(57)【要約】  本発明は、シール材の装着時の捻れ具合を容易に確認できるため、捻れることなく装着することが可能である含フッ素エラストマーからなるシール材を提供する。含フッ素エラストマーからなるシールリング表面に、シールリング形状に沿って、マーキングが施されたシール材である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
含フッ素エラストマーからなるシールリング表面に、シールリング形状に沿って、マーキングが施されたシール材。
【請求項２】
マーキングが、平面視でシールリング形状に沿って、連続して線状に配設されている請求の範囲第１項記載のシール材。
【請求項３】
含フッ素エラストマーが、パーフルオロエラストマーである請求の範囲第１項または第２項記載のシール材。
【請求項４】
レーザー印刷でマーキングする請求の範囲第１項〜第３項記載のシール材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール材の装着時の捻れ具合を容易に確認でき、捻れることなく装着することが可能である含フッ素エラストマーからなるシール材に関する。
【背景技術】
【０００２】
含フッ素エラストマー、特にテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）単位を中心とするパーフルオロエラストマーは、優れた耐薬品性、耐溶剤性および耐熱性を示すことから、航空宇宙分野、半導体製造装置分野、化学プラント分野などの過酷な環境下でシール材として広く使用されている。【０００３】
半導体製造工程では、用いられる各種装置の種々の連結部分や可動部分を封止するためにエラストマー性シール材が使用されている。なかでも、蟻溝用シール材としては、一般的には断面形状が円形のＯリングが使用されるが、蟻溝への装着時に捻れが発生しやすいという問題があった。また、従来のＯリングでは、その捻れは見た目では分かりづらいため、捻れた状態のまま使用されることがあり、シール漏れを起こしたり、短時間で破損したり、本来のシール材の性能が発揮できない場合があった。【０００４】
さらに、半導体製造工程では、絶縁膜や金属配線薄膜形成工程としてＣＶＤが使用されることがあり、ＣＶＤ装置では、種々の連結部分や可動部分を封止するためにエラストマー性シール材が使用されている。これらの装置内では、高密度（１０12〜１０13／ｃｍ3）という厳しいプラズマ処理条件になるため、捻れが生じたままシールした場合、プラズマによる損傷が発生し易くなる不具合、高真空にする際の真空到達速度が遅くなるという不具合があった。【０００５】
このような問題解決のために、シール材の断面形状や溝の形状に関する技術が種々提案されているが（例えば、特開平１０−３１８３７３号公報、特開平１１−３３６９０９号公報、特開２００３−１４１２６号公報および国際公開第９６／２１８１４号パンフレット参照）、いずれも複雑な形状にするものであり、加工面での問題が多く、高コストである。【０００６】
したがって、シール材の装着時の捻れ具合を容易に確認でき、捻れることなく装着することが可能であるエラストマーシール材は未だないのが現状である。
【発明の開示】
【０００７】
本発明は、シール材の装着時の捻れ具合を容易に確認でき、捻れることなく装着することが可能である含フッ素エラストマーからなるシール材を提供する。
【０００８】
すなわち、本発明は、含フッ素エラストマーからなるシールリング表面に、シールリング形状に沿って、マーキングが施されたシール材に関する。
【０００９】
マーキングが、平面視でシール材形状に沿って、連続して線状に配設されていることが好ましい。
【００１０】
含フッ素エラストマーが、パーフルオロエラストマーであることが好ましい。
【００１１】
レーザー印刷でマーキングすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のシール材の上面図である。
【図２】（ａ）は本発明のシール材の上面図であり、（ｂ）は（ａ）のシール材のＸＸ断面図である。
【図３】本発明のシール材の上面図である。
【図４】本発明のシール材の上面図である。
【図５】本発明のシール材の上面図である。
【図６】本発明のシール材の上面図である。
【図７】（ａ）は本発明のシール材の上面図であり、（ｂ）は（ａ）のシール材のＹＹ断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、含フッ素エラストマーからなるシールリング表面に、シールリング形状に沿って、マーキングが施されたシール材に関する。【００１４】
マーキングとしては、線、文字、図柄またはこれらの組み合わせなどがあげられ、装着時に捻れ具合が容易に分かることから、図１〜７に示されるような、平面視でシール材形状に沿って、連続して線状に配設されているものであればよく、特に限定されるものではない。【００１５】
ここで、平面視とは、シールリングを垂直方向から見ることであり、図１、２（ａ）、３〜６、７（ａ）のような上面図に該当する。【００１６】
マーキングを施す場所は、蟻溝に隠れて見えない場所でなければ特に限定されないが、たとえば、シールリングがＯ−リングである場合は、シール性能に悪影響を及ぼす可能性のあるシール材の頂部以外の場所が好ましい。ここで、シール材の頂部とは、図２（ｂ）に示すように、シール材の中で最も高い部分である。さらに耐久性、クリーン性を含むシール性能に影響を及ぼさない側にマーキングすることがより好ましい。【００１７】
マーキング方法としては、特に限定されるものではなく、たとえば、レーザー印刷、シルク印刷、インジェット印刷、パット印刷などをあげることができるが、これらの中でも、印刷速度、形状に対応する対応性、耐久性、クリーン性などの点から、レーザー印刷が好ましい。【００１８】
レーザー印刷は、一般的に用いられているレーザーマーカーを用いて行うことができる。レーザーとしては、シール材の素材、シール材の形状などにより適宜選択すればよいが、たとえば、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ4レーザーなどを用いることができる。【００１９】
本発明で、表面にマーキングを施す含フッ素エラストマーシールリングの形状としては、特に限定されるものではなく、平面視形状として、環状であればよい。その形状としては、たとえば、丸形、角形、三角形、長方形形など各種形状を採用することができる。【００２０】
また、含フッ素エラストマーシールリングの断面形状としては、特に限定されるものではなく、円形、楕円形、多角形、角丸多角形などの各種二次元形状を採用することができるが、なかでもゴムにかかる応力、ひずみの点から、円形または角丸多角形であることが好ましい。なお、角丸多角形とは図７（ｂ）に示すような多角形の各頂点を楕円弧により丸めた図形をさす。【００２１】
シールリングの具体例としては、Ｏリング、角リング、パッキン、ガスケット、オイルシール、ベアリングシール、リップシールなどがあげられるが、本発明の効果が得られることから、Ｏリングまたは角リングであることが好ましい。【００２２】
本発明で、表面にマーキングを施す含フッ素エラストマーシールリングとしては、特に限定されるものではなく、半導体装置等に用いられる含フッ素エラストマーシールリングであれば、どのようなものでも用いることが可能であるが、特にプラズマ発生装置等に用いる場合は、耐薬品性、耐熱性、あらゆるプラズマに対しての耐性がある点から、パーフルオロエラストマーからなるシールリングであることが好ましい。【００２３】
本発明で好適に使用される含フッ素エラストマーとしては、従来からシール材用、とくに半導体製造装置のシール材用に用いられているものであればとくに制限はない。【００２４】
含フッ素エラストマーとしては、フッ素ゴム（ａ）、熱可塑性フッ素ゴム（ｂ）、およびこれらのフッ素ゴムからなるゴム組成物などがあげられる。【００２５】
フッ素ゴム（ａ）としては、非パーフルオロフッ素ゴム（ａ−１）およびパーフルオロフッ素ゴム（ａ−２）があげられる。【００２６】
非パーフルオロフッ素ゴム（ａ−１）としては、ビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）系フッ素ゴム、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）／プロピレン系フッ素ゴム、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）／プロピレン／ビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）系フッ素ゴム、エチレン／ヘキサフルオロエチレン（ＨＦＰ）系フッ素ゴム、エチレン／ヘキサフルオロエチレン（ＨＦＰ）／ビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）系フッ素ゴム、エチレン／ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）／テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）系フッ素ゴム、フルオロシリコーン系フッ素ゴム、またはフルオロホスファゼン系フッ素ゴムなどがあげられ、これらをそれぞれ単独で、または本発明の効果を損なわない範囲で任意に組合わせて用いることができる。【００２７】
ビニリデンフルオライド系フッ素ゴムとは、ビニリデンフルオライド４５〜８５モル％と、ビニリデンフルオライドと共重合可能な少なくとも１種の他の単量体５５〜１５モル％とからなる含フッ素エラストマーをいう。好ましくは、ビニリデンフルオライド５０〜８０モル％と、ビニリデンフルオライドと共重合可能な少なくとも１種の他の単量体５０〜２０モル％とからなる含フッ素エラストマーをいう。【００２８】
ビニリデンフルオライドと共重合可能な少なくとも１種の他の単量体としては、たとえばテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、トリフルオロプロピレン、テトラフルオロプロピレン、ペンタフルオロプロピレン、トリフルオロブテン、テトラフルオロイソブテン、パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）（ＰＡＶＥ）、フッ化ビニルなどの含フッ素単量体、エチレン、プロピレン、アルキルビニルエーテルなどの非フッ素単量体があげられる。これらをそれぞれ単独で、または、任意に組み合わせて用いることができる。これらのなかでも、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）を用いることが好ましい。【００２９】
具体的なゴムとしては、ＶｄＦ−ＨＦＰ系ゴム、ＶｄＦ−ＨＦＰ−ＴＦＥ系ゴム、ＶｄＦ−ＣＴＦＥ系ゴム、ＶｄＦ−ＣＴＦＥ−ＴＦＥ系ゴムなどがある。【００３０】
テトラフルオロエチレン／プロピレン系フッ素ゴムとは、テトラフルオロエチレン４５〜７０モル％、プロピレン５５〜３０モル％からなり、さらにテトラフルオロエチレンとプロピレンの合計量に対して、架橋部位を与える単量体０〜５モル％含有する含フッ素共重合体をいう。【００３１】
架橋部位を与える単量体としては、たとえば特公平５−６３４８２号公報、特開平７−３１６２３４号公報に記載されているようなパーフルオロ（６，６−ジヒドロ−６−ヨード−３−オキサ−１−ヘキセン）やパーフルオロ（５−ヨード−３−オキサ−１−ペンテン）などのヨウ素含有単量体、特開平４−５０５３４１号公報に記載されている臭素含有単量体、特開平４−５０５３４５号公報、特開平５−５０００７０号公報に記載されているようなシアノ含有単量体、カルボキシル基含有単量体、アルコキシカルボニル基含有単量体などがあげられる。【００３２】
これらの非パーフルオロフッ素ゴム（ａ−１）は、常法により製造することができる。かかる非パーフルオロフッ素ゴム（ａ−１）のうち市販のものとしては、たとえば、ダイキン工業（株）製のダイエルＧ−８００系、Ｇ−９００系などがあげられる。【００３３】
パーフルオロフッ素ゴム（ａ−２）としては、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）／架橋部位を与える単量体からなる含フッ素エラストマーがあげられる。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）の組成は、５０〜９０／１０〜５０（モル％）であることが好ましく、より好ましくは５０〜８０／２０〜５０（モル％）であり、さらに好ましくは５５〜７０／３０〜４５（モル％）である。架橋部位を与える単量体は、テトラフルオロエチレンとパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）の合計量に対して、０〜５モル％であることが好ましく、０〜２モル％であることがより好ましい。これらの組成の範囲を外れると、ゴム弾性体としての性質が失われ、樹脂に近い性質となる傾向がある。【００３４】
この場合のパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）としては、たとえばパーフルオロ（メチルビニルエーテル）、パーフルオロ（プロピルビニルエーテル）などがあげられ、これらをそれぞれ単独で、または本発明の効果を損なわない範囲で任意に組合わせて用いることができる。【００３５】
架橋部位を与える単量体としては、たとえば、一般式（１）：
ＣＸ12＝ＣＸ1−Ｒf1ＣＨＲ1Ｘ2                                      （１）
（式中、Ｘ1はＨ、ＦまたはＣＨ3、Ｒf1はフルオロアルキレン基、パーフルオロアルキレン基、フルオロポリオキシアルキレン基またはパーフルオロポリオキシアルキレン基、Ｒ1はＨまたはＣＨ3、Ｘ2はヨウ素原子または臭素原子）で表されるヨウ素または臭素含有単量体、
一般式（２）：
ＣＦ2＝ＣＦＯ（ＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）Ｏ）m（ＣＦ2）n−Ｘ3              （２）
（式中、ｍは０〜５の整数、ｎは１〜３の整数、Ｘ3はシアノ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、臭素原子）で表されるような単量体などがあげられ、これらをそれぞれ単独で、任意に組合わせて用いることができる。【００３６】
このヨウ素原子、シアノ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、臭素原子が、架橋点として機能することができる。【００３７】
パーフルオロフッ素ゴム（ａ−２）は、常法により製造することができる。【００３８】
かかるパーフルオロフッ素ゴム（ａ−２）の具体例としては、国際公開９７／２４３８１号パンフレット、特公昭６１−５７３２４号公報、特公平４−８１６０８号公報、特公平５−１３９６１号公報などに記載されているフッ素ゴムなどがあげられる。【００３９】
本発明においては、たとえばパーオキサイド架橋系、ポリオール架橋系、ポリアミン架橋系、オキサゾール架橋系、イミダゾール架橋系、チアゾール架橋系などの硬化剤を用いて硬化することができる。また、トリアジン架橋用触媒を用いてトリアジン架橋を行なうこともできる。【００４０】
パーオキサイド架橋において用いる硬化剤は、熱や酸化還元系の存在下で容易にパーオキシラジカルを発生し得る有機過酸化物であればよく、具体的には、たとえば１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，５，５−トリメチルシクロヘキサン、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジヒドロパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、α，α−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−ｐ−ジイソプロピルベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−ヘキシン−３、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシマレイン酸、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートなどをあげることができる。一般に活性−Ｏ−Ｏ−の量、分解温度などを考慮して有機過酸化物の種類並びに使用量が選ばれる。【００４１】
また、この場合に用いることのできる硬化助剤としては、パーオキシラジカルとポリマーラジカルに対して反応活性を有する化合物であればよく、たとえばＣＨ2＝ＣＨ−、ＣＨ2＝ＣＨＣＨ2−、ＣＦ2＝ＣＦ−などの官能基を有する多官能性化合物があげられる。具体的には、たと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（ＴＡＩＣ）、トリアクリルホルマール、トリアリルトリメリテート、Ｎ，Ｎ’−ｎ−フェニレンビスマレイミド、ジプロパギルテレフタレート、ジアリルフタレート、テトラアリルテレフタレートアミド、トリアリルホスフェート、ビスマレイミド、フッ素化トリアリルイソシアヌレート（１，３，５−トリス（２，３，３−トリフルオロ−２−プロペニル）−１，３，５−トリアジン２，４，６−トリオン）、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、１，６−ジビニルドデカフルオロヘキサンなどがあげられる。【００４２】
ポリオール架橋に用いる硬化剤としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡＦなどの多価アルコール化合物があげられる。【００４３】
ポリアミン架橋に用いる硬化剤としては、ヘキサメチレンジアミンカルバメート、Ｎ，Ｎ’−ジシンナミリデン−１，６−ヘキサンジアミン、４，４’−ビス（アミノシクロヘキシル）メタンカルバメートなどの多価アミン化合物があげられる。【００４４】
トリアジン架橋に用いる触媒としては、テトラフェニルスズ、トリフェニルスズなどの有機スズ化合物があげられる。【００４５】
オキサゾール架橋系、イミダゾール架橋系、チアゾール架橋系に使用する硬化剤としては、たとえば一般式（３）：
【化１】
2007018005.tif 000002
（式中、Ｒ2は−ＳＯ2−、−Ｏ−、−ＣＯ−、炭素数１〜６のアルキレン基、炭素数１〜１０のパーフルオロアルキレン基または単結合手であり、Ｒ3およびＲ4は一方が−ＮＨ2であり他方が−ＮＨ2、−ＯＨまたは−ＳＨ、好ましくはＲ3およびＲ4のいずれも−ＮＨ2である）で示されるビスジアミノフェニル系硬化剤、ビスアミノフェノール系硬化剤、ビスアミノチオフェノール系硬化剤、一般式（４）：
【化２】
2007018005.tif 000003
で示されるビスアミドラゾン系硬化剤、一般式（５）：
【化３】
2007018005.tif 000004
（式中、Ｒf2は炭素数１〜１０のパーフルオロアルキレン基）、
または一般式（６）：
【化４】
2007018005.tif 000005
（式中、ｎは１〜１０の整数）で示されるビスアミドキシム系硬化剤などがあげられる。これらのビスアミノフェノール系硬化剤、ビスアミノチオフェノール系硬化剤またはビスジアミノフェニル系硬化剤などは従来シアノ基を架橋点とする架橋系に使用していたものであるが、カルボキシル基およびアルコキシカルボニル基とも反応し、オキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環を形成し、架橋物を与える。【００４６】
硬化剤は、含フッ素エラストマー１００重量部に対して、０．０５〜１０重量部であることが好ましく、１〜５重量部であることがより好ましい。硬化剤が、０．０５重量部より少ないと、含フッ素エラストマーが充分架橋されない傾向があり、１０重量部を超えると、架橋物の物性を悪化させる傾向がある。【００４７】
また、プラズマが発生する装置で用いる場合は、含フッ素エラストマーに、プラズマ老化防止効果のある化合物を含有してもよい。【００４８】
本発明のシール材を、とくに高純度かつ非汚染性が要求されない分野で用いる場合は、必要に応じて含フッ素エラストマー組成物に配合される通常の添加物、たとえば充填剤、加工助剤、可塑剤、着色剤などを配合することができ、前記のものとは異なる常用の架橋剤や架橋助剤を１種またはそれ以上配合してもよい。【００４９】
本発明の含フッ素エラストマーからなるシール材は、通常の方法で得ることができるものであり、前記の各成分を、通常のエラストマー用加工機械、たとえば、オープンロール、バンバリーミキサー、ニーダーなどを用いて混合することにより調製することができる。この他、密閉式混合機を用いる方法によっても調製することができる。【００５０】
前記組成物から予備成形体を得る方法は通常の方法でよく、金型にて加熱圧縮する方法、加熱された金型に圧入する方法、押出機で押出す方法など公知の方法で行なうことができる。【００５１】
本発明においての加硫条件としては、特に限定されないが、たとえば以下のような加硫条件を採用することができる。【００５２】
（標準配合）
含フッ素エラストマー                                  １００重量部
トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）                    ２重量部
パーヘキサ２５Ｂ                                          １重量部
充填剤                                                  １５重量部【００５３】
（標準加硫条件）
混練方法    ：ロール練り
プレス加硫  ：１６０℃で７分
オーブン加硫：１８０℃で４時間【００５４】
架橋成形して得られる本発明のシール材は、以下に示す分野で好適に用いることができる。【００５５】
半導体製造装置、液晶パネル製造装置、プラズマパネル製造装置、プラズマアドレス液晶パネル、フィールドエミッションディスプレイパネル、太陽電池基板等の半導体関連分野では、Ｏ（角）リング、パッキン、シール材等があげられ、これらはＣＶＤ装置、ドライエッチング装置、ウェットエッチング装置、酸化拡散装置、スパッタリング装置、アッシング装置、洗浄装置、イオン注入装置、排気装置、薬液配管、ガス配管に用いることができる。具体的には、ゲートバルブのＯリング、シール材として、クォーツウィンドウのＯリング、シール材として、チャンバーのＯリング、シール材として、ゲートのＯリング、シール材として、ベルジャーのＯリング、シール材として、カップリングのＯリング、シール材として、ポンプのＯリング、シール材として、半導体用ガス制御装置のＯリング、シール材として、レジスト現像液、剥離液用のＯリング、シール材として用いることができる。【００５６】
また、本発明のシール材は、シール材の装着時の捻れ具合を容易に確認でき、捻れることなく装着することが可能である点から、特に蟻溝用のシール材として好適に用いることができる。
【実施例】
【００５７】
つぎに本発明を実験例をあげて説明するが、本発明はかかる実験例のみに限定されるものではない。【００５８】
実施例１
含フッ素エラストマー（ダイキン工業（株）製  ダイエルパーフロＧＡ−１０５）１００重量部に対して、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）２重量部、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン（日本油脂（株）製  パーヘキサ２５Ｂ）１重量部、カーボンブラックＮ−９９０（Ｃａｎｃａｒｂ  ＬＴＤ．）１５重量部を混合し、オープンロールにて混練して架橋可能な含フッ素エラストマー組成物を調整した。【００５９】
この含フッ素エラストマー組成物を１６０℃７分間プレスして架橋を行なったのち、さらにオーブン中で１８０℃で４時間のオーブン架橋を施し、Ｏ−リング（Ｐ−２４）の被験サンプルを作製した。この被験サンプルにＹＡＧレーザーマーカー（（株）キーエンス製、ＭＤ−Ｈ９８００）を用いて、マーキングを施した（図１）。マーキングを施したＯ−リングは、蟻溝に捻れることなく装着することができた。【００６０】
（標準配合）
含フッ素エラストマー                                  １００重量部
トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）                    ２重量部
パーヘキサ２５Ｂ                                          １重量部
充填剤                                                  １５重量部【００６１】
（標準加硫条件）
混練方法    ：ロール練り
プレス加硫  ：１６０℃で７分
オーブン加硫：１８０℃で４時間
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明のシール材は、シールリング表面に、シールリング形状に沿って、マーキングが施されているため、装着時の捻れ具合を容易に確認することができるため、捻れることなく装着することが可能である。
【図１】
2007018005.tif 000006
【図２】
2007018005.tif 000007
【図３】
2007018005.tif 000008
【図４】
2007018005.tif 000009
【図５】
2007018005.tif 000010
【図６】
2007018005.tif 000011
【図７】
2007018005.tif 000012
【国際調査報告】
2007018005.tif 000013
2007018005.tif 000014