パーフルオロエラストマーのアルミニウムへの結合
アルミニウム基材の表面が陽極酸化される。硬化性パーフルオロエラストマー組成物は、陽極酸化されたアルミニウム表面に圧縮成形および加硫される。結合された部分を後硬化して、加硫したパーフルオロエラストマーの引張り特性と、アルミニウム基材表面への結合強度との両方を改善する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム基材にパーフルオロエラストマーを結合する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーフルオロエラストマーのアルミニウム基材への結合または接着は、半導体製造、化学処理および分析機器に利用される設備に使用されるバルブシール、ピストンシールおよびダイアフラム等の特定の最終用途のために重要である。従来のパーフルオロエラストマーは、テトラフルオロエチレン、パーフルオロ（メチルビニルエーテル）およびニトリル基含有フルオロビニルエーテル、ニトリル基含有フルオロオレフィン、ヨウ素−または臭素−含有フルオロビニルエーテルあるいはヨウ素−または臭素−含有フルオロオレフィン等の硬化部位モノマーの共重合単位を含む。パーフルオロエラストマーの化学的不活性のために、アルミニウム基材表面への結合は難しい。
【０００３】
接着プライマーまたは結合剤を用いて、パーフルオロエラストマーとアルミニウム基材との結合強度を改善することは、経済的な理由とプライマーまたは溶剤の特性の両方により望ましくない。接着剤および結合剤は、パーフルオロエラストマーが使用されることの多い高温、腐蝕性環境で分解してしまう。これによって、パーフルオロエラストマーはアルミニウム基材から分離し、同時に、シーリングが失われ、シールされている環境が汚染される。
【０００４】
公開された日本国特許出願（特許文献１）には、表面処理済み金属プレートおよびスチレン熱可塑性エラストマー等の熱可塑性材料を含む射出成形製品が開示されている。金属プレートは、陽極酸化アルミニウム処理、未シール陽極酸化アルミニウム処理、酸エッチング、亜鉛めっきクロム処理またはサンドブラストのいずれかにより予め処理されている。
【０００５】
公開された日本国特許出願（特許文献２）には、フルオロエラストマーを陽極酸化フィルム処理されたアルミニウム基材へ結合して、ガスケットを形成する方法が開示されている。フルオロエラストマーは、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、および任意でテトラフルロエチレンの共重合単位を含み、大量の水素原子を含有するため、パーフルオロエラストマーとは化学的に区別される。接着プライマーまたは結合剤を用いることなく、パーフルオロエラストマーのアルミニウム基材表面への接着力を改善するのが望ましい。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１２７１９９Ａ号公報
【特許文献２】特開２００４−０３６７３９Ａ号公報
【特許文献３】米国特許第５，６７４，９５９号明細書
【特許文献４】米国特許第５，７１７，０３６号明細書
【特許文献５】米国特許第４，６９４，０４５号明細書
【特許文献６】米国特許第３，４６７，６３８号明細書
【特許文献７】米国特許第４，２４３，７７０号明細書
【特許文献８】米国特許第３，３３２，９０７号明細書
【特許文献９】米国特許第５，５６５，５１２号明細書
【特許文献１０】米国特許第６，２８１，２９６ Ｂ１号明細書
【特許文献１１】米国特許第５，７８９，４８９号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、アルミニウム基材表面にパーフルオロエラストマーを結合する方法に関する。本方法は、
ａ）アルミニウム基材の表面を陽極酸化して、多孔性表面を形成する工程と、
ｂ）硬化性パーフルオロエラストマーを該多孔性表面に圧縮成形および加硫して、該アルミニウム基板に結合された架橋したパーフルオロエラストマー物品を形成する工程と
を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明で使用するパーフルオロエラストマーは、通常、少なくとも２つの主要パーフルオロ化モノマーの共重合単位を有するアモルファスポリマー組成物である。一般的に、主コモノマーの一方がパーフルオロオレフィンであり、他方がパーフルオロビニルエーテルである。代表的なパーフルオロ化オレフィンとしては、テトラフルオロエチレンおよびヘキサフルオロプロピレンが挙げられる。好適なパーフルオロ化ビニルエーテルとしてはＣＦ2＝ＣＦＯ（Ｒf'Ｏ）n（Ｒf''Ｏ）mＲf…（Ｉ）（式中、Ｒf'およびＲf''は、炭素原子が２〜６個の異なる鎖状または分岐パーフルオロアルキレン基であり、ｍおよびｎは独立して０〜１０であり、Ｒfは炭素原子１〜６個のパーフルオロアルキル基である）が挙げられる。
【０００９】
パーフルオロ化ビニルエーテルの好ましい部類としては、式ＣＦ2＝ＣＦＯ（ＣＦ2ＣＦＸＯ）nＲf…（ＩＩ）（式中、ＸはＦまたはＣＦ3、ｎは０〜５、Ｒfは炭素原子１〜６個のパーフルオロアルキル基である）の組成物が挙げられる。
【００１０】
最も好ましいパーフルオロ化ビニルエーテルは、ｎが０または１、Ｒfが炭素原子１〜３個を含有するものである。かかるパーフルオロ化エーテルとしては、パーフルオロ（メチルビニルエーテル）およびパーフルオロ（プロピルビニルエーテル）が例示される。その他の有用なモノマーとしては、式ＣＦ2＝ＣＦＯ［（ＣＦ2）ｍＣＦ2ＣＦＺＯ］nＲf…（ＩＩＩ）（式中、Ｒfは炭素原子１〜６個のパーフルオロアルキル基であり、ｍ＝０または１、ｎ＝０〜５およびｚ＝ＦまたはＣＦ3）が挙げられる。この部類の好ましい部類は、ＲfはＣ3Ｆ7、ｍ＝０およびｎ＝１のものである。さらなるパーフルオロ化ビニルエーテルモノマーとしては式ＣＦ2＝ＣＦＯ［（ＣＦ2ＣＦＣＦ3Ｏ）n（ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2Ｏ）m（ＣＦ2）p］ＣxＦ2x+1…（ＩＶ）（式中、ｍおよびｎ＝１〜１０、ｐ＝０〜３およびｘ＝１〜５）の化合物が挙げられる。この部類の好ましい部類は、ｎ＝０〜１、ｍ＝０〜１、およびｘ＝１の化合物が挙げられる。
【００１１】
有用なパーフルオロ化ビニルエーテルとしては、ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）Ｏ（ＣＦ2Ｏ）mＣnＦ2n+1…（Ｖ）（式中、ｎ＝１〜５、ｍ＝１〜３、好ましくはｎ＝１）がさらに例示される。
【００１２】
好ましいパーフルオロエラストマーコポリマーは、テトラフルオロエチレンおよび主要モノマー単位として少なくとも１種類のパーフルオロ化ビニルエーテルを含む。かかるコポリマーにおいて、共重合パーフルオロ化エーテル単位は、ポリマー中約１５〜５０モルパーセントの合計モノマー単位から構成される。
【００１３】
パーフルオロエラストマーは、少なくとも１つの硬化部位モノマーの共重合単位を、通常、０．１〜５モルパーセントの量でさらに含有する。この範囲は０．３〜１．５モルパーセントの間であるのが好ましい。２種類以上の硬化部位モノマーが存在していてよいが、最も一般的には、１種類の硬化部位モノマーを用い、少なくとも１つのニトリル置換基を含有している。好適な硬化部位モノマーとしては、ニトリル含有フルオロオレフィンおよびニトリル含有フルオロビニルエーテルが挙げられる。有用なニトリル含有硬化部位モノマーとしては、ＣＦ2＝ＣＦ−Ｏ（ＣＦ2）ｎ−ＣＮ…（ＶＩ）（式中、ｎ＝２〜１２、好ましくは２〜６）、ＣＦ2＝ＣＦ−Ｏ［ＣＦ2−ＣＦＣＦ3−Ｏ］n−ＣＦ2−ＣＦＣＦ3−ＣＮ…（ＶＩＩ）（式中、ｎ＝０〜４、好ましくは０〜２）およびＣＦ2＝ＣＦ−［ＯＣＦ2ＣＦＣＦ3］ｘ−Ｏ−（ＣＦ2）ｎ−ＣＮ…（ＶＩＩＩ）（式中、ｘ＝１〜２およびｎ＝１〜４）が挙げられる。
【００１４】
式（ＶＩＩＩ）のものが好ましい。特に好ましい硬化部位モノマーは、ニトリル基とトリフルオロビニルエーテル基とを有するパーフルオロ化ポリエーテルである。最も好ましい硬化部位モノマーは、ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）ＯＣＦ2ＣＦ2ＣＮ…（ＩＸ）、例えば、パーフルオロ（８−シアノ−５−メチル−３，６−ジオキサ−１−オクテン）または８−ＣＮＶＥである。
【００１５】
その他の硬化部位モノマーは、式Ｒ1ＣＨ＝ＣＲ2Ｒ3で表されるオレフィンを含み、式中、Ｒ1およびＲ2は水素およびフッ素から独立して選択され、Ｒ3は水素、フッ素、アルキルおよびパーフルオロアルキルから独立して選択される。パーフルオロアルキル基は炭素原子を約１２個まで含有していてよい。しかしながら、炭素原子４個までのパーフルオロアルキル基が好ましい。さらに、硬化部位モノマーは、３個以下の水素原子を有するのが好ましい。かかるオレフィンとしては、エチレン、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、トリフルオロエチレン、１−ヒドロペンタフルオロプロペンおよび２−ヒドロペンタフルオロプロペンが例示される。
【００１６】
臭素またはヨウ素原子を含有する硬化部位モノマーは、フルオロオレフィンまたはフルオロビニルエーテルを含む。かかる硬化部位モノマーは業界では周知である。具体例としては、ブロモトリフルオロエチレン、４−ブロモ−３，３，４，４−テトラフルオロブテン−１（ＢＴＦＢ）、および臭化ビニル、１−ブロモ−２，２−ジフルオロエチレン、パーフルオロ臭化アリル、４−ブロモ−１，１，２−トリフルオロブテン、４−ブロモ−１，１，３，３，４，４−ヘキサフルオロブテン、４−ブロモ−３−クロロ−１，１，３，４，４−ペンタフルオロブテン、６−ブロモ−５，５，６，６−テトラフルオロヘキセン、４−ブロモパーフルオロブテン−１および３，３−ジフルオロ臭化アリル等のその他のものが挙げられる。本発明に有用な臭化不飽和エーテル硬化部位モノマーとしては、２−ブロモ−パーフルオロエチルパーフルオロビニルエーテルおよびＣＦ2ＢｒＣＦ2Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2等のＣＦ2Ｂｒ−Ｒf−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2の部類のフルオロ化合物、およびＣＨ3ＯＣＦ＝ＣＦＢｒまたはＣＦ3ＣＨ2ＯＣＦ＝ＣＦＢｒ等のＲＯＣＦ＝ＣＦＢｒまたはＲＯＣＢｒ＝ＣＦ2（式中、Ｒは低級アルキル基またはフルオロアルキル基である）のフルオロビニルエーテルが挙げられる。
【００１７】
ヨウ化硬化部位モノマーはＣＨＲ＝ＣＨ−Ｚ−ＣＨ2ＣＨＲ−Ｉを含む。式中、Ｒは−Ｈまたは−ＣＨ3であり、Ｚは、鎖状または分岐、任意で１つまたは複数のエーテル酸素原子を含有するＣ1〜Ｃ18（パー）フルオロアルキレンラジカル、または米国特許公報（特許文献３）に開示された（パー）フルオロポリオキシアルキレンラジカルである。有用なヨウ化硬化部位モノマーのその他の例は、米国特許公報（特許文献４）に開示されているような式Ｉ（ＣＨ2ＣＦ2ＣＦ2）nＯＣＦ＝ＣＦ2およびＩＣＨ2ＣＦ2Ｏ［ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ］nＣＦ＝ＣＦ2の不飽和エーテル等（式中、ｎ＝１〜３）である。さらに、ヨードエチレン、４−ヨード−３，３，４，４−テトラフルオロブテン−１（ＩＴＦＢ）、３−クロロ−４−ヨード−３，４，４−トリフルオロブテン、２−ヨード−１，１，２，２−テトラフルオロ−１−（ビニルオキシ）エタン、２−ヨード−１−（パーフルオロビニルオキシ）−１，１，２，２−テトラフルオロエチレン、１，１，２，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−ヨード−１−（パーフルオロビニルオキシ）プロパン、２−ヨードエチルビニルエーテル、３，３，４，５，５，５−ヘキサフルオロ−４−ヨードペンテンおよびヨードトリフルオロエチレンをはじめとする好適なヨウ化硬化部位モノマーは、米国特許公報（特許文献５）に開示されている。ヨウ化アリルおよび２−ヨード−パーフルオロエチルパーフルオロビニルエーテルもまた有用な硬化部位モノマーである。
【００１８】
本発明で使用されるパーフルオロエラストマーに組み込まれるその他の種類の硬化部位モノマーは、米国特許公報（特許文献６）に開示されているようなパーフルオロ（２−フェノキシプロピルビニルエーテル）および関連のモノマーである。
【００１９】
特に好ましいパーフルオロエラストマーは、５３．０〜７９．９モルパーセントのテトラフルオロエチレン、２０．０〜４６．９モルパーセントのパーフルオロ（メチルビニル）エーテルおよび０．４〜１．５モルパーセントのニトリル含有硬化部位モノマーの共重合単位を含有する。
【００２０】
あるいは、または硬化部位モノマーに加えて、パーフルオロエラストマーはパーフルオロエラストマーポリマー鎖の末端位置にヨウ素および／または臭素原子を含有していてもよい。かかる原子は、米国特許公報（特許文献７）に記載されているとおり、ヨウ素または臭素含有連鎖移動剤の反応により重合中に導入される。
【００２１】
本発明で使用するパーフルオロ化エラストマー組成物は硬化性である（加硫可能とも言われる）。すなわち、エラストマー鎖間に架橋を形成することができる。
【００２２】
パーフルオロエラストマーがニトリル含有硬化部位モノマーの共重合単位を含有するときは、有機錫化合物に基づく硬化系を利用することができる。好適な有機錫化合物としては、アリル−、プロパルギル−、トリフェニル−およびアレニル錫硬化剤が挙げられる。テトラアルキル錫化合物またはテトラアリル錫化合物が、ニトリル置換硬化部位と組み合わせて用いるのに好ましい硬化剤である。使用する硬化剤の量は、必然的に、最終生成物に望ましい架橋度、同じくパーフルオロエラストマー中の反応性部分の種類および濃度に応じて異なる。通常、硬化剤のエラストマー１００重量部（ｐｈｒ）当たり約０．５〜１０重量部を用いることができ、大抵の目的について１〜４ｐｈｒで十分である。ニトリル基を三量化して、有機錫等の硬化剤を存在させてｓ−トリアジン環を形成することにより、パーフルオロエラストマーを架橋するものと考えられる。架橋は、２７５℃以上の温度でも熱安定性がある。
【００２３】
ニトリル含有硬化部位を含むパーフルオロエラストマーに有用である好ましい硬化系は、下式のビス（アミノフェノール）およびビス（アミノチオフェノール）、
【００２４】
【化１】
【００２５】
および下式のテトラアミンを利用する。
【００２６】
【化２】
【００２７】
式中、Ａは、炭素原子１〜６個のＳＯ2、Ｏ、ＣＯ、アルキル、炭素原子１〜１０個のパーフルオロアルキレンまたは２つの芳香族環を結合する炭素−炭素結合である。上式ＸおよびＸＩのアミノおよびヒドロキシルまたはチオ基はベンゼン環で互い近接しており、基Ａに対してメタおよびパラ位で交互に用いられる。好ましくは、硬化剤は、４，４’−［２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチリデン］ビス（２−アミノフェノール）、４，４’−スルホニルビス（２−アミノフェノール）、３，３’−ジアミノベンジジンおよび３，３’，４，４’−テトラアミノベンゾフェノンからなる群より選択される化合物である。これらのうち最初のものが最も好ましく、ビス（アミノフェノール）ＡＦと呼ばれる。硬化剤は、アンジェロ（Ａｎｇｅｌｏ）に付与された米国特許公報（特許文献８）に開示されたとおりにして調製することができる。ビス（アミノフェノール）ＡＦは、４，４’−［２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチリデン］−ビスフェノール（すなわち、ビスフェノールＡＦ）の、好ましくは硝酸カリウムおよびトリフルオロ酢酸によるニトロ化の後、好ましくは溶剤としてエタノールおよび触媒量のパラジウムまたは触媒としての炭素による接触水素化により調製することができる。硬化剤のレベルを選択して、加硫物の所望の特性を最適化しなければならない。通常、パーフルオロエラストマーに存在する全ての硬化部位と反応するのに必要な量よりもやや過剰の硬化剤を用いる。一般的に、エラストマー１００部当たり０．５〜５重量部の硬化剤が必要である。好ましい範囲は１〜２ｐｈｒである。
【００２８】
ニトリル硬化部位を有するパーフルオロエラストマーを加硫するのに好適なその他の硬化剤としては、アンモニア、米国特許公報（特許文献９）に開示されているような無機または有機酸のアンモニウム塩（例えば、アンモニウムパーフルオロオクタノエート）および米国特許公報（特許文献１０）に開示されているように分解してアンモニアを生成する化合物（例えば、ウレア）が挙げられる。
【００２９】
硬化部位がニトリル、ヨウ素または臭素基のときは特に、過酸化物もまた硬化剤として利用してもよい。有用な過酸化物は、硬化温度で遊離基を生成するようなものである。５０℃を超える温度で分解するジアルキル過酸化物またはビス（ジアルキル過酸化物）が特に好ましい。多くの場合、パーオキシ酸素に付加した第三級炭素原子を有するジ−ターシャリーブチル過酸化物を用いるのが好ましい。このタイプの最も有用な過酸化物は、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ターシャリーブチルパーオキシ）−ヘキシン−３および２，５−ジメチル−２，５−ジ（ターシャリーブチルパーオキシ）−ヘキサンである。その他の過酸化物は、ジクミル過酸化物、ジベンゾイル過酸化物、ターシャリーブチルパーベンゾエートおよびジ［１，３−ジメチル−３−（ｔ−ブチルパーオキシ）−ブチル］カーボネート等の化合物から選択することができる。通常、パーフルオロエラストマー１００部当たり約１〜３部の過酸化物を用いる。
【００３０】
過酸化物硬化系の一部として組成物と通常ブレンドされるその他の材料は、過酸化物と協働して、有用な硬化を与えることのできる多価不飽和化合物から構成される助剤である。これらの助剤は、パーフルオロエラストマー１００部当たり０．１〜１０部、好ましくは２〜５ｐｈｒの量で添加することができる。助剤は、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリ（メチルアリル）イソシアヌレート、トリス（ジアリルアミン）−ｓ−トリアジン、トリアリルホスファイト、Ｎ，Ｎ−ジアリルアクリルアミド、ヘキサアルキルホスホルアミド、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラアルキルテトラフタルアミド、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラアリルマロンアミド、トリビニルイソシアヌレート、２，４，６−トリビニルメチルトリシロキサンおよびトリ（５−ノルボルネン−２−メチレン）シアヌレートのうち１つまたは複数であってよい。特に有用なのはトリアリルイソシアヌレートである。
【００３１】
存在する硬化部位に応じて、二重硬化系を用いることもできる。例えば、ニトリル含有硬化部位モノマーの共重合単位を有するパーフルオロエラストマーは、有機硬化剤および助剤と組み合わせた過酸化物の混合物を含む硬化剤を用いて硬化することができる。通常、０．３〜５部の酸化物、０．３〜５部の助剤および０．１〜１０部の有機硬化剤を用いる。
【００３２】
パーフルオロエラストマー化合に一般的に用いられるフィラー（例えば、カーボンブラック、硫酸バリウム、シリカ、酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウムおよび二酸化チタン）、安定剤、可塑剤、潤滑剤および処理助剤等の添加剤を、本発明で使用する硬化性パーフルオロエラストマー組成物に組み込むことができる。ただし、これらの添加剤が目的の使用条件にとって適切な安定性および純度を有する場合に限る。
【００３３】
本発明で使用するアルミニウム基材を用いて、ドアシール、ゲートバルブ、振り子バルブ、ソレノイド先端、結合されたピストンシール、ダイアフラム、金属ガスケット等の結合された金属パーフルオロエラストマー部品を形成する。これらの部品は、半導体製造設備、化学処理設備および分析機器等、高温、腐蝕性環境で特に有用である。
【００３４】
硬化性パーフルオロエラストマー組成物に結合されるアルミニウム基材の表面は、陽極酸化により予め処理して多孔性表面構造を形成する。アルミニウム表面を陽極酸化する好ましい手段は、リン酸陽極酸化である。このプロセスにおいて、アルミニウム基材の表面を、必要であれば、ＮａＯＨ溶液等の塩基でまず洗浄する。洗浄した表面をＡＳＴＭ Ｄ３９３３〜９８に準拠して陽極酸化して、多孔性表面を形成する。パーフルオロエラストマーを多孔性表面に結合する前にポアは充填しない。
【００３５】
硬化性パーフルオロエラストマー組成物は、アルミニウム基材の多孔性表面に圧縮成形される。成形は、加圧下、高温で、少なくとも部分的にパーフルオロエラストマーを硬化（すなわち、加硫または架橋）させ、アルミニウム基材にそれを結合するのに十分な時間にわたって行う。結合は、架橋前、アルミニウム基材の多孔性表面構造に加圧下で流れるパーフルオロエラストマーにより強化される。任意で、得られるパーフルオロエラストマー−アルミニウム部分は、高温で、エラストマーの物理特性および硬化したエラストマーのアルミニウム基材への結合強度を改善するのに十分な時間にわたって後硬化してもよい。後硬化は、エアオーブン中または窒素ガス充填オーブン等の不活性雰囲気中で行われる。一般的な圧縮成形条件は１８０℃〜２２０℃の間の温度で４〜８分である。一般的な後硬化条件は２５０℃〜３１５℃の間の温度で５〜４８時間である。
【００３６】
以下の実施例は、本発明の好ましい実施形態を例示するものである。特に断りのない限り、部は全て重量基準である。
【実施例】
【００３７】
（試験方法）
接着力、すなわち、アルミニウム基材から硬化したパーフルオロエラストマーを引っ張るのに必要な力を、ＡＳＴＭ Ｄ４２９、方法Ｂに準拠して測定した。
【００３８】
（実施例１）
使用したパーフルオロエラストマーは、米国特許公報（特許文献１１）に記載された一般的方法に従って調製された６８モルパーセント単位のＴＦＥ、３１モルパーセント単位のＰＭＶＥおよび１モルパーセント単位のパーフルオロ（８−シアノ−５−メチル−３，６−ジオキサ−１−オクテン）を含有するコポリマーであった。パーフルオロエラストマーをウレアおよびカーボンブラックと化合することにより硬化性組成物を作成した。
【００３９】
用いたアルミニウム基材は、表面平滑度（陽極酸化前）Ｒａが１．６〜３．２のタイプＡ６０６１であった。
【００４０】
本発明の方法に従って作成した試料（試料１）は、ＡＳＴＭ Ｄ３９３３に準拠して清浄な６０ｍｍ×２５ｍｍ×２ｍｍのアルミニウム基材の表面を陽極酸化して多孔性表面を形成することにより作成した。パーフルオロエラストマーと接触させる前はポアを充填しなかった。硬化性パーフルオロエラストマー組成物を陽極酸化アルミニウム表面上に４分間、１９０℃でプレス硬化した。得られた部分を３０５℃で１０時間エアオーブンで後硬化した。
【００４１】
試験方法に従って接着力を測定した。結果を表ＩＩに示す。硬化したパーフルオロエラストマーは、陽極酸化アルミニウム基材からきれいに剥がれず、引裂かれた。
【００４２】
アルミニウム基材の表面を陽極酸化しなかった以外は、対照（試料Ａ）を試料１と同じやり方で作成した。接着力を測定し、結果を表Ｉに示してある。硬化したパーフルオロエラストマーは、アルミニウム基材からきれいに分離された。
【００４３】
陽極酸化していないアルミニウム表面をケムロック（Ｃｈｅｍｌｏｃｋ）６０７（ロード社（Ｌｏｒｄ Ｃｏｒｐ．）より入手可能）で予備処理した以外は、第２の対照（試料Ｂ）を試料Ａと同じやり方で作成した。ケムロック（Ｃｈｅｍｌｏｃｋ）６０７は、フルオロエラストマーを金属表面に接合するのに業界で一般的に用いられているアミノ−シラン結合剤である。接着力を測定し、結果を表Ｉに示してある。硬化したパーフルオロエラストマーは、アルミニウム基材からきれいに分離された。
【００４４】
【表１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム基材にパーフルオロエラストマーを結合する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーフルオロエラストマーのアルミニウム基材への結合または接着は、半導体製造、化学処理および分析機器に利用される設備に使用されるバルブシール、ピストンシールおよびダイアフラム等の特定の最終用途のために重要である。従来のパーフルオロエラストマーは、テトラフルオロエチレン、パーフルオロ（メチルビニルエーテル）およびニトリル基含有フルオロビニルエーテル、ニトリル基含有フルオロオレフィン、ヨウ素−または臭素−含有フルオロビニルエーテルあるいはヨウ素−または臭素−含有フルオロオレフィン等の硬化部位モノマーの共重合単位を含む。パーフルオロエラストマーの化学的不活性のために、アルミニウム基材表面への結合は難しい。
【０００３】
接着プライマーまたは結合剤を用いて、パーフルオロエラストマーとアルミニウム基材との結合強度を改善することは、経済的な理由とプライマーまたは溶剤の特性の両方により望ましくない。接着剤および結合剤は、パーフルオロエラストマーが使用されることの多い高温、腐蝕性環境で分解してしまう。これによって、パーフルオロエラストマーはアルミニウム基材から分離し、同時に、シーリングが失われ、シールされている環境が汚染される。
【０００４】
公開された日本国特許出願（特許文献１）には、表面処理済み金属プレートおよびスチレン熱可塑性エラストマー等の熱可塑性材料を含む射出成形製品が開示されている。金属プレートは、陽極酸化アルミニウム処理、未シール陽極酸化アルミニウム処理、酸エッチング、亜鉛めっきクロム処理またはサンドブラストのいずれかにより予め処理されている。
【０００５】
公開された日本国特許出願（特許文献２）には、フルオロエラストマーを陽極酸化フィルム処理されたアルミニウム基材へ結合して、ガスケットを形成する方法が開示されている。フルオロエラストマーは、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、および任意でテトラフルロエチレンの共重合単位を含み、大量の水素原子を含有するため、パーフルオロエラストマーとは化学的に区別される。接着プライマーまたは結合剤を用いることなく、パーフルオロエラストマーのアルミニウム基材表面への接着力を改善するのが望ましい。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１２７１９９Ａ号公報
【特許文献２】特開２００４−０３６７３９Ａ号公報
【特許文献３】米国特許第５，６７４，９５９号明細書
【特許文献４】米国特許第５，７１７，０３６号明細書
【特許文献５】米国特許第４，６９４，０４５号明細書
【特許文献６】米国特許第３，４６７，６３８号明細書
【特許文献７】米国特許第４，２４３，７７０号明細書
【特許文献８】米国特許第３，３３２，９０７号明細書
【特許文献９】米国特許第５，５６５，５１２号明細書
【特許文献１０】米国特許第６，２８１，２９６ Ｂ１号明細書
【特許文献１１】米国特許第５，７８９，４８９号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、アルミニウム基材表面にパーフルオロエラストマーを結合する方法に関する。本方法は、
ａ）アルミニウム基材の表面を陽極酸化して、多孔性表面を形成する工程と、
ｂ）硬化性パーフルオロエラストマーを該多孔性表面に圧縮成形および加硫して、該アルミニウム基板に結合された架橋したパーフルオロエラストマー物品を形成する工程と
を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明で使用するパーフルオロエラストマーは、通常、少なくとも２つの主要パーフルオロ化モノマーの共重合単位を有するアモルファスポリマー組成物である。一般的に、主コモノマーの一方がパーフルオロオレフィンであり、他方がパーフルオロビニルエーテルである。代表的なパーフルオロ化オレフィンとしては、テトラフルオロエチレンおよびヘキサフルオロプロピレンが挙げられる。好適なパーフルオロ化ビニルエーテルとしてはＣＦ2＝ＣＦＯ（Ｒf'Ｏ）n（Ｒf''Ｏ）mＲf…（Ｉ）（式中、Ｒf'およびＲf''は、炭素原子が２〜６個の異なる鎖状または分岐パーフルオロアルキレン基であり、ｍおよびｎは独立して０〜１０であり、Ｒfは炭素原子１〜６個のパーフルオロアルキル基である）が挙げられる。
【０００９】
パーフルオロ化ビニルエーテルの好ましい部類としては、式ＣＦ2＝ＣＦＯ（ＣＦ2ＣＦＸＯ）nＲf…（ＩＩ）（式中、ＸはＦまたはＣＦ3、ｎは０〜５、Ｒfは炭素原子１〜６個のパーフルオロアルキル基である）の組成物が挙げられる。
【００１０】
最も好ましいパーフルオロ化ビニルエーテルは、ｎが０または１、Ｒfが炭素原子１〜３個を含有するものである。かかるパーフルオロ化エーテルとしては、パーフルオロ（メチルビニルエーテル）およびパーフルオロ（プロピルビニルエーテル）が例示される。その他の有用なモノマーとしては、式ＣＦ2＝ＣＦＯ［（ＣＦ2）ｍＣＦ2ＣＦＺＯ］nＲf…（ＩＩＩ）（式中、Ｒfは炭素原子１〜６個のパーフルオロアルキル基であり、ｍ＝０または１、ｎ＝０〜５およびｚ＝ＦまたはＣＦ3）が挙げられる。この部類の好ましい部類は、ＲfはＣ3Ｆ7、ｍ＝０およびｎ＝１のものである。さらなるパーフルオロ化ビニルエーテルモノマーとしては式ＣＦ2＝ＣＦＯ［（ＣＦ2ＣＦＣＦ3Ｏ）n（ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2Ｏ）m（ＣＦ2）p］ＣxＦ2x+1…（ＩＶ）（式中、ｍおよびｎ＝１〜１０、ｐ＝０〜３およびｘ＝１〜５）の化合物が挙げられる。この部類の好ましい部類は、ｎ＝０〜１、ｍ＝０〜１、およびｘ＝１の化合物が挙げられる。
【００１１】
有用なパーフルオロ化ビニルエーテルとしては、ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）Ｏ（ＣＦ2Ｏ）mＣnＦ2n+1…（Ｖ）（式中、ｎ＝１〜５、ｍ＝１〜３、好ましくはｎ＝１）がさらに例示される。
【００１２】
好ましいパーフルオロエラストマーコポリマーは、テトラフルオロエチレンおよび主要モノマー単位として少なくとも１種類のパーフルオロ化ビニルエーテルを含む。かかるコポリマーにおいて、共重合パーフルオロ化エーテル単位は、ポリマー中約１５〜５０モルパーセントの合計モノマー単位から構成される。
【００１３】
パーフルオロエラストマーは、少なくとも１つの硬化部位モノマーの共重合単位を、通常、０．１〜５モルパーセントの量でさらに含有する。この範囲は０．３〜１．５モルパーセントの間であるのが好ましい。２種類以上の硬化部位モノマーが存在していてよいが、最も一般的には、１種類の硬化部位モノマーを用い、少なくとも１つのニトリル置換基を含有している。好適な硬化部位モノマーとしては、ニトリル含有フルオロオレフィンおよびニトリル含有フルオロビニルエーテルが挙げられる。有用なニトリル含有硬化部位モノマーとしては、ＣＦ2＝ＣＦ−Ｏ（ＣＦ2）ｎ−ＣＮ…（ＶＩ）（式中、ｎ＝２〜１２、好ましくは２〜６）、ＣＦ2＝ＣＦ−Ｏ［ＣＦ2−ＣＦＣＦ3−Ｏ］n−ＣＦ2−ＣＦＣＦ3−ＣＮ…（ＶＩＩ）（式中、ｎ＝０〜４、好ましくは０〜２）およびＣＦ2＝ＣＦ−［ＯＣＦ2ＣＦＣＦ3］ｘ−Ｏ−（ＣＦ2）ｎ−ＣＮ…（ＶＩＩＩ）（式中、ｘ＝１〜２およびｎ＝１〜４）が挙げられる。
【００１４】
式（ＶＩＩＩ）のものが好ましい。特に好ましい硬化部位モノマーは、ニトリル基とトリフルオロビニルエーテル基とを有するパーフルオロ化ポリエーテルである。最も好ましい硬化部位モノマーは、ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）ＯＣＦ2ＣＦ2ＣＮ…（ＩＸ）、例えば、パーフルオロ（８−シアノ−５−メチル−３，６−ジオキサ−１−オクテン）または８−ＣＮＶＥである。
【００１５】
その他の硬化部位モノマーは、式Ｒ1ＣＨ＝ＣＲ2Ｒ3で表されるオレフィンを含み、式中、Ｒ1およびＲ2は水素およびフッ素から独立して選択され、Ｒ3は水素、フッ素、アルキルおよびパーフルオロアルキルから独立して選択される。パーフルオロアルキル基は炭素原子を約１２個まで含有していてよい。しかしながら、炭素原子４個までのパーフルオロアルキル基が好ましい。さらに、硬化部位モノマーは、３個以下の水素原子を有するのが好ましい。かかるオレフィンとしては、エチレン、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、トリフルオロエチレン、１−ヒドロペンタフルオロプロペンおよび２−ヒドロペンタフルオロプロペンが例示される。
【００１６】
臭素またはヨウ素原子を含有する硬化部位モノマーは、フルオロオレフィンまたはフルオロビニルエーテルを含む。かかる硬化部位モノマーは業界では周知である。具体例としては、ブロモトリフルオロエチレン、４−ブロモ−３，３，４，４−テトラフルオロブテン−１（ＢＴＦＢ）、および臭化ビニル、１−ブロモ−２，２−ジフルオロエチレン、パーフルオロ臭化アリル、４−ブロモ−１，１，２−トリフルオロブテン、４−ブロモ−１，１，３，３，４，４−ヘキサフルオロブテン、４−ブロモ−３−クロロ−１，１，３，４，４−ペンタフルオロブテン、６−ブロモ−５，５，６，６−テトラフルオロヘキセン、４−ブロモパーフルオロブテン−１および３，３−ジフルオロ臭化アリル等のその他のものが挙げられる。本発明に有用な臭化不飽和エーテル硬化部位モノマーとしては、２−ブロモ−パーフルオロエチルパーフルオロビニルエーテルおよびＣＦ2ＢｒＣＦ2Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2等のＣＦ2Ｂｒ−Ｒf−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2の部類のフルオロ化合物、およびＣＨ3ＯＣＦ＝ＣＦＢｒまたはＣＦ3ＣＨ2ＯＣＦ＝ＣＦＢｒ等のＲＯＣＦ＝ＣＦＢｒまたはＲＯＣＢｒ＝ＣＦ2（式中、Ｒは低級アルキル基またはフルオロアルキル基である）のフルオロビニルエーテルが挙げられる。
【００１７】
ヨウ化硬化部位モノマーはＣＨＲ＝ＣＨ−Ｚ−ＣＨ2ＣＨＲ−Ｉを含む。式中、Ｒは−Ｈまたは−ＣＨ3であり、Ｚは、鎖状または分岐、任意で１つまたは複数のエーテル酸素原子を含有するＣ1〜Ｃ18（パー）フルオロアルキレンラジカル、または米国特許公報（特許文献３）に開示された（パー）フルオロポリオキシアルキレンラジカルである。有用なヨウ化硬化部位モノマーのその他の例は、米国特許公報（特許文献４）に開示されているような式Ｉ（ＣＨ2ＣＦ2ＣＦ2）nＯＣＦ＝ＣＦ2およびＩＣＨ2ＣＦ2Ｏ［ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ］nＣＦ＝ＣＦ2の不飽和エーテル等（式中、ｎ＝１〜３）である。さらに、ヨードエチレン、４−ヨード−３，３，４，４−テトラフルオロブテン−１（ＩＴＦＢ）、３−クロロ−４−ヨード−３，４，４−トリフルオロブテン、２−ヨード−１，１，２，２−テトラフルオロ−１−（ビニルオキシ）エタン、２−ヨード−１−（パーフルオロビニルオキシ）−１，１，２，２−テトラフルオロエチレン、１，１，２，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−ヨード−１−（パーフルオロビニルオキシ）プロパン、２−ヨードエチルビニルエーテル、３，３，４，５，５，５−ヘキサフルオロ−４−ヨードペンテンおよびヨードトリフルオロエチレンをはじめとする好適なヨウ化硬化部位モノマーは、米国特許公報（特許文献５）に開示されている。ヨウ化アリルおよび２−ヨード−パーフルオロエチルパーフルオロビニルエーテルもまた有用な硬化部位モノマーである。
【００１８】
本発明で使用されるパーフルオロエラストマーに組み込まれるその他の種類の硬化部位モノマーは、米国特許公報（特許文献６）に開示されているようなパーフルオロ（２−フェノキシプロピルビニルエーテル）および関連のモノマーである。
【００１９】
特に好ましいパーフルオロエラストマーは、５３．０〜７９．９モルパーセントのテトラフルオロエチレン、２０．０〜４６．９モルパーセントのパーフルオロ（メチルビニル）エーテルおよび０．４〜１．５モルパーセントのニトリル含有硬化部位モノマーの共重合単位を含有する。
【００２０】
あるいは、または硬化部位モノマーに加えて、パーフルオロエラストマーはパーフルオロエラストマーポリマー鎖の末端位置にヨウ素および／または臭素原子を含有していてもよい。かかる原子は、米国特許公報（特許文献７）に記載されているとおり、ヨウ素または臭素含有連鎖移動剤の反応により重合中に導入される。
【００２１】
本発明で使用するパーフルオロ化エラストマー組成物は硬化性である（加硫可能とも言われる）。すなわち、エラストマー鎖間に架橋を形成することができる。
【００２２】
パーフルオロエラストマーがニトリル含有硬化部位モノマーの共重合単位を含有するときは、有機錫化合物に基づく硬化系を利用することができる。好適な有機錫化合物としては、アリル−、プロパルギル−、トリフェニル−およびアレニル錫硬化剤が挙げられる。テトラアルキル錫化合物またはテトラアリル錫化合物が、ニトリル置換硬化部位と組み合わせて用いるのに好ましい硬化剤である。使用する硬化剤の量は、必然的に、最終生成物に望ましい架橋度、同じくパーフルオロエラストマー中の反応性部分の種類および濃度に応じて異なる。通常、硬化剤のエラストマー１００重量部（ｐｈｒ）当たり約０．５〜１０重量部を用いることができ、大抵の目的について１〜４ｐｈｒで十分である。ニトリル基を三量化して、有機錫等の硬化剤を存在させてｓ−トリアジン環を形成することにより、パーフルオロエラストマーを架橋するものと考えられる。架橋は、２７５℃以上の温度でも熱安定性がある。
【００２３】
ニトリル含有硬化部位を含むパーフルオロエラストマーに有用である好ましい硬化系は、下式のビス（アミノフェノール）およびビス（アミノチオフェノール）、
【００２４】
【化１】
【００２５】
および下式のテトラアミンを利用する。
【００２６】
【化２】
【００２７】
式中、Ａは、炭素原子１〜６個のＳＯ2、Ｏ、ＣＯ、アルキル、炭素原子１〜１０個のパーフルオロアルキレンまたは２つの芳香族環を結合する炭素−炭素結合である。上式ＸおよびＸＩのアミノおよびヒドロキシルまたはチオ基はベンゼン環で互い近接しており、基Ａに対してメタおよびパラ位で交互に用いられる。好ましくは、硬化剤は、４，４’−［２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチリデン］ビス（２−アミノフェノール）、４，４’−スルホニルビス（２−アミノフェノール）、３，３’−ジアミノベンジジンおよび３，３’，４，４’−テトラアミノベンゾフェノンからなる群より選択される化合物である。これらのうち最初のものが最も好ましく、ビス（アミノフェノール）ＡＦと呼ばれる。硬化剤は、アンジェロ（Ａｎｇｅｌｏ）に付与された米国特許公報（特許文献８）に開示されたとおりにして調製することができる。ビス（アミノフェノール）ＡＦは、４，４’−［２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチリデン］−ビスフェノール（すなわち、ビスフェノールＡＦ）の、好ましくは硝酸カリウムおよびトリフルオロ酢酸によるニトロ化の後、好ましくは溶剤としてエタノールおよび触媒量のパラジウムまたは触媒としての炭素による接触水素化により調製することができる。硬化剤のレベルを選択して、加硫物の所望の特性を最適化しなければならない。通常、パーフルオロエラストマーに存在する全ての硬化部位と反応するのに必要な量よりもやや過剰の硬化剤を用いる。一般的に、エラストマー１００部当たり０．５〜５重量部の硬化剤が必要である。好ましい範囲は１〜２ｐｈｒである。
【００２８】
ニトリル硬化部位を有するパーフルオロエラストマーを加硫するのに好適なその他の硬化剤としては、アンモニア、米国特許公報（特許文献９）に開示されているような無機または有機酸のアンモニウム塩（例えば、アンモニウムパーフルオロオクタノエート）および米国特許公報（特許文献１０）に開示されているように分解してアンモニアを生成する化合物（例えば、ウレア）が挙げられる。
【００２９】
硬化部位がニトリル、ヨウ素または臭素基のときは特に、過酸化物もまた硬化剤として利用してもよい。有用な過酸化物は、硬化温度で遊離基を生成するようなものである。５０℃を超える温度で分解するジアルキル過酸化物またはビス（ジアルキル過酸化物）が特に好ましい。多くの場合、パーオキシ酸素に付加した第三級炭素原子を有するジ−ターシャリーブチル過酸化物を用いるのが好ましい。このタイプの最も有用な過酸化物は、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ターシャリーブチルパーオキシ）−ヘキシン−３および２，５−ジメチル−２，５−ジ（ターシャリーブチルパーオキシ）−ヘキサンである。その他の過酸化物は、ジクミル過酸化物、ジベンゾイル過酸化物、ターシャリーブチルパーベンゾエートおよびジ［１，３−ジメチル−３−（ｔ−ブチルパーオキシ）−ブチル］カーボネート等の化合物から選択することができる。通常、パーフルオロエラストマー１００部当たり約１〜３部の過酸化物を用いる。
【００３０】
過酸化物硬化系の一部として組成物と通常ブレンドされるその他の材料は、過酸化物と協働して、有用な硬化を与えることのできる多価不飽和化合物から構成される助剤である。これらの助剤は、パーフルオロエラストマー１００部当たり０．１〜１０部、好ましくは２〜５ｐｈｒの量で添加することができる。助剤は、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリ（メチルアリル）イソシアヌレート、トリス（ジアリルアミン）−ｓ−トリアジン、トリアリルホスファイト、Ｎ，Ｎ−ジアリルアクリルアミド、ヘキサアルキルホスホルアミド、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラアルキルテトラフタルアミド、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラアリルマロンアミド、トリビニルイソシアヌレート、２，４，６−トリビニルメチルトリシロキサンおよびトリ（５−ノルボルネン−２−メチレン）シアヌレートのうち１つまたは複数であってよい。特に有用なのはトリアリルイソシアヌレートである。
【００３１】
存在する硬化部位に応じて、二重硬化系を用いることもできる。例えば、ニトリル含有硬化部位モノマーの共重合単位を有するパーフルオロエラストマーは、有機硬化剤および助剤と組み合わせた過酸化物の混合物を含む硬化剤を用いて硬化することができる。通常、０．３〜５部の酸化物、０．３〜５部の助剤および０．１〜１０部の有機硬化剤を用いる。
【００３２】
パーフルオロエラストマー化合に一般的に用いられるフィラー（例えば、カーボンブラック、硫酸バリウム、シリカ、酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウムおよび二酸化チタン）、安定剤、可塑剤、潤滑剤および処理助剤等の添加剤を、本発明で使用する硬化性パーフルオロエラストマー組成物に組み込むことができる。ただし、これらの添加剤が目的の使用条件にとって適切な安定性および純度を有する場合に限る。
【００３３】
本発明で使用するアルミニウム基材を用いて、ドアシール、ゲートバルブ、振り子バルブ、ソレノイド先端、結合されたピストンシール、ダイアフラム、金属ガスケット等の結合された金属パーフルオロエラストマー部品を形成する。これらの部品は、半導体製造設備、化学処理設備および分析機器等、高温、腐蝕性環境で特に有用である。
【００３４】
硬化性パーフルオロエラストマー組成物に結合されるアルミニウム基材の表面は、陽極酸化により予め処理して多孔性表面構造を形成する。アルミニウム表面を陽極酸化する好ましい手段は、リン酸陽極酸化である。このプロセスにおいて、アルミニウム基材の表面を、必要であれば、ＮａＯＨ溶液等の塩基でまず洗浄する。洗浄した表面をＡＳＴＭ Ｄ３９３３〜９８に準拠して陽極酸化して、多孔性表面を形成する。パーフルオロエラストマーを多孔性表面に結合する前にポアは充填しない。
【００３５】
硬化性パーフルオロエラストマー組成物は、アルミニウム基材の多孔性表面に圧縮成形される。成形は、加圧下、高温で、少なくとも部分的にパーフルオロエラストマーを硬化（すなわち、加硫または架橋）させ、アルミニウム基材にそれを結合するのに十分な時間にわたって行う。結合は、架橋前、アルミニウム基材の多孔性表面構造に加圧下で流れるパーフルオロエラストマーにより強化される。任意で、得られるパーフルオロエラストマー−アルミニウム部分は、高温で、エラストマーの物理特性および硬化したエラストマーのアルミニウム基材への結合強度を改善するのに十分な時間にわたって後硬化してもよい。後硬化は、エアオーブン中または窒素ガス充填オーブン等の不活性雰囲気中で行われる。一般的な圧縮成形条件は１８０℃〜２２０℃の間の温度で４〜８分である。一般的な後硬化条件は２５０℃〜３１５℃の間の温度で５〜４８時間である。
【００３６】
以下の実施例は、本発明の好ましい実施形態を例示するものである。特に断りのない限り、部は全て重量基準である。
【実施例】
【００３７】
（試験方法）
接着力、すなわち、アルミニウム基材から硬化したパーフルオロエラストマーを引っ張るのに必要な力を、ＡＳＴＭ Ｄ４２９、方法Ｂに準拠して測定した。
【００３８】
（実施例１）
使用したパーフルオロエラストマーは、米国特許公報（特許文献１１）に記載された一般的方法に従って調製された６８モルパーセント単位のＴＦＥ、３１モルパーセント単位のＰＭＶＥおよび１モルパーセント単位のパーフルオロ（８−シアノ−５−メチル−３，６−ジオキサ−１−オクテン）を含有するコポリマーであった。パーフルオロエラストマーをウレアおよびカーボンブラックと化合することにより硬化性組成物を作成した。
【００３９】
用いたアルミニウム基材は、表面平滑度（陽極酸化前）Ｒａが１．６〜３．２のタイプＡ６０６１であった。
【００４０】
本発明の方法に従って作成した試料（試料１）は、ＡＳＴＭ Ｄ３９３３に準拠して清浄な６０ｍｍ×２５ｍｍ×２ｍｍのアルミニウム基材の表面を陽極酸化して多孔性表面を形成することにより作成した。パーフルオロエラストマーと接触させる前はポアを充填しなかった。硬化性パーフルオロエラストマー組成物を陽極酸化アルミニウム表面上に４分間、１９０℃でプレス硬化した。得られた部分を３０５℃で１０時間エアオーブンで後硬化した。
【００４１】
試験方法に従って接着力を測定した。結果を表ＩＩに示す。硬化したパーフルオロエラストマーは、陽極酸化アルミニウム基材からきれいに剥がれず、引裂かれた。
【００４２】
アルミニウム基材の表面を陽極酸化しなかった以外は、対照（試料Ａ）を試料１と同じやり方で作成した。接着力を測定し、結果を表Ｉに示してある。硬化したパーフルオロエラストマーは、アルミニウム基材からきれいに分離された。
【００４３】
陽極酸化していないアルミニウム表面をケムロック（Ｃｈｅｍｌｏｃｋ）６０７（ロード社（Ｌｏｒｄ Ｃｏｒｐ．）より入手可能）で予備処理した以外は、第２の対照（試料Ｂ）を試料Ａと同じやり方で作成した。ケムロック（Ｃｈｅｍｌｏｃｋ）６０７は、フルオロエラストマーを金属表面に接合するのに業界で一般的に用いられているアミノ−シラン結合剤である。接着力を測定し、結果を表Ｉに示してある。硬化したパーフルオロエラストマーは、アルミニウム基材からきれいに分離された。
【００４４】
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）アルミニウム基材の表面を陽極酸化して、多孔性表面を形成する工程と、
ｂ）硬化性パーフルオロエラストマーを前記多孔性表面に圧縮成形および加硫して、前記アルミニウム基板に結合された架橋したパーフルオロエラストマー物品を形成する工程と
を含むことを特徴とする、アルミニウム基材表面に硬化性パーフルオロエラストマー組成物を結合する方法。
【請求項２】
前記陽極酸化がＡＳＴＭ Ｄ３９３３−９８に準拠したリン酸によるものであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記圧縮成形が４〜８分間、１８０℃〜２２０℃の温度でなされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ｃ）前記アルミニウム基材に結合された前記パーフルオロエラストマー物品を５〜４８時間、２５０℃〜３１５℃の温度で後硬化する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記パーフルオロエラストマーが、５３．０〜７９．９モルパーセントのテトラフルオロエチレン、２０．０〜４６．９モルパーセントのパーフルオロ（メチルビニル）エーテルおよび０．４〜１．５モルパーセントのニトリル含有硬化部位モノマーの共重合単位を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１】
ａ）アルミニウム基材の表面を陽極酸化して、多孔性表面を形成する工程と、
ｂ）硬化性パーフルオロエラストマーを前記多孔性表面に圧縮成形および加硫して、前記アルミニウム基板に結合された架橋したパーフルオロエラストマー物品を形成する工程と
を含むことを特徴とする、アルミニウム基材表面に硬化性パーフルオロエラストマー組成物を結合する方法。
【請求項２】
前記陽極酸化がＡＳＴＭ Ｄ３９３３−９８に準拠したリン酸によるものであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記圧縮成形が４〜８分間、１８０℃〜２２０℃の温度でなされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ｃ）前記アルミニウム基材に結合された前記パーフルオロエラストマー物品を５〜４８時間、２５０℃〜３１５℃の温度で後硬化する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記パーフルオロエラストマーが、５３．０〜７９．９モルパーセントのテトラフルオロエチレン、２０．０〜４６．９モルパーセントのパーフルオロ（メチルビニル）エーテルおよび０．４〜１．５モルパーセントのニトリル含有硬化部位モノマーの共重合単位を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【公表番号】特表２００８−５３２８０８（Ｐ２００８−５３２８０８Ａ）
【公表日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５０１０１０（Ｐ２００８−５０１０１０）
【出願日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／００８７８６
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０９９２３５
【国際公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【出願人】（５９７０３５９５３）デュポン パフォーマンス エラストマーズ エルエルシー (44)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／００８７８６
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０９９２３５
【国際公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【出願人】（５９７０３５９５３）デュポン パフォーマンス エラストマーズ エルエルシー (44)
【Ｆターム（参考）】
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