JPS5939714A - 珪素酸化物被覆形成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、プラスチックやガラスの表面安定化
、金属メッキ、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（知られて
いる。

これらの被覆形成は５ｊＯ２のスパック、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釆ている。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．％公開５２−２０８２
５．特開昭５５−３４ｇ７６、特開昭５７−７４３７０
、特開昭５７−１０５４６３、特開昭５７−１００９４
０〜４４にその鎖側が開示されている。

しかしこれらのゾル／ゲル法の場合も被膜形成は通常２
００＼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は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
研死した結果分子中に５ｉ−ＮＧＯ結合を含むシランイ
ソシアネートで糸体を処理する方法が有効である事を認
め本発明に至った。

かくて本発明は分子中にＳ　ｌ　−Ｎｅｏ結合を■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慎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−０−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へテロ元素化
合物を併用して基体表面を処理することによって珪素酸
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Ｓｔ　
　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
るシランインシアネート化合物としては式５ｉ（ＮＣＯ
）４、ＲＨ８ｉ　（ＮＣＯ）４−ｎ、（ＲＯ）、Ｓｉ　
−（ＮＣＯ）４−ｎ（式中Ｒは置換基を封するか又は有
しない炭化水素基、ｎ　＝　ｌ、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Ｓ
ｉ　　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、フェ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■機差を
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ｊることができる。又上記式中ｎ　＝　ｌ〜３の
化合物中止としてｎ　＝　ｌ〜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体表面をア
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ック、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っては、いわゆ
る流延法、スピンナー法、スプレー法、ノ９−コート法
、蒸−着法、　ＣＶＤ法等各種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
、積結なとするときは、上記のように分子中に５ｉ−Ｎ
ＧＯ結合を何する化合物中のＳｔ　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連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
る活性水素を何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）、
フッ化炭化水素（フレオン）、ジメチルホルムアミド（
ＤＭＦ）、ジメチ／ｌ／　、Ｘ　／ｌ／ホキシト（ＤＭ
ＳＯ）、ニトロベンゼン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢
酸ジ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Ｓニー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
物又はペテロ元素化合物を併用することもできる。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、　ＡＩ％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、
水酸化物等積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
ときは被保の安定化を促進することができて好ましい。

か（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、又春型する物性に応じて■機差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Ｎ置部を示す。

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光分に洗浄
して試片とした。この試片を１Ｑｃｚ／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％ＲＨ部
℃の雰囲気で硬化させ形成させた被覆の物性を測定した
。

実施例　　　化　合　物　　　硬化時間　外　観Ｉ　　
　　５ｉ（ＮＣＯ）４５０　　　　　　　１６分　　無
色透明ＣＨ５ｉ（ＮＣＯ）３５０ ２　　　　ＣＨ２＝ＣＨ８１（ＮＧＯ）３５０　　　１
７分　　　　〃Ｓ　＋　（ＮＧＯ）　、＋　１０ （ＣＨ３）２Ｓｉ（ＮＣＯ）２４０ ３　　　　（ＣＨ３０）Ｓ＋　（ＮＧＯ）３９０　　　
１８分　　　　〃（ＣＨ）　５ｔ（ＮＧＯ）２１０ ２ ４　　　　（ＣＨ３０）Ｓｉ（ＮＣＯ）３８０　　　１
０分　　　　〃ＣＭ　＝ＣＨ８ｉ（ＮＧＯ）３１８ ＴＡＡ−１００２ ５縮合物ｉ１１　　３０　　　　１０分　　　　〃（Ｃ
Ｈ）Ｓｉ（ＮＧＯ）３４０ ｓ・１（ＩＮｃｏ＞　２、．２７ Ｂ（ＯＣ２Ｈ５）３３ ６　　縮合物＋２１＊３３（１１５分　　　　〃５ｉ（
ＮＧＯ）４１５ （ＣＨ３）３Ｓｉ（ＮＣＯ）５ ＴＡＡ−１００３ 酢酸エチル４７ 煮沸テスＩ−＊４ セトナトチタネート １３時間 １３時間　　　　　　　　　　ｃＨ３Ｇ（３ａ（３１ ＊４５％食塩水で煮沸し外観上の 変化が現われる１での時間 ２０時間 爽施例７ 液中ガス導入管と気化ガス導出管を設げた密閉ガラスフ
ラスコに５ｉ（ＮＧＯ）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″Ｃに昇温させた。

この状態で導出管から出るＳ　ｉ　（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℃　の界囲気で硬化させた。

得られた被覆は良好な物性を示した。

スライドガラス　無色透明　　　８分　　　　１５光沢
クロムメツ　　　〃〃１８ キ面 銅　　　　　　　　　　〃〃１２ ポリエステルフ　　　〃　　　　９分　　　　１０イル
ム ポリ塩化ビニル　　　〃〃１０ フィルム 災施例８ ＣＨ３Ｓ；、　（ＮＣＯ）　３１０部、　５ｉ（ＮＣＯ
）４９０部の混合物をシリコン単結晶板に２００Ｏｒｐ
ｍでスピンナー塗布して５℃６５％ＲＨで墓分間放置後
赤外線ランプで１６０℃に５分間加熱して均一膜を得た
。

Ｃの処理膜の表面抵抗１０　　Ω７ム　であり煮沸テス
トは２５時間であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、分子中にＳ　ｉ　−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ＮＧＯ基を少（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Ｂ　ｉ　−Ｎｅｏ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−０−Ｍ
   結合（Ｍは金属又は非金属元素）を形成し得る多価金属
   化合物又はへテロ元素化合物を併用して溝体表面を処理
   することからなる特許請求の範囲第１項記載の方法。