JP2013021130A - Processing tank for manufacturing process, and method for producing the same - Google Patents

Processing tank for manufacturing process, and method for producing the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reaction tank in which a reaction product is not attached to the internal wall surface substantially after the continued use so as to increase production efficiency significantly; and moreover to provide a structure of a processing tank for manufacturing process and a method for producing the processing tank for manufacturing process using the structure, which can easily produce the structure of processing tank for manufacturing process in which a reaction product is not attached to the internal wall surface substantially after continued use and the processing tank for manufacturing process using the structure.SOLUTION: In a reaction tank of this invention, a film comprising PFA is formed in the internal surface of a tank body. In a method for producing the reaction tank and a structure of the reaction tank, a PFA film is formed in the internal wall surface by melting and remelting.

Description

本発明は、高分子合成、有機重合、有機分解など化学合成や化学分解などで使用される化学反応槽、有機材料や有機・無機混合材料の混合・混練などで使用される混合槽・混練槽、その他、例えば、半導体装置、液晶表示装置、太陽電池、有機EL装置、LED等の半導体関連技術を利用する機能性電子デバイス(「以降、半導体応用機能性電子デバイス」という)の製造において、成膜プロセスの実施に用いる製造装置、又は、それら電子装置用の電子部品の製造装置において使用される真空処理槽、等々の製造プロセス用の処理槽およびその製造法に関する。   The present invention relates to a chemical reaction tank used for chemical synthesis such as polymer synthesis, organic polymerization, organic decomposition, or chemical decomposition, and a mixing tank / kneading tank used for mixing / kneading organic materials or organic / inorganic mixed materials. In addition, for example, in the manufacture of functional electronic devices (hereinafter referred to as semiconductor applied functional electronic devices) using semiconductor-related technologies such as semiconductor devices, liquid crystal display devices, solar cells, organic EL devices, and LEDs. The present invention relates to a processing tank for a manufacturing process, such as a vacuum processing tank used in a manufacturing apparatus used for carrying out a film process, or an electronic component manufacturing apparatus for the electronic device, and a manufacturing method thereof.

例えば、重合体ラテックスは、乳化重合法によって製造されるが、製造時に攪拌翼により攪拌しながら重合する際、重合体粒子同士が凝集し、これが反応槽内壁や攪拌翼へ付着したりする。反応槽内壁に付着物(「スケール」という)が付着すると反応槽の除熱能力が低下し、放置すると反応制御不能になることがある。そのため、反応槽内のスケールを定期的に除去する必要がある。スケールの除去の際は、その度に重合反応を停止して反応槽内の重合用化学材料を取り出し、次いで、反応槽内壁にクリ−ニング処理を施してスケールを取り除く。そして、重合用化学材料を反応槽内に再投入し、重合を再開する。このような重合の中断と反応槽内壁のスケール除去という煩雑さのために、生産効率を著しく低下させている。   For example, polymer latex is produced by an emulsion polymerization method. When polymerized while stirring with a stirring blade at the time of production, the polymer particles are aggregated and adhered to the inner wall of the reaction tank or the stirring blade. If deposits (referred to as “scale”) adhere to the inner wall of the reaction tank, the heat removal capability of the reaction tank will decrease, and if left untreated, the reaction control may become impossible. Therefore, it is necessary to periodically remove the scale in the reaction vessel. At the time of removing the scale, the polymerization reaction is stopped each time, the chemical material for polymerization in the reaction vessel is taken out, and then the inner wall of the reaction vessel is subjected to a cleaning treatment to remove the scale. Then, the chemical material for polymerization is reintroduced into the reaction vessel, and the polymerization is resumed. Due to the complexity of such interruption of polymerization and scale removal from the inner wall of the reaction vessel, the production efficiency is significantly reduced.

一方、半導体やフラットディスプレー、太陽電池などの電子デバイスに於いては、その機能を発揮させるために多くの機能性膜が設けられる。これらの膜は、PVD(Physical Vapor Deposition )法やCVD(Chemical Vapor Deposition)法によって作成されるが、各膜によってその形成に使用されるガス種が異なるため、各膜に応じた個々の成膜槽で形成される。又、必要に応じて採用されるドライエッチング処理も、エッチング対象によって使用されるエッチングガス種が異なるため、個々の反応槽で実施されている。   On the other hand, in an electronic device such as a semiconductor, a flat display, or a solar cell, many functional films are provided in order to exhibit the function. These films are created by PVD (Physical Vapor Deposition) or CVD (Chemical Vapor Deposition), but the gas types used for the formation differ depending on the film, so individual film formation for each film Formed in a tank. Also, the dry etching process employed as necessary is carried out in each reaction tank because the type of etching gas used varies depending on the etching target.

これらの製造プロセス用の処理槽では、例えば、成膜工程を何回か重ねると反応処理槽内壁には反応によって生じた生成物が付着し、その付着した生成物が内壁から剥がれて反応処理槽内を浮遊することがある。そのため、浮遊する生成物が成膜過程で膜中に取り込まれる等、目的とする特性の膜が形成されないということが生ずる恐れがある。   In the processing tanks for these manufacturing processes, for example, when the film forming process is repeated several times, the product generated by the reaction adheres to the inner wall of the reaction processing tank, and the attached product is peeled off from the inner wall and the reaction processing tank. May float inside. Therefore, there is a possibility that a film having a desired characteristic is not formed, for example, a floating product is taken into the film during the film formation process.

更には、ひとつの反応処理槽で、いくつもの異なる膜を形成する提案もなされているが、この提案においては、前工程で形成する膜の成膜工程で生じて内壁に付着した反応生成物が、その後の工程で形成する膜に取り込まれると形成される膜は所期の特性が得られなくなる、更には、前の成膜工程で生じた生成物によって反応処理槽内部が汚染されてしまう懸念があるなど、従来の手法には解決すべき課題も少なくはない。   Furthermore, proposals have been made to form a number of different films in a single reaction treatment tank. In this proposal, however, reaction products generated in the film formation process of the previous process and adhered to the inner wall are not detected. In addition, if the film formed in the subsequent process is taken in, the formed film cannot obtain the desired characteristics, and further, the inside of the reaction processing tank may be contaminated by the product generated in the previous film forming process. For example, there are many problems to be solved by conventional methods.

この課題を解決するのに、例えば、反応槽内壁を特定の含フッ素脂肪族環構造を有するポリマーで被覆することで、反応槽内壁へのスケールの付着を防止する提案がある(特許文献1)。   In order to solve this problem, for example, there is a proposal to prevent adhesion of scale to the inner wall of the reaction tank by coating the inner wall of the reaction tank with a polymer having a specific fluorine-containing aliphatic ring structure (Patent Document 1). .

反応処理槽内壁面への付着防止の他の例としては、例えば、隔壁部材を内壁面から間隙を設けて出し入れ自由に設置し該隔壁部材の内壁面に反応生成物を付着させることで反応生成物の反応処理槽内壁面への付着を防止する提案がある。内壁面に反応生成物が付着した隔壁部材は反応処理槽から取り出されて別の隔壁部材と交換される。隔壁部材の内壁面に付着した反応生成物は、ドライエッチングや機械的掻きだしによって除去され、反応生成物が除去された隔壁部材は再使用される。   As another example of preventing adhesion to the inner wall surface of the reaction processing tank, for example, the partition member can be installed and removed freely with a gap from the inner wall surface, and the reaction product is adhered to the inner wall surface of the partition member. There is a proposal for preventing the adhesion of an object to the inner wall of a reaction treatment tank. The partition member with the reaction product attached to the inner wall surface is taken out of the reaction processing tank and replaced with another partition member. The reaction product adhering to the inner wall surface of the partition member is removed by dry etching or mechanical scraping, and the partition member from which the reaction product has been removed is reused.

また、他には、反応処理槽内壁面を平滑にして反応生成物の付着を防止しようとする提案がある。反応処理槽用の基材は、工業的には、ステンレス、アルミなどが採用されており、内壁面を平滑にする一つの手法としては、比較的良好な平滑面がえられるということで、電界研磨が採用されている。   In addition, there is a proposal to prevent the adhesion of reaction products by smoothing the inner wall surface of the reaction treatment tank. As a base material for the reaction treatment tank, stainless steel, aluminum, etc. are industrially adopted, and as one method for smoothing the inner wall surface, a relatively good smooth surface can be obtained. Polishing is adopted.

特開平5−023652号公報JP-A-5-023652

しかし、特許文献1に記載の発明では、確かに重合体ラテックスの製造においては、スケールの付着防止に効果があるが、電子デバイスなどに使用する高機能膜を半導体技術で形成する際に用いる真空反応槽の場合には、反応生成物の真空反応槽内壁への付着を必ずしも完全に防止できるものではない。   However, in the invention described in Patent Document 1, it is certainly effective in preventing the adhesion of scale in the production of polymer latex, but the vacuum used when forming a high-functional film used for an electronic device or the like by a semiconductor technology. In the case of a reaction vessel, it is not always possible to completely prevent the reaction product from adhering to the inner wall of the vacuum reaction vessel.

その理由は、特許文献1に記載の特定の含フッ素脂肪族環構造を有するポリマーの被覆膜では、その自由表面の平滑性が十分に得られずに微細な凹凸が残るために、例えばPCVD法による成膜過程での反応生成物の付着を確実に防止できないものと思われる。更に、特許文献1の場合は、反応槽の基材がガラスであるため熱伝導が悪く反応生成熱の放熱が十分に出来ないという懸念がある。   The reason is that, in the coating film of the polymer having a specific fluorine-containing aliphatic ring structure described in Patent Document 1, the smoothness of the free surface is not sufficiently obtained, and fine irregularities remain. It seems that adhesion of reaction products during the film formation process by the method cannot be reliably prevented. Furthermore, in the case of Patent Document 1, since the base material of the reaction vessel is glass, there is a concern that the heat conduction is bad and the heat generated by the reaction cannot be sufficiently radiated.

隔壁部材を設ける例においては、その都度隔壁部材を取り換えるために成膜プロセスが中断し生産効率を著しく低下させる。また、真空反応槽の場合は、隔壁部材の取り換えのために反応槽内を大気に開放するため、注意深く対応しないと反応槽内が汚染されかねないし、反応槽内を再び成膜雰囲気に減圧しなければならない、など、煩雑さが伴う。   In the example in which the partition member is provided, the film forming process is interrupted to replace the partition member each time, and the production efficiency is remarkably reduced. Also, in the case of a vacuum reaction tank, the reaction tank is opened to the atmosphere for replacement of the partition member. Therefore, the reaction tank may be contaminated unless it is handled carefully, and the reaction tank is depressurized to a film formation atmosphere again. It has to be complicated.

電界研磨などによって平滑性を十分に確保する場合においても、以下のような課題が存在する。電界研磨は、均一な表面に対してその効果を最大限に発揮するが、不均一な面に対しては、その特性を活かすのが難しい。実際、物を作る場合には溶接や曲げ加工など多くの加工が加えられるので、その表面は決して均一なものではないという難点がある。   Even when sufficient smoothness is ensured by electropolishing or the like, the following problems exist. Electropolishing exhibits its effect to the maximum with a uniform surface, but it is difficult to make use of its characteristics for a non-uniform surface. In fact, when manufacturing an object, many processes such as welding and bending are applied, so that the surface is not uniform.

一方、機械的研磨では、譬え12000番のラッピングフィルムを用いたとしても電子顕微鏡で観察すれば、非常に細かい条痕が見られる。平滑化といっても機械的研磨では条痕がなくなる訳ではなく、それが小さくなるだけで小さな凹凸は残る。   On the other hand, in mechanical polishing, even if a wrapping film having a size of 12000 is used, very fine streaks are observed when observed with an electron microscope. Even if it is said to be smooth, mechanical polishing does not eliminate the streaks, but small irregularities remain only by reducing it.

これに対し、電界研磨では、事前に600番程度の固定砥粒による研磨仕上げをし、其の後で電界研磨を施せば、条痕は全くと言っていい程見られない。しかし、大きな平面全体を平坦に研磨するのは、機械的研磨の方が優れている。電界研磨は滑らかにうねった表面をつくることはできるが平坦化は難しい。   On the other hand, in electropolishing, if polishing finish with about 600 fixed abrasive grains is performed in advance and then electropolishing is performed, no streak is seen at all. However, mechanical polishing is superior to polishing the entire large flat surface flatly. Electropolishing can create a smooth wavy surface but is difficult to planarize.

このような技術的制約のために、反応処理槽の場合、ドーム状のものや円筒状のものが一般的で、被研磨面は形状が比較的単純にされる。そのために、いくつもの部品に分割し、分割された部品の被電界研磨面は、局部的に電界が集中する個所が無いように凹凸の少ない滑らかな面として形成した上で電界研磨を施すのが一般的である。   Due to such technical limitations, reaction tanks generally have a dome shape or a cylindrical shape, and the surface to be polished is made relatively simple. For this purpose, it is necessary to divide into several parts, and the electropolished surface of the divided parts is formed as a smooth surface with few irregularities so that there is no place where the electric field concentrates locally, and then electropolishing is performed. It is common.

しかし、そのように加工されても、反応槽の内壁面には、付着が少なくなったとはいえ、以前として反応生成物が付着し高機能膜の形成には障害となっていた。特に、今後、20nm、15nm、10nmと微細化が進むに連れ、その障害は大きくなるという課題がある。   However, even if processed in such a manner, the reaction product adheres to the inner wall surface of the reaction tank, but it has been an obstacle to the formation of a highly functional film. In particular, there is a problem that the obstacle becomes larger as the miniaturization progresses to 20 nm, 15 nm, and 10 nm in the future.

本願は、以上の点に鑑みてなされたもので、上記の課題を解決することを目的にし、課題を多面的に鋭意検討・研究することで課題解決に至ったものである。   The present application has been made in view of the above points, and has been aimed at solving the above-mentioned problems, and has solved the problems by diligently studying and researching the problems from various aspects.

本発明の製造プロセス用の処理槽は、その内壁面の少なくとも反応生成物が付着し得る個所の最表面に下記構造式1で示すパーフルオロアルコキシアルカン(以後「PFA」と記す)の膜が設けてあることを特徴とする(第一の処理槽)。

Figure 2013021130
(構造式1において、Rfはパーフルオロアルキル基を示し、m及びnは正の整数を示す。) The treatment tank for the production process of the present invention is provided with a film of perfluoroalkoxyalkane (hereinafter referred to as “PFA”) represented by the following structural formula 1 on the outermost surface of the inner wall surface where the reaction product can adhere. (First treatment tank).
Figure 2013021130
(In Structural Formula 1, Rf represents a perfluoroalkyl group, and m and n represent positive integers.)

本発明の別の製造プロセス用の処理槽は、前記第一の処理槽において、処理槽の基材が金属であることを特徴とする(第二の処理槽)。   The processing tank for another manufacturing process of the present invention is characterized in that, in the first processing tank, the base material of the processing tank is a metal (second processing tank).

本発明の更に別の製造プロセス用の処理槽は、前記第二の処理槽において、金属がアルミ系金属であることを特徴とする(第三の処理槽)。   Still another processing tank for a manufacturing process according to the present invention is characterized in that, in the second processing tank, the metal is an aluminum-based metal (third processing tank).

本発明の別のもう一つの製造プロセス用の処理槽は、前記の第一の処理槽乃至第三の処理槽の何れかの処理槽において、前記PFA膜は、NiもしくはNiFからなる膜の上に直接に設けられていることを特徴とする(第四の処理槽)。 Another processing tank for the manufacturing process of the present invention is the processing tank of any one of the first processing tank to the third processing tank, wherein the PFA film is a film made of Ni or NiF 2 . It is provided directly on the top (fourth treatment tank).

本発明の更に別のもう一つの製造プロセス用の処理槽は、前記の第一の処理槽乃至第四の処理槽の何れかの処理槽において、前記PFA膜は、再溶融処理を施された膜であることを特徴とする(第五の処理槽)。   Still another processing tank for the manufacturing process of the present invention is the processing tank of any one of the first processing tank to the fourth processing tank, wherein the PFA film is subjected to a remelting process. It is a film (fifth treatment tank).

本発明の製造プロセス用の処理槽の製造法は、製造プロセス用の処理槽の製造法において、処理槽基材の槽内壁面となる面にPFAからなる膜を設けた処理槽用の構造体を用意し、該構造体をPFAの溶融点より高い温度雰囲気に晒して前記膜の少なくとも自由表面領域を溶融し、その後、PFAの溶融点より低い温度に晒して少なくとも自由表面領域となる部分を固化し、次いで、PFAの溶融点若しくはPFAの溶融点を越した辺りの温度の雰囲気に晒して少なくとも自由表面領域となる部分を再溶融し、その後、PFAの溶融点より十分低い温度に下げることで、PFAからなる固体膜の自由表面の平滑性を高める工程を有することを特徴とする(第一の製造法)。   The manufacturing method of the processing tank for the manufacturing process of the present invention is the manufacturing method of the processing tank for the manufacturing process, wherein the structure for the processing tank is provided with a film made of PFA on the inner wall surface of the processing tank base material. The structure is exposed to a temperature atmosphere higher than the melting point of PFA to melt at least the free surface region of the film, and then exposed to a temperature lower than the melting point of PFA to form at least a free surface region. Solidify, then re-melt at least the free surface area by exposing to the melting point of PFA or an atmosphere around the melting point of PFA, and then lowering to a temperature sufficiently lower than the melting point of PFA And a step of improving the smoothness of the free surface of the solid film made of PFA (first production method).

本発明の製造プロセス用の処理槽の別の製造法は、上記第一の製造法において、処理槽基材の槽内壁面となる面に、PFAからなる膜を設ける前に、NiもしくはNiFからなる膜を設ける工程を更に有することを特徴とする(第二の製造法)。 Another manufacturing method of the processing tank for the manufacturing process of the present invention is the above first manufacturing method, in which Ni or NiF 2 is provided before a film made of PFA is provided on the surface of the processing tank base material which is the inner wall surface of the tank. The method further comprises a step of providing a film made of (second production method).

本発明の製造プロセス用の処理槽用の構造体のもう一つ別の製造法は、上記第一の製造法において、処理槽基材の槽内壁面となる面に、PFAからなる膜を設ける前に、無孔質陽極酸化に由来するAlからなる膜を設ける工程を更に有することを特徴とする(第三の製造法)。 Another manufacturing method of the structure for the processing tank for the manufacturing process of the present invention is the above-described first manufacturing method, in which a film made of PFA is provided on the surface of the processing tank base material which is the inner wall surface of the processing tank. The method further includes a step of providing a film made of Al 2 O 3 derived from nonporous anodic oxidation before (third manufacturing method).

本発明の製造プロセス用の処理槽の構造体の製造法は、処理槽基材の槽内壁面となる面にPFAからなる膜を設けた処理槽用の構造体を用意し、該構造体をPFAの溶融点より高い温度雰囲気に晒して前記固体膜の少なくとも自由表面領域を溶融し、その後、PFAの溶融点より低い温度に晒して少なくとも自由表面領域となる部分を固化し、次いで、PFAの溶融点若しくはPFAの溶融点を越した辺りの温度の雰囲気に晒して少なくとも自由表面領域となる部分を再溶融し、その後、PFAの溶融点より十分低い温度に下げることで、PFAからなる固体膜の自由表面の平滑性を高める工程を有することを特徴とする(第四の製造法)。   The manufacturing method of the structure of the processing tank for the manufacturing process of this invention prepares the structure for processing tanks which provided the film | membrane which consists of PFA in the surface used as the tank inner wall surface of a processing tank base material, and this structure is used. It is exposed to an atmosphere having a temperature higher than the melting point of PFA to melt at least the free surface region of the solid film, and is then exposed to a temperature lower than the melting point of PFA to solidify at least the portion that becomes the free surface region. A solid film made of PFA by re-melting at least the portion that becomes the free surface region by exposure to an atmosphere at a temperature around the melting point or the melting point of PFA, and then lowering it to a temperature sufficiently lower than the melting point of PFA (4th manufacturing method) characterized by having the process of improving the smoothness of the free surface.

本発明の製造プロセス用の処理槽用の構造体の更に別の製造法は、上記第四の製造法において、前記構造体の処理槽基材の槽内壁面となる面に、PFAからなる膜を設ける前に、NiもしくはNiFからなる膜を設ける工程を更に有することを特徴とする(第五の製造法)。 Still another method of manufacturing a structure for a processing tank for a manufacturing process according to the present invention is the above-described fourth manufacturing method, in which a film made of PFA is formed on the surface of the structure that forms the tank inner wall of the processing tank substrate. before providing further comprising a step of providing a film made of Ni or NiF 2 (fifth production method).

本発明の製造プロセス用の処理槽用の構造体のもう一つ別の製造法は、上記第四の製造法において、処理槽基材の槽内壁面となる面に、PFAからなる膜を設ける前に、無孔質陽極酸化に由来するAlからなる膜を設ける工程を更に有することを特徴とする(第六の製造法)。 Another manufacturing method of the structure for the processing tank for the manufacturing process according to the present invention is that in the fourth manufacturing method, a film made of PFA is provided on the surface of the processing tank base material which is the inner wall surface of the processing tank. before, characterized by further comprising the step of providing a film of Al 2 O 3 derived from the non-porous anodic oxidation (sixth production method).

本発明の構造体(材)で構成される製造プロセス用処理槽によれば、継続的に使用しても内壁面に反応生成物が実質的に付着することはなく、生産効率を格段に伸ばすことができる。また、一つの成膜処理槽で多品種の構造膜を生産しても、内壁面に反応生成物が実質的に付着することはないので、一つ一つの膜は、いつでも所期のクリーンな槽内環境で成膜することができ、得られる構造膜は設計通りの特性が得られる。更に、その製造法によれば、継続的に使用しても内壁面に反応生成物が実質的に付着することのない製造プロセス用処理槽の構造体及びその構造体を用いた製造プロセス用処理槽を容易に提供することができる。   According to the treatment tank for manufacturing process composed of the structure (material) of the present invention, the reaction product does not substantially adhere to the inner wall surface even when continuously used, and the production efficiency is greatly increased. be able to. Moreover, even if many types of structural films are produced in one film-forming treatment tank, reaction products do not substantially adhere to the inner wall surface, so each film is always clean as expected. The film can be formed in an in-tank environment, and the resulting structure film has the characteristics as designed. Furthermore, according to the manufacturing method, the structure of the processing tank for the manufacturing process in which the reaction product does not substantially adhere to the inner wall surface even when continuously used, and the processing for the manufacturing process using the structure. A tank can be provided easily.

本発明に係る製造プロセス用処理槽の一例を説明するための模式的断面図。The typical sectional view for explaining an example of the processing tank for manufacturing processes concerning the present invention. 本発明の実施例において、平滑度の測定を補足的に説明するための説明図。In the Example of this invention, explanatory drawing for demonstrating the measurement of smoothness supplementarily. 本発明に係る製造プロセス用処理槽の別の例を説明するための模式的断面図。Typical sectional drawing for demonstrating another example of the processing tank for manufacturing processes which concerns on this invention.

本発明に係る製造プロセス用処理槽の一例が図1に示される。   An example of the processing tank for the manufacturing process according to the present invention is shown in FIG.

図1の処理槽本体100には、アルミ等の金属から成る処理槽用基材101の内壁面に、PFAから成る膜102が設けてある。膜102は、基材101の内壁面にPFAを塗装後、溶融と再溶融の過程を経て形成されることによって、その自由表面に高い平滑性が付与されている。   In the treatment tank main body 100 of FIG. 1, a film 102 made of PFA is provided on the inner wall surface of a treatment tank substrate 101 made of metal such as aluminum. The film 102 is formed through a process of melting and remelting after coating PFA on the inner wall surface of the base material 101, thereby imparting high smoothness to the free surface.

本発明において採用される構造式1のPFA(以後「PFA(1)」と記す)は、多くの企業により製造・販売されている。その中で、本発明においては、好ましくは、融点:298〜310℃、密度:2.12〜2.17のものが望ましい。又、高温で使用する場合を考慮する必要がある際は、最高連続使用温度が、好ましくは、少なくとも260℃であるものから選択するのが望ましい。発熱反応等放熱を考慮する必要がある場合は、熱伝導率として、例えば、0.25W/m・k以上あるのが望ましい。   The PFA of structural formula 1 (hereinafter referred to as “PFA (1)”) employed in the present invention is manufactured and sold by many companies. Among them, in the present invention, it is desirable that the melting point is 298 to 310 ° C. and the density is 2.12 to 2.17. Further, when it is necessary to consider the case of using at high temperature, it is desirable to select the highest continuous use temperature, preferably at least 260 ° C. When it is necessary to consider heat dissipation such as an exothermic reaction, the thermal conductivity is preferably 0.25 W / m · k or more, for example.

Figure 2013021130
(構造式1において、Rfはパーフルオロアルキル基を示し、m及びnは正の整数を示す。)
すなわち、本発明のPFAは、構造式1のような構造を含む、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との共重合体である。Rfの例としてはフッ素原子を2以上有するアルキル基、例えば全フッ化アルキル基が挙げられる。Rfの炭素数は特に限定されないが、1以上、好ましくは2以上であり、通常は12以下、好ましくは6以下である。本発明のPFAの重量平均分子量は特に限定されないが、上記のような融点及び密度特性を満たすものであることが好ましい。
Figure 2013021130
(In Structural Formula 1, Rf represents a perfluoroalkyl group, and m and n represent positive integers.)
That is, the PFA of the present invention is a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether containing a structure such as structural formula 1. Examples of Rf include an alkyl group having 2 or more fluorine atoms, for example, a fully fluorinated alkyl group. The number of carbon atoms in Rf is not particularly limited, but is 1 or more, preferably 2 or more, and is usually 12 or less, preferably 6 or less. The weight average molecular weight of the PFA of the present invention is not particularly limited, but preferably satisfies the above melting point and density characteristics.

PFAの溶融粘度は、表面平滑性が高く、うねりのない膜を形成するのに重要なファクターである。溶融粘度が余り高いと、高い表面平滑性が得られ難くなるし、うねりも生じやすくなる。本発明においてのPFAの溶融粘度は、ASTM D3307準拠で、好ましくは、10g/10分以上、より好ましくは、20g/10分以上であるのが望ましい。勿論、塗装を均一とし溶融時間を十分にとれば、ある程度高い溶融粘度のものであっても、うねりのない高い表面平滑性を有するPFA膜を得ることが出来る。   The melt viscosity of PFA is an important factor for forming a film having high surface smoothness and no waviness. If the melt viscosity is too high, it is difficult to obtain high surface smoothness and undulation is likely to occur. The melt viscosity of PFA in the present invention is preferably 10 g / 10 min or more, more preferably 20 g / 10 min or more, in accordance with ASTM D3307. Of course, if the coating is made uniform and the melting time is sufficiently long, a PFA film having high surface smoothness without waviness can be obtained even if it has a somewhat high melt viscosity.

PFAとして具体的には、以下に示されるものが、好ましく採用される。   Specific examples of PFA that are shown below are preferably employed.

(1)ダイキン工業株式会社
AC−5539(静電塗装高分子厚塗り用、紛体)
AC系列としては、この他には、AC−5600、ACX−21、ACX−31、ACX−31WH、ACX−34、ACX−41が挙げられる。
(1) Daikin Industries, Ltd. AC-5539 (for electrostatic coating polymer thick coating, powder)
Other AC sequences include AC-5600, ACX-21, ACX-31, ACX-31WH, ACX-34, and ACX-41.

この他、AD−2CRE(塗装膜厚:10〜15μm)、AW−5000L(塗装膜厚:30〜40μm)が使用出来る。   In addition, AD-2CRE (coating film thickness: 10 to 15 μm) and AW-5000L (coating film thickness: 30 to 40 μm) can be used.

AD−2CREは、塗料を100〜150メッシュの金網で、AW−5000Lは、塗料を60〜80メッシュの金網で、それぞれ濾過後使用することがメーカーより推奨される。AD−2CREの塗装条件は、好ましくは、エアースプレー条件として、スプレーガンのノズル径1.0mmφ、霧化圧力0.2MPaであるのが望ましい。AW−5000Lの塗装条件は、好ましくは、エアースプレー条件として、スプレーガンのノズル径1.0〜1.2mmφ、霧化圧力0.2〜0.4MPaであるのが望ましい。   It is recommended by the manufacturer that AD-2CRE be used after filtration with a 100-150 mesh wire mesh and AW-5000L with a 60-80 mesh wire mesh after filtration. The coating conditions for AD-2CRE are preferably a spray gun nozzle diameter of 1.0 mmφ and an atomization pressure of 0.2 MPa as air spray conditions. The coating conditions of AW-5000L are preferably a spray gun nozzle diameter of 1.0 to 1.2 mmφ and an atomization pressure of 0.2 to 0.4 MPa as air spray conditions.

プライマーとして本発明に於いて好ましく使用されるダイキン工業株式会社製のものでは、以下のものが挙げられる。   Examples of the primer made by Daikin Industries, Ltd. that are preferably used in the present invention include the following.

水系のプライマーとしては、ED−1939D21L、EK−1908S21L、EK−1909S21L、EK−1959S21L、EK−1983S21L、EK−1208M1L、EK−1209BKEL、EK−1209M10L、EK−1283S1L、
溶剤系のプライマーとしては、TC−1509M1、TC−1559M2、TC−11000、などである。
As an aqueous primer, ED-1939D21L, EK-1908S21L, EK-1909S21L, EK-1959S21L, EK-1983S21L, EK-1208M1L, EK-1209BEL, EK-1209M10L, EK-1283S1L,
Solvent-based primers include TC-1509M1, TC-1559M2, TC-11000, and the like.

これらのプライマーは、例えば、プライマーEK−1909S21Lの場合は、宇治電気化学工業製トサエメリーエキストラ♯80/♯100=50・50で粗面化後、約10μmエアースプレー塗装される。その上に、PFA膜が設けられる。   For example, in the case of primer EK-1909S21L, these primers are roughened with Tosa Emery Extra # 80 / # 100 = 50 · 50 manufactured by Uji Electric Chemical Industry, and then air sprayed by about 10 μm. A PFA film is provided thereon.

プライマー塗布の塗装条件は、例えば、スプレーガンのノズル径1.0〜1.2mmφ、霧化圧力0.2〜0.4MPa、或いは、スプレーガンのノズル径1.0〜1.5mmφ、霧化圧力0.2〜0.3MPa、とされる。乾燥は、例えば、温度:80〜90℃、時間:10〜15分とされる。   The primer coating conditions are, for example, a spray gun nozzle diameter of 1.0 to 1.2 mmφ, an atomization pressure of 0.2 to 0.4 MPa, or a spray gun nozzle diameter of 1.0 to 1.5 mmφ, and an atomization. The pressure is 0.2 to 0.3 MPa. Drying is performed at a temperature of 80 to 90 ° C. and a time of 10 to 15 minutes, for example.

(2)三井・デュポンフロロケミカル社
EM−500CL(水性トップコート用),EM−500GN(水性トップコート用)、EM−700CL(水性トップコート用),EM−700GN(水性トップコート用),EM−700GY(水性トップコート用)が挙げられ、これらは、複雑な形状のためで静電塗装が出来ない物品向きである。
(2) Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd. EM-500CL (for aqueous topcoat), EM-500GN (for aqueous topcoat), EM-700CL (for aqueous topcoat), EM-700GN (for aqueous topcoat), EM -700GY (for water-based topcoat), which are suitable for articles that cannot be electrostatically painted due to their complex shape.

この他、本発明に於いて使用できるのは、
MP―102(マイクロパウダー、トップコート用)
MP−103(マイクロパウダー、トップコート用)、
MP−300(フッ素化パウダー、トップコート用)、
MP−310(フッ素化パウダー、トップコート用)、
MP−630(導電性パウダー)、
MP−642(導電性パウダー)、
MP−620(熱伝導性が高い)、
MP−621(熱伝導性が高い)、
MP−622(熱伝導性が高い)、
MP−623(熱伝導性が高い)、
MP−501(複雑な形状のためで静電塗装が出来ない物品向き)、
MP−502(複雑な形状のためで静電塗装が出来ない物品向き)、
SL−800BK(カーボンフィラー入り、)
SL−800LT(ガラスフィラー入り)、
等が挙げられる。
In addition, the present invention can be used as follows:
MP-102 (for micro powder and top coat)
MP-103 (for micro powder, top coat),
MP-300 (fluorinated powder for top coat),
MP-310 (fluorinated powder for top coat),
MP-630 (conductive powder),
MP-642 (conductive powder),
MP-620 (high thermal conductivity),
MP-621 (high thermal conductivity),
MP-622 (high thermal conductivity),
MP-623 (high thermal conductivity),
MP-501 (for articles that cannot be electrostatically painted due to their complicated shape),
MP-502 (for articles that cannot be electrostatically coated due to their complicated shape),
SL-800BK (with carbon filler)
SL-800LT (with glass filler),
Etc.

この中、MP−103、MP−300、MP−310は、得られる膜が平面平滑性に優れているので、本発明に於いて好ましいものである。その中でも、MP−310は、球晶コントロールが約5μmと微小・均一性に於いて優れているので、特に好ましいものである。SL−800BKは、熱伝導が良く放熱性に優れているので、放熱性の点で本発明に於いては好ましい。熱伝導が良く放熱性に優れていという点では、MP−630,642(導電性マイクロパウダー)も好ましいPFA材料として本発明においては使用される。   Among these, MP-103, MP-300, and MP-310 are preferable in the present invention because the resulting film is excellent in planar smoothness. Among them, MP-310 is particularly preferable because the spherulite control is about 5 μm and excellent in fineness and uniformity. SL-800BK is preferable in the present invention in terms of heat dissipation because it has good heat conduction and excellent heat dissipation. MP-630,642 (conductive micropowder) is also used as a preferred PFA material in the present invention in terms of good heat conduction and excellent heat dissipation.

これらの三井・デュポンフロロケミカル社製のPFAの中で、特に好ましく用いられるのは、構造式1におけるRfが、「−CFCFCF」のPFAで、分子量:数10万〜100万で、融点:300〜310℃、粘度:104〜105poise(380℃)、最高連続使用温度:260℃のものである。 Among these PFAs manufactured by Mitsui / DuPont Fluorochemicals, RFA in the structural formula 1 is “-CF 2 CF 2 CF 3 ” with a molecular weight of several hundred thousand to one million. The melting point is 300 to 310 ° C., the viscosity is 104 to 105 poise (380 ° C.), and the maximum continuous use temperature is 260 ° C.

プライマーとしては、一般水性汎用プライマーとして販売されているPFAプライマーPL−902シリーズ、耐熱性・耐食性に優れたプライマーとして販売されているPFAプライマーPL−910シリーズのものが、好ましい。具体的には、PL−902YL、PL−902BN、PL−902AL、PL−910YL、PL−910BN、PL−910AL、PL−914ALの銘柄で販売されている。   As the primer, those of PFA primer PL-902 series sold as a general aqueous general-purpose primer and PFA primer PL-910 series sold as a primer excellent in heat resistance and corrosion resistance are preferable. Specifically, it is sold under the brand names PL-902YL, PL-902BN, PL-902AL, PL-910YL, PL-910BN, PL-910AL, and PL-914AL.

(3)株式会社パッキンランド
NK−108(潤滑性、標準膜厚50μm、耐熱温度260℃)、
NK−372(潤滑、帯電防止、標準膜厚100、300μm、耐熱温度260℃),
NK−379(潤滑、帯電防止、標準膜厚100、300μm、耐熱温度260℃)、
NK−013(耐摩耗、標準膜厚300μm、耐熱温度150℃),
NK−013C(耐摩耗、標準膜厚300μm、耐熱温度150℃)、
が挙げられる。
(3) Packing Land Co., Ltd. NK-108 (lubricity, standard film thickness 50 μm, heat-resistant temperature 260 ° C.),
NK-372 (lubrication, antistatic, standard film thickness 100, 300 μm, heat resistant temperature 260 ° C.),
NK-379 (lubrication, antistatic, standard film thickness 100, 300 μm, heat resistant temperature 260 ° C.),
NK-013 (wear resistance, standard film thickness 300 μm, heat-resistant temperature 150 ° C.),
NK-013C (wear resistance, standard film thickness 300 μm, heat-resistant temperature 150 ° C.),
Is mentioned.

(4)日本フッソ工業株式会社
NF−015(標準膜厚50μm)、NF−015EC(標準膜厚40μm、帯電防止)、NF−020AC(標準膜厚600μm、帯電防止)が挙げられる。
(4) Nippon Fluoro Industry Co., Ltd. NF-015 (standard film thickness 50 μm), NF-015EC (standard film thickness 40 μm, antistatic), NF-020AC (standard film thickness 600 μm, antistatic).

本発明に於ける反応容器(本発明においては、「処理槽」ともいう)の形状や、大きさ、側壁の厚み等は、反応容器の使用目的や使用環境に応じて適宜に設定すればよい。また、反応容器の成形法は、特に限定はされず、種々の方法により所定形状に成形される。反応容器が大きい場合や形状が複雑な場合は、いくつかに分割して構造体を作成し最終的に組み立てるようにしてもいい。   The shape, size, side wall thickness, and the like of the reaction vessel (also referred to as “treatment tank” in the present invention) in the present invention may be appropriately set according to the purpose of use and the use environment of the reaction vessel. . Moreover, the shaping | molding method of reaction container is not specifically limited, It shape | molds in a predetermined shape with various methods. If the reaction vessel is large or the shape is complicated, the structure may be divided into several parts and finally assembled.

本発明に於いては、処理容器または処理容器を構成する構造体に加工処理される基材として、好ましくは、ステンレス、アルミやアルミ合金などのアルミ系金属、など、熱伝導が良好で加工に適し得る処理容器構成用の金属基材が採用される。金属基材は、例えば、PCVD用であれば、小さいものは、ドーム状またはベルジャー型の形状とし、ベースプレートと2部材構成で処理容器を構成する。大きいものであれば、上蓋プレート、円筒状側壁部材、ベースプレートの3部材構成で、処理容器が構成される。   In the present invention, the base material processed into the processing vessel or the structure constituting the processing vessel is preferably processed with good heat conduction, such as stainless steel, aluminum metal such as aluminum or aluminum alloy, etc. A suitable metal substrate for the construction of the processing vessel is employed. For example, if the metal base material is for PCVD, a small one is formed in a dome shape or a bell jar shape, and a processing vessel is constituted by a base plate and a two-member structure. If it is large, a processing container is comprised by 3 member structure of an upper cover plate, a cylindrical side wall member, and a base plate.

反応温度が比較的高い反応を扱う反応容器の場合は、放熱効果を一段と高めるために処理容器用の基材には、アルミ系金属を選択するのが望ましい。   In the case of a reaction vessel that handles a reaction having a relatively high reaction temperature, it is desirable to select an aluminum-based metal as the base material for the treatment vessel in order to further enhance the heat dissipation effect.

ステンレス製の基材としては、反応容器の使用目的、使用条件に従って適宜材質のものが選択される。硬度を重視するならば、SCM440、S45、耐食性重視なら、SUS316、低炭素鋼ならSUS316L、表面平滑な基材なら、予め電解研磨で表面を鏡面仕上げしてあるSUS316L−EPなどが本発明に於いては好ましく採用されるが、使用の目的・条件に合致するなら、これらの基材に限られるものではない。   As the base material made of stainless steel, a material made of a material is appropriately selected according to the purpose and conditions of use of the reaction vessel. In the present invention, SCM440 and S45 are important for hardness, SUS316 is important for corrosion resistance, SUS316L for low carbon steel, and SUS316L-EP whose surface is smoothed by electrolytic polishing in advance. However, it is not limited to these substrates as long as they meet the purpose and conditions of use.

アルミ製の基材としては、純アルミの他、他の金属を含有させたアルミ合金が本発明に於いては採用される。   As the aluminum base material, an aluminum alloy containing other metals in addition to pure aluminum is employed in the present invention.

本発明に於けるアルミ合金とは、アルミニウムを主成分とする金属からなる。アルミニウムを主成分とする金属とは、アルミニウムを通常50質量%以上含む金属であり、好ましくはこの金属はアルミニウムを80質量%以上含み、より好ましくはアルミニウムを90質量%以上、更に好ましくは94質量%以上含むのが望ましい。   The aluminum alloy in the present invention is made of a metal mainly composed of aluminum. The metal containing aluminum as a main component is a metal that usually contains 50% by mass or more of aluminum. Preferably, the metal contains 80% by mass or more of aluminum, more preferably 90% by mass or more, and still more preferably 94% by mass of aluminum. % Or more is desirable.

アルミ合金に含有される好ましい金属としては、マグネシウム、チタン及びジルコニウムよりなる群から選ばれる少なくとも一種以上の金属が挙げられる。なかでもマグネシウムはアルミ合金の強度を向上できる利点があり特に好ましい。   A preferable metal contained in the aluminum alloy includes at least one metal selected from the group consisting of magnesium, titanium, and zirconium. Of these, magnesium is particularly preferred because it has the advantage of improving the strength of the aluminum alloy.

又、本発明に於いては、アルミ合金は、特定元素(鉄、銅、マンガン、亜鉛、クロム)の含有量が抑制された高純度アルミニウムを主成分とする金属であってもよい。これら特定元素の含有量の合計は、1.0質量%以下であることが好ましく、より好ましくは0.5質量%以下、更に好ましくは0.3質量%以下である。   In the present invention, the aluminum alloy may be a metal mainly composed of high-purity aluminum in which the content of a specific element (iron, copper, manganese, zinc, chromium) is suppressed. The total content of these specific elements is preferably 1.0% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, and still more preferably 0.3% by mass or less.

高純度アルミニウムを主成分とするアルミ合金は、必要に応じてアルミニウムと合金を形成しうる他の金属を1種以上含有してもよい。そのような金属は、上記特定元素以外であれば特に限定されないが、好ましい金属としては、マグネシウム、チタン及びジルコニウムよりなる群から選ばれる少なくとも一種以上の金属が挙げられる。なかでもマグネシウムはアルミ合金の強度を向上できる利点があり特に好ましい。マグネシウム濃度としては、アルミニウムと合金を形成しうる範囲であれば特に制限はないが、十分な強度向上をもたらすためには、通常0.5質量%以上、好ましくは1.0質量%以上、より好ましくは1.5質量%以上とする。またアルミニウムと均一な固溶体を形成する為には、6.5質量%以下であることが好ましく、より好ましくは5.0質量%、更に好ましくは4.5質量%以下、最も好ましくは3質量%以下である。   The aluminum alloy containing high-purity aluminum as a main component may contain one or more other metals that can form an alloy with aluminum, if necessary. Such a metal is not particularly limited as long as it is other than the above-mentioned specific element, but preferred metals include at least one metal selected from the group consisting of magnesium, titanium and zirconium. Of these, magnesium is particularly preferred because it has the advantage of improving the strength of the aluminum alloy. The magnesium concentration is not particularly limited as long as it can form an alloy with aluminum, but is usually 0.5% by mass or more, preferably 1.0% by mass or more, in order to provide sufficient strength improvement. Preferably it is 1.5 mass% or more. In order to form a uniform solid solution with aluminum, it is preferably 6.5% by mass or less, more preferably 5.0% by mass, still more preferably 4.5% by mass or less, and most preferably 3% by mass. It is as follows.

本発明に於けるアルミ合金は、上記の金属の他、結晶調整剤としてその他の金属成分を含有していてもよい。結晶制御に対する十分な効果を持つものであれば特に制限はないが、好ましくはジルコニウム等が用いられる。   The aluminum alloy in the present invention may contain other metal components as a crystal modifier in addition to the above metals. There is no particular limitation as long as it has a sufficient effect on crystal control, but zirconium or the like is preferably used.

本発明に於いては、アルミ合金に積極的に含有されるアルミニウム以外の他の金属の個々の含有量は、アルミ合金全体に対して、通常は、0.01質量%以上、好ましくは、0.05質量%以上、より好ましくは、0.1質量%以上とするのが望ましい。この含有量の下限は含有する金属による特性を十分に発現させるために必要である。ただし、通常20質量%以下、好ましくは10質量%以下、より好ましくは6質量%以下、特に好ましくは4.5質量%以下、最も好ましくは3質量%以下とする。この上限は、アルミニウムとアルミニウム以外の他の金属成分とが均一な固溶体となり、良好な材料特性を維持するために必要である。   In the present invention, the individual content of metals other than aluminum positively contained in the aluminum alloy is usually 0.01% by mass or more, preferably 0%, based on the entire aluminum alloy. 0.05% by mass or more, and more preferably 0.1% by mass or more. The lower limit of this content is necessary for fully expressing the characteristics of the contained metal. However, it is usually 20% by mass or less, preferably 10% by mass or less, more preferably 6% by mass or less, particularly preferably 4.5% by mass or less, and most preferably 3% by mass or less. This upper limit is necessary in order for aluminum and other metal components other than aluminum to form a uniform solid solution and maintain good material properties.

本発明の処理容器用の被加工部材であるこれらの基材の処理容器内壁になる面には、電解研磨、機械研磨あるいは両者などの手段で平滑加工がされて所望の平滑性が与えられるのが好ましい。この段階での研磨面の平滑度は、PFAのパウダーを研磨面に静電塗着する場合には、好ましくは、PFAパウダーの平均粒径以下とするのが望ましい。ただ、基材の研磨面に直にPFA膜を設けない場合は、この限りでなくとも良い。   The surface which becomes the processing container inner wall of these substrates, which are the processing members for the processing container of the present invention, is smoothed by means such as electrolytic polishing, mechanical polishing, or both to give the desired smoothness. Is preferred. When the PFA powder is electrostatically applied to the polished surface, the smoothness of the polished surface at this stage is preferably equal to or less than the average particle size of the PFA powder. However, this need not be the case when the PFA film is not provided directly on the polished surface of the substrate.

形成されるPFA膜の自由表面の平滑性及び膜品質の向上をより容易かつ確実にするには、AlやNiもしくはNiFからなる膜103(「下地膜」という)を予め基材の研磨面に設けておくのが望ましい。NiもしくはNiFからなる膜を予め基材の研磨面に設けておくと、その上に設けるPFA膜を溶融したり再溶融したりする際に、PFAの熱分解を抑制する効果が大きいので、他の下地材に比べ品質の良い膜が得られる。更に、Ni膜は高い耐食性がり且つPFA膜との接着性も高いので、PFA膜の下地膜として好ましいものである。 In order to more easily and reliably improve the smoothness and film quality of the free surface of the PFA film to be formed, a film 103 (referred to as “underlayer film”) made of Al 2 O 3 , Ni or NiF 2 is previously used as a base material. It is desirable to provide it on the polished surface. If a film made of Ni or NiF 2 is previously provided on the polished surface of the substrate, the effect of suppressing thermal decomposition of PFA is great when melting or remelting the PFA film provided thereon, A film with better quality than other base materials can be obtained. Further, the Ni film has high corrosion resistance and high adhesiveness with the PFA film, and therefore is preferable as a base film for the PFA film.

Ni膜を基材の研磨面上に設けるには、例えば、無電解ニッケルメッキ法、Niをスパッタリングして成膜するプラズマスパッタリング法が採用され、他には、Niの有機錯体を使用したMOCVDを採用することも出来る。   In order to provide the Ni film on the polished surface of the substrate, for example, an electroless nickel plating method or a plasma sputtering method in which Ni is sputtered to form a film is employed. In addition, MOCVD using an Ni complex is used. It can also be adopted.

無電解ニッケルメッキ法による場合、メッキ液には、還元剤が含まれているが、使用する還元剤によって、得られるNi膜に、P(燐)またはB(ボロン)を含有させることが出来る。還元剤に、次亜リン酸塩を使用すると、得られるNi膜にP(燐)を含有させることが出来、ジメチルアミンボラン(DMAB)を使用すると、Ni膜中にB(ボロン)を含有させることが出来る。Ni膜中にB(ボロン)を含有させると、Ni膜にP(燐)を含有させる場合と比較して、膜の硬度を高め、膜の電気抵抗を下げることができるので、反応容器の用途に応じて使い分けることができる。   In the case of the electroless nickel plating method, the plating solution contains a reducing agent, but P (phosphorus) or B (boron) can be contained in the obtained Ni film depending on the reducing agent used. When hypophosphite is used as the reducing agent, P (phosphorus) can be contained in the obtained Ni film, and when dimethylamine borane (DMAB) is used, B (boron) is contained in the Ni film. I can do it. When B (boron) is contained in the Ni film, the hardness of the film can be increased and the electric resistance of the film can be lowered as compared with the case where P (phosphorus) is contained in the Ni film. It can be used properly according to.

還元剤にヒドラジンを使用すると、次亜リン酸やDMABの場合と違って反応中に水素ガスを発生しないので好都合である。   The use of hydrazine as the reducing agent is advantageous because it does not generate hydrogen gas during the reaction unlike hypophosphorous acid or DMAB.

Ni膜中に含有されるP(燐)の量は、反応容器の用途に応じて適宜決められるが、化学組成で、好ましくは、Ni:83〜98%,P:2〜15%,その他:0〜2%、とするのが望ましい。   The amount of P (phosphorus) contained in the Ni film is appropriately determined depending on the use of the reaction vessel, but is preferably a chemical composition, Ni: 83 to 98%, P: 2 to 15%, and others: It is desirable to be 0 to 2%.

B(ボロン)の場合は、化学組成で、Ni:97〜99.7%,B:0.3〜3%,その他:0〜2.7%とするのが望ましい。   In the case of B (boron), it is desirable that the chemical composition is Ni: 97 to 99.7%, B: 0.3 to 3%, and other: 0 to 2.7%.

無電解ニッケルメッキは、所望の仕様に基づいて第3者に加工処理させても本発明の目的は達成されるが、無電解ニッケルメッキ液自身市販されているし自身で調合することも出来るので、自身で行っても良い。市販されている無電解ニッケルメッキ液は、例えば、ツールシステム株式会社、株式会社ワールドメタル、株式会社金属加工技術研究所、等から製造或いは販売されている。無電解ニッケルメッキ加工処理を行う企業としては、日本カニゼン株式会社、日立協和エンジニアリング株式会社、三和メッキ工業株式会社、株式会社コダマ、清水長金属工業株式会社、大和電機工業株式会社、仁科工業株式会社、藤間精練株式会社、等がある。   Although the object of the present invention can be achieved even if an electroless nickel plating is processed by a third party based on a desired specification, the electroless nickel plating solution itself is commercially available or can be prepared by itself. You may go by yourself. Commercially available electroless nickel plating solutions are manufactured or sold by, for example, Tool System Co., Ltd., World Metal Co., Ltd., Metal Processing Technology Laboratory, etc. The companies that perform electroless nickel plating processing include Nippon Kanisen Co., Ltd., Hitachi Kyowa Engineering Co., Ltd., Sanwa Plating Industry Co., Ltd., Kodama Co., Ltd., Shimizu Naga Metal Industry Co., Ltd., Daiwa Electric Industry Co., Ltd., Nishina Industrial Co., Ltd. Company, Fujima Seiren Co., Ltd.

基材の研磨面上にNiF膜を設けるには、基材の研磨面に設けたNi膜の自由表面をフッ化処理すれば良い。フッ化処理は、例えば、表面にNi膜を設けた基材を真空容器内にセットし、所定の真空度に達してから真空容器内にFガスを供給してNi膜表面をFガスに晒せば良い。この場合、Fガスに晒す時間をコントロールすることで、Ni膜全体をNiF膜化することも出来るし、内部がNi膜、最表部がNiF膜というように2層構成にすることも出来る。或いは、F原子の膜の厚み方向の分布を変化させることも可能である。例えば、自由表面から膜内部に向かってF原子の膜中の分布量を連続的に減少させることも可能である。この場合、基材との密着とPFA膜との密着とをより強固にすることが出来る。勿論、上記のようにP(燐)またはB(ボロン)が含有させてNi膜をフッ化処理して得られるNiF膜には、上記化学組成でP(燐)またはB(ボロン)が膜中に含まれることは言うまでもない。 In order to provide the NiF 2 film on the polished surface of the substrate, the free surface of the Ni film provided on the polished surface of the substrate may be fluorinated. In the fluorination treatment, for example, a base material provided with a Ni film on the surface is set in a vacuum container, and after reaching a predetermined degree of vacuum, F 2 gas is supplied into the vacuum container and the Ni film surface is exposed to F 2 gas. Exposure to In this case, by controlling the exposure time to F 2 gas, the entire Ni film can be made into a NiF 2 film, or it can be made into a two-layer structure such that the inside is a Ni film and the outermost part is a NiF 2 film. You can also. Alternatively, the distribution of F atoms in the thickness direction of the film can be changed. For example, the distribution amount of F atoms in the film from the free surface toward the inside of the film can be continuously reduced. In this case, the close contact with the substrate and the close contact with the PFA film can be further strengthened. Of course, in the NiF 2 film obtained by fluorinating the Ni film by containing P (phosphorus) or B (boron) as described above, P (phosphorus) or B (boron) is formed by the above chemical composition. Needless to say, it is included.

Ni膜及びNi系の膜を下地膜として設ける場合は、無電解メッキ処理後、希ガスや窒素ガスなどの雰囲気で所望の温度で所望の時間、アニール処理することによって、膜の基材への付着力と硬度を大幅に高めることが出来るので、この方法は本発明に於いては好ましい下地膜後処理法である。好ましくは、例えば、窒素雰囲気で、260〜350℃の温度範囲で1時間程度アニール処理することが望ましい。   When a Ni film and a Ni-based film are provided as a base film, after the electroless plating process, annealing is performed for a desired time at a desired temperature in an atmosphere such as a rare gas or a nitrogen gas, whereby the film is applied to the substrate. Since the adhesion force and hardness can be greatly increased, this method is a preferred undercoat post-treatment method in the present invention. Preferably, for example, it is desirable to perform annealing for about 1 hour in a temperature range of 260 to 350 ° C. in a nitrogen atmosphere.

アルミ製の基材の表面に、下地膜としてAl膜を設けるには、反応容器の用途や使用条件(反応温度・反応用の原料・反応生成物等)に応じて適宜選択した製法が採用される。 In order to provide an Al 2 O 3 film as a base film on the surface of an aluminum substrate, a production method appropriately selected according to the use of the reaction vessel and the use conditions (reaction temperature, reaction raw materials, reaction products, etc.) Is adopted.

本発明において好ましく採用されるのは、無孔質のAl膜が形成できる陽極酸化法である。この陽極酸化膜は、所定組成の化成液中で、アルミ製反応容器自体の内表面、若しくはアルミ製反応容器を構成するアルミ製構造体の少なくとも容器自体の内表面となる表面を後述する陽極酸化法によって形成される。 The anodic oxidation method that can form a nonporous Al 2 O 3 film is preferably employed in the present invention. This anodized film is anodized in the chemical composition having a predetermined composition, or an anodized surface which will be described later on the inner surface of the aluminum reaction vessel itself, or at least the inner surface of the aluminum structure constituting the aluminum reaction vessel. Formed by law.

このAl陽極酸化膜は、アルミニウムを主成分とする金属の酸化物からなる膜であって、膜厚は10nm以上の厚さのものが容易に形成できる。この膜は不動態膜であることからアルミ製反応容器本体の内表面に形成すると保護膜として高い性能を示す。 This Al 2 O 3 anodic oxide film is a film made of a metal oxide mainly composed of aluminum, and can be easily formed with a thickness of 10 nm or more. Since this film is a passive film, when it is formed on the inner surface of the aluminum reaction vessel body, it exhibits high performance as a protective film.

Al陽極酸化膜の膜厚は、好ましくは100μm以下であるのが望ましい。膜厚が厚いとクラックが入りやすく、またアウトガスを放出しやすい。したがって、Al陽極酸化膜の膜厚は、より好ましくは10μm以下、更に好ましくは1μm以下、一層好ましくは0.8μm以下、特に好ましくは0.6μm以下であるのが望ましい。膜厚の下限としては、10nm以上とするのが望ましい。これ以上、膜厚が薄すぎると十分な耐食性が得られなくなる。Al陽極酸化膜の膜厚は、より好ましくは20nm以上、より一層好ましくは30nm以上であるのが望ましい。 The thickness of the Al 2 O 3 anodized film is preferably 100 μm or less. If the film is thick, cracks are likely to occur and outgas is likely to be released. Therefore, the film thickness of the Al 2 O 3 anodized film is more preferably 10 μm or less, further preferably 1 μm or less, still more preferably 0.8 μm or less, and particularly preferably 0.6 μm or less. The lower limit of the film thickness is desirably 10 nm or more. If the film thickness is too thin, sufficient corrosion resistance cannot be obtained. The thickness of the Al 2 O 3 anodized film is more preferably 20 nm or more, and even more preferably 30 nm or more.

本発明に於ける無孔質のAl膜は、従来用いられていたポーラス構造を有する多孔質のAl膜に対して、薄膜でありながら耐食性に優れ、微細孔や気孔を全くか、或いは殆ど有しない(実質的に有しない)ので水分等を吸着しないか殆ど吸着しないという利点がある。 The non-porous Al 2 O 3 film in the present invention is superior in corrosion resistance to a porous Al 2 O 3 film having a porous structure that has been used conventionally, and has fine pores and pores. There is an advantage that it does not or hardly adsorbs moisture or the like because it has no or almost no (substantially).

Al陽極酸化膜は、アルミ製容器本体若しくは構造体の内表面を、pH4〜10の化成液を用いて、陽極酸化することで得られる。この方法によれば、緻密で無孔質の陽極酸化被膜を容易に得ることができる利点がある。 The Al 2 O 3 anodized film is obtained by anodizing the inner surface of an aluminum container main body or structure using a chemical conversion solution having a pH of 4 to 10. According to this method, there is an advantage that a dense and non-porous anodic oxide film can be easily obtained.

また、この方法は、金属表面の不均一性に起因する欠陥を修復する機能を有するために、緻密で平滑な陽極酸化膜を形成することができる利点がある。化成液のpH値の下限は、上述した通り4以上であるが、好ましくは5以上、より好ましくは6以上であるのが望ましい。また、化成液のpH値の上限は、通常は、10以下、好ましくは9以下、より好ましくは8以下であるのが望ましい。陽極酸化により生成したAl陽極酸化膜の化成液への溶解を確実に防止するには、pH値は中性か中性に近いpH値、若しくは中性に出来るだけ近いpH値にすることが望ましい。 In addition, since this method has a function of repairing defects caused by non-uniformity of the metal surface, there is an advantage that a dense and smooth anodic oxide film can be formed. As described above, the lower limit of the pH value of the chemical conversion solution is 4 or more, preferably 5 or more, and more preferably 6 or more. Further, the upper limit of the pH value of the chemical conversion liquid is usually 10 or less, preferably 9 or less, more preferably 8 or less. In order to reliably prevent dissolution of the Al 2 O 3 anodic oxide film formed by anodic oxidation in the chemical conversion solution, the pH value is neutral or near neutral, or as close as possible to neutral. It is desirable.

本発明に於いては、化成液は、陽極酸化中の各種物質の濃度変動を緩衝してpHを所定範囲に保つ(緩衝作用)ためにも、pH4〜10の範囲とするのが望ましい。このため緩衝作用を示す酸や塩などの化合物(以後「化合物(A)」と記す場合がある)を含むことが望ましい。このような化合物の種類は特に限定されないが、化成液への溶解性が高く溶解安定性もよい点で、好ましくは硼酸、燐酸及び有機カルボン酸並びにそれらの塩よりなる群から選ばれる少なくとも一種である。より好ましくは陽極酸化被膜2中に硼素、燐元素の残留がほとんどない有機カルボン酸又はその塩である。   In the present invention, the chemical conversion solution is preferably in the range of pH 4 to 10 in order to buffer the concentration fluctuation of various substances during anodic oxidation and keep the pH within a predetermined range (buffering action). Therefore, it is desirable to include a compound such as an acid or salt exhibiting a buffering action (hereinafter sometimes referred to as “compound (A)”). The type of such a compound is not particularly limited, but is preferably at least one selected from the group consisting of boric acid, phosphoric acid, organic carboxylic acid, and salts thereof from the viewpoint of high solubility in the chemical conversion solution and good dissolution stability. is there. More preferably, it is an organic carboxylic acid or a salt thereof that hardly contains boron or phosphorus elements in the anodic oxide coating 2.

これら化合物(A)の濃度は、目的に応じて適宜選択すればよいが、化成液全体に対して、通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上とする。電気伝導率を上げ陽極酸化膜の形成を十分に行うためには多くすることが望ましい。ただし通常30質量%以下、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下とする。陽極酸化膜の性能を高く保ち、またコストを抑えるためにはこれ以下が望ましい。   The concentration of these compounds (A) may be appropriately selected according to the purpose, but is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass with respect to the whole chemical conversion liquid. That's it. Increasing the electrical conductivity is desirable in order to sufficiently form the anodic oxide film. However, it is usually 30% by mass or less, preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less. In order to keep the performance of the anodic oxide film high and to reduce the cost, it is desirable that it be less than this.

本発明に於ける化成液は、非水溶媒を含有することが好ましい。非水溶媒を含む化成液を用いると、水溶液系の化成液に比べて、定電流化成に要する時間が短くて済むため、高いスループットで処理できる利点がある。また、水溶液を化成液として用いると、水の電気分解によって生じたOHイオンが陽極酸化膜をエッチングして多孔質にしてしまうので、水の電気分解を抑制できるような誘電率の小さい主溶媒を用いることが好ましい。 The chemical conversion liquid in the present invention preferably contains a non-aqueous solvent. The use of a chemical conversion solution containing a non-aqueous solvent has an advantage that it can be processed at a high throughput because the time required for the constant current conversion is shorter than that of an aqueous chemical conversion solution. In addition, when an aqueous solution is used as a chemical conversion solution, OH ions generated by electrolysis of water etch the anodic oxide film to make it porous, so that the main solvent having a low dielectric constant that can suppress water electrolysis Is preferably used.

非水溶媒の種類は、良好に陽極酸化ができ、溶質に対する十分な溶解度を持つものであれば特に制限はないが、1以上のアルコール性水酸基及び/又は1以上のフェノール性水酸基を有する溶媒、若しくは非プロトン性有機溶媒が好ましい。なかでも、保存安定性の点でアルコール性水酸基を有する溶媒が好ましい。   The type of the non-aqueous solvent is not particularly limited as long as it can be anodized satisfactorily and has sufficient solubility in a solute, but a solvent having one or more alcoholic hydroxyl groups and / or one or more phenolic hydroxyl groups, Or an aprotic organic solvent is preferable. Among these, a solvent having an alcoholic hydroxyl group is preferable from the viewpoint of storage stability.

アルコール性水酸基を有する化合物としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、1−ブタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、シクロヘキサノール等の1価アルコール;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタン−1,4−ジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール等の2価アルコール;グリセリン、ペンタエリスリトール等の3価以上の多価アルコール等を用いることができる。また、分子内にアルコール性水酸基以外の官能基を有する溶媒も使用することができる。なかでも水との混和性及び蒸気圧の点で二つ以上のアルコール性水酸基を有するものが好ましく、2価アルコールや3価アルコールがより好ましく、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコールが特に好ましい。   Examples of the compound having an alcoholic hydroxyl group include monohydric alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, 1-butanol, 2-ethyl-1-hexanol, and cyclohexanol; ethylene glycol, propylene glycol, butane-1,4. -Dihydric alcohols such as diol, diethylene glycol, triethylene glycol, and tetraethylene glycol; trihydric or higher polyhydric alcohols such as glycerin and pentaerythritol can be used. Moreover, the solvent which has functional groups other than alcoholic hydroxyl group in a molecule | numerator can also be used. Among these, those having two or more alcoholic hydroxyl groups are preferable in view of miscibility with water and vapor pressure, more preferably dihydric alcohols and trihydric alcohols, and particularly preferably ethylene glycol, propylene glycol, and diethylene glycol.

これらアルコール性水酸基及び/又はフェノール性水酸基を有する化合物は、さらに分子内に他の官能基を有していてもよい。例えば、メチルセロソルブやセロソルブ等のように、アルコール性水酸基とともにアルコキシ基を有する溶媒も用いることができる。   These compounds having an alcoholic hydroxyl group and / or a phenolic hydroxyl group may further have other functional groups in the molecule. For example, a solvent having an alkoxy group together with an alcoholic hydroxyl group such as methyl cellosolve and cellosolve can also be used.

非プロトン性有機溶媒としては、極性溶媒又は非極性溶媒のいずれを使用してもよい。   As the aprotic organic solvent, either a polar solvent or a nonpolar solvent may be used.

極性溶媒としては、特に限定はされないが例えば、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等の環状カルボン酸エステル類;酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル等の鎖状カルボン酸エステル類;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等の環状炭酸エステル類;ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の鎖状炭酸エステル類、N−メチルホルムアミド、N−エチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、3−メトキシプロピオニトリル等のニトリル類;トリメチルフォスフェート、トリエチルフォスフェート等の燐酸エステル類が挙げられる。   The polar solvent is not particularly limited, but examples thereof include cyclic carboxylic acid esters such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and δ-valerolactone; chain carboxylic acid esters such as methyl acetate, ethyl acetate, and methyl propionate. Cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate; chain carbonates such as dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, diethyl carbonate, N-methylformamide, N-ethylformamide, N, N- Amides such as dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, acetonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, methoxyacetate Nitrile, 3-methoxy nitriles such as propionitrile; trimethyl phosphate, phosphates such as triethyl phosphate.

非極性溶媒としては、特に限定はされないが例えば、ヘキサン、トルエン、シリコーンオイルなどが挙げられる。   Although it does not specifically limit as a nonpolar solvent, For example, hexane, toluene, silicone oil, etc. are mentioned.

これらの溶媒は、1種を単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。陽極酸化膜の形成に用いる化成液の非水溶媒として特に好ましいのは、エチレングリコール、プロピレングリコール、又はジエチレングリコールであり、これらを単独又は組み合わせて用いてもよい。また非水溶媒を含有していれば、水を含有していてもよい。   These solvents may be used alone or in combination of two or more. Particularly preferred as the non-aqueous solvent for the chemical conversion liquid used for forming the anodic oxide film is ethylene glycol, propylene glycol, or diethylene glycol, which may be used alone or in combination. Moreover, if it contains the nonaqueous solvent, you may contain water.

非水溶媒は、化成液全体に対して通常10質量%以上、好ましくは30質量%以上、さらに好ましくは50質量%以上、特に好ましくは55質量%以上の割合で含まれ、通常95質量%以下、好ましくは90質量%以下、特に好ましくは85質量%以下の割合で含まれる。   The non-aqueous solvent is usually contained in an amount of 10% by mass or more, preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, particularly preferably 55% by mass or more, and usually 95% by mass or less, based on the whole chemical conversion liquid. , Preferably 90% by mass or less, particularly preferably 85% by mass or less.

化成液が非水溶媒に加えて水を含む場合、その含有量は化成液全体に対して、通常1質量%以上、好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上、特に好ましくは15質量%以上であり、通常85質量%以下、好ましくは50質量%以下、特に好ましくは40質量%以下である。   When the chemical conversion liquid contains water in addition to the non-aqueous solvent, the content thereof is usually 1% by mass or more, preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and particularly preferably 15% with respect to the whole chemical conversion liquid. The content is usually at least 85% by mass, preferably at most 50% by mass, particularly preferably at most 40% by mass.

非水溶媒に対する水の割合は、好ましくは1質量%以上、好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは7質量%以上、特に好ましくは10質量%以上であり、通常90質量%以下、好ましくは60質量%以下、さらに好ましくは50質量%以下、特に好ましくは40質量%以下である。   The ratio of water to the non-aqueous solvent is preferably 1% by mass or more, preferably 5% by mass or more, more preferably 7% by mass or more, particularly preferably 10% by mass or more, and usually 90% by mass or less, preferably 60%. It is not more than mass%, more preferably not more than 50 mass%, particularly preferably not more than 40 mass%.

化成液は、必要に応じて他の添加剤を含んでいてもよい。例えば、陽極酸化膜の成膜性及び膜特性を向上させるための添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、特に制限されず、公知の化成液で用いられる添加剤やそれ以外の物質の中から選択する一種以上の物質を添加して用いることができる。このとき、添加剤の添加量には特段の制限はなく、その効果とコスト等を勘案して適切な量とすればよい。   The chemical conversion liquid may contain other additives as necessary. For example, you may contain the additive for improving the film formability and film | membrane characteristic of an anodic oxide film. The additive is not particularly limited and may be used by adding one or more substances selected from known additives and other substances. At this time, there is no special restriction | limiting in the addition amount of an additive, What is necessary is just to consider an effect and cost, etc.

陽極酸化のための電解法は、特に制限はない。電流波形としては、例えば直流の他に、印加電圧が周期的に断続するパルス法、極性が反転するPR法、その他交流や交直重畳、不完全整流、三角波などの変調電流等を用いることができるが、好ましくは直流を用いる。   The electrolytic method for anodization is not particularly limited. As the current waveform, for example, in addition to direct current, a pulse method in which an applied voltage is periodically interrupted, a PR method in which the polarity is inverted, other alternating current, AC / DC superimposition, incomplete rectification, a modulation current such as a triangular wave, or the like can be used. However, preferably a direct current is used.

陽極酸化の電流及び電圧の制御方法は特に制限はなく、アルミ合金製容器本体1の内表面に酸化物膜が形成される条件を適宜組み合わせることができる。通常は定電流及び定電圧にて陽極酸化処理することが好ましい。即ちあらかじめ定められた化成電圧Vfまで定電流にて化成し、化成電圧に達した後にその電圧に一定時間保持して陽極酸化を行うことが好ましい。   The method for controlling the current and voltage for anodization is not particularly limited, and conditions for forming an oxide film on the inner surface of the aluminum alloy container body 1 can be appropriately combined. Usually, it is preferable to anodize at a constant current and a constant voltage. In other words, it is preferable that the formation is performed at a constant current up to a predetermined formation voltage Vf, and after the formation voltage is reached, the voltage is held for a certain period of time to perform anodization.

この際、効率的に酸化膜を形成する為に、電流密度は、通常0.001mA/cm以上とし、好ましくは0.01mA/cm以上とする。ただし表面平坦性の良好な酸化膜を得る為に、電流密度は、通常100mA/cm以下とし、好ましくは10mA/cm以下とする。 At this time, in order to efficiently form an oxide film, the current density is usually 0.001 mA / cm 2 or more, preferably 0.01 mA / cm 2 or more. However, in order to obtain an oxide film with good surface flatness, the current density is usually 100 mA / cm 2 or less, preferably 10 mA / cm 2 or less.

また、化成電圧Vfは通常3V以上とし、好ましくは10V以上、より好ましくは20V以上とする。得られる酸化膜厚は化成電圧Vfと関連するので、酸化物膜に一定の厚みを付与するために、前記電圧以上を印加することが好ましい。ただし通常1000V以下とし、好ましくは700V以下とし、より好ましくは500V以下とする。得られる酸化物膜は高絶縁性を有するので、高絶縁破壊を起こすことなく、良質な酸化膜を形成する為には、前記の電圧以下で行うことが好ましい。なお、化成電圧に至るまで直流電源の代わりにピーク電流値が一定の交流を使用し、化成電圧に達したところで直流電圧に切り替えて一定時間保持する方法を用いてもよい。   The formation voltage Vf is usually 3 V or higher, preferably 10 V or higher, more preferably 20 V or higher. Since the obtained oxide film thickness is related to the formation voltage Vf, it is preferable to apply the voltage or more in order to give a certain thickness to the oxide film. However, it is usually 1000 V or less, preferably 700 V or less, more preferably 500 V or less. Since the obtained oxide film has high insulating properties, it is preferable to carry out at the voltage or lower in order to form a high-quality oxide film without causing high dielectric breakdown. Alternatively, a method may be used in which an alternating current having a constant peak current value is used instead of the direct current power source until the formation voltage is reached, and when the formation voltage is reached, the direct current voltage is switched to the direct current voltage and held for a certain period of time.

陽極酸化の他の条件は特に制限されるものではない。ただし陽極酸化時の温度は、化成液が安定に液体として存在する温度範囲とする。通常、−20℃以上であり、好ましくは5℃以上であり、より好ましくは10℃以上である。陽極酸化時の生産・エネルギー効率等を勘案して、前記温度以上にて処理することが好ましい。ただし通常150℃以下であり、好ましくは100℃以下であり、より好ましくは80℃以下である。化成液の組成を保持して均一な陽極酸化を行う為に、前記温度以下にて処理することが好ましい。   Other conditions for the anodization are not particularly limited. However, the temperature at the time of anodization is set to a temperature range in which the chemical conversion liquid exists stably as a liquid. Usually, it is −20 ° C. or higher, preferably 5 ° C. or higher, more preferably 10 ° C. or higher. In consideration of production, energy efficiency, and the like at the time of anodization, it is preferable to perform the treatment at the temperature or higher. However, it is usually 150 ° C. or lower, preferably 100 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or lower. In order to maintain the composition of the chemical conversion solution and perform uniform anodic oxidation, the treatment is preferably performed at the temperature or lower.

前記陽極酸化は、前記アルミ製反応容器本体若しくはその構造体の内表面と対向電極(たとえば白金)とを前記化成液中に配置する第1の工程と、前記アルミ製反応容器本体若しくはその構造体にプラスを、前記電極にマイナスを印加して一定の電流を所定の時間流す第2の工程と、前記アルミ製反応容器本体若しくはその構造体と前記電極との間に一定の電圧を所定の時間印加する第3の工程とを含むのが好ましい。   The anodization includes a first step in which an inner surface of the aluminum reaction vessel main body or the structure thereof and a counter electrode (for example, platinum) are disposed in the chemical conversion liquid, and the aluminum reaction vessel main body or the structure thereof. A positive voltage to the electrode, a negative voltage is applied to the electrode and a constant current is allowed to flow for a predetermined time, and a constant voltage is applied between the electrode and the aluminum reaction vessel body or the structure for a predetermined time. It is preferable to include the 3rd process to apply.

前記第2の工程の前記所定の時間は、前記アルミ製反応容器本体若しくはその構造体と所定の電極との間の電圧が所定の値になるまで(例えば、エチレングリコールを用いた場合は200Vになるまで)とするのが好ましい。前記第3の工程の前記所定の時間は、好ましくは、前記アルミ合金製容器本体若しくはその構造体と所定の電極との間の電流が所定の値になるまでとするのが望ましい。電流値は、電圧が上記の所定値になると急激に減少し、後は時間とともに徐々に減少する(「残留電流」という)が、定電圧処理終了の所定の電流値以下になるには、例えば、24時間を要する。しかし、得られるAl陽極酸化膜の膜質は熱処理をしたものと同等になる。又、この残留電流が少ないほど、Al陽極酸化膜の膜質は向上する。これらのことを考慮すると、生産性を上げるためには、適当な時間で定電圧処理を打ち切り、次工程で熱処理(アニール)を施すのが望ましい。熱処理は、好ましくは、150℃以上、より好ましくは、300℃程度で0.5〜1時間行うのが望ましい。残留電流の継続にもよるが、残留電流の継続時間がそれ程長くなければ、継続して定電圧処理を施せばよいし、長ければ、熱処理に切り替えてもよい。 The predetermined time of the second step is until the voltage between the aluminum reaction vessel body or its structure and a predetermined electrode reaches a predetermined value (for example, 200 V when ethylene glycol is used). It is preferable that The predetermined time of the third step is preferably set until a current between the aluminum alloy container body or its structure and a predetermined electrode reaches a predetermined value. The current value rapidly decreases when the voltage reaches the predetermined value, and then gradually decreases with time (referred to as “residual current”). However, in order to fall below the predetermined current value at the end of the constant voltage process, for example, 24 It takes time. However, the quality of the Al 2 O 3 anodized film obtained is equivalent to that obtained by heat treatment. Further, the smaller the residual current, the better the quality of the Al 2 O 3 anodized film. In consideration of these matters, in order to increase productivity, it is desirable to stop the constant voltage treatment at an appropriate time and perform heat treatment (annealing) in the next step. The heat treatment is preferably performed at 150 ° C. or more, more preferably at about 300 ° C. for 0.5 to 1 hour. Although depending on the continuation of the residual current, if the duration of the residual current is not so long, the constant voltage process may be continuously performed, and if it is long, the process may be switched to the heat treatment.

前記第2の工程において平方cm当たり0.01〜100mA、好ましくは0.1〜10mAの電流、さらに好ましくは0.5〜2mAの電流を流すのが望ましい。先に述べたように前記第3の工程において前記電圧は前記化成液が電気分解を起こさないような電圧とする。   In the second step, it is desirable to pass a current of 0.01 to 100 mA, preferably 0.1 to 10 mA, more preferably 0.5 to 2 mA per square centimeter. As described above, in the third step, the voltage is set such that the chemical conversion liquid does not cause electrolysis.

如何なる理論にも拘束されるものではないが、本発明者らが得た知見からでは、化成処理時に形成された無孔質のAl陽極酸化膜は、膜全体がアモルファス構造となっており、結晶等の粒界がほとんど存在しないと考えられる。また、更に緩衝作用を有する化合物を添加したり、溶媒として非水溶媒を用いたりすることにより、陽極酸化膜中に微量の炭素成分が取り込まれてAl−Oの結合強度が弱くなっており、これにより膜全体のアモルファス構造が安定化されているものと推定される。 Although not bound by any theory, from the knowledge obtained by the present inventors, the nonporous Al 2 O 3 anodized film formed during the chemical conversion treatment has an amorphous structure as a whole. Therefore, it is considered that there are almost no grain boundaries such as crystals. Further, by adding a compound having a buffering action or using a non-aqueous solvent as a solvent, a trace amount of carbon component is taken into the anodized film and the bonding strength of Al-O is weakened. This presumably stabilizes the amorphous structure of the entire film.

以上のように製造されたAl陽極酸化膜は、膜中の水分の完全除去を行うなどの目的で、加熱処理を行うのが望ましい。特に、前記特定元素をほぼ含まない高純度アルミニウムを主成分とするアルミ合金製基材上に形成したAlの陽極酸化膜は、熱安定性が高く、ボイドやガス溜まり等が形成されにくいという特性がある。このため300℃程度以上のアニール処理によってもAlの陽極酸化膜にボイドやシームが殆ど発生しないので、パーティクルの発生やアルミニウムの露出に起因する反応液中へのアルミニウムの溶出が抑えられる。 The Al 2 O 3 anodized film manufactured as described above is preferably subjected to heat treatment for the purpose of completely removing moisture in the film. In particular, an anodic oxide film of Al formed on an aluminum alloy base material mainly composed of high-purity aluminum that does not substantially contain the specific element has a high thermal stability and is difficult to form voids or gas reservoirs. There is. For this reason, even when annealing at about 300 ° C. or higher, almost no voids or seams are generated in the Al anodic oxide film, so that elution of aluminum into the reaction solution due to generation of particles and exposure of aluminum can be suppressed.

加熱処理の温度は、特に制限はないが、通常100℃以上であり、好ましくは200℃以上であり、より好ましくは250℃以上である。加熱処理によるAl陽極酸化膜の表面及び内部の水分を十分に除去するためには、前記温度以上で処理することが望ましい。ただし、通常600℃以下であり、好ましくは550℃以下であり、より好ましくは500℃以下とするのが望ましい。Al陽極酸化膜のアモルファス構造を保持して、表面の平坦性を維持するためにも前記温度で処理することが望ましい。 The temperature of the heat treatment is not particularly limited, but is usually 100 ° C. or higher, preferably 200 ° C. or higher, more preferably 250 ° C. or higher. In order to sufficiently remove moisture on the surface and inside of the Al 2 O 3 anodized film by heat treatment, it is desirable to perform the treatment at the above temperature or more. However, it is usually 600 ° C. or lower, preferably 550 ° C. or lower, more preferably 500 ° C. or lower. In order to maintain the amorphous structure of the Al 2 O 3 anodized film and maintain the flatness of the surface, it is desirable to perform the treatment at the above temperature.

加熱処理の時間は、特に制限はないが、加熱処理による表面荒れ、生産性等を勘案して適宜設定すればよいが、通常1分以上、好ましくは5分以上、特に好ましくは15分以上である。Al陽極酸化膜の表面及び内部の水分を十分に除去するためには、前記時間以上で処理することが好ましい。ただし通常180分以下、好ましくは120分以下、より好ましくは60分以下である。Al陽極酸化膜構造及び表面平坦性を維持するためにも前記時間内で処理することが望ましい。 The time for the heat treatment is not particularly limited, and may be appropriately set in consideration of surface roughness due to the heat treatment, productivity, etc., but is usually 1 minute or more, preferably 5 minutes or more, particularly preferably 15 minutes or more. is there. In order to sufficiently remove moisture on the surface and the inside of the Al 2 O 3 anodized film, it is preferable to perform the treatment for at least the above time. However, it is usually 180 minutes or less, preferably 120 minutes or less, more preferably 60 minutes or less. In order to maintain the Al 2 O 3 anodic oxide film structure and the surface flatness, it is desirable to perform the treatment within the above time.

アニール処理の際の炉内ガス雰囲気は、特に制限はないが、通常、窒素、酸素あるいはこれらの混合ガスなどを適宜用いることができる。なかでも酸素濃度が18vol%以上の雰囲気が好ましく、20vol%以上の条件がより好ましく、酸素濃度が100vol%の条件が最も好ましい。   The atmosphere in the furnace during the annealing treatment is not particularly limited, but usually nitrogen, oxygen, or a mixed gas thereof can be appropriately used. Of these, an atmosphere having an oxygen concentration of 18 vol% or higher is preferable, a condition of 20 vol% or higher is more preferable, and a condition of oxygen concentration of 100 vol% is most preferable.

PFAの膜を直に設ける下地面には、該下地面との接着性を増す為にPFA膜を設ける際にPFAのプライマー処理を施すのが望ましい。   It is desirable to perform primer treatment of PFA on the base surface on which the PFA film is directly provided in order to increase the adhesion with the base surface.

本発明に於いて、下地膜の厚みは、PFA膜が設けられる面の平滑性が所望通り十分確保できるように、基材の研磨面の平滑度、使用されるPFAパウダーの平均粒径またはPFA塗料中に分散するPFA粒子の平均粒径などに鑑みて適時所望に従って選択される。
本発明に於いては、好ましくは、0.1〜30μm、より好ましくは、1〜20μm、より一層好ましくは、2〜15μmであるのが望ましい。
In the present invention, the thickness of the base film is determined so that the smoothness of the surface on which the PFA film is provided can be sufficiently ensured as desired, the smoothness of the polished surface of the substrate, the average particle diameter of the PFA powder used, or the PFA In view of the average particle diameter of the PFA particles dispersed in the paint, it is selected as desired in a timely manner.
In the present invention, it is preferably 0.1 to 30 μm, more preferably 1 to 20 μm, and still more preferably 2 to 15 μm.

基材の研磨面上或いは下地膜面上(両者を合わせて「PFA膜形成面」という)に、PFA膜を設けるには、後述の実験1,2及び実施例にも記載されているが、以下の通りにするのが好ましい。   In order to provide a PFA film on the polishing surface or the base film surface of the base material (referred to as “PFA film formation surface” together), it is also described in Experiments 1 and 2 and Examples below. The following is preferred.

PFA膜を形成するに際し、用意されるPFAは、静電塗着用に微粉末状とされたもの、一般の塗料と同じく液状とされたものがある。本発明に於いては、処理容器の構造体の形状に多少複雑な凹凸形状があっても均一厚みに塗膜しやすいということから静電塗着用の微粉末状のものを用いるのが好ましい。   When forming the PFA film, the prepared PFA includes a fine powder for electrostatic coating and a liquid similar to a general paint. In the present invention, it is preferable to use a fine powder form for electrostatic coating because a coating film with a uniform thickness can be easily formed even if the shape of the structure of the processing container has a somewhat complicated uneven shape.

塗装方法としては、一般の塗料と同じく液状塗料の場合は、スプレーコーティングにより塗装加工されるのが望ましいが、基材によってはディップコーティング、ディップスピンコーティング、ロールコーティング、及びスピンフローコーティングにより塗装加工することも適宜採用される。また粉体塗料は静電粉体コーティングや静電流動浸漬法により塗装加工するのが望ましい。   As for the painting method, in the case of liquid paints as well as general paints, it is desirable to paint by spray coating, but depending on the substrate, it is painted by dip coating, dip spin coating, roll coating, and spin flow coating. It is also adopted as appropriate. Further, it is desirable that the powder coating is processed by electrostatic powder coating or electrostatic fluid dipping.

そして、そのようにして塗装されたPFA塗料は、処理容器用の基材のPFA膜形成面に焼付けされるが、その際に、溶融、再溶融の工程が付与されて最後に所望の平滑性能をもつPFA塗膜が得られる。   The PFA paint thus coated is baked onto the PFA film forming surface of the base material for the processing vessel. At that time, a melting and re-melting process is applied, and finally the desired smoothing performance is achieved. A PFA coating film having

処理容器基材のPFA膜形成面への塗膜加工方法は、基材の種類、用途、選択する塗料の種類によって異なるが、好ましくは、以下に記す工程の加工処理を施すのが望ましい。
(1)金属基材(被塗装材)(電解研磨処理済)の準備 ⇒ (2)脱脂またはカラ焼き ⇒ (3)粗面化処理(ブラスト処理)又は/及び下地膜形成 ⇒ (4)清浄化⇒ (5)プライマー塗装 ⇒ (6)予備乾燥 ⇒ (7)トップコート(PFA)塗装 ⇒ (8)予備乾燥 ⇒ (9)一次焼成(溶融) ⇒ (10)一次冷却(使用するPFAの融点より低くする) ⇒ (11)二次焼成(再溶融) ⇒ (12)二次冷却(室温)
The method of processing a coating film on the PFA film-forming surface of the processing container substrate varies depending on the type of substrate, application, and the type of paint to be selected, but it is preferable to perform processing in the following steps.
(1) Preparation of metal base material (coating material) (electropolished) ⇒ (2) Degreasing or calcining ⇒ (3) Roughening (blasting) or / and base film formation ⇒ (4) Clean ⇒ (5) Primer coating ⇒ (6) Pre-drying ⇒ (7) Top coat (PFA) coating ⇒ (8) Pre-drying ⇒ (9) Primary firing (melting) ⇒ (10) Primary cooling (melting point of PFA used) ⇒ (11) Secondary firing (remelting) ⇒ (12) Secondary cooling (room temperature)

厚めのトップコート層を設ける場合は、上記工程に於いて、「(7)トップコート(PFA)塗装 ⇒ (8)予備乾燥 ⇒ (9)一次焼成(溶融)」を繰り返し行うことで所望の厚さにトップコート層を形成することができる。この場合の一回当たりの塗装厚は、使用するPFAの形態(パウダーか塗料か)、溶融処理時の粘度、塗料の場合はPFAの分散濃度と粒径、パウダーの場合はパウダーの粒径、等によって適宜決められる。本発明の場合、好ましくは1〜100μmとするのが望ましい。   When a thick topcoat layer is provided, the desired thickness can be obtained by repeatedly performing “(7) Topcoat (PFA) coating ⇒ (8) Predrying ⇒ (9) Primary firing (melting)” in the above process. In addition, a top coat layer can be formed. The coating thickness per time in this case is the form of PFA to be used (powder or paint), the viscosity at the time of melting treatment, the dispersion concentration and particle size of PFA in the case of paint, the particle size of powder in the case of powder, Etc. In the present invention, the thickness is preferably 1 to 100 μm.

複数回の塗装の場合、初回、中間の塗装における一次焼成温度は、中間一次焼成温度として設定され、最終回の塗装における一次焼成温度は、最終一次焼成温度として設定される。PFAの種類、塗装回数によっては、前記中間一次焼成温度と前記最終一次焼成温度とを同じ温度に設定されることもあるが、好ましくは、前記中間一次焼成温度は前記最終一次焼成温度より低く設定されるのが望ましい。   In the case of multiple coatings, the primary firing temperature in the first and intermediate coatings is set as the intermediate primary firing temperature, and the primary firing temperature in the final coating is set as the final primary firing temperature. Depending on the type of PFA and the number of coatings, the intermediate primary firing temperature and the final primary firing temperature may be set to the same temperature. Preferably, the intermediate primary firing temperature is set lower than the final primary firing temperature. It is desirable to be done.

(3)(5)(6)の加工処理は、場合によっては省略される。例えば、基材の表面に直にトップコートを設けても基材表面とトップコート面との間に接着力が十分あるならば、(3)(5)(6)の加工処理は省略できるし、プライマー塗装を行うことで基材とトップコートがプライマーによって強固に接着されるなら(3)の加工処理は省略できる。   (3) The processing of (5) and (6) is omitted in some cases. For example, even if a top coat is provided directly on the surface of the base material, if there is sufficient adhesion between the base material surface and the top coat surface, the processing steps (3), (5) and (6) can be omitted. If the substrate and the top coat are firmly bonded by the primer by applying the primer, the processing (3) can be omitted.

本発明における一次焼成温度と焼成時間は、二次焼成において、本発明の目的を達成するに十分な平滑性を得るのに重要なファクターであり、使用するPFAと金属基材、必要に応じて採用するプライマーの特定化に応じて適宜決められる。   The primary firing temperature and firing time in the present invention are important factors for obtaining sufficient smoothness to achieve the object of the present invention in the secondary firing, and the PFA and metal substrate used, as required. It is determined appropriately according to the specification of the primer to be employed.

本発明における一次焼成の温度及び時間は、塗装されたPFA膜から、一次焼成によってPFA材料(パウダー状や塗料状で入手できる)中に含まれる不純物(低分子量成分、未フッ素化末端基を有する成分、合成途中での生成物、及び界面活性剤などの添加物等)を膜外に排出させるために十分な温度と時間とされることが望ましい。一次焼成の温度の上限は、高い平滑性を与えるPFA膜を構成するのに必要な分子量を有するPFAが分解しない温度(「PFA分解温度」と記す)、若しくはその分解温度よりやや高い温度(「Th」と記す)とされるのが望ましい。Thは、一次焼成において、その温度でPFA塗装膜を保持する時間との関係で決められる。   The temperature and time of the primary firing in the present invention include impurities (low molecular weight components, unfluorinated end groups) contained in the PFA material (available in powder form or paint form) by primary firing from the coated PFA film. It is desirable that the temperature and time be sufficient for discharging components, products during synthesis, additives such as surfactants, etc.) out of the membrane. The upper limit of the primary firing temperature is a temperature at which PFA having a molecular weight necessary to constitute a PFA film giving high smoothness is not decomposed (referred to as “PFA decomposition temperature”), or a temperature slightly higher than the decomposition temperature (“ It is desirable to be referred to as “Th”. Th is determined in relation to the time for holding the PFA coating film at the temperature in the primary firing.

本発明におけるThとしては、使用するPFAの融点より30〜70℃高めに設定するのが好ましい。設定温度が低すぎると二次焼成において十分な平滑性が得られない場合が生じ、高すぎるとPFAの分解を助長することになる場合がある。より好ましくは、35〜60℃、より一層好ましくは、40〜50℃とするのが望ましい。   Th in the present invention is preferably set to 30 to 70 ° C. higher than the melting point of PFA to be used. If the set temperature is too low, sufficient smoothness may not be obtained in secondary firing, and if it is too high, decomposition of PFA may be promoted. More preferably, it is 35-60 degreeC, More preferably, it is desirable to set it as 40-50 degreeC.

本発明における一次焼成時間は、一次焼成温度まで昇温する時間(一次焼成昇温時間)と一次焼成温度を保持する時間(一次焼成温度保持時間)からなる。一次焼成昇温時間においては、PFA塗装膜のいかなるところにも万遍なく熱が伝わりPFA塗装膜が均一に焼成されるように昇温スピードが制御装置によって制御される。一次焼成温度保持時間は、PFA塗装膜の自由表面全体が出来るだけ均一に溶融し場所的不均一さが視覚的にも見て取れないようにする時間である。本発明においては、一次焼成温度保持時間は、PFA塗装膜の厚さや大きさに左右されるので、PFA塗装膜の厚さや大きさに応じてその都度適宜決められるが、好ましくは、10〜50分、より好ましくは、15〜40分とするのが望ましい。   The primary firing time in the present invention includes a time for raising the temperature to the primary firing temperature (primary firing temperature raising time) and a time for maintaining the primary firing temperature (primary firing temperature holding time). In the primary firing temperature raising time, the temperature raising speed is controlled by the control device so that heat is uniformly transmitted to any part of the PFA coating film and the PFA coating film is uniformly fired. The primary firing temperature holding time is a time for melting the entire free surface of the PFA coating film as uniformly as possible so that the local non-uniformity cannot be seen visually. In the present invention, the primary firing temperature holding time depends on the thickness and size of the PFA coating film, and thus is appropriately determined each time depending on the thickness and size of the PFA coating film. Minutes, more preferably 15 to 40 minutes.

一次焼成における、焼成温度、焼成温度に至る昇温スピード及び焼成温度での保持時間の設定次第で、二次焼成を経て得られる膜の平滑性が左右されることから、一次焼成における、焼成温度、焼成温度に至る昇温スピード及び焼成温度での保持時間は、基材、PAFの種類,PFA塗装膜の厚さや塗装面積を十分考慮して適宜決められる。   In primary firing, the smoothness of the film obtained through the secondary firing depends on the firing temperature, the temperature rise speed to the firing temperature and the setting of the holding time at the firing temperature, so the firing temperature in the primary firing The heating speed up to the firing temperature and the holding time at the firing temperature are appropriately determined in consideration of the substrate, the type of PAF, the thickness of the PFA coating film and the coating area.

一次焼成に於いては、PFA材料(パウダー状や塗料状で入手できる)中に含まれる不純物が分解されてPFA膜から除去されるものと考えられる。余計な不純物が一次焼成でPFA膜から除かれることで、二次焼成を経たPFA膜の平滑性が格段に良くなるものと思われる。   In the primary firing, it is considered that impurities contained in the PFA material (available in powder form or paint form) are decomposed and removed from the PFA film. It is thought that the smoothness of the PFA film that has been subjected to the secondary baking is remarkably improved by removing unnecessary impurities from the PFA film by the primary baking.

本発明においては、一次焼成は、20vol%O/Arガス雰囲気など、希ガスに酸素を混合したガス雰囲気で行われる。一次焼成の雰囲気ガスは、希ガス・酸素混合ガスの使用が望ましいが、本発明においてはこれに限定される訳ではなく、酸素ガス単独でも良いし、窒素・酸素混合ガスでも良い。窒素の代わりにNOやNOを酸素と混合した混合ガスを使用してもよい。NOやNOは、単独で使用してもよい。酸素ガスの代わりにオゾンも使用できる。 In the present invention, the primary firing is performed in a gas atmosphere in which oxygen is mixed with a rare gas, such as a 20 vol% O 2 / Ar gas atmosphere. The atmosphere gas for the primary firing is preferably a rare gas / oxygen mixed gas, but is not limited to this in the present invention, and may be an oxygen gas alone or a nitrogen / oxygen mixed gas. It may be used a mixed gas of NO and NO 2 and oxygen instead of nitrogen. NO and NO 2 may be used alone. Ozone can be used instead of oxygen gas.

一次焼成が終了した段階で、試料は、使用するPFAの融点以下の温度(「Tl」という)まで降温されて固化される(一次冷却・固化)。この際の融点以下の温度Tlとしては、使用するPFAの融点より、好ましくは、5〜60℃、より好ましくは、10〜50℃、より一層好ましくは、20〜50℃低くするのが望ましい。PFAの分子量分布具合、分子量の異なる複数のPFAの混合等によって融点に幅がある場合は、その幅の温度範囲の最低温度に対して一次焼成温度が上記の範囲で所望に従って適宜選択される。PFAの融点より低くする温度の幅が、小さ過ぎるとスムースな固化が望めないし、大き過ぎると再溶融に至たる時間がかかり過ぎ生産効率が低下する。   When the primary firing is completed, the sample is cooled to a temperature not higher than the melting point of the PFA to be used (referred to as “Tl”) and solidified (primary cooling / solidification). The temperature Tl below the melting point at this time is preferably 5 to 60 ° C., more preferably 10 to 50 ° C., and even more preferably 20 to 50 ° C. lower than the melting point of the PFA to be used. When the melting point varies depending on the molecular weight distribution of PFA, the mixing of a plurality of PFAs having different molecular weights, etc., the primary firing temperature is appropriately selected as desired in the above range with respect to the lowest temperature within the range of the width. If the width of the temperature lower than the melting point of PFA is too small, smooth solidification cannot be expected, and if it is too large, it takes too much time to reach re-melting and the production efficiency is lowered.

上記の融点以下の温度(一次冷却・固化温度)Tlから二次焼成温度まで昇温する昇温スピード及び二次焼成温度での保持時間は、室温まで二次冷却されて得られるPFA膜の自由表面の平滑性が十分確保されるように設定される。   The temperature below the melting point (primary cooling / solidification temperature) Tl is the temperature raising speed for raising the temperature from the Tl to the secondary firing temperature and the holding time at the secondary firing temperature is free of the PFA film obtained by secondary cooling to room temperature. It is set so that the smoothness of the surface is sufficiently secured.

二次焼成温度は、一次焼成処理を経て一旦固化されたPFA膜を再溶融するための温度であり、一次焼成処理を受けたPFA塗装膜が次に施される室温までの降温過程を経て固化する際の平滑化を促進させる温度である。   The secondary firing temperature is a temperature for remelting the PFA film once solidified through the primary firing treatment, and solidifies through a temperature lowering process to room temperature where the PFA coating film subjected to the primary firing treatment is next applied. It is the temperature that promotes smoothing during the process.

二次焼成は、使用するPFAの融点又はこの融点より15℃以内の高い温度で行うのが好ましい。より好ましいのは使用するPFAの融点若しくはその前後の融点と僅かな差がある温度で行うのが望ましい。   The secondary firing is preferably performed at the melting point of the PFA to be used or at a temperature within 15 ° C. higher than this melting point. It is more preferable to carry out at a temperature slightly different from the melting point of the PFA to be used or the melting point before and after that.

次に、溶融、再溶融の工程の一例を以下に説明する。   Next, an example of the melting and remelting steps will be described below.

構造式1におけるRfが、「−CFCFCF」の場合(融点は、310℃)、例えば、処理容器基材のPFA膜形成面に静電塗着によってPFA微粉末を所定の厚さに塗膜し、プログラムされた加熱速度で345℃まで加熱して、この345℃の状態を30分間保持する(溶融工程)。この溶融工程は、20vol%O/Arガス雰囲気で行われる。次いで、100vol%アルゴン雰囲気に切り替えて、280℃まで所定の速度で温度を下げ、280℃になったらその温度で30分間保持する。引き続き、再び所定の速度で310℃まで加熱し(再溶融工程)、この温度を30分間保持する。30分間保持後、加熱を停止し自然放置することで室温まで温度を下げる。このような工程を経ることで自由表面が極めて良好な平滑性を有するPFA膜が形成され得る。 When Rf in the structural formula 1 is “—CF 2 CF 2 CF 3 ” (melting point is 310 ° C.), for example, a PFA fine powder is applied to the PFA film forming surface of the processing container substrate by a predetermined thickness by electrostatic coating. Then, it is heated to 345 ° C. at a programmed heating rate, and this state of 345 ° C. is maintained for 30 minutes (melting step). This melting step is performed in a 20 vol% O 2 / Ar gas atmosphere. Next, the atmosphere is switched to a 100 vol% argon atmosphere, the temperature is lowered to 280 ° C. at a predetermined rate, and when the temperature reaches 280 ° C., the temperature is maintained for 30 minutes. Subsequently, it is heated again to 310 ° C. at a predetermined rate (remelting step), and this temperature is maintained for 30 minutes. After holding for 30 minutes, the temperature is lowered to room temperature by stopping heating and allowing to stand naturally. By passing through such a process, a PFA film having a very smooth free surface can be formed.

Rfが、「−CFCFCF」のPFAの場合、融点が310℃といわれるが、295℃から305℃の間ですでに溶融が開始される。従って、再溶融工程の温度としては、295℃から315℃の範囲の温度を選択することができる。好ましくは、305℃から315℃の範囲の温度を選択するのが望ましい。 When Rf is PFA of “—CF 2 CF 2 CF 3 ”, the melting point is said to be 310 ° C., but melting has already started between 295 ° C. and 305 ° C. Accordingly, a temperature in the range of 295 ° C. to 315 ° C. can be selected as the temperature of the remelting step. Preferably, a temperature in the range of 305 ° C to 315 ° C is selected.

又、平滑性が一番良好なのは、310℃若しくはその前後の融点と僅かな差がある温度であるが、本発明の目的に適う平滑性を得るのには、305℃から315℃の範囲の温度で再溶融するのが望ましい。   The smoothness is the best at 310 ° C. or a temperature slightly different from the melting point before and after that, but in order to obtain smoothness suitable for the purpose of the present invention, it is in the range of 305 ° C. to 315 ° C. It is desirable to remelt at temperature.

以下、実験、実施例で、本発明を具体的に説明するが、これらの実験、実施例に本発明は限定されるものではない。尚、本実験、実施例における部および%は、特記しない限り質量基準である。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by experiments and examples, but the present invention is not limited to these experiments and examples. In addition, the part and% in this experiment and an Example are mass references | standards unless it mentions specially.

[実験1]板状基材でのPFAの溶融、再溶融の実験と平滑度測定
鏡面研磨処理した後、所定の洗浄処理を施した板状のSUS基材(SUS316LーEP:10cm×10cm、厚さ2mm)を2枚(基材1,2)、用意した。これらの基材の鏡面加工面の表面平滑度を市販の面粗さ測定装置(Veeco社製 dektak 6M)で測定したところ、何れも面粗度Raは、0.006μmであった。
[Experiment 1] PFA melting and remelting experiment on plate-like substrate and smoothness measurement Plate-shaped SUS substrate (SUS316L-EP: 10 cm × 10 cm, which has been subjected to a predetermined polishing treatment after mirror polishing treatment) Two sheets (base materials 1 and 2) having a thickness of 2 mm) were prepared. When the surface smoothness of the mirror-finished surface of these base materials was measured with a commercially available surface roughness measuring device (dektak 6M manufactured by Veeco), the surface roughness Ra was 0.006 μm in any case.

その中の1枚(基材1)の表面平滑度を測定した面には、無電解メッキによってNiの膜(厚さ:2μm)を設けた。無電解メッキの条件を、以下に記す。
無電解メッキ液(A):
硫酸ニッケル・・・・・・・26.3g/L
次亜リン酸ナトリウム・・・21.2g/L
クエン酸・・・・・・・・・25.0g/L
酢酸・・・・・・・・・・・12.5g/L
ロッセル塩・・・・・・・・16.0g/L
尿素・・・・・・・・・・・12.5g/L
pH・・・・・・・・6.0
浴温・・・・・・・・80℃
A Ni film (thickness: 2 μm) was provided by electroless plating on the surface of one of them (base material 1) on which the surface smoothness was measured. The electroless plating conditions are described below.
Electroless plating solution (A):
Nickel sulfate ... 26.3g / L
Sodium hypophosphite ... 21.2g / L
Citric acid ... 25.0g / L
Acetic acid ... 12.5g / L
Lossell salt ... 16.0 g / L
Urea ... 12.5g / L
pH ... 6.0
Bath temperature: 80 ° C

基材1の鏡面加工面には、以下の処理を施した後、上記無電解メッキ液(A)の浴槽に浸漬してNi膜を形成した。   The mirror-finished surface of the substrate 1 was subjected to the following treatment, and then immersed in a bath of the electroless plating solution (A) to form a Ni film.

基材1を市販の脱脂剤(OPC−370コンディクリーンM/商標名:奥野製薬工業株式会社製)中に60℃で5分間浸した。次いで、脱脂剤中より引き上げて半導体用の超純水で鏡面加工面を十分洗浄した。その後、市販の触媒付与剤(OPC−80キャタリスト/商標名:奥野製薬工業株式会社製)中に25℃で5分間浸した。次いで、触媒付与剤中より引き上げて半導体用の超純水で鏡面加工面を十分洗浄した。この洗浄の後に、市販の活性化液(OPC−505アクセレータ/商標名:奥野製薬工業株式会社製)中に35℃で5分間浸した。次いで、活性化液中より引き上げて半導体用の超純水で鏡面加工面を十分洗浄した。   The base material 1 was immersed in a commercially available degreasing agent (OPC-370 Condy Clean M / trade name: manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) at 60 ° C. for 5 minutes. Next, the mirror-finished surface was sufficiently washed with ultrapure water for semiconductors withdrawn from the degreasing agent. Then, it was immersed in a commercially available catalyst imparting agent (OPC-80 catalyst / trade name: Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) at 25 ° C. for 5 minutes. Subsequently, the mirror-finished surface was sufficiently washed with ultrapure water for semiconductors by pulling it up from the catalyst imparting agent. After this washing, it was immersed in a commercially available activation liquid (OPC-505 accelerator / trade name: manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) at 35 ° C. for 5 minutes. Next, the mirror-finished surface was sufficiently washed with ultrapure water for semiconductors by pulling up from the activation liquid.

この様に処理を施した基材1を無電解メッキ液(A)に、70分間浸漬した。次いで、無電解メッキ液(A)より引き上げて半導体用の超純水で十分洗浄した。目視観察したところ鏡面加工面全体にNi膜が均一に形成されており、その自由表面は、極めて滑らかであった。Ni膜の自由表面の平滑度を前記の市販の装置で測定したところ、Ra=0.006μmと基材の鏡面加工面と変わらない面粗度であった。   The substrate 1 treated in this way was immersed in the electroless plating solution (A) for 70 minutes. Next, it was lifted from the electroless plating solution (A) and sufficiently washed with ultrapure water for semiconductors. When visually observed, the Ni film was uniformly formed on the entire mirror-finished surface, and the free surface was extremely smooth. When the smoothness of the free surface of the Ni film was measured with the above-mentioned commercially available apparatus, Ra = 0.006 μm, which was a surface roughness that was the same as the mirror-finished surface of the substrate.

上記のようにしてNi膜を設けた基材1と、基材2とを、市販の脱脂剤(OPC−370コンディクリーンM/商標名:奥野製薬工業株式会社製)中に60℃で5分間浸して脱脂処理を施した。次いで、脱脂剤中より引き上げて半導体用の超純水で十分洗浄した。   The base material 1 provided with the Ni film as described above and the base material 2 are placed in a commercially available degreasing agent (OPC-370 Condy Clean M / trade name: manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) at 60 ° C. for 5 minutes. A degreasing treatment was performed by dipping. Subsequently, it pulled up from the inside of a degreasing agent and fully washed with the ultrapure water for semiconductors.

このような処理を施した基材1のNi膜表面(Ni膜の自由表面)と基材2の平滑度を測定した面(鏡面加工面)に、以下の条件でプレコート材(プライマー)を塗布し、乾燥させた。
・プレコート材(プライマー):EK−1908S21L(ダイキン工業株式会社製)
・塗装条件:スプレーガンのノズル径・・・・・1.2mmφ
霧化圧力・・・・・0.3MPa
・乾燥条件:85℃、15分
The pre-coating material (primer) is applied to the Ni film surface (Ni film free surface) of the base material 1 subjected to such treatment and the surface of the base material 2 on which the smoothness is measured (mirror finish surface) under the following conditions. And dried.
Precoat material (primer): EK-1908S21L (manufactured by Daikin Industries, Ltd.)
・ Painting conditions: Nozzle diameter of spray gun ... 1.2mmφ
Atomization pressure: 0.3 MPa
-Drying conditions: 85 ° C, 15 minutes

次いで、基材1,2のプレコート材処理面に、以下の条件で、静電塗装によりPFAパウダーの膜を約120μm厚に設けた後、これら基材を赤外線加熱炉内に収容してある石英製の容器(石英容器)に設置した。
・トップコート材:AC−5600(ダイキン工業株式会社製)
・静電塗装装置(ランズバーグ株式会社製):
ハンドガン・・・REA90/L
高圧コントローラー・・・9040
重ね塗り回数・・・・3回
一回当たりの塗装量・・・・120±10μm
塗装間での中間焼成・・・・・約340℃、15分
Next, after a PFA powder film is formed on the precoated material treated surfaces of the substrates 1 and 2 to a thickness of about 120 μm by electrostatic coating under the following conditions, these substrates are accommodated in an infrared heating furnace. It installed in the made container (quartz container).
・ Topcoat material: AC-5600 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.)
・ Electrostatic coating device (Landsburg Co., Ltd.):
Handgun: REA90 / L
High pressure controller 9040
Number of overcoating ... 3 times Coating amount per time ... 120 ± 10μm
Intermediate firing between paintings Approx. 340 ° C, 15 minutes

本実験で使用した赤外線加熱炉は、非使用時でも、石英容器の設置された内部に常に100%アルゴンを1L/minの流量で流して内部の清浄度を保っている。この赤外線加熱炉は、石英容器の外周に熱伝対が取り付けられており、この熱伝対からの温度情報をもとにプログラムした温度通りになるよう温調器により赤外光源の出力を制御する構成となっている。石英製の容器には、炉外からガスを導入するためのガス管が配設されており、例えば、100vol%アルゴン、酸素を20vol%混ぜたアルゴンなどのガスを炉内に導入することで炉内を所望の雰囲気に調整できる構造になっている。   In the infrared heating furnace used in this experiment, even when not in use, the cleanliness of the inside is maintained by constantly flowing 100% argon at a flow rate of 1 L / min inside the quartz container. In this infrared heating furnace, a thermocouple is attached to the outer periphery of the quartz vessel, and the output of the infrared light source is controlled by a temperature controller so that the temperature will be as programmed based on the temperature information from this thermocouple. It is the composition to do. The quartz vessel is provided with a gas pipe for introducing a gas from outside the furnace. For example, a gas such as 100 vol% argon and argon mixed with 20 vol% oxygen is introduced into the furnace. The inside can be adjusted to a desired atmosphere.

PFA塗装処理した2枚の基材1,2を石英容器内に設置し、開閉扉を閉じて大気遮断状態にして、20vol%O/Arガスを1L/minの流量で赤外線加熱炉内へ供給開始した。この状態を保持して石英容器設置近傍の空間の雰囲気温度及び石英容器の温度が一定になるのを待った。温度が一定になった後、赤外光源をONにした。赤外光源ON直前の石英容器の温度は、25℃であった。 Two substrates 1 and 2 treated with PFA coating are placed in a quartz container, the door is closed to shut off the atmosphere, and 20 vol% O 2 / Ar gas is introduced into the infrared heating furnace at a flow rate of 1 L / min. Supply started. This state was kept waiting for the atmospheric temperature of the space near the quartz container installation and the temperature of the quartz container to become constant. After the temperature became constant, the infrared light source was turned on. The temperature of the quartz container immediately before turning on the infrared light source was 25 ° C.

続いて、赤外光源の出力を徐々に上げて1時間で345℃にまで略一次関数的に昇温した。次いで、この345℃の状態を30分維持した。その後、Ar100vol%ガスに切替えて、このガスを5L/minの流量で10分間流し、石英容器の温度を280℃にした。この状態を30分保持した。基材1、2のPFA処理表面を目視観察すると、表面の凹凸が見られた。この30分の保持後Ar100vol%ガスの流量を1L/minにして、6分間で280℃から310℃にまで昇温した。310℃になった段階で、赤外光源の出力を制御してその状態を30分間保持した。その後、石英容器内の赤外光のあたらない場所に基板1,2を移動し、自然放冷させた。   Subsequently, the output of the infrared light source was gradually increased, and the temperature was raised in a substantially linear function to 345 ° C. in 1 hour. Subsequently, this state of 345 ° C. was maintained for 30 minutes. Thereafter, the gas was switched to Ar 100 vol%, and this gas was allowed to flow at a flow rate of 5 L / min for 10 minutes, so that the temperature of the quartz container was 280 ° C. This state was maintained for 30 minutes. When the PFA-treated surfaces of the substrates 1 and 2 were visually observed, surface irregularities were observed. After holding for 30 minutes, the flow rate of Ar 100 vol% gas was set to 1 L / min, and the temperature was raised from 280 ° C. to 310 ° C. in 6 minutes. When the temperature reached 310 ° C., the output of the infrared light source was controlled and the state was maintained for 30 minutes. Thereafter, the substrates 1 and 2 were moved to a place not exposed to infrared light in the quartz container and allowed to cool naturally.

自然放冷によって室温まで降温させた後、基板1,2を外部に取り出した。この時の基材1,2のPFA処理表面を目視観察すると鏡面に近い状態であった。   After the temperature was lowered to room temperature by natural cooling, the substrates 1 and 2 were taken out. When the PFA-treated surfaces of the substrates 1 and 2 at this time were visually observed, they were close to a mirror surface.

基材1,2を、実験1で使用した表面平滑度測定装置にセットして、PFA表面の平滑度を測定した。この時、便宜上、基材1を試料1−1、基材2を試料1−2と呼ぶことにした。測定は、各資料のPFA膜の自由表面を2cm毎に1辺に平行(便宜上X軸方向という)に5分割し各分割面を試料の端から端まで直線上を測定した。次いで、該直線に垂直方向(便宜上Y軸方向という)の平滑度も各資料のPFA膜の自由表面を2cm毎に5分割して各分割領域において測定した(図2参照)。測定結果は、表1に示される。   The base materials 1 and 2 were set in the surface smoothness measuring apparatus used in Experiment 1, and the smoothness of the PFA surface was measured. At this time, for convenience, the base material 1 is referred to as a sample 1-1, and the base material 2 is referred to as a sample 1-2. In the measurement, the free surface of the PFA film of each material was divided into 5 parts every 2 cm in parallel to one side (referred to as X-axis direction for convenience), and each divided surface was measured on a straight line from end to end of the sample. Next, the smoothness in the direction perpendicular to the straight line (referred to as the Y-axis direction for convenience) was also measured in each divided region by dividing the free surface of the PFA film of each material into 5 parts every 2 cm (see FIG. 2). The measurement results are shown in Table 1.

Figure 2013021130
Figure 2013021130

[実験2]曲面基材でのPFAの溶融、再溶融の実験と平滑度測定
実験1における板状基材に代えて、内面が円筒凹面(曲率半径:20cmΦ、10cm×10cm)の基材にした以外は、実験1と同様にして、各基材をNi処理やPFA処理を施して平滑度測定用の試料2−1(Ni処理が施されている)、2−2(Ni処理が施されてない)を得た。これらについて、実験1と同様にして平滑度を測定した。その結果を表2−1,2−2に示す。
[Experiment 2] PFA melting and remelting experiment on curved substrate and measurement of smoothness In place of the plate-like substrate in Experiment 1, the inner surface is a cylindrical concave surface (curvature radius: 20 cmΦ , 10 cm × 10 cm) Except for the above, each sample was subjected to Ni treatment or PFA treatment in the same manner as in Experiment 1, and samples 2-1 for smoothness measurement (Ni treatment was applied), 2-2 (Ni treatment was performed) Not applied). For these, the smoothness was measured in the same manner as in Experiment 1. The results are shown in Tables 2-1 and 2-2.

Figure 2013021130
Figure 2013021130

Figure 2013021130
Figure 2013021130

[実験3]PFA膜の再溶融の有無の実験と平滑度測定
鏡面研磨がされている板状SUS基板(SUS316L−EP:2cm×5cm)を2枚(試料3−1,3−2)用意し、実験1と同様にしてSUS基板の鏡面研磨した面上にNi膜を設けた。実験1と同様に、2枚のSUS基板の鏡面研磨面とNi膜面の表面粗さを測定したところ、実験1と略同様の結果を得た。
[Experiment 3] Experiment on presence / absence of re-melting of PFA film and smoothness measurement Prepare two plate-like SUS substrates (SUS316L-EP: 2 cm × 5 cm) (samples 3-1 and 3-2) that are mirror-polished. In the same manner as in Experiment 1, a Ni film was provided on the mirror-polished surface of the SUS substrate. Similar to Experiment 1, when the surface roughness of the mirror-polished surface and the Ni film surface of the two SUS substrates was measured, the same results as in Experiment 1 were obtained.

2枚の表面にNi膜を設けたSUS基板のNi膜上に、外部委託により仕様に従ってPFAを塗装した。
委託先:日本フッソ工業株式会社
トップコート材:ACX−31(ダイキン工業株式会社製)
塗装法:静電塗装
PFA塗装厚:20μm
On the Ni film of the SUS substrate provided with Ni films on two surfaces, PFA was coated according to the specifications by outsourcing.
Subcontractor: Nippon Fluoro Industry Co., Ltd. Topcoat material: ACX-31 (Daikin Industries, Ltd.)
Coating method: Electrostatic coating PFA coating thickness: 20μm

次いで、PFAを塗装した2枚のSUS基板に、以下の工程で焼成処理を施した。焼成炉は、実験1で使用したのと同じ炉を使用した。   Next, the two SUS substrates coated with PFA were baked in the following steps. The same furnace used in Experiment 1 was used as the firing furnace.

2つの試料に対して、石英製の簀の子にPFAパウダーを静電塗着したSUA基板を設置して石英容器内に入れ、以下の手順で焼成を行った。
(1)20%O/Arを1L/minの流量で流し室温から345℃まで1時間で昇温する。
(2)雰囲気はそのままで345℃を30分間保持する。
(3)Ar100%を5L/minの流量で流し10分で280℃に下げる。この段階で、試料3−2は、不加熱位置に移動させ、その後の加熱履歴(再溶融)が生じないようにする。
(4)雰囲気はそのままで280℃を30分間保持する。
(5)雰囲気をAr100%、1L/minの流量に変えて6分で280℃から310℃まで昇温する。
(6)雰囲気はそのままで310℃を30分間保持する。
(7)加熱をOFFにし石英製の簀の子(試料3−1の)を不加熱位置に移動させて自然放冷させる。
For two samples, a SUA substrate in which PFA powder was electrostatically applied to a quartz cocoon was placed in a quartz container, and baked in the following procedure.
(1) Flow 20% O 2 / Ar at a flow rate of 1 L / min and raise the temperature from room temperature to 345 ° C. over 1 hour.
(2) Maintain the atmosphere at 345 ° C. for 30 minutes.
(3) Ar100% is flowed at a flow rate of 5 L / min and lowered to 280 ° C. in 10 minutes. At this stage, the sample 3-2 is moved to the non-heated position so that the subsequent heating history (remelting) does not occur.
(4) Maintain the atmosphere at 280 ° C. for 30 minutes.
(5) The temperature is raised from 280 ° C. to 310 ° C. in 6 minutes by changing the atmosphere to 100% Ar and a flow rate of 1 L / min.
(6) Hold 310 ° C. for 30 minutes while maintaining the atmosphere.
(7) Turn off the heating and move the quartz insulator (sample 3-1) to the non-heated position to allow it to cool naturally.

以下に温度プログラムを示す。

Figure 2013021130
The temperature program is shown below.
Figure 2013021130

このようにしてPFA膜を形成した試料3−1(再溶融履歴あり)、試料3−2(再溶融履歴なし)のPFA膜の自由表面の平滑度を実験1と同様に測定したところ、以下の結果が示すように試料3−1は極めて良好な平滑性で、且つうねりは全く観察されなかった。
試料3−1:Ra=0.061μm、PV=0.302μm
試料3−2:Ra=0.354μm、PV=2.141μm
The smoothness of the free surface of the PFA films of Sample 3-1 (with remelting history) and Sample 3-2 (without remelting history) on which the PFA film was formed in this way was measured in the same manner as in Experiment 1. As shown in the results, the sample 3-1 had very good smoothness and no swell was observed.
Sample 3-1: Ra = 0.061 μm, PV = 0.302 μm
Sample 3-2: Ra = 0.354 μm, PV = 2.141 μm

[実験4]PFAのバリエーションの実験
トップコート材を変えて、表4に記載の条件にした以外は、実験1と同様にして板状SUS基材の鏡面研磨面上にPFA膜を設けて、実験1と同様にしてPFA膜表面の平滑度を測定した。結果は、表4に示す。
トップコート材:
MP−310(三井・デュポンフロロケミカル社),
EM−500CL(三井・デュポンフロロケミカル社),
EM−700CL(三井・デュポンフロロケミカル社)
AW−5000L(ダイキン工業株式会社)
[Experiment 4] PFA variation experiment A PFA film was provided on the mirror-polished surface of the plate-like SUS substrate in the same manner as in Experiment 1 except that the topcoat material was changed and the conditions described in Table 4 were used. The smoothness of the PFA film surface was measured in the same manner as in Experiment 1. The results are shown in Table 4.
Top coat material:
MP-310 (Mitsui / DuPont Fluorochemicals),
EM-500CL (Mitsui / DuPont Fluorochemicals),
EM-700CL (Mitsui / DuPont Fluorochemicals)
AW-5000L (Daikin Industries, Ltd.)

Figure 2013021130
Figure 2013021130

[実施例A] [Example A]

SUS基材(SUS316L−EP)を精密機械加工して、反応炉用の構造部材として、上蓋プレート302(径:100cm、厚み:15mm)、円筒状側壁部材303(径:100cm、高さ:50cm、厚み15mm)、ベースプレート304(径:150cm、厚み:20mm)、を用意した。   A SUS base material (SUS316L-EP) is precision machined, and as a structural member for a reactor, an upper lid plate 302 (diameter: 100 cm, thickness: 15 mm), a cylindrical side wall member 303 (diameter: 100 cm, height: 50 cm) 15 mm) and a base plate 304 (diameter: 150 cm, thickness: 20 mm).

これらを、実験1と同様に、前処理を施した後これらの内壁となる面に無電界メッキによりNiメッキ膜を2μm厚に設けた。その上で、実験1と同様にして各部材のNi膜面上にPFA膜を設けた。この様にしてPFA膜を設けた3構造部材のPFA自由表面の平滑度を実験1と同様にして測定したとこら、実験1と同様の結果を得た。   In the same manner as in Experiment 1, after pre-treatment, a Ni plating film was formed to a thickness of 2 μm by electroless plating on the surfaces serving as the inner walls. Then, a PFA film was provided on the Ni film surface of each member in the same manner as in Experiment 1. Thus, when the smoothness of the PFA free surface of the three structural members provided with the PFA film was measured in the same manner as in Experiment 1, the same results as in Experiment 1 were obtained.

その後、市販製品のプラズマCVD(PCVD)用の処理装置を実験用に改造したプラズマ処理装置300に上記のPFA膜を設けた3構造部材をセットして反応炉301を形成した。305は、Oリング等の真空装置用シール材である。反応炉301の模式図を図3に示す。   Thereafter, the reactor 301 was formed by setting the three structural members provided with the PFA film in a plasma processing apparatus 300 obtained by modifying a commercially available plasma CVD (PCVD) processing apparatus for experiments. Reference numeral 305 denotes a sealing material for a vacuum device such as an O-ring. A schematic diagram of the reaction furnace 301 is shown in FIG.

この反応炉301を用いて、表5−1に示す条件でSi膜(膜厚:2μm)/P Si膜(膜厚:0.2μm)/SiO膜(膜厚:2μm)/P Si膜(膜厚:0.2μm)/SiN膜(膜厚:2μm)の3層構造膜を表面にAu電極を設けたガラス基板(3cm×3cm)上に形成した。この成膜を繰り返し連続して行うことで5枚の同種のガラス基板上にそれぞれ同種の3層構造膜を形成した。 Using this reactor 301, Si film (film thickness: 2 μm) / P + Si film (film thickness: 0.2 μm) / SiO film (film thickness: 2 μm) / P + Si under the conditions shown in Table 5-1 A three-layer structure film of film (film thickness: 0.2 μm) / SiN film (film thickness: 2 μm) was formed on a glass substrate (3 cm × 3 cm) provided with an Au electrode on the surface. By repeating this film formation continuously, the same kind of three-layer structure films were formed on five kinds of glass substrates.

その後、反応炉301内の真空を破り、炉301内壁を観察したところ、生成物の付着は全く見られなかった。   Thereafter, the vacuum in the reaction furnace 301 was broken and the inner wall of the furnace 301 was observed, and no product was found attached.

又、各試料は、得られた3層構造膜の最上層上にAu電極を設けて電気特性が測れるようにした。表5−2に示す様に各試料とも所期の特性があることが確認され、膜間でのバラツキは見られなかった。   Each sample was provided with an Au electrode on the uppermost layer of the obtained three-layer structure film so that the electrical characteristics could be measured. As shown in Table 5-2, each sample was confirmed to have the desired characteristics, and no variation was observed between the films.

Figure 2013021130
マイクロ波パワー:Si、P・・・820W
SiO、SiN・・・・1500W
Figure 2013021130
Microwave power: Si, P + ... 820W
SiO, SiN ... 1500W

Figure 2013021130
Figure 2013021130

[実施例B1]
(反応容器の作成)
<容器本体の作成>
アルミニウム合金A5083の板材(3mm厚)を曲げ加工・アーク溶接により円筒形の容器本体を作成した。
[Example B1]
(Create reaction vessel)
<Creation of container body>
A cylindrical container body was prepared by bending and arc welding a plate (3 mm thick) of aluminum alloy A5083.

<陽極酸化被膜の形成>
水39.5部に酒石酸1.8部を溶解させた後、エチレングリコール(EG)158部を加えて撹拌混合した。この溶液を撹拌しながら溶液のpHが7.1になるまで29%アンモニア水を添加して化成液aを調製した。
<Formation of anodized film>
After dissolving 1.8 parts of tartaric acid in 39.5 parts of water, 158 parts of ethylene glycol (EG) was added and mixed with stirring. While this solution was stirred, 29% aqueous ammonia was added until the pH of the solution reached 7.1 to prepare a chemical conversion solution a.

この化成液中で前記容器本体を化成電圧50Vまで1mA/cmの定電流にて化成し、50Vに達した後、定電圧で30分間保持して陽極酸化を行った。 In this chemical conversion solution, the container body was formed at a constant current of 1 mA / cm 2 up to a chemical conversion voltage of 50 V, and after reaching 50 V, anodization was performed by holding at a constant voltage for 30 minutes.

反応後、純水で十分洗浄した後、室温で乾燥させた。得られた酸化膜付きアルミ試料片をIR炉中300℃で1時間アニール処理した後、大気開放して室温で48時間放置した。無孔質の金属酸化膜の膜厚を測定したところ、0.08μmであった。   After the reaction, the product was sufficiently washed with pure water and then dried at room temperature. The obtained aluminum sample piece with an oxide film was annealed in an IR furnace at 300 ° C. for 1 hour, then opened to the atmosphere and left at room temperature for 48 hours. The thickness of the nonporous metal oxide film was measured and found to be 0.08 μm.

<PFA膜の形成>
陽極酸化皮膜表面を有機溶剤で脱脂処理し、デュポン社製PES系プライマー462−Z−68501を焼成後の厚さで8μmとなるようにスプレー塗装し、100℃で10分間乾燥する。この上に、ダイキン工業社製PFA塗料AC−5600を焼成後の厚さで25μmになるように実験1と同様にして塗装し、その後、実験1と同様にしてPFA膜を形成した。
<Formation of PFA film>
The surface of the anodized film is degreased with an organic solvent, and PES primer 462-Z-68501 manufactured by DuPont is spray-coated so that the thickness after firing is 8 μm, and dried at 100 ° C. for 10 minutes. On top of this, PFA paint AC-5600 manufactured by Daikin Industries, Ltd. was applied in the same manner as in Experiment 1 so that the thickness after firing was 25 μm, and then a PFA film was formed in the same manner as in Experiment 1.

かくして、本発明のアルミ合金製反応容器を得た。また、上記とは別に、反応容器の蓋として、ガラス製の5つ口(くち)セパラブルカバーを準備し、これに冷却機と温度計、攪拌翼を装着し、反応装置を構成した。   Thus, an aluminum alloy reaction vessel of the present invention was obtained. Separately from the above, a glass five-hole separable cover was prepared as a reaction vessel lid, and a cooling device, a thermometer, and a stirring blade were attached thereto to constitute a reaction apparatus.

(重合体の製造:テスト例1)
攪拌器付きの乳化タンクに、水50部、ブタジエン31部、スチレン32部、メチルメタクリレート10.5部、アクリロニトリル6部、アクリル酸0.5部、t−ドデシルメルカプタン0.6部及びドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム0.3部を仕込み、攪拌して単量体乳化液を得た。
(Production of polymer: Test example 1)
In an emulsification tank equipped with a stirrer, 50 parts of water, 31 parts of butadiene, 32 parts of styrene, 10.5 parts of methyl methacrylate, 6 parts of acrylonitrile, 0.5 part of acrylic acid, 0.6 part of t-dodecyl mercaptan and dodecylbenzenesulfone 0.3 parts of sodium acid salt was added and stirred to obtain a monomer emulsion.

上記単量体乳化液の調製とは別個に、実施例B1で作成したアルミ合金製反応容器(内容積3リットル)中に、水70部、ブタジエン4部、スチレン7部、メチルメタクリレート4部、アクリロニトリル2部、イタコン酸2部、アクリル酸1部、ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム0.3部、過硫酸カリウム1部及びn−ドデシルメルカプタン0.6部を投入し、70℃で2時間反応を行なった。   Separately from the preparation of the monomer emulsion, 70 parts of water, 4 parts of butadiene, 7 parts of styrene, 4 parts of methyl methacrylate, in the aluminum alloy reaction vessel (internal volume 3 liters) prepared in Example B1, 2 parts of acrylonitrile, 2 parts of itaconic acid, 1 part of acrylic acid, 0.3 part of sodium dodecylbenzenesulfonate, 1 part of potassium persulfate and 0.6 part of n-dodecyl mercaptan are added and reacted at 70 ° C. for 2 hours. It was.

次いで、上記で調製した単量体乳化液を5時間かけて上記反応装置に連続的に供給して重合を行なった。重合を完結させるため、単量体乳化物の供給終了後も更に4時間反応を継続し、重合転化率98%の共重合体ラテックスを得た。冷却後、5%水酸化ナトリウムを用いてpHを8.5に調整した。固形分濃度45.2%、粘度80mPa・sの共重合体ラテックスを得た。重合スケール量は0.0003%、微細凝固物量は0.0015%であった。   Subsequently, the monomer emulsion prepared above was continuously supplied to the reactor over 5 hours to perform polymerization. In order to complete the polymerization, the reaction was further continued for 4 hours after the completion of the supply of the monomer emulsion to obtain a copolymer latex having a polymerization conversion rate of 98%. After cooling, the pH was adjusted to 8.5 using 5% sodium hydroxide. A copolymer latex having a solid content concentration of 45.2% and a viscosity of 80 mPa · s was obtained. The amount of polymerization scale was 0.0003%, and the amount of fine solidified product was 0.0015%.

(重合体の製造:テスト例2)
攪拌器付きの乳化タンクに、水30部、ブタジエン35部、スチレン39部、メチルメタクリレート14.5部、アクリロニトリル8部、アクリル酸0.5部、t−ドデシルメルカプタン0.6部及びドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム0.3部を仕込み、攪拌して単量体乳化液を得た。
(Production of polymer: Test example 2)
In an emulsification tank equipped with a stirrer, 30 parts of water, 35 parts of butadiene, 39 parts of styrene, 14.5 parts of methyl methacrylate, 8 parts of acrylonitrile, 0.5 part of acrylic acid, 0.6 part of t-dodecyl mercaptan and dodecylbenzenesulfone 0.3 parts of sodium acid salt was added and stirred to obtain a monomer emulsion.

上記単量体乳化液の調製とは別個に、実施例B1で作成したアルミ合金製反応容器(内容積3リットル)中に、水70部、ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム0.3部、イタコン酸2部、アクリル酸1部及びスチレン−アクリル酸共重合体ラテックス(平均粒子径0.05ミクロン)5.5部を仕込み70℃に昇温した。次に、過硫酸カリウム1部を添加して、重合を開始した。次いで上記で調製した単量体乳化液を5時間かけて上記反応装置に連続的に供給して重合を行なった。重合を完結させるため、単量体乳化物供給終了後も更に4時間反応を継続し、重合転化率98%の共重合体ラテックスを得た。冷却後、5%水酸化ナトリウムを用いてpHを8.5に調整した。固形分濃度50.5%、粘度120mPa・sの共重合体ラテックスを得た。重合スケール量は0.0004%、微細凝固物量は0.0018%であった。   Separately from the preparation of the monomer emulsion, 70 parts of water, 0.3 part of sodium dodecylbenzenesulfonate, 2 parts of itaconic acid are contained in the reaction vessel made of aluminum alloy (internal volume 3 liters) prepared in Example B1. Parts, 1 part of acrylic acid and 5.5 parts of styrene-acrylic acid copolymer latex (average particle size 0.05 micron) were charged and heated to 70 ° C. Next, 1 part of potassium persulfate was added to initiate the polymerization. Subsequently, the monomer emulsion prepared above was continuously supplied to the reactor over 5 hours to perform polymerization. In order to complete the polymerization, the reaction was further continued for 4 hours after the completion of the monomer emulsion supply to obtain a copolymer latex having a polymerization conversion rate of 98%. After cooling, the pH was adjusted to 8.5 using 5% sodium hydroxide. A copolymer latex having a solid content concentration of 50.5% and a viscosity of 120 mPa · s was obtained. The amount of polymerization scale was 0.0004%, and the amount of fine coagulum was 0.0018%.

[重合スケール量]
重合反応終了後、反応容器壁及び攪拌羽根に付着した重合スケールを収集し、その乾燥後の質量(スケール量)を測定する。重合に使用した単量体の合計質量に対するスケール量の割合を百分率で表す。
[Amount of polymerization scale]
After completion of the polymerization reaction, the polymerization scale attached to the reaction vessel wall and the stirring blade is collected, and the mass (scale amount) after drying is measured. The ratio of the scale amount to the total mass of the monomers used for the polymerization is expressed as a percentage.

[微細凝固物量]
精秤した固形分濃度45%の共重合体ラテックス(W2)を325メッシュの金網で濾過し、金網に残る凝固物を赤外線オーブン中で20分間乾燥後、その重量(W3)を精秤し、W3のW2に対する割合で表した。
[Amount of fine solidified product]
The precisely weighed copolymer latex (W2) having a solid content of 45% is filtered through a 325 mesh wire mesh, the coagulum remaining on the wire mesh is dried in an infrared oven for 20 minutes, and its weight (W3) is precisely weighed. Expressed as a ratio of W3 to W2.

[実施例B2]
実施例B1の反応容器の作成において、陽極酸化被膜を形成せずに、容器本体に直接PFA被膜を形成して、アルミ合金製反応容器を作成した。
[Example B2]
In preparing the reaction vessel of Example B1, an aluminum alloy reaction vessel was prepared by forming a PFA coating directly on the vessel body without forming an anodic oxide coating.

得られた反応容器を使用した以外は、実施例B1と同様にして重合反応を行なった。重合転化率98%で固形分濃度45.1%、粘度80mPa・sの共重合体ラテックスを得た。ラテックスのpHを5%水酸化ナトリウムを用いて8.5に調整した。重合スケール量は0.0005%、微細凝固物量は1.5%であった。   A polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example B1, except that the obtained reaction vessel was used. A copolymer latex having a polymerization conversion of 98%, a solid content concentration of 45.1% and a viscosity of 80 mPa · s was obtained. The latex pH was adjusted to 8.5 using 5% sodium hydroxide. The amount of polymerization scale was 0.0005%, and the amount of fine coagulum was 1.5%.

[実施例B3]
実施例B1の反応容器の作成において、アルミニウム合金A5083の板材に代えて、SUS電解研磨板(3mm厚)を用いて、曲げ加工・アーク溶接により円筒形の容器本体を作成した。この容器本体を用いた以外は、実施例B1と同様にして、SUS製反応容器を作成した。
[Example B3]
In the production of the reaction vessel of Example B1, a cylindrical vessel body was produced by bending and arc welding using a SUS electrolytic polishing plate (3 mm thick) instead of the plate of aluminum alloy A5083. A SUS reaction vessel was prepared in the same manner as in Example B1 except that this vessel body was used.

得られた反応容器を使用した以外は、実施例B1と同様にして重合反応を行なった。重合転化率98%で固形分濃度44.8%、粘度80mPa・sの共重合体ラテックスを得た。ラテックスのpHを5%水酸化ナトリウムを用いて8.5に調整した。重合スケール量は0.0005%、微細凝固物量は0.0025%であり、実施例B1と同程度に良好であった。   A polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example B1, except that the obtained reaction vessel was used. A copolymer latex having a polymerization conversion of 98%, a solid content concentration of 44.8% and a viscosity of 80 mPa · s was obtained. The latex pH was adjusted to 8.5 using 5% sodium hydroxide. The amount of polymerization scale was 0.0005% and the amount of fine coagulum was 0.0025%, which was as good as Example B1.

[比較例B1]
実施例B1の反応容器の作成において、陽極酸化被膜を形成した後、PFA被膜を形成せずに、アルミ合金製反応容器を作成した。
[Comparative Example B1]
In the preparation of the reaction vessel of Example B1, after forming the anodized film, an aluminum alloy reaction vessel was prepared without forming the PFA film.

得られた反応容器を使用した以外は、実施例B1と同様にして重合反応を行なった。重合転化率95%で固形分濃度44.3%、粘度80mPa・sの共重合体ラテックスを得た。ラテックスのpHを5%水酸化ナトリウムを用いて8.5に調整した。重合スケール量は0.5%、微細凝固物量は0.20%であった。   A polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example B1, except that the obtained reaction vessel was used. A copolymer latex having a polymerization conversion rate of 95%, a solid content concentration of 44.3%, and a viscosity of 80 mPa · s was obtained. The latex pH was adjusted to 8.5 using 5% sodium hydroxide. The amount of polymerization scale was 0.5%, and the amount of fine coagulum was 0.20%.

上記の結果を表6に示す。

Figure 2013021130
The results are shown in Table 6.
Figure 2013021130

[実施例C1]
(二次電池負極用スラリー組成物の製造)
増粘剤として、カルボキシメチルセルロース(CMC、第一工業製薬株式会社製「BSH−12」)を準備した。増粘剤の重合度は、1700、エーテル化度は0.65であった。
[Example C1]
(Production of slurry composition for secondary battery negative electrode)
Carboxymethyl cellulose (CMC, “BSH-12” manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was prepared as a thickener. The polymerization degree of the thickener was 1700, and the etherification degree was 0.65.

実施例B1で作成した反応容器に、負極活物質として人造黒鉛(平均粒子径:24.5μm)を100部、上記増粘剤の1%水溶液1部をそれぞれ加え、イオン交換水で固形分濃度55%に調整した後、25℃で60分混合した。次に、イオン交換水で固形分濃度52%に調整した後、さらに25℃で15分混合し混合液を得た。   To the reaction vessel prepared in Example B1, 100 parts of artificial graphite (average particle size: 24.5 μm) as a negative electrode active material and 1 part of a 1% aqueous solution of the above thickener were added, respectively, and the solid content concentration was determined with ion-exchanged water. After adjusting to 55%, the mixture was mixed at 25 ° C. for 60 minutes. Next, after adjusting the solid content concentration to 52% with ion-exchanged water, the mixture was further mixed at 25 ° C. for 15 minutes to obtain a mixed solution.

上記混合液に、実施例B1のテスト例1で調整した重合体ラテックスを1部(固形分基準)、及びイオン交換水を入れ、最終固形分濃度42%となるように調整し、さらに10分間混合した。これを減圧下で脱泡処理して流動性の良い二次電池負極用スラリー組成物を得た。   1 part (solid content basis) of the polymer latex prepared in Test Example 1 of Example B1 and ion-exchanged water are added to the above mixed solution, and adjusted to a final solid content concentration of 42%, and further for 10 minutes. Mixed. This was defoamed under reduced pressure to obtain a slurry composition for a secondary battery negative electrode having good fluidity.

(電池の製造)
上記二次電池負極用スラリー組成物を、コンマコーターで、厚さ20μmの銅箔の上に、乾燥後の膜厚が200μm程度になるように塗布し、2分間乾燥(0.5m/分の速度、60℃)し、2分間加熱処理(120℃)して電極原反を得た。この電極原反をロールプレスで圧延して負極活物質層の厚みが80μmの二次電池負極を得た。
(Manufacture of batteries)
The slurry composition for secondary battery negative electrode was applied on a copper foil having a thickness of 20 μm with a comma coater so that the film thickness after drying was about 200 μm, and dried for 2 minutes (0.5 m / min). Speed, 60 ° C.) and heat treatment (120 ° C.) for 2 minutes to obtain an electrode raw material. This raw electrode was rolled with a roll press to obtain a secondary battery negative electrode having a negative electrode active material layer thickness of 80 μm.

上記負極を直径15mmの円盤状に切り抜き、この負極の負極活物質層面側に直径18mm、厚さ25μmの円盤状のポリプロピレン製多孔膜からなるセパレータ、正極として用いる金属リチウム、エキスパンドメタルを順に積層し、これをポリプロピレン製パッキンを設置したステンレス鋼製のコイン型外装容器(直径20mm、高さ1.8mm、ステンレス鋼厚さ0.25mm)中に収納した。この容器中に電解液を空気が残らないように注入し、ポリプロピレン製パッキンを介して外装容器に厚さ0.2mmのステンレス鋼のキャップをかぶせて固定し、電池缶を封止して、直径20mm、厚さ約2mmのハーフセル(二次電池)を作製した。   The negative electrode is cut into a disk shape with a diameter of 15 mm, and a separator made of a disk-shaped polypropylene porous film with a diameter of 18 mm and a thickness of 25 μm, a metallic lithium used as the positive electrode, and an expanded metal are sequentially laminated on the negative electrode active material layer surface side of the negative electrode. This was stored in a stainless steel coin-type outer container (diameter 20 mm, height 1.8 mm, stainless steel thickness 0.25 mm) provided with polypropylene packing. The electrolyte is poured into the container so that no air remains, and the outer container is fixed with a 0.2 mm thick stainless steel cap through a polypropylene packing, and the battery can is sealed, and the diameter is A half cell (secondary battery) having a thickness of 20 mm and a thickness of about 2 mm was produced.

なお、電解液としてはエチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)とをEC:DEC=1:2(20℃での容積比)で混合してなる混合溶媒にLiPFを1モル/リットルの濃度で溶解させた溶液を用いた。このハーフセルの充放電サイクル特性の評価結果を表7に示す。 In addition, as an electrolytic solution, LiPF 6 was added at 1 mol / liter in a mixed solvent obtained by mixing ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) at EC: DEC = 1: 2 (volume ratio at 20 ° C.). A solution dissolved at a concentration was used. Table 7 shows the evaluation results of the charge / discharge cycle characteristics of this half cell.

[実施例C2]
スラリー組成物の調製に用いる反応容器および重合体ラテックスとして、実施例B2で作成した反応容器および重合体ラテックスを使用した以外は、実施例C1と同様にして、ハーフセルを作成した。結果を表7に示す。
[Example C2]
A half cell was prepared in the same manner as in Example C1, except that the reaction container and polymer latex prepared in Example B2 were used as the reaction container and polymer latex used in the preparation of the slurry composition. The results are shown in Table 7.

[比較例C1]
スラリー組成物の調製に用いる反応容器および重合体ラテックスとして、比較例B1で作成した反応容器および重合体ラテックスを使用した以外は、実施例C1と同様にして、ハーフセルを作成した。結果を表7に示す。
[Comparative Example C1]
A half cell was prepared in the same manner as in Example C1, except that the reaction container and polymer latex prepared in Comparative Example B1 were used as the reaction container and polymer latex used in the preparation of the slurry composition. The results are shown in Table 7.

[実施例C3]
スラリー組成物の調製に用いる反応容器および重合体ラテックスとして、実施例B3で作成した反応容器および重合体ラテックスを使用した以外は、実施例C1と同様にして、ハーフセルを作成した。結果を表7に示す。
[Example C3]
A half cell was prepared in the same manner as in Example C1, except that the reaction container and polymer latex prepared in Example B3 were used as the reaction container and polymer latex used in the preparation of the slurry composition. The results are shown in Table 7.

[充放電サイクル特性]
実施例、比較例で得られた二次電池を用いて、それぞれ25℃で0.1Cの定電流定電圧充電法方式で、4.2Vになるまで定電流で充電、その後定電圧で充電し、また0.1Cの定電流で3.0Vまで放電する充放電サイクルを行った。充放電サイクルは100サイクルまで行い、初期放電容量に対する50サイクル目の放電容量の比を容量維持率とし、この容量維持率が80%以下となる電池の発生個数で判定した。なお、50サイクル目の放電容量を電池容量とし、試験は各50個の電池を作製して行った。この個数が少ないほど、充放電サイクル特性に優れることを示す。
[Charge / discharge cycle characteristics]
Using the secondary batteries obtained in the examples and comparative examples, each battery was charged at a constant current until it reached 4.2 V by a constant current constant voltage charging method of 0.1 C at 25 ° C., and then charged at a constant voltage. Moreover, the charge / discharge cycle which discharges to 3.0V with a constant current of 0.1 C was performed. The charge / discharge cycle was performed up to 100 cycles, and the ratio of the discharge capacity at the 50th cycle to the initial discharge capacity was taken as the capacity maintenance rate, and the determination was made based on the number of batteries generated with this capacity maintenance rate of 80% or less. The discharge capacity at the 50th cycle was defined as the battery capacity, and the test was performed with 50 batteries each manufactured. It shows that it is excellent in charging / discharging cycling characteristics, so that this number is small.

Figure 2013021130
Figure 2013021130

100・・・反応槽本体
101・・・基材
102・・・PFA膜
300・・・プラズマ処理装置
301・・・処理炉
302・・・上蓋プレート
303・・・円筒状側壁部材
304・・・ベースプレート
305・・・シール部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Reaction tank main body 101 ... Base material 102 ... PFA film 300 ... Plasma processing apparatus 301 ... Processing furnace 302 ... Upper lid plate 303 ... Cylindrical side wall member 304 ... Base plate 305 ... Sealing member

本発明の構造体(材)で構成される製造プロセス用処理槽は、継続的に使用しても内壁面に反応生成物が実質的に付着することはなく、生産効率を格段に伸ばすことができるので、産業上の利用可能成性は極めて高い。   The treatment tank for manufacturing process composed of the structure (material) of the present invention does not substantially adhere to the reaction product on the inner wall surface even when continuously used, and can greatly increase the production efficiency. Because it can, industrial applicability is very high.

また、一つの成膜処理槽で多品種の構造膜を生産しても、内壁面に反応生成物が実質的に付着することはないので、一つ一つの膜は、いつでも所期のクリーンな容器内環境で成膜することができ、得られる構造膜は設計通りの特性が得られることから、成膜処理装置やそれを組み込んだ生産システムを格段に小型化でき、省エネや省スペース、省資源の点でも産業上の利用可能性は極めて高い。   Moreover, even if many types of structural films are produced in one film-forming treatment tank, reaction products do not substantially adhere to the inner wall surface, so each film is always clean as expected. Films can be formed in the container environment, and the resulting structural film has the characteristics as designed, so the film processing equipment and the production system incorporating it can be significantly reduced in size, saving energy, saving space, and saving energy. In terms of resources, industrial applicability is extremely high.

Claims (13)

製造プロセス用の処理槽において、処理槽の内壁面の少なくとも反応生成物が付着し得る個所の最表面に下記構造式1で示すパーフルオロアルコキシアルカン(以後「PFA」と記す)の膜が設けてあることを特徴とする製造プロセス用の処理槽。
Figure 2013021130
(構造式1において、Rfはパーフルオロアルキル基を示し、m及びnは正の整数を示す。)
In the treatment tank for the manufacturing process, a film of perfluoroalkoxyalkane (hereinafter referred to as “PFA”) represented by the following structural formula 1 is provided on the outermost surface of the inner wall surface of the treatment tank where the reaction product can adhere. A processing tank for a manufacturing process, characterized in that it exists.
Figure 2013021130
(In Structural Formula 1, Rf represents a perfluoroalkyl group, and m and n represent positive integers.)
前記処理槽は、基材が金属である請求項1に記載の製造プロセス用の処理槽。   The said processing tank is a processing tank for manufacturing processes of Claim 1 whose base material is a metal. 前記金属がアルミ系金属である請求項2に記載の製造プロセス用の処理槽。   The processing tank for a manufacturing process according to claim 2, wherein the metal is an aluminum-based metal. 前記PFA膜は、NiもしくはNiFからなる膜の上に直接に設けられている請求項1乃至3のいずれか1項に記載の製造プロセス用の処理槽。 The PFA film, the treatment tank for the production process according to any one of claims 1 to 3 is provided directly on the film made of Ni or NiF 2. 前記PFA膜は、無孔質陽極酸化に由来するAlからなる膜の上に直接に設けられている請求項1乃至3のいずれか1項に記載の製造プロセス用の処理槽。 The processing tank for a manufacturing process according to any one of claims 1 to 3, wherein the PFA film is directly provided on a film made of Al 2 O 3 derived from nonporous anodization. 前記PFA膜は、再溶融処理を施された膜である請求項1乃至5のいずれか1項に記載の製造プロセス用の処理槽。   The processing tank for a manufacturing process according to any one of claims 1 to 5, wherein the PFA film is a film subjected to a remelting process. 製造プロセス用の処理槽の製造法において、処理槽基材の槽内壁面となる面にPFAからなる膜を設けた処理槽用の構造体を用意し、該構造体をPFAの溶融点より高い温度雰囲気に晒して前記膜の少なくとも自由表面領域を溶融し、その後、PFAの溶融点より低い温度に晒して少なくとも自由表面領域となる部分を固化し、次いで、PFAの溶融点若しくはPFAの溶融点を越した辺りの温度の雰囲気に晒して少なくとも自由表面領域となる部分を再溶融し、その後、PFAの溶融点より十分低い温度に下げることで、PFAからなる固体膜の自由表面の平滑性を高める工程を有することを特徴とする製造プロセス用の処理槽の製造法。   In the manufacturing method of a processing tank for a manufacturing process, a structure for a processing tank in which a film made of PFA is provided on a surface that becomes a tank inner wall surface of a processing tank base is prepared, and the structure is higher than the melting point of PFA Exposure to a temperature atmosphere melts at least the free surface region of the film, then exposes to a temperature lower than the melting point of the PFA to solidify at least the free surface region, and then melts the PFA or PFA melting point The surface of the solid film made of PFA is re-melted by exposing it to an atmosphere at a temperature exceeding about 1, and then remelting at least the portion that becomes the free surface region, and then lowered to a temperature sufficiently lower than the melting point of PFA. The manufacturing method of the processing tank for manufacturing processes characterized by having the process to raise. 前記処理槽基材の槽内壁面となる面にPFAからなる膜を設ける前に、NiもしくはNiFからなる膜を設ける工程を更に有する請求項7に記載の製造プロセス用の処理槽の製造法。 The method for producing a treatment tank for a production process according to claim 7, further comprising a step of providing a film made of Ni or NiF 2 before providing a film made of PFA on a surface which becomes a tank inner wall surface of the treatment tank base material. . 前記処理槽基材の槽内壁面となる面にPFAからなる膜を設ける前に、無孔質陽極酸化によってAlからなる膜を設ける工程を更に有する請求項7に記載の製造プロセス用の処理槽の製造法。 8. The manufacturing process according to claim 7, further comprising a step of providing a film made of Al 2 O 3 by nonporous anodic oxidation before providing a film made of PFA on a surface to be a tank inner wall surface of the treatment tank base material. Method of manufacturing treatment tank. 製造プロセス用の処理槽の構造体の製造法において、処理槽基材の槽内壁面となる面にPFAからなる膜を設けた処理槽用の構造体を用意し、該構造体をPFAの溶融点より高い温度雰囲気に晒して前記膜の少なくとも自由表面領域を溶融し、その後、PFAの溶融点より低い温度に晒して少なくとも自由表面領域となる部分を固化し、次いで、PFAの溶融点若しくはPFAの溶融点を越した辺りの温度の雰囲気に晒して少なくとも自由表面領域となる部分を再溶融し、その後、PFAの溶融点より十分低い温度に下げることで、PFAからなる固体膜の自由表面の平滑性を高める工程を有することを特徴とする製造プロセス用の処理槽の構造体の製造法。   In a method for manufacturing a structure of a processing tank for a manufacturing process, a structure for a processing tank in which a film made of PFA is provided on a surface that becomes a tank inner wall surface of a processing tank base is prepared, and the structure is melted by PFA Exposure to an atmosphere at a temperature higher than the point to melt at least the free surface region of the film, then exposure to a temperature lower than the melting point of the PFA to solidify at least the free surface region, and then the melting point of the PFA or the PFA Of the free surface of the solid film made of PFA by re-melting at least the portion that becomes the free surface region by exposure to an atmosphere around the melting point of the PFA, and then lowering the temperature to a temperature sufficiently lower than the melting point of the PFA. The manufacturing method of the structure of the processing tank for manufacturing processes characterized by having the process which improves smoothness. 前記処理槽基材の槽内壁面となる面に、PFAからなる膜を設ける前に、NiもしくはNiFからなる膜を設ける工程を更に有する請求項10に記載の製造プロセス用の処理槽の構造体の製造法。 The structure of the processing tank for the manufacturing process according to claim 10, further comprising a step of providing a film made of Ni or NiF 2 before providing a film made of PFA on a surface that becomes a tank inner wall surface of the processing tank base material. Body manufacturing method. 前記処理槽基材の槽内壁面となる面にPFAからなる膜を設ける前に、無孔質陽極酸化によってAlからなる膜を設ける工程を更に有する請求項7に記載の製造プロセス用の処理槽の構造体の製造法。 8. The manufacturing process according to claim 7, further comprising a step of providing a film made of Al 2 O 3 by nonporous anodic oxidation before providing a film made of PFA on a surface to be a tank inner wall surface of the treatment tank base material. Of manufacturing the structure of the treatment tank. 請求項10乃至12の何れか1項に記載の製造プロセス用の処理槽の構造体の製造法であって、形状が異なる複数の構造体を用意し、これら構造体を組み合わせて製造プロセス用の処理槽を製造することを特徴とする製造プロセス用の処理槽の製造法。   It is a manufacturing method of the structure of the processing tank for manufacturing processes of any one of Claims 10 thru | or 12, Comprising: The several structure bodies from which a shape differs are prepared, These structure bodies are combined, and it is for manufacturing processes. A method for producing a treatment tank for a production process, comprising producing a treatment tank.
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