JPH0225990B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は珪素酸化物被覆形成法、特に常温付近
の低温で任意に有機基を増減出来る基体表面の珪
素酸化物被覆形成法である。 電子部品用絶縁膜、プラスチツクやガラスの表
面安定化、金属メツキ、薄膜表面の保護や積層
板、液晶セル面配向膜の表面処理等の目的で基板
上に高純度な珪素酸化物被覆を形成して使用する
事は広く知られている。 これらの被覆形成はSiO₂のスパツタ、真空蒸
着やシランのCVD法或は基体が珪素の場合には
熱酸化法での処理が行われている。更に最近は取
扱いが簡単で大面積処理に適するものとしてゾ
ル／ゲル法として分類される溶液法が注目されて
来ている。この溶液法は他の方法の如く特別な処
理装置を用いる事なく安全に広表面の処理が出来
る利点があり、この為の処理剤としてはハロゲン
化シランやアルキルシリケートを加水分解するか
又はアルコール−酸水溶液を加えて成る珪素化合
物の結合基の一部又は全てが加水分解されたゾ
ル／ゲルを用いるものであり特公昭52−16488、
特公昭52−20825、特開昭55−34276、特開昭57−
74370、特開昭57−105463、特開昭57−100940〜
44にその諸例が開示されている。 しかしこれらのゾル／ゲル法の場合も被膜形成
は通常200〜600℃の高温で焼成処理しないと酸化
物膜が形成されないので作業の連続性に欠け適用
材質にも制限が生じる為室温又は連続処理が可能
な低温域で珪素酸化物被覆処理をする方法の開発
が要請されていた。そこで室温付近の低温で珪素
酸化物被覆を形成する方法について研究した結果
分子中にSi−NCO結合を含むシランイソシアネ
ートで基体を処理する方法が有効である事を認め
本発明に至つた。 かくて本発明は分子中にSi−NCO結合を有す
るシランイソシアネート化合物で各種材質の基体
表面を処理することからなる珪素酸化物被覆形成
法を提供するものである。 本発明では、かかるシランイソシアネート化合
物とこの化合物と反応してSi−Ｏ−Ｍ結合（Ｍは
金属又は非金属元素）を形成し得る多価金属化合
物又はヘテロ元素化合物を併用して基体表面を処
理することによつて珪素酸化物被覆を形成するこ
ともできる。本発明では主として前記シランイソ
シアネート化合物として分子中にSiに直結する
NCO基を少くとも２個含有する化合物が用いら
れる。 本発明について更に詳細に説明すれば、ここで
用いられるシランイソシアネート化合物としては
式Si（NCO）₄、R_oSi（NCO）_4-o、（RO）_oSi−
（NCO）_4-o（式中Ｒは置換基を有するか又は有し
ない炭化水素基、ｎ＝１、２又は３）の化合物、
又はこれらの化合物の縮合物があげられる。又無
水珪酸やポリシロキサン化合物と上記式の化合物
と縮合したSiに直結したNCO基を２個以上含む
化合物も同様に本発明に用いることができる。こ
のような珪素化合物は単独でまたは２種以上混合
して用いることができる。上記式中Ｒはメチル、
エチル、ビニル、フエニルその他の置換されない
又は置換された飽和又は不飽和の脂肪族又は芳香
族の炭化水素基であり希望する物性などに応じて
このような有機基を任意に選択、増減してこれら
を導入した珪素酸化物被覆を形成することができ
る。又上記式中ｎ＝１〜３の化合物中主としてｎ
＝１〜２の化合物が本発明で用いられるが、ｎ＝
３の化合物の場合は基板表面をアルキルシリル化
処理する効果がある。 これらの珪素化合物でプラスチツク、ガラス、
金属その他の各種材質の基体表面を処理するに当
つては、いわゆる流延法、スピンナー法、スプレ
ー法、バーコート法、蒸着法、CVD法等多数の
方法が用いられる。これらの方法で基体表面を処
理して前記珪素化合物を塗布、噴霧などするとき
は、上記のように分子中にSi−NCO結合を有す
る化合物中のSiに直結したNCO基は、特別な触
媒を用いることなく空気中の水分や基体表面の水
分或はOH基等と容易に室温で反応してシロキサ
ン結合を形成するので、単にかかるシランイソシ
アネートを含む化合物で常態雰囲気下に基体表面
を処理するだけで硬化して容易に基体表面に珪素
酸化物被覆を形成することができるのである。 このシランイソシアネート化合物は必要により
他の化合物を併用することができる。たとえば
NCO基と反応する活性水素を有しない化合物を
溶剤として併用することができる。溶剤として用
いることのできる化合物としては例えばｎ−ヘキ
サン、ベンゼン、トルエン、キシレン、塩化メチ
レン、トリクロルエチレン（トリクレン）、フツ
化炭化水素（フレオン）、ジメチルホルムアミド
（DMF）、ジメチルスルホキシド（DMSO）、ニ
トロベンゼン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブ
チル等を挙げることができる。 又処理に際して密着性やアルカリ移行防止やそ
の他の機能を与えるために、処理時にシランイソ
シアネート化合物中のSiと反応してSi−Ｏ−Ｍ結
合（Ｍは下記の如き金属又は非金属元素）を形成
しうる多価金属化合物又はヘテロ元素化合物を併
用することができる。この目的に使用することが
できる化合物としては上記ＭとしてMg、Ca、
Zn、Ｂ、Al、Sn、Ti、Zr、Sb、In、Ｖ、Ta、
As、Ｐ、Fe、Co、Ni、Cr等の金属又は非金属元
素を含む化合物があげられる。而してこれらの化
合物はアルコキシド、キレート、アシレート、水
酸化物等種々の化合物で使用できるが、非水系で
シランイソシアネート化合物又はこれと前記の如
き溶剤とからなる溶液に溶解できるものでなけれ
ばならない。 本発明の方法は上述のように常態室温の雰囲気
下で処理して良好な珪素酸化物被覆が形成される
が必要により加温して処理することもできること
勿論でありこれによるときは被覆の安定化を促進
することができて好ましい。 かくして本発明の方法によれば室温又はその付
近の低温で湿気硬化法により基体の珪素酸化物被
覆が形成できるが、又希望する物性に応じて有機
基を任意に導入した珪素酸化物被覆が形成できる
ので工業上有用である。 以下に本発明の実施例を示す。例中部は重量部
を示す。 実施例 １−６ 硬質スライドガラスを洗剤及びアルコールで充
分に洗浄して試片とした。この試片を10cm／min
の速度の浸漬引上げ法で下記各例の化合物を処理
し65％RH25℃の雰囲気で硬化させ形成させた被
覆の物性を測定した。

【表】 実施例 ７ 液中ガス導入管と気化ガス導出管を設けた密閉
ガラスフラスコにSi（NCO）₄を入れ充分に乾燥し
たN₂ガスを通しつつフラスコ温度を80℃に昇温
させた。この状態で導出管から出るSi（NCO）₄気
化物を含むN₂ガスを各種基体表面に吹き付けて
処理し65％RH、25℃の雰囲気で硬化させた。得
られた被覆は良好な物性を示した。

【表】 イルム
実施例 ８ CH₃Si（NCO）₃10部、Si（NCO）₄90部の混合物
をシリコン単結晶板に2000rpmでスピンナー塗布
して25℃65％RHで20分間放置後赤外線ランプで
160℃に５分間加熱して均一膜を得た。 この処理膜の表面抵抗10¹⁵Ω／cm²であり煮沸テ
ストは25時間であつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 分子中にSi−NCO結合を含むシランイソシ
   アネート化合物で基体表面を処理することからな
   る珪素酸化物被覆形成法。 ２ シランイソシアネート化合物が分子中にSiに
   直結するNCO基を少くとも２個含有する化合物
   を含むものである特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ３ 分子中にSi−NCO結合を含むシランイソシ
   アネート化合物と、この化合物と反応してSi−Ｏ
   −Ｍ結合（Ｍは金属又は非金属元素）を形成し得
   る多価金属化合物又はヘテロ元素化合物を併用し
   て基体表面を処理することからなる特許請求の範
   囲第１項記載の方法。