JP5553320B2 - 架橋性含フッ素エラストマー組成物および該組成物から作製された成形品 - Google Patents
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Description
本出願は、35 U.S.C.§119(e)の下に、参照により全内容が本明細書に組み込まれている、2008年12月29日出願の米国仮特許出願61/141,209号の利益を請求する。
本発明は、架橋性含フッ素エラストマー組成物、該組成物から作製された成形品に関する。
CX2=CX−RfCHRI
(式中、XはH、FまたはCH3;Rf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;RはHまたはCH3)で表されるヨウ素含有単量体、一般式(2):
CF2=CFO(CF2CF(CF3))m−O−(CF2)n−X
(式中、mは0〜5の整数;nは1〜3の整数;Xはニトリル基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基または臭素原子)で表されるような単量体などがあげられ、これらの単量体をそれぞれ単独で、または本発明の効果を損なわない範囲で任意に組み合わせて用いることができる。これらのヨウ素原子やニトリル基、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。
(1)エッチング装置
ドライエッチング装置
プラズマエッチング装置
反応性イオンエッチング装置
反応性イオンビームエッチング装置
スパッタエッチング装置
イオンビームエッチング装置
ウェットエッチング装置
アッシング装置
(2)洗浄装置
乾式エッチング洗浄装置
UV/O3洗浄装置
イオンビーム洗浄装置
レーザービーム洗浄装置
プラズマ洗浄装置
ガスエッチング洗浄装置
抽出洗浄装置
ソックスレー抽出洗浄装置
高温高圧抽出洗浄装置
マイクロウェーブ抽出洗浄装置
超臨界抽出洗浄装置
(3)露光装置
ステッパー
コータ・デベロッパー
(4)研磨装置
CMP装置
(5)成膜装置
CVD装置
スパッタリング装置
(6)拡散・イオン注入装置
酸化拡散装置
イオン注入装置
100mlメスシリンダー(内径28mm)に5gの粉末を投入し、2cmの高さから20回タッピングした後の目盛を読み、その体積から算出する。
走査型電子顕微鏡FE−SEM(JEOL社、JSM−6700F型)を用いて観察を行い、SEM画像から一次粒子をランダムに200個選び、その大きさを測って平均粒子径(最大粒子径、粒子径分布)を算出する。
使用プラズマ照射装置:
ICP高密度プラズマ装置(SAMCO製 RIE−101iPH)
照射条件:
O2:流量:16sccm
O2/CF4:流量:16/16sccm
パワー:800W
圧力:2.66Pa
照射温度:70〜200℃
照射時間:30分間
P24サイズのO−リングをサンプルとし、1種類につき3個使用する。シャルトリウス(Sartorius)・GMBH(株)製の電子分析天秤2006MPEを使用してプラズマ照射前後の重量を測定(0.01mgの桁を四捨五入)し、プラズマ照射前の重量に対する割合(質量%)を求め、平均値を取る。
(表面パーティクル量(質量%))
P24サイズのO−リングをサンプルとし、1種類につき3個使用する。プラズマ照射後の重量を測定し、ついで照射後のO−リングを純水中で超音波洗浄して表面に存在するパーティクルを除去した後オーブンで150℃にて1時間乾燥し、再度、重量を測定する。洗浄の前後の重量差が表面パーティクルの重量であり、洗浄前の重量に対する表面パーティクルの重量の割合を算出する。
プラズマ照射後のO−リング表面に透明粘着テープを接着し、O−リングから粘着テープへのパーティクル転写の有無を目視で確認する。
ASTM D2240に準拠して、測定を行う。具体的には、高分子計器株式会社製アナログ硬さ計のA型を用いて測定を行う。
JIS K6301に準じてO−リング(P24サイズ)の300℃における、70時間後の圧縮永久歪みを測定する。
架橋性エラストマーとして架橋性含フッ素エラストマー(CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CN(CNVE)に由来する基を架橋基として有するTFE/PMVE(=55〜70/30〜45(モル%))を含むパーフロエラストマー)を用い、この含フッ素エラストマー100質量部に、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(NphAF)(中外化成(株)製)を0.9質量部、炭化ケイ素粒子(平均粒子径30nm、粒子径が50nm以下のものが100%。嵩密度0.07g/cm3。エネテック総研(株)のFC0708)を10質量部混合し、オープンロールにて混練して架橋性エラストマー組成物を得た。
炭化ケイ素粒子の配合量を15質量部としたほかは実施例1と同様にして架橋性エラストマー組成物を調製し、ついで架橋成形してP24サイズの成形品(O−リング)を得た。
炭化ケイ素粒子として平均粒子径が40nm、嵩密度0.10g/cm3の炭化ケイ素粒子(Nanosino社製)を用いたほかは実施例1と同様にして架橋性エラストマー組成物を調製し、ついで架橋成形してP24サイズの成形品(O−リング)を得た。
実施例3で用いた炭化ケイ素粒子の配合量を15質量部としたほかは実施例1と同様にして架橋性エラストマー組成物を調製し、ついで架橋成形してP24サイズの成形品(O−リング)を得た。
架橋性エラストマーとしてテトラフルオロエチレン(TFE)/パーフルオロ(メチルビニルエーテル)(PMVE)(TFE/PMVE=67/33(モル%))の架橋性含フッ素エラストマー(ヨウ素含有量:0.3質量%)と、パーオキサイド系架橋剤(パーヘキサ2.5B。日本油脂(株)製)と、架橋促進剤(トリアリルイソシアヌレート(TAIC)(日本化成(株)製))と、実施例1で用いた炭化ケイ素粒子とを質量比100/1/2/15で混合し、オープンロールにて混練して架橋性エラストマー組成物を得た。
架橋性エラストマーとしてビニリデンフルオライド(VdF)/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)(VdF/HFP/TFE=50/30/20(モル%))の架橋性含フッ素エラストマー(ムーニー粘度ML1+10(121℃):19、ヨウ素含有量:0.3質量%)と、パーオキサイド系架橋剤(パーヘキサ2.5B。日本油脂(株)製)と、架橋促進剤(トリアリルイソシアヌレート(TAIC)(日本化成(株)製))と、実施例1で用いた炭化ケイ素粒子とを質量比100/1.5/4/15で混合し、オープンロールにて混練して架橋性エラストマー組成物を得た。
架橋性エラストマーとして熱可塑性含フッ素エラストマー(構成単位としてVdF、HFP、TFE、エチレンを含む)の架橋性含フッ素エラストマーと、実施例1で用いた炭化ケイ素粒子とを質量比100/15で混合し、ニーダーにて混練して架橋性エラストマー組成物を得た。
炭化ケイ素粒子として平均粒子径が40nm、嵩密度0.12g/cm3の炭化ケイ素粒子(エネテック総研(株)製)を用いたほかは実施例1と同様にして架橋性エラストマー組成物を調製し、ついで架橋成形してP24サイズの成形品(O−リング)を得た。
架橋剤として、窒化珪素微粉末(平均粒子径30nm、宇部興産(株)製SA−00の粉砕品)を0.4質量部用いたほかは実施例1と同様にして架橋性エラストマー組成物を調製した。
架橋性エラストマーとしてビニリデンフルオライド(VdF)/ヘキサフルオロプロピレン(HFP)(VdF/HFP=78/22(モル%))の架橋性含フッ素エラストマー(ムーニー粘度ML1+10(121℃):23、ヨウ素含有量:0.3質量%)と、パーオキサイド系架橋剤(パーヘキサ2.5B。日本油脂(株)製)と、架橋促進剤(トリアリルイソシアヌレート(TAIC)(日本化成(株)製))と、実施例1で用いた炭化ケイ素粒子とを質量比100/1.5/4/15で混合し、オープンロールにて混練して架橋性エラストマー組成物を得た。
炭化ケイ素粒子として平均粒子径が45nm、粒子径分布で50nmを超える粒子が50%、100nmを超える粒子が2%、嵩密度0.17g/cm3の炭化ケイ素粒子(エネテック総研(株)製のCH0706)を用いたほかは実施例1と同様にして架橋性エラストマー組成物を調製し、ついで架橋成形してP24サイズの成形品(O−リング)を得た。
炭化ケイ素粒子の配合量を15質量部としたほかは比較例1と同様にして架橋性エラストマー組成物を調製し、ついで架橋成形してP24サイズの成形品(O−リング)を得た。
炭化ケイ素粒子として平均粒子径が40nm、嵩密度0.26g/cm3の炭化ケイ素粒子(Nanosino社製)を用いたほかは実施例1と同様にして架橋性エラストマー組成物を調製し、ついで架橋成形してP24サイズの成形品(O−リング)を得た。
炭化ケイ素粒子として比較例3で用いた炭化ケイ素粒子の配合量を15質量部としたほかは比較例3と同様にして架橋性エラストマー組成物を調製し、ついで架橋成形してP24サイズの成形品(O−リング)を得た。
炭化ケイ素粒子として平均粒子径が130nm、嵩密度0.49g/cm3の炭化ケイ素粒子(ナノアモール社製)を用いたほかは実施例1と同様にして架橋性エラストマー組成物を調製し、ついで架橋成形してP24サイズの成形品(O−リング)を得た。
炭化ケイ素粒子として比較例5で用いた炭化ケイ素粒子の配合量を15質量部としたほかは比較例5と同様にして架橋性エラストマー組成物を調製し、ついで架橋成形してP24サイズの成形品(O−リング)を得た。
実施例5において、炭化ケイ素粒子として比較例1で用いた炭化ケイ素粒子を10質量部用いたほかは、実施例5と同様にして架橋性エラストマー組成物を調製し、ついで架橋成形してP24サイズの成形品(O−リング)を得た。
炭化ケイ素粒子に代えて、酸化アルミニウム粒子(平均粒子径30nm、嵩密度0.38g/cm3。住友化学(株)製のAKP−800)を架橋性エラストマー100質量部に対して10質量部用いたほかは実施例1と同様にして架橋性エラストマー組成物を調製し、ついで架橋成形してP24サイズの成形品(O−リング)を得た。
炭化ケイ素粒子に代えて、酸化ケイ素(SiO2)粒子(平均粒子径30nm、嵩密度0.05g/cm3。アエロジル(株)製)を架橋性エラストマー100質量部に対して15質量部用いたほかは実施例1と同様にして架橋性エラストマー組成物を調製し、ついで架橋成形してP24サイズの成形品(O−リング)を得た。
炭化ケイ素粒子に代えて、カーボンブラック粒子(平均粒子径300nm、嵩密度0.68g/cm3。CANCARB(株)製)を架橋性エラストマー100質量部に対して15質量部用いたほかは実施例1と同様にして架橋性エラストマー組成物を調製し、ついで架橋成形してP24サイズの成形品(O−リング)を得た。
炭化ケイ素粒子に代えて、ポリイミド粒子(平均粒子径3000nm、嵩密度0.57g/cm3。宇部興産(株)製のUIP−S粉砕品)を架橋性エラストマー100質量部に対して15質量部用いたほかは実施例1と同様にして架橋性エラストマー組成物を調製し、ついで架橋成形してP24サイズの成形品(O−リング)を得た。
実施例6において、炭化ケイ素粒子として比較例1で用いた炭化ケイ素粒子を用いたほかは、実施例6と同様にして架橋性エラストマー組成物を調製し、ついで架橋成形してP24サイズの成形品(O−リング)を得た。
実施例7において、炭化ケイ素粒子として比較例1で用いた炭化ケイ素粒子を用いたほかは、実施例7と同様にして架橋性エラストマー組成物を調製し、ついで架橋成形してP24サイズの成形品(O−リング)を得た。
Claims (6)
- 架橋性含フッ素エラストマーと嵩密度が0.15g/cm3以下の炭化ケイ素粒子とを含む架橋性含フッ素エラストマー組成物。
- 炭化ケイ素粒子の平均粒子径が50nm以下である請求項1記載の組成物。
- 架橋性含フッ素エラストマー100質量部に対して炭化ケイ素粒子を1〜50質量部含む請求項1または2記載の組成物。
- 架橋性含フッ素エラストマーが、構成単位としてテトラフルオロエチレン単位とパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)単位とを含む共重合体である請求項1〜3のいずれかに記載の組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の架橋性含フッ素エラストマー組成物と架橋剤または架橋助剤とを含む架橋性含フッ素エラストマー組成物。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の架橋性含フッ素エラストマー組成物を架橋して得られる成形品。
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