JP2002363320A - Surface modification method for fluoroelastomer, surface-modified fluoroelastomer, and use thereof - Google Patents
Surface modification method for fluoroelastomer, surface-modified fluoroelastomer, and use thereofInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の技術分野】本発明は含フッ素系エラストマーの
表面改質方法、表面改質含フッ素系エラストマーおよび
その用途に関し、さらに詳しくは含フッ素系エラストマ
ー基材が本来有する圧縮永久歪、ゴム弾性、機械的強
度、変形追従性を保持しつつ、非粘着性などに優れたエ
ラストマーが得られるような含フッ素系エラストマーの
表面改質方法、および表面改質含フッ素系エラストマー
ならびに該エラストマーから得られたシール材に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for modifying a surface of a fluorine-containing elastomer, a surface-modified fluorine-containing elastomer, and uses thereof. A method for modifying the surface of a fluorinated elastomer such that an elastomer having excellent non-tackiness and the like can be obtained while maintaining mechanical strength and deformation followability, and a surface-modified fluorinated elastomer obtained from the elastomer. Related to sealing materials.
【0002】[0002]
【発明の技術的背景】一般にエラストマーシール材は、
表面粘着力が強く、シール材として使用したとき、相手
面に強固に固着し、装置稼働を妨げ、またメンテナンス
効率を低下させる原因となっている。例えば、半導体製
造装置のシリコーンウエハの出入り口(ゲート弁)に設
けられているシール材では、相手面へ粘着すると弁の開
閉に支障をきたし製品製造を著しく妨げる原因となる。
また、半導体製造装置で使用されているシール材は、相
手面へ粘着するとメンテナンス時間が増大し、生産効率
を下げる原因となる。。このことより、液晶・半導体製
造装置では、相手面に粘着することなく、かつ液晶・半
導体製造環境に適したクリーン度、耐プラズマ性をもっ
たエラストマー材料が強く望まれており、従来からエラ
ストマーシール材表面を非粘着化する試みがなされてい
る。BACKGROUND OF THE INVENTION Generally, elastomer seal materials are
When used as a sealing material, it has a strong surface adhesive force and firmly adheres to the mating surface, hindering the operation of the apparatus and reducing maintenance efficiency. For example, in the case of a sealing material provided at an entrance / exit (gate valve) of a silicon wafer of a semiconductor manufacturing apparatus, if it adheres to a mating surface, the opening / closing of the valve will be hindered, which will significantly hinder product manufacture.
In addition, if the sealing material used in the semiconductor manufacturing apparatus adheres to the mating surface, the maintenance time increases, which causes a reduction in production efficiency. . For this reason, in liquid crystal / semiconductor manufacturing equipment, there is a strong demand for an elastomer material that does not stick to a mating surface and has cleanliness and plasma resistance suitable for a liquid crystal / semiconductor manufacturing environment. Attempts have been made to detackify the surface of the material.
【0003】そのような試みとして、 特開平11−255929号公報には、エラストマー
基材表面にフッ素樹脂等の塗膜を形成するコーティング
方法、 特開平11−199691号公報には、パーオキサイ
ドおよび重合可能な官能基を有するモノマーを溶剤に溶
解させた処理液を作成し、ゴム基材と接触させてゴム基
材表面および内部にモノマーを存在させた後、加熱処理
することにより該当モノマーを重合させてゴム基材表面
とその近傍の改質を行う、化学反応を利用した表面処理
方法が記載されている。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-255929 discloses a coating method for forming a coating film such as a fluororesin on the surface of an elastomer substrate. A processing solution in which a monomer having a possible functional group is dissolved in a solvent is prepared, and a monomer is present on the surface and inside of the rubber substrate by contacting the rubber substrate, and then the monomer is polymerized by heat treatment. A surface treatment method utilizing a chemical reaction in which the surface of a rubber substrate and its vicinity are modified by a chemical reaction is described.
【0004】しかしながら、上記公報またはような
エラストマーシール材を非粘着化する方法は液晶・半導
体製造装置に使用する場合、非粘着性、低摩擦性、耐磨
耗性、耐プラズマ性などの点で従来品に比べ優れたもの
であったが、以下のような点でさらなる改良の余地があ
った。上記公報に記載のコーティング方法により得ら
れたエラストマーシール材は、圧縮されるとコーティン
グ層に亀裂が発生し、コーティング層の剥離、脱落、お
よびガスリークの原因となる。また、脱落したコーティ
ング層には無機充填材などが含まれており、無機充填材
がウエハ表面に飛散して歩留まりの低下などのトラブル
を引き起こす恐れがあり、液晶・半導体製造用として用
いるには、該シール材にはさらなる改良の余地があっ
た。[0004] However, the above-mentioned publication or the method for making the elastomer sealing material non-adhesive, when used in a liquid crystal / semiconductor manufacturing apparatus, has problems in terms of non-adhesion, low friction, abrasion resistance, plasma resistance and the like. Although it was superior to the conventional product, there was room for further improvement in the following points. When the elastomer sealing material obtained by the coating method described in the above publication is compressed, a crack is generated in the coating layer, which causes peeling, falling off, and gas leak of the coating layer. In addition, the dropped coating layer contains an inorganic filler and the like, and the inorganic filler may be scattered on the wafer surface to cause a problem such as a decrease in yield. The sealing material had room for further improvement.
【0005】また、上記公報に記載の化学反応を利用
した表面処理方法により得られたエラストマーシール材
は、上記のように従来品に比べ優れているが、表面層を
硬化させるため圧縮時に亀裂が発生し、ガスリークの点
でさらなる改良の余地があり、また、該エラストマーシ
ール材製造の際にはゴム基材を溶媒に浸漬し、ゴムを膨
潤させるため、ゴム内に残った溶媒および未反応モノマ
ーの除去が問題となり、液晶・半導体製造環境の汚染の
点でもさらなる改良の余地があった。[0005] The elastomer sealing material obtained by the surface treatment method utilizing the chemical reaction described in the above-mentioned publication is superior to the conventional sealing material as described above, but cracks during compression due to hardening of the surface layer. In addition, there is room for further improvement in terms of gas leakage and gas leakage, and in the production of the elastomer sealing material, the rubber base material is immersed in a solvent to swell the rubber. Removal has become a problem, and there is room for further improvement in terms of contamination of the liquid crystal / semiconductor manufacturing environment.
【0006】特開平11−172027号公報には、
重合性二重結合含有モノマーと重合開始剤と溶剤とを含
有する処理液と、ゴム基材とを接触させた後、得られた
接触処理ゴム基材を加熱することにより、該モノマーを
重合させ、ゴム基材表面とその近傍を改質することを特
徴とする表面改質ゴムの製造方法が記載されている。該
公報に記載のその表面改質ゴムの製造方法は、モノマ
ー同士を重合させるものであり、また、処理液にゴム自
体を侵す有機溶媒を含有しているため、従来からの課題
であるシール材の非粘着性やクリーン度に改良する余地
が残されていた。JP-A-11-172027 discloses that
After contacting the treatment liquid containing the polymerizable double bond-containing monomer, the polymerization initiator and the solvent with the rubber substrate, the resulting contact-treated rubber substrate is heated to polymerize the monomer. A method for producing a surface-modified rubber characterized by modifying the surface of a rubber substrate and its vicinity is described. The production method of the surface-modified rubber described in the publication is for polymerizing monomers, and the treatment liquid contains an organic solvent that permeates the rubber itself. There is still room for improvement in the non-stickiness and cleanliness of the car.
【0007】なお、特公平7−103258号公報に
は、加硫フッ素ゴム成形品表面に、トリアリルイソシア
ヌレートなどの多官能性不飽和化合物および有機過酸化
物を付着させた後、該成形品を有機過酸化物の分解温度
以上に加熱する加硫フッ素ゴム成形品の表面改質方法が
記載されている。しかしながら、この公報に記載の方
法によれば、未反応の多官能性不飽和化合物や有機溶剤
が、処理後の加硫フッ素ゴム成形品内部に残留すること
となり、半導体製造装置のシール材に求められるクリー
ン度および非粘着性を満足するものではなかった。[0007] Japanese Patent Publication No. 7-103258 discloses a method in which a polyfunctional unsaturated compound such as triallyl isocyanurate and an organic peroxide are adhered to the surface of a vulcanized fluororubber molded article, and then the molded article is cured. Is described in which the surface of a vulcanized fluoro rubber molded article is heated to a temperature equal to or higher than the decomposition temperature of an organic peroxide. However, according to the method described in this publication, unreacted polyfunctional unsaturated compounds and organic solvents remain inside the vulcanized fluororubber molded article after the treatment, which is required for the sealing material of semiconductor manufacturing equipment. The resulting cleanliness and non-stickiness were not satisfactory.
【0008】また、特開平6−306199号公報に
は、高分子材料の表面に親水性を付与する方法として、
高分子材料の表面を低温プラズマ処理し、2個以上の水
酸基を形成させる高分子材料の表面の表面処理方法が記
載されているが、その表面処理の目的は高分子材料に親
水性を付与する点にあり、さらに該高分子材料の表面を
改質処理し、非粘着性などを付与するとの技術的思想に
ついては何ら記載も示唆もされていない。Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-306199 discloses a method for imparting hydrophilicity to the surface of a polymer material.
A surface treatment method for the surface of a polymer material in which the surface of the polymer material is subjected to low-temperature plasma treatment to form two or more hydroxyl groups is described. The purpose of the surface treatment is to impart hydrophilicity to the polymer material. In addition, there is no description or suggestion of a technical idea of modifying the surface of the polymer material to impart non-adhesiveness or the like.
【0009】本発明者らは、上記の従来技術の問題点を
解決すべく鋭意研究し、含フッ素系エラストマー基材表
面を低温プラズマ処理を行ない、該基材表面に水酸基と
の活性点を形成する工程、上記プラズマ処理をした基材
表面の活性点に、末端に水酸基を含有する水溶性シリコ
ーンモノマーをグラフト重合させる工程、および上記シ
リコーンモノマー処理をした基材表面を水洗する工程に
より表面改質含フッ素系エラストマーを製造したとこ
ろ、このエラストマーにより非粘着性に優れ、さらに耐
プラズマ性、クリーン度をも備えたシール材が得られ、
上記問題点を解決できることを見出し、本発明を完成す
るに至った。The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems of the prior art, and performed low-temperature plasma treatment on the surface of a fluorine-containing elastomer base material to form active sites with hydroxyl groups on the base material surface. Surface-modifying, a step of graft-polymerizing a water-soluble silicone monomer having a hydroxyl group at a terminal to an active point of the plasma-treated substrate surface, and a step of washing the surface of the substrate treated with the silicone monomer with water. When a fluorine-containing elastomer was manufactured, a sealing material having excellent non-adhesion, plasma resistance, and cleanness was obtained by this elastomer.
The inventors have found that the above problems can be solved, and have completed the present invention.
【0010】[0010]
【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に伴う
問題点を解決しようとするものであって、エラストマー
シール材の機械的強度や柔軟性、耐熱性などを損なうこ
となく、非粘着性に優れ、耐プラズマ性やクリーン度を
も備えたシール材を得ることができるエラストマー基材
の表面改質方法を提供し、さらに液晶・半導体製造装置
用のシール材を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to solve the problems associated with the prior art described above, and to provide a non-adhesive material without impairing the mechanical strength, flexibility and heat resistance of the elastomer sealing material. The purpose of the present invention is to provide a method for modifying the surface of an elastomer base material which is capable of obtaining a sealing material having excellent plasma resistance and cleanliness, and further providing a sealing material for a liquid crystal / semiconductor manufacturing apparatus. I have.
【0011】[0011]
【発明の概要】本発明に係る含フッ素系エラストマーの
表面改質方法は、(1)含フッ素系エラストマー基材表
面を低温プラズマ処理し、該基材表面に水酸基との活性
点を形成する工程、(2)該活性点に、末端に水酸基を
含有する水溶性シリコーンモノマーをグラフト重合させ
る工程、さらに、(3)上記グラフト重合処理をした基
材表面を水洗する工程を含むことを特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION The method for modifying the surface of a fluoroelastomer according to the present invention comprises the steps of: (1) subjecting the surface of a fluoroelastomer base material to low-temperature plasma treatment to form active sites with hydroxyl groups on the base material surface. (2) a step of graft-polymerizing a water-soluble silicone monomer having a hydroxyl group at the terminal to the active site; and (3) a step of washing the surface of the substrate subjected to the graft polymerization treatment with water. .
【0012】上記低温プラズマ処理が、出力60W〜5
00WのRF波を用い、真空度1〜100Paにおい
て、1〜10分間プラズマを照射することが望ましい。
上記方法で得られる表面改質含フッ素系エラストマー
が、液晶・半導体製造装置用シール材に用いられること
を特徴としている。[0012] The low-temperature plasma treatment is performed at an output of 60 W to 5 W.
It is desirable to irradiate the plasma with a 00 W RF wave at a degree of vacuum of 1 to 100 Pa for 1 to 10 minutes.
The surface-modified fluorine-containing elastomer obtained by the above method is used for a sealing material for a liquid crystal / semiconductor manufacturing apparatus.
【0013】[0013]
【発明の具体的説明】以下、本発明に係る含フッ素系エ
ラストマーの表面改質方法、表面改質含フッ素系エラス
トマーおよびその用途について具体的に説明する。本発
明においては、含フッ素系エラストマー基材表面を低温
プラズマ処理し、該基材表面に水酸基との活性点を形成
する工程(1)、該活性点に、末端に水酸基を含有する
水溶性シリコーンモノマーをグラフト重合させる工程
(2)、さらに、上記シリコーンモノマー処理をした基
材表面を水洗する工程(3)を行なうことにより含フッ
素系エラストマーの表面改質を行っている。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The method for modifying the surface of a fluorinated elastomer according to the present invention, the surface-modified fluorinated elastomer and its use will be described in detail below. In the present invention, a step (1) of subjecting the surface of a fluoroelastomer base material to low-temperature plasma treatment to form an active site with a hydroxyl group on the base material surface, a water-soluble silicone having a terminal hydroxyl group at the active site The surface modification of the fluorine-containing elastomer is performed by performing a step (2) of graft-polymerizing the monomer and a step (3) of washing the surface of the base material treated with the silicone monomer with water.
【0014】工程(1) 本発明の含フッ素系エラストマーの表面改質において
は、含フッ素系エラストマー基材表面を低温プラズマ処
理した後、酸素と反応させて該基材表面に水酸基との活
性点を形成している。以下、含フッ素系エラストマー基
材、低温プラズマ処理について説明する。 Step (1) In the surface modification of the fluoroelastomer of the present invention, the surface of the fluoroelastomer base material is subjected to low-temperature plasma treatment and then reacted with oxygen to form an active site on the base material surface with a hydroxyl group. Is formed. Hereinafter, the fluorine-containing elastomer substrate and the low-temperature plasma treatment will be described.
【0015】[含フッ素系エラストマー基材]本発明に
用いる含フッ素系エラストマー基材としては、材質、形
状、寸法など特に限定されず、従来より公知の種々のも
のを用いることができる。そのような含フッ素系エラス
トマー基材の材質としては、ベースとなるゴムの加硫系
はいずれでもよく、ポリオール加硫系、パーオキサイド
加硫系、ポリアミン加硫系、放射線加硫系などが挙げら
れ、さらに、ベースゴム組成としては「へキサフルオロ
プロピレン−ビニリデンフルオライド」が主成分である
2元系フッ素ゴム、「ヘキサフルオロプロビレン−ビニ
リデンフルオライト−テトラフルオロエチレン」が主成
分である3元系フッ素ゴム、加硫剤を必要としない放射
線架橋された熱可塑性含フッ素ゴムなどが挙げられる。[Fluorine-Containing Elastomer Substrate] The fluorine-containing elastomer substrate used in the present invention is not particularly limited in terms of material, shape, dimensions and the like, and various conventionally known ones can be used. As the material of such a fluorine-containing elastomer base material, any vulcanization system of the base rubber may be used, and examples thereof include a polyol vulcanization system, a peroxide vulcanization system, a polyamine vulcanization system, and a radiation vulcanization system. Further, as a base rubber composition, a binary fluororubber whose main component is "hexafluoropropylene-vinylidene fluoride", and a main component of which is "hexafluoropropylen-vinylidenefluorite-tetrafluoroethylene" 3 Raw fluororubber, radiation-crosslinked thermoplastic fluororubber which does not require a vulcanizing agent, and the like.
【0016】本発明において、含フッ素系エラストマー
基材の材質としては、好ましくは、3元系含フッ素系ゴ
ムまたは加硫剤を必要としない放射線架橋された熱可塑
性含フッ素ゴムが用いられる。3元系含フッ素系ゴム
は、2元系と比較して有機過酸化物で加硫した場合各種
薬品に対する耐性があり、特殊薬品を使用する半導体製
造装置環境用に適したシール材が得られるため好まし
い。また、放射線架橋された熱可塑性含フッ素ゴムは製
造工程で加硫剤を必要とせず、高いクリーン度を有する
シール材が得られるため好ましい。In the present invention, as the material of the fluorine-containing elastomer base material, a ternary fluorine-containing rubber or a radiation-crosslinked thermoplastic fluorine-containing rubber which does not require a vulcanizing agent is preferably used. Ternary fluorinated rubber is more resistant to various chemicals when vulcanized with organic peroxide than binary, and provides a sealing material suitable for semiconductor manufacturing equipment environments using special chemicals. Therefore, it is preferable. Further, a radiation-crosslinked thermoplastic fluororubber is preferable because a vulcanizing agent is not required in the production process and a sealing material having a high cleanness can be obtained.
【0017】また、上記ベースゴムには従来公知の技術
により充填剤、加硫促進剤、共架橋剤、加硫剤が配合さ
れていてもよく、これらコンパウンドを従来より公知の
方法で成型、加硫して本発明に用いる含フッ素系エラス
トマー基材が調製される。具体的には、例えば、含フッ
素系ベースゴム100重量部に対して、加硫剤1.5〜
3重量部、共架橋剤4〜10重量部、補強剤20〜60
重量部をオープンロールを用いて従来より公知の方法で
配合を行い、その後、所定のサイズのシール材用金型に
本配合物を充填し、圧縮プレスにて100〜200℃の
温度で1〜30分間圧縮成型を行う。次いで、圧縮成型
後、二次加硫として100〜200℃の温度で1〜24
時間加熱して、本発明に用いられる含フッ素系エラスト
マー基材が調製される。本発明で用いられるエラストマ
ー基材の形状としては、例えば、シート状、板状、棒
状、リング状、各種の複雑なブロック形状等その用途に
応じて任意の形状が挙げられ、特に限定されるものでは
ない。The base rubber may be blended with a filler, a vulcanization accelerator, a co-crosslinking agent, and a vulcanizing agent by a conventionally known technique. These compounds are molded and vulcanized by a conventionally known method. By sulfurizing, a fluorine-containing elastomer base material used in the present invention is prepared. Specifically, for example, the vulcanizing agent 1.5 to 100 parts by weight of the fluorine-containing base rubber
3 parts by weight, 4 to 10 parts by weight of co-crosslinking agent, 20 to 60 reinforcing agents
A part by weight is compounded by a conventionally known method using an open roll, and then, the mixture is filled in a mold for a predetermined size of a sealing material, and the mixture is compressed at a temperature of 100 to 200 ° C. by a compression press. Perform compression molding for 30 minutes. Next, after compression molding, secondary vulcanization at a temperature of 100 to 200 ° C. for 1 to 24
After heating for a time, the fluorine-containing elastomer base material used in the present invention is prepared. Examples of the shape of the elastomer base material used in the present invention include, for example, sheet, plate, rod, ring, various complicated block shapes, and any other shapes depending on the application, and are particularly limited. is not.
【0018】[低温プラズマ処理]本発明では、低温プ
ラズマ処理は従来より公知の低温プラズマ発生装置を用
い、低圧ガスに高周波電界、マイクロ波電界あるいは直
流電界を印加することによって低温プラズマを発生さ
せ、プラズマ雰囲気下で、エラストマー基材の表面にプ
ラズマを照射し、活性種を生成させることにより行うこ
とができる。[Low-Temperature Plasma Processing] In the present invention, low-temperature plasma processing is performed by applying a high-frequency electric field, a microwave electric field, or a direct-current electric field to a low-pressure gas using a conventionally known low-temperature plasma generating apparatus. It can be performed by irradiating the surface of the elastomer substrate with plasma in a plasma atmosphere to generate active species.
【0019】このような低温プラズマ処理は、アルゴ
ン、窒素などの不活性ガスや酸素プラズマ雰囲気下、も
しくはそれら混合ガスプラズマ雰囲気下にて出力60〜
500W、好ましくは100〜300WのRF波を用
い、真空度1〜100Pa、好ましくは30〜80Pa
において、1〜10分間プラズマを上記基材表面に照射
して行なうことが望ましい。このような条件で低温プラ
ズマ処理を行なうと、エラストマー基材表面が均一にプ
ラズマ処理され、かつ、該プラズマ処理によってエラス
トマー基材の劣化が最小限に抑えることができるため好
ましい。The low-temperature plasma treatment is performed under an atmosphere of an inert gas such as argon or nitrogen, an oxygen plasma, or a mixed gas plasma atmosphere.
Using an RF wave of 500 W, preferably 100 to 300 W, and a degree of vacuum of 1 to 100 Pa, preferably 30 to 80 Pa
In this case, it is preferable that the surface of the substrate is irradiated with plasma for 1 to 10 minutes. Performing low-temperature plasma treatment under such conditions is preferable because the surface of the elastomer substrate is uniformly plasma-treated, and deterioration of the elastomer substrate can be minimized by the plasma treatment.
【0020】なお、このような低温プラズマ処理が、出
力500W以上および10分間以上の条件で行なわれる
と、エラストマー基材表面のエッチングを促進させ、該
基材表面との結合が弱く剥離しやすい層を形成し、好ま
しくない。上記低温プラズマ処理後、基材表面を酸素と
反応させて基材表面に活性点を形成している。このよう
に基材表面に酸素を反応させて活性点を形成させるに
は、例えば、プラズマ発生装置内に空気を送り込み、大
気圧に戻したのち試料を取り出せばよい。あるいは、酸
素プラズマ処理下では、プラズマガスに用いた酸素と反
応させればよい。これにより、空気中の酸素、あるいは
プラズマガスとして用いた酸素とプラズマ処理を施した
ゴム基材表面とが反応し、基材表面に水酸基と反応しう
るような活性点が形成される。When such a low-temperature plasma treatment is performed under the conditions of an output of 500 W or more and 10 minutes or more, the etching of the surface of the elastomer base material is promoted, and the bonding with the base material surface is weak and the layer easily peels off. Is not preferred. After the low-temperature plasma treatment, the surface of the substrate is reacted with oxygen to form active sites on the surface of the substrate. In order to form an active point by reacting oxygen on the surface of the base material as described above, for example, air may be sent into the plasma generator, and the sample may be taken out after returning to the atmospheric pressure. Alternatively, the reaction may be performed with oxygen used for the plasma gas under the oxygen plasma treatment. As a result, oxygen in the air or oxygen used as the plasma gas reacts with the surface of the rubber substrate subjected to the plasma treatment to form active points on the substrate surface that can react with hydroxyl groups.
【0021】そのような活性点としては、カルボキシル
基、エステル基、極微量の水酸基等の官能基が挙げら
れ、これらの活性点は1種または2種以上形成されても
よい。本発明においては上記ゴム基材表面にカルボキシ
ル基が形成されることが水酸基との反応性の面から好ま
しい。また、本発明においては、上述の条件下で、低温
プラズマ処理を行なうことにより、特にカルボキシル基
がエラストマー基材表面に多く形成され望ましい。Examples of such active sites include functional groups such as a carboxyl group, an ester group and a trace amount of a hydroxyl group, and one or more of these active sites may be formed. In the present invention, it is preferable that a carboxyl group is formed on the surface of the rubber substrate from the viewpoint of reactivity with a hydroxyl group. Further, in the present invention, by performing low-temperature plasma treatment under the above-described conditions, it is desirable that a large amount of carboxyl groups are formed particularly on the surface of the elastomer base material.
【0022】工程(2) 本発明の含フッ素系エラストマーの表面改質において
は、低温プラズマ処理工程(1)を行った後、さらに、
シリコーンモノマーのグラフト重合工程(2)、すなわ
ち、エラストマー基材表面に形成された水酸基との活性
点と、末端に水酸基を含有する水溶液シリコーンモノマ
ーとをグラフト重合させる工程(2)が行われる。 Step (2) In the surface modification of the fluorine-containing elastomer of the present invention, after performing the low-temperature plasma treatment step (1),
A step (2) of graft-polymerizing a silicone monomer, that is, a step (2) of graft-polymerizing an active site with a hydroxyl group formed on the surface of the elastomer base material and an aqueous solution-containing silicone monomer having a hydroxyl group at a terminal.
【0023】以下、水溶液シリコーンモノマーおよびグ
ラフト重合について説明する。 [水溶液シリコーンモノマー]本発明に用いられる水溶
液シリコーンモノマーは、末端に水酸基を含有する水溶
液シリコーンモノマーである。そのような水溶液シリコ
ーンモノマーとしては、主骨格(主鎖)がジメチルポリ
シロキサンであって、両末端に水酸基を含有する水溶液
シリコーンモノマー、片末端に水酸基を含有するシリコ
ーンモノマー、片末端と側鎖に1個ずつ、あるいは側鎖
に2個のみ水酸基を含有する水溶液シリコーンモノマ
ー、またはそれらの組合せからなり、好ましくは両末端
に水酸基を含有する水溶液シリコーンモノマーを用いる
ことが望ましい。Hereinafter, the aqueous silicone monomer and the graft polymerization will be described. [Aqueous Solution Silicone Monomer] The aqueous solution silicone monomer used in the present invention is an aqueous solution silicone monomer containing a hydroxyl group at a terminal. Examples of such aqueous silicone monomers include an aqueous silicone monomer having a main skeleton (main chain) of dimethylpolysiloxane having hydroxyl groups at both ends, a silicone monomer having a hydroxyl group at one end, and a silicone monomer having a hydroxyl group at one end. It is desirable to use an aqueous solution of silicone monomers containing one or two hydroxyl groups in the side chain, or a combination thereof, and preferably containing hydroxyl groups at both ends.
【0024】またさらに、本発明に用いられる水溶液シ
リコーンモノマーとしては、粘度(25℃)が40〜4
00mPa・s、好ましくは96〜320mPa・sのものを使用
することが望ましい。上記構造および粘度を有する水溶
性シリコーンモノマーを用いることにより、非粘着性に
優れたシール材を得ることができる。このような主鎖両
末端などに合計2個の水酸基を含有する水溶液シリコー
ンモノマーは、低温プラズマ処理などにより生じた基材
表面のカルボキシル基などの活性点とエステル結合を生
じると共に、シリコーンモノマー同士が脱水縮合して、
エーテル結合によりグラフト重合すると考えられる。ま
た、片末端に水酸基を有する水溶液シリコーンモノマー
を用いる場合には、前記基材表面の活性点、例えば、カ
ルボキシル基などとエステル結合すると考えられ、これ
によっても、基材表面に該モノマーに起因する非粘着性
のシロキサン結合が形成されると考えられる。Furthermore, the aqueous silicone monomer used in the present invention has a viscosity (25 ° C.) of 40 to 4
It is desirable to use one having a pressure of 00 mPa · s, preferably 96 to 320 mPa · s. By using a water-soluble silicone monomer having the above structure and viscosity, a sealing material having excellent non-adhesiveness can be obtained. The aqueous silicone monomer containing a total of two hydroxyl groups at both ends of the main chain and the like forms an ester bond with an active site such as a carboxyl group on the substrate surface generated by a low-temperature plasma treatment and the like. Dehydration condensation,
It is thought that graft polymerization is caused by an ether bond. Further, when using an aqueous solution silicone monomer having a hydroxyl group at one end, it is considered that the active site on the substrate surface, for example, an ester bond with a carboxyl group, etc., which also causes the monomer on the substrate surface It is believed that a non-sticky siloxane bond is formed.
【0025】本発明に用いられる水溶液シリコーンモノ
マーとしては、具体的には、上記構造の水溶液シリコー
ンモノマーからなるアルコール変性シリコーンオイルが
用いられ、アルコール変性シリコーンオイルであればカ
ルボキシル基との反応性を示すため特に限定されない
が、本発明においては改質処理後の洗浄工程を考慮し、
水溶性シリコーンオイルを用いることが望ましい。As the aqueous silicone monomer used in the present invention, specifically, an alcohol-modified silicone oil comprising the aqueous silicone monomer having the above structure is used, and an alcohol-modified silicone oil having reactivity with a carboxyl group is used. Although not particularly limited for, in the present invention, taking into account the washing step after the reforming treatment,
It is desirable to use a water-soluble silicone oil.
【0026】このような水溶性シリコーンオイルとして
は、例えば、下記表1に示す両末端がアルコール変性さ
れた化合物である水溶性シリコーンオイルが挙げられ、
粘度が上記数値範囲にある水溶性シリコーンオイルを用
いることが望ましい。具体的には、SF−8427(東
レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製)、KF−6
001、KF−6002、KF−6003(信越化学
(株)製)などを用いることが望ましい。これら水溶性
シリコーンオイルは1種また2種以上組み合わせて用い
ることができる。As such a water-soluble silicone oil, for example, a water-soluble silicone oil as shown in Table 1 below, which is a compound whose both ends are alcohol-modified, is exemplified.
It is desirable to use a water-soluble silicone oil having a viscosity within the above numerical range. Specifically, SF-8427 (manufactured by Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.), KF-6
001, KF-6002, KF-6003 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and the like are preferable. These water-soluble silicone oils can be used alone or in combination of two or more.
【0027】このような極性の低いシリコーンモノマー
をエラストマー基材表面に定着反応させることにより、
エラストマー表面に非粘着特性を付与することができ
る。By causing such a low-polarity silicone monomer to undergo a fixing reaction on the surface of the elastomer base material,
Non-stick properties can be imparted to the elastomer surface.
【0028】[0028]
【表1】 [Table 1]
【0029】[グラフト重合]上記工程(2)において
行われるグラフト重合は、工程(1)の低温プラズマ処
理によりエラストマー基材表面に形成された活性点を起
点として、上述の末端に水酸基を含有する水溶性シリコ
ーンモノマー(アルコール変性シリコーンオイル)をグ
ラフト重合させることによって行われる。このようなグ
ラフト重合は、通常、触媒の存在下に、上記基材と水溶
性シリコーンモノマーを接触させることにより行われ
る。この際、溶媒(溶剤)などを用いてもよい。[Graft Polymerization] The graft polymerization performed in the above step (2) contains a hydroxyl group at the above-mentioned terminal starting from an active site formed on the surface of the elastomer base material by the low-temperature plasma treatment in the step (1). It is carried out by graft-polymerizing a water-soluble silicone monomer (alcohol-modified silicone oil). Such graft polymerization is usually performed by bringing the above-mentioned substrate into contact with a water-soluble silicone monomer in the presence of a catalyst. At this time, a solvent (solvent) or the like may be used.
【0030】このようなグラフト重合を行なうには、ま
ず、上述のアルコール変性シリコーンオイルおよび触媒
を混合し、グラフト重合に用いられる処理液を調製す
る。そのような触媒としては、濃硫酸、パラトルエンス
ルホン酸などが挙げられ、濃硫酸が好ましく用いられ
る。また、溶媒(溶剤)は、処理液の粘度を低下させる
ことができ、このような溶媒としては、例えば、トルエ
ン、キシレン等のように、低温条件下においてはエラス
トマー基材をほとんど膨潤させないような有機溶剤など
が挙げられる。これらの有機溶剤は、高温条件下で用い
るとエラストマー基材を膨潤させてしまうため、低温条
件下において用いることが好ましい。In order to carry out such graft polymerization, first, the above-mentioned alcohol-modified silicone oil and catalyst are mixed to prepare a treatment liquid used for graft polymerization. Examples of such a catalyst include concentrated sulfuric acid and p-toluenesulfonic acid, and concentrated sulfuric acid is preferably used. In addition, the solvent (solvent) can reduce the viscosity of the treatment liquid. Examples of such a solvent, such as toluene and xylene, which hardly swell the elastomer base material under low-temperature conditions Organic solvents and the like can be mentioned. Since these organic solvents cause swelling of the elastomer base material when used under high-temperature conditions, they are preferably used under low-temperature conditions.
【0031】上記グラフト重合用処理液は有機溶媒を含
んでいなくともよいが、必要により用いられる溶媒はエ
ラストマー自体をほとんど侵さないようなものが好まし
く選択される。そのため、エラストマー内部に未反応モ
ノマーや溶媒がほとんど浸透あるいは含浸せず、本発明
ではこれらの抽出・除去作業を行なう必要がない。また
さらに、エラストマー内部に有機溶剤等が浸透しないた
め、得られたエラストマーから放出されるガスが極めて
少なく、クリーンなエラストマー製品を提供することが
できる。The above-mentioned treatment liquid for graft polymerization may not contain an organic solvent, but a solvent used if necessary is preferably selected so as to hardly damage the elastomer itself. Therefore, the unreacted monomer or solvent hardly penetrates or impregnates into the elastomer, and there is no need to perform these extraction and removal operations in the present invention. Furthermore, since an organic solvent or the like does not permeate into the elastomer, the amount of gas released from the obtained elastomer is extremely small, and a clean elastomer product can be provided.
【0032】そのような処理液がアルコール変性シリコ
ーンオイルおよび触媒とからなる場合、該処理液中に、
アルコール変性シリコーンオイルが80〜100重量
部、好ましくは90〜95重量部の量に対し、触媒が1
〜20重量部、好ましくは5〜10重量部の量で含まれ
ていることが望ましい。また、処理液がアルコール変性
シリコーンオイル、触媒および有機溶媒とからなる場
合、該処理液中に、アルコール変性シリコーンオイルが
40〜100重量部、好ましくは60〜80重量部の量
に対し、触媒が1〜20重量部、好ましくは5〜10重
量部の量で、有機溶媒が10〜40重量部、好ましくは
20〜30重量部の量で含まれていることが望ましい。When such a treatment liquid comprises an alcohol-modified silicone oil and a catalyst, the treatment liquid contains
The amount of the catalyst is 1 to 80 to 100 parts by weight, preferably 90 to 95 parts by weight, of the alcohol-modified silicone oil.
It is desirable that it be contained in an amount of up to 20 parts by weight, preferably 5 to 10 parts by weight. When the treatment liquid is composed of an alcohol-modified silicone oil, a catalyst and an organic solvent, the catalyst is used in an amount of 40 to 100 parts by weight, preferably 60 to 80 parts by weight of the alcohol-modified silicone oil in the treatment liquid. It is desirable that the organic solvent is contained in an amount of 1 to 20 parts by weight, preferably 5 to 10 parts by weight, and the organic solvent is contained in an amount of 10 to 40 parts by weight, preferably 20 to 30 parts by weight.
【0033】工程2におけるグラフト重合は、具体的に
は、上記のようにして得られた処理液中にエラストマー
基材を入れ、該処理液を30〜100℃、好ましくは4
0〜80℃の温度範囲に保ちながら、容器中にて30分
〜16時間、好ましくは1〜3時間攪拌すればよい。こ
れにより、シリコーンモノマーの水酸基とエラストマー
基材表面のカルボキシル基とをエステル化反応させると
共に、このシリコーンモノマー同士をエラストマー基材
表面にグラフト重合することができる。In the graft polymerization in the step 2, specifically, an elastomer substrate is put into the treatment liquid obtained as described above, and the treatment liquid is heated at 30 to 100 ° C., preferably at 4 to 100 ° C.
While keeping the temperature in the range of 0 to 80 ° C., the mixture may be stirred in the container for 30 minutes to 16 hours, preferably 1 to 3 hours. As a result, the hydroxyl group of the silicone monomer and the carboxyl group on the surface of the elastomer base material undergo an esterification reaction, and the silicone monomers can be graft-polymerized on the surface of the elastomer base material.
【0034】このような条件でグラフト重合を行なうこ
とにより、非粘着性、耐プラズマ性さらにクリーン度を
備えたシール材を形成可能な表面改質含フッ素エラスト
マーを製造することが可能となる。工程(3) 本発明の含フッ素系エラストマー基材の表面改質におい
ては、上記工程(2)で得られた処理後のエラストマー
基材表面を次いで水洗することにより、該基材表面に存
在する未反応のシリコーンモノマーを取り除き、本発明
の表面改質含フッ素系エラストマーを得ることができ
る。By performing the graft polymerization under such conditions, it becomes possible to produce a surface-modified fluorine-containing elastomer capable of forming a sealing material having non-adhesion, plasma resistance and cleanliness. Step (3) In the surface modification of the fluoroelastomer substrate of the present invention, the surface of the treated elastomer substrate obtained in the above step (2) is then washed with water to be present on the surface of the substrate. Unreacted silicone monomer is removed to obtain the surface-modified fluorine-containing elastomer of the present invention.
【0035】本発明においては、処理液に有機溶媒を使
用せず、また、使用したとしてもエラストマー基材自体
を侵さない溶媒を用いているため、エラストマー内に溶
媒や未反応モノマーが浸透・拡散せず、それらは実質上
基材表面にのみ存在する。さらに、シリコーンモノマー
としては水溶性のものが好ましく用いられるが、このよ
うな水溶性シリコーンモノマーを用いると、基材表面を
水によって洗浄するだけで未反応のシリコーンモノマー
を容易に除去することができ、有機溶媒による洗浄に比
べて未反応のシリコーンモノマーの除去作業等の負担を
軽減することが可能となり、また、人体への影響や環境
汚染もより低減できる。In the present invention, an organic solvent is not used for the treatment liquid, and a solvent which does not attack the elastomer base material even if used is used, so that the solvent and unreacted monomer permeate and diffuse into the elastomer. Instead, they are substantially only present on the substrate surface. Further, a water-soluble silicone monomer is preferably used, but when such a water-soluble silicone monomer is used, unreacted silicone monomer can be easily removed only by washing the surface of the base material with water. In addition, it is possible to reduce the burden of removing unreacted silicone monomer and the like as compared with the case of washing with an organic solvent, and it is possible to further reduce the influence on the human body and environmental pollution.
【0036】このようにして製造された表面改質含フッ
素系エラストマーによれば、該エラストマーから放出さ
れるガスが少なく、クリーンなシール材を提供すること
ができる。シール材 本発明のシール材は、種々の用途に用いることができ、
特定の用途に限られるものではないが、好ましくは液晶
・半導体製造装置用のシール材として、さらに好ましく
は半導体製造装置用のシール材として用いることが望ま
しい。According to the surface-modified fluorine-containing elastomer produced in this manner, a small amount of gas is released from the elastomer, and a clean sealing material can be provided. Sealing material The sealing material of the present invention can be used for various applications,
Although it is not limited to a specific use, it is preferably used as a sealing material for a liquid crystal / semiconductor manufacturing device, and more preferably as a sealing material for a semiconductor manufacturing device.
【0037】そのような液晶製造装置用シール材として
は、具体的には、スパッタリング装置用のシール材;C
VD装置(プラズマCVD、レーザーCVD等)用のシ
ール材;エッチング装置(ドライエッチング装置、ウェ
ットエッチング装置等)用のシール材;剥離装置用のシ
ール材;酸化・拡散・イオン注入装置用のシール材;蒸
着装置(真空蒸着装置、蒸着重合装置等)用のシール
材;洗浄装置(ドライ洗浄方式のもの、ウェット洗浄方
式のもの)用のシール材;各種検査装置(マスク検査装
置、パターン検査装置等)用のシール材;露光装置(プ
ロキシミティ方式のもの、ステッパー方式のもの)用の
シール材;アニール装置(ランプアニール装置、エキシ
マレーザーアニール装置等)用のシール材;各種搬送装
置群;液晶注入装置用のシール材;等が挙げられる。Specific examples of such a sealing material for a liquid crystal manufacturing device include a sealing material for a sputtering device;
Sealing material for VD equipment (plasma CVD, laser CVD, etc.); sealing material for etching equipment (dry etching equipment, wet etching equipment, etc.); sealing material for peeling equipment; sealing material for oxidation / diffusion / ion implantation equipment Sealing materials for vapor deposition devices (vacuum vapor deposition devices, vapor deposition polymerization devices, etc.); sealing materials for cleaning devices (dry cleaning type, wet cleaning type); various inspection devices (mask inspection device, pattern inspection device, etc.) ); Sealing material for an exposure device (proximity type, stepper type); sealing material for an annealing device (lamp annealing device, excimer laser annealing device, etc.); Sealing materials for devices;
【0038】また、半導体製造装置用シール材等として
は、具体的には、コーターアンドデベロッパー、エッチ
ング装置(プラズマエッチング装置等)、プラズマアッ
シング(ashing)装置、レジスト剥離装置、洗浄・乾燥装
置等のシール材;酸化・拡散炉、ランプアニール装置等
の炉体のシール材;メタルCVD装置、プラズマCVD
装置、LP−CVD装置等のCVD装置、およびスパッ
タリング装置等のシール材;各種搬送装置(ウエハ搬送
機器の搬送用オーリング(O-ring)または搬送ベルト
等);各種レジスト搬送装置(レジスト搬送容器のキャ
ップシール材等);各種検査装置群;等に好ましく用い
られる。Examples of the sealing material for semiconductor manufacturing equipment include coaters and developers, etching equipment (plasma etching equipment, etc.), plasma ashing equipment, resist stripping equipment, cleaning / drying equipment, etc. Sealing material; Furnace sealing material for oxidation / diffusion furnace, lamp annealing device, etc .; Metal CVD device, plasma CVD
Equipment, CVD equipment such as LP-CVD equipment, etc., and sealing materials such as sputtering equipment; various types of transfer devices (such as O-rings or transfer belts for transfer of wafer transfer devices); various types of resist transfer devices (register transfer containers) Cap sealing material, etc.); various inspection apparatus groups; and the like.
【0039】これらのうち、プラズマエッチング装置、
プラズマアッシング装置、プラズマCVD装置およびこ
れら装置の付属機器であるウエハ搬送機器等の耐プラズ
マ性が要求される装置類(これらをまとめて「プラズマ
処理装置」とも言う)に特に好ましく用いられる。本発
明のシール材は、極性の低いシリコーンモノマーがシー
ル材表面に反応・固定化(定着)しているため、エラス
トマー基材表面に非粘着特性を付与することができ、ま
たさらに、エラストマー基材とシリコーンモノマーはグ
ラフト重合による化学結合をしているため、基材の表面
改質層が安定である。このようなシール材を、液晶・半
導体製造装置用のシール材として用いた場合、該シール
材はこれらの装置に対して非粘着性などを発揮し、これ
ら装置に極めて固着しにくいため、装置のメンテナンス
が容易となり、液晶や半導体などの生産効率を向上させ
ることができる。Of these, a plasma etching apparatus,
It is particularly preferably used for devices requiring plasma resistance, such as a plasma ashing device, a plasma CVD device, and a wafer transfer device as an auxiliary device of these devices (these devices are collectively referred to as a “plasma processing device”). The sealing material of the present invention can impart a non-adhesive property to the surface of the elastomer substrate because the silicone monomer having a low polarity reacts and is fixed (fixed) on the surface of the sealing material. And the silicone monomer are chemically bonded by graft polymerization, so that the surface-modified layer of the substrate is stable. When such a sealing material is used as a sealing material for a liquid crystal / semiconductor manufacturing device, the sealing material exhibits non-adhesiveness to these devices, and is extremely difficult to adhere to these devices. Maintenance becomes easy, and the production efficiency of liquid crystals, semiconductors, and the like can be improved.
【0040】[0040]
【発明の効果】本発明によれば、エラストマーシール材
の機械的強度や柔軟性、耐熱性などを損なうことなく、
非粘着性に優れた液晶・半導体製造装置用シール材とし
ての表面処理方法を提供することができる。また、本発
明の表面処理方法によれば、基材エラストマーの表面処
理の際に用いられる溶媒、さらに未反応モノマーがエラ
ストマー内に浸透しないため、表面処理後に行なうそれ
らの除去作業を軽減することができ、さらに、クリーン
な液晶・半導体製造装置用シール材を提供することがで
きる。According to the present invention, the mechanical strength, flexibility and heat resistance of the elastomer sealing material are not impaired.
A surface treatment method as a sealing material for a liquid crystal / semiconductor manufacturing apparatus having excellent non-adhesiveness can be provided. Further, according to the surface treatment method of the present invention, since the solvent used in the surface treatment of the base elastomer and further the unreacted monomer do not penetrate into the elastomer, the work of removing them after the surface treatment can be reduced. It is possible to provide a clean sealing material for a liquid crystal / semiconductor manufacturing apparatus.
【0041】[0041]
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体
的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。また、実施例、参考例、比較例において
得られた表面改質含フッ素系エラストマー等は、以下の
方法に従い測定した。 (1)重量増加率 含フッ素系エラストマーをプレス成形したものを100
℃の電気炉で充分乾燥させて基材を調製した後、該基材
の処理前の重量を精密天秤を用いて測定した。その後、
得られた含フッ素系エラストマー基材をプラズマ表面処
理し、シリコーンオイル溶液浸漬処理し、さらに純水を
用いて洗浄し(疎水性シリコーンオイルに対してはトル
エンを用いる。)、処理前と同じ条件下にて乾燥させ
た。グラフト処理後の含フッ素系エラストマーの重量を
精密天秤を用いて測定し、グラフト処理前後の重量から
重量増加率(%)を求めた。エラストマー基材表面への
シリコーンモノマーのグラフト量を重量増加率により求
めた。 (2)固着力の変化 アルミ(2017板)に試料(50×50×2tmmの
シート状)を挟み、200℃、72時間圧縮した後、ア
ルミ板(Ra=1.2)を剥がすときの力をインストロ
ン(引っ張り試験機)にて測定し、固着力を求めた。な
お、試料表面のクリーン度を保つ為、試験終了時には試
料表面をメタノールで洗浄し、次試験に供試した。この
試験を10回繰り返し、1回目と10回目の固着力を比
較した。このように固着力の変化を比較することによ
り、表面処理層の非粘着特定の評価と耐久性の評価を行
った。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples, but the present invention is not limited to these examples. The surface-modified fluoroelastomer and the like obtained in Examples, Reference Examples and Comparative Examples were measured according to the following methods. (1) Weight increase rate Fluorine-containing elastomer obtained by press molding is 100
After the substrate was sufficiently dried in an electric furnace at ℃ to prepare a substrate, the weight of the substrate before treatment was measured using a precision balance. afterwards,
The obtained fluorine-containing elastomer substrate is subjected to plasma surface treatment, immersion treatment in a silicone oil solution, and further washed with pure water (toluene is used for hydrophobic silicone oil), under the same conditions as before the treatment. Dry underneath. The weight of the fluorine-containing elastomer after the grafting was measured using a precision balance, and the weight increase (%) was determined from the weight before and after the grafting. The amount of silicone monomer grafted on the surface of the elastomer substrate was determined from the weight increase rate. (2) Change in adhesion force A sample (50 × 50 × 2 tmm sheet) is sandwiched between aluminum (2017 plates), compressed at 200 ° C. for 72 hours, and then peeled off the aluminum plate (Ra = 1.2). Was measured with an Instron (tensile tester) to determine the adhesive force. In order to maintain the cleanliness of the sample surface, the sample surface was washed with methanol at the end of the test and used for the next test. This test was repeated ten times, and the first and tenth adhesions were compared. By comparing the change in the fixing force as described above, the non-adhesion specific evaluation of the surface treatment layer and the durability evaluation were performed.
【0042】[0042]
【実施例1】含フッ素系エラストマー基材は、下記のよ
うに作成した。フッ素ゴム(ダイエルG902(ヘキサ
フルオロプロピレン−ビニリデンフルロライド−テトラ
フルオロエチレン共重合体:ダイキン工業社製、))1
00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1.5重量部、トリアリルイソ
シアヌレート4重量部、MTカーボン20重量部からな
る配合物をオープンロールを用いて既知の方法にて17
0℃×10分間プレス成型を行った後、180℃×4時
間二次加硫を行い150mm×190mm×2m(厚)
のシート状に成形した。Example 1 A fluorine-containing elastomer substrate was prepared as follows. Fluororubber (Daiel G902 (hexafluoropropylene-vinylidenefluoride-tetrafluoroethylene copolymer: manufactured by Daikin Industries, Ltd.)) 1
A mixture consisting of 00 parts by weight, 1.5 parts by weight of 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, 4 parts by weight of triallyl isocyanurate, and 20 parts by weight of MT carbon was treated with an open roll. 17 in a known manner using
After press molding at 0 ° C. × 10 minutes, secondary vulcanization is performed at 180 ° C. × 4 hours, and 150 mm × 190 mm × 2 m (thickness)
Into a sheet.
【0043】上記シート状成型物を低温プラズマ発生装
置(ヒラノ光音(株)製)にいれ、アルゴンガス雰囲気
下にて真空度60Pa、出力100WのRF波を用い、
3分間プラズマ照射を行った。低温プラズマ処理後、プ
ラズマ発生装置内に空気を送り込み、大気圧に戻した
後、シートを取り出し、下記グラフト重合用処理液に入
れた。該処理液は上記(表1)の両末端アルコール変性
シリコーンオイル(親水性、SF−8427(東レ・ダ
ウコーニング・シリコーン(株)製):粘度320mPa・
s)が90重量部に、濃度90%の濃硫酸を10重量部
添加して調製したものである。本実施例では、このよう
に上記シート状物をこの処理液に入れて、50℃にて1
時間攪拌させながらグラフト重合させた。グラフト重合
処理後、シート状成型物を取り出し、水洗した後乾燥
し、表面改質含フッ素系エラストマーを製造した。The above-mentioned sheet-like molded product was put in a low-temperature plasma generator (manufactured by Hirano Kotone Co., Ltd.), and an RF wave having a degree of vacuum of 60 Pa and an output of 100 W was used in an argon gas atmosphere.
Plasma irradiation was performed for 3 minutes. After the low-temperature plasma treatment, air was sent into the plasma generator, and the pressure was returned to the atmospheric pressure. Then, the sheet was taken out and placed in the following treatment solution for graft polymerization. The treating solution was a silicone oil modified with alcohol at both ends (hydrophilic, SF-8427 (manufactured by Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.)) having a viscosity of 320 mPa ·
s) was prepared by adding 10 parts by weight of 90% by weight concentrated sulfuric acid to 90 parts by weight. In the present embodiment, the sheet-like material was put in this treatment liquid and the temperature was 50 ° C. for 1 hour.
Graft polymerization was carried out while stirring for an hour. After the graft polymerization treatment, the sheet-shaped molded product was taken out, washed with water, and dried to produce a surface-modified fluorine-containing elastomer.
【0044】この表面改質含フッ素系エラストマーにつ
いて、重量増加率、固着力の変化を上記測定方法に従っ
て評価した。結果を表2に示す。With respect to the surface-modified fluorine-containing elastomer, the rate of increase in weight and the change in fixing force were evaluated according to the above-mentioned measuring methods. Table 2 shows the results.
【0045】[0045]
【参考例1】実施例1において、両末端アルコール変性
シリコーンオイルを、下記式[I]で表される骨格構造
からなるエポキシ・ポリエーテル変性シリコーンオイル
(SF−8421(東レ・ダウコーニング・シリコーン
(株)製):粘度3500mPa・s)90重量部に変更し
た以外は、実施例1と同様にして表面改質含フッ素系エ
ラストマーを製造した。Reference Example 1 In Example 1, the silicone oil modified at both ends was replaced with an epoxy polyether-modified silicone oil having a skeleton represented by the following formula [I] (SF-8421 (Dow Corning Toray Toray) Co., Ltd.): A surface-modified fluorine-containing elastomer was produced in the same manner as in Example 1, except that the viscosity was changed to 3500 mPa · s) 90 parts by weight.
【0046】この表面改質含フッ素系エラストマーにつ
いて、重量増加率、固着力の変化を上記測定方法に従っ
て評価した。結果を表2に示す。With respect to the surface-modified fluorine-containing elastomer, the rate of weight increase and the change in fixing force were evaluated according to the above-mentioned measuring methods. Table 2 shows the results.
【0047】[0047]
【化1】 Embedded image
【0048】[式[I]中、x,y,zは繰返し単位数
を示し、R1,R2はそれぞれ2価の結合基を示し、PO
Aはポリオキシアルキレン基を示す。]で表される。[In the formula [I], x, y, and z represent the number of repeating units, R 1 and R 2 each represent a divalent linking group.
A represents a polyoxyalkylene group. ].
【0049】[0049]
【参考例2】実施例1において、両末端アルコール変性
シリコーンオイルを、下記式[II]で表される骨格構造
からなるアミノ変性シリコーンオイル(SF−8417
(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製):粘度
1200mPa・s)に変更し、水洗をトルエン洗浄に変更
した以外は、実施例1と同様にして表面改質含フッ素系
エラストマーを製造した。Reference Example 2 In Example 1, the silicone oil modified at both ends was modified with an amino-modified silicone oil having a skeleton represented by the following formula [II] (SF-8417).
(Manufactured by Dow Corning Silicone Toray Co., Ltd .: viscosity: 1200 mPa · s), and a surface-modified fluorine-containing elastomer was produced in the same manner as in Example 1 except that the water washing was changed to toluene washing.
【0050】この表面改質含フッ素系エラストマーにつ
いて、重量増加率、固着力の変化を上記測定方法に従っ
て評価した。結果を表2に示す。With respect to this surface-modified fluorine-containing elastomer, the rate of weight increase and the change in fixing force were evaluated according to the above-mentioned measuring methods. Table 2 shows the results.
【0051】[0051]
【化2】 Embedded image
【0052】〔式[II]中、x,yは繰返し単位数を示
し、Rは2価の結合基を示す。〕で表される。[In the formula [II], x and y represent the number of repeating units, and R represents a divalent linking group. ] Is represented.
【0053】[0053]
【比較例1】実施例1において、シート状に成型された
含フッ素系エラストマー基材を低温プラズマ処理するこ
となく用い、固着力の変化を上記測定方法に従って評価
した。結果を表2に示す。COMPARATIVE EXAMPLE 1 In Example 1, a sheet-shaped fluoroelastomer substrate was used without low-temperature plasma treatment, and the change in adhesion was evaluated according to the above-described measurement method. Table 2 shows the results.
【0054】[0054]
【比較例2】実施例1において、シート状に成型された
含フッ素系エラストマー基材を低温プラズマ処理するこ
となく、実施例1と同じ処理液を用い、実施例1と同様
の条件で処理し、表面処理含フッ素系エラストマーを製
造した。この表面処理含フッ素系エラストマーについ
て、重量増加率、固着力の変化を上記測定方法に従って
評価した。Comparative Example 2 In Example 1, the fluoroelastomer base material molded into a sheet was treated under the same conditions as in Example 1 by using the same treatment liquid as in Example 1 without performing low-temperature plasma treatment. A surface-treated fluorine-containing elastomer was produced. With respect to this surface-treated fluorine-containing elastomer, the weight increase rate and the change in the fixing force were evaluated according to the above-mentioned measuring methods.
【0055】結果を表2に示す。Table 2 shows the results.
【0056】[0056]
【比較例3】実施例1において、シート状に成型された
含フッ素系エラストマー基材を、特開平5−27144
8号公報に記載の方法と同様に処理して、表面コーティ
ング含フッ素系エラストマーを製造した。すなわち、フ
ェノール樹脂(ミレックスXL−210(三井東圧化学
(株)製))1グラムをメチルエチルケトン、100ミリ
リットルに溶解させた溶液に、試料基材を10秒間浸漬
したのち、風乾を1時間行い、次いでオーブン中で23
0℃で24時間加熱し、該エラストマー基材表面をフェ
ノール樹脂コーティングした。上記処理後、シート状成
型物をオーブンより取り出し、トルエンを用いて洗浄
し、表面コーティング含フッ素系エラストマーを製造し
たこの表面コーティング含フッ素系エラストマーについ
て、固着力の変化を上記測定方法に従って評価した。Comparative Example 3 A fluorine-containing elastomer base material formed into a sheet in Example 1 was prepared by the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-27144.
By treating in the same manner as in the method described in JP-A No. 8-No. 8, a surface-coated fluorine-containing elastomer was produced. That is, the phenolic resin (Mirex XL-210 (Mitsui Toatsu Chemicals)
The sample base material was immersed in a solution prepared by dissolving 1 gram of methyl ethyl ketone in 100 ml for 10 seconds, air-dried for 1 hour, and then dried in an oven.
After heating at 0 ° C. for 24 hours, the surface of the elastomer substrate was coated with a phenol resin. After the above treatment, the sheet-shaped molded product was taken out of the oven, washed with toluene, and the surface-coated fluorine-containing elastomer produced was evaluated for the change in the fixing force according to the above-described measurement method.
【0057】結果を表2に示す。Table 2 shows the results.
【0058】[0058]
【表2】 [Table 2]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09K 3/10 C09K 3/10 R H01L 21/68 H01L 21/68 A // C08L 27:12 C08L 27:12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C09K 3/10 C09K 3/10 R H01L 21/68 H01L 21/68 A // C08L 27:12 C08L 27: 12
Claims (4)
低温プラズマ処理し、該基材表面に水酸基との活性点を
形成する工程、(2)該活性点に、末端に水酸基を含有
する水溶性シリコーンモノマーをグラフト重合させる工
程、さらに、(3)上記グラフト重合処理をした基材表
面を水洗する工程を含むことを特徴とする含フッ素系エ
ラストマーの表面改質方法。(1) a step of subjecting the surface of a fluorine-containing elastomer base material to low-temperature plasma treatment to form an active site with a hydroxyl group on the base material surface; (2) the active site containing a hydroxyl group at a terminal A method for modifying the surface of a fluorine-containing elastomer, comprising a step of graft-polymerizing a water-soluble silicone monomer and a step of (3) washing the surface of the substrate subjected to the graft polymerization treatment with water.
00WのRF波を用い、真空度1〜100Paにおい
て、1〜10分間プラズマを照射することにより行われ
ることを特徴とする請求項1に記載の含フッ素系エラス
トマーの表面改質方法。2. The method according to claim 1, wherein the low-temperature plasma processing has an output of 60 W to 5 W.
2. The method for modifying the surface of a fluorine-containing elastomer according to claim 1, wherein the method is performed by irradiating a plasma at a degree of vacuum of 1 to 100 Pa for 1 to 10 minutes using an RF wave of 00 W.
ことを特徴とする表面改質含フッ素系エラストマー。3. A surface-modified fluoroelastomer obtained by the method according to claim 1.
・半導体製造装置用シール材に用いられることを特徴と
する請求項3に記載の表面改質含フッ素系エラストマ
ー。4. The surface-modified fluorine-containing elastomer according to claim 3, wherein the surface-modified fluorine-containing elastomer is used for a sealing material for a liquid crystal / semiconductor manufacturing apparatus.
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JP2001172775A JP2002363320A (en) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | Surface modification method for fluoroelastomer, surface-modified fluoroelastomer, and use thereof |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006036884A (en) * | 2004-07-26 | 2006-02-09 | Nippon Valqua Ind Ltd | Sealing material, method for producing the same and treating agent |
JP2015189934A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 大日本印刷株式会社 | Plasma-treated surface-smoothed fluororesin film and method of manufacturing the same |
CN105648770A (en) * | 2016-03-25 | 2016-06-08 | 广州拜费尔空气净化材料有限公司 | Method for preparing super-hydrophobic surfaces |
-
2001
- 2001-06-07 JP JP2001172775A patent/JP2002363320A/en not_active Withdrawn
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