WO2007018005A1

WO2007018005A1 - シール材

Info

Publication number: WO2007018005A1
Application number: PCT/JP2006/313563
Authority: WO
Inventors: Hiroyuki Tanaka; Seiichi Hirano; Yasuhiro Sakamoto
Original assignee: Daikin Industries, Ltd.
Priority date: 2005-08-10
Filing date: 2006-07-07
Publication date: 2007-02-15
Also published as: US20090102142A1; TW200706782A; JPWO2007018005A1

Abstract

　本発明は、シール材の装着時の捻れ具合を容易に確認できるため、捻れることなく装着することが可能である含フッ素エラストマーからなるシール材を提供する。含フッ素エラストマーからなるシールリング表面に、シールリング形状に沿って、マーキングが施されたシール材である。

Description

明細書

シール材

技術分野

[0001] 本発明は、シール材の装着時の捻れ具合を容易に確認でき、捻れることなく装着することが可能である含フッ素エラストマ一力もなるシール材に関する。

背景技術

[0002] 含フッ素エラストマ一、特にテトラフルォロエチレン (TFE)単位を中心とするパーフルォロエラストマ一は、優れた耐薬品性、耐溶剤性および耐熱性を示すことから、航空宇宙分野、半導体製造装置分野、化学プラント分野などの過酷な環境下でシール材として広く使用されてヽる。

[0003] 半導体製造工程では、用いられる各種装置の種々の連結部分や可動部分を封止するためにエラストマ一性シール材が使用されている。なかでも、蟻溝用シール材としては、一般的には断面形状が円形の Oリングが使用されるが、蟻溝への装着時に捻れが発生しやすいという問題があった。また、従来の Oリングでは、その捻れは見た目では分かりづらいため、捻れた状態のまま使用されることがあり、シール漏れを起こしたり、短時間で破損したり、本来のシール材の性能が発揮できない場合があつた。

[0004] さら〖こ、半導体製造工程では、絶縁膜や金属配線薄膜形成工程として CVDが使用されることがあり、 CVD装置では、種々の連結部分や可動部分を封止するためにエラストマ一性シール材が使用されている。これらの装置内では、高密度（IC^ IO¹ Vcm³)という厳しいプラズマ処理条件になるため、捻れが生じたままシールした場合、プラズマによる損傷が発生し易くなる不具合、高真空にする際の真空到達速度が遅くなるという不具合があった。

[0005] このような問題解決のために、シール材の断面形状や溝の形状に関する技術が種々提案されているが（例えば、特開平 10— 318373号公報、特開平 11 336909 号公報、特開 2003— 14126号公報および国際公開第 96Z21814号パンフレット参照）、いずれも複雑な形状にするものであり、加工面での問題が多ぐ高コストである。

[0006] したがって、シール材の装着時の捻れ具合を容易に確認でき、捻れることなく装着することが可能であるエラストマーシール材は未だないのが現状である。

発明の開示

[0007] 本発明は、シール材の装着時の捻れ具合を容易に確認でき、捻れることなく装着することが可能である含フッ素エラストマ一力もなるシール材を提供する。

[0008] すなわち、本発明は、含フッ素エラストマ一力もなるシールリング表面に、シールリング形状に沿って、マーキングが施されたシール材に関する。

[0009] マーキングが、平面視でシール材形状に沿って、連続して線状に配設されて、ることが好ましい。

[0010] 含フッ素エラストマ一力パーフルォロエラストマ一であることが好ましい。

[0011] レーザー印刷でマーキングすることが好ましい。

図面の簡単な説明

[0012] [図 1]本発明のシール材の上面図である。

[図 2] (a)は本発明のシール材の上面図であり、 (b)は（a)のシール材の XX断面図である。

[図 3]本発明のシール材の上面図である。

[図 4]本発明のシール材の上面図である。

[図 5]本発明のシール材の上面図である。

[図 6]本発明のシール材の上面図である。

[図 7] (a)は本発明のシール材の上面図であり、 (b)は（a)のシール材の YY断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0013] 本発明は、含フッ素エラストマ一力もなるシールリング表面に、シールリング形状に沿って、マーキングが施されたシール材に関する。

[0014] マーキングとしては、線、文字、図柄またはこれらの組み合わせなどがあげられ、装着時に捻れ具合が容易に分力ることから、図 1〜7に示されるような、平面視でシール材形状に沿って、連続して線状に配設されているものであればよぐ特に限定されるものではない。

[0015] ここで、平面視とは、シールリングを垂直方向から見ることであり、図 1、 2 (a)、 3〜6 、 7 (a)のような上面図に該当する。

[0016] マーキングを施す場所は、蟻溝に隠れて見えな!/、場所でなければ特に限定されないが、たとえば、シールリングが O—リングである場合は、シール性能に悪影響を及ぼす可能性のあるシール材の頂部以外の場所が好ましい。ここで、シール材の頂部とは、図 2 (b)に示すように、シール材の中で最も高い部分である。さらに耐久性、タリ一ン性を含むシール性能に影響を及ぼさな、側にマーキングすることがより好まヽ

[0017] マーキング方法としては、特に限定されるものではなぐたとえば、レーザー印刷、シルク印刷、インジエツト印刷、パット印刷などをあげることができる力これらの中でも、印刷速度、形状に対応する対応性、耐久性、クリーン性などの点から、レーザー印刷が好ましい。

[0018] レーザー印刷は、一般的に用いられているレーザーマーカーを用いて行うことができる。レーザーとしては、シール材の素材、シール材の形状などにより適宜選択すればよいが、たとえば、炭酸ガスレーザー、 YAGレーザー、 YVOレーザーなどを用い

4

ることがでさる。

[0019] 本発明で、表面にマーキングを施す含フッ素エラストマ一シールリングの形状としては、特に限定されるものではなぐ平面視形状として、環状であればよい。その形状としては、たとえば、丸形、角形、三角形、長方形形など各種形状を採用することができる。

[0020] また、含フッ素エラストマ一シールリングの断面形状としては、特に限定されるものではなぐ円形、楕円形、多角形、角丸多角形などの各種二次元形状を採用することができる力なかでもゴムにかかる応力、ひずみの点から、円形または角丸多角形であることが好ましい。なお、角丸多角形とは図 7 (b)に示すような多角形の各頂点を楕円弧により丸めた図形をさす。

[0021] シールリングの具体例としては、 Oリング、角リング、ノッキン、ガスケット、オイルシール、ベアリングシール、リップシールなどがあげられる力本発明の効果が得られることから、 oリングまたは角リングであることが好ましい。

[0022] 本発明で、表面にマーキングを施す含フッ素エラストマ一シールリングとしては、特に限定されるものではなぐ半導体装置等に用いられる含フッ素エラストマーシールリングであれば、どのようなものでも用いることが可能である力特にプラズマ発生装置等に用いる場合は、耐薬品性、耐熱性、あらゆるプラズマに対しての耐性がある点から、パーフルォロエラストマ一力もなるシールリングであることが好ましい。

[0023] 本発明で好適に使用される含フッ素エラストマ一としては、従来力シール材用、とくに半導体製造装置のシール材用に用いられて、るものであればとくに制限はな、

[0024] 含フッ素エラストマ一としては、フッ素ゴム（a)、熱可塑性フッ素ゴム (b)、およびこれらのフッ素ゴム力なるゴム組成物などがあげられる。

[0025] フッ素ゴム（a)としては、非パーフルオロフッ素ゴム（_a— 1)およびパーフルオロフッ素ゴム (a— 2)があげられる。

[0026] 非パーフルオロフッ素ゴム（_a— 1)としては、ビ-リデンフルオライド (VdF)系フッ素ゴム、テトラフルォロエチレン (TFE)Zプロピレン系フッ素ゴム、テトラフルォロェチレン（TFE) Zプロピレン Zビ-リデンフルオライド（VdF)系フッ素ゴム、エチレン/へキサフルォロエチレン（HFP)系フッ素ゴム、エチレン/へキサフルォロエチレン（HF P) Zビ-リデンフルオライド (VdF)系フッ素ゴム、エチレン Zへキサフルォロプロピレン（HFP)Zテトラフルォロエチレン（TFE)系フッ素ゴム、フルォロシリコーン系フッ素ゴム、またはフルォロホスファゼン系フッ素ゴムなどがあげられ、これらをそれぞれ単独で、または本発明の効果を損なわな、範囲で任意に組合わせて用いることができる。

[0027] ビ-リデンフルオライド系フッ素ゴムとは、ビ-リデンフルオライド 45〜85モル⁰ /₀と、ビ-リデンフルオライドと共重合可能な少なくとも 1種の他の単量体 55〜15モル％と力もなる含フッ素エラストマ一をいう。好ましくは、ビ-リデンフルオライド 50〜80モル %と、ビ-リデンフルオライドと共重合可能な少なくとも 1種の他の単量体 50〜20モル⁰ /₀と力もなる含フッ素エラストマ一をいう。

[0028] ビ-リデンフルオライドと共重合可能な少なくとも 1種の他の単量体としては、たとえばテトラフルォロエチレン（TFE)、クロ口トリフルォロエチレン（CTFE)、トリフルォロエチレン、へキサフルォロプロピレン（HFP)、トリフルォロプロピレン、テトラフルォロプロピレン、ペンタフルォロプロピレン、トリフルォロブテン、テトラフルォロイソブテン、パーフルォロ（アルキルビュルエーテル）（PAVE)、フッ化ビュルなどの含フッ素単量体、エチレン、プロピレン、アルキルビュルエーテルなどの非フッ素単量体があげられる。これらをそれぞれ単独で、または、任意に組み合わせて用いることができる。これらのなかでも、テトラフルォロエチレン、へキサフルォロプロピレン、パーフルォロ (アルキルビュルエーテル）を用いることが好まし！/、。

[0029] 具体的なゴムとしては、 VdF— HFP系ゴム、 VdF— HFP— TFE系ゴム、 VdF— C TFE系ゴム、 VdF— CTFE— TFE系ゴムなどがある。

[0030] テトラフルォロエチレン Zプロピレン系フッ素ゴムとは、テトラフルォロエチレン 45〜

70モル⁰ /₀、プロピレン 55〜30モル⁰ /₀力らなり、さらにテトラフルォロエチレンとプロピレンの合計量に対して、架橋部位を与える単量体 0〜5モル％含有する含フッ素共重合体をいう。

[0031] 架橋部位を与える単量体としては、たとえば特公平 5— 63482号公報、特開平 7— 316234号公報に記載されて、るようなパーフルォロ（6, 6 ジヒドロ 6 ョードー 3 -ォキサ 1 へキセン）やパーフルォロ（5 ョード 3—ォキサ 1 ペンテン）などのヨウ素含有単量体、特開平 4— 505341号公報に記載されている臭素含有単量体、特開平 4— 505345号公報、特開平 5— 500070号公報に記載されているようなシァノ含有単量体、カルボキシル基含有単量体、アルコキシカルボ-ル基含有単量体などがあげられる。

[0032] これらの非パーフルォロフツ素ゴム（a— 1)は、常法により製造することができる。か力る非パーフルオロフッ素ゴム（a— 1)のうち市販のものとしては、たとえば、ダイキン工業 (株)製のダイエル G - 800系、 G - 900系などがあげられる。

[0033] パーフルオロフッ素ゴム（a— 2)としては、テトラフルォロエチレン Zパーフルォロ（アルキルビニルエーテル) Z架橋部位を与える単量体力なる含フッ素エラストマ一があげられる。テトラフルォロエチレン Zパーフルォロ（アルキルビュルエーテル）の組成は、 50〜90 10〜50 (モル％)でぁることが好ましぐより好ましくは 50〜80Z 20〜50 (モノレ％)でぁり、さらに好ましくは55〜70/30〜45 (モノレ％)でぁる。架橋部位を与える単量体は、テトラフルォロエチレンとパーフルォロ（アルキルビュルエーテル）の合計量に対して、 0〜5モル％であることが好ましぐ 0〜2モル％であることがより好ましい。これらの組成の範囲を外れると、ゴム弾性体としての性質が失われ、榭脂に近、性質となる傾向がある。

[0034] この場合のパーフルォロ（アルキルビュルエーテル）としては、たとえばパーフルォ口（メチルビ-ルエーテル）、パーフルォロ（プロピルビュルエーテル）などがあげられ、これらをそれぞれ単独で、または本発明の効果を損なわない範囲で任意に組合わせて用いることができる。

[0035] 架橋部位を与える単量体としては、たとえば、一般式（1)：

CX¹ =CX¹-R¹CHR¹X² (1)

2 f

(式中、 X¹は H、 Fまたは CH、 R ¹はフルォロアルキレン基、パーフルォロアルキレン

3 f

基、フルォロポリオキシアルキレン基またはパーフルォロポリオキシアルキレン基、 R¹ は Hまたは CH、 X²はヨウ素原子または臭素原子)で表されるヨウ素または臭素含有

3

単量体、

一般式 (2) :

CF =CFO (CF CF (CF ) 0) (CF ) —X³ (2)

2 2 3 m 2 n

(式中、 mは 0〜5の整数、 nは 1〜3の整数、 X³はシァノ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、臭素原子)で表されるような単量体などがあげられ、これらをそれぞれ単独で、任意に組合わせて用いることができる。

[0036] このヨウ素原子、シァノ基、カルボキシル基、アルコキシカルボ-ル基、臭素原子が

、架橋点として機能することができる。

[0037] パーフルオロフッ素ゴム (a— 2)は、常法により製造することができる。

[0038] 力かるパーフルオロフッ素ゴム（a— 2)の具体例としては、国際公開 97Z24381号ノンフレット、特公昭 61— 57324号公報、特公平 4— 81608号公報、特公平 5— 13

961号公報などに記載されているフッ素ゴムなどがあげられる。

[0039] 本発明においては、たとえばパーオキサイド架橋系、ポリオール架橋系、ポリアミン架橋系、ォキサゾール架橋系、イミダゾール架橋系、チアゾール架橋系などの硬化剤を用いて硬化することができる。また、トリアジン架橋用触媒を用いてトリァジン架橋を行なうことちできる。

[0040] パーオキサイド架橋において用いる硬化剤は、熱や酸化還元系の存在下で容易にパーォキシラジカルを発生し得る有機過酸ィ匕物であればよぐ具体的には、たとえば 1, 1—ビス（t—ブチルパーォキシ）一3, 5, 5 トリメチルシクロへキサン、 2, 5 ジメチルへキサン 2, 5 ジヒドロパーオキサイド、ジー t ブチルパーオキサイド、 t ブチルタミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、 a , α ビス（t ブチルパーォキシ） p ジイソプロピルベンゼン、 2, 5 ジメチノレー 2, 5 ジ（tーブチノレパーォキシ）へキサン、 2, 5 ジメチルー 2, 5 ジ（t—ブチルパーォキシ）一へキシン一 3、ベンゾィルパーオキサイド、 t ブチルパーォキシベンゼン、 2, 5 ジメチルー 2, 5—ジ（ベンゾィルパーォキシ）へキサン、 t ブチルパーォキシマレイン酸、 tーブチルパーォキシイソプロピルカーボネートなどをあげることができる。一般に活性一 O— O の量、分解温度などを考慮して有機過酸ィ匕物の種類並びに使用量が選ばれる

[0041] また、この場合に用いることのできる硬化助剤としては、パーォキシラジカルとポリマ一ラジカルに対して反応活性を有する化合物であればよぐたとえば CH =CH

2 —、

CH =CHCH 一、 CF =CF などの官能基を有する多官能性ィ匕合物があげられ

2 2 2

る。具体的には、たとえばトリァリルシアヌレート、トリアリルイソシァヌレート (TAIC)、トリアクリルホルマール、トリアリルトリメリテート、 N, N，一n—フエ-レンビスマレイミド、ジプロパギルテレフタレート、ジァリルフタレート、テトラァリルテレフタレートアミド、トリアリルホスフェート、ビスマレイミド、フッ素化トリアリルイソシァヌレート（1, 3, 5 トリス（2, 3, 3—トリフルォロ 2—プロべ-ル）— 1, 3, 5 卜リアジン 2, 4, 6 卜リオン）、トリス（ジァリルァミン）—S トリァジン、亜リン酸トリアリル、 N, N ジァリルアクリルアミド、 1, 6 ジビ-ルドデカフルォ口へキサンなどがあげられる。

[0042] ポリオール架橋に用いる硬化剤としては、ビスフエノール A、ビスフエノール AFなどの多価アルコール化合物があげられる。

[0043] ポリアミン架橋に用いる硬化剤としては、へキサメチレンジァミン力ルバメート、 N, N ，一ジシンナミリデン 1, 6 へキサンジァミン、 4, 4'—ビス（アミノシクロへキシル)メタン力ルバメートなどの多価アミンィ匕合物があげられる。

[0044] トリアジン架橋に用いる触媒としては、テトラフエ-ルスズ、トリフエニルスズなどの有機スズィ匕合物があげられる。

[0045] ォキサゾール架橋系、イミダゾール架橋系、チアゾール架橋系に使用する硬化剤としては、たとえば一般式（3):

[化 1]

(式中、 R²は SO—、—O—、—CO—、炭素数 1〜6のアルキレン基、炭素数 1〜1

2

0のパーフルォロアルキレン基または単結合手であり、 R³および R⁴は一方が NH

2 であり他方が—NH、—OHまたは SH、好ましくは R³および R⁴のいずれも NH

2 2 である）で示されるビスジァミノフエ-ル系硬ィ匕剤、ビスアミノフエノール系硬ィ匕剤、ビスアミノチォフエノール系硬ィ匕剤、一般式 (4)：

[化 2]

(式中、 R²は前記と同じ、 R⁵ は C または C

"NHNH₂ NH₂ で示されるビスアミドラゾン系硬化剤、一般式 (5)：

[化 3]

NH NH

II II ( 5 )

H₂NHN-C-R _f ²-C -NHNH₂

(式中、 R²は炭素数 1〜10のパーフルォロアルキレン基）、

f

または一般式 (6) : [化 4]

N H ₂ N H ₂

I ( 6 )

H O N = C - C F ₂^ C = N O H

(式中、 nは 1〜10の整数)で示されるビスアミドキシム系硬ィ匕剤などがあげられる。これらのビスアミノフエノール系硬化剤、ビスアミノチオフェノール系硬化剤またはビスジァミノフエニル系硬化剤などは従来シァノ基を架橋点とする架橋系に使用して、たものであるが、カルボキシル基およびアルコキシカルボ-ル基とも反応し、ォキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環を形成し、架橋物を与える。

[0046] 硬化剤は、含フッ素エラストマ一 100重量部に対して、 0. 05〜10重量部であることが好ましぐ 1〜5重量部であることがより好ましい。硬化剤が、 0. 05重量部より少ないと、含フッ素エラストマ一が充分架橋されない傾向があり、 10重量部を超えると、架橋物の物性を悪ィ匕させる傾向がある。

[0047] また、プラズマが発生する装置で用いる場合は、含フッ素エラストマ一に、プラズマ老化防止効果のある化合物を含有してもよ、。

[0048] 本発明のシール材を、とくに高純度かつ非汚染性が要求されな、分野で用いる場合は、必要に応じて含フッ素エラストマ一組成物に配合される通常の添加物、たとえば充填剤、加工助剤、可塑剤、着色剤などを配合することができ、前記のものとは異なる常用の架橋剤や架橋助剤を 1種またはそれ以上配合してもよい。

[0049] 本発明の含フッ素エラストマ一からなるシール材は、通常の方法で得ることができるものであり、前記の各成分を、通常のエラストマ一用加工機械、たとえば、オープン口ール、バンノリーミキサー、ニーダーなどを用いて混合することにより調製することができる。この他、密閉式混合機を用いる方法によっても調製することができる。

[0050] 前記組成物から予備成形体を得る方法は通常の方法でよぐ金型にて加熱圧縮する方法、加熱された金型に圧入する方法、押出機で押出す方法など公知の方法で行なうことができる。

[0051] 本発明においての加硫条件としては、特に限定されないが、たとえば以下のような加硫条件を採用することができる。 [0052] (標準配合)

含フッ素エラストマ 100重量部

トリアリルイソシァヌレート（TAIC) 2重量部

パーへキサ 25B

充填剤 15重量部

[0053] (標準加硫条件）

混練方法：ロール練り

プレス加硫：160°Cで 7分

オーブン加硫： 180°Cで 4時間

[0054] 架橋成形して得られる本発明のシール材は、以下に示す分野で好適に用いることができる。

[0055] 半導体製造装置、液晶パネル製造装置、プラズマパネル製造装置、プラズマァドレス液晶パネル、フィールドェミッションディスプレイパネル、太陽電池基板等の半導体関連分野では、 0 (角）リング、パッキン、シール材等があげられ、これらは CVD装置、ドライエッチング装置、ウエットエッチング装置、酸化拡散装置、スパッタリング装置、アツシング装置、洗浄装置、イオン注入装置、排気装置、薬液配管、ガス配管に用いることができる。具体的には、ゲートバルブの Oリング、シール材として、クォーツウィンドウの Oリング、シール材として、チャンバ一の Oリング、シール材として、ゲートの Oリング、シール材として、ベルジャーの Oリング、シール材として、カップリングの Oリング、シール材として、ポンプの Oリング、シール材として、半導体用ガス制御装置の Oリング、シール材として、レジスト現像液、剥離液用の Oリング、シール材として用いることがでさる。

[0056] また、本発明のシール材は、シール材の装着時の捻れ具合を容易に確認でき、捻れることなく装着することが可能である点から、特に蟻溝用のシール材として好適に用!/、ることができる。

実施例

[0057] つぎに本発明を実験例をあげて説明するが、本発明は力かる実験例のみに限定されるものではない。 [0058] 実施例 1

含フッ素エラストマ一（ダイキン工業 (株）製ダイエルパーフロ GA— 105) 100重量部に対して、トリアリルイソシァヌレート（TAIC) 2重量部、 2, 5—ジメチル一 2, 5—ジ (t—ブチルパーォキシ)へキサン（日本油脂 (株)製パーへキサ 25B) 1重量部、力一ボンブラック N— 990 (Cancarb LTD. ) 15重量部を混合し、オープンロールにて混練して架橋可能な含フッ素エラストマ一組成物を調整した。

[0059] この含フッ素エラストマ一組成物を 160°C7分間プレスして架橋を行なったのち、さらにオーブン中で 180°Cで 4時間のオーブン架橋を施し、 O—リング（P— 24)の被験サンプルを作製した。この被験サンプルに YAGレーザーマーカー（（株）キーエンス製、 MD— H9800)を用いて、マーキングを施した（図 1)。マーキングを施した O—リングは、蟻溝に捻れることなく装着することができた。

[0060] (標準配合）

含フッ素エラストマ一 100重量部

トリアリルイソシァヌレート（TAIC) 2重量部

パーへキサ 25B 1重量部

充填剤 15重量部

[0061] (標準加硫条件）

混練方法：ロール練り

プレス加硫：160°Cで 7分

オーブン加硫： 180°Cで 4時間

産業上の利用可能性

[0062] 本発明のシール材は、シールリング表面に、シールリング形状に沿って、マーキングが施されているため、装着時の捻れ具合を容易に確認することができるため、捻れることなく装着することが可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 含フッ素エラストマ一力もなるシールリング表面に、シールリング形状に沿って、マ一キングが施されたシール材。

[2] マーキングが、平面視でシールリング形状に沿って、連続して線状に配設されてヽる請求の範囲第 1項記載のシール材。

[3] 含フッ素エラストマ一力パーフルォロエラストマ一である請求の範囲第 1項または第 2項記載のシール材。

[4] レーザー印刷でマーキングする請求の範囲第 1項〜第 3項記載のシール材。