または他の接着性添加剤が挙げられる）が接合剤組成物に提供され得るか、またはＦＦＫＭもしくはＦＫＭ組成物において使用するために適したさらなる添加剤（本開示において下に列挙されるものが挙げられる）を含み得る。好ましくは、そのような添加剤は、上記接合剤組成物の約３０重量パーセント以下、好ましくは約２０重量パーセント以下、および最も好ましくは、約０重量パーセント〜約１０重量パーセントを含む。
【００５０】
上記組成物中の硬化可能なフルオロポリマーは、任意の適切なフルオロポリマーであり得、より苛酷な環境（例えば、半導体加工）で使用される好ましい組成物が挙げられる。硬化可能なフルオロポリマーは、当該分野において公知である標準的な非過フッ素化フルオロポリマー（ＦＫＭ）、または当該分野においてまた公知であり、半導体加工適用での使用について、より一般的であるパーフルオロポリマー（ＦＦＫＭ）であり得る。エラストマー命名法に従う標準的なＦＫＭポリマーは、代表的に、加硫において使用するための少なくとも１つの硬化部位単量体とともに少なくとも２つの単量体を有し、そのうちの１つはフッ素化されたものであり、好ましくは全てがある程度フッ素化されたものである。上記少なくとも２つの単量体としては、一般に、テトラフルオロエチレンおよびフッ素化ビニリデンが挙げられるが、多種多様な他の単量体も挙げられ得る。フルオロエラストマー組成物はまた、上記硬化部位単量体（複数可）における官能基と架橋反応を行ない得る少なくとも１つの硬化剤を含み得る。
【００５１】
そのような接合組成物は、硬化してフルオロエラストマーを形成する硬化可能なフルオロポリマーを含む硬化可能なフルオロエラストマー組成物と使用することが意図される。そのようなフルオロエラストマー組成物は、代表的に、少なくとも２つの単量体および少なくとも１つの硬化部位単量体を有する硬化可能なフルオロポリマーを含み、ここで上記硬化部位単量体は、架橋させるための反応性官能基を有する。上記単量体のうちの少なくとも２つは、好ましくは、テトラフルオロエチレン、およびフッ素化ビニリデンであるが、他の代表的な単量体は、これらの２つの他に、当該分野において公知である多様なフルオロポリマーを形成するために使用され得る。上記フルオロエラストマー組成物は、放射線架橋可能であり得るか、または上記硬化部位単量体中の官能基と反応することができる硬化剤（複数可）が加えられる硬化系を通して、架橋可能（硬化可能）であり得る。必要に応じて、第二の硬化剤、共硬化剤、および／または硬化促進剤（複数可）のうちの少なくとも１つも用いられ得る。上記フルオロエラストマー組成物は、例えば、ポリマーブレンド、グラフト化（ｇｒａｆｔｅｄ）組成物、または合金の形態で、単一の硬化可能なフルオロポリマーまたは少なくとも２つの硬化可能なフルオロポリマーの組み合わせを有し得る。
【００５２】
用語「硬化されていない」または「硬化可能な」は、本明細書中の接合剤と使用するための組成物中のフルオロポリマーまたはパーフルオロポリマーであって、その材料が、意図される適用のためにまだ十分に硬化されていないような任意の実質的な程度で架橋反応にまだ供されていない、フルオロポリマーまたはパーフルオロポリマーを指す。
【００５３】
本明細書中の接合剤と使用するための上記硬化可能なフルオロポリマーおよびパーフルオロポリマー組成物は、ブレンド様組成物またはグラフト化／共重合された組成物中に上で言及したようなさらなるポリマーを必要に応じて含み得る。さらに、上記ポリマー骨格は、架橋のための１つまたはそれより多くの異なる官能基を提供するために、鎖に沿って多様な硬化部位単量体（複数可）を含み得る。上記組成物はまた、架橋反応を補助するために硬化剤、および共硬化剤、および／または促進剤を含み得る。
【００５４】
１つまたはそれより多くの、硬化可能なフルオロポリマーまたはパーフルオロエラストマーは、そのような組成物中に存在し得る。そのようなポリマーは、１つまたはそれより多くのフッ素化単量体を重合または共重合することによって形成される上記ポリマー自体である。パーフルオロポリマーにおいて、１つまたはそれより多くの過フッ素化単量体は、重合されてポリマーを形成する。当該分野において公知である種々の技術（直接重合、乳化重合および／またはフリーラジカル開始重合、ラテックス重合など）は、そのようなポリマーを形成するために使用され得る。
【００５５】
標準的なフルオロポリマーの場合において、上記フルオロポリマーは、２つまたはそれより多くの単量体を重合することによって形成され得、好ましくは、そのうちの１つは、フッ素化または過フッ素化され（例えば、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、フッ素化ビニリデン（ＶＦ２）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）など）、硬化を可能にする硬化部位単量体である少なくとも１つの単量体、すなわち、少なくとも１つのフルオロポリマー性の硬化部位単量体である。本明細書中に記載されるフルオロエラストマー組成物は、硬化されてフルオロエラストマーを形成することができる任意の適切な標準的な硬化可能なフルオロエラストマー性フルオロポリマー（複数可）（ＦＫＭ）、および本明細書中に記載されるような１つまたはそれより多くの硬化剤を含み得る。適切な硬化可能なＦＫＭフルオロポリマーの例としては、Ｓｏｌｖａｙ  Ｓｏｌｅｘｉｓ，Ｓ．ｐ．Ａ．，Ｉｔａｌｙから入手可能であるＴｅｃｎｏｆｌｏｎ（登録商標）（Ｐ４５７、Ｐ４５９、Ｐ７５７、Ｐ９５９／３０Ｍ）という商標名の下で販売されるものが挙げられる。そのような材料の他の供給業者は、とりわけ、Ｄａｉｋｉｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｊａｐａｎ；Ｄｙｎｅｏｎ，（３Ｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ），Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ；およびＥ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ＆  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．，Ｄｅｌａｗａｒｅである。そのようなＦＫＭポリマーは、そのポリマーの骨格上で完全にはフッ素化されない。それらはまた、本明細書中に記載される多様なフィラー（ナノサイズのフルオロポリマーが挙げられる）を含み得る。
【００５６】
本願で使用される場合、「パーフルオロエラストマー」または「硬化されたパーフルオロエラストマー」は、別段示されない限り、硬化可能なパーフルオロポリマー（複数可）（例えば、本明細書中に記載される硬化可能なパーフルオロエラストマー組成物中の硬化可能なパーフルオロポリマー）である硬化可能なフルオロポリマー（複数可）を硬化することによって形成される任意の硬化されたエラストマー材料または組成物を含む。
【００５７】
硬化されたパーフルオロエラストマーを形成するために使用され得る「硬化可能なパーフルオロポリマー」（時折、当該分野において「パーフルオロエラストマー」またはより適切には、「パーフルオロエラストマーゴム」と称される）は、実質的に完全にフッ素化されたフルオロポリマー材料であって、それは、好ましくは、そのポリマー骨格上で完全に過フッ素化された、フルオロポリマー材料である。本開示に基づいて、架橋官能基の一部としての水素の使用に起因して、いくらかの残留水素が、それらの材料の架橋内の一部のパーフルオロエラストマー中に存在し得ることが理解される。硬化された材料（例えば、パーフルオロエラストマー）は、架橋ポリマー構造である。
【００５８】
上記フルオロエラストマー組成物中で使用される硬化可能なパーフルオロポリマー（例えば、硬化の際に硬化されたパーフルオロエラストマーを形成するための好ましいパーフルオロエラストマー組成物）は、１つまたはそれより多くの過フッ素化単量体を重合することによって形成され、そのうちの１つは、好ましくは、「硬化部位」を有する過フッ素化硬化部位単量体であり、上記硬化部位は、硬化を可能にするための官能基であり、ここで上記官能基は、過フッ素化され得ない反応基を含む。２つまたはそれより多くのパーフルオロポリマー、および好ましくは、少なくとも１つの硬化剤（硬化剤）は、本明細書において組成物中で合わせられ、その組成物は、次に硬化されて、本明細書中に記載されるように、得られた架橋硬化フルオロエラストマー組成物、および好ましくは、パーフルオロエラストマー組成物を形成する。
【００５９】
本明細書中で用いられる場合、上記硬化可能なフッ素含有エラストマー組成物は、２つまたはそれより多くの硬化可能なパーフルオロポリマーから形成された、ブレンドされ、合わされた組成物であるパーフルオロエラストマー組成物であり得、そのそれぞれは、２つまたはそれより多くの過フッ素化単量体を重合することによって形成され、それには、硬化を可能にする少なくとも１つの官能基（硬化部位）を有する少なくとも１つの過フッ素化単量体が含まれる、すなわち、少なくとも１つの硬化部位単量体が存在する。そのような硬化可能なパーフルオロポリマー材料はまた、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄｓ（ＡＳＴＭ）の標準化されたゴム定義に従って、および本明細書中でさらに記載されるように、一般にＦＦＫＭと称される。
【００６０】
本明細書中の好ましい実施形態において、上記フルオロポリマー組成物は、好ましくは、少なくとも１つの硬化可能なパーフルオロポリマー、および必要に応じて、少なくとも１つの硬化剤を有するパーフルオロポリマー組成物である。１つの実施形態において、上記硬化可能なパーフルオロポリマーは、テトラフルオロエチレン、テトラフルオロアルキルビニルエーテル、および少なくとも１つの硬化部位単量体を含むように形成される。２つまたはそれより多くの硬化可能なパーフルオロポリマーは、上で言及したように、例えば、ブレンド、グラフト化、または合金組成物において組み込まれ得る。
【００６１】
そのような実施形態におけるパーフルオロポリマー組成物は、テトラフルオロエチレンと、第一のパーフルオロアルキルビニルエーテルと、少なくとも１つの硬化部位を有する少なくとも１つの第一の硬化部位単量体とを含む第一の硬化可能なパーフルオロポリマーであって、ここで上記テトラフルオロエチレンが、第一の硬化可能なパーフルオロポリマー中に、少なくとも約６０モルパーセントの量で存在する、第一の硬化可能なパーフルオロポリマー；テトラフルオロエチレンと、第二のパーフルオロアルキルビニルエーテルと、少なくとも１つの硬化部位を有する少なくとも１つの第二の硬化部位単量体とを含む第二の硬化可能なパーフルオロポリマーであって、ここで上記第二の硬化可能なパーフルオロポリマーが、その中にフッ素樹脂粒子を含む、第二の硬化可能なパーフルオロポリマー、および硬化剤を含み得る。上記第一の硬化可能なパーフルオロポリマーは、好ましくは、少なくとも６０モルパーセント〜９５モルパーセントのテトラフルオロエチレンを含む。しかし、種々のブレンドは、本発明の範囲内にあるものとして、および本明細書中の接合組成物に対して有用であるものとして企図される。
【００６２】
本明細書中で用いられる場合、パーフルオロポリマー（これは、コポリマーを含み、複数の単量体（例えば、ターポリマー、およびテトラポリマーなど）を有し得る）は、硬化を可能にする少なくとも１つの官能基を有する少なくとも１つの過フッ素化単量体、すなわち、少なくとも１つの硬化部位単量体を含む、２つまたはそれより多くの過フッ素化単量体を重合することによって形成される硬化可能なパーフルオロポリマーを含むポリマー組成物である。
【００６３】
そのようなパーフルオロエラストマー組成物は、好ましくは２つまたはそれより多くの硬化可能なパーフルオロポリマー、好ましくはパーフルオロコポリマーを含み、それらのパーフルオロポリマーのうちの少なくとも１つは、高温での使用のための高含有量のテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）を有する。他の適切なコモノマー（ｃｏ−ｍｏｎｏｍｅｒ）は、他のエチレン性（ｅｔｈｙｌｅｎｉｃａｌｌｙ）不飽和のフルオロ単量体を含み得る。両方のポリマーは、好ましくはＴＦＥまたは別の同様の過フッ素化オレフィン単量体を有するが、少なくとも１つは、高ＴＦＥパーフルオロポリマーである。各ポリマーはまた、好ましくは１つまたはそれより多くのパーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＡＶＥ）を有し、それは、直鎖または分枝鎖状であり得るアルキルまたはアルコキシ基を含み、エーテル結合も含み得、ここで本明細書中で使用される好ましいＰＡＶＥとしては、例えば、パーフルオロメチルビニルエーテル（ＰＭＶＥ）、パーフルオロエチルビニルエーテル（ＰＥＶＥ）、パーフルオロプロピルビニルエーテル（ＰＰＶＥ）、パーフルオロメトキシビニルエーテル、および他の同様の化合物が挙げられ、特に好ましいＰＡＶＥは、ＰＭＶＥ、ＰＥＶＥ、およびＰＰＶＥであり、最も好ましくは、本明細書中の硬化可能な組成物を硬化することから形成された、得られた物品に対して優れた機械的強度を提供するＰＭＶＥである。上記ＰＡＶＥは、その使用法が、本明細書中に記載されるように、本発明と一致する限り、上記硬化可能なパーフルオロポリマー内および最終的な硬化可能な組成物中で、単独で、または上で言及したＰＡＶＥ型の組み合わせにおいて使用され得る。
【００６４】
硬化部位単量体は、本明細書中で言及する好ましい硬化部位を有する多様な型のものであり得る。好ましい硬化部位は、好ましくは、窒素含有基を有するものであるが、特に、上記第一および第二の硬化可能なパーフルオロポリマー以外にさらなる硬化可能なパーフルオロポリマーが上記組成物に提供され得るので、他の硬化部位の基（例えば、カルボキシル基、アルキルカルボニル基、または例えば、ヨウ素もしくは臭素を有するハロゲン化された基）、ならびに当該分野において公知である他の硬化部位も使用され得る。結果として、本開示は、本明細書中で多様な好ましい硬化剤（本明細書中で、架橋剤、硬化剤とも称される）を議論するが、当該分野において公知であるさらなる硬化部位が使用される場合、そのような代替の硬化部位を硬化することができる他の硬化剤も使用され得る。例えば、有機過酸化物ベースの硬化剤および共硬化剤（ｃｏ−ｃｕｒａｔｉｖｅ）は、ハロゲン化された硬化部位の官能基とともに使用され得る。第一および第二のパーフルオロポリマーの両方が窒素含有の硬化部位を含むことが最も好ましい。
【００６５】
適切なパーフルオロポリマーは、ＡＳＴＭ  Ｖ−１４１８−０５においてＦＦＫＭとして記載されるパーフルオロエラストマーの、その産業で受け入れられる定義を満たすものであり得、例えば、ＴＦＥ、ＰＡＶＥのターポリマーまたはテトラポリマーであり、またはあり得（ａｒｅ  ｍａｙ  ｂｅ）、上記ターポリマーの架橋を可能にする官能基をそれぞれが組み込んだ１つまたはそれより多くの過フッ素化硬化部位単量体を有し、そのうち少なくとも１つは、本発明の実施において使用される硬化系によって硬化されることが可能な硬化部位である。
【００６６】
本発明の種々の実施形態において使用され得るパーフルオロポリマーとしては、例えば、Ｄａｉｋｉｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．；Ｓｏｌｖａｙ  Ｓｏｌｅｘｉｓ；Ｄｙｎｅｏｎ（３Ｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）；Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃ．；Ｗ．Ｌ．Ｇｏｒｅ；Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｓｔａｔｅ  Ｕｎｉｔａｒｙ  Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ  Ｓ．Ｖ．；Ｌｅｂｅｄｅｖ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ｒｕｂｂｅｒ  ｉｎ  Ｒｕｓｓｉａ；およびＮｉｐｐｏｎ  Ｍｅｋｔｒｏｎ（Ｊａｐａｎ）から得られ得るものが挙げられる。
【００６７】
なおさらなる実施形態において、例示的な硬化部位単量体としては、下に列挙されるものが挙げられ、それらのうちのほとんどは、構造に関してＰＡＶＥベースであり、反応部位を有する。上記ポリマーは、様々であり得るが、好ましい構造は、以下の構造（Ａ）：
【００６８】
【化１】
2014503005.tif 000003
（式中、ｍは０または１〜５の整数であり、ｎは１〜５の整数であり、Ｘ１は窒素含有基（例えば、ニトリルまたはシアノ）である）
を有するものである。しかし、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、またはハロゲン化された末端基はまた、Ｘ１として使用され得る。最も好ましくは、本明細書中の組成物における上記第一および上記第二の硬化可能なパーフルオロポリマーのうちのいずれか、または両方における上記硬化部位単量体は、上で言及した（Ａ）と一致し、ここでｍは０であり、ｎは５である。本明細書中で言及する上記硬化部位または官能基Ｘ１（例えば、窒素含有基）は、硬化剤と反応する場合に架橋するための反応部位を含む。式（Ａ）に従う化合物は、単独で、またはその種々の任意選択の組み合わせにおいて使用され得る。架橋の観点から、架橋官能基は、窒素含有基、好ましくはニトリル基であることが好ましい。
【００６９】
式（Ａ）に従う硬化部位単量体のさらなる例は、下の式（１）〜（１７）を含む：
【００７０】
【化２】
2014503005.tif 000004
【００７１】
【化３】
2014503005.tif 000005
【００７２】
【化４】
2014503005.tif 000006
（式中、Ｘ２は、単量体反応部位サブユニット（例えば、ニトリル（−ＣＮ）、カルボキシル（−ＣＯＯＨ）、アルコキシカルボニル基（−ＣＯＯＲ５、ここでＲ５は、１個〜約１０個の炭素原子のアルキル基であり、それは、フッ素化または過フッ素化され得る）、ハロゲン、またはアルキル化ハロゲン基（ＩまたはＢｒ、およびＣＨ２Ｉなど））であり得る）。上記パーフルオロポリマーを硬化することから得られる上記パーフルオロエラストマーに対して、ならびに重合反応によって上記パーフルオロエラストマーを合成する場合の連鎖移動に起因して分子量が減少しないようにすることに対して、優れた耐熱性が所望される場合に、上記ポリマーの骨格鎖中にある上記硬化部位単量体の骨格のその部分において水素原子を有さない過フッ素化化合物が使用されることが好ましい。さらに、ＣＦ２＝ＣＦＯ−構造を有する化合物は、ＴＦＥとの優れた重合反応性を提供する見地から好ましい。
【００７３】
適切な硬化部位単量体は、好ましい架橋反応性のために、好ましくは、窒素含有の硬化部位（例えば、ニトリルまたはシアノ硬化部位）を有するものを含む。しかし、カルボキシル、アルコキシカルボニル、ＣＯＯＨを有する硬化部位（上で言及したものの他に複数の骨格および様々な骨格を有する）、および当該分野において公知であり、開発されるべき他の同様の硬化部位も使用され得る。上記硬化部位単量体は、単独で、または様々な組み合わせで使用され得る。
【００７４】
上記接合剤は高温での使用に適しているので、好ましい高ＴＦＥパーフルオロポリマーは、本明細書中に記載されるパーフルオロポリマー組成物中で使用され得る。そのようなパーフルオロポリマーは、好ましくは上記パーフルオロポリマー化合物中のＴＦＥのモル百分率（ｍｏｌａｒ  ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ）を有し、それは、少なくとも約５０モルパーセント、より好ましくは約６０モルパーセント、最も好ましくは約７０モルパーセント、またはそれより大きいものである。約６０モルパーセント〜約９５モルパーセントの使用は、様々な有用な高ＴＦＥパーフルオロポリマーに対して、本明細書中で受容可能である。最も好ましい単量体含有量は、６９．４：３０．２：０．４３のＴＦＥ／ＰＡＶＥ／硬化部位単量体であるが、正確な単量体含有量は、異なる使用および効果に対して様々であり得る。多様なＰＡＶＥが高ＴＦＥにおいて使用され得、上記硬化部位単量体は、好ましくはＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）５ＣＮである。適切なそのようなパーフルオロポリマーは、Ｄａｉｋｉｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｌｔｄ．から市販されており、米国特許第６，５１８，３６６号、同第６，８７８，７７８号、および米国公開特許出願第２００８−０２８７６２７号に記載され、それらは、それらに記載される高ＴＦＥパーフルオロポリマーに関する関連の部分について、それぞれ本明細書中で援用される。
【００７５】
上記パーフルオロポリマーがブレンドされた組成物中にある場合、本明細書中で使用される上記第二のパーフルオロポリマーは、上記高ＴＦＥの第一のパーフルオロポリマーとして使用するために上で言及したものと比較して、同じであっても異なっていてもよいが、高含有量のＴＦＥを有する必要はない。好ましくは上記第二のパーフルオロポリマーは、フッ素樹脂材料が上記ポリマーにブレンドされたものであり、微粒子形態で上記ポリマー内に存在し、その微粒子形態は、好ましくはマイクロ微粒子形態またはナノ微粒子形態であるが、粒径は、使用される製造プロセスに依存して様々であり得る。上記粒子は、多様な形態で、多様な技術を用いて提供され得る。フッ素樹脂、例えば、ＴＦＥ、およびその溶融加工可能なコポリマー（ＦＥＰおよびＰＦＡ型のポリマー）、多様なサイズのコア−シェルポリマー（マイクロ粒子、およびナノ粒子など）は、機械的手段または化学処理（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）および／もしくは重合によって上記材料に組み込まれ得る。好ましくは、上記フルオロ粒子は、マイクロ粒径またはナノ粒径のものであり、そして／または溶融ブレンドもしくはラテックス重合技術を用いて上記第二のパーフルオロポリマーに組み込まれる。溶融ブレンド技術（例えば、米国特許第４，７１３，４１８号、および同第７，４７６，７１１号（それらのそれぞれは、そのような溶融加工技術に関して本明細書中で参考として援用される）に記載されるもの）が用いられ得る。ラテックス重合技術も有用であり、フッ素樹脂を本明細書における上記第二のパーフルオロポリマーに組み込むことに対して最も好ましい。適切なプロセス、ならびにコア−シェルおよび他の粒子（上記粒子に組み込まれた硬化部位を有する）も組み込んだ、得られたパーフルオロポリマーは、米国特許第７，０１９，０８３号に記載されており、フッ素樹脂粒子を有するそのようなパーフルオロポリマーおよび上記のものを作製するための方法に関しては、また本明細書中で参考として援用され、上記得られたパーフルオロポリマーは、上記単量体含有量およびそこに記載される材料の組み合わせを有し得る。適切なそのようなポリマーは、Ｄｙｎｅｏｎ（３Ｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から市販されている。
【００７６】
他のパーフルオロポリマー、および硬化部位単量体（例えば、上で言及したもの）を用いてそこから形成された、得られたエラストマーの例はまた、ＷＯ  ００／２９４７９  Ａ１において見出され得、そのようなパーフルオロエラストマーに関する関連の部分、それらの内容および上記のものを作製する方法について、本明細書中で援用される。参照はまた、米国特許第６，５１８，３６６号、同第６，８７８，７７８号、および米国公開特許出願第２００８−０２８７６２７号、ならびに米国特許第７，０１９，０８３号に対してなされる。
【００７７】
本明細書中に記載される接合剤を用いて接合するために、上記組成物において使用するためのパーフルオロポリマーは、重合を用いてフッ素含有エラストマーを形成するための、任意の公知の重合技術または開発されるべき重合技術（例えば、乳化重合、ラテックス重合、連鎖開始重合、バッチ重合、および他のものが挙げられる）を用いて合成され得る。好ましくは、上記重合は、反応性硬化部位が上記ポリマー骨格の一方もしくは両方の末端のいずれかに位置するように、そして／または主要なポリマー骨格に依存するように始められる。
【００７８】
上記ポリマーを作製する１つの可能な方法は、開始剤（例えば、フッ素含有エラストマー（有機過酸化物または無機過酸化物、およびアゾ化合物）の重合のための、当該分野において公知であるもの）を用いたラジカル重合を含む。代表的な開始剤は、パースルフェート、パーカーボネート、およびパーエステルなどであり、好ましい開始剤としては、過硫酸の塩、酸化カーボネートおよびエステル（ｏｘｉｄｉｚｉｎｇ  ｃａｒｂｏｎａｔｅｓ  ａｎｄ  ｅｓｔｅｒｓ）、ならびに過硫酸アンモニウムが挙げられ、最も好ましいものは、過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ）である。これらの開始剤は、単独で、または還元剤（例えば、スルファイトおよび亜硫酸塩）とともに使用され得る。
【００７９】
乳化重合のための広範な乳化剤が使用され得るが、好ましいのは、重合中に起こる乳化剤分子に対する連鎖移動反応を抑制するために、フルオロカーボン鎖またはフルオロポリエーテル鎖を有するカルボン酸の塩である。乳化剤の量は、添加された水に基づいて、一般に、約０．０５重量パーセント〜約２重量パーセント、好ましくは０．２重量パーセント〜１．５重量パーセントの量で使用される。重合装置の近くの点火供給源（例えば、火花）を避けるために、特別な配置が用いられるべきであることが言及される。Ｇ．Ｈ．Ｋａｌｂ，Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｓｅｒｉｅｓ，１２９，１２（１９７３）を参照のこと。
【００８０】
重合圧（ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）は、様々であり得、一般に０．５ＭＰａ〜７ＭＰａの範囲に及び得る。重合圧が高くなればなるほど、重合率はより高くなる。従って、生産性の増大が所望される場合、上記重合圧は、好ましくは少なくとも０．７ＭＰａである。ラテックス重合技術はまた、米国特許第７，０１９，０８３号に記載され、それはまた、そこに記載される製造技術について、本明細書中で参考として援用される。
【００８１】
当該分野において公知である標準的な重合手順が使用され得る。本明細書中の上記硬化可能なパーフルオロポリマーにおいて、窒素含有基（例えば、ニトリルまたはシアノ）、カルボキシル基、またはアルコキシカルボニル基が使用されるべき場合、上記基は、その基を含む架橋部位を有するさらなる単量体を共重合することによって、上記ポリマー中に含まれ得る。上記硬化部位単量体は、上記フッ素含有エラストマーを調製する場合に加えられ得、共重合され得る。そのような基を上記ポリマーに提供するためのさらなる方法は、基（例えば、重合生成物に含まれるカルボン酸の金属塩またはアンモニウム塩）をカルボキシル基に変換するために、上記重合生成物を酸処理に供することによるものである。適切な酸処理方法の例は、塩酸、硫酸、硝酸、もしくは発煙硫酸で洗浄すること、または重合反応後に混合物系のｐＨ値を上で述べた酸を用いて３以下に下げることによるものである。カルボキシル基を導入するための別の方法は、ヨウ素および臭素を有する架橋可能なポリマーを発煙硝酸で酸化することによるものである。
【００８２】
硬化されていないパーフルオロポリマーは市販されており、Ｄｙｎｅｏｎ（３Ｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）によって販売されるパーフルオロポリマー、Ｄａｉｋｉｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｌｔｄ．，Ｏｓａｋａ，Ｊａｐａｎから入手可能であるＤａｉｅｌ−Ｐｅｒｆｌｕｏｒ（登録商標）および他の同様のポリマーが挙げられる。他の適切な材料は、Ｓｏｌｖａｙ  Ｓｏｌｅｘｉｓ，Ｉｔａｌｙ、Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｓｔａｔｅ  Ｕｎｉｔａｒｙ  Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ  Ｓ．Ｖ．Ｌｅｂｅｄｅｖ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ｒｕｂｂｅｒ，Ｐｅｔｅｒｓｂｕｒｇ，Ｒｕｓｓｉａ、Ａｓａｈｉ  Ｇｌａｓｓ，Ｊａｐａｎ、およびＷ．Ｌ．Ｇｏｒｅからも入手可能である。
【００８３】
それらの硬化されていない状態または硬化可能な状態において、本発明の接合剤に対して有用である上記フルオロエラストマー組成物は、好ましくは、上記フルオロポリマー（複数可）に存在する上記少なくとも１つの硬化部位単量体の官能基のうちの１つとの架橋反応を行うことが可能である少なくとも１つの硬化剤を含む。任意の硬化剤、または硬化剤、共硬化剤、および／もしくは硬化促進剤の組み合わせが使用され得る。例として、当業者は、本明細書中の上記フルオロエラストマー組成物の所望される最終製品および物理的特徴に依存して、過酸化物硬化系における過酸化物硬化剤および／もしくは共硬化剤、またはシアノ官能性硬化系におけるシアノ官能基と反応する硬化剤と反応する官能基を使用し得る。上記硬化系または用いられる系の組み合わせにかかわらず、上記フルオロポリマーは、少なくとも１つの硬化部位単量体を含み得るが、所望される場合、約２個〜約２０個の硬化部位単量体（同じまたは異なる）の存在が使用され得る。
【００８４】
過酸化物硬化系を用いる場合、適切な硬化可能なパーフルオロポリマーとしては、ＴＦＥ、ＰＡＶＥのポリマー（例えば、米国特許第５，００１，２７８号（関連の部分について本明細書中で参考として援用される）に記載されるもの）、および過酸化物硬化可能な官能基（ｐｅｒｏｘｉｄｅ−ｃｕｒａｂｌｅ  ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｇｒｏｕｐ）を有するフッ素化された構造を有する硬化部位単量体（例えば、ハロゲン化されたアルキルおよび他の誘導体、ならびに部分的にまたは完全にハロゲン化された炭化水素基など）が挙げられる。
【００８５】
シアノ硬化可能な系（ｃｙａｎｏ−ｃｕｒａｂｌｅ  ｓｙｓｔｅｍ）が使用される場合、適切なフルオロポリマーとしては、本明細書中で参考として援用されるＷＯ  ００／０８０７６に記載されるようなもの、または他の同様の構造が挙げられる。例としては、テトラフルオロエチレン、パーフルオロメチルビニルエーテル、ならびに一次および二次的シアノ硬化可能な硬化部位単量体（例えば、ＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）３ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＮ、および／またはＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）Ｏ（ＣＦ２）２ＣＮ）が挙げられる。他の適切な化合物は、約４５〜約９５、および好ましくは、約４５〜約６５のムーニー粘度（ＴｅｃｈＰｒｏ（登録商標）ｖｉｓｃＴＥＣＨ  ＴＰＤ−１５８５粘度計において１００℃にて測定された）を有するものであり得る。そのような材料はまた、他の硬化剤および／または硬化促進剤と組み合わせて使用され得る。
【００８６】
任意の硬化剤（硬化剤）または硬化剤の組み合わせが使用され得る。過酸化物ベースの硬化系のための硬化剤は、当該分野において開発されることが知られる任意の過酸化物硬化剤および／または共硬化剤（例えば、有機過酸化物およびジアルキル過酸化物、または加熱し、フルオロポリマー鎖上の硬化部位単量体の官能基（複数可）との架橋反応に関与させることによって、ラジカルを生成することが可能である他の過酸化物）であり得る。例示的なジアルキル過酸化物としては、ジ−ｔｅｒｔブチル−過酸化物、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔブチルペルオキシ）ヘキサン；ジクミル（ｄｉｃｕｍｙｌ）過酸化物；ジベンゾイル過酸化物；ジｔｅｒｔブチルパーベンゾエート；およびジ−［１，３−ジメチル−３−（ｔｅｒｔブチルペルオキシ）ブチル］−カーボネートが挙げられる。他の過酸化物系は、例えば、米国特許第４，５３０，９７１号、および同第５，１５３，２７２号に記載され、それらは、そのような硬化剤に関する関連の部分について参考として援用される。そのような過酸化物硬化剤のための共硬化剤は、代表的に、イソシアヌレート、ならびに多不飽和である同様の化合物であって、過酸化物硬化剤とともに作用して有用な硬化を提供する、化合物、例えば、トリアリルシアヌレート；トリアリルイソシアヌレート；トリ（メタリル）イソシアヌレート；トリス（ジアリルアミン）−ｓ−トリアジン；亜リン酸トリアリル；Ｎ，Ｎ−ジアリルアクリルアミド；ヘキサアリルホスホルアミド；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラアルキルテトラフタルアミド；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラアリルマロンアミド；トリビニルイソシアヌレート；２，４，６−トリビニルメチルトリシロキサン；およびトリ（５−ノルボルネン−２−メチレン）シアヌレートなどが挙げられる。最も好ましく、当該分野において周知であるのは、商標名ＤＩＡＫ（登録商標）、例えば、ＤＩＡＫ（登録商標）＃７、およびＴＡＩＣ（登録商標）の下で販売されるトリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）である。
【００８７】
シアノベースの系について、適切な一次硬化剤としては、本明細書中で言及されるもの、ならびに米国特許公開第ＵＳ−２００４−０２１４９５６−Ａ１号として記載されるようなモノアミジンおよびモノアミドキシムが挙げられ、その開示は、関連の部分について、本明細書中で参考として援用される。
【００８８】
アミジンベースおよびアミドキシムベースの材料としては、下でさらに記載される以下の式（Ｉ）のモノアミジンおよびモノアミドキシムが挙げられる。好ましいモノアミジンおよびモノアミドキシムは、式（Ｉ）：
【００８９】
【化５】
2014503005.tif 000007
（式中、Ｙは、約１個〜約２２個の炭素原子を有する置換されたアルキル、アルコキシ、アリール、アラルキル、またはアラルコキシ基、または非置換もしくは置換された、完全にもしくは部分的にハロゲン化されたアルキル、アルコキシ、アリール、アラルキル、またはアラルコキシ基であり得る）によって表され得る。Ｙはまた、約１個〜約２２個の炭素原子のパーフルオロアルキル、パーフルオロアルコキシ、パーフルオロアリール、パーフルオロアラルキル、もしくはパーフルオロアラルコキシ基、または約１個〜約１２個の炭素原子もしくは約１個〜約９個の炭素原子のパーフルオロアルキルもしくはパーフルオロアルコキシ基であり得；そしてＲ１は、水素、または約１個〜約６個の炭素原子の置換もしくは非置換の低級アルキルもしくはアルコキシ基、酸素（ＮＨＲ１がＮＯＨ基であるように）、またはアミノ基であり得る。Ｒ２は、Ｒ１について上で列挙した基のうちの任意のものから独立しているか、またはヒドロキシルであり得る。Ｙ、Ｒ１、またはＲ２について置換された基としては、限定されないが、ハロゲン化されたアルキル、パーハロゲン化されたアルキル、ハロゲン化されたアルコキシ、パーハロゲン化されたアルコキシ、チオ、アミン、イミン、アミド、イミド、ハロゲン、カルボキシル、スルホニル、およびヒドロキシルなどが挙げられる。Ｒ１およびＲ２が、酸素およびヒドロキシルとして両方とも選択される場合、上記化合物において、２つのＮＯＨ基が存在し（ジオキシムが使用され得る）、その場合、式（Ｉ）は、上記炭素原子およびＹ基が一緒に介在芳香族環を形成し、かつＮＯＨ基が環上で互いに対してオルト−、パラ−、またはメタ−に位置するように（例えば、ｐ−ベンゾキノンジオキシムとともに）ジオキシム式を受容するように修飾されていることがわかり得る。
【００９０】
式（Ｉ）において、Ｒ２は、ヒドロキシル、水素、または約１個〜約６個の炭素原子の置換もしくは非置換のアルキルもしくはアルコキシ基、より好ましくは、ヒドロキシルまたは水素であり得る。Ｒ１は、水素、酸素、アミノ、または約１個〜約６個の炭素原子の置換もしくは非置換の低級アルキルであり得、他方、Ｒ２は、水素またはヒドロキシルである。Ｒ１およびＲ２は、両方とも水素であり得る。Ｙは、上で言及したような鎖長を有する、パーフルオロアルキル、パーフルオロアルコキシ、置換または非置換のアリール基、および置換または非置換のハロゲン化されたアリール基であり得、Ｒ１およびＲ２が、両方とも水素であり、ＹがＣＦ３（ＣＦ２）２−である場合、すなわち、上記化合物がヘプタフルオロブチリルアミジン（ｈｅｐｔａｆｌｕｏｒｏｂｕｔｙｒｌａｍｉｄｉｎｅ）、または同様のアミドキシム化合物である場合が特に好ましい。
【００９１】
例示的なモノアミジンベースの硬化剤およびモノアミドキシムベースの硬化剤としては、パーフルオロアルキルアミジン、アリールアミジン、パーフルオロアルキルアミドキシム、アリールアミドキシム、およびパーフルオロアルキルアミドラゾンが挙げられる。他の例としては、パーフルオロオクタンアミジン、ヘプタフルオロブチリルアミジン、トリフルオロメチルベンズアミドキシム、およびトリフルオロメトキシベンズアミドキシムが挙げられ、ヘプタフルオロブチリルアミジンが最も好ましい。
【００９２】
他の硬化剤としては、ビスフェニルベースの硬化剤、およびそれらの誘導体、例えば、ビスアミノフェノール、テトラフェニルスズ、トリアジン、過酸化物ベースの硬化系（例えば、有機過酸化物（例えば、ジアルキル過酸化物））またはそれらの組み合わせが挙げられ得る。他の適切な硬化剤としては、有機金属（ｏｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃ）化合物、および水酸化物、特に有機スズ化合物（アリルスズ、プロパルギルスズ、トリフェニルスズ、アレニルスズが挙げられる）、アミノ基を含む硬化剤、例えば、ジアミン、ならびにジアミンカーバメート、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジシンナミリデン−１，６−ヘキサンジアミン、トリメチレンジアミン、シンナミリデン、トリメチレンジアミン、シンナミリデンエチレンジアミン、およびシンナミリデンヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンカーバメート、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタンカーバメート、１，３−ジアミノプロパンモノカーバメート、エチレンジアミンカーバメート、トリメチレンジアミンカーバメート、ビスアミノチオフェノール、ビスアミドキシム、ならびにビスアミドラゾンが挙げられる。
【００９３】
本明細書中の接合剤とともに使用するための高ＴＦＥ含有量のパーフルオロポリマーの実施形態および／またはそのブレンドにおいて、本発明のそのような高温ブレンド組成物のための好ましい硬化剤は、上で言及した架橋を形成するために、上記組成物中の、上記硬化部位単量体（複数可）の硬化部位もしくは官能基、または種々の硬化されていないパーフルオロポリマーにおける硬化部位と、硬化可能である（すなわち、架橋可能である）か、または他の方法で、硬化反応を行うことが可能である本明細書中に記載される種々の硬化部位のうちの１つであり、特に好ましいのは、オキサゾール、チアゾール、イミダゾール、またはトリアジン環を有する架橋を形成するものである架橋剤または硬化剤である。そのような化合物ならびに他の硬化剤（アミドキシム、テトラアミン、およびアミドラゾンが挙げられる）は、架橋のために本発明において使用され得る。これらの中で、イミダゾールは、優れた機械的強度、耐熱性、耐薬品性、耐寒性を提供する架橋品、特に、耐熱性および耐寒性に関して、バランスがとれていて、かつ優れている硬化品が達成可能である点で好ましい。
【００９４】
窒素含有の硬化部位について、他の硬化剤（例えば、ビスフェニルベースの硬化剤およびその誘導体）が使用され得、それには、ビスアミノフェノールおよびその塩（例えば、ビスアミノフェノール  ＡＦ）、ビスアミノチオフェノール（ｂｉｓａｍｉｎｏｔｈｉｐｈｅｎｏｌ）、パラベンゾキノンジオキシム（ＰＢＱＤ）、およびテトラフェニルスズが挙げられる。適切な硬化剤の例は、例えば、米国特許第７，５２１，５１０  Ｂ２号、同第７，２４７，７４９  Ｂ２号、および同第７，５１４，５０６  Ｂ２号において見出され得、そのそれぞれは、シアノ基含有パーフルオロポリマーのための種々の硬化剤の列挙に関する関連の部分について、本明細書中で援用される。さらに、上記パーフルオロポリマーは、放射線硬化技術を用いて硬化され得る。
【００９５】
最も好ましいのは、下の式（Ｉ）および（ＩＩ）またはそれらの組み合わせにおけるような、少なくとも２つの架橋可能な基を有する芳香族アミンである硬化剤で硬化された、シアノ基含有の硬化部位であり、それは、硬化の際にベンゾイミダゾール架橋構造を形成する。これらの硬化剤は、当該分野において公知であり、米国特許第６，８７８，７７８号、および米国特許第６，８５５，７７４号において、関連の部分について、および特定の例を用いて議論されており、上記特許は、その全体が本明細書中で援用される。
【００９６】
【化６】
2014503005.tif 000008
式中、Ｒ１は、式（ＩＩ）に従う各基において、同じかまたは異なり、ＮＨ２、ＮＨＲ２、ＯＨ、ＳＨ、または一価の有機基もしくは他の有機基、例えば、約１個〜約１０個の炭素原子のアルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシ、アラルキル、およびアラルキルオキシであり得、ここで非アリール型の基は、分枝鎖もしくは直鎖であり得、置換されているかもしくは非置換であり得、Ｒ２は、−ＮＨ２、−ＯＨ、−ＳＨ、または一価の有機基もしくは他の有機基、例えば、脂肪族炭化水素基、フェニル基、およびベンジル基、またはアルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシ、アラルキル、およびアラルキルオキシ基であり得、ここで各基は、約１個〜約１０個の炭素原子であり、ここで非アリール型の基は、分枝鎖もしくは直鎖であり得、置換されているかもしくは非置換であり得る。好ましい一価の有機基または他の有機基、例えば、アルキルおよびアルコキシ（またはその過フッ素化バージョン）は、１個〜６個の炭素原子であり、好ましいアリール型の基は、フェニル基、およびベンジル基である。その例としては、−ＣＦ３、−Ｃ２Ｆ５、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨ２ＣＦ３、もしくは−ＣＨ２Ｃ２Ｆ５、フェニル基、ベンジル基；または水素原子のうちの１個〜約５個が、フッ素原子によって置換されたフェニル基もしくはベンジル基（例えば、−Ｃ６Ｆ５、−ＣＨ２Ｃ６ＣＦ５）（ここで基は、−ＣＦ３もしくは他の低級パーフルオロアルキル基を含む基でさらに置換され得る）、または１個〜５個の水素原子が、ＣＦ３によって置換されたフェニル基もしくはベンジル基（例えば、Ｃ６Ｈ５−ｎ（ＣＦ３）ｎ、−ＣＨ２Ｃ６Ｈ５−ｎ（ＣＦ３）ｎ（式中、ｎは１〜約５である）など）が挙げられる。水素原子は、フェニル基またはベンジル基でさらに置換され得る。しかし、フェニル基およびＣＨ３は、優れた耐熱性、良好な架橋反応性、および比較的容易な合成を提供するものとして好ましい。
【００９７】
有機アミンに組み込まれた式（Ｉ）または（ＩＩ）を有する構造物は、少なくとも２つの架橋反応基が提供されるように、式（Ｉ）または（ＩＩ）のうちの少なくとも２つのそのような基を含むべきである。
【００９８】
下に示される式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、および（Ｖ）を有する硬化剤も本明細書中で有用である。
【００９９】
【化７】
2014503005.tif 000009
（式中、Ｒ３は、好ましくはＳＯ、Ｏ、もしくはＣＯ、または有機もしくはアルキレン型の基、例えば、１個〜６個の炭素原子のアルキル、アルコキシ、アリール、アラルキル、もしくはアラルコキシ基、もしくはそのような基の過フッ素化バージョンであって、約１個〜約１０個の炭素原子を有し、分枝鎖もしくは直鎖であり、飽和もしくは不飽和であり、そして分枝鎖もしくは直鎖である（非アリール型の基に関して）、または単結合である。Ｒ４は、好ましくは反応性側鎖基（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｓｉｄｅ  ｇｒｏｕｐ）（例えば、下に明記されるもの）である
【０１００】
【化８−１】
2014503005.tif 000010
）、
【０１０１】
【化８−２】
2014503005.tif 000011
（式中、Ｒｆ１は、約１個〜約１０個の炭素原子のパーフルオロアルキル、またはパーフルオロアルコキシ基であって、それは、直鎖もしくは分枝鎖の基であり得、そして／または飽和もしくは不飽和であり得、そして／または置換されているかもしくは非置換であり得る）、および
【０１０２】
【化９】
2014503005.tif 000012
（式中、ｎは、約１〜約１０の整数である）。
【０１０３】
本明細書中の全硬化剤の組み合わせは、付随の硬化部位単量体の官能基であって、その基を用いて硬化剤が組成物中の硬化可能なポリマーと反応し得る、基が存在し、そのような組成物のそれぞれが、本明細書の接合剤を用いて接合され得る限り、本発明の範囲内である。耐熱性に関して、オキサゾール環形成架橋剤、イミダゾール環形成架橋剤、チアゾール環形成架橋剤、およびトリアジン環形成架橋剤が好ましく、それらは、下に列挙される式の化合物を含み得、式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、および（Ｖ）、具体的には、式（ＩＩ）（式中、Ｒ１は、同じかまたは異なり、それぞれは、−ＮＨ２、−ＮＨＲ２、−ＯＨ、または−ＳＨであり、Ｒ２は、一価の有機基であり、好ましくは水素ではない）；式（ＩＩＩ）（式中、Ｒ３は、−ＳＯ２−、−Ｏ−、−ＣＯ−、および１個〜約６個の炭素原子のアルキレン基、１個〜約１０個の炭素原子のパーフルオロアルキレン基、または単結合であり、Ｒ４は、下に言及される通りである）；式（ＩＶ）（式中、Ｒｆ１は、１個〜約１０個の炭素原子のパーフルオロアルキレン基である）；および式（Ｖ）（式中、ｎは、１〜約１０の整数である）に関して下でさらに議論される。そのような化合物の中で、本明細書中に言及されるような式（ＩＩ）の化合物は、架橋後の芳香族環の安定化に起因して高められた、耐熱性について好ましい。式（ＩＩ）のＲ１に関して、Ｎ−Ｒ２結合（Ｒ２は、一価の有機基であり、水素ではない）は、Ｎ−Ｈ結合よりも耐酸化性が高いので、Ｒ１として−ＮＨＲ２を使用することも好ましい。
【０１０４】
式（ＩＩ）におけるような少なくとも２つの基を有する化合物、およびその上に２個〜３個の架橋可能な反応基、より好ましくは２個の架橋可能な基を有する化合物が、好ましい。
【０１０５】
上の好ましい式に基づく例示的な硬化剤は、少なくとも２つの官能基、例えば、以下の構造式（ＶＩ）、（ＶＩＩ）、または（ＶＩＩＩ）を含む。
【０１０６】
【化１０】
2014503005.tif 000013
（式中、Ｒ５は、飽和もしくは不飽和、分枝鎖もしくは直鎖、置換されているかもしくは非置換の基（例えば、炭素原子に関して過フッ素化された、好ましくは約１個〜約１０個の炭素原子である、アルキル、アルコキシ、アリール、ＳＯ、Ｏ、ＣＯ、または同様の基）を表す）。
【０１０７】
【化１１】
2014503005.tif 000014
（式中、Ｒ１は、本明細書中の他の場所で定義した通りであり、Ｒ６は、Ｏ、ＳＯ２、ＣＯ、または過フッ素化され得る有機基、例えば、約１個〜約１０個の炭素原子のアルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシ、アラルキル、およびアラルキルオキシであり得、ここで非アリール型の基は、分枝鎖もしくは直鎖であり得、置換されているかもしくは非置換であり得、または単結合もしくはアルキレン結合であり得る）。
【０１０８】
容易な合成の観点から、好ましい架橋剤は、式（ＩＩ）によって表されるような２つの架橋可能な反応基を有する化合物であり、下の式（ＶＩＩＩ）に示される。
【０１０９】
【化１２】
2014503005.tif 000015
（式中、Ｒ１は、上記の通りであり、Ｒ６は、−ＳＯ２−、−Ｏ−、−ＣＯ−、１個〜約６個の炭素原子のアルキレン基、１個〜約１０個の炭素原子のパーフルオロアルキレン基、単結合、または式（ＩＸ）：
【０１１０】
【化１３】
2014503005.tif 000016
に示されるような基であり、ここでこの式は、より容易な合成を提供する）。
１個〜約６個の炭素原子のアルキレン基の好ましい例は、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、およびヘキシレンなどである。１個〜約１０個の炭素原子のパーフルオロアルキレン基の例は、
【０１１１】
【化１４】
2014503005.tif 000017
などである。これらの化合物は、ビスアミノフェニル化合物の例として公知である。この構造に従う好ましい化合物は、
式（Ｘ）：
【０１１２】
【化１５】
2014503005.tif 000018
（式中、Ｒ７は、各例において、同じかまたは異なり、各Ｒ７は、水素、１個〜約１０個の炭素原子のアルキル基；１個〜１０個の炭素原子の部分的にフッ素化もしくは過フッ素化されたアルキル基；フェニル基；ベンジル基；またはフェニル基もしくはベンジル基（ここで１個〜約５個の水素原子がフッ素もしくは低級のアルキルもしくはパーフルオロアルキル基（例えば、ＣＦ３）によって置き換えられている））
のものを含む。
【０１１３】
硬化剤の非限定的な例としては、２，２−ビス（２，４−ジアミノフェニルヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［３−アミノ−４−（Ｎ−メチルアミノ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［３−アミノ−４−（Ｎ−エチルアミノ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［３−アミノ−４−（Ｎ−プロピルアミノ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［３−アミノ−４−（Ｎ−フェニルアミノ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［３−アミノ−４−（Ｎ−パーフルオロフェニルアミノ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［３−アミノ−４（Ｎ−ベンジルアミノ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、および同様の化合物が挙げられる。これらの中で、好ましい優れた耐熱特性について、２，２−ビス［３−アミノ−４（Ｎ−メチルアミノ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［３−アミノ−４−（Ｎ−エチルアミノ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［３−アミノ−４−（Ｎ−プロピルアミノ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、および２，２−ビス［３−アミノ−４−（Ｎ−フェニルアミノ）フェニル］ヘキサフルオロプロパンが好ましい。耐熱特性について好ましいのはまた、テトラアミン（例えば、４，４’−［２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチリデン］ビス［Ｎ１−フェニル−１，２−ベンゼンジアミン］）であるか、または２，２−ビス［３−アミノ−４−（Ｎ−フェニルアミノフェニル）］ヘキサフルオロプロパンが好ましい。
【０１１４】
他の適切な硬化剤としては、当該分野において公知であるように、または開発されるべきものとして、オキサゾール環形成硬化剤、イミダゾール環形成硬化剤、チアゾール環形成硬化剤、およびトリアジン環形成硬化剤、アミドキシムおよびアミドラゾン架橋剤、ならびに特にビスアミノフェノール、ビスアミノチオフェノール、ビスアミジン、ビスアミドキシム、ビスアミドラゾン、モノアミジン、モノアミドキシム、およびモノアミドラゾンが挙げられ、その例は、例えば、米国特許第７，２４７，７４９号、および同第７，５２１，５１０号において明記されており、関連の部分について、本明細書中で参考として援用され、その中の硬化剤および共硬化剤、ならびに促進剤が挙げられる。イミダゾールは、それが、良好な機械的強度、耐熱性、耐薬品性、および低温受容力（ｃａｐａｃｉｔｙ）、ならびに架橋特性と高温特性および低温特性との良好なバランスの一因となり得る点で有用である。上記ビスアミドキシム、ビスアミドラゾン、ビスアミノフェノール、ビスアミノチオフェノール、またはビスジアミノフェニル硬化剤は、上記パーフルオロポリマー中の、ニトリル基もしくはシアノ基、カルボキシル基、および／またはアルコキシカルボニル基と反応して、本明細書中のいくつかの実施形態において好ましいパーフルオロエラストマーを形成し得、それは、本明細書中の接合剤に対して有用である上記組成物から形成された、得られた硬化品において、架橋としてオキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、またはトリアジン環を有する。
【０１１５】
本明細書中での１つの実施形態において、式（Ｉ）または（ＩＩ）におけるような架橋反応基を有する少なくとも２つの化学基を含む硬化剤化合物は、耐熱性を増大させ、芳香族環系を安定にするために使用され得る。２個〜３個のそのような基を有する基（例えば、（Ｉ）または（ＩＩ）におけるような）について、より少ない数の基を有することは、十分な架橋を提供しない場合があるので、各基（Ｉ）または（ＩＩ）において少なくとも２つを有することが好ましい。
【０１１６】
そのような組成物は、好ましくは約２５モルパーセント  対  約７５モルパーセント〜約７５モルパーセント  対  約２５モルパーセント、好ましくは約４０モルパーセント  対  約６０モルパーセント〜約６０モルパーセント  対  約４０モルパーセント、および最も好ましくは約５０  対  約５０の比で上記第一の硬化可能なパーフルオロポリマーおよび上記第二の硬化可能なパーフルオロポリマーを有するブレンドである。
【０１１７】
上記硬化可能なパーフルオロポリマーの各々における上記少なくとも１つの硬化部位単量体の各々は、好ましくは、それぞれ約０．０１モルパーセント〜約１０モルパーセントの量で、そして上記第一の硬化可能なパーフルオロポリマーおよび上記第二の硬化可能なパーフルオロポリマーの各々において個々に存在する。上記少なくとも１つの硬化剤は、好ましくは、上記組成物中の、上記パーフルオロポリマーの１００重量部当たり、約０．０１重量部〜約５重量部の量、およびより好ましくは、上記組成物中の、上記パーフルオロポリマーの１００重量部当たり、約０．０１重量部〜約２重量部の量で存在する。
【０１１８】
上記第一および第二の硬化可能なパーフルオロポリマーのうちのいずれか、または両方中の、上記少なくとも１つの硬化部位単量体における上記少なくとも１つの硬化部位（ａｔ  ｏｎｅ  ｃｕｒｅ  ｓｉｔｅ）は、好ましくは窒素含有の硬化部位である。上記第一の硬化可能なパーフルオロポリマー中の、上記少なくとも１つの硬化部位単量体における上記少なくとも１つの硬化部位は、シアノ、カルボキシル、カルボニル、アルコキシカルボニル、およびそれらの組み合わせからなる群から選択され得、最も好ましくはシアノ基である。
【０１１９】
上記少なくとも１つの硬化剤は、本発明の範囲内の以下の適切な硬化剤：フッ素化イミドイルアミジン；ビスアミノフェノール；ビスアミジン；ビスアミドキシム；ビスアミドラゾン；モノアミジン；モノアミドキシム；モノアミドラゾン；ビスアミノチオフェノール（ｂｉａｓｍｉｎｏｔｈｉｏｐｈｅｎｏｌ）；ビスジアミノフェニル；テトラアミンおよび式（ＩＩ）：
【０１２０】
【化１６】
2014503005.tif 000019
（式中、Ｒ１は、同じかまたは異なり、それぞれは、−ＮＨ２、−ＮＨＲ２、−ＯＨ、または−ＳＨであり；Ｒ２は、一価の有機基である）
によって表される少なくとも２つの架橋可能な基を有する芳香族アミン；式（ＩＩＩ）：
【０１２１】
【化１７】
2014503005.tif 000020
（式中、Ｒ３は、−ＳＯ２−、−Ｏ−、−ＣＯ−、１個〜６個の炭素原子を有するアルキレン基、１個〜１０個の炭素原子を有するパーフルオロアルキレン基、または単結合であり、Ｒ４は、
【０１２２】
【化１８】
2014503005.tif 000021
である）
によって表される化合物；
式（ＩＶ）：
【０１２３】
【化１９】
2014503005.tif 000022
（式中、Ｒｆ１は、１個〜１０個の炭素原子を有するパーフルオロアルキレン基である）
によって表される化合物；式（Ｖ）：
【０１２４】
【化２０】
2014503005.tif 000023
（式中、ｎは、１〜１０の整数である）
によって表される化合物；およびそれらの組み合わせのうちの１つであり得、ここで上記少なくとも硬化剤は、上記組成物中の、上記少なくとも１つの第一のパーフルオロポリマーにおける上記少なくとも１つの硬化部位と、上記第二のパーフルオロポリマーにおける上記少なくとも１つの硬化部位とを反応させて、上記少なくとも１つのパーフルオロポリマーと上記少なくとも１つの第二のパーフルオロポリマーを架橋することが可能である。
【０１２５】
上記少なくとも１つの硬化剤は、さらに、式（ＩＩ）（式中、Ｒ１は−ＮＨＲ２；フッ素化イミドイルアミジン；ビスアミノフェノール；およびそれらの組み合わせである）によって表される少なくとも２つの架橋可能な基を有する芳香族アミンであり得る。
【０１２６】
１つの実施形態において、本明細書中の接合剤に対して有用である上記硬化可能なフッ素含有エラストマー組成物は、好ましくは、上で言及した化合物の範囲内にあるテトラアミン化合物である化合物として、上記少なくとも１つの硬化剤を含む。そのような化合物は、単独で、または組み合わせて使用され得る。硬化剤として本明細書中で使用される最も好ましい化合物は、式（ＩＩ）（式中、Ｒ１は−ＮＨＲ２であり、Ｒ２はアリール基である）と一致するものである。そのような化合物はまた、４，４’−［２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチリデン］ビス［Ｎ１−フェニル−１，２−ベンゼンジアミン］（「Ｎｐｈ−ＡＦ」）として公知である。
【０１２７】
【化２１】
2014503005.tif 000024
別の好ましい硬化剤としては、パーフルオロイミドイルアミジン（例えば、米国特許公開第２００８−００３５８８３  Ａ１号において見出されるもの）が挙げられ、以下の化合物および同様の化合物に関して本明細書中で参考として援用される。ＤＰＩＡ−６５としても記載される１つの好ましい化合物は、本明細書中の以下に示される。
【０１２８】
【化２２】
2014503005.tif 000025
他の好ましい化合物は、ビスアミノフェノール、ビスアミノフェノール  ＡＦ、およびそれらの組み合わせである。
【０１２９】
なおさらなる実施形態において、上記組成物は、好ましくはパーフルオロエラストマー組成物であり、上記少なくとも１つの硬化剤は、Ｎｐｈ−ＡＦの使用を含む。
【０１３０】
【化２３】
2014503005.tif 000026
この化合物は、単独で、または別の硬化剤（複数可）とともに（例えば、ビスアミノフェノールまたはビスアミノフェノール  ＡＦと組み合わせて）、および／またはそれと組み合わせて、もしくはそれに対する代替物として使用され得、ここで上記少なくとも１つの硬化剤は、ＤＰＩＡ−６５：
【０１３１】
【化２４】
2014503005.tif 000027
をさらに含み得る。
【０１３２】
上記接合剤は、好ましくは、テトラフルオロエチレンと、第一のパーフルオロアルキルビニルエーテルと、少なくとも１つの硬化部位を有する少なくとも１つの第一の硬化部位単量体とを含む第一の硬化可能なパーフルオロポリマーであって、ここで上記テトラフルオロエチレンが、上記第一の硬化可能なパーフルオロポリマー中に、少なくとも約５０モルパーセントの量で存在する、第一の硬化可能なパーフルオロポリマー；テトラフルオロエチレンと、第二のパーフルオロアルキルビニルエーテルと、少なくとも１つの硬化部位を有する少なくとも１つの第二の硬化部位単量体とを含む第二の硬化可能なパーフルオロポリマーであって、ここで上記第二の硬化可能なパーフルオロポリマーが、その中にフッ素樹脂粒子を含む、第二の硬化可能なパーフルオロポリマー；および少なくとも１つの硬化剤であって、上記少なくとも１つの硬化剤は、
【０１３３】
【化２５】
2014503005.tif 000028
ビスアミノフェノール、ビスアミノフェノール  ＡＦ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、少なくとも１つの硬化剤を含む、硬化可能なパーフルオロエラストマー組成物とともに使用され、ここで上記第一の硬化可能なパーフルオロポリマーにおける上記硬化部位単量体および上記第二の硬化可能なパーフルオロポリマーにおける上記硬化部位単量体のうちの少なくとも１つは、ＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）５ＣＮであり、ここで上記第二の硬化可能なフルオロポリマーは、ラテックス重合中のブレンドの結果としてフッ素樹脂粒子を含み、上記フッ素樹脂粒子は、窒素含有の硬化部位単量体を含む。
【０１３４】
これらは例示としてのみ意図され、本明細書中の接合剤は、広範なフルオロエラストマー組成物およびパーフルオロエラストマー組成物とともに使用され得る。
【０１３５】
任意の硬化剤（複数可）は、単独で、組み合わせて、または二次的硬化剤とともに使用され得る。従って、上記硬化系は、多様な二次的硬化剤、例えば、ビスフェニルベースの硬化剤、およびそれらの誘導体、テトラフェニルスズ（ｔｅｔｒａｐｈｅｙｌｔｉｎ）、トリアジン、過酸化物ベースの硬化系（例えば、有機過酸化物（例えば、ジアルキル過酸化物））を必要としないが、必要に応じて、それが一次剤として使用されない場合、または過酸化物の組み合わせにおいて、もしくはこれらの系の組み合わせにおいて使用される場合、それらも含み得る。他の適切な二次的硬化剤としては、有機金属（ｏｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃ）化合物、およびその水酸化物、特に有機スズ化合物（アリルスズ、プロパルギルスズ、トリフェニルスズ、アレニルスズが挙げられる）、アミノ基を含む硬化剤、例えば、ジアミン、およびジアミンカーバメート、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジシンナミリデン−１，６−ヘキサンジアミン、トリメチレンジアミン、シンナミリデン、トリメチレンジアミン、シンナミリデンエチレンジアミン、およびシンナミリデンヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンカーバメート、ビス（４−アミノシクロヘキシル（ａｍｉｎｏｃｙｃｌｏｈｅｘｌｙ））メタンカーバメート、１，３−ジアミノプロパンモノカーバメート、エチレンジアミンカーバメート、トリメチレンジアミンカーバメート、ならびにビスアミノチオフェノールが挙げられる。
【０１３６】
硬化剤、共硬化剤、および／または硬化促進剤のうちの少なくとも１つはまた、採用される硬化系に依存して含まれ得る。上記組成物はまた、少なくとも（ｌｅａｓｔ）２つの硬化可能なフルオロポリマーまたはパーフルオロポリマー（例えば、フルオロポリマーのブレンドまたはパーフルオロポリマーのブレンドにおいてなど）を含み得る。
【０１３７】
本明細書中のＦＫＭ組成物において使用され得る任意選択のフィラーの例としては、例えば、限定することなく、フルオロポリマーパウダー、フルオロポリマーマイクロパウダー、コア−シェルフルオロポリマー（ｆｌｕｏｒｐｏｌｙｍｅｒ）フィラー、フルオロポリマーナノパウダー、架橋可能なフッ素樹脂フィラー、カーボンブラック、フルオログラファイト、シリカ、シリケート、ガラス繊維、ガラス球（ｇｌａｓｓ  ｓｐｈｅｒｅ）、繊維ガラス、硫酸カルシウム、アスベスト、ホウ素繊維、セラミック繊維、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、アルミナ、窒化アルミニウム、ホウ砂、パーライト、テレフタル酸亜鉛、炭化ケイ素プレートレット（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｃａｒｂｉｄｅ  ｐｌａｔｅｌｅｔ）、炭化ケイ素ウィスカー、ケイ灰石、テレフタル酸カルシウム、フラーレンチューブ、ヘクトライト、滑石、雲母、カーボンナノチューブが挙げられる。そのようなフィラーは、１００部のベースフルオロポリマー当たり約５０部までの量、好ましくは、１００部当たり約２０部までの量で、組成物全体に存在し得、ここで上記１００部のベースフルオロポリマーは、上記組成物中に、そのようなベースフルオロポリマー（複数可）全てを含む。
【０１３８】
ＦＦＫＭ組成物において、例えば、半導体適用における使用について、好ましい任意選択のフィラー（複数可）は、必要に応じて、フルオロポリマーパウダー、フルオロポリマーマイクロパウダー、コア−シェルフルオロポリマーフィラー、フルオロポリマーナノパウダー、架橋可能なフッ素樹脂フィラー、カーボンブラック、フルオログラファイト、シリカ、シリケート、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、アルミナ、窒化アルミニウム、およびカーボンナノチューブであり得る。シリカ、カーボンブラック（例えば、高純度熱性カーボンブラック）、フルオロポリマーマイクロパウダー、ナノパウダー、および架橋可能なフッ素樹脂は、最も好ましい。好ましくは、重金属添加剤は、半導体加工適用において使用される本明細書における組成物中に提供されない。
【０１３９】
上で議論したフルオロエラストマー組成物は、上で議論した種々の構成要素のうちの任意のものまたは全てを種々の割合、比、および順列で含み得る。当業者は、最終製品の所望される特徴に依存してそのような成分および相対比が変更され得、様々であり得、そのことは次いで、接合された構成要素が使用されるべき適用によって特徴づけられることを認識する。
【０１４０】
好ましくは、１００部のベースフルオロポリマー（複数可）に基づいて、硬化剤（複数可）は、所与の官能基（複数可）に十分な硬化を提供するために必要な量（例えば、１００部のベースフルオロポリマー（複数可）当たり約０．１部〜約５部、好ましくは１００部当たり約０．２部〜約３部、または１００硬化剤（複数可）当たり約２部〜約４部）で存在する。上記硬化剤が過酸化物硬化系の一部である場合、共硬化剤（例えば、ＴＡＩＣ）は、１００部のベースフルオロポリマーに基づいて、１００部当たり約１部〜約１０部の量、および本明細書中の１００部のベースフルオロポリマー（複数可）に基づいて１００部当たり約１部〜約５部の量で好ましくは加えられる。本明細書中の他の場所で言及したように、必要に応じて、促進剤、または共硬化剤は、好ましい量（例えば、１００重量部のベースフルオロポリマー（複数可）に基づいて、１００部当たり０〜約６部の量）で使用され得る。
【０１４１】
本明細書中に言及されるような硬化されたフルオロエラストマー、および好ましくは、パーフルオロエラストマー、硬化可能なフルオロエラストマーから形成される組成物、および好ましくは、硬化可能なフルオロポリマーおよび硬化可能なパーフルオロポリマーを有するパーフルオロエラストマー組成物は、成形品（複数可）を形成するように硬化され得、形作られ得る。一般に、上記成形品は、密閉部材（例えば、Ｏ−リング、シール、ガスケット、およびインサートなど）として形成されるが、当該分野において、公知であるかまたは開発されるべき他の形状および使用が、本明細書中で企図される。
【０１４２】
上記成形品は、例えば、ボンデッドシールを形成するために、本明細書中の接合組成物として表面に接合され得る。そのようなボンデッドシールは、例えば、半導体加工において使用するための、例えば、プレボンデッド（ｐｒｅ−ｂｏｎｄｅｄ）ドア、ゲート、およびスリットバルブドアを形成するために使用され得る。そのような成形品（例えば、シール）が接合され得る表面としては、ポリマー表面、ならびに金属および金属合金表面が挙げられる。１つの実施形態において、本発明は、例えば、ステンレス鋼またはアルミニウムから形成されるゲート、またはスリットバルブドアを含み、それに対してＯ−リングシールが、上記シールを収容するように構成された上記ドア中の溝に適合する。接合は、シールの表面および／または基板表面に適用される本明細書中の接合組成物の使用を介して起こり得る。
【０１４３】
上記接合組成物は、フルオロエラストマー組成物、および好ましくはパーフルオロエラストマー組成物を基板に接合することが好ましくは可能である。本発明の範囲内にあると企図される基板としては、セラミック、金属、金属合金、半導体、ポリマー、およびそれらの組み合わせが挙げられる。上記接合組成物はまた、フルオロエラストマー組成物をアルミナ、サファイア、ホウ素、イットリア、ケイ素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、テルル、ポロニウム、陽極処理アルミニウム、アルミニウム、ステンレス鋼、ポリテトラフルオロエチレン、およびそれらの組み合わせに、首尾よく接合することが可能であり得る。上記フルオロエラストマーは、上記接合剤を用いて、他のフルオロエラストマーまたはパーフルオロエラストマーに接合され得る。
【０１４４】
そのような基板は、種々の構造および／または積層物のための基板である材料を含み得、そのうちのいくつかは、半導体加工チャンバー内で使用され得るか、または加工装置（例えば、半導体加工装置において）のパーツ（チャンバー壁、加工ドア、ゲートなど）を形成するために実際に使用される基板であり得る。基板としては、材料（例えば、セラミック、金属、金属合金、半導体、およびポリマーなど）が挙げられ得る。半導体加工および他の領域における好ましい基板としては、セラミック（例えば、アルミナ、サファイア、および他の同様の材料）、半導体金属およびメタロイド（ホウ素、ケイ素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、テルル、ポロニウム、ならびにそのような適用において加工チャンバーおよびドアなどに使用される金属性表面（例えば、陽極処理アルミニウム、アルミニウムおよびステンレス鋼））、ならびにそのような装置に使用される他の材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）シール、ｏ−リング、およびガスケット遮蔽材料など）が挙げられる。
【０１４５】
他の最終適用のために、ＦＫＭもしくはＦＦＫＭを、他の表面（例えば、金属（例えば、ベリリウム、銅、銀、アルミニウム、クロム、チタン、ニッケル、亜鉛が挙げられる）および／または金属合金もしくは他の金属混合物（例えば、チタン合金および銅合金、ベリリウム−銅合金、ニッケル−銀合金、ニッケル−チタン合金、クロム合金、真鍮、ならびにステンレス鋼など）に接合させるために本明細書中の接合組成物を使用することが可能である。チタン合金およびニッケル合金（例えば、Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｍｅｔａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｎｅｗ  Ｈａｒｔｆｏｒｄ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ）によってＩＮＣＯＮＥＬ（登録商標）という商標名の下で販売されるオーステナイトニッケルベースの超合金）も適している場合がある。他の適切なポリマー基板としては、ＰＴＦＥ、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）ポリマー（例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）、熱可塑性ポリイミドとブレンドされたＰＥＥＫ（ＰＥＥＫ＋ＴＰ−ＰＩ）、およびポリエーテルケトン（ＰＥＫ）など）が挙げられる。
【０１４６】
本明細書中の接合組成物はまた、他の接着剤適用において使用するためのプライマー組成物として使用するため、および／または他の接着剤とともに使用するため、および／または接着性の層のためもしくは接着性の層として使用するために適している。従って、それは、コーティングにおける最終適用および積層物適用にも用いられ得るか、または種々の材料を基板に接着させることにおいて使用するためのものであり得る。ＦＦＫＭの重合において、ＰＦＯＡを含まないこれらの乳化剤は、最も好ましい。
【０１４７】
上記接合剤は、多様な技術、スプレーコーティング、はけ塗りコーティング、浸漬ロール（ｄｉｐｐｉｎｇ  ｒｏｌｌ）コーティング、または任意の適切な適用技術を用いて基板に適用され得、はけ塗りおよびスプレーコーティングが好ましい。接合において、上記フルオロエラストマー組成物は、硬化可能なフルオロポリマーの一部分と上記基板の一部分との間に接合を形成するために、接合剤組成物の結果として接合され、ここで上記表面のうちのいくつかまたは全ては、接合され得る。フルオロエラストマーを形成するために上記フルオロポリマーが硬化するに従って、上記表面は、成形もしくは他の硬化プロセス中ならびに／または熱および圧力の適用の際に接合する。ＦＫＭおよびＦＦＫＭについて硬化／接合するための代表的な温度は、例えば、約１００℃〜約１８０℃、および好ましくは約１４９℃〜約１５４℃の範囲であり、約５分間〜約３５分間、好ましくは約８分間〜約２０分間の硬化／接合時間である。しかし、当業者は、硬化の時間および温度が、選択される最初のフルオロエラストマーおよび架橋系に依存して様々であることが本開示から理解する。
【０１４８】
適用されるべき圧力は、種々の供給源（例えば、ホットプレス成形）からであり得、形成されるべき得られた構造およびそこにおいて使用される材料にさらにまた依存して約２００ｐｓｉ〜約３０００ｐｓｉの範囲に及び得る。
【０１４９】
本発明は、硬化可能なＦＫＭまたはＦＦＫＭ組成物（本明細書中に記載されるような）を上記表面に完全に沿って、または部分的に沿ってのいずれかで基板に接触させ、当該分野において公知であるかまたは開発された任意の硬化手段を介してそれを硬化することによって、上記フルオロエラストマー組成物を基板の表面に接合する方法を含む。最も好ましくは、ＦＫＭまたはＦＦＫＭ組成物は、代表的なＦＫＭまたはＦＦＫＭミキサーまたはブレンド機械においてブレンドし、本明細書中で言及したような任意の添加剤、硬化剤および／またはさらなる共硬化剤、硬化促進剤、および任意のフィラーを組み合わせることによって調製される。得られた組み合わせられた硬化されていない組成物（またはゴム）は次に、好ましくは、予備成形物へ形成され、ここで上記予備成形物は、任意の手段（切断、クリッキング、押出、成形などが挙げられる）によって形成され得る。形成されると、それが接合されるべき上記予備成形物表面および／または上記基板は、接合組成物でコーティングされる。上記接合剤は、嵌め合わされるべき表面全体に沿ってまたはそれらの表面の一部に沿って置かれ得る。
【０１５０】
上記予備成形物および基板は次に、上記予備成形物が少なくとも部分的に硬化されるように硬化プロセスに供される（例えば、いくつかの架橋が起こり得るが、所望される程度までではない）。しかし、好ましくは、上記接合剤が活性化され、上記予備成形物が、接合された構造においてある形状に成形される間に、上記予備成形物は、上記基板の表面に接触し、インサイチュで硬化される。例えば、押出ロープは、その上に接合剤を有する接合されたゲートドアにおける溝内に置かれ得、次に、接合剤を有する押出ロープおよび上記基板は、上記予備成形物が溝内でシールに成形される（インサイチュ）間に硬化に供される。予備成形物は、溝、穴、もしくは他の表面特徴のいずれかにおける表面、または平らな表面、曲がった表面、もしくは成形のために予め構成された表面に直接置かれ得る。予備成形物は、そのようなＦＫＭおよびＦＦＫＭが代表的に使用される形状（ｏ−リング、ガスケット、シール、コーティング、および積層物などが挙げられる）に作製され得る。例えば、半導体加工装置におけるゲートドアの場合において、予備成形押出し物（ｐｅｒｆｏｒｍ  ｅｘｔｒｕｄａｔｅ）は、ドア表面における調製された溝内に適合するように形作られ得、成形プロセスは、接合組成物として、上記フルオロエラストマー組成物が溝内の表面に接合することを可能にする。
【０１５１】
他の予備成形物としては、例えば、本明細書中のエラストマー組成物の押出または形作られたシートが挙げられ、それは必要に応じて２つの表面間にサンドイッチ様の構成で表面に置かれ、次に熱成形されて、コーティングされた表面または層状構造を形成し得る。同様に２つの予備成形物（ｐｅｒｆｏｒｍ）は、接合剤を用いて一緒に接合され得、より大きなパーツを形成するために局所的に硬化され得る。
【０１５２】
上記パーフルオロポリマー組成物は硬化し、上記接合剤は次に、上記予備成形物および上記基板の表面への熱および／または圧力の適用に起因して、エラストマー架橋が進行し、少なくとも部分的に硬化することによって上記エラストマーが形成されるに従って、少なくとも部分的に上記基板に接合する。従って、上記組成物と上記基板との間で接合が形成され続ける。実質的に完全なおよび／または完全な硬化および接合が達成されるまで、さらなる硬化が続き得、そして／または使用されるエラストマーおよび硬化サイクルに依存して、適切な後硬化が続き得る。
【０１５３】
硬化は、当該分野において、公知であるかまたは開発されるべき任意の方法（熱硬化、高エネルギーの適用による硬化、熱硬化、プレス硬化、蒸気硬化、加圧硬化、ｅ−ビーム硬化、または手段の任意の組み合わせによる硬化などが挙げられる）によるものであり得る。後硬化処理はまた、完全な硬化が所望される場合に適用され得る。上で言及したように、温度（例えば、約１００℃〜約１８０℃、および好ましくは約１２０℃〜約１６０℃）が、上の硬化／接合条件に関して言及したように様々な時間で使用され得、この場合も、選択されるＦＫＭまたはＦＦＫＭの系、選択される硬化系および最終適用に依存して様々であり得る。任意選択の後硬化は適用され得、好ましくは、一次接合／硬化サイクルにおいて十分な硬化および／または接合が起こらない場合に使用される。
【０１５４】
上で言及したように硬化可能なＦＫＭまたはＦＦＫＭ組成物は、上で言及されるようにブレンド、および混合などによって組成物構成要素を組み合わせることによって調製される。次に、表面を有する基板（例えば、上に記載される基板）が提供される。予備成形物の形態での上記硬化可能な組成物のうちの少なくとも１つまたは両方および／または上記基板は、本明細書中に記載される接合組成物でコーティングされる（部分的にまたは完全にのいずれか）。上記硬化可能な組成物の予備成形物は、硬化可能なＦＫＭまたはＦＦＫＭ組成物とともに上記基板の表面において熱成形され、従って、上記ＦＫＭまたはＦＦＫＭ組成物を少なくとも部分的に硬化してフルオロエラストマーまたはパーフルオロエラストマーを形成するように、および上記ＦＫＭまたはＦＦＫＭ組成物が上記基板の表面に硬化されるにつれて少なくとも部分的に接合するように、上記基板の表面に接合され、それにより、少なくとも部分的に接合された少なくとも部分的に硬化されたフルオロエラストマーまたはパーフルオロエラストマーを有する接合された構造が基板の表面に形成され、層状構造の場合、第一の表面および第二の表面に接合され、ここで２つの表面は同じ材料であっても異なる材料であってもよい。硬化および接合は、十分なレベルの架橋および接合が達成されるまで続き得、上記構造は、好ましくは、実質的に完全に、または完全に架橋され、接合される。
【０１５５】
得られた接合された構造は、本明細書中の接合組成物として、上記基板の表面に（または第一の基板および第二の基板の表面に）接合されたＦＦＫＭまたはＦＫＭエラストマーを有する。接合された構造は、例えば、層状構造、ゲートバルブ、半導体チャンバードアおよび接合スリットバルブからなる群から選択される構造であり得る。
【０１５６】
スリットバルブ形態での代表的なそのような基板の例は、図１〜３に見られるものであり得る。スリットバルブドア１０は、金属性ドア１２、およびドア１２の表面における溝内に適合するシール１６を有する。上記シールは、図２に示される点において、表面１４に接合される。本明細書中の本発明において、シール１６は、本明細書中に記載されるように硬化可能なパーフルオロポリマーまたはフルオロポリマー組成物で形成され、表面１４において、接合組成物としてドア１２に接合に接合される。
【０１５７】
本発明は、目下、以下の非限定的な実施例（複数可）に関して記載される。
【実施例】
【０１５８】
実施例１
接合対照実施例Ａを、Ｄｙｎｅｏｎ（登録商標）（３Ｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）からＥ−２０５２４Ａとして入手可能である市販の接着性接合剤を用いて調製した。使用した化合物は、約５重量パーセント〜約１０重量パーセントの添加剤ポリマーとともに、約５重量パーセント〜約１０重量パーセントのエポキシ硬化（ｈａｒｄｅｎｉｎｇ）添加剤、および他の添加剤：１重量パーセント未満の１−プロパナミン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）−３−（トリエチルシリル）−ＤＥＴＡおよび／またはＭＩＢＫ／ケチミンを用いた、メチルエチルケトンベースの溶媒（上記化合物の約８０重量パーセント〜約９０重量パーセントの量で存在する）を有する溶媒ベースの化合物であった。上記接着性接合剤を単独で、金属基板（アルミニウム）の片側に薄いコーティングで適用した。同様のコーティングを本発明に従う接合組成物を用いて行った（実施例１）。上記組成物を、Ｃｒａｙ  Ｖａｌｌｅｙ（登録商標）からの０．１２８ｇのＰｒｏ−４３０２（それは、アクリル酸アルミニウムである）、２．５ｇのＤｙｎｅｏｎ接着性接合剤を含めて調製した（すなわち上記アクリル酸アルミニウムを、１００重量部のＤｙｎｅｏｎ接着性接合剤当たり５．１２部の量で加えた）。上で言及したように、この実施例において使用されるＤｙｎｅｏｎ接着性接合剤は、上記接合剤中にＭＥＫ溶媒を含む。対照実施例Ａから合計２．５ｇのＤｙｎｅｏｎ接合剤を使用した。接合組成物である、対照実施例Ａおよび本発明の実施例１のそれぞれを、直接成形によってアルミニウム基板に接合し、試験した。
【０１５９】
対照実施例Ａおよび本発明の実施例１の両方を、同じパーフルオロエラストマー組成物において使用した。上記組成物は、高温および耐プラズマ性加工のための本発明の出願人によって開発された２つのパーフルオロエラストマーのブレンドであった。
【０１６０】
上記パーフルオロエラストマー組成物は、２つの硬化可能なパーフルオロポリマーを含んだ。第一のパーフルオロポリマーは、ＰＦＯＡを含まないで作製されたＤｙｎｅｏｎ，ＬＬＣ，（３Ｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能であるフッ素樹脂含有硬化可能なパーフルオロポリマー、Ｄｙｎｅｏｎ（登録商標）ＰＦＥ  １３３  ＴＢＸであった。そのようなポリマーは、ＴＦＥ、ＰＡＶＥ、およびシアノ含有硬化部位単量体を含むパーフルオロポリマーを含む硬化可能なパーフルオロポリマーマトリックス内に約２０％の量でシアノ官能基化ＰＦＡ過フッ素樹脂を含む。
【０１６１】
第二のパーフルオロポリマーは、６９．４  ＴＦＥ、３０．２  パーフルオロメチルビニルエーテル（ＰＭＶＥ）、および０．４３  硬化部位単量体のモル量でＴＦＥ／ＰＭＶＥ／硬化部位単量体を含み、ここでブレンドにおける上記ポリマー中の硬化部位単量体は、ＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）５ＣＮである、Ｄａｉｋｉｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｌｔｄ．からＧＡ−５００ＰＲとして入手可能である硬化可能なパーフルオロポリマーであった。ポリマーおよびポリマーＢのもののような同様の材料は、米国特許第６，５１８，３６６号、および同第６，８７８，７７８号に記載され、明記され、それらに関してそのそれぞれは、本明細書中で参考として援用される。
【０１６２】
ブレンド中の両方のパーフルオロポリマーのために使用される硬化剤は、以下の構造
【０１６３】
【化２６】
2014503005.tif 000029
を有するＤａｉｋｉｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｌｔｄ．からの４，４’−［２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチリデン］ビス［Ｎ１−フェニル−１，２−ベンゼンジアミン］（「Ｎｐｈ−ＡＦ」）であった。
【０１６４】
サンプルにおいて、サンプルＡは、１００部のベースポリマー当たり５０部のＧＡ５００  ＰＲ、ベースポリマーの１００部当たり５０部のＰＦＥ  １３３  ＴＺ、およびベースポリマーの１００重量部当たり１．６部のＮＰｈ−ＡＦを含んだ。上記パーフルオロポリマーブレンド中に他の添加剤を組み込まなかった。上記ブレンドを混ぜ合わせ、押出し予備成形物を形成した。上記接着剤を、金属基板（アルミニウムプレート）の１つの表面にはけ塗りし、乾燥させた。次に上記ＦＦＫＭ／スラブを、直接成形して、上記予備成形物を上記アルミニウム表面に接合した。成形およびその試験をＡｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄ（ＡＳＴＭ）手順、具体的にはＡＳＴＭ−Ｄ４２９に従って行った。上記接合剤を活性化し、上記ＦＦＫＭブレンド組成物を、約２，０００ｐｓｉの圧力および約３６０°Ｆの加圧温度下で約３０分間、上記基板上の予備成形物を成形に供することによって硬化した。上記サンプルを、４５０°Ｆにて２４時間、後硬化加工に供した。本発明のサンプルによって形成された接合は、全ての温度においてより高い接合強度を示し、高温において接合力を持続させた。接合力を、室温（約２０℃）で破損まで試験した。結果を下の表１に示す。
【０１６５】
【表１】
2014503005.tif 000030
本発明の実施例は、有意により良好に機能し、室温においておよび温度が上昇するに従っての両方において、より小さい性能変動性を提供した。対照組成物は、１５０℃において、すでに非常に悪くなり過ぎており、熱老化の下で試験できなかった。
【０１６６】
上記実施例により、本発明が、困難な適用（例えば、高温環境）において使用するための高い接合強度を提供することが実証される。
【０１６７】
上に記載された実施形態に対して、その広い発明の概念から外れることなく変更がなされ得ることが当業者によって認識される。従って、本発明は、開示される特定の実施形態に限定されないが、添付の特許請求の範囲によって定義されるような本発明の趣旨および範囲内に改変を含むことが意図されることが理解される。
【図１】
2014503005.tif 000031
【図２】
2014503005.tif 000032
【図３】
2014503005.tif 000033
【国際調査報告】
2014503005.tif 000034