(57)【要約】【課題】基材への固着を容易に防止することができるエラストマー組成物を提供する。【解決手段】（A）パーフルオロエラストマー及び（B）フルオロシラン化合物を含むパーフルオロエラストマー組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（A）パーフルオロエラストマー及び（B）フルオロシラン化合物を含むパーフルオロエラストマー組成物。
【請求項２】
前記フルオロシラン化合物はパーフルオロポリエーテル骨格を有する請求項１記載のパーフルオロエラストマー組成物。
【請求項３】
前記フルオロシラン化合物はフルオロジシラン化合物である請求項１又は２記載のパーフルオロエラストマー組成物。
【請求項４】
前記フルオロシラン化合物は前記パーフルオロエラストマー１００質量部当たりに０．２〜１質量部の量で含む請求項１〜３のいずれか１項記載のパーフルオロエラストマー組成物。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４記載のパーフルオロエラストマー組成物を成形したシール材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパーフルオロエラストマー組成物及びシール材に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーフルオロエラストマーは、その優れた耐プラズマ性・耐熱性により、半導体製造装置（たとえば、ドライエッチング装置、ケミカルベーパーデポジション（ＣＶＤ）装置など）のシール材として使用されている。近年、半導体製造装置では、２００℃以上の温度に加熱されるなどの過酷な製造条件が使用されるようになっている。そのため、パーフルオロエラストマーの基材（たとえば、金属）への固着が生じ、問題となっている。このため、パーフルオロエラストマーの非粘着処理を行い、固着を防止することが求められている。
【０００３】
従来のエラストマーの表面改質方法には以下に示すものが挙げられる。
第一の方法はエラストマーを膨潤させることができる溶剤に対して表面改質剤を溶解させた溶液中に、エラストマーを浸漬させ、膨潤したエラストマー中に表面改質剤を染み込ませることである。このような方法は特許文献１（特開２００６−１１７８７８号公報）に開示されている。これにより、表面改質を行うことが可能であるが、成形加工（２次加硫）後に処理工程が必要となる。
第二の方法はエラストマーと類似の構造を有する表面処理剤で被覆することを含む方法である。このような方法は特許文献２（特開２００６−３６８８４号公報）に開示されている。開示された表面処理剤は自己架橋性官能基を有するパーフルオロエーテル骨格を備えた化合物を含み、パーフルオロエラストマーを表面処理剤で被覆し、加熱することでパーフルオロエーテル骨格を備えた化合物を高分子化させる。かかる方法では被覆工程及び加熱工程が必要とされる。
【０００４】
パーフルオロエラストマーの基材への固着を容易に防止することができる方法が望まれており、さらに、その方法が、組成物の改質による場合は、パーフルオロエラストマーの基材の一般特性を変化させぬように、パーフルオロエラストマー中への添加剤の添加量は少量であることが望まれ、一方、その組成物の改質を行うことで新たな工程追加にならないことが望まれている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１１７８７８号公報
【特許文献２】特開２００６−３６８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、基材への固着を容易に防止することができるエラストマー組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は以下の態様を含む。
（１）（A）パーフルオロエラストマー及び（B）フルオロシラン化合物を含むパーフルオロエラストマー組成物。
（２）前記フルオロシラン化合物はパーフルオロポリエーテル骨格を有する上記（１）のパーフルオロエラストマー組成物。
（３）前記フルオロシラン化合物はジシラン化合物である上記（１）又は（２）のパーフルオロエラストマー組成物。
（４）前記フルオロシラン化合物は前記パーフルオロエラストマー１００質量部当たりに０．２〜１質量部の量で含む上記（１）〜（３）のいずれかのパーフルオロエラストマー組成物。
（５）上記（１）、（２）、（３）又は（４）のパーフルオロエラストマー組成物を成形したシール材。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のパーフルオロエラストマー組成物では、少量のフルオロシラン化合物を含むことで、基材（金属）に対する固着を防止することができる。したがって、追加の工程を新たに設けること必要なく、単純な操作で固着防止効果を達成でき、また、少量含むために、エラストマー材料としてのシール特性を損なうことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
パーフルオロエラストマー
本発明のパーフルオロエラストマー組成物に使用できるパーフルオロエラストマーは、特に限定されるものではなく、一般的なパーフルオロエラストマーである。パーフルオロエラストマーを構成する主要モノマー単位は、好ましくはパーフルオロオレフィン類とパーフルオロビニルエーテル類との組合せである。
【００１０】
パーフルオロオレフィン類としては、例えばテトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、それらの混合物等が挙げられ、特にテトラフルオロエチレンが好ましい。
【００１１】
パーフルオロビニルエーテル類は、典型的には、次式（１）で表わされるパーフルオロ（アルキルビニル）エーテル類またはパーフルオロ（アルコキシビニル）エーテル類である。
ＣＦ2＝ＣＦＯ（Ｒ’fＯ）n（Ｒ”fＯ）mＲf （１）
［式中、Ｒ’f およびＲ”f は、２〜６個の炭素原子を有する同じかまたは異なる直鎖状または分岐状パーフルオロアルキレン基であり、ｍおよびｎは、独立して、０〜１０の整数であり、Ｒf は、１〜６個の炭素原子を有するパーフルオロアルキル基である。］
【００１２】
好ましいパーフルオロ（アルキルビニル）エーテル類には、次式（２）の化合物が含まれる。
ＣＦ2＝ＣＦＯ（ＣＦ2ＣＦＸＯ）nＲf （２）
〔式中、ＸはＦまたはＣＦ3であり、ｎは０〜５であり、Ｒf は、１〜６個の炭素原子を有するパーフルオロアルキル基である。〕
【００１３】
最も好ましいパーフルオロ（アルキルビニル）エーテルは、上記の式（２）において、ｎが０または１であり、かつＲf が１〜３個の炭素原子を含有する化合物である。そのようなパーフルオロ（アルキルビニル）エーテルとしては、例えば、パーフルオロ（メチルビニル）エーテル、パーフルオロ（エチルビニル）エーテル、およびパーフルオロ（プロピルビニル）エーテルが挙げられる。
【００１４】
本発明に有用な他のパーフルオロ（アルキルビニル）エーテルモノマーには、次式（３）で表される化合物が含まれる。
ＣＦ2＝ＣＦＯ［（ＣＦ2）mＣＦ2ＣＦＺＯ］nＲf （３）
〔式中、Ｒfは、１〜６個の炭素原子を有するパーフルオロアルキル基であり、ｍは０または１であり、ｎは０〜５であり、ＺはＦまたはＣＦ3である。〕
このクラスで好ましいのは、Ｒf がＣ3Ｆ7 であり、ｍが０であり、かつｎが１である化合物である。
【００１５】
本発明に有用な他のパーフルオロ（アルキルビニル）エーテルモノマーには、次式（４）で表される化合物が含まれる。
ＣＦ2＝ＣＦＯ［（ＣＦ2ＣＦＣＦ3Ｏ）n（ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2Ｏ）m（ＣＦ2）p］ＣxＦ2x+1 （４）
〔式中、ｍおよびｎは、それぞれ、０または１〜１０の整数であり、ｐは０〜３であり、ｘは０〜５である。〕
【００１６】
本発明に有用なパーフルオロ（アルコキシビニル）エーテルには、次式（５）で表される化合物が含まれる。
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）Ｏ（ＣＦ2Ｏ）mＣnＦ2n+1 （５）
〔式中、ｎは１〜５、好ましくは１であり、ｍは１〜３である。〕
【００１７】
本発明に有用なパーフルオロ（アルコキシビニル）エーテルの代表的な例としては、ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＯＣＦ2ＣＦ2ＣＦ3 、ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＯＣＦ3 、ＣＦ2＝ＣＦＯ（ＣＦ2）3ＯＣＦ3 、およびＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ2ＯＣＦ3 等が挙げられる。
【００１８】
パーフルオロ（アルキルビニル）エーテルとパーフルオロ（アルコキシビニル）エーテルとの混合物を使用することも可能である。
【００１９】
パーフルオロエラストマーには架橋部位モノマーが導入され、架橋構造を形成し、エラストマー性を発揮する。架橋部位モノマーはパーオキシド硬化反応に関与することができるものである。一般的に、最も好ましい架橋部位モノマーは、１個以上の臭素（Ｂｒ）基またはヨウ素（Ｉ）基を含有するものであるが、ニトリル（ＣＮ）基のように架橋反応に関与できる他の官能基も使用し得る。
【００２０】
好ましいＢｒまたはＩ基含有架橋部位モノマーの例としては、ブロモジフルオロエチレン、ブロモトリフルオロエチレン、ヨードトリフルオロエチレン、４−ブロモ−３，３，４，４−テトラフルオロブテン−１、ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ2Ｂｒ、ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2Ｂｒ、ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＯＣＦ2ＣＦ2Ｂｒ が挙げられる。
【００２１】
好ましいＣＮ含有架橋部位モノマーとしては、次式の化合物が挙げられる。
ＣＦ2＝ＣＦＯ（ＣＦ2）nＣＮ （６）
ＣＦ2＝ＣＦＯ［ＣＦ2ＣＦＣＦ3Ｏ］pＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）ＣＮ （７）
ＣＦ2＝ＣＦ［ＯＣＦ2ＣＦＣＦ3］xＯ（ＣＦ2）mＣＮ （８）
〔式中、ｎ＝２〜１２、ｐ＝０〜４、ｘ＝１〜２、およびｍ＝１〜４である。〕
好ましいＣＮ含有架橋部位モノマーの例は、パーフルオロ（８−シアノ−５−メチル−３，６−ジオキサ−１−オクテン）である。
【００２２】
本発明に使用する架橋部位モノマーとして特に有用なのはブロモトリフルオロエチレンである。
【００２３】
パーフルオロエラストマーとして特に好ましいのは、ＣＦ2＝ＣＦ2 約５０〜約８５モル％、ＣＦ2＝ＣＦ（ＯＣＦ3）約１５〜約５０モル％、架橋部位モノマー約０．２〜約５モル％からなる三元共重合体を架橋して得られるパーフルオロエラストマーである。
【００２４】
フルオロシラン化合物
フルオロシラン化合物はパーフルオロエラストマー中に少量で添加されて、エラストマーが金属などの基材に対して固着するのを防止するものである。パーフルオロエラストマーへのフルオロシラン化合物の添加は、カーボンブラックなどの他のフィラーと同時にエラストマーのコンパウンド時に投入することができ、既存の加工機器類用いて特別な工程なしに行える。このため、従来の表面処理による方法よりも、低コストで容易に作業を行なうことができる。また、フルオロシラン化合物は極少量の添加で効果を発揮するので、本来のシール材等のエラストマーの機能（たとえば、耐熱性／圧縮永久歪）を損なうことがない。
【００２５】
フルオロシラン化合物は好ましくはパーフルオロポリエーテル骨格を有し、また、このようなフルオロシラン化合物は、たとえば、下記式（Ｅ）
Rｆ−（Si(OR)3）n             (Ｒfはパーフルオロポリエーテル基を主骨格とした構造であり、Ｒはアルキルであり、nは１又は２である。)
の構造を含むパーフルオロポリエーテル骨格を有するフルオロシラン化合物である。フルオロシラン化合物は、好ましくは、パーフルオロエラストマー１００質量部当たりに０．２〜１質量部の量で添加される。フルオロシラン化合物の量が少なすぎると、十分な効果を発揮せず、多量でありすぎると、良好なシール特性、良好な耐プラズマ特性面で、エラストマーの特性を維持できなくなることがあるからである。
【００２６】
エラストマーの製造
本発明のエラストマー組成物は、パーフルオロエラストマー、フルオロシラン化合物のほか、カーボンブラックやシリカなどのフィラー、加硫用触媒などの成分を含んでよい。この組成物成分をコンパウンダーに投入し、一次加硫・二次加硫などの従来の方法で加硫成形することでエラストマー成形体を製造することができる。
【００２７】
本発明のエラストマー組成物から得られたエラストマー成形体は、半導体製造装置（ドライエッチング装置、ＣＶＤ装置など）のためのシール材料などとして使用できる。処理されたエラストマーは表面が非粘着化されるので、エラストマーシール材料が接触している表面に粘着することを防止でき、粘着によるシール材の破損を防げる。
【実施例】
【００２８】
実施例１
パーフルオロエラストマー（PFE131T（商品名）ダイニオン社製）１００質量部、添加剤PFE01C（（商品名）、ダイニオン社製）７．５質量部、補強材としてＭＴカーボン（N990(商品名)CANCARB社製）１５質量部及びシリカ（Aerosil R-972（商品名）日本アエロジル社製）１質量部とともに、パーフルオロエーテル骨格を有するフルオロジシラン化合物（ＥＣＣ−１０００（商品名）、３Ｍカンパニー社製）０．２５質量部を配合し、コンパウンドを得た。このコンパウンドに対し１８８℃で１５分間の一次加硫を行なった。次いで、２００℃で１６時間及び２５０℃で８時間の二次加硫の条件で加硫成形を行い、２ｍｍ厚さのシートを作成した。
【００２９】
実施例２
フルオロジシラン化合物（ＥＣＣ−１０００（商品名）、３Ｍカンパニー社製）の量を０．５質量部とした以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００３０】
実施例３
フルオロジシラン化合物（ＥＣＣ−１０００（商品名）、３Ｍカンパニー社製）の量を０．７５質量部とした以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００３１】
実施例４
フルオロジシラン化合物（ＥＣＣ−１０００（商品名）、３Ｍカンパニー社製）の量を１．０質量部とした以外は実施例１と同様の操作を行った。また、シート作成と同一の条件でリング直径２５．７ｍｍ（内径）、線径３．５ｍｍのＯリングを作成した。
【００３２】
比較例
フルオロジシラン化合物（ＥＣＣ−１０００（商品名）、３Ｍカンパニー社製）を添加しなかった以外は実施例１と同様の操作を行った。また、シート作成と同一の条件でリング直径２５．７ｍｍ（内径）、線径３．５ｍｍのＯリングを作成した。
【００３３】
１．エラストマーの配合比及び加硫特性
配合比及び一次加硫後の特性を下記の表１に示す。
【表１】
2008266364.tif 000002
【００３４】
上記の表中、ＭＨは、トルク最大値を意味し、ＭＬは、トルク最小値を意味する。Ｔｓ２は、２ポイント上昇するのに要した時間を意味し、Ｔ５０は、５０％加硫時間（加硫反応の中間点）を意味し、Ｔ９０は、９０％加硫時間(最適加硫点)を意味する。
【００３５】
２．エラストマーシートの金属に対する固着・剥離試験
サンドペーパーを用いて表面を研磨し、そして脱脂したステンレススチール（ＳＵＳ）プレート上に、１０ｍｍ×７０ｍｍにカットした上記の２ｍｍ厚さのシートサンプルを載せ、ジグに挟んで加圧した（シート圧縮率２０％）。加圧状態のまま、１００℃のオーブン中で４８時間圧着させた。ジグをオーブンから取り出し、加圧状態のまま室温まで冷却した後に開放し、剥離試験に供した。剥離試験には引張試験機を用い、５０ｍｍ／分の速度でゴムシートと金属基材との剥離強度を測定した。この測定は各サンプルで３回ずつ行い、平均値を求めた。結果を下記の表２に示す。
【００３６】
３．Ｏ−リングの圧縮永久歪試験
実施例４及び比較例において、Ｏ−リングを、２５％圧縮下、２００℃で４８時間加熱した後に開放し、開放の０．５時間後の歪を圧縮永久歪として測定した。結果を下記の表２に示す。
【００３７】
【表２】
2008266364.tif 000003