JPH06220185A - Production of perfluoropolyether by infrared laser - Google Patents
Production of perfluoropolyether by infrared laserInfo
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- JPH06220185A JPH06220185A JP23203691A JP23203691A JPH06220185A JP H06220185 A JPH06220185 A JP H06220185A JP 23203691 A JP23203691 A JP 23203691A JP 23203691 A JP23203691 A JP 23203691A JP H06220185 A JPH06220185 A JP H06220185A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【構成】 少なくとも一種のペルフルオロオレフィンと
酸素等を原料とし、赤外レーザーを照射することによっ
て、ペルフルオロポリエーテルを製造する方法。
【効果】 本方法により、安価に、かつ高収率・高効率
でペルフルオロポリエーテル、及びその薄膜を形成する
ことができる。本方法で記録媒体部材に潤滑剤層を設け
ることにより、記録媒体のヘッドに対する耐摺動性を長
期間保ち、しかも停止中にヘッドと記録媒体が潤滑剤を
介して付着するのを防ぐことができ、その結果、記録媒
体の耐食性が向上する。
(57) [Summary] (Modified) [Constitution] A method for producing a perfluoropolyether by irradiating an infrared laser with at least one kind of perfluoroolefin and oxygen as raw materials. [Effect] By this method, the perfluoropolyether and its thin film can be formed at low cost with high yield and high efficiency. By providing the recording medium member with the lubricant layer by this method, it is possible to maintain the sliding resistance of the recording medium to the head for a long period of time and prevent the head and the recording medium from adhering to each other through the lubricant during the stop. As a result, the corrosion resistance of the recording medium is improved.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は赤外レーザー照射によっ
てペルフルオロポリエーテルの製造方法に関し、さらに
詳細には、ペルフルオロオレフィン及び/又は環状ペル
フルオロエーテルを含む原料ガスのレーザー反応によ
る、ペルフルオロポリエーテルの製造方法、ペルフルオ
ロポリエーテル薄膜の製造方法及びペルフルオロポリエ
ーテル潤滑剤層の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing perfluoropolyether by infrared laser irradiation, and more particularly to the production of perfluoropolyether by laser reaction of a raw material gas containing perfluoroolefin and / or cyclic perfluoroether. The present invention relates to a method, a method for producing a perfluoropolyether thin film, and a method for producing a perfluoropolyether lubricant layer.
【0002】[0002]
【従来技術】電子計算機の大容量記憶装置として使用さ
れる磁気記録ディスク(磁気ディスク)などヘッドが接
触するタイプの磁気記録媒体は、非磁性基板(アルミニ
ウム、ガラス、グラファイトなど)の表面にスパッタ法
による強磁性薄膜(コバルト・ニッケル、コバルト・ク
ロムなど)、その上に保護膜(非晶質炭素、立方晶窒化
ホウ素(c−BN)、イットリア安定化酸化ジルコニウ
ム膜、酸化ケイ素(SiO2) など)、さらにその上に潤滑
剤としてペルフルオロポリエーテル薄膜(主鎖構造は
(-CF(CF3)CF2O-)n 、(-CF2CF2CF2O-)n 、(-CF(CF3)CF
(CF3)O-)n など)が塗布されて形成されている。ペルフ
ルオロポリエーテル薄膜は耐摺動性、耐腐食性を高める
潤滑剤分子層として作用し、液体のペルフルオロポリエ
ーテル薄膜の保護膜表面への付着性が磁気ディスクの耐
摺動性、耐腐食性に大きく影響する。通常、ペルフルオ
ロポリエーテル薄膜は磁気ディスクを液体ペルフルオロ
ポリエーテルに浸漬した後、溶媒で洗浄することによる
塗布法で製造される。2. Description of the Related Art A magnetic recording medium such as a magnetic recording disk (magnetic disk) used as a mass storage device of an electronic computer with which a head comes into contact has a non-magnetic substrate (aluminum, glass, graphite, etc.) on which the surface is sputtered. Ferromagnetic thin film (Cobalt / Nickel, Cobalt / Chromium, etc.) with protective film (amorphous carbon, cubic boron nitride (c-BN), yttria-stabilized zirconium oxide film, silicon oxide (SiO 2 ) etc. ), And a perfluoropolyether thin film as a lubricant (main chain structure is (-CF (CF 3 ) CF 2 O-) n , (-CF 2 CF 2 CF 2 O-) n , (-CF (CF 3 ) CF
(CF 3 ) O-) n ) is applied and formed. The perfluoropolyether thin film acts as a lubricant molecular layer that enhances sliding resistance and corrosion resistance, and the adhesion of liquid to the protective film surface of the perfluoropolyether thin film improves the sliding resistance and corrosion resistance of the magnetic disk. It has a great influence. Usually, a perfluoropolyether thin film is manufactured by a coating method by immersing a magnetic disk in liquid perfluoropolyether and then washing with a solvent.
【0003】ペルフルオロポリエーテル液体潤滑剤薄膜
には、潤滑剤の摺動による飛散、高温・低温下での潤滑
性能の変化、潤滑剤によるヘッドと磁気ディスクの粘
着、潤滑剤の塗布工程での膜厚の不均一、不純物の混入
などの点で問題があった。この問題の解決策として、ア
ンカー機能を持つ末端基を含むペルフルオロポリエーテ
ル潤滑剤を塗布する方法や、ヘキサフルオロプロペンと
酸素を原料ガスとして紫外線ランプ(高圧水銀ランプ)
や紫外線レーザー(エキシマ−レーザー、YAGレーザ
ーの4倍波)で照射して保護膜表面で光酸化重合を起こ
しペルフルオロポリエーテル潤滑剤薄膜を形成する方法
が提案されている(文献:松沼悟ら、日本化学会秋季年
会、札幌、1991)。The perfluoropolyether liquid lubricant thin film is a film which is scattered by the sliding of the lubricant, changes in the lubrication performance at high and low temperatures, adhesion of the head and the magnetic disk by the lubricant, and a film in the process of applying the lubricant. There were problems in that the thickness was uneven and impurities were mixed. As a solution to this problem, a method of applying a perfluoropolyether lubricant containing an end group having an anchor function or an ultraviolet lamp (high pressure mercury lamp) using hexafluoropropene and oxygen as source gases
And UV laser (excimer laser, 4th harmonic of YAG laser) are applied to cause photo-oxidative polymerization on the surface of the protective film to form a perfluoropolyether lubricant thin film (Reference: Satoru Matsunuma, Japan. Chemistry Society Autumn Annual Meeting, Sapporo, 1991).
【0004】しかし、アンカー機能を持つ末端基を含む
ペルフルオロポリエーテルのような潤滑剤は、非晶質炭
素や酸化ケイ素などの非金属化合物の保護膜上への付着
性能が低く、また、潤滑剤分子層の均一薄膜化が困難で
あるため、高記録密度磁気ディスクには適用できない。
また、紫外光照射により保護膜表面に潤滑剤薄膜を形成
する方法は、紫外線ランプや紫外線レーザーが高価でエ
ネルギー変換効率が低いため光子価格が高いこと、強度
の強い光が得られないこと、原料の光吸収係数が低いた
め反応効率が低いことなどの問題があった。However, a lubricant such as perfluoropolyether having a terminal group having an anchor function has a low performance of adhering a non-metal compound such as amorphous carbon or silicon oxide onto a protective film, and also a lubricant. Since it is difficult to make the molecular layer uniformly thin, it cannot be applied to high recording density magnetic disks.
In addition, the method of forming a lubricant thin film on the surface of the protective film by irradiation with ultraviolet light is that ultraviolet lamps and ultraviolet lasers are expensive and energy conversion efficiency is low, so photon price is high, strong light cannot be obtained, However, there is a problem that the reaction efficiency is low due to its low light absorption coefficient.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の第1
の目的は、ペルフルオロポリエーテルを高収率で製造す
る安価な方法を提供することである。また、本発明の第
2の目的は、基板上で原料の光酸化重合を起こし、基板
表面に均一で強固に付着した均一・高純度・高性能のペ
ルフルオロポリエーテル薄膜を、高収率・高効率で形成
する方法を提供することである。Therefore, the first aspect of the present invention
The purpose of is to provide an inexpensive method for producing perfluoropolyether in high yield. A second object of the present invention is to obtain a uniform, high-purity and high-performance perfluoropolyether thin film which is produced by photooxidative polymerization of a raw material on the substrate and adheres uniformly and firmly to the substrate surface with high yield and high yield. It is to provide a method of forming efficiently.
【0006】さらに、本発明の第3の目的は、基板、記
録用薄膜及び保護膜を有する記録媒体部材上にペルフル
オロポリエーテル潤滑剤層を形成する方法を提供するこ
とである。A third object of the present invention is to provide a method for forming a perfluoropolyether lubricant layer on a recording medium member having a substrate, a recording thin film and a protective film.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意努力した結果、少なくとも一種の
ペルフルオロオレフィンと酸素、少なくとも一種の環状
ペルフルオロエーテルと任意に加えた酸素、あるいは少
なくとも一種のペルフルオロオレフィン、少なくとも一
種の環状ペルフルオロエーテル及び任意に加えた酸素を
原料とし、必要に応じてラジカル重合開始剤を上記原料
に添加し、赤外レーザーを照射することによりペルフル
オロポリエーテルを製造する方法を見出し、本発明を完
成させるに至った。The present inventors have made diligent efforts to solve the above-mentioned problems, and as a result, at least one perfluoroolefin and oxygen, at least one cyclic perfluoroether and optionally added oxygen, or at least A perfluoropolyether is produced by using one kind of perfluoroolefin, at least one kind of cyclic perfluoroether and optionally added oxygen as a raw material, adding a radical polymerization initiator to the above raw material as necessary, and irradiating an infrared laser. The inventors have found a method and completed the present invention.
【0008】即ち、本件第1発明は、少なくとも一種の
ペルフルオロオレフィンと酸素、少なくとも一種の環状
ペルフルオロエーテルと任意に加えた酸素、あるいは少
なくとも一種のペルフルオロオレフィン、少なくとも一
種の環状ペルフルオロエーテル及び任意に加えた酸素を
原料とし、必要に応じてラジカル重合開始剤を上記原料
に添加し、赤外レーザーを照射することによりペルフル
オロポリエーテルを製造する方法を提供するものであ
る。That is, according to the first aspect of the present invention, at least one perfluoroolefin and oxygen, at least one cyclic perfluoroether and optionally added oxygen, or at least one perfluoroolefin, at least one cyclic perfluoroether and optionally added. The present invention provides a method for producing a perfluoropolyether by using oxygen as a raw material, adding a radical polymerization initiator to the above raw material as necessary, and irradiating an infrared laser.
【0009】また、本件第2発明は、照射容器内に基板
を設置し、前記照射容器内を所定の圧力以下に減圧した
後、少なくとも一種のペルフルオロオレフィンと酸素、
少なくとも一種の環状ペルフルオロエーテルと任意に加
えた酸素、あるいは少なくとも一種のペルフルオロオレ
フィン、少なくとも一種の環状ペルフルオロエーテル及
び任意に加えた酸素、さらに、必要に応じてラジカル重
合開始剤を導入し、赤外レーザーを照射することによっ
て前記基板上にペルフルオロポリエーテル薄膜を形成す
ることを特徴とするペルフルオロポリエーテル薄膜の製
造方法を提供するものである。In the second aspect of the present invention, a substrate is placed in an irradiation container, the inside of the irradiation container is depressurized to a predetermined pressure or lower, and then at least one perfluoroolefin and oxygen,
At least one cyclic perfluoroether and optionally added oxygen, or at least one perfluoroolefin, at least one cyclic perfluoroether and optionally added oxygen, further introduced a radical polymerization initiator, if necessary, infrared laser The method for producing a perfluoropolyether thin film is characterized by forming a perfluoropolyether thin film on the substrate by irradiating the substrate.
【0010】さらに、本件第3発明は、照射容器内に物
体を設置し、前記照射容器内を所定の圧力以下に減圧し
た後、少なくとも一種のペルフルオロオレフィンと酸
素、少なくとも一種の環状ペルフルオロエーテルと任意
に加えた酸素、あるいは少なくとも一種のペルフルオロ
オレフィン、少なくとも一種の環状ペルフルオロエーテ
ル及び任意に加えた酸素、さらに、必要に応じてラジカ
ル重合開始剤を導入し、赤外レーザーを照射することに
よって前記物体上にペルフルオロポリエーテル薄膜を形
成することを特徴とするペルフルオロポリエーテル潤滑
剤層の製造方法を提供するものである。Furthermore, in the third invention of the present case, after an object is installed in the irradiation container and the inside of the irradiation container is depressurized to a predetermined pressure or less, at least one perfluoroolefin and oxygen, and at least one cyclic perfluoroether are optionally used. Oxygen added to, or at least one perfluoroolefin, at least one cyclic perfluoroether and optionally added oxygen, further, if necessary by introducing a radical polymerization initiator, by irradiating an infrared laser on the object The present invention provides a method for producing a perfluoropolyether lubricant layer, which comprises forming a perfluoropolyether thin film on.
【0011】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
方法は、赤外レーザーにより誘起される赤外多光子分
解、熱分解、誘電破壊、又はこれらの組合せを利用する
ものである。本発明の方法における反応条件は、上記の
いずれの反応を利用するものであるかによって異なる場
合がある。The present invention will be described in detail below. The method of the invention utilizes infrared laser induced infrared multiphoton decomposition, thermal decomposition, dielectric breakdown, or a combination thereof. The reaction conditions in the method of the present invention may differ depending on which of the above reactions is used.
【0012】まず、本件第1発明の方法においては、所
定の圧力以下に減圧した照射容器内に原料ガスを導入す
る。また、本件第2発明の方法においては、所定の圧力
以下に減圧した照射容器内に基板を設置し、原料ガスを
導入する。さらに、本件第3発明においては、所定の圧
力以下に減圧した照射容器内に基板、記録用薄膜及び保
護基を含む記録媒体部材を設置し、原料ガスを導入す
る。First, in the method of the first aspect of the present invention, the raw material gas is introduced into the irradiation container whose pressure is reduced to a predetermined pressure or less. In the method of the second aspect of the present invention, the substrate is placed in the irradiation container whose pressure is reduced to a predetermined pressure or lower, and the source gas is introduced. Further, in the third aspect of the present invention, the recording medium member including the substrate, the recording thin film and the protective group is installed in the irradiation container depressurized to a predetermined pressure or lower, and the raw material gas is introduced.
【0013】照射容器は、10-2Torr以下、好ましくは
10-4Torr以下の圧力まで減圧される。圧力が10-2To
rrより高いと酸素を添加しない場合でも、空気中の酸素
が反応や基板に影響を及ぼすという問題が生じる。本件
第2発明の方法において使用できる基板としては、NaC
l、KBr 等の無機物の基板、プラスチック、ガラス、セ
ラミックス、金属、半導体、有機物等のあらゆる材質の
基板を挙げることができる。上記の基板の厚さは特に限
定されないが、100μm〜10mmが好ましい。上記基
板は、洗浄、脱脂、乾燥、揮発物除去等の処理を行なっ
ておくことが好ましい。The irradiation vessel is depressurized to a pressure of 10 -2 Torr or less, preferably 10 -4 Torr or less. Pressure is 10 -2 To
If it is higher than rr, there is a problem that oxygen in the air affects the reaction and the substrate even when oxygen is not added. As a substrate that can be used in the method of the second invention of the present case, NaC
Examples thereof include substrates of inorganic materials such as l and KBr, substrates of all materials such as plastic, glass, ceramics, metals, semiconductors and organic materials. The thickness of the above substrate is not particularly limited, but is preferably 100 μm to 10 mm. It is preferable that the substrate is subjected to treatments such as cleaning, degreasing, drying, and removal of volatile matter.
【0014】また、反応に先立って、基板は−100〜
10℃に冷却しておくことが好ましい。これにより、気
相中で生成したペルフルオロポリエーテルを基板上に強
固に吸着させることができ、また、基板近傍または基板
上でのラジカル重合反応を起こすことにより、より強固
に基板に吸着したペルフルオロポリエーテル薄膜を製造
することができるという利点が生じる。また基板の冷却
温度が−100℃より低いと原料ガスが基板上に吸着
し、気相中の赤外レーザー反応が進行することなく、基
板上の液体あるいは固体原料の熱反応が進行するという
問題が生じ、基板の冷却温度が10℃より高いと生成し
たペルフルオロポリエーテルが基板上に吸着しにくいと
いう問題が生じる。上記の温度範囲のうち、−70〜−
30℃が特に好ましい。Prior to the reaction, the substrate is -100 to
It is preferable to cool to 10 ° C. As a result, the perfluoropolyether produced in the gas phase can be strongly adsorbed on the substrate, and the radical polymerization reaction in the vicinity of the substrate or on the substrate causes the perfluoropolyether more strongly adsorbed on the substrate. The advantage arises that an ether film can be produced. Further, when the cooling temperature of the substrate is lower than -100 ° C, the raw material gas is adsorbed on the substrate, and the thermal reaction of the liquid or solid raw material on the substrate proceeds without the infrared laser reaction in the gas phase proceeding. When the substrate cooling temperature is higher than 10 ° C., the generated perfluoropolyether is difficult to adsorb on the substrate. Of the above temperature range, -70 to-
30 ° C. is particularly preferred.
【0015】さらに、基板は、酸化、適当な化学結合の
形成、適当な原子あるいは分子を基板表面に分散、ある
いはコーティングすること等の化学修飾を行なうことが
好ましい。上記の化学修飾により、少なくともペルフル
オロポリエーテルの末端が基板表面に対してアンカー機
能をもつことや、ペルフルオロポリエーテル自身が化学
修飾に対してよく吸着するため、より強固に基板に吸着
したペルフルオロポリエーテル薄膜を製造することがで
きるという利点が生じる。化学修飾は具体的には化学修
飾ガスを基板に作用させて行うドライプロセスと、基板
を修飾液体または修飾化合物を含む溶液に浸とうさせて
行うウェットプロセスとが、ともに適用できる。それぞ
れ常法に従って行なうことができる。例えば、ドライプ
ロセスの一例として、基板を酸素雰囲気下で数日間放置
することにより、表面の酸化を行うことができる。Further, the substrate is preferably subjected to chemical modification such as oxidation, formation of a suitable chemical bond, dispersion or coating of a suitable atom or molecule on the surface of the substrate. Due to the above chemical modification, at least the end of the perfluoropolyether has an anchor function with respect to the substrate surface, and since the perfluoropolyether itself adsorbs well to the chemical modification, the perfluoropolyether more strongly adsorbed on the substrate. The advantage arises that thin films can be produced. Specifically, the chemical modification can be applied to both a dry process in which a chemical modifying gas is applied to a substrate and a wet process in which the substrate is dipped in a solution containing a modifying liquid or a modifying compound. Each can be carried out according to a conventional method. For example, as an example of a dry process, the surface can be oxidized by leaving the substrate in an oxygen atmosphere for several days.
【0016】さらに、基板は、機械加工及び/又は表面
加工により、表面処理されてもよい。機械加工の例とし
ては、基板表面に数十〜数百ミクロン程度の小さなキズ
をつけることが挙げられる。表面加工の例としては、プ
ラズマやレーザーなどによる表面処理、グレージング、
アニーリング、合金化、CVD、アブレーション、エッ
チングなどが挙げられる。Further, the substrate may be surface-treated by mechanical processing and / or surface processing. As an example of the mechanical processing, there is a small scratch on the surface of the substrate of about several tens to several hundreds of microns. Examples of surface processing include surface treatment with plasma or laser, glazing,
Examples include annealing, alloying, CVD, ablation, etching and the like.
【0017】また、本件第3発明は、物体にペルフルオ
ロポリエーテル潤滑剤層を設ける方法を提供し、これに
より、物体は摺動、腐食、磨耗等から保護される。本明
細書中、「潤滑剤層」とは、基板と接触し、高速回転す
るタイプのディスクなどで、基板の保護などのために付
着している摺動潤滑特性の優れた層をいう。前記ペルフ
ルオロポリエーテル潤滑剤層は、磁気ディスク、光ディ
スクなどのディスクや磁気テープ等の記録媒体部材、ベ
アリング、歯車、ねじ等に、好ましくは、基板、記録用
薄膜及び保護膜を有する記録媒体部材に設けることがで
きる。The third aspect of the present invention also provides a method of providing a perfluoropolyether lubricant layer on an object, whereby the object is protected from sliding, corrosion, abrasion and the like. In the present specification, the term "lubricant layer" refers to a layer which is in contact with a substrate and rotates at a high speed, and which is attached to protect the substrate and has excellent sliding lubrication characteristics. The perfluoropolyether lubricant layer is used for a recording medium member such as a magnetic disk, a disc such as an optical disc and a magnetic tape, a bearing, a gear, a screw, etc., preferably for a recording medium member having a substrate, a recording thin film and a protective film. Can be provided.
【0018】前記記録媒体部材の例としては、アルミニ
ウム、ガラス、グラファイト等の基板上にスパッタ法等
によりコバルト・ニッケル、コバルト・クロム等の記録
用薄膜を設け、さらにその上に非晶質炭素、立方晶窒化
ホウ素、イットリア安定化酸化ジルコン、酸化ケイ素等
の保護膜を設けたものが挙げられる。上記の基板、及び
ペルフルオロポリエーテル潤滑層を設けるべき物体は、
反応に先立ち、−100〜10℃に冷却しておくことが
好ましい。これにより、基板表面の反応温度を均一に保
持しやすいという利点が生じる。また、冷却温度が−1
00℃より低いと原料ガスが基板上に吸着し、気相中の
赤外レーザー反応が進行することなく、基板上の液体あ
るいは固体原料の熱反応が進行するという問題が生じ、
10℃より高いと生成したペルフルオロポリエーテルが
基板上に吸着しにくいという問題が生じる。上記の温度
範囲のうち−70〜−30℃が好ましい。As an example of the recording medium member, a recording thin film of cobalt / nickel, cobalt / chromium or the like is provided on a substrate of aluminum, glass, graphite or the like by a sputtering method or the like, and amorphous carbon is further formed thereon. Examples thereof include those provided with a protective film of cubic boron nitride, yttria-stabilized zircon oxide, silicon oxide or the like. The above-mentioned substrate and the object on which the perfluoropolyether lubricating layer is to be provided are
It is preferable to cool to -100 to 10 ° C before the reaction. As a result, there is an advantage that the reaction temperature on the substrate surface can be easily maintained uniformly. Also, the cooling temperature is -1
When the temperature is lower than 00 ° C., the raw material gas is adsorbed on the substrate, and the thermal reaction of the liquid or solid raw material on the substrate proceeds without causing the infrared laser reaction in the gas phase,
If the temperature is higher than 10 ° C, the generated perfluoropolyether is difficult to be adsorbed on the substrate. Of the above temperature range, −70 to −30 ° C. is preferable.
【0019】本発明に使用する原料であるペルフルオロ
オレフィンは、炭素数2〜6のペルフルオロオレフィン
を含む。具体的には、ペルフルオロエチレン、ペルフル
オロプロピレン、1−及び2−ペルフルオロブテン、ペ
ルフルオロアレン、ペルフルオロブタジエン、1−及び
2−ペルフルオロペンテン、ペルフルオロイソプレン、
ペルフルオロヘキセン等を挙げることができる。このう
ち、ペルフルオロプロピレンが好ましい。上記ペルフル
オロオレフィンは単独でも、二種以上混合して用いても
よい。上記ペルフルオロオレフィンは、赤外多光子分解
反応を行なうには1〜50Torr、熱分解反応を行なうに
は50〜1000Torr、誘電破壊を行なうには10〜1
00Torrの圧力で上記の減圧した照射容器中に導入する
ことが好ましい。これより圧力が高いと赤外多光子分解
反応、熱分解反応、および誘電破壊それぞれの反応が起
こらないという問題が生じ、これより、圧力が低いとそ
れぞれの反応が起こってもペルフルオロポリエーテルが
十分な収率、収量で生成しないという問題が生じる。上
記の圧力範囲のうち、赤外多光子分解反応を行なうには
10〜30Torr、熱分解反応を行なうには200〜50
0Torr、誘電破壊を行なうには10〜50Torrが特に好
ましい。上記ペルフルオロオレフィンと酸素のモル比は
1:1〜1:100が好ましい。この範囲より酸素の比
率が高いと、レーザー光吸収の効率が低く、特に赤外多
光子分解と熱分解が起こりにくい。また酸素分子が関与
したラジカル連鎖反応の効率も低下する。その結果、ペ
ルフルオロポリエーテルの生成効率が低下するという問
題が生じ、この範囲より酸素の比率が低いとペルフルオ
ロポリエーテルが生成せず、ペルフルオロポリオレフィ
ンが生成するという問題が生じる。上記範囲のうち、特
に1:2〜1:10が好ましい。酸素ガスの導入は、ペ
ルフルオロオレフィンガスの導入の前後あるいは同時に
行なうことができる。The perfluoroolefin as a raw material used in the present invention contains a perfluoroolefin having 2 to 6 carbon atoms. Specifically, perfluoroethylene, perfluoropropylene, 1- and 2-perfluorobutene, perfluoroallene, perfluorobutadiene, 1- and 2-perfluoropentene, perfluoroisoprene,
Perfluorohexene etc. can be mentioned. Of these, perfluoropropylene is preferable. The perfluoroolefins may be used alone or in combination of two or more. The above-mentioned perfluoroolefin is 1 to 50 Torr for performing an infrared multiphoton decomposition reaction, 50 to 1000 Torr for performing a thermal decomposition reaction, and 10 to 1 for performing a dielectric breakdown.
It is preferably introduced into the irradiation container whose pressure has been reduced at a pressure of 00 Torr. If the pressure is higher than this, the problems of infrared multiphoton decomposition reaction, thermal decomposition reaction, and dielectric breakdown do not occur, and if the pressure is lower than this, perfluoropolyether is sufficient even if each reaction occurs. There is a problem that the product is not produced with a high yield. Within the above pressure range, 10 to 30 Torr for performing the infrared multiphoton decomposition reaction, and 200 to 50 for performing the thermal decomposition reaction.
0 Torr, 10 to 50 Torr is particularly preferable for dielectric breakdown. The molar ratio of the perfluoroolefin to oxygen is preferably 1: 1 to 1: 100. When the ratio of oxygen is higher than this range, the efficiency of laser light absorption is low, and especially infrared multiphoton decomposition and thermal decomposition are unlikely to occur. Also, the efficiency of radical chain reaction involving oxygen molecules is reduced. As a result, there arises a problem that the production efficiency of the perfluoropolyether is lowered, and when the oxygen ratio is lower than this range, the perfluoropolyether is not produced and the perfluoropolyolefin is produced. Of the above ranges, 1: 2 to 1:10 are particularly preferable. The oxygen gas can be introduced before or after the introduction of the perfluoroolefin gas, or at the same time.
【0020】本発明に使用する環状ペルフルオロエーテ
ルは、炭素原子数2〜6の環状ペルフルオロエーテルを
含む。具体的には、ペルフルオロエチレンオキシド、ペ
ルフルオロプロピレンオキシド、ペルフルオロブテンオ
キシド等のペルフルオロオレフィンオキシド、あるいは
ペルフルオロオキセタン、ペルフルオロフラン、ペルフ
ルオロピラン、ペルフルオロジオキセタン、ペルフルオ
ロジオキサン等や、これら環状ペルフルオロエーテルの
トリフルオロメチル置換体等を挙げることができる。こ
のうち、ペルフルオロプロピレンオキシドが好ましい。
上記環状ペルフルオロエーテルは単独でも、二種以上混
合して用いてもよい。上記環状ペルフルオロオレフィン
は、赤外多光子分解反応を行なうには1〜50Torr、熱
分解反応を行なうには50〜1000Torr、誘電破壊を
行なうには10〜100Torrの圧力で上記の減圧した照
射容器中に導入することが好ましい。これより圧力が高
いと赤外多光子分解反応、熱分解反応および誘電破壊そ
れぞれの反応が起こらないという問題が生じ、これより
圧力が低いとそれぞれの反応が起こってもペルフルオロ
ポリエーテルが十分な収率、収量で生成しないという問
題が生じる。上記の圧力範囲のうち、赤外多光子分解反
応を行なうには10〜30Torr、熱分解反応を行なうに
は200〜500Torr、誘電破壊を行なうには10〜5
0Torrが特に好ましい。上記環状ペルフルオロオレフィ
ンに、任意に酸素を添加して光酸化重合反応させる。環
状ペルフルオロオレフィンと酸素のモル比は1:1〜
1:100が好ましい。この範囲より酸素の比率が高い
とレーザー光吸収の効率が低く、特に赤外多光子分解と
熱分解が起こりにくい。また酸素分子が関与したラジカ
ル連鎖反応の効率も低下する。その結果、ペルフルオロ
ポリエーテルの生成効率が低下するという問題が生じ、
この範囲より酸素の比率が低いとペルフルオロポリエー
テルが生成しないという問題が生じる。上記範囲のう
ち、特に1:2〜1:5が好ましい。酸素ガスの導入
は、環状ペルフルオロエーテルガスの導入の前後、ある
いは同時に行なうことができる。The cyclic perfluoroether used in the present invention includes a cyclic perfluoroether having 2 to 6 carbon atoms. Specifically, perfluoroolefin oxides such as perfluoroethylene oxide, perfluoropropylene oxide, and perfluorobutene oxide, perfluorooxetane, perfluorofuran, perfluoropyran, perfluorodioxetane, perfluorodioxane, and trifluoromethyl-substituted products of these cyclic perfluoroethers. Can be mentioned. Of these, perfluoropropylene oxide is preferable.
The above cyclic perfluoroethers may be used alone or in combination of two or more. The cyclic perfluoroolefin is contained in the irradiation container depressurized at a pressure of 1 to 50 Torr for performing an infrared multiphoton decomposition reaction, 50 to 1000 Torr for performing a thermal decomposition reaction, and 10 to 100 Torr for performing a dielectric breakdown. Is preferably introduced into If the pressure is higher than this, the infrared multiphoton decomposition reaction, thermal decomposition reaction and dielectric breakdown reaction do not occur, and if the pressure is lower than this, the perfluoropolyether does not have sufficient yield even if the respective reactions occur. There is a problem that it is not produced at a rate and a yield. Within the above pressure range, 10 to 30 Torr is used for infrared multiphoton decomposition reaction, 200 to 500 Torr for thermal decomposition reaction, and 10 to 5 for dielectric breakdown.
0 Torr is particularly preferred. Oxygen is optionally added to the cyclic perfluoroolefin to cause a photooxidative polymerization reaction. The molar ratio of cyclic perfluoroolefin to oxygen is 1: 1 to
1: 100 is preferable. If the proportion of oxygen is higher than this range, the efficiency of laser light absorption is low, and especially infrared multiphoton decomposition and thermal decomposition do not easily occur. Also, the efficiency of radical chain reaction involving oxygen molecules is reduced. As a result, there arises a problem that the production efficiency of perfluoropolyether decreases.
If the oxygen ratio is lower than this range, the problem occurs that perfluoropolyether is not produced. Of the above range, 1: 2 to 1: 5 is particularly preferable. The oxygen gas can be introduced before or after the introduction of the cyclic perfluoroether gas, or at the same time.
【0021】また、少なくとも一種の上記ペルフルオロ
オレフィンと少なくとも一種の上記環状ペルフルオロエ
ーテルを含む混合物を原料として使用してもよい。好ま
しい混合物の例としては、ペルフルオロプロピレンとペ
ルフルオロプロピレンオキシド、ペルフルオロプロピレ
ンオキシドとペルフルオロエチレンオキシド、ペルフル
オロプロピレンオキシドとペルフルオロオキセタン等を
挙げることができ、このうち特にペルフルオロプロピレ
ンとペルフルオロエチレンオキシドが好ましい。ペルフ
ルオロオレフィンと環状ペルフルオロエーテルのモル比
は、10:1〜1:10が好ましい。この範囲より環状
ペルフルオロポリエーテルの比率が高いと、生成するペ
ルフルオロポリエーテルにおいて、混合組成による効果
があまり反映されないという問題を生じ、この範囲より
環状ペルフルオロエーテルの比率が低いと、生成するペ
ルフルオロポリエーテルにおいて、混合組成による効果
があまり反映されないという問題を生じる。上記範囲の
うち特に5:1〜1:5が好ましい。上記の混合ガスは
赤外多光子分解反応を行なう場合には3〜50Torr、熱
分解反応を行なう場合には50〜700Torr、誘電破壊
を行なう場合には3〜100Torrの圧力で上記の減圧し
た照射容器内に導入することが好ましい。これにより圧
力が高いと赤外多光子分解反応、熱分解反応、および誘
電破壊それぞれの反応が起こらないという問題が生じ、
これより圧力が低いとそれぞれの反応が起こってもペル
フルオロポリエーテルが十分な収率、収量が生成しない
という問題が生じる。上記の圧力範囲のうち、赤外多光
子分解反応を行なう場合には10〜30Torr、熱分解反
応を行なう場合には200〜500Torr、誘電破壊を行
なう場合には10〜50Torrが特に好ましい。上記混合
ガスに、任意ち酸素を添加して光酸素重合反応させる。
混合ガスと酸素のモル比は1:1〜1:100が好まし
い。この範囲より酸素の比率が高いとレーザー光吸収の
効率が低く、特に赤外多光子分解と熱分解が起こりにく
い。また酸素分子が関与したラジカル連鎖反応の効率も
低下する。その結果、ペルフルオロポリエーテルの生成
効率が低下するという問題が生じ、この範囲より酸素の
比率が低いとペルフルオロポリエーテルが生成しないと
いう問題が生じる。上記範囲のうち、特に1:2〜1:
5が好ましい。酸素ガスの導入は、混合ガスの導入の前
後、あるいは同時に行なうことができる。A mixture containing at least one of the above-mentioned perfluoroolefins and at least one of the above-mentioned cyclic perfluoroethers may be used as a raw material. Examples of preferable mixtures include perfluoropropylene and perfluoropropylene oxide, perfluoropropylene oxide and perfluoroethylene oxide, perfluoropropylene oxide and perfluorooxetane, and the like, of which perfluoropropylene and perfluoroethylene oxide are particularly preferable. The molar ratio of perfluoroolefin to cyclic perfluoroether is preferably 10: 1 to 1:10. If the ratio of the cyclic perfluoropolyether is higher than this range, the produced perfluoropolyether has a problem that the effect due to the mixed composition is not reflected so much, and if the ratio of the cyclic perfluoroether is lower than this range, the generated perfluoropolyether is generated. In the above, there arises a problem that the effect of the mixed composition is not reflected so much. Of the above ranges, 5: 1 to 1: 5 are particularly preferable. The above mixed gas is irradiated at a pressure of 3 to 50 Torr when performing an infrared multiphoton decomposition reaction, 50 to 700 Torr when performing a thermal decomposition reaction, and 3 to 100 Torr when performing a dielectric breakdown. It is preferably introduced into the container. This causes a problem that infrared multiphoton decomposition reaction, thermal decomposition reaction, and dielectric breakdown reaction do not occur at high pressure,
If the pressure is lower than this, there arises a problem that the perfluoropolyether is not produced in a sufficient yield even if the respective reactions occur. Of the above-mentioned pressure ranges, 10 to 30 Torr is particularly preferable for the infrared multiphoton decomposition reaction, 200 to 500 Torr for the thermal decomposition reaction, and 10 to 50 Torr for the dielectric breakdown. Oxygen is optionally added to the mixed gas to cause a photo-oxygen polymerization reaction.
The molar ratio of the mixed gas and oxygen is preferably 1: 1 to 1: 100. If the proportion of oxygen is higher than this range, the efficiency of laser light absorption is low, and especially infrared multiphoton decomposition and thermal decomposition do not easily occur. Also, the efficiency of radical chain reaction involving oxygen molecules is reduced. As a result, there arises a problem that the production efficiency of the perfluoropolyether is lowered, and when the oxygen ratio is lower than this range, the perfluoropolyether is not produced. Of the above range, particularly 1: 2-1:
5 is preferable. The oxygen gas can be introduced before or after the introduction of the mixed gas, or at the same time.
【0022】上記原料は、回分法の場合にはバルブ操作
により真空系を通して一定量を反応容器に導入し、連続
法の場合は一定流量で照射容器中を流通させる。例え
ば、TEACO2 レーザーを繰り返し速度1Hzで照射する
場合、原料ガス流量は0.1〜10リットル/分が好まし
い。さらに、原料を分子線にして導入することもでき
る。あるいは、真空セル中に原料をノズルから噴き出す
ことにより、超音速ビームとして導入することもでき
る。In the case of the batch method, a fixed amount of the above raw material is introduced into the reaction vessel through a vacuum system by a valve operation, and in the case of the continuous method, it is circulated in the irradiation vessel at a constant flow rate. For example, when the TEACO 2 laser is irradiated at a repetition rate of 1 Hz, the raw material gas flow rate is preferably 0.1 to 10 liters / minute. Further, the raw material can be introduced as a molecular beam. Alternatively, the raw material can be introduced as a supersonic beam by ejecting the raw material into the vacuum cell from a nozzle.
【0023】さらに、必要に応じてラジカル重合開始剤
を上記原料に添加してもよい。ラジカル重合開始剤の添
加により、本発明の光酸化重合反応を高い効率で行なう
ことができる。ラジカル重合開始剤としては、生成する
ペルフルオロポリエーテルの組成や物性に悪影響を及ぼ
さず、ペルフルオロオレフィン及び/又は環状ペルフル
オロエーテルのラジカル重合を開始させる化合物が好ま
しく、具体例としては、C2F6、CF3OCF3 、CF3OOCF3、CF
3Br 、CF3I、C3F8、C3F6等を挙げることができる。この
うち、CF3OCF3 、CF3OOCF3が好ましい。上記ラジカル重
合開始剤は、反応原料の総圧力を基準として、0.1〜1
0%、好ましくは0.5〜5%の圧力で添加する。ラジカ
ル重合開始剤の導入は、原料ガスの導入の前後、あるい
は同時に行なうことができる。Furthermore, if desired, a radical polymerization initiator may be added to the above raw materials. By adding the radical polymerization initiator, the photo-oxidative polymerization reaction of the present invention can be carried out with high efficiency. As the radical polymerization initiator, a compound that does not adversely affect the composition and physical properties of the generated perfluoropolyether, and that initiates radical polymerization of perfluoroolefin and / or cyclic perfluoroether is preferable, and specific examples include C 2 F 6 , CF 3 OCF 3 , CF 3 OOCF 3 , CF
3 Br, CF 3 I, C 3 F 8 , C 3 F 6 and the like can be mentioned. Of these, CF 3 OCF 3 and CF 3 OOCF 3 are preferable. The above radical polymerization initiator is used in an amount of 0.1 to 1 based on the total pressure of the reaction raw materials.
It is added at a pressure of 0%, preferably 0.5-5%. The radical polymerization initiator can be introduced before, after, or simultaneously with the introduction of the raw material gas.
【0024】本発明に使用する赤外レーザーは、上記原
料の光酸化重合反応を誘起するいかなるものも使用する
ことができるが、エネルギー変換効率が高く、光子価格
が比較的低いものが好ましい。その例としては、TEA
CO2 レーザー、NH3 レーザー、CF4 レーザー、
ρ−H2 ラマンレーザー、D2 ラマンレーザー、Nd:
YAGレーザー等のレーザー及びその組合せが挙げら
れ、このうち、TEACO2 レーザーが好ましい。As the infrared laser used in the present invention, any laser which induces a photooxidative polymerization reaction of the above-mentioned raw materials can be used, but one having high energy conversion efficiency and relatively low photon cost is preferable. As an example, TEA
CO 2 laser, NH 3 laser, CF 4 laser,
ρ-H 2 Raman laser, D 2 Raman laser, Nd:
Lasers such as YAG lasers and combinations thereof can be mentioned, among which TEACO 2 lasers are preferred.
【0025】本発明に使用するレーザーの波長は、原料
の少なくとも一成分が強い吸収を持つ波長に合わせるこ
とが好ましく、一般に400〜4000cm-1が好まし
い。この範囲よりレーザー波長が長くても、また短くて
も、原料の赤外吸収がない場合が多いという問題が生じ
る。この範囲のうち、特に800〜1200cm-1が好ま
しい。また、誘電破壊を利用する場合には、レーザーの
波長は原料が吸収しない波長でなければならない。一般
に400〜4000cm-1が好ましい。The wavelength of the laser used in the present invention is preferably adjusted to the wavelength at which at least one component of the raw material has strong absorption, and generally 400 to 4000 cm -1 is preferable. If the laser wavelength is longer or shorter than this range, there is a problem that the infrared absorption of the raw material is often absent. Of this range, 800 to 1200 cm -1 is particularly preferable. Also, when utilizing dielectric breakdown, the wavelength of the laser must be a wavelength that the raw material does not absorb. Generally, 400 to 4000 cm -1 is preferable.
【0026】本発明に使用するレーザーは連続照射して
もよいがパルス照射することが好ましい。照射パルス数
は、赤外多光子分解反応を行なう場合には1〜104pul
se、熱分解反応を行なう場合には1〜104 pulse 、誘
電破壊を行なう場合には1〜102pulseが好ましい。こ
の範囲よりパルス数が大きいと副次的反応が起こるた
め、生成したペルフルオロポリエーテルの性質が劣化す
るという問題が生じる。この範囲のうち、赤外多光子分
解反応を行なう場合には50〜500pulse 、熱分解反
応を行なう場合には100〜1000pulse 、誘電破壊
を行なう場合には1〜10pulse が特に好ましい。The laser used in the present invention may be continuously irradiated, but pulse irradiation is preferable. The number of irradiation pulses is 1 to 10 4 pul for infrared multiphoton decomposition reaction.
se, 1 to 10 4 pulse is preferable when the thermal decomposition reaction is performed, and 1 to 10 2 pulse is preferable when the dielectric breakdown is performed. If the pulse number is larger than this range, a secondary reaction occurs, which causes a problem that the properties of the produced perfluoropolyether deteriorate. Within this range, 50 to 500 pulses are preferred for the infrared multiphoton decomposition reaction, 100 to 1000 pulses for the thermal decomposition reaction, and 1 to 10 pulses for the dielectric breakdown.
【0027】また、パルスの時間幅は、赤外多光子分解
反応を行なう場合には1ns〜1μs、熱分解反応を行な
う場合には10ns〜10μs、誘電破壊を行なう場合に
は1ns〜1μsが好ましい。この範囲より時間幅が小さ
いと十分な強度の赤外レーザーがないので反応が起こら
ないという問題が生じ、またこの範囲より時間幅が大き
いとそれぞれの反応が起こらない。例えば、赤外多光子
分解反応は起こらず熱分解となるという問題が生じる。
この範囲のうち、赤外多光子分解反応を行なう場合には
20〜100ns、熱分解反応を行なう場合には1μs〜
10μs、誘電破壊を行なう場合には20〜100nsが
特に好ましい。The time width of the pulse is preferably 1 ns to 1 μs for the infrared multiphoton decomposition reaction, 10 ns to 10 μs for the thermal decomposition reaction, and 1 ns to 1 μs for the dielectric breakdown. . If the time width is smaller than this range, there is a problem that no reaction occurs because there is no infrared laser of sufficient intensity, and if the time width is larger than this range, each reaction does not occur. For example, there is a problem that infrared multiphoton decomposition reaction does not occur and thermal decomposition occurs.
Within this range, 20 to 100 ns for infrared multiphoton decomposition reaction and 1 μs for thermal decomposition reaction.
10 μs, and particularly preferably 20 to 100 ns when dielectric breakdown is performed.
【0028】本発明に使用するレーザーのパルスエネル
ギーは、赤外多光子分解反応、熱分解反応、誘電破壊い
ずれの場合も0.05〜30Jが好ましい。この範囲より
パルスエネルギーが小さいと原料がそれぞれの反応に必
要な光吸収を行うのに十分な光子エネルギーを供給する
ことが困難なので、それぞれの反応が起こらないという
問題が生じ、またこの範囲よりパルスエネルギーが大き
いとレーザー光を集光するためのレンズや、レーザー光
が照射容器に入射するための窓板材などの光学系が破損
するという問題が生じる。この範囲のうち、赤外多光子
分解反応、熱分解反応、誘電破壊いずれの場合も、0.1
〜10Jが特に好ましい。The pulse energy of the laser used in the present invention is preferably 0.05 to 30 J in any of infrared multiphoton decomposition reaction, thermal decomposition reaction and dielectric breakdown. If the pulse energy is smaller than this range, it is difficult for the raw material to supply enough photon energy to perform the light absorption necessary for each reaction, so there is a problem that each reaction does not occur. If the energy is large, there arises a problem that a lens for condensing the laser light and an optical system such as a window plate material for the laser light to enter the irradiation container are damaged. Within this range, 0.1 for both infrared multiphoton decomposition reaction, thermal decomposition reaction, and dielectric breakdown
-10 J is especially preferable.
【0029】また、照射容器内の焦点近傍でのレーザー
光密度(フルエンス)は、赤外多光子分解反応を行う場
合には50〜1000J/cm2 、熱分解反応を行う場合
には50〜1000J/cm2 、誘電破壊を行う場合には
500〜8000J/cm2 が好ましい。この範囲よりフ
ルエンスが小さいと原料がそれぞれの反応に必要な光吸
収を行わないので、それぞれの反応が起こらないという
問題が生じ、またこの範囲よりフルエンスが大きいと赤
外多光子分解反応や熱分解反応が起こらず、すべての場
合誘電破壊が起こることや、レンズや窓板材などの光学
系の破損の問題が生じる。この範囲のうち、赤外多光子
分解反応を行う場合には50〜500J/cm2 、熱分解
反応を行う場合には100〜500J/cm2 、誘電破壊
を行う場合には1500〜3000J/cm2 が特に好ま
しい。The laser light density (fluence) in the vicinity of the focal point in the irradiation container is 50 to 1000 J / cm 2 when an infrared multiphoton decomposition reaction is performed, and 50 to 1000 J when a thermal decomposition reaction is performed. / Cm 2 , preferably 500 to 8000 J / cm 2 when dielectric breakdown is performed. If the fluence is smaller than this range, the raw materials do not absorb the light necessary for each reaction, so there is a problem that each reaction does not occur.If the fluence is larger than this range, infrared multiphoton decomposition reaction or thermal decomposition occurs. The reaction does not occur, and dielectric breakdown occurs in all cases, and problems of damage to optical systems such as lenses and window plate materials occur. Of this range, infrared multiple-photon decomposition reaction 50~500J / cm 2 in the case of performing, 100~500J / cm 2 in the case of performing the thermal decomposition reaction, 1500~3000J / cm in the case of dielectric breakdown 2 is particularly preferred.
【0030】また、レーザー照射の時間(反応時間)は
レーザーパルス数とレーザーパルスの繰り返し速度によ
って決まる。例えばレーザーパルスの繰り返し速度が1
Hzのとき、赤外多光子分解反応を行う場合には1秒〜3
時間、熱分解反応を行う場合には1秒〜3時間、誘電破
壊を行う場合には1秒〜2分が好ましい。この範囲より
反応時間が大きいと副次的反応が起こるため、生成した
ペルフルオロポリエーテルの性質が劣化するという問題
が生じる。この範囲のうち、赤外多光子分解反応を行う
場合には1分〜10分、熱分解反応を行う場合には2分
〜20分、誘電破壊を行う場合には1秒〜10秒が特に
好ましい。これらの反応時間はレーザーパルスの繰り返
し速度を増加させることによって減少することができ
る。例えば速度が100Hzの時、いずれの反応の場合も
反応時間は長くても10秒となる。The laser irradiation time (reaction time) is determined by the number of laser pulses and the repetition rate of laser pulses. For example, the repetition rate of laser pulse is 1
In the case of Hz, 1 second to 3 when performing infrared multiphoton decomposition reaction
The time is preferably 1 second to 3 hours when the thermal decomposition reaction is performed, and 1 second to 2 minutes when the dielectric breakdown is performed. When the reaction time is longer than this range, a secondary reaction occurs, which causes a problem that the properties of the produced perfluoropolyether deteriorate. Within this range, 1 minute to 10 minutes is particularly preferable for the infrared multiphoton decomposition reaction, 2 minutes to 20 minutes for the thermal decomposition reaction, and 1 second to 10 seconds for the dielectric breakdown. preferable. These reaction times can be reduced by increasing the repetition rate of the laser pulse. For example, when the speed is 100 Hz, the reaction time is 10 seconds at the longest in any reaction.
【0031】本発明の方法における、好ましい反応条件
の一例を以下の表1に示す。 表1 TEA CO2 レーザーによる赤外多光子分解法、熱分解法、誘電破壊法 の反応条件 ─────────────────────────────────── 試験条件 赤外多光子分解 熱分解 誘電破壊 ─────────────────────────────────── 原料 ペルフルオロプロピレン(PFP)+酸素 圧力/Torr 25+75 100+350 100+350 レーザー波数 (cm-1) 1041.28 1041.28 942.38 原料 ペルフルオロプロピレンオキシド(PFPO)+酸素 圧力/Torr 25+75 100+350 100+350 レーザー波数 (cm-1) 1078.59 1078.59 942.38 原料 PFP+PFPO+酸素 圧力/Torr 20+70+75 50+50+350 50+50+350 レーザー波数 (cm-1) 1041.28 1041.28 942.38 パルス数 1000 1000 1 パルス幅 100ns FWHM + 100ns FWHM + 100ns FWHM + 1.3μs tail 1.3μs tail 1.3μs tail パルスエネルギー(J) 0.3 0.3 1.6 スルエンス (J cm-2) 380 380 2000 反応時間 12 m 12 m Is ─────────────────────────────────── 本発明の方法により製造したペルフルオロポリエーテル
は以下のような一般式で表わされる。An example of preferable reaction conditions in the method of the present invention is shown in Table 1 below. Table 1 Reaction conditions of infrared multiphoton decomposition method, thermal decomposition method, dielectric breakdown method by TEA CO 2 laser ─────────────────────────── ───────── Test conditions Infrared multiphoton decomposition Pyrolysis Dielectric breakdown ────────────────────────────── ───── Raw material Perfluoropropylene (PFP) + Oxygen pressure / Torr 25 + 75 100 + 350 100 + 350 Laser wavenumber (cm -1 ) 1041.28 1041.28 942.38 Raw material Perfluoropropylene oxide (PFPO) + Oxygen pressure / Torr 25 + 75 100 + 350 100 + 350 Laser wave number (cm -1 ) 1078.59 1078.59 942.38 Raw material PFP + PFPO + Oxygen pressure / Torr 20 + 70 + 75 50 + 50 + 350 50 + 50 + 350 Laser wave number (cm -1 ) 1041.28 1041.28 942.38 Pulse number 1000 1000 1 Pulse width 100ns FWHM + 100ns FWHM + 100ns FWHM + 1.3μs tail 1.3μs tail 1.3μs tail Pulse energy (J) 0.3 0.3 1.6 scan Ruens (J cm -2 ) 380 380 2000 Reaction time 12 m 12 m Is ───────────────────────────────── The perfluoropolyether produced by the method of the present invention is represented by the following general formula.
【0032】(CFRCF2CF2O)x −(CFRCF2O) y −(CFRO)z 但し、Rは各々独立にF又はCF3 から選ばれ、x、
y、zは実験条件に依存して変化する。モノマーの重合
度は実験条件によって変化するが、おおよそ10 2 オー
ダーであり、また得られるペルフルオロポリエーテルの
分子量は104 オーダーである。(CFRCF2CF2O)x− (CFRCF2O)y− (CFRO)z However, R is independently F or CF3X,
y and z change depending on the experimental conditions. Polymerization of monomer
The degree changes depending on the experimental conditions, but is approximately 10 2Oh
Of the resulting perfluoropolyether
Molecular weight is 10FourIt is an order.
【0033】さらに、照射容器内に、キャリヤーガスを
導入し、これにより上記の反応により生じた気体生成物
を移動させ、捕集することによって、ペルフルオロポリ
エーテルの生成量を増加させることができる。キャリヤ
ーガスとしては、ヘリウム、アルゴン、窒素等、好まし
くは、ヘリウム、アルゴンを挙げることができる。キャ
リヤーガスは原料ガスに対して、等量から数100倍量
まで変化することができる。また、キャリヤーガスの導
入量としては、1〜2000Torrを挙げることができ
る。この範囲より、キャリヤーガスの導入量が多いと、
それぞれの反応が起こらないという問題を生じ、この範
囲よりキャリヤーガスの導入量が少ないと、キャリヤー
ガスとして作用しないという問題を生じる。このうち、
10〜500Torrが好ましい。Furthermore, by introducing a carrier gas into the irradiation container and thereby moving and collecting the gas product produced by the above reaction, the amount of perfluoropolyether produced can be increased. Examples of the carrier gas include helium, argon, nitrogen and the like, preferably helium and argon. The carrier gas can be changed from an equivalent amount to several hundred times the amount of the raw material gas. The amount of carrier gas introduced may be 1 to 2000 Torr. If the amount of carrier gas introduced is higher than this range,
There is a problem that each reaction does not occur, and if the amount of carrier gas introduced is less than this range, there is a problem that it does not act as a carrier gas. this house,
10 to 500 Torr is preferable.
【0034】上記のキャリヤーガスの導入は、原料ガス
の導入の前後、又は同時に行うことができる。また、キ
ャリヤーガスは回分法又は流通法で導入することができ
る。レーザー入射前後の窓板の内壁に生成したペルフル
オロポリエーテルが付着して汚れ、窓板の透過度が低下
する場合がある。この場合は、窓板内壁にキャリヤーガ
スを常時一定量吹きつけながら、レーザー光照射を行う
方法がある。ただし、この場合は原料ガスの導入は流通
法に限られる。また、原料ガスと窓板用のキャリヤーガ
スは反応中に排出量の大きい真空ポンプによって十分排
気する必要がある。The above-mentioned introduction of the carrier gas can be carried out before or after the introduction of the raw material gas, or at the same time. Further, the carrier gas can be introduced by a batch method or a distribution method. The perfluoropolyether formed on the inner wall of the window plate before and after the incidence of the laser may be attached and stained to reduce the transmittance of the window plate. In this case, there is a method of irradiating laser light while constantly blowing a fixed amount of carrier gas on the inner wall of the window plate. However, in this case, the introduction of the raw material gas is limited to the distribution method. In addition, the raw material gas and the carrier gas for the window plate must be sufficiently exhausted during the reaction by a vacuum pump having a large discharge amount.
【0035】本発明の方法に使用できる装置の一例を以
下に説明する。図1において、1TEA CO2レーザー発
振器から出た2レーザービームを3絞り板を通した後、
4赤外光用レンズにて集光して、5照射反応容器内の中
心部に照射した。5のレーザー光通過場所には7NaClま
たはKBr 窓板を取り付けてあり、内部には6試料気体を
入れてある。また、5の内部には基板設置用温度可変ス
テージの上にポリフルオロポリエーテル薄膜形成用の基
板を取り付けて、レーザー光に対して種々の位置、角度
で設置できる。原料ガスの反応は5の内部に入れて閉鎖
系で行うか、10ガス導入口から原料ガスを導入し、1
1ガス排出口から排出することによる流通法によって行
った。An example of an apparatus that can be used in the method of the present invention will be described below. In FIG. 1, after passing 2 laser beams emitted from 1 TEA CO 2 laser oscillator through 3 diaphragm plates,
The light was collected by a 4 infrared light lens and irradiated to the center of the 5 irradiation reaction container. A 7NaCl or KBr window plate is attached to the laser beam passage place of 5 and 6 sample gas is put inside. In addition, a substrate for forming a polyfluoropolyether thin film can be attached inside the substrate 5 on a temperature-adjustable stage for substrate installation, and the substrate can be installed at various positions and angles with respect to laser light. The reaction of the raw material gas is carried out in a closed system by putting it inside 5, or by introducing the raw material gas from 10 gas inlets,
1 It was conducted by a distribution method by discharging from a gas outlet.
【0036】[0036]
【作用】赤外光の光子エネルギーは紫外・可視光に比較
して低く、例えばCO2 レーザーの一光子当たりのエネ
ルギーは2kcalである。したがって、赤外光励起では分
子の振動励起を誘起し、紫外・可視光のような分子の電
子励起を経る反応を誘起することはできない。ところ
で、分子に強力な赤外レーザーのパルス光を照射する
と、1分子あたり数十個の赤外光子を吸収した後、分子
は高振動励起状態となり、分解の閾値以上の内部エネル
ギーを有する場合、分解を起こす(赤外多光子分解)。
ペルフルオロポリエーテル薄膜の原料ガスであるフッ素
化合物はCO2レーザー光の波長領域に強い吸収を持っ
ているので、赤外多光子分解を起こすことができる。The photon energy of infrared light is lower than that of ultraviolet / visible light, for example, the energy per photon of a CO 2 laser is 2 kcal. Therefore, infrared light excitation cannot induce vibrational excitation of a molecule, and cannot induce a reaction such as ultraviolet / visible light that undergoes electronic excitation of a molecule. By the way, when a molecule is irradiated with a pulsed light of a strong infrared laser, after absorbing several tens of infrared photons per molecule, the molecule is in a high vibration excited state and has internal energy equal to or higher than a decomposition threshold value, Decomposes (infrared multiphoton decomposition).
The fluorine compound, which is the raw material gas for the perfluoropolyether thin film, has strong absorption in the wavelength region of the CO 2 laser light, and thus can cause infrared multiphoton decomposition.
【0037】一方、原料ガスの圧力が高い場合、あるい
は凝縮相の場合、赤外多光子励起によって生成した高振
動励起状態の分子のエネルギーは衝突により周囲に分散
されて、熱平衡が達成され最終的に高温ガスとなる。し
たがって、原料ガスのうち分解の閾値の低い成分の熱分
解が起こる。また、赤外レーザーを焦点距離の短いレン
ズで集光して高エネルギーレーザー光を原料ガスに照射
すると、焦点付近で発光と爆音を伴った原料ガスの誘電
破壊が起こり原料ガスは分解する。赤外レーザーによる
熱分解を起こすためには、原料ガスの少なくとも一成分
がレーザー光の波長領域に強い吸収を持つことが必要で
ある。一方、誘電破壊では原料ガスの吸収には関係なく
起こるので、原料ガスとしてあらゆる分子が対象とな
る。On the other hand, when the pressure of the source gas is high or in the condensed phase, the energy of the molecules in the high vibration excited state generated by the infrared multiphoton excitation is dispersed to the surroundings by collision, and thermal equilibrium is finally achieved. It becomes a high temperature gas. Therefore, thermal decomposition of the component of the raw material gas having a low decomposition threshold occurs. Further, when an infrared laser is focused by a lens having a short focal length and a high energy laser beam is applied to the raw material gas, dielectric breakdown of the raw material gas accompanied by light emission and explosion noise occurs near the focus, and the raw material gas is decomposed. In order to cause thermal decomposition by an infrared laser, it is necessary that at least one component of the source gas has strong absorption in the wavelength region of laser light. On the other hand, dielectric breakdown occurs regardless of the absorption of the raw material gas, so all molecules are targeted as the raw material gas.
【0038】例えば、ペルフルオロプロピレンと酸素と
からなる数十 Torr 程度以下の圧力の混合ガスを原料ガ
スとして、TEA CO2 レーザー照射を行うとペルフ
ルオロプロピレン(CF3CF =CF2)の高振動励起状態の C
F3CF=CF2 †を経た赤外多光子分解が起こる。(式1、
2)。 CF3CF =CF2 +nhν→ CF3CF=CF2 † (1) CF3CF =CF2 †→・ CF3+・CF=CF2 (2) 混合ガスの圧力が数百 Torr 以上と高いか、添加ガスを
加えて全圧が数百 Torr以上と高いとき、高振動励起状
態の CF3CF=CF2 分子のエネルギーは衝突により分散し
熱平衡が達成され、熱分解が起こる(式3)。その際、
結合エネルギーの最も低い炭素−炭素結合が開裂する
(式4)。For example, when TEA CO 2 laser irradiation is performed using a mixed gas of perfluoropropylene and oxygen at a pressure of about several tens Torr or less as a raw material gas, a high vibration excited state of perfluoropropylene (CF 3 CF = CF 2 ). Of C
Infrared multiphoton decomposition occurs via F 3 CF = CF 2 †. (Equation 1,
2). CF 3 CF = CF 2 + nhν → CF 3 CF = CF 2 † (1) CF 3 CF = CF 2 † → · CF 3 + · CF = CF 2 (2) Is the pressure of the mixed gas as high as several hundred Torr or more? , When the total pressure is as high as several hundred Torr or higher with the addition of added gas, the energy of CF 3 CF = CF 2 molecules in the high vibration excited state is dispersed by collision, thermal equilibrium is achieved, and thermal decomposition occurs (Equation 3). that time,
The carbon-carbon bond with the lowest bond energy is cleaved (Equation 4).
【0039】 CF3CF =CF2 †+M→ CF3CF=CF2 +M+熱 (3) CF3CF =CF2 +熱→・ CF3+・CF=CF2 (4) (M=原料ガス) 誘電破壊では CF3CF=CF2 の電離が起こると同時に複雑
な解離反応が起こり、結果として種々のイオンとともに
・CF3 、・CF=CF2 、Fなども生成する(式
5)。CF 3 CF = CF 2 † + M → CF 3 CF = CF 2 + M + heat (3) CF 3 CF = CF 2 + heat → ・ CF 3 + ・ CF = CF 2 (4) (M = raw material gas) In the dielectric breakdown, CF 3 CF = CF 2 is ionized, and at the same time, a complicated dissociation reaction occurs, and as a result, various ions, such as CF 3 , CF = CF 2 and F, are generated (Equation 5).
【0040】 ・CF3CF =CF2 →・ CF3、 ・CF=CF2 、Fなど (5) このようにして初期的に生成した・CF3 などのラジカ
ル(R・と省略する)は CF3CF=CF2 のラジカル酸化重
合開始剤として作用する。すなわち、R・は反応系に存
在する CF3CF=CF2 と付加反応する(式6)。これを開
始反応として、酵素存在下で CF3CF=CF2 のラジカル連
鎖反応による酸化重合反応が起こり、最終的にペルフル
オロポリエーテルが生成する(式7)。ペルフルオロポ
リエーテルの組成はレーザー照射条件によって異なる
が、(CF(CF3(CF2O)x −(CF2O)y で表される。[0040] · CF 3 CF = CF 2 → · CF 3, · CF = CF 2, F , etc. (5) In this way initially radicals such generated · CF 3 (abbreviated as R ·) is CF 3 CF = CF 2 acts as a radical oxidation polymerization initiator. That is, R · undergoes an addition reaction with CF 3 CF = CF 2 existing in the reaction system (Equation 6). Using this as an initiation reaction, an oxidative polymerization reaction by a radical chain reaction of CF 3 CF = CF 2 occurs in the presence of an enzyme, and finally a perfluoropolyether is produced (Equation 7). The composition of the perfluoropolyether varies by laser irradiation conditions but, (CF (CF 3 (CF 2 O) x - represented by (CF 2 O) y.
【0041】 R・+CF3CF =CF2 →・ CF(CF3)CF2R (6) R・+ nCF3CF =CF2 +mO2 →ペルフルオロポリエーテル (7) 生成したペルフルオロポリエーテルは生成容器中に存在
する基板上に付着し、基板上に適当な厚さのペルフルオ
ロポリエーテル薄膜を製造することができる。キャリヤ
ーガスによって上記の反応により生じた気体生成物を移
動させ、捕集することによって、ペルフルオロポリエー
テルの生成量を増加することができる。R · + CF 3 CF = CF 2 → · CF (CF 3 ) CF 2 R (6) R · + nCF 3 CF = CF 2 + mO 2 → perfluoropolyether (7) The produced perfluoropolyether is a production vessel. A perfluoropolyether thin film of appropriate thickness can be produced by depositing on the underlying substrate. The amount of perfluoropolyether produced can be increased by moving and collecting the gaseous product produced by the above reaction by the carrier gas.
【0042】酸化重合反応を高い効率で行うためには、
少なくともモノマーとの反応性の高いラジカル重合開始
剤が望ましい。そこで、適当なラジカルを高効率で発生
させるための出発原料をモノマーと酸素に添加すること
もできる。均一・強付着・高純度・高性能なペルフルオ
ロポリエーテル薄膜は、たとえばレーザー照射条件の制
御によって製造できる。あるいは、基板を冷却すること
によって基板上に CF3CF=CF2 と酸素とを高濃度に吸着
・凝縮させながら、レーザー照射によってR・を発生さ
せ、基板上で酸化重合反応を起こすことによって製造で
きる。または、基板表面を酸化したり適当な化学結合を
形成することによって化学修飾を行った後、基板表面で
原料モノマーの酸化重合反応を起こすことによりペルフ
ルオロポリエーテルを製造するなどの方法がある。これ
らの方法によって、磁気ディスクの非金属化合物の保護
膜上に均一・強付着・高純度・高性能なペルフルオロポ
リエーテル薄膜を製造することができる。In order to carry out the oxidative polymerization reaction with high efficiency,
A radical polymerization initiator having high reactivity with at least a monomer is desirable. Therefore, a starting material for generating an appropriate radical with high efficiency can be added to the monomer and oxygen. A uniform, strong-adhesion, high-purity, high-performance perfluoropolyether thin film can be produced, for example, by controlling the laser irradiation conditions. Alternatively, the substrate is cooled to cause R 3 to be generated by laser irradiation while CF 3 CF = CF 2 and oxygen are adsorbed and condensed at a high concentration on the substrate to cause an oxidative polymerization reaction on the substrate. it can. Alternatively, there is a method of producing perfluoropolyether by chemically modifying the surface of the substrate or forming an appropriate chemical bond, and then causing an oxidative polymerization reaction of the raw material monomer on the surface of the substrate. By these methods, it is possible to produce a uniform, strong adhesion, high purity and high performance perfluoropolyether thin film on the protective film of the non-metallic compound of the magnetic disk.
【0043】[0043]
【発明の効果】本発明によれば、紫外光源よりも安価
で、型強度の赤外レーザーを使用して原料の光酸化重合
を起こし、ペルフルオロポリエーテルを製造することが
できる。また、本発明の方法によれば、基板表面にペル
フルオロポリエーテル薄膜を、高収率・高効率で形成す
ることができる。Industrial Applicability According to the present invention, a perfluoropolyether can be produced by using an infrared laser having a mold intensity which is cheaper than an ultraviolet light source to cause photooxidative polymerization of a raw material. Further, according to the method of the present invention, a perfluoropolyether thin film can be formed on the surface of a substrate with high yield and high efficiency.
【0044】さらに、本発明の方法によれば、物体上に
均一・強付着・高純度・高性能のペルフルオロポリエー
テル潤滑剤層を形成することができる。さらにまた、本
発明の方法によれば、基板、記録用磁気薄膜及び非金属
化合物の保護膜を有する磁気記録媒体部材の保護膜上
に、均一・強付着・高純度・高性能のペルフルオロポリ
エーテル潤滑剤層を形成した高記録密度磁気ディスクを
製造することができる。Further, according to the method of the present invention, it is possible to form a uniform, strong adhesion, high purity and high performance perfluoropolyether lubricant layer on an object. Furthermore, according to the method of the present invention, a perfluoropolyether of uniform, strong adhesion, high purity and high performance is formed on a protective film of a magnetic recording medium member having a substrate, a magnetic thin film for recording and a protective film of a non-metallic compound. A high recording density magnetic disk having a lubricant layer can be manufactured.
【0045】本発明によって製造された潤滑剤層を有す
る高記録密度磁気ディスクの特徴として、ペルフルオロ
ポリエーテル潤滑剤の飛散性・流動性が向上できる。そ
のため、記録媒体のヘッドに対する耐摺動性を長期間保
ち、しかも停止中にヘッドと記録媒体が潤滑剤を介して
付着するのを防ぐことができる。その結果、記録媒体の
耐食性をも向上させることができる。A feature of the high recording density magnetic disk having the lubricant layer manufactured by the present invention is that the scattering and fluidity of the perfluoropolyether lubricant can be improved. Therefore, the sliding resistance of the recording medium with respect to the head can be maintained for a long period of time, and further, the head and the recording medium can be prevented from adhering to each other via the lubricant during the stop. As a result, the corrosion resistance of the recording medium can also be improved.
【0046】[0046]
【実施例】本発明の好ましい実施態様を以下の実施例に
より、詳細に説明する。本発明の範囲は、以下の実施例
に限定されることはない。 〔実施例1〕本発明に使用した装置の概略を図1に示
す。照射容器15は円筒十字型パイレックスガラス製ま
たは金属製チャンバーで、レーザー照射方向10cm、レ
ーザー照射垂直方向5cm、内容積100cm3 である。
照射容器の大きさは、任意に変化できる。照射容器の端
には、NaClまたはKBr 製の窓板17がついてい
る。また、照射容器の各所にペルフルオロポリエーテル
薄膜分析用の基板を設置した。基板としてはNaCl、
KBr 、Ni−PメッキA1の基板を使用した。基板の
形状は一辺5mm〜10cmの方形か直径5mm〜10cmの円
盤状で厚さは10μm〜1cmである。基板は位置および
角度を任意に変化できるステージ上に設置してあるの
で、基板とレーザービームとの距離および角度を任意に
設定することができる。また、基板保持用のステージは
−60℃から300℃まで温度変化することができる。
さらに、照射容器内に原料ガスを流通させながら照射す
る方法(流通法)のために、原料ガス導入用の入口10
と出口11も付いている。照射容器を真空ポンプで十分
に真空にした後(10-2 Torr 以下の真空度) 、 CF3CF
=CF2 (25Torr) と酸素(75Torr) とからなる混合
ガス16を導入した。パルス発振TEA CO2 レーザ
ー11からのビーム12を絞り板13を通した後、焦点
距離7.5cmの赤外光用レンズ14で絞り、照射容器15
内に入れた CF3CF=CF2 (25Torr) と酸素(75Tor
r) とからなる混合ガス16に照射する。原料の CF3CF
=CF2 の赤外吸収スペクトルを図2および図3に示す。
CF3CF=CF2 は、TEA CO2 レーザー発振領域の1
020〜1060cm-1にC−F結合による吸収を持って
いる。そこでTEA CO2 レーザーの発振線を9μm
帯P(26)1041.28cm-1とした。焦点でのビーム
の面積から、焦点でのレーザーフルエンス380J・cm
-2である。レーザーパルスの繰り返し速度は0.7Hzで、
パルス幅は100ns FWHM +1.3 μs tail、パルスエネ
ルギーは0.3 J で、パルス数は1000であった。The preferred embodiments of the present invention will be described in detail by the following examples. The scope of the invention is not limited to the examples below. [Example 1] Fig. 1 shows an outline of an apparatus used in the present invention. The irradiation container 15 is a cylindrical cross-shaped Pyrex glass or metal chamber, and has a laser irradiation direction of 10 cm, a laser irradiation vertical direction of 5 cm, and an internal volume of 100 cm 3 .
The size of the irradiation container can be changed arbitrarily. A window plate 17 made of NaCl or KBr is attached to the end of the irradiation container. In addition, substrates for perfluoropolyether thin film analysis were installed at various places in the irradiation container. NaCl as the substrate,
A substrate of KBr and Ni-P plated A1 was used. The substrate has a square shape with a side of 5 mm to 10 cm or a disk shape with a diameter of 5 mm to 10 cm and a thickness of 10 μm to 1 cm. Since the substrate is installed on the stage whose position and angle can be changed arbitrarily, the distance and angle between the substrate and the laser beam can be set arbitrarily. The temperature of the substrate holding stage can be changed from -60 ° C to 300 ° C.
Further, for the method of irradiating the raw material gas while circulating it in the irradiation container (flow method), the inlet 10 for introducing the raw material gas is used.
There is also an exit 11. After sufficiently irradiating the irradiation container with a vacuum pump (vacuum degree of 10 -2 Torr or less), CF 3 CF
A mixed gas 16 composed of CF 2 (25 Torr) and oxygen (75 Torr) was introduced. After passing the beam 12 from the pulse oscillation TEA CO 2 laser 11 through the diaphragm plate 13, it is narrowed down by the infrared light lens 14 having a focal length of 7.5 cm, and the irradiation container 15 is irradiated.
CF 3 CF = CF 2 (25 Torr) and oxygen (75 Tor
Irradiate the mixed gas 16 consisting of Raw material CF 3 CF
The infrared absorption spectrum of = CF 2 is shown in FIGS. 2 and 3.
CF 3 CF = CF 2 is 1 in the TEA CO 2 laser oscillation region
It has absorption due to C—F bond at 020 to 1060 cm −1 . Therefore, the oscillation line of the TEA CO 2 laser is 9 μm
The band P (26) 104 was 1.28 cm -1 . From the area of the beam at the focal point, the laser fluence at the focal point is 380 J · cm.
-2 . Laser pulse repetition rate is 0.7Hz,
The pulse width was 100 ns FWHM +1.3 μs tail, the pulse energy was 0.3 J, and the number of pulses was 1000.
【0047】この条件下でレーザー照射を12分間行う
と、 CF3CF=CF2 の赤外多光子分解が起こり、ペルフル
オロポリエーテルが生成した。レーザー光照射後の試料
から気体生成物を分離した後、真空ポンプで照射容器中
を十分排気した。気体生成物の分析は、フーリエ変換赤
外吸収測定(FT−IR)、ガスクロマトグラフ(G
C)−質量分析計(MS)によって行った。一方、空気
中室温下で照射容器から基板を取り外し、基板上に付着
した生成物の分析を行った。本法によって得られたペル
フルオロポリエーテルの組成は一般式として(CF2(CF3)
CF2O)x - (CF3CFO)y - (CF2O)Z で表わされ、原料のCF
3CF=CF2 の重合度は102 オーダーであり、また分子量
は104 オーダーであった。分析はFT−IR、高感度
反射法FT−IR、ESCAなどによって行った。When laser irradiation was carried out for 12 minutes under these conditions, infrared multiphoton decomposition of CF 3 CF = CF 2 occurred, and perfluoropolyether was produced. After separating the gas product from the sample after the laser light irradiation, the inside of the irradiation container was sufficiently evacuated by a vacuum pump. Analysis of gas products includes Fourier transform infrared absorption measurement (FT-IR), gas chromatograph (G
C) -Mass spectrometer (MS). On the other hand, the substrate was removed from the irradiation container at room temperature in air, and the product attached on the substrate was analyzed. The composition of the perfluoropolyether obtained by this method has the general formula (CF 2 (CF 3 )
CF 2 O) x- (CF 3 CFO) y- (CF 2 O) Z
The degree of polymerization of 3 CF = CF 2 was on the order of 10 2 and the molecular weight was on the order of 10 4 . The analysis was performed by FT-IR, high-sensitivity reflection method FT-IR, ESCA, or the like.
【0048】気体生成物の分析から、生成物は COF2 、
CF3CFO、CO2 、C2F6、C2F4であった。ただし、COF2の分
解とともにCO2 が増加するので、CO2 はCOF2の分解生成
物である。FT−IRスペクトル測定において、 COF2
(1928、1249、965、774、626c
m-1)、CF3CFO(1897、1090cm-1)、 CO2(2
165cm-1)、C2F6(1250、1120cm-1)、C2F4
(1337、1186cm-1)に特徴的な吸収が観測され
る。例として、5 Torr の CF3CF=CF2 と75 Torrの
酸素との混合物を原料ガスとし、レーザー波数は9P
(26)1041.28cm -1、レーザーフルエンスを38
4J・cm-2で1000パルス照射を行った後の、気体生
成物のIRスペクトルを図4に示す。この場合、GC−
MSより気体生成物はCO2 、 COF2 、CF3CFO、C2F6であ
ることがわかった。From the analysis of the gaseous product, the product is COF2,
CF3CFO, CO2, C2F6, C2FFourMet. However, COF2Minutes of
CO with solution2CO increases2Is COF2Decomposition of
It is a thing. In FT-IR spectrum measurement, COF2
(1928, 1249, 965, 774, 626c
m-1), CF3CFO (1897, 1090cm-1), CO2(2
165 cm-1), C2F6(1250, 1120 cm-1), C2FFour
(1337, 1186 cm-1) Characteristic absorption is observed
It As an example, 5 Torr CF3CF = CF2And 75 Torr
Mixture with oxygen as source gas, laser wave number 9P
(26) 1041.28 cm -1Laser fluence 38
4 J · cm-2Gas after 1000 pulse irradiation at
The IR spectrum of the product is shown in FIG. In this case, GC-
Gas product is CO from MS2, COF2, CF3CFO, C2F6And
I found out that
【0049】GC−MSにおいて、それぞれの気体生成
物は分離され、親ピークまたは対応するフラグメントの
ピークが観測された。 COF2 (m/e=66)、 CF3CF
O(m/e=116(C2F4O+ ) 、104(CF4O+ ) 、97
(C2F3O+ ) 、85(CF3O+ )、69(CF3 + ) 、66(CF2
O+ ) 、50(CF2 + ) 、47(CFO+ ) )、 CO2(m/e
=44(CO2 + ) 、28(CO+ ) )、C2F6(m/e=11
9(C2F5 + ) 、69(CF3 + ) 、50(CF2 + ) )、C2F
4(m/e=100(C2F4 + ) 、81(C2F3 + ) 、50
(CF2 + ) )。In GC-MS, the respective gas products were separated and the parent peak or peak of the corresponding fragment was observed. COF 2 (m / e = 66), CF 3 CF
O (m / e = 116 (C 2 F 4 O + ), 104 (CF 4 O + ), 97
(C 2 F 3 O + ), 85 (CF 3 O + ), 69 (CF 3 + ), 66 (CF 2
O + ), 50 (CF 2 + ), 47 (CFO + )), CO 2 (m / e
= 44 (CO 2 + ), 28 (CO + )), C 2 F 6 (m / e = 11)
9 (C 2 F 5 + ), 69 (CF 3 + ), 50 (CF 2 + )), C 2 F
4 (m / e = 100 (C 2 F 4 + ), 81 (C 2 F 3 + ), 50
(CF 2 + )).
【0050】一方、基板上に付着した生成物はペルフル
オロポリエーテル薄膜であった。NaClまたはKBr
基板上に付着したペルフルオロポリエーテル薄膜のFT
−IR測定による赤外吸収スペクトルにおいて、123
0cm-1にC−F結合に帰属される吸収が観測される(図
5)。Ni−PメッキAI基板の場合、高感度反射法F
T−IRによって1300cm-1付近にC−F結合の幅広
い吸収が観測される(図6)。ESCAによって基板表
面分析を行ったところ、C、F、Oのピークが観測さ
れ、それぞれの結合エネルギーからC−F結合、C−C
結合、C−O結合をもつことがわかる(図7)。これら
の結果はいずれも、基板上にペルフルオロポリエーテル
薄膜が生成していることを示している。また、上記ペル
フルオロポリエーテル薄膜の膜厚は、赤外吸収強度のマ
イクロメートルオーダーでの膜厚依存性から、数ナノメ
ートルであった。On the other hand, the product deposited on the substrate was a perfluoropolyether thin film. NaCl or KBr
FT of perfluoropolyether thin film deposited on substrate
-In the infrared absorption spectrum by IR measurement, 123
An absorption attributed to the C—F bond is observed at 0 cm −1 (FIG. 5). In the case of Ni-P plated AI substrate, high sensitivity reflection method F
A wide absorption of C—F bond is observed around 1300 cm −1 by T-IR (FIG. 6). When the surface of the substrate was analyzed by ESCA, C, F, and O peaks were observed, and the C—F bond and C—C bond were observed from the respective binding energies.
It can be seen that it has a bond and a C—O bond (FIG. 7). All of these results indicate that a perfluoropolyether thin film is formed on the substrate. The film thickness of the perfluoropolyether thin film was several nanometers due to the film thickness dependence of infrared absorption intensity on the order of micrometers.
【0051】NMRスペクトルから、 CF3CF=CF2 の重
合度は約数百であった。平均分子量は104 オーダーで
あった。次にレーザー照射条件を変化させてレーザー照
射を行い、基板の1240cm-1の吸光度をFT−IRで
測定した。25 Torr の CF3CF=CF2 と75 Torr の酸
素との混合物を原料ガスとし、レーザー波数は9P(2
6)1041.28cm-1、レーザーフルエンスを380±
20Jcm-2と一定し、パルス数を200〜1500に増
加させると、1240cm-1吸光度が増加した(図8)。
しかし、パルス数を1500から3000に増加させて
も、1240cm-1の吸光度はほぼ一定であった。From the NMR spectrum, the degree of polymerization of CF 3 CF = CF 2 was about several hundreds. The average molecular weight was on the order of 10 4 . Next, laser irradiation was performed by changing the laser irradiation conditions, and the absorbance at 1240 cm -1 of the substrate was measured by FT-IR. A mixture of 25 Torr CF 3 CF = CF 2 and 75 Torr oxygen was used as the source gas, and the laser wave number was 9 P (2
6) 1041.28 cm -1 , laser fluence 380 ±
When the pulse number was increased to 200 to 1500 at a constant value of 20 Jcm −2 , the 1240 cm −1 absorbance increased (FIG. 8).
However, even when the pulse number was increased from 1500 to 3000, the absorbance at 1240 cm -1 was almost constant.
【0052】25 Torr の CF3CF=CF2 と75 Torr の
酸素との混合物を原料ガスとし、レーザー波数は9P
(26)1041.28cm-1、パルス数は1000と一定
にし、レーザーフルエンスを200〜400Jcm-2に増
加させると、1240cm-1の吸光度が増加した(図
9)。25 Torr の CF3CF=CF2 と酸素との混合物を原
料ガスとし、レーザー波数は9P(26)1041.28
cm-1、パルス数は1000、レーザーフルエンスを38
3±7Jcm-2と一定にし、酸素の圧力を0〜150 Tor
r に増加させると、1240cm-1の吸光度が増加した
(図10)。A mixture of 25 Torr CF 3 CF = CF 2 and 75 Torr oxygen was used as the source gas, and the laser wave number was 9 P.
(26) When the laser fluence was increased to 200 to 400 Jcm -2 with the pulse number kept constant at 1041.28 cm -1 and 1000, the absorbance at 1240 cm -1 increased (Fig. 9). A mixture of 25 Torr CF 3 CF = CF 2 and oxygen was used as the source gas, and the laser wave number was 9P (26) 1041.28.
cm -1 , pulse number 1000, laser fluence 38
Keep the oxygen pressure constant at 3 ± 7 Jcm -2 and keep the oxygen pressure between 0 and 150 Torr.
When it was increased to r, the absorbance at 1240 cm -1 increased (Fig. 10).
【0053】75 Torr の酸素と CF3CF=CF2 との混合
物を原料ガスとし、レーザー波数は9P(26)104
1.28cm-1、パルス数は1000、レーザーフルエンス
を383±7Jcm-2と一定にし、 CF3CF=CF2 の圧力を
0〜16 Torr に増加させると、1240cm-1の吸光度
が増加した(図11)。しかし、 CF3CF=CF2 の圧力が
16〜25 Torr では1240cm-1での吸光度は余り変
化せず、30〜35 Torr では1240cm-1での吸光度
は少し減少した。A mixture of 75 Torr oxygen and CF 3 CF = CF 2 was used as a source gas, and the laser wave number was 9P (26) 104.
1.28 cm -1, the number of pulses 1000, the constant laser fluence and 383 ± 7Jcm -2, increasing the pressure of CF 3 CF = CF 2 to 0 to 16 Torr, the absorbance of 1240 cm -1 increased ( (Fig. 11). However, when the pressure of CF 3 CF = CF 2 was 16 to 25 Torr, the absorbance at 1240 cm −1 did not change so much, and at 30 to 35 Torr, the absorbance at 1240 cm −1 decreased slightly.
【0054】FT−IR測定による1240cm-1での吸
光度は、ペルフルオロポリエーテル薄膜の厚さと対応し
ている。また、この1240cm-1での吸光度はペルフル
オロポリエーテルのC−F結合による吸収である。した
がって、パルス数、レーザーフルエンス、酸素の圧力が
高いほど、薄膜の厚さが増大したことがわかる。また、
CF3CF=CF2 の圧力が20〜25 Torr のときが薄膜生
成が最大となった。The absorbance at 1240 cm -1 by FT-IR measurement corresponds to the thickness of the perfluoropolyether thin film. The absorbance at 1240 cm -1 is the absorption due to the C—F bond of perfluoropolyether. Therefore, it can be seen that the higher the pulse number, laser fluence, and oxygen pressure, the greater the thickness of the thin film. Also,
When the pressure of CF 3 CF = CF 2 was 20 to 25 Torr, the thin film formation was maximum.
【0055】CF3CF=CF2 はTEA CO2 レーザーの
発振領域では1035.8cm-1に吸収を持つ。そこで、T
EA CO2 レーザーの発振線を9P(10)1055.
63cm-1〜9P(30)1037.40cm-1に変化させた
ところ、薄膜の1240cm-1での吸光度は、9P(2
6)1041.28cm-1の場合と比較してほとんど変化し
なかった(図12)。しかし、 CF3CF=CF2 の吸収のな
い領域の9R(22)1079.85cm-1、10R(2
0)975.93cm-1、10P(22)942.38cm -1の
レーザー発振器で照射した場合、ペルフルオロポリエー
テル薄膜は生成しなかった。 〔実施例2〕50 Torr の CF3CF=CF2 と350 Torr
の酸素との混合物を原料ガスとする以外は、実施例1と
同様な方法でペルフルオロポリエーテルを製造した。CF3CF = CF2Is TEA CO2Laser
1035.8 cm in the oscillation range-1Has absorption. So T
EA CO2Set the laser oscillation line to 9P (10) 1055.
63 cm-1~ 9P (30) 1037.40cm-1Changed to
By the way, 1240 cm of thin film-1The absorbance at 9P (2
6) 1041.28 cm-1Compared to the case of
It was not (Fig. 12). But CF3CF = CF2Absorption of
9R (22) 1079.85 cm-110R (2
0) 975.93 cm-110P (22) 942.38cm -1of
When irradiated with a laser oscillator, perfluoropolyene
No tellurium film was formed. Example 2 CF of 50 Torr3CF = CF2And 350 Torr
Example 1 except that the raw material gas is a mixture with the above oxygen.
Perfluoropolyether was prepared in a similar manner.
【0056】この方法では、原料ガスの熱分解が起こ
り、結果としておもにペルフルオロポリエーテルが得ら
れた。基板上のペルフルオロポリエーテル薄膜の膜厚
は、照射パルス数に依存して数ナノメートルから数マイ
クロメートルであった。ガラス基板上に生成したペルフ
ルオロポリエーテルの赤外吸収スペクトルを図13に示
す。 〔実施例3〕25 Torr の CF3CF=CF2 と75 Torr の
酸素との混合物を原料ガスとし、TEA CO2 レーザ
ーを基板近傍に強く集光して、焦点でのレーザーフルエ
ンスを2000J・cm-2ととして焦点近傍に原料ガスの
誘電破壊を起こすこと以外は、実施例1と同様な方法で
ペルフルオロポリエーテルを製造した。In this method, the raw material gas was thermally decomposed, and as a result, perfluoropolyether was mainly obtained. The film thickness of the perfluoropolyether thin film on the substrate was several nanometers to several micrometers depending on the number of irradiation pulses. The infrared absorption spectrum of the perfluoropolyether formed on the glass substrate is shown in FIG. Example 3 A mixture of 25 Torr CF 3 CF = CF 2 and 75 Torr oxygen was used as a source gas, a TEA CO 2 laser was strongly focused near the substrate, and a laser fluence at a focus was 2000 J · cm. A perfluoropolyether was produced in the same manner as in Example 1 except that dielectric breakdown of the raw material gas was caused near the focus as -2 .
【0057】この方法では、焦点近傍で大きなスパーク
音と共にプラズマが発生し、原料ガスの反応が起こり、
結果としておもにペルフルオロポリエーテルが得られ
た。基板上のペルフルオロポリエーテル薄膜の膜厚は、
照射パルス数に依存して、数ナノメートルから数マイク
ロメトールであった。ガラス基板上に生成したペルフル
オロポリエーテルの赤外吸収スペクトルを図14に示
す。In this method, plasma is generated in the vicinity of the focal point with a large spark sound, and the reaction of the raw material gas occurs,
As a result, mainly perfluoropolyether was obtained. The thickness of the perfluoropolyether thin film on the substrate is
It was several nanometers to several micrometres, depending on the number of irradiation pulses. The infrared absorption spectrum of the perfluoropolyether formed on the glass substrate is shown in FIG.
【0058】ペルフルオロポリエーテルの生成収率は実
施例1に比較して同様条件下で50%〜約10倍まで向
上した。 〔実施例4〕25 Torr の CF3CF=CF2 と75 Torr の
酸素との混合物を原料ガスとし、1Torr の CF3OCF3を
ラジカル重合開始剤として使用し、レーザー波数を10.
6μm帯R(14)の971.93cm-1とする以外は実施
例1と同様な方法でペルフルオロポリエーテルを製造し
た。The production yield of perfluoropolyether was improved from 50% to about 10 times under the same conditions as in Example 1. Example 4 A mixture of 25 Torr CF 3 CF = CF 2 and 75 Torr oxygen was used as a source gas, 1 Torr CF 3 OCF 3 was used as a radical polymerization initiator, and the laser wave number was 10.
A perfluoropolyether was produced in the same manner as in Example 1 except that the R (14) of 6 μm was 971.93 cm −1 .
【0059】この方法では CF3CF=CF2 自身はレーザー
光の吸収を行わないが、 CF3OCF3のの赤外多光子分解が
起こる。その結果、・CF3 および・OCF3 が生成
し、これらが CF3CF=CF2 の酸化重合反応の開始剤と作
用して、おもにペルフルオロポリエーテルが得られた。
基板上のペルフルオロポリエーテル薄膜の膜厚は、照射
パルス数に依存して数ナノメートルから数マイクロメー
トルであった。In this method, CF 3 CF = CF 2 itself does not absorb laser light, but infrared multiphoton decomposition of CF 3 OCF 3 occurs. As a result, generation · CF 3 and · OCF 3, they act as an initiator of the oxidative polymerization reaction of CF 3 CF = CF 2, perfluoropolyether is obtained mainly.
The film thickness of the perfluoropolyether thin film on the substrate was several nanometers to several micrometers depending on the number of irradiation pulses.
【0060】ガラス基板上に生成したペルフルオロポリ
エーテルの赤外吸収スペクトルを図15に示す。 〔実施例5〕基板を表面設置してあるステージの温度制
御によってアルミニウム基板表面を−50℃に冷却する
こと以外に実施例1ないし実施例4と同様な方法でペル
フルオロポリエーテルを製造した。The infrared absorption spectrum of perfluoropolyether formed on the glass substrate is shown in FIG. Example 5 A perfluoropolyether was produced in the same manner as in Examples 1 to 4 except that the surface of the aluminum substrate was cooled to -50 ° C by controlling the temperature of the stage on which the substrate was placed.
【0061】この方法では、原料ガスが基板に吸着する
ので、TEA CO2 レーザー照射によって生成したラ
ジカルが基板表面に到達し、基板表面に吸着した CF3CF
=CF 2 と酸素との表面酸化重合反応の開始剤としてラジ
カルが作用し、結果として基板表面にペルフルオロポリ
エーテル薄膜が形成された。得られたペルフルオロポリ
エーテル薄膜の膜厚は、照射パルス数に依存して数ナノ
メートルから数マイクロメートルであった。In this method, the source gas is adsorbed on the substrate.
So TEA CO2Laser generated by laser irradiation
CFAL that has reached the substrate surface and is adsorbed on the substrate surface3CF
= CF 2As an initiator of the surface oxidative polymerization reaction of oxygen with oxygen
Cal acts, and as a result, perfluoropoly
An ether film was formed. The obtained perfluoropoly
The thickness of the ether thin film depends on the number of irradiation pulses,
It was from a few meters to a few micrometers.
【0062】高感度反射法FT−IR測定によるアルミ
ニウム基板上に作製したペルフルオロポリエーテルの赤
外吸収スペクトルを図16に示す。表面にペルフルオロ
ポリエーテル薄膜の生成した基板を、ペルフルオロポリ
エーテルの良溶媒である1,1,2−トリクロロ−1,
2,2−トリフルオロエタンで洗浄した。洗浄後、ペル
フルオロポリエーテルのC−F結合の1240cm-1の吸
光度を、高感度反射法FT−IRスペクトルで測定した
ところ、洗浄前と変化がなかった。従って、ペルフルオ
ロポリエーテル薄膜は洗浄によって離脱せず、分子末端
が表面に固定されたペルフルオロポリエーテル薄膜が生
成していることが確認された。 〔実施例6〕1cm×3cm×1mmのアルミニウム基板を酸
素雰囲気下でプラズマ放電を行うことにより、表面を酸
化させた。FIG. 16 shows an infrared absorption spectrum of perfluoropolyether prepared on an aluminum substrate by high-sensitivity reflection method FT-IR measurement. The substrate with the perfluoropolyether thin film formed on the surface was treated with 1,1,2-trichloro-1, which is a good solvent for perfluoropolyether.
It was washed with 2,2-trifluoroethane. After washing, the absorbance of the C—F bond of perfluoropolyether at 1240 cm −1 was measured by the high-sensitivity reflection method FT-IR spectrum, and there was no change from that before washing. Therefore, it was confirmed that the perfluoropolyether thin film was not separated by washing, and a perfluoropolyether thin film in which molecular ends were fixed to the surface was produced. Example 6 A surface of a 1 cm × 3 cm × 1 mm aluminum substrate was oxidized by performing plasma discharge in an oxygen atmosphere.
【0063】また、1cm×3cm×2mmのガラス基板の表
面に、アルミニウム金属のスパッタリング法または、ト
リメチルアルミニウムを原料ガスとするレーザーCVD
法によって、約1μの膜厚のアルミニウムをデポジット
した。上記の表面をあらかじめ酸化させたアルミニウム
基板、およびスパッタリングによりガラス表面に微量の
アルミニウムをデポジットさせたガラス基板として使用
すること以外は実施例1ないし実施例5と同様な方法で
ペルフルオロポリエーテルを製造した。On the surface of a glass substrate of 1 cm × 3 cm × 2 mm, a sputtering method of aluminum metal or laser CVD using trimethylaluminum as a source gas is performed.
Method was used to deposit aluminum with a thickness of about 1 μm. Perfluoropolyether was produced in the same manner as in Examples 1 to 5 except that the above-mentioned aluminum substrate whose surface was previously oxidized and a glass substrate having a trace amount of aluminum deposited on the glass surface by sputtering were used. .
【0064】この方法では、原料ガスが基板に吸着する
ので、TEA CO2 レーザー照射によって生成したラ
ジカルが基板表面に到達し、基板表面に吸着した CF3CF
=CF 2 と酸素との表面酸化重合反応の開始剤としてラジ
カルが作用し、結果として基板表面にペルフルオロポリ
エーテル薄膜が形成された。得られたペルフルオロポリ
エーテル薄膜の膜厚は、照射パルス数に依存して数ナノ
メートルから数マイクロメートルであった。In this method, the source gas is adsorbed on the substrate.
So TEA CO2Laser generated by laser irradiation
CFAL that has reached the substrate surface and is adsorbed on the substrate surface3CF
= CF 2As an initiator of the surface oxidative polymerization reaction of oxygen with oxygen
Cal acts, and as a result, perfluoropoly
An ether film was formed. The obtained perfluoropoly
The thickness of the ether thin film depends on the number of irradiation pulses,
It was from a few meters to a few micrometers.
【0065】アルミニウム基板上に作製したペルフルオ
ロポリエーテル薄膜の高感度反射法により測定した赤外
吸収スペクトルを図17に示す。表面にペルフルオロポ
リエーテル薄膜の生成した基板を、ペルフルオロポリエ
ーテルの良溶媒である1,1,2−トリクロロ−1,
2,2−トリフルオロエタンで洗浄した。洗浄後、ペル
フルオロポリエーテルのC−F結合の1240cm-1の吸
光度を、高感度反射法FT−IRスペクトルで測定した
ところ、洗浄前と変化がなかった。従って、ペルフルオ
ロポリエーテル薄膜は洗浄によって離脱せず、分子末端
が表面に固定されたペルフルオロポリエーテル薄膜が生
成していることが確認された。 〔実施例7〕CF3CF=CF2 の代わりにヘキサフルオロプ
ロピレンオキシドを使用し、レーザー波数をヘキサプロ
ピレンオキシドの吸収にあった9R(20)1078.5
9cm -1とする以外は、実施例1ないし実施例6と同様な
方法でペルフルオロポリエーテルを製造した。基板上の
ペルフルオロポリエーテル薄膜の膜厚は、照射パルス数
に依存して数ナノメートルから数マイクロメートルであ
った。Perfluor prepared on an aluminum substrate
Infrared measured by high-sensitivity reflection method of ropolyether thin film
The absorption spectrum is shown in FIG. Perfluoropo on the surface
The substrate with the polyether thin film was
1,1,2-trichloro-1, which is a good solvent for ether,
It was washed with 2,2-trifluoroethane. After washing, pel
Fluoropolyether C-F bond 1240 cm-1Sucking
Luminous intensity was measured by high sensitivity reflection method FT-IR spectrum.
However, there was no change from before washing. Therefore, Perfluo
The low molecular weight polyether polyether film does not separate by washing,
The perfluoropolyether thin film with the
It was confirmed that it was done. Example 7 CF3CF = CF2Instead of hexafluorop
Use propylene oxide with propylene oxide
9R (20) 1078.5 which was in the absorption of pyrene oxide
9 cm -1Similar to Embodiments 1 to 6 except that
The method produced perfluoropolyether. On board
The film thickness of the perfluoropolyether thin film is the number of irradiation pulses
From a few nanometers to a few micrometers depending on
It was.
【0066】ガラス基板上に生成したペルフルオロポリ
エーテルの赤外吸収スペクトルを図18に示す。 〔実施例8〕CF3CF=CF2 の代わりに CF3CF=CF2 とヘ
キサフルオロプロピレンオキシドを、圧力比1:1で使
用すること以外は、実施例1ないし実施例6と同様な方
法でペルフルオロポリエーテルを製造した。基板上のペ
ルフルオロポリエーテル薄膜の膜厚は、照射パルス数に
依存して数ナノメートルから数マイクロメートルであっ
た。 CF3CF=CF2 とヘキサフルオロプロピレンオキシド
の圧力比は5:1から1:5の範囲で変化させたとこ
ろ、原料混合ガスの組成比が生成したペルフルオロポリ
エーテルの組成に反映された。The infrared absorption spectrum of the perfluoropolyether formed on the glass substrate is shown in FIG. The CF 3 CF = CF 2 and hexafluoropropylene oxide in place of Example 8 CF 3 CF = CF 2, pressure ratio 1: but using 1, similar to Example 1 to Example 6 METHOD To produce perfluoropolyether. The film thickness of the perfluoropolyether thin film on the substrate was several nanometers to several micrometers depending on the number of irradiation pulses. When the pressure ratio of CF 3 CF = CF 2 and hexafluoropropylene oxide was changed in the range of 5: 1 to 1: 5, the composition ratio of the raw material mixed gas was reflected in the composition of the generated perfluoropolyether.
【0067】ガラス基板上に作製したペルフルオロポリ
エーテルの赤外吸収スペクトルを図19に示す。 〔実施例9〕Ni−Pメッキを施したアルミニウム製の5
インチのディスク基板で、その上にスパッタリングによ
りクロム膜、コバルト・リッケル磁性膜、非晶質炭素膜
が順次積層された記録媒体部材を基板の代わりに使用し
た以外は、実施例1ないし実施例6と同様な方法でペル
フルオロポリエーテルを製造した。記録媒体部材上のペ
ルフルオロポリエーテル薄膜の膜厚は、照射パルス数に
依存して数ナノメートルから数マイクロメートルであっ
た。The infrared absorption spectrum of perfluoropolyether prepared on a glass substrate is shown in FIG. [Example 9] 5 made of aluminum plated with Ni-P
Example 1 to Example 6 except that a recording medium member having an inch disk substrate on which a chromium film, a cobalt-Rickel magnetic film, and an amorphous carbon film were sequentially laminated by sputtering was used instead of the substrate. A perfluoropolyether was prepared in a similar manner to. The film thickness of the perfluoropolyether thin film on the recording medium member was several nanometers to several micrometers depending on the number of irradiation pulses.
【0068】ガラス基板上に作製したペルフルオロポリ
エーテル薄膜の赤外吸収スペクトルを図20に示す。こ
の方法によって、非晶質炭素膜表面にペルフルオロポリ
エーテル薄膜が形成でき、これが潤滑剤層として作用す
る磁性記録媒体を製造した。The infrared absorption spectrum of the perfluoropolyether thin film formed on the glass substrate is shown in FIG. By this method, a perfluoropolyether thin film can be formed on the surface of the amorphous carbon film, and a magnetic recording medium in which this acts as a lubricant layer was manufactured.
【図1】図1は、本発明の実施例に用いた装置の概略図
を示す。FIG. 1 shows a schematic diagram of an apparatus used in an embodiment of the present invention.
【図2】図2は、原料の CF3CF=CF2 の50〜4000
cm-1の赤外吸収スペクトルを示す。FIG. 2 shows 50 to 4000 of CF 3 CF = CF 2 as a raw material.
The infrared absorption spectrum of cm -1 is shown.
【図3】図3は、原料の CF3CF=CF2 の1000〜10
80cm-1の赤外吸収スペクトルを示す。FIG. 3 shows that the raw material CF 3 CF = CF 2 of 1000 to 10
The infrared absorption spectrum at 80 cm -1 is shown.
【図4】図4は、FT−IR測定による気体生成物の赤
外吸収スペクトルを示す。FIG. 4 shows an infrared absorption spectrum of a gas product by FT-IR measurement.
【図5】図5は、FT−IR測定によるペルフルオロポ
リエーテルの赤外吸収スペクトルを示す。FIG. 5 shows an infrared absorption spectrum of perfluoropolyether by FT-IR measurement.
【図6】図6は、高感度反射法FT−IR測定によるペ
ルフルオロポリエーテルの赤外吸収スペクトルを示す。FIG. 6 shows an infrared absorption spectrum of perfluoropolyether measured by a high-sensitivity reflection method FT-IR measurement.
【図7】図7は、ガラス基板上に形成したペルフルオロ
ポリエーテル薄膜のESCAスペクトルを示す。FIG. 7 shows an ESCA spectrum of a perfluoropolyether thin film formed on a glass substrate.
【図8】図8は、ペルフルオロポリエーテル薄膜による
1240cm-1での吸光度とパルス数との関係を示すグラ
フである。原料ガスは25 Torr のCF3CF =CF2 と75
Torr の酸素との混合物であり、レーザー波数は9P
(26)1041.28cm-1であり、レーザーフルエンス
は380±20Jcm-2であった。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the absorbance at 1240 cm −1 and the pulse number for a perfluoropolyether thin film. The source gas is 25 Torr of CF 3 CF = CF 2 and 75
Torr is a mixture with oxygen, laser wave number is 9P
(26) 1041.28 cm -1 , and the laser fluence was 380 ± 20 Jcm -2 .
【図9】図9は、ペルフルオロポリエーテル薄膜による
1240cm-1での吸光度とレーザーフルエンスとの関係
を示すグラフである。原料ガスは25 Torr のCF3CF =
CF2 と75 Torr の酸素との混合物であり、レーザー波
数は9P(26)1041.28cm-1であり、パルス数は
1000であった。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the absorbance at 1240 cm −1 of a perfluoropolyether thin film and laser fluence. The source gas is 25 Torr CF 3 CF =
It was a mixture of CF 2 and 75 Torr oxygen, the laser wave number was 9P (26) 104 1.28 cm −1 and the pulse number was 1000.
【図10】図10は、ペルフルオロポリエーテル薄膜に
よる1240cm-1での吸光度と酸素圧との関係を示すグ
ラフである。原料ガスは25 Torr のCF3CF =CF2 と酸
素との混合物であり、レーザー波数は9P(26)10
41.28cm-1であり、レーザーフルエンスは383±7
Jcm-2であり、パルス数は1000であった。FIG. 10 is a graph showing the relationship between absorbance at 1240 cm −1 and oxygen pressure by a perfluoropolyether thin film. The source gas was a mixture of 25 Torr CF 3 CF = CF 2 and oxygen, and the laser wave number was 9P (26) 10.
41.28 cm -1 , laser fluence is 383 ± 7
It was Jcm -2 and the pulse number was 1000.
【図11】図11は、ペルフルオロポリエーテル薄膜に
よる1240cm-1での吸光度とCF 3CF =CF2 との圧力と
の関係を示すグラフである。原料ガスはCF3CF =CF2 と
75 Torr の酸素との混合物であり、レーザー波数は9
P(26)1041.28cm -1であり、レーザーフルエン
スは383±7Jcm-2であり、パルス数、1000であ
った。FIG. 11 shows a perfluoropolyether thin film.
According to 1240 cm-1Absorbance at CF and CF 3CF = CF2And the pressure of
It is a graph which shows the relationship of. CF is the source gas3CF = CF2When
It is a mixture with 75 Torr oxygen and has a laser wave number of 9
P (26) 104 1.28 cm -1And the laser fluen
Space is 383 ± 7 Jcm-2And the number of pulses is 1000
It was.
【図12】図12は、ペルフルオロポリエーテル薄膜に
よる1240cm-1での吸光度とレーザー波数との関係を
示すグラフである。原料ガスは25 Torr のCF3CF =CF
2と75Torrの酸素との混合物であり、レーザーフルエ
ンスは380Jcm-2であり、パルス数は1000であっ
た。FIG. 12 is a graph showing the relationship between the absorbance at 1240 cm −1 and the laser wave number of a perfluoropolyether thin film. The source gas is 25 Torr CF 3 CF = CF
It was a mixture of 2 and 75 Torr oxygen, the laser fluence was 380 Jcm -2 , and the pulse number was 1000.
【図13】図13は、FT−IR測定によるペルフルオ
ロポリエーテルの赤外吸収スペクトルを示す。FIG. 13 shows an infrared absorption spectrum of perfluoropolyether by FT-IR measurement.
【図14】図14は、FT−IR測定によるペルフルオ
ロポリエーテルの赤外吸収スペクトルを示す。FIG. 14 shows an infrared absorption spectrum of perfluoropolyether by FT-IR measurement.
【図15】図15は、FT−IR測定によるペルフルオ
ロポリエーテルの赤外吸収スペクトルを示す。FIG. 15 shows an infrared absorption spectrum of perfluoropolyether by FT-IR measurement.
【図16】図16は高感度反射法FT−IR測定による
ペルフルオロポリエーテルの赤外吸収スペクトルを示
す。FIG. 16 shows an infrared absorption spectrum of perfluoropolyether measured by a high-sensitivity reflection method FT-IR measurement.
【図17】図17は高感度反射法FT−IR測定による
ペルフルオロポリエーテルの赤外吸収スペクトルを示
す。FIG. 17 shows an infrared absorption spectrum of perfluoropolyether measured by a high-sensitivity reflection method FT-IR measurement.
【図18】図18はFT−IR測定によるペルフルオロ
ポリエーテルの赤外吸収スペクトルを示す。FIG. 18 shows an infrared absorption spectrum of perfluoropolyether by FT-IR measurement.
【図19】図19はFT−IR測定によるペルフルオロ
ポリエーテルの赤外吸収スペクトルを示す。FIG. 19 shows an infrared absorption spectrum of perfluoropolyether by FT-IR measurement.
【図20】図20は高感度反射法FT−IR測定による
ペルフルオロポリエーテルの赤外吸収スペクトルを示
す。FIG. 20 shows an infrared absorption spectrum of perfluoropolyether by a high-sensitivity reflection method FT-IR measurement.
1 TEA CO2 レーザー発振器 2 レーザー光 3 絞り板 4 赤外光用レンズ 5 照射反応容器(円筒型パイレックスガラスまたは金
属製のチャンバー) 6 試料気体 7 NaClまたはKBr窓板 8 基板設置用温度可変ステージ 9 ポルフルオロポリエーテル薄膜形成用の基板 10 ガス導入口 11 ガス排出口1 TEA CO 2 Laser Oscillator 2 Laser Light 3 Aperture Plate 4 Lens for Infrared Light 5 Irradiation Reaction Vessel (Cylindrical Pyrex Glass or Metal Chamber) 6 Sample Gas 7 NaCl or KBr Window Plate 8 Temperature Variable Stage for Substrate Installation 9 Substrate for forming a polyfluoropolyether thin film 10 Gas inlet 11 Gas outlet
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松沼 悟 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 日 立製作所株式会社生産技術研究所内 (72)発明者 阿部 勝男 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 日 立製作所株式会社生産技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Satoru Matsunuma Satoru Matsunuma 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa Pref., Institute of Industrial Science and Technology (72) Inventor Katsuo Abe 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa Production Technology Research Institute, Hiritsu Manufacturing Co., Ltd.
Claims (14)
ンと酸素を原料とし、赤外レーザーを照射することによ
って、ペルフルオロポリエーテルを製造する方法。1. A method for producing a perfluoropolyether by irradiating an infrared laser with at least one perfluoroolefin and oxygen as raw materials.
テルと任意に加えた酸素を原料とし、赤外レーザーを照
射することによって、ペルフルオロポリエーテルを製造
する方法。2. A method for producing a perfluoropolyether by irradiating an infrared laser with at least one cyclic perfluoroether and optionally added oxygen as a raw material.
ン、少なくとも一種の環状ペルフルオロエーテルと任意
に加えた酸素とを原料とし、赤外レーザーを照射するこ
とによって、ペルフルオロポリエーテルを製造する方
法。3. A method for producing a perfluoropolyether by irradiating an infrared laser with at least one perfluoroolefin, at least one cyclic perfluoroether and optionally added oxygen as a raw material.
求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。4. The method according to claim 1, wherein a radical polymerization initiator is added to the raw material.
によって製造する際に、光源として使用する赤外レーザ
ー光の波長、エネルギー、パルス幅及びパルス数を制御
することによってペルフルオロポリエーテルのペルフル
オロポリエーテル分子の結合、組成、構造、分布、配向
を制御する請求項1〜3項のいずれか一項に記載の方
法。5. A perfluoropolyether molecule of perfluoropolyether is controlled by controlling the wavelength, energy, pulse width and pulse number of infrared laser light used as a light source when producing perfluoropolyether by photooxidative polymerization. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, which controls binding, composition, structure, distribution and orientation.
器内を所定の圧力以下に減圧した後、少なくとも一種の
ペルフルオロオレフィンと酸素を導入し、赤外レーザー
を照射することによって前記基板上にペルフルオロポリ
エーテル薄膜を形成することを特徴とするペルフルオロ
ポリエーテル薄膜の製造方法。6. A substrate is placed in an irradiation container, the inside of the irradiation container is depressurized to a predetermined pressure or lower, at least one perfluoroolefin and oxygen are introduced, and the substrate is irradiated with an infrared laser. A method for producing a perfluoropolyether thin film, which comprises forming a perfluoropolyether thin film on the substrate.
器内を所定の圧力以下に減圧した後、少なくとも一種の
環状ペルフルオロエーテルと任意に酸素を導入し、赤外
レーザーを照射することによって前記基板上にペルフル
オロポリエーテル薄膜を形成することを特徴とするペル
フルオロポリエーテル薄膜の製造方法。7. A substrate is placed in an irradiation container, the inside of the irradiation container is depressurized to a predetermined pressure or lower, and then at least one cyclic perfluoroether and optionally oxygen are introduced and irradiated with an infrared laser. A method for producing a perfluoropolyether thin film, comprising forming a perfluoropolyether thin film on the substrate.
器内を所定の圧力以下に減圧した後、少なくとも一種の
ペルフルオロオレフィン、少なくとも一種の環状ペルフ
ルオロエーテルと任意に酸素を導入し、赤外レーザーを
照射することによって前記基板上にペルフルオロポリエ
ーテル薄膜を形成することを特徴とするペルフルオロポ
リエーテル薄膜の製造方法。8. A substrate is placed in an irradiation container, the inside of the irradiation container is depressurized to a predetermined pressure or lower, and then at least one perfluoroolefin, at least one cyclic perfluoroether, and optionally oxygen are introduced, and infrared rays are emitted. A method for producing a perfluoropolyether thin film, comprising forming a perfluoropolyether thin film on the substrate by irradiating a laser.
の処理を施されている請求項6〜8のいずれか一項に記
載の方法。9. The method according to claim 6, wherein the surface of the substrate is subjected to a treatment such as machining or surface treatment.
ずれか一項に記載の方法。10. The method according to claim 6, wherein the substrate surface is cooled.
容器内を所定の圧力以下に減圧した後、少なくとも一種
のペルフルオロオレフィンと酸素を導入し、赤外レーザ
ーを照射することによって前記物体上にペルフルオロポ
リエーテル薄膜を形成することを特徴とするペルフルオ
ロポリエーテル潤滑剤層の製造方法。11. An object is placed in the irradiation container, the inside of the irradiation container is depressurized to a predetermined pressure or lower, at least one perfluoroolefin and oxygen are introduced, and the infrared laser is applied to the object for irradiation. A method for producing a perfluoropolyether lubricant layer, which comprises forming a perfluoropolyether thin film on the substrate.
容器内を所定の圧力以下に減圧した後、少なくとも一種
の環状ペルフルオロエーテルと任意に酸素を導入し、赤
外レーザーを照射することによって前記物体上にペルフ
ルオロポリエーテル薄膜を形成することを特徴とするペ
ルフルオロポリエーテル潤滑剤層の製造方法。12. An object is placed in an irradiation container, the inside of the irradiation container is depressurized to a predetermined pressure or lower, and then at least one cyclic perfluoroether and optionally oxygen are introduced and irradiated with an infrared laser. A method for producing a perfluoropolyether lubricant layer, comprising forming a perfluoropolyether thin film on the object.
容器内を所定の圧力以下に減圧した後、少なくとも一種
のペルフルオロオレフィン、少なくとも一種の環状ペル
フルオロエーテルと任意に酸素を導入し、赤外レーザー
を照射することによって前記物体上にペルフルオロポリ
エーテル薄膜を形成することを特徴とするペルフルオロ
ポリエーテル潤滑剤層の製造方法。13. An object is placed in an irradiation container, the inside of the irradiation container is depressurized to a predetermined pressure or lower, and then at least one perfluoroolefin, at least one cyclic perfluoroether and optionally oxygen are introduced, and infrared rays are emitted. A method for producing a perfluoropolyether lubricant layer, which comprises forming a perfluoropolyether thin film on the object by irradiating a laser.
有する記録媒体部材である請求項11〜13のいずれか
一項に記載の方法。14. The method according to claim 11, wherein the object is a recording medium member having a substrate, a recording thin film and a protective film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03232036A JP3126429B2 (en) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | Method for producing perfluoropolyether by infrared laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03232036A JP3126429B2 (en) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | Method for producing perfluoropolyether by infrared laser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06220185A true JPH06220185A (en) | 1994-08-09 |
| JP3126429B2 JP3126429B2 (en) | 2001-01-22 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP03232036A Expired - Fee Related JP3126429B2 (en) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | Method for producing perfluoropolyether by infrared laser |
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| JP (1) | JP3126429B2 (en) |
-
1991
- 1991-09-11 JP JP03232036A patent/JP3126429B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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