WO2007015534A1 - 透明膜 - Google Patents

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Takeo Ebina
Fujio Mizukami
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    • Y10T428/31938—Polymer of monoethylenically unsaturated hydrocarbon

Definitions

  • the present invention relates to a transparent material comprising a film containing an inorganic layered compound as a main constituent, and more specifically, has a mechanical strength that can be used as a self-supporting film, and has heat resistance.
  • the present invention relates to a transparent material having gas barrier properties and highly oriented laminate of inorganic layered composite particles.
  • heat-resistant materials that have high gas shielding properties, are transparent, flexible, and can be used at high temperatures.
  • the present invention provides a new technology for a transparent new material that has high thermal stability and has excellent flexibility and gas barrier properties.
  • An inorganic layered composite such as swellable clay is dispersed in water or alcohol, and the dispersion is spread on a glass plate, allowed to stand, and dried to form a film with uniform orientation of particles. It has been known that an oriented sample for X-ray diffraction has been prepared by this film formation (see Non-Patent Document 1). However, when a film is formed on the glass plate, it is difficult to remove the inorganic layered composite thin film from the glass plate, and the film is cracked when it is peeled off. There was a problem that it was difficult to obtain as a standing film. Further, even if the film is peeled off, the obtained film is brittle and insufficient in strength, and it has been difficult to prepare a film having a uniform thickness without pinholes and excellent in gas noria.
  • various polymer resins are blended with inorganic materials as molding agents, dispersants, thickeners, and binders and used as gas nore materials.
  • a carboxyl group-containing high hydrogen gas-binding resin (A) having two or more carboxyl groups in the molecule, such as polyacrylic acid, and two or more hydroxyl groups in the molecular chain, such as starches.
  • an inorganic layered composite thin film has been produced by applying the Langmuir-Blodgett Method (see, for example, Non-Patent Document 2).
  • the inorganic layered compound thin film is formed on the surface of the substrate made of a material such as glass, and an inorganic layered compound thin film having strength as a free-standing film has not been obtained.
  • various methods for preparing functional inorganic layered composite thin films and the like have been reported.
  • a method for producing a clay thin film comprising drying an aqueous dispersion of a hydrated talcite-based intercalation compound into a film (see Patent Document 3), and reacting a clay mineral with phosphoric acid or a phosphate group.
  • a method for producing a clay mineral thin film in which the bonded structure of clay mineral is oriented and fixed by applying heat treatment to promote the reaction see Patent Document 4
  • smect tie There are many cases including aqueous compositions for film treatment containing complex compounds of clay minerals and divalent or higher metals (see Patent Document 5).
  • an inorganic layered composite oriented self-supporting film having mechanical strength that can be used as a self-supporting film and having a gas barrier property by highly orienting a laminate of clay particles. Is not obtained.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 10-231434
  • Patent Document 2 JP-A-7-251489
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 6-95290
  • Patent Document 4 JP-A-5-254824
  • Patent Document 5 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-30255
  • Patent Document 6 Japanese Patent Laid-Open No. 63-64913
  • Patent Document 7 Japanese Patent Publication No. 07-17371
  • Patent Document 8 Japanese Patent Laid-Open No. 52-15807
  • Patent Document 9 Japanese Patent Publication No. 61-3767
  • Non-Patent Document 1 Haruo Shiramizu “Clay Mineralogy Basics of Clay Science Asakura Shoten, P. 57 (19 88)
  • Non-Patent Document 2 Yasushi Umezawa, Clay Science, No. 42, No. 4, 218-222 (2003) Disclosure of the Invention
  • the present inventors have a mechanical strength that can be used as a self-supporting film, are transparent, and have excellent flexibility in view of the above-described conventional technology. 200 ° C With the goal of developing a new gas noria membrane that can be used under high-temperature conditions exceeding 50 ° C, a highly transparent inorganic layered compound and a small amount of highly transparent water-soluble polymer was dispersed in water or a liquid containing water as a main component to obtain a uniform dispersion containing no lumps, and this dispersion was applied to a support having a flat surface and a water-repellent surface.
  • the liquid as a dispersion medium is separated into various membranes by various solid-liquid separation methods such as centrifugation, filtration, vacuum drying, freeze vacuum drying, or heat evaporation.
  • the support layer is peeled off by a method such as drying 'heating' and cooling, so that the inorganic layered composite particles are oriented, highly transparent and excellent in flexibility and gas barrier properties.
  • Inorganic layered compound with excellent heat resistance As a result of further research, a preferred inorganic layered compound and a suitable water-soluble polymer, an optimum mixing ratio of the inorganic layered compound and the water-soluble polymer, an optimum solid-liquid ratio of the dispersion, and a preferred support.
  • the present inventors have found a body material, a preferable dispersion method, etc., and have improved the flexibility, transparency and heat resistance of the film, and have completed the present invention.
  • the present invention has a mechanical strength that can be used as a self-supporting film by orienting and densely laminating inorganic layered composites, and has a light transmittance and excellent thermal stability.
  • the purpose is to provide a flexible transparent material.
  • the present invention for solving the above-described problems comprises the following technical means.
  • a film comprising a layered inorganic compound as a main component is composed of 1) a layered inorganic compound and a water-soluble resin, 2) the weight ratio of the layered inorganic compound to the total solid is 70% or more, 3) A transparent material characterized by having a total light transmittance of more than 80%, 4) having gas noria properties, and 5) having mechanical strength that can be used as a self-supporting film.
  • the layered inorganic compound is at least one of mica, vermiculite, montmorillonite, piderite, sabonite, hectorite, stevensite, magadiite, isallite, kanemite, and layered titanic acid.
  • the transparent material according to (1) characterized in that (4) Water-soluble fat is ypsilon strength prolatatum, dextrin, starch, cellulosic resin, gelatin, agar, wheat flour, dulten, chitin, chitosan, polylactic acid, alkyd resin, polyurethane resin, epoxy resin, fluorine Resin, acrylic resin, methatal resin, phenol resin, polyamide resin, polyester resin, polyimide resin, polybure resin, polycarbonate, polyethylene glycol, polyacrylamide, polyethylene oxide, protein,
  • the transparent material according to (1) above which is one or more of oxyribonucleic acid, ribonucleic acid and polyamino acid, benzoic acid compound, and acrylic acid resin.
  • the gas permeability coefficient of oxygen gas at room temperature is less than 3.2 ⁇ 10 _11 cm 2 s _1 cmHg _1 ,
  • the present inventors disperse a highly transparent inorganic layered compound and a small amount of a highly transparent water-soluble polymer in water or a liquid containing water as a main component, and do not contain any lumps.
  • the dispersion liquid is applied to a support having a flat surface and a water-repellent surface to deposit inorganic layered compound particles, and the liquid as the dispersion medium is separated into various solid-liquid separation methods. For example, separation by centrifugation, filtration, vacuum drying, freeze vacuum drying, or heat evaporation, etc., forming into a film, and then separating the support by means of drying, heating, or cooling as necessary.
  • inorganic layered composite particles can be oriented, have high transparency, excellent flexibility, excellent gas-nore properties, and high heat resistance.
  • Layered with a suitable inorganic layered compound and water-soluble polymer inorganic layered Finding optimal mixing ratio of compound and water-soluble polymer, optimal solid-liquid ratio of dispersion, suitable support material, suitable dispersion method, etc., and achieving improvement in film flexibility, transparency and heat resistance The present invention has been completed.
  • the present invention uses a highly transparent layered inorganic compound and a small amount of a highly water-soluble polymer, and the surface is molded flat, the inorganic layered compound is oriented and densely laminated, and internal cracks and
  • the linear expansion coefficient of a general transparent resin is about 50-70 ppm K-1, whereas the film of the present invention is characterized by a very small linear expansion coefficient because it contains clay as a main component. To do.
  • the inorganic layered composite used in the present invention may be a natural or synthetic product, preferably mica, vermiculite, montmorillonite, piderite, sabonite, hectorite, scallop.
  • a natural or synthetic product preferably mica, vermiculite, montmorillonite, piderite, sabonite, hectorite, scallop.
  • the water-soluble polymer used in the present invention has a polar group in the main chain or side chain, and is therefore hydrophilic, or cationic cationic or nonionic, although it is not particularly limited as long as it has high solubility, for example, epsilon strength prolatatum, dextrin, starch, cellulosic fat, gelatin, agar, flour, dartene, chitin, chitosan , Polylactic acid, alkyd resin, polyurethane resin, epoxy resin, fluorine resin, acrylic resin, methallyl resin, phenol resin, polyamide resin, polyester resin, polyimide resin, polybule resin, polycarbonate, Polyethylene render, polyacrylamide, polyethylene oxide, protein, deoxyribonucleic acid, ribonucleic acid
  • oleic acid and polyamino acids, benzoic acid compounds, acrylic acid resins and the like are exemplified.
  • the inorganic layered composite used in the present invention is also hydrophilic and is well dispersed in water.
  • Such a water-soluble polymer and the inorganic layered compound have an affinity for each other, and when they are mixed in water, they are easily combined and complexed.
  • a uniform dispersion is prepared by adding an inorganic layered compound and a water-soluble polymer to water or a liquid that is a dispersion medium mainly composed of water.
  • the dispersion may be prepared by dispersing the inorganic layered compound and adding a water-soluble polymer with force, a method of dispersing the inorganic layered compound in a solution containing the water-soluble polymer, and the inorganic layered compound and the water-soluble polymer. Any method may be used in which molecules are added to the dispersion medium at the same time to form a dispersion liquid.
  • the inorganic layered compound is dispersed in water or a liquid that is a dispersion medium containing water as a main component. It is preferable to add a water-soluble polymer.
  • the inorganic layered compound is added to water or a liquid which is a dispersion medium containing water as a main component to prepare a dilute and uniform inorganic layered compound dispersion.
  • the concentration of the inorganic layered compound in this inorganic layered compound dispersion is preferably from 0.3 to 10 percent by weight, more preferably from 0.5 to 1 percent by weight. At this time, if the inorganic layered compound concentration is too thin, there is a problem that it takes too much time to dry.
  • the inorganic layered compound concentration is too high, the inorganic layered compound does not disperse well, so that a uniform film with poor orientation of the inorganic layered compound particles cannot be obtained.
  • concentration of the inorganic layered compound is too high, there are problems such as cracking due to shrinkage during drying, surface roughness, non-uniformity in film thickness, and the like.
  • a water-soluble polymer or a solution containing the same is weighed, and in addition to the inorganic layered compound dispersion, a uniform dispersion containing the inorganic layered compound and the water-soluble polymer is prepared.
  • both the inorganic layered compound and the water-soluble polymer are hydrophilic and are well dispersed in water.
  • the inorganic layered compound and the water-soluble polymer have an affinity for each other, both are easily combined and complexed when mixed in water.
  • the weight percentage of water soluble polymer to total solids is less than 30 percent, preferably 5 to 20 percent.
  • the dispersion method is not particularly limited as long as it can disperse as vigorously as possible, but there are a stirrer equipped with a stirring blade, a shaker stirrer, a homogenizer, and the like. A method using a homogenizer at the final stage of dispersion is preferred. If lumps remain in the dispersion, the film surface may become rough or the film composition may become uneven, causing light surface scattering or light internal scattering.
  • the dispersion containing the inorganic layered compound and the water-soluble polymer is degassed.
  • Degassing methods include evacuation, heating, and centrifugation, but a method including evacuation is more preferable. After degassing, removing fine bubbles by centrifugation or the like is effective in improving the transparency of the membrane.
  • the centrifugation conditions are, for example, 5500 revolutions and 20 minutes.
  • the degassed dispersion is applied to the support surface with a certain thickness. Next, the liquid that is the dispersion medium is slowly evaporated to form a film.
  • the composite organic layered compound membrane thus formed is preferably any one of, for example, centrifugation, filtration, vacuum drying, freeze vacuum drying, and heat evaporation. combine.
  • the dispersion deaerated in advance by evacuation can be made of a flat tray, preferably a water-repellent material such as polypropylene or Teflon (registered trademark).
  • the surface of the support is preferably made of a water-repellent material such as polypropylene or Teflon (registered trademark) or a water-repellent material such as tita-coating.
  • a water-repellent material such as polypropylene or Teflon (registered trademark) or a water-repellent material such as tita-coating.
  • the dispersion containing the inorganic layered compound and the water-soluble polymer is not degassed in advance!
  • pores derived from bubbles are likely to be formed. May arise.
  • the drying conditions are set so that the liquid content is sufficient to be removed by evaporation. At this time, if the temperature is too low, there is a problem that time is required for drying. On the other hand, if the temperature is too high, convection of the dispersion occurs, the film does not have a uniform thickness, and the orientation of the inorganic layered composite particles decreases.
  • a film having an arbitrary thickness can be obtained by adjusting the amount of solid used in the dispersion.
  • the thickness does not cause surface roughness and tends to be excellent in light transmittance.
  • the flexibility decreases as the film becomes thicker, and it is desirable that the thickness be 0.2 millimeters or less.
  • highly laminating the layer of inorganic layered compound particles means that unit layer layers (thickness of about 1 nanometer) of inorganic layered compound particles are stacked with the direction of the layer surface being the same. It also means having a high periodicity in the direction perpendicular to the layer surface.
  • a thin and uniform dispersion containing an inorganic layered compound and a water-soluble polymer is applied to the support, and the liquid as the dispersion medium is slowly added. It is important to form a film in which inorganic layered composite particles are densely laminated.
  • the concentration of the inorganic layered compound in the inorganic layered compound dispersion is preferably from 0.3 to 10 weight percent, more preferably from 0.5 to 1 weight percent.
  • the drying condition by the heat drying method is preferably a temperature condition of 30 ° C to 90 ° C, more preferably a temperature condition of 30 ° C to 50 ° C, in a forced air oven. Below, 10 minutes force is also dried for about 3 hours, more preferably about 20 minutes to 1 hour.
  • the water-soluble polymer composite inorganic layered composite film does not peel off naturally as a support for a tray or the like, preferably, for example, under a temperature condition of about 80 ° C to 200 ° C. Dry to obtain a free-standing film with ease of peeling. One hour is sufficient for drying. At this time, if the temperature is too low, there is a problem that peeling hardly occurs. When the temperature is too high, the water-soluble polymer is deteriorated, resulting in problems such as coloration of the film, reduction in mechanical strength, and reduction in gas noliativity.
  • the clay film of the present invention itself uses an inorganic layered composite as a main raw material (70% by weight or more), and preferably has a basic configuration of, for example, a layer thickness of about 1 nm and a particle diameter of 1 ⁇ m. m, the composition of the synthetic inorganic layered compound is 70% by weight or more, and the size of the molecule is a nanometer or several nanometers of natural or synthetic low molecular weight polymer additive of 30% by weight.
  • This clay film is produced by, for example, densely laminating layered crystals having a thickness of about 1 nm, oriented in the same direction.
  • the resulting membrane has a thickness of 3 to 200 ⁇ m, preferably 3 to 200 ⁇ m, and the gas barrier performance is less than 0. lccZm 2 '24hr' atm with a thickness of 25 / zm and oxygen permeability ,
  • the transmittance of visible light (wavelength 500 nanometers) is 80% or more, and the transmittance of visible light (wavelength 500 nanometers) after heating for 1 hour at 300 ° C is 80% or more Yes, transmissivity at a wavelength of 350 nanometers is 80% or more, and the area can be increased to 100 x 40cm or more, has high heat resistance, and heat-treated at 300 ° C for 1 hour There will be no decline in gas nolia afterwards.
  • the linear expansion coefficient is ⁇ 100-100 ° C—2 ppm K ” ⁇ 100-200 ° C, Oppm K _ 1.
  • Tensile strength is 23.6 MPa. Tear strength is 20. INZmm.
  • the diffusivity is 2.7 X 10 _7 m 2 / s, and the oxygen index in the combustion test is 94 or higher.
  • the inorganic layered composite film of the present invention has a highly oriented laminate of inorganic layered composite particles and can be used as a self-supporting film, and has excellent flexibility. There is no pinhole, and the barrier property of gas' liquid is maintained even at a high temperature of 200 ° C to 300 ° C. Further, the inorganic layered composite film of the present invention can be easily cut into an arbitrary size and shape such as a circle, a square, and a rectangle with a scissor, a cutter, or the like. [0021] Therefore, the inorganic layered composite film of the present invention can be widely used as a self-supporting film that is excellent in flexibility under high temperature conditions and excellent in gas-noreness.
  • the water-soluble polymer is a polar polymer and interacts with an inorganic layered compound having the same polarity to produce a thin film excellent in flexibility, strength, and transparency. Therefore, easy breakage of the inorganic layered composite thin film due to pulling, twisting, and the like is suppressed, and thereby an inorganic layered compound film having excellent characteristics that can be used as a self-supporting film is obtained.
  • the inorganic layered composite film of the present invention includes an LCD substrate film, an organic EL substrate film, an electronic paper substrate film, an electronic device sealing film, a lens film, a light guide plate film, a prism film. , Retardation plate 'Polarizing film, Viewing angle correction film, PDP film, LED film, Optical communication member, Transparent film for touch panel, Substrate film of various functional films, Inside structure can be seen through Films for electronic devices, video discs ⁇ CDZCD-RZCD-RWZDVDZMOZMD ⁇ Phase change discs ⁇ Films for optical recording media including optical cards, sealing films for fuel cells, films for solar cells, etc. .
  • Multilayering is exemplified as an example in which the inorganic layered composite film is attached to another member.
  • the inorganic layered compound composite film with the film B made of other materials.
  • a film obtained by laminating a fluorine resin film with an adhesive as a kind of an inorganic layered composite composite film and a plastic film is exemplified. Since the fluorine resin film has low moisture permeability, the multilayer film of the fluorine resin film and the inorganic layered composite composite film can be used as a film having high moisture barrier properties and high gas norativity.
  • the material of the film B is not particularly limited as long as the formability of the multilayer film with the clay film is good, but preferably, for example, metal foil, thin glass, various plastic films, paper, etc. Illustrated. Furthermore, it is also possible to use a multilayer film of three or more layers including the inorganic layered compound composite film.
  • the present inorganic layered compound composite film has a thickness of 0.2 to 3 mm. It can be made as thin as about chromometer, and the overall flexibility of the device and light weight can be achieved.
  • This layered compound composite film is characterized in that it does not generate cracks even when bent to a radius of 6 mm, and can be used in a wide range of flexible devices.
  • the film of the present invention is excellent in flexibility and workability, it is considered possible to apply a roll-to-roll process.
  • the film of the present invention absorbs only a small amount of ultraviolet light (Fig. 2), and it is considered that the coloration with time is suppressed and the light resistance is high.
  • the film of the present invention can be easily adhered to other materials, can use a general adhesive, can be surface-coated, and has a water vapor-nore property by being surface-coated and laminated. ⁇ Water resistance can be improved.
  • a transparent inorganic layered composite film in which the orientation of inorganic layered composite particles is uniform can be provided.
  • the inorganic layered composite film is a self-supporting film. It can be used as, for example, it can be used as a flexible display material 'packaging material' electronic device sealing material, etc. even at high temperatures exceeding 200 ° C, even if it is chemically stable and transparent. A special effect is produced.
  • a stainless steel ground plate was used. Using a spacer as a guide, a clay paste film of uniform thickness was formed. This tray was dried in a forced air oven at 60 ° C for 1 hour to obtain a uniform additive-composite clay thin film with a thickness of about 10 micrometers. The resulting clay film was also peeled off by the trayer to obtain a highly transparent, self-supporting film with excellent flexibility (TPSACMC10-10).
  • the X-ray diffraction chart of TPSACMC10-10 is shown in Fig. 1.
  • the clay layered crystals are oriented and stacked.
  • TPSACMC10-10 Thermal analysis of TPSACMC10-10 (heating rate of 5 ° C per minute in an air atmosphere) was performed. From the TG curve, a decrease in weight due to dehydration of adsorbed water was observed from room temperature to 200 ° C, and a decrease in weight due to thermal decomposition of carboxymethylcellulose sodium salt was observed from 272 ° C to 450 ° C. It was. In the differential thermal analysis of this inorganic layered compound thin film (heating rate 5 ° C / min), the 200 ° C force is also in the temperature range of 450 ° C. The weight loss on a dry solid basis was 6.7 percent.
  • TPSACMC10-10 was heated in an electric furnace. Heated from room temperature to 200 ° C at a rate of 100 ° C per hour. Next, it was kept at 200 ° C. for 1 hour. Then, it stood to cool in an electric furnace. After this heat treatment, abnormalities such as a decrease in light transmittance and occurrence of pinhole cracks were not observed with the naked eye.
  • the transmittance of the film at a wavelength of 500 nanometers measured with a visible ultraviolet spectrophotometer was 78.7 percent ( Figure 2).
  • a stainless steel ground plate was used. Using a spacer as a guide, a clay paste film of uniform thickness was formed. This tray was dried in a forced air oven at 60 ° C for 1 hour to obtain a uniform additive-composite clay thin film with a thickness of about 10 micrometers. The resulting clay film was also peeled off by the trayer to obtain a highly transparent, self-supporting film with excellent flexibility (TPSACMC20-10).
  • Figure 1 shows the X-ray diffraction chart of TPSACMC20-10.
  • the clay layered crystals are oriented and stacked.
  • TPSACMC20-10 thermal analysis of TPSACMC20-10 (heating rate of 5 ° C per minute in an air atmosphere) was performed. From the TG curve, a decrease in weight due to dehydration of adsorbed water was observed from room temperature to 200 ° C, and a decrease in weight due to thermal decomposition of carboxymethylcellulose sodium salt was observed from 262 ° C to 450 ° C. It was. In the differential thermal analysis of this inorganic layered compound thin film (heating rate 5 ° C / min), the weight loss on a dry solid basis in the temperature range of 200 ° C force and 450 ° C was 10.5 percent.
  • a stainless steel ground plate was used. Using a spacer as a guide, a clay paste film of uniform thickness was formed. This tray was dried in a forced air oven at 60 ° C for 1 hour to obtain a uniform additive-composite clay thin film with a thickness of about 10 micrometers. The resulting clay film was also peeled off by the trayer to obtain a highly transparent, self-supporting film with excellent flexibility (TPSACMC30-10).
  • FIG. 1 shows the X-ray diffraction chart of TPSACMC30-10.
  • TPSACMC30-10 thermal analysis of TPSACMC30-10 (heating rate 5 ° C per minute in an air atmosphere) was performed. From the TG curve, a decrease in weight due to dehydration of adsorbed water was observed from room temperature to 200 ° C, and a decrease in weight due to thermal decomposition of carboxymethylcellulose sodium salt was observed from 251 ° C to 450 ° C. It was. In the differential thermal analysis of this inorganic layered compound thin film (heating rate 5 ° C / min), the weight loss on a dry solid basis in the temperature range of 200 ° C force and 450 ° C was 15.7 percent.
  • a stainless steel ground plate was used for the application.
  • a clay paste film of uniform thickness was formed.
  • the tray was dried in a forced air oven at 60 ° C for 1 hour to obtain a uniform additive composite clay thin film with a thickness of about 10 micrometers.
  • the produced clay film was peeled off to obtain a highly transparent, self-supporting film with excellent flexibility.
  • clay paste As clay, add 1.0 gram of synthetic saponite “Smetaton” (Kunimine Industries Co., Ltd.) to 100 cm 3 of distilled water, put it in a plastic sealed container with a Teflon (registered trademark) rotor, 25 ° Shake vigorously for 2 hours to obtain a uniform dispersion. Next, this clay paste was deaerated with a vacuum deaerator. Next, this clay paste was applied to a polypropylene tray having a flat surface. For the application, a stainless steel ground plate was used. Using a spacer as a guide, a clay paste film of uniform thickness was formed.
  • the tray was dried in a forced air oven at 60 ° C for 1 hour to obtain a uniform additive composite clay thin film with a thickness of about 10 micrometers.
  • the resulting clay film was peeled off by the striker to obtain a highly transparent, self-supporting film with excellent flexibility (TPSA0 10).
  • this clay paste was applied to a brass plate.
  • a stainless steel ground plate was used for the application.
  • a clay paste film of uniform thickness was formed.
  • the tray was dried in a forced air oven for 1 hour under a temperature condition of 60 ° C. to obtain a uniform additive composite clay thin film having a thickness of about 10 ⁇ m.
  • the produced clay film was peeled off from the trayer to obtain a self-supporting film having excellent flexibility.
  • the transmittance of the film at a wavelength of 500 nanometers measured by a visible ultraviolet spectrophotometer was 13.1%.
  • clay As clay, add 0.91 parts of natural smectite “Kunipia P” (Kunimine Kogyo Co., Ltd.) to distilled water and place in a plastic sealed container with a Teflon (registered trademark) rotor at 25 ° C. Shake vigorously for 2 hours to obtain a uniform dispersion. To this dispersion, 0.09 parts of commercially available ypsilon force prolatatum was added as an additive, and shaken vigorously to obtain a uniform dispersion containing natural smectite and epsilon force prolatatum. Next, this clay paste was deaerated with a vacuum deaerator. Next, this clay paste was applied to a brass plate.
  • a stainless steel ground plate was used for the application.
  • a spacer as a guide, a uniform clay paste film was formed.
  • the tray was dried in a forced air oven at 60 ° C for 1 hour to obtain a uniform additive composite clay thin film with a thickness of about 80 micrometers.
  • the resulting clay film was peeled off from the trayer to obtain a self-supporting film with excellent flexibility.
  • the permeability coefficient of oxygen at room temperature of the film was confirmed to be less than 3.2 X 10 _11 cm 2 s _ 1 cmHg _1.
  • the ability to show rear performance has become a force.
  • clay paste As clay, add 0.95 grams of synthetic saponite "Smetaton" (Kunimine Kogyo Co., Ltd.) to 100cm 3 of distilled water, put it in a plastic sealed container with a Teflon (registered trademark) rotor, 25 ° Shake vigorously for 2 hours to obtain a uniform dispersion. To this dispersion, 0.05 g of commercially available sodium polyacrylate was added as an additive and shaken vigorously to obtain a uniform dispersion containing synthetic saponite and sodium polyacrylate. Next, this clay paste was deaerated with a vacuum deaerator. Next, this clay paste was poured into a container having a fluorine resin sheet on the bottom to form a clay paste film having a uniform thickness.
  • the tray was dried in a forced air oven at a temperature of 60 ° C. for 24 hours to obtain a uniform additive composite clay thin film having a thickness of about 100 ⁇ m.
  • the resulting clay film was peeled off from the fluorocarbon resin sheet to obtain a self-supporting film with excellent flexibility.
  • this clay paste was poured into a container having a fluorine resin sheet on the bottom to form a clay paste film having a uniform thickness.
  • the tray was dried in a forced air oven at a temperature of 60 ° C. for 24 hours to obtain a uniform additive composite clay thin film having a thickness of about 100 ⁇ m.
  • the resulting clay film was peeled off from the fluorocarbon resin sheet to obtain a self-supporting film with excellent flexibility.
  • clay As clay, add 0.85 grams of synthetic saponite "Smetaton" (manufactured by Kunimine Industries Co., Ltd.) to 100cm 3 of distilled water, and place it in a plastic sealed container. It was put together with the rotor and shaken vigorously at 25 ° C for 2 hours to obtain a uniform dispersion. To this dispersion, 0.15 g of commercially available sodium polyacrylate was added as an additive and shaken vigorously to obtain a uniform dispersion containing synthetic saponite and sodium polyacrylate. Next, this clay paste was deaerated with a vacuum deaerator. Next, this clay paste was poured into a container having a fluorine resin sheet on the bottom to form a clay paste film having a uniform thickness.
  • Synaton synthetic saponite
  • the tray was dried in a forced air oven at a temperature of 60 ° C. for 24 hours to obtain a uniform additive composite clay thin film having a thickness of about 100 ⁇ m.
  • the resulting clay film was peeled off from the fluorocarbon resin sheet to obtain a self-supporting film with excellent flexibility.
  • This tray is dried in a forced air oven for 24 hours at 60 ° C. As a result, a uniform additive composite clay thin film having a thickness of about 100 micrometers was obtained. The resulting clay film was peeled off from the fluorocarbon resin sheet to obtain a self-supporting film with excellent flexibility.
  • the tray was dried in a forced air oven at a temperature of 60 ° C. for 24 hours to obtain a uniform additive composite clay thin film having a thickness of about 100 ⁇ m.
  • the resulting clay film was peeled off from the fluorocarbon resin sheet to obtain a self-supporting film with excellent flexibility.
  • clay As clay, add 0.7 grams of synthetic saponite “Smetaton” (Kunimine Industries Co., Ltd.) to 100cm 3 of distilled water and put it in a plastic sealed container with a Teflon (registered trademark) rotor, 25 ° Shake vigorously for 2 hours to obtain a uniform dispersion. As an additive, 0.3 g of commercially available sodium polyacrylate was added to this dispersion and shaken vigorously to obtain a uniform dispersion containing synthetic saponite and sodium polyacrylate. Next, this clay paste was deaerated with a vacuum deaerator. Next, this clay paste was applied to a fluorine resin sheet. Using a spacer as a guide, a clay paste film of uniform thickness was formed.
  • the tray was dried in a forced air oven at a temperature of 60 ° C. for 24 hours to obtain a uniform additive composite clay thin film having a thickness of about 100 micrometers.
  • the resulting clay film was peeled from the fluorine resin sheet to obtain a self-supporting film with excellent flexibility.
  • a stainless steel ground plate was used for application.
  • a clay paste film of uniform thickness was formed.
  • This tray was dried in a forced air oven at 60 ° C for 1 hour to obtain a uniform additive-composite clay thin film with a thickness of about 10 micrometers.
  • the resulting clay film was peeled off from the trayer to obtain a self-supporting film with excellent flexibility.
  • the transmittance of this film at a wavelength of 500 nanometers measured by a visible ultraviolet spectrophotometer was 68.1%. As described above, when the substrate surface was not flat, the film surface was rough, the light was scattered, and the light transmittance was lowered.
  • the tray was dried in a forced air oven at a temperature of 60 ° C. for 24 hours to obtain a uniform additive composite clay thin film having a thickness of about 10 ⁇ m.
  • the resulting clay film was peeled off from the fluorocarbon resin sheet to obtain a self-supporting film with excellent flexibility.
  • the light transmittance of this film at a wavelength of 500 nanometers was 90.3 percent.
  • the light transmittance at a wavelength of 500 nanometers was 89.3 percent.
  • this clay paste was poured into a container with a fluorine resin sheet on the bottom, and a clay paste film about 5 mm thick was formed.
  • the tray was dried in a forced air oven at a temperature of 60 ° C. for 48 hours to obtain a uniform additive composite clay thin film having a thickness of about 200 ⁇ m.
  • the resulting clay film was peeled from the fluorine resin sheet to obtain a self-supporting film with excellent flexibility.
  • the tray was dried in a forced air oven at a temperature of 60 ° C. for 24 hours to obtain a uniform additive composite clay thin film having a thickness of about 10 ⁇ m.
  • the produced clay film was peeled off from the fluorine resin sheet to obtain a self-supporting film having excellent flexibility.
  • the present invention is a transparent material characterized in that it is a film containing an inorganic layered composite as a main constituent, and has mechanical strength that can be used as a self-supporting film.
  • the inorganic layered compound particles according to the present invention can be used as a self-supporting film, and can be used as a self-supporting film. It can be used under high-temperature conditions exceeding the above range, has excellent flexibility, is a dense material without pinholes, and has excellent gas nore! Properties. is there. Therefore, the inorganic layered composite film of the present invention is a member that can withstand high-temperature conditions during production or processing, and can be widely used as a transparent film having excellent flexibility.
  • the inorganic layered composite film of the present invention can be widely used as a transparent film having excellent flexibility under high temperature conditions. Furthermore, the inorganic layered composite film of the present invention can be widely used as a transparent film that requires high gas noliativity. Therefore, the inorganic layered composite film of the present invention can be used for many products.
  • Examples of products include LCD substrate film, organic EL substrate film, electronic paper substrate film, electronic device sealing film, lens film, light guide plate film, prism film, retardation plate / polarizing plate film, Viewing angle correction film, PDP film, LED film, optical communication member, transparent film for touch panel, various functional film substrate films, electronic device film with a transparent structure, video disc CD / CD -R / CD-RW / DVD / MO / MD Phase change disc Optical recording media film including optical card, fuel cell sealing film, solar cell film Rum etc.
  • FIG. 1 Composite inorganic layered composite thin film prepared by using synthetic smectite and carboxymethylcellulose sodium salt of the present invention (weight ratio of carboxymethylcellulose sodium salt used is 10% for TPSACMC10-10, TPSACM (C20-10 is 20 percent, TPSACMC30-10 is 30 percent).
  • FIG. 2 Composite inorganic layered composite thin film prepared using synthetic smectite and carboxymethylcellulose sodium salt of the present invention (weight ratio of carboxymethylcellulose sodium salt used is 10% for TPSACMC10-10, TPSACM (C20-10 is 20 percent, TPSACMC30-10 is 30 percent).

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Abstract

  　本発明は、包装材、封止材、ディスプレイ材の技術分野において、熱安定性が高く、しかも、柔軟性、表面平坦性、寸法安定性及びガスバリア性に優れた透明な新素材・新技術を提供する。本発明は、透明性の高い無機層状化合物と、少量の透明性の高い水可溶性の高分子を、水あるいは水を主成分とする液に分散させ、ダマを含まない均一な分散液を得た後、この分散液を、表面が平坦で表面が撥水性の支持体に塗布し、無機層状化合物粒子を沈積させるとともに、分散媒である液体を種々の固液分離方法、例えば、遠心分離、ろ過、真空乾燥、凍結真空乾燥又は加熱蒸発法などで分離し、膜状に成形した後、これを必要に応じ乾燥・加熱・冷却するなどの方法により支持体から剥離することにより得られた、無機層状化合物粒子が配向し、表面平坦性が高く、寸法安定性が高く、透明性が高く、柔軟性に優れ、ガスバリア性に優れ、耐熱性の高い無機層状化合物膜に関するものである。

Description

明 細 書
透明膜
技術分野
[0001] 本発明は、無機層状化合物を主要構成成分とする膜からなることを特徴とする透明 材に関するものであり、更に詳しくは、自立膜として利用可能な機械的強度を有し、 耐熱性を有し、ガスバリア性を有し、無機層状ィ匕合物粒子の積層を高度に配向させ た透明材に関するものである。包装材、封止材、ディスプレイ材の技術分野において 、従来、ガス遮蔽性が高ぐ透明で、柔軟で、しかも高温下で使用可能な耐熱性材料 の開発が強く要請されている。これを踏まえ、本発明は熱安定性が高ぐし力も、柔軟 性及びガスバリア性に優れた透明な新素材'新技術を提供するものである。
背景技術
[0002] ブラウン管方式に代わる、省エネルギーディスプレイとして、液晶、有機 ELなどが 開発され、電子ペーパー等の用途も含め、ディスプレイ全体のフレキシブルィ匕が次 の目標となっており、このための柔軟な、耐熱性透明フィルムが求められている。しか しながら、従来材料、例えば、プラスチックフィルムは、柔軟であるものの、その耐熱 性及びガスバリア性は十分とは言えず、薄板ガラスは光透過性 ·耐熱性に優れるもの の、柔軟性が十分ではないという問題がある。し力も、薄板ガラスにはその厚さを 0. 4 ミリメートル程度にまでしかできな 、ため、柔軟性に加えて軽量ィ匕が難 ヽと 、う問題 がある。そのため、柔軟性'耐熱性 '透明性'ガスバリア性を併せ持つフィルム状材料 の開発が強く求められている。特に、柔軟性及び軽量化の実現のために、フィルムを 極力薄くすることが望まれており、また、フィルム基板に対しては、表面平滑性、耐薬 品性、寸法安定性、あるいは低膨張率性が求められる。
[0003] 膨潤性粘土などの無機層状ィ匕合物を、水やアルコールに分散し、その分散液をガ ラス板の上に広げ、静置、乾燥することにより、粒子の配向の揃った膜が得られること が知られており、この膜形成により、 X線回折用の定方位試料が調製されてきた (非 特許文献 1参照)。しカゝしながら、ガラス板上に膜を形成した場合、ガラス板カゝら無機 層状ィ匕合物薄膜を剥がすことが困難であり、剥がす際に膜に亀裂が生じるなど、自 立膜として得ることが難しいという問題があった。また、膜を剥がせたとしても、得られ た膜が脆ぐ強度不足であり、これまで、ピンホールのないガスノリア性に優れた均一 の厚さの膜を調製することは困難であった。
[0004] 一方、種々の高分子榭脂は、成形材料の他、分散剤、増粘剤、結合剤として、無機 材料に配合しガスノリア材料として用いられている。例えば、ポリアクリル酸等の、分 子中に 2個以上のカルボキシル基を持つカルボキシル基含有高水素ガス結合性榭 脂 (A)と、澱粉類等の、分子鎖中に 2個以上の水酸基を持つ水酸基含有高水素ガス 結合性榭脂 (B)の重量比 AZB = 80Z20〜60Z40の混合物 100重量部と、粘土 鉱物等の無機層状ィ匕合物 1〜10重量部とで組成物を形成し、この組成物から作製し た厚み 0. 1〜50 /ζ πιの皮膜に、熱処理'電子線処理すると、その皮膜はガスバリア 性を示すことが知られている (特許文献 1参照)。しかし、この場合には、水可溶性高 分子樹脂が主成分であり、耐熱性が高くないという問題がある。
[0005] また、二つのポリオレフイン系榭脂層の間に、無機層状ィ匕合物と樹脂とを含む榭脂 組成物からなる層を積層することにより、防湿性やガスノリア性に優れ、食品包装に 適用可能な積層フィルムを得ることができる（特許文献 2参照)。しかし、この場合には 、無機層状ィ匕合物を含む榭脂組成物の層は、多層膜の一部として用いられているに すぎず、自立膜として単独で用いられるものではない。また、この種の積層膜の耐熱 性は含まれる最も耐熱性の低い有機物材料、すなわち、この場合は、ポリオレフイン により決定されるため、この種の材料は一般には高耐熱性とはなりえない。
[0006] 最近、ラングミュアーブロジェット法（Langmuir—Blodgett Method)を応用した 無機層状ィ匕合物薄膜の作製が行われている (例えば、非特許文献 2参照)。しかし、 この方法では、無機層状化合物薄膜は、ガラスなどの材料でできた基板表面上に形 成されるものであり、自立膜としての強度を有する無機層状ィ匕合物薄膜は得られてい ない。他にも、従来から、機能性無機層状ィ匕合物薄膜等を調製する方法が、種々報 告されている。例えば、ハイド口タルサイト系層間化合物の水分散液を膜状ィ匕して乾 燥することからなる粘土薄膜の製造方法 (特許文献 3参照)、粘土鉱物と燐酸又は燐 酸基との反応を利用し、その反応を促進させる熱処理を施すことにより粘土鉱物が持 つ結合構造を配向固定した粘土鉱物薄膜の製造方法 (特許文献 4参照）、スメクタイ ト系粘土鉱物と 2価以上の金属の錯化合物を含有する皮膜処理用水性組成物 (特許 文献 5参照）などをはじめ、多数の事例が存在する。しかしながら、いずれの方法に おいても、これまで、自立膜として利用可能な機械的強度を有し、粘土粒子の積層を 高度に配向させてガスバリア性を付与した無機層状ィ匕合物配向自立膜は得られては いない。
[0007] 一方、化粧品及び医薬品分野にお!、て、好適な球状の有機複合粘土鉱物 (例え ば、特許文献 6及び特許文献 7参照）、粘土鉱物と酸と酵素とを混合した湿潤性水虫 の治療薬の製造 (例えば、特許文献 8及び特許文献 9参照)等、無機層状化合物と 有機化合物を複合化させることが提案されていた。しかしながら、これらの有機複合 粘土鉱物を自立膜として用いることは、なされてこなかったのが実情であり、当技術 分野では、自立膜として利用可能な機械的強度を有する新しい無機層状ィ匕合物膜 を開発し、実用化することが強く求められていた。
[0008] 特許文献 1 :特開平 10— 231434号公報
特許文献 2 :特開平 7— 251489号公報
特許文献 3：特開平 6— 95290号公報
特許文献 4：特開平 5 - 254824号公報
特許文献 5：特開 2002— 30255号公報
特許文献 6：特開昭 63 - 64913号公報
特許文献 7：特公平 07 - 17371号公報
特許文献 8：特開昭 52— 15807号公報
特許文献 9：特公昭 61— 3767号公報
非特許文献 1 :白水晴雄「粘土鉱物学 粘土科学の基礎 朝倉書店、 P. 57 (19 88)
非特許文献 2 :梅沢泰史、粘土科学、第 42卷、第 4号、 218— 222 (2003) 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] このような状況の中で、本発明者らは、上記従来技術に鑑みて、自立膜として利用 可能な機械的強度を有し、透明で、し力も、優れたフレキシビリティーを有し、 200°C を超える高温度条件下で使用できる新しいガスノリア膜を開発することを目標として 、鋭意研究を積み重ねる過程で、透明性の高い無機層状ィ匕合物と、少量の透明性 の高い水可溶性の高分子を、水あるいは水を主成分とする液に分散させ、ダマを含 まない均一な分散液を得た後、この分散液を、表面が平坦で表面が撥水性の支持 体に塗布し、無機層状ィ匕合物粒子を沈積させるとともに、分散媒である液体を種々 の固液分離方法、例えば、遠心分離、ろ過、真空乾燥、凍結真空乾燥又は加熱蒸 発法などで分離し、膜状に成形した後、これを必要に応じ乾燥 '加熱'冷却するなど の方法により支持体力 剥離することにより、無機層状ィ匕合物粒子が配向し、透明性 が高ぐ柔軟性に優れ、ガスバリア性に優れ、耐熱性も高い無機層状化合物膜が得 られることを見出し、更に研究を重ねて、好ましい無機層状化合物とこれに好適な水 可溶性高分子、無機層状化合物と水可溶性高分子の最適混合比率、分散液の最適 固液比、好ましい支持体材料、好ましい分散方法等を見出し、膜の柔軟性、透明性 及び耐熱性を向上させることを達成し、本発明を完成するに至った。本発明は、無機 層状ィ匕合物を配向させ緻密に積層させることにより自立膜として利用可能な機械的 強度を有し、しカゝも、光透過性を有し、熱安定性に優れたフレキシブルな透明材を提 供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段
上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的手段から構成される。
(1)層状無機化合物を主要構成成分とする膜が、 1)層状無機化合物と水可溶性榭 脂から構成される、 2)層状無機化合物の全固体に対する重量比が 70%以上である 、 3)全光線透過率が 80%を超える、 4)ガスノリア性を有する、及び 5)自立膜として 利用可能な機械的強度を有する、ことを特徴とする透明材。
(2)無機層状ィ匕合物が、層状ケィ酸、あるいは層状チタン酸、あるいはそれらの塩で あることを特徴とする、前記（1)に記載の透明材。
(3)層状無機化合物が、雲母、バーミキユライト、モンモリロナイト、パイデライト、サボ ナイト、ヘクトライト、スチープンサイト、マガディアイト、アイラライト、カネマイト、及び 層状チタン酸、のうちの一種以上であることを特徴とする、前記（1)に記載の透明材 (4)水可溶性榭脂が、ィプシロン力プロラタタム、デキストリン、澱粉、セルロース系榭 脂、ゼラチン、寒天、小麦粉、ダルテン、キチン、キトサン、ポリ乳酸、アルキド榭脂、 ポリウレタン榭脂、エポキシ榭脂、フッ素榭脂、アクリル榭脂、メタタリル榭脂、フエノー ル榭脂、ポリアミド榭脂、ポリエステル榭脂、ポリイミド榭脂、ポリビュル榭脂、ポリカー ボネート、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアマイド、ポリエチレンオキサイド、タン パク質、デォキシリボヌクレイン酸、リボヌクレイン酸及びポリアミノ酸、安息香酸類ィ匕 合物、アクリル酸榭脂のうちの 1種以上であることを特徴とする、前記（1)に記載の透 明材。
(5)加熱、光照射等の任意の方法により、上記添加物分子内、添加物分子間、添加 物と無機層状化合物間、無機層状ィ匕合物結晶間において、付加反応、縮合反応、 重合反応等の化学反応を行わせ、新たな化学結合を生じさせて、光透過性、ガスバ リア性、あるいは機械的強度を改善させたことを特徴とする、前記（1)に記載の透明 材。
(6)厚みが 0. 2ミリメートル以下であることを特徴とする、前記（1)に記載の透明材。
(7)紫外可視分光器による 500ナノメートルの光線透過率が 80%以上であることを 特徴とする、前記（1)に記載の透明材。
(8)通常空気条件下で、 200°C—時間加熱後、紫外可視分光器による 500ナノメー トルの光線透過率が 75%以上であることを特徴とする、前記（1)に記載の透明材。
(9)示差熱分析において、 200°C力も 450°Cの温度範囲における重量減少が乾燥 固体基準で 20%未満で、透明材を構成する層状無機化合物の基本構造が変化し な 、ことを特徴とする、前記（1)力も (8)の 、ずれかに記載の透明材。
(10)酸素ガスに対する透過係数力 室温において 3. 2 X 10_11cm2s_1cmHg_1未 満であることを特徴とする、前記（1)から（9)の 、ずれかに記載の透明材。
(11) 300°Cで 1時間加熱処理後に、酸素ガスの室温におけるガス透過係数が 3. 2 X 10_11cm2s_1cmHg_1未満であることを特徴とする、前記（1)から（10)のいずれ かに記載の透明材。
(12)曲げ半径 6ミリメートルでもクラックなどが発生せず使用が可能であることを特徴 とする、前記（1)から（11)の 、ずれかに記載の透明材。 (13)原子間力顕微鏡で測定した平均表面粗さが、 20ナノメートル以下であることを 特徴とする、前記（1)から（12)の 、ずれかに記載の透明材。
(14)マイナス 100°C力もプラス 200°Cの平均線膨張係数が、— 10から lOppmの間 であることを特徴とする、前記（1)から（13)のいずれかに記載の透明材。
(15)透明材が、封止材、包装材、保護材、フレキシブル基板、又はディスプレイ材で ある、前記（1)から（14)の 、ずれかに記載の透明材。
[0011] 次に、本発明について、更に詳細に説明する。
本発明者らは、透明性の高い無機層状ィヒ合物と、少量の透明性の高い水可溶性 の高分子を、水あるいは水を主成分とする液に分散させ、ダマを含まない均一な分 散液を得た後、この分散液を、表面が平坦で表面が撥水性の支持体に塗布し、無機 層状化合物粒子を沈積させるとともに、分散媒である液体を種々の固液分離方法、 例えば、遠心分離、ろ過、真空乾燥、凍結真空乾燥又は加熱蒸発法などで分離し、 膜状に成形した後、これを必要に応じ乾燥 '加熱，冷却するなどの方法により支持体 力 剥離することにより、無機層状ィ匕合物粒子が配向し、透明性が高ぐ柔軟性に優 れ、ガスノ リア性に優れ、耐熱性も高い無機層状ィ匕合物膜が得られることを見出し、 更に研究を重ねて、好適な無機層状化合物と水可溶性高分子、無機層状化合物と 水可溶性高分子の最適混合比率、分散液の最適固液比、好適な支持体材料、好適 な分散方法等を見出し、膜の柔軟性、透明性及び耐熱性を向上させることを達成し 、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、透明性の高い層状無機化合物 及び少量の透明性の高い水可溶性高分子を用い、表面を平坦に成型し、無機層状 化合物を配向して緻密に積層し、内部クラックやダマに起因する不均一性を最小限 に抑え、均一な厚さで自立膜として利用可能な機械的強度を得るための製造条件を 採用することにより、光透過性を有し、熱安定性、ガスノリア性に優れたフレキシブル な透明材を自立膜として得ることを特徴とするものである。カロえて、一般的な透明榭 脂の線膨張係数は 50— 70ppm K—1程度であるのに対し、本発明の膜は粘土を 主成分とするため線膨張係数が非常に小さいことを特徴とする。
[0012] 本発明で用いる無機層状ィ匕合物としては、天然あるいは合成物、好適には、例え ば、雲母、バーミキユライト、モンモリロナイト、パイデライト、サボナイト、ヘクトライト、ス チープンサイト、マガディアイト、アイラライト、カネマイト、薄片上チタンのうちの 1種以 上、更に好適には、それらの合成物の何れかあるいはそれらの混合物が例示される 。また、本発明で用いる水可溶性高分子としては、主鎖あるいは側鎖に極性基を有し 、そのため、親水性であり、あるいはカチオン性ァ-オン性あるいはノ-オン性であり 、水への溶解性が高いものであれば、特に限定されるものではないが、好適には、例 えば、ィプシロン力プロラタタム、デキストリン、澱粉、セルロース系榭脂、ゼラチン、寒 天、小麦粉、ダルテン、キチン、キトサン、ポリ乳酸、アルキド榭脂、ポリウレタン榭脂、 エポキシ榭脂、フッ素榭脂、アクリル榭脂、メタタリル榭脂、フエノール榭脂、ポリアミド 榭脂、ポリエステル榭脂、ポリイミド榭脂、ポリビュル榭脂、ポリカーボネート、ポリェチ レンダリコール、ポリアクリルアマイド、ポリエチレンオキサイド、タンパク質、デォキシリ ボヌクレイン酸、リボヌクレイン酸及びポリアミノ酸、安息香酸類化合物、アクリル酸榭 脂などのうちの一種以上が例示される。本発明で用いる無機層状ィ匕合物もまた親水 性であり、水によく分散する。このような水可溶性高分子と無機層状ィ匕合物とは、互い の親和性があり、両者を水中で混合すると、容易に結合し複合化する。
本発明の透明材の製造方法においては、最初に、水あるいは水を主成分とする分 散媒である液体に無機層状ィ匕合物及び水可溶性高分子を加えた、均一な分散液を 調製しなければならない。この分散液の調製方法としては、無機層状化合物を分散 させて力ゝら水可溶性高分子を加える方法、水可溶性高分子を含む溶液に無機層状 化合物を分散させる方法並びに無機層状化合物及び水可溶性高分子を同時に上 記分散媒に加えて分散液とする方法のいずれでもよいが、分散の容易さから、無機 層状化合物を水あるいは水を主成分とする分散媒である液体に分散させてから、水 可溶性高分子を加えることが好ましい。この場合、先ず、無機層状化合物を、水ある いは水を主成分とする分散媒である液体に加え、希薄で均一な無機層状化合物分 散液を調製する。この無機層状化合物分散液における無機層状化合物濃度は、好 適には 0. 3から 10重量パーセント、より好ましくは、 0. 5から 1重量パーセントである 。このとき、無機層状化合物濃度が薄すぎる場合、乾燥に時間が力かりすぎるという 問題がある。また、無機層状化合物濃度が濃すぎる場合、無機層状ィ匕合物が良好に 分散しないため、無機層状ィ匕合物粒子の配向が悪ぐ均一な膜ができないという問 題がある。また、無機層状化合物濃度が濃すぎる場合、乾燥時〖こ収縮〖こよるクラック や表面荒れ、膜厚の不均一性等が生じるという問題がある。
[0014] 次に、水可溶性高分子あるいはそれを含む溶液を秤量して、上記無機層状化合物 分散液に加え、無機層状化合物及び水可溶性高分子を含む均一な分散液を調製 する。上述のように、無機層状化合物及び水可溶性高分子は、ともに親水性であり、 水によく分散する。また、無機層状化合物及び水可溶性高分子は、互いの親和性が あるので、両者は、水中で混合すると、容易に結合し複合化する。水可溶性高分子 の、全固体に対する重量割合は、 30パーセント未満であり、好ましくは 5パーセントか ら 20パーセントである。このとき、水可溶性高分子の割合が低すぎる場合、使用の効 果が現れず、水可溶性高分子の割合が高すぎる場合、得られる膜の耐熱性が低下 する。分散方法としては、できるだけ激しく分散できる方法であれば特に限定されるも のではないが、攪拌翼をそなえた攪拌装置、振とう攪拌装置、ホモジナイザー等があ り、特に小さなダマをなくすためには分散の最終段階でホモジナイザーを用いる方法 が好ましい。ダマが分散液に残存している場合、膜表面の荒れあるいは膜組成の不 均一の原因となり、光の表面散乱あるいは光の内部散乱の原因となる。
[0015] 次に、無機層状化合物及び水可溶性高分子を含む分散液を脱気する。脱気の方 法は、真空引き、加熱、遠心などがあるが真空引きを含む方法がより好ましい。脱気 後、遠心分離などによって細力な気泡を取り除くことが、膜の透明性を向上させるの に有効である。遠心分離の条件としては、例えば、 5500回転、 20分間である。脱気 した分散液を支持体表面に一定厚みで塗布する。次に、分散媒である液体をゆつく りと蒸発させ、膜状に成形する。乾燥方法としては、このようにして形成された複合無 機層状化合物膜は、好適には、例えば、遠心分離、ろ過、真空乾燥、凍結真空乾燥 及び加熱蒸発法の何れか、あるいはこれらの方法を組み合わせる。これらの方法のう ち、例えば、加熱蒸発法を用いる場合、真空引きにより、事前に脱気処理した分散液 を、平坦なトレイ、好ましくはポリプロピレン、テフロン (登録商標）などの撥水性材料 でできているトレイなどの支持体に塗布し、水平を保った状態で、強制送風式オーブ ン中において、 30°Cから 90°Cの温度条件下、好ましくは 30°Cから 50°Cの温度条件 下で、 10分力も 3時間程度、好ましくは 20分から 1時間、乾燥して、水可溶性高分子 複合無機層状化合物膜を得る。このとき、支持体表面は、ポリプロピレン、テフロン（ 登録商標）などの撥水性材料の他、チタ-アコ一ティングなどの撥水処理を行った材 料が好適に用いられる。支持体表面が撥水性でない場合は、膜が支持体に貼りつい た状態になり、剥離させることが困難になるという問題点がある。支持体表面はできる 力ぎり平坦であることが望ましい。平坦でない場合には、膜表面に支持体表面の荒 れが転写され、光が表面散乱する原因となる。
[0016] 無機層状化合物及び水可溶性高分子を含む分散液を、事前に脱気処理しな!ヽ場 合は、得られる複合無機層状ィ匕合物膜に気泡に由来する孔ができ易くなるという問 題が生ずる場合がある。複合無機層状化合物膜に気泡が含まれる場合、光の内部 散乱の原因となり、膜が曇るという問題点がある。また、乾燥条件は、液体分を蒸発 によって取り除くに十分であるように設定される。このとき、温度が低すぎると、乾燥に 時間が力かるという問題がある。また、温度が高すぎると、分散液の対流が起こり、膜 が均一な厚みにならず、また、無機層状ィ匕合物粒子の配向度が低下するという問題 がある。本発明の水可溶性高分子複合無機層状ィ匕合物膜の厚さについては、分散 液に用いる固体量を調整することによって、任意の厚さの膜を得ることができる。厚み については、うすく成膜した方が表面あれが起らず、光透過性に優れる傾向がある。 その他、膜が厚くなることによって柔軟性が低下するという問題があり、厚みは 0. 2ミ リメ一トル以下であることが望ま U、。
[0017] 本発明において、無機層状ィ匕合物粒子の積層を高度に配向させるとは、無機層状 化合物粒子の単位構造層（厚さ約 1ナノメートル)を、層面の向きを一にして積み重 ね、層面に垂直な方向に、高い周期性を持たせることを意味する。このような無機層 状ィ匕合物粒子の配向を得るためには、無機層状化合物及び水可溶性高分子を含む 、希薄で均一な分散液を支持体に塗布し、分散媒である液体をゆっくりと蒸発させ、 無機層状ィ匕合物粒子が緻密に積層した膜状に成形することが重要である。このプロ セスにおける好適な製造条件を示すと、無機層状化合物分散液中の無機層状化合 物の濃度は、好ましくは 0. 3から 10重量パーセント、より好ましくは、 0. 5から 1重量 パーセントであり、また、加熱乾燥法による乾燥条件は、好ましくは、強制送風式ォー ブン中で、 30°Cから 90°Cの温度条件下、より好ましくは、 30°Cから 50°Cの温度条件 下で、 10分力も 3時間程度の乾燥、より好ましくは、 20分から 1時間程度の乾燥であ る。
[0018] また、水可溶性高分子複合無機層状ィ匕合物膜がトレイなどの支持体力 自然に剥 離しない場合は、好適には、例えば、約 80°Cから 200°Cの温度条件下で乾燥し、剥 離を容易にして自立膜を得る。乾燥は一時間あれば十分である。このとき、温度が低 すぎる場合には、剥離が起こりにくいという問題がある。温度が高すぎる場合には、水 可溶性高分子が劣化し、結果として膜の着色が起る、機械的強度が低減する、ガス ノリア性が低減する、等の問題が生じる。
[0019] 本発明の粘土膜自体は、無機層状ィ匕合物を主原料 (70重量％〜）として用い、基 本構成として、好適には、例えば、層厚約 lnm、粒子径〜 1 μ m、合成の無機層状 化合物が 70重量％〜と、分子の大きさ〜数 nmの天然又は合成の低分子'高分子の 添加物が〜 30重量％の構成、が例示される。この粘土膜は、例えば、厚さ約 lnmの 層状結晶を同じ向きに配向させて重ねて緻密に積層することで作製される。得られた 膜は、膜厚が 3〜200 μ m、好適には 3〜200 μ mであり、ガスバリア性能は、厚さ 25 /z mで酸素透過度 0. lccZm2' 24hr' atm未満であり、光透過性は、可視光 (波長 500ナノメートル）の透過度が 80%以上であり、 300°C、 1時間加熱後の可視光（波 長 500ナノメートル）の透過度が 80パーセント以上であり、波長 350ナノメートルの透 過度が 80パーセント以上であり、面積は 100 X 40cm以上に大面積ィ匕することが可 能であり、高耐熱性を有し、 300°Cで 1時間加熱処理後もガスノリア性の低下はみら れない。線膨張係数は— 100〜100°Cで— 2ppm K"\ 100〜200°Cで Oppm K _1である。引張強さは 23. 6MPaである。引裂強さは 20. INZmmである。熱拡散 率は 2. 7 X 10_7m2/sである。燃焼試験における酸素指数は 94以上である。
[0020] このように、本発明の無機層状ィ匕合物膜は、無機層状ィ匕合物粒子の積層が高度に 配向し、自立膜として用いることが可能であり、フレキシビリティーに優れ、ピンホール が存在せず、 200°C以上 300°Cまでの高温においても気体'液体のバリア性を保持 することを特徴とするものである。また、本発明の無機層状ィ匕合物膜は、例えば、はさ み、カッター等で容易に円、正方形、長方形などの任意の大きさ、形状に切り取るこ とがでさる。 [0021] したがって、本発明の無機層状ィ匕合物膜は、高温条件下でフレキシビリティーに優 れ、ガスノ リア性に優れた自立膜として、広範に使用することができ、例えば、 200°C を超える高温においても化学的に安定で透明性を保つ、柔軟なディスプレイ材料 '包 装材料'電子デバイス封止材料などとして用いることができる。また、水可溶性高分子 は、極性高分子であり、同様に極性を有する無機層状化合物と相互作用し、フレキ シビイリティー、強度、透明性の点で優れた薄膜を生成する。そのため、無機層状ィ匕 合物薄膜の引っ張り、捩れ等による容易な破壊が抑えられ、それにより、自立膜とし て利用可能な優れた特性を有する無機層状化合物膜が得られる。更に、本発明の 無機層状ィ匕合物膜は、 LCD用基板フィルム、有機 EL用基板フィルム、電子ぺーパ 一用基板フィルム、電子デバイス用封止フィルム、レンズフィルム、導光板用フィルム 、プリズムフィルム、位相差板'偏光板用フィルム、視野角補正フィルム、 PDP用フィ ルム、 LED用フィルム、光通信用部材、タツチパネル用透明フィルム、各種機能性フ イルムの基板フィルム、内部が透けて見える構造の電子機器用フィルム、ビデオディ スク · CDZCD—RZCD—RWZDVDZMOZMD ·相変化ディスク ·光カードを含 む光記録メディア用フィルム、燃料電池用封止フィルム、太陽電池用フィルム等とし て用いることも可能である。
[0022] 上記無機層状ィ匕合物膜を他部材に貼り付ける一例として、多層化が例示される。
つまり、無機層状化合物複合膜を他の材料から作製された膜 Bと多層化することによ り、気体バリア性能及び機械的強度を向上させて用いることが可能である。例えば、 無機層状ィ匕合物複合膜とプラスチック膜の一種としてフッ素榭脂フィルムを接着剤に よって貼り合わせて多層化した膜が例示される。フッ素榭脂フィルムは低透湿性であ ることから、フッ素榭脂フィルムと無機層状ィ匕合物複合膜との多層膜は高遮湿性及び 高ガスノ リア性の膜として利用可能である。ここで、膜 Bの材質としては、粘土膜との 多層膜の成形性が良好であれば、特に制限はないが、好適には、例えば、金属箔、 薄板硝子、各種プラスチック膜、紙などが例示される。更に、無機層状化合物複合膜 を含む三層以上の多層膜を用いることも可能である。
[0023] 透明な耐熱性フィルムとしては、薄板ガラスがあるが、これは薄くても 0. 4ミリメート ル程度が限界である。一方、本無機層状化合物複合膜は、 0. 2ミリメートルから 3マイ クロメートル程度まで薄く作製することが可能であり、デバイス全体のフレキシビリティ 一及び軽量ィ匕を図ることができる。
[0024] フレキシブルデバイス材料や電子デバイス封止材料としては、膜のフレキシビリティ 一が重要な特性である。本層状化合物複合膜は、半径 6ミリに曲げてもクラックなど発 生せず、フレキシブルデバイスに広範に使用が可能であることを特徴とする。
[0025] 本発明の膜は、フレキシビリティ、加工性に優れていることから、ロールトゥーロール プロセスの適用も可能と考えられる。
[0026] 本発明の膜の紫外線の吸収はわずかであり（図 2)、経時的な着色が抑えられ、耐 光性が高いと考えられる。
[0027] 本発明の膜は他材料への接着が容易であり、一般的な接着剤を用いることが可能 であり、表面コーティングが可能であり、表面コーティング及びラミネートすることにより 、水蒸気ノ リア性 ·耐水性の向上が可能である。
発明の効果
[0028] 本発明により、（1)無機層状ィ匕合物粒子の配向が揃った透明な無機層状ィ匕合物膜 を提供できる、（2)該無機層状ィ匕合物膜は、自立膜として用いることができ、例えば、 200°Cを超える高温にぉ 、ても化学的に安定で透明性を保つ、柔軟なディスプレイ 材料'包装材料'電子デバイス封止材料などとして用いることができる、という格別の 効果が奏される。
発明を実施するための最良の形態
[0029] 次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する力 本発明は、これらの実施 例によって何ら限定されるものではない。
実施例 1
[0030] (1)無機層状化合物薄膜の製造
粘土として、 0. 9グラムの合成サボナイトである「スメタトン」（クニミネ工業株式会社 製)を、 100cm3の蒸留水に加え、プラスチック製密封容器に、テフロン (登録商標） 回転子とともにいれ、 25°Cで 2時間激しく振とうし、均一な分散液を得た。この分散液 に、添カ卩物として、市販のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を 0. 1グラム加え 、激しく振とうし、合成サボナイト及びカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を含む 均一な分散液を得た。次に、真空脱泡装置により、この粘土ペーストの脱気を行った 。次に、この粘土ペーストを、表面が平坦なポリプロピレン製トレイに塗布した。塗布 には、ステンレス製地ベらを用いた。スぺーサーをガイドとして利用し、均一厚の粘土 ペースト膜を成型した。このトレィを強制送風式オーブン中において、 60°Cの温度条 件下で 1時間乾燥することにより、厚さ約 10マイクロメートルの均一な添加物複合粘 土薄膜を得た。生成した粘土膜をトレイカも剥離して、透明度の高い、 自立した、フレ キシピリティーに優れた膜 (TPSACMC10— 10)を得た。
[0031] (2)無機層状ィ匕合物薄膜の特性
TPSACMC10— 10を半径 6ミリメートルに曲げてもクラックなどが発生せず、何ら の欠陥も生じな力つた。可視紫外分光光度計により測定された、この膜の波長 500ナ ノメートルにおける透過率は 81. 7パーセントであった。この膜の JIS K7105 : 1981 「プラスチックの光学的特性試験方法」に基づく全光線透過率は 91. 5パーセントで あり、ヘーズ (曇値）は 14. 2パーセントであった。この膜の酸素の透過係数を、 日本 分光株式会社製 Gasperm—100で測定した。その結果、室温における酸素ガスの 透過係数が、 0. 148ccZm2' 24hr' atmであることが確認され、ガスバリア性能を示 すことが分力つた。
[0032] (3)無機層状化合物薄膜の構造
TPSACMC10— 10の X線回折チャートを、図 1に示す。この X線回折チャートに おいて、底面反射ピーク 001が、 d= l . 48nmに観察された。この結果から、 TPSA CMC10— 10において、粘土層状結晶が配向して積層していることが分かる。カル ボキシメチルセルロースナトリウム塩を加えないスメクタイトのみの膜は底面反射ピー ク 001力 d= l. 24nmに観察された。複合体にすることによって底面間隔が広がり、 カルボキシメチルセルロースナトリウム塩がスメクタイトの層間に入り込んだナノ複合 化材料になっていることが分かる。 TPSACMC10— 10の熱分析 (昇温速度 5°C毎 分、空気雰囲気下）を行った。 TG曲線から、室温から 200°Cまでに、吸着水の脱水 による重量減少が観察され、また、 272°Cから 450°Cにかけて、カルボキシメチルセ ルロースナトリウム塩の熱分解に伴う重量減少が観察された。この無機層状化合物薄 膜の示差熱分析 (昇温速度 5°C/分）において、 200°C力も 450°Cの温度範囲にお ける乾燥固体基準の重量減少は 6. 7パーセントであった。
[0033] (4)無機層状化合物薄膜の耐熱性
TPSACMC10— 10を電気炉で加熱した。室温から 200°Cまで毎時 100°Cの速度 で加熱した。次に、 200°Cで 1時間保持した。その後、電気炉内で放冷した。この加 熱処理の後、肉眼で光透過度の減少、ピンホール 'クラックの発生などの異常は観察 されなかった。可視紫外分光光度計により測定された、この膜の波長 500ナノメート ルにおける光透過率は 78. 7パーセントであった（図 2)。
実施例 2
[0034] (1)無機層状化合物薄膜の製造
粘土として、 0. 8グラムの合成サボナイトである「スメタトン」（クニミネ工業株式会社 製)を、 100cm3の蒸留水に加え、プラスチック製密封容器に、テフロン (登録商標） 回転子とともにいれ、 25°Cで 2時間激しく振とうし、均一な分散液を得た。この分散液 に、添カ卩物として、市販のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を 0. 2グラム加え 、激しく振とうし、合成サボナイト及びカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を含む 均一な分散液を得た。次に、真空脱泡装置により、この粘土ペーストの脱気を行った 。次に、この粘土ペーストを、表面が平坦なポリプロピレン製トレイに塗布した。塗布 には、ステンレス製地ベらを用いた。スぺーサーをガイドとして利用し、均一厚の粘土 ペースト膜を成型した。このトレィを強制送風式オーブン中において、 60°Cの温度条 件下で 1時間乾燥することにより、厚さ約 10マイクロメートルの均一な添加物複合粘 土薄膜を得た。生成した粘土膜をトレイカも剥離して、透明度の高い、 自立した、フレ キシピリティーに優れた膜 (TPSACMC20— 10)を得た。
[0035] (2)無機層状化合物薄膜の特性
TPSACMC20— 10を半径 6ミリメートルに曲げてもクラックなどが発生せず、何ら の欠陥も生じな力つた。 JIS1096 : 1999Aに準拠した曲げ反発性試験において、剛 軟度は、表面 0. 008mN、裏面 0. 009mNと測定された。可視紫外分光光度計によ り測定された、この膜の波長 500ナノメートルにおける透過率は 83. 6パーセントであ つた（図 2)。
[0036] (3)無機層状化合物薄膜の構造 TPSACMC20— 10の X線回折チャートを、図 1に示す。この X線回折チャートに おいて、底面反射ピーク 001が、 d= l . 51nmに観察された。この結果から、 TPSA CMC20— 10において、粘土層状結晶が配向して積層していることが分かる。カル ボキシメチルセルロースナトリウム塩を加えないスメクタイトのみの膜は底面反射ピー ク 001力 d= l. 24nmに観察された。複合体にすることによって底面間隔が広がり、 カルボキシメチルセルロースナトリウム塩がスメクタイトの層間に入り込んだナノ複合 化材料になっていることが分かる。 TPSACMC20— 10の熱分析 (昇温速度 5°C毎 分、空気雰囲気下）を行った。 TG曲線から、室温から 200°Cまでに、吸着水の脱水 による重量減少が観察され、また、 262°Cから 450°Cにかけて、カルボキシメチルセ ルロースナトリウム塩の熱分解に伴う重量減少が観察された。この無機層状化合物薄 膜の示差熱分析 (昇温速度 5°C/分）において、 200°C力も 450°Cの温度範囲にお ける乾燥固体基準の重量減少は 10. 5パーセントであった。
実施例 3
[0037] (1)無機層状化合物薄膜の製造
粘土として、 0. 7グラムの合成サボナイトである「スメタトン」（クニミネ工業株式会社 製)を、 100cm3の蒸留水に加え、プラスチック製密封容器に、テフロン (登録商標） 回転子とともにいれ、 25°Cで 2時間激しく振とうし、均一な分散液を得た。この分散液 に、添カ卩物として、市販のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を 0. 3グラム加え 、激しく振とうし、合成サボナイト及びカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を含む 均一な分散液を得た。次に、真空脱泡装置により、この粘土ペーストの脱気を行った 。次に、この粘土ペーストを、表面が平坦なポリプロピレン製トレイに塗布した。塗布 には、ステンレス製地ベらを用いた。スぺーサーをガイドとして利用し、均一厚の粘土 ペースト膜を成型した。このトレィを強制送風式オーブン中において、 60°Cの温度条 件下で 1時間乾燥することにより、厚さ約 10マイクロメートルの均一な添加物複合粘 土薄膜を得た。生成した粘土膜をトレイカも剥離して、透明度の高い、 自立した、フレ キシピリティーに優れた膜 (TPSACMC30— 10)を得た。
[0038] (2)無機層状化合物薄膜の特性
TPSACMC30— 10を半径 6ミリメートルに曲げてもクラックなどが発生せず、何ら の欠陥も生じな力つた。可視紫外分光光度計により測定された、この膜の波長 500ナ ノメートルにおける透過率は 84. 2パーセントであった（図 2)。この膜の JIS K7105 : 1981「プラスチックの光学的特性試験方法」に基づく全光線透過率は 92. 5パーセ ントであり、ヘーズ (曇値）は 10. 1パーセントであった。この膜の酸素の透過係数を、 日本分光株式会社製 Gasperm— 100で測定した。その結果、室温における酸素ガ スの透過係数が、 0. 017ccZm2' 24hr' atmであることが確認され、ガスバリア性能 を示すことが分力つた。
[0039] (3)無機層状化合物薄膜の構造
TPSACMC30— 10の X線回折チャートを、図 1に示す。この X線回折チャートに おいて、底面反射ピーク 001が、 d= l . 72nmに観察された。この結果から、 TPSA CMC30— 10において、粘土層状結晶が配向して積層していることが分かる。カル ボキシメチルセルロースナトリウム塩を加えないスメクタイトのみの膜は底面反射ピー ク 001力 d= l. 24nmに観察された。複合体にすることによって底面間隔が広がり、 カルボキシメチルセルロースナトリウム塩がスメクタイトの層間に入り込んだナノ複合 化材料になっていることが分かる。 TPSACMC30— 10の熱分析 (昇温速度 5°C毎 分、空気雰囲気下）を行った。 TG曲線から、室温から 200°Cまでに、吸着水の脱水 による重量減少が観察され、また、 251°Cから 450°Cにかけて、カルボキシメチルセ ルロースナトリウム塩の熱分解に伴う重量減少が観察された。この無機層状化合物薄 膜の示差熱分析 (昇温速度 5°C/分）において、 200°C力も 450°Cの温度範囲にお ける乾燥固体基準の重量減少は 15. 7パーセントであった。
実施例 4
[0040] (1)無機層状化合物薄膜の製造
粘土として、 0. 9グラムの合成サボナイトである「スメタトン」（クニミネ工業株式会社 製)を、 100cm3の蒸留水に加え、プラスチック製密封容器に、テフロン (登録商標） 回転子とともにいれ、 25°Cで 2時間激しく振とうし、均一な分散液を得た。この分散液 に、添加物として、市販のポリ酢酸ビュルを 0. 1グラム加え、激しく振とうし、合成サボ ナイト及びポリ酢酸ビニルを含む均一な分散液を得た。次に、真空脱泡装置により、 この粘土ペーストの脱気を行った。次に、この粘土ペーストを、表面が平坦なポリプロ ピレン製トレイに塗布した。塗布には、ステンレス製地ベらを用いた。スぺーサーをガ イドとして利用し、均一厚の粘土ペースト膜を成型した。このトレィを強制送風式ォー ブン中において、 60°Cの温度条件下で 1時間乾燥することにより、厚さ約 10マイクロ メートルの均一な添加物複合粘土薄膜を得た。生成した粘土膜をトレイカ 剥離して 、透明度の高い、自立した、フレキシビリティーに優れた膜を得た。
[0041] 比較例 1
(1)無機層状化合物薄膜の製造
粘土として、 1. 0グラムの合成サボナイトである「スメタトン」（クニミネ工業株式会社 製)を、 100cm3の蒸留水に加え、プラスチック製密封容器に、テフロン (登録商標） 回転子とともにいれ、 25°Cで 2時間激しく振とうし、均一な分散液を得た。次に、真空 脱泡装置により、この粘土ペーストの脱気を行った。次に、この粘土ペーストを、表面 が平坦なポリプロピレン製トレイに塗布した。塗布には、ステンレス製地ベらを用いた 。スぺーサーをガイドとして利用し、均一厚の粘土ペースト膜を成型した。このトレィを 強制送風式オーブン中において、 60°Cの温度条件下で 1時間乾燥することにより、 厚さ約 10マイクロメートルの均一な添加物複合粘土薄膜を得た。生成した粘土膜をト レイカも剥離して、透明度の高い、自立した、フレキシビリティーに優れた膜 (TPSA0 10)を得た。
[0042] (2)無機層状化合物薄膜の特性
TPSA0— 10を半径 6ミリメートルに曲げるとクラックが発生する場合が観察された。 可視紫外分光光度計により測定された、この膜の波長 500ナノメートルにおける透過 率は 62. 8パーセントであった。以上のように、有機添加物なしの場合は、高い柔軟 性及び光透過性が得られなカゝつた。
実施例 5
[0043] (1)無機層状化合物薄膜の製造
粘土として、 0. 9グラムの天然スメクタイトである「クニピア P」（クニミネ工業株式会社 製)を、 100cm3の蒸留水に加え、プラスチック製密封容器に、テフロン (登録商標） 回転子とともにいれ、 25°Cで 2時間激しく振とうし、均一な分散液を得た。この分散液 に、添加物として、市販のィプシロン力プロラタタムを 0. 1グラムカ卩え、激しく振とうし、 天然スメクタイト及びィプシロン力プロラタタムを含む均一な分散液を得た。次に、真 空脱泡装置により、この粘土ペーストの脱気を行った。次に、この粘土ペーストを、真 鍮板に塗布した。塗布には、ステンレス製地ベらを用いた。スぺーサーをガイドとして 利用し、均一厚の粘土ペースト膜を成型した。このトレィを強制送風式オーブン中に おいて、 60°Cの温度条件下で 1時間乾燥することにより、厚さ約 10マイクロメートル の均一な添加物複合粘土薄膜を得た。生成した粘土膜をトレイカゝら剥離して、自立し た、フレキシビリティーに優れた膜を得た。可視紫外分光光度計により測定された、こ の膜の波長 500ナノメートルにおける光透過率は 13. 1パーセントであった。
[0044] (2)無機層状化合物薄膜の特性
この膜を半径 6ミリメートルに曲げてもクラックなどが発生せず、何らの欠陥も生じな かった。この膜の JIS K7105 : 1981「プラスチックの光学的特性試験方法」に基づく 全光線透過率は 86. 9パーセントであり、ヘーズ (曇値）は 78. 2パーセントであった 実施例 6
[0045] (1)無機層状化合物薄膜の製造
粘土として、 0. 91部の天然スメクタイトである「クニピア P」（クニミネ工業株式会社製 )を、蒸留水に加え、プラスチック製密封容器に、テフロン (登録商標）回転子とともに いれ、 25°Cで 2時間激しく振とうし、均一な分散液を得た。この分散液に、添加物とし て、市販のィプシロン力プロラタタムを 0. 09部加え、激しく振とうし、天然スメクタイト 及びィプシロン力プロラタタムを含む均一な分散液を得た。次に、真空脱泡装置によ り、この粘土ペーストの脱気を行った。次に、この粘土ペーストを、真鍮板に塗布した 。塗布には、ステンレス製地ベらを用いた。スぺーサーをガイドとして利用し、均一厚 の粘土ペースト膜を成型した。このトレィを強制送風式オーブン中において、 60°Cの 温度条件下で 1時間乾燥することにより、厚さ約 80マイクロメートルの均一な添加物 複合粘土薄膜を得た。生成した粘土膜をトレイカも剥離して、自立した、フレキシビリ ティーに優れた膜を得た。
[0046] (2)無機層状化合物薄膜の特性
この膜を半径 6ミリメートルに曲げてもクラックなどが発生せず、何らの欠陥も生じな かった。この膜の線膨張係数は— 100°Cから 100°Cの温度領域で lOppm K_1であ り、 100°Cから 200°Cの温度領域で—6ppm K_1であった。この膜の酸素の透過係 数を、 日本分光株式会社製 Gasperm— 100で測定した。その結果、室温における 酸素ガスの透過係数力 3. 2 X 10_11cm2s_1cmHg一1未満であることが確認され、 ガスノ リア性能を示すことが分力つた。この薄膜を 300°Cで 24時間加熱した後にお いても、膜の室温における酸素の透過係数は 3. 2 X 10_11cm2s_1cmHg_1未満で あることが確認され、高温処理後もガスノ リア性能を示すことが分力つた。
[0047] 比較例 2
(1)無機層状化合物薄膜の製造
粘土として、 0. 95グラムの合成サボナイトである「スメタトン」（クニミネ工業株式会社 製)を、 100cm3の蒸留水に加え、プラスチック製密封容器に、テフロン (登録商標） 回転子とともにいれ、 25°Cで 2時間激しく振とうし、均一な分散液を得た。この分散液 に、添加物として、市販のポリアクリル酸ナトリウムを 0. 05グラムカ卩え、激しく振とうし、 合成サボナイト及びポリアクリル酸ナトリウムを含む均一な分散液を得た。次に、真空 脱泡装置により、この粘土ペーストの脱気を行った。次に、この粘土ペーストを、フッ 素榭脂シートを底面に敷いた容器に流しいれ、均一厚の粘土ペースト膜を成型した 。このトレィを強制送風式オーブン中において、 60°Cの温度条件下で 24時間乾燥 することにより、厚さ約 100マイクロメートルの均一な添加物複合粘土薄膜を得た。生 成した粘土膜をフッ素榭脂シートから剥離して、 自立した、フレキシビリティーに優れ た膜を得た。
[0048] (2)無機層状化合物薄膜の特性
この膜を半径 20ミリメートルに曲げたときにクラックは発生しな力つた力 6ミリメート ルに曲げたときにクラックが発生した。可視紫外分光光度計により測定された、この膜 の波長 500ナノメートルにおける光透過率は 86. 6パーセントであった。また、この膜 の示差熱分析 (昇温速度 5°CZ分、空気雰囲気下)から、室温から 120°Cまでに、吸 着水の脱水による重量減少が観察され、粘土薄膜中のポリアクリル酸ナトリウムの熱 分解温度は 466°Cであった。また、 200°Cから 550°Cの温度範囲における乾燥固体 基準の重量減少は 4. 9パーセントであった。測定範囲を 1マイクロメートル平方とした 原子間力顕微鏡で測定した、乾燥時大気側に面した側の平均表面粗さは 14. 3ナノ メートルであった。
実施例 7
[0049] (1)無機層状化合物薄膜の製造
粘土として、 0. 9グラムの合成サボナイトである「スメタトン」（クニミネ工業株式会社 製)を、 100cm3の蒸留水に加え、プラスチック製密封容器に、テフロン (登録商標） 回転子とともにいれ、 25°Cで 2時間激しく振とうし、均一な分散液を得た。この分散液 に、添加物として、市販のポリアクリル酸ナトリウムを 0. 1グラムカ卩え、激しく振とうし、 合成サボナイト及びポリアクリル酸ナトリウムを含む均一な分散液を得た。次に、真空 脱泡装置により、この粘土ペーストの脱気を行った。次に、この粘土ペーストを、フッ 素榭脂シートを底面に敷いた容器に流しいれ、均一厚の粘土ペースト膜を成型した 。このトレィを強制送風式オーブン中において、 60°Cの温度条件下で 24時間乾燥 することにより、厚さ約 100マイクロメートルの均一な添加物複合粘土薄膜を得た。生 成した粘土膜をフッ素榭脂シートから剥離して、 自立した、フレキシビリティーに優れ た膜を得た。
[0050] (2)無機層状化合物薄膜の特性
この膜を半径 2ミリメートルに曲げてもクラックなどが発生せず、何らの欠陥も生じな かった。可視紫外分光光度計により測定された、この膜の波長 500ナノメートルにお ける光透過率は 90. 3パーセントであった。また、この膜の示差熱分析 (昇温速度 5 °CZ分、空気雰囲気下)から、室温から 120°Cまでに、吸着水の脱水による重量減 少が観察され、粘土薄膜中のポリアクリル酸ナトリウムの熱分解温度は 466°Cであつ た。また、 200°Cから 550°Cの温度範囲における乾燥固体基準の重量減少は 8. 2パ 一セントであった。測定範囲を 1マイクロメートル平方とした原子間力顕微鏡で測定し た、乾燥時大気側に面した側の平均表面粗さは 4. 4ナノメートルであった。
実施例 8
[0051] (1)無機層状化合物薄膜の製造
粘土として、 0. 85グラムの合成サボナイトである「スメタトン」（クニミネ工業株式会社 製)を、 100cm3の蒸留水に加え、プラスチック製密封容器に、テフロン (登録商標） 回転子とともにいれ、 25°Cで 2時間激しく振とうし、均一な分散液を得た。この分散液 に、添加物として、市販のポリアクリル酸ナトリウムを 0. 15グラムカ卩え、激しく振とうし、 合成サボナイト及びポリアクリル酸ナトリウムを含む均一な分散液を得た。次に、真空 脱泡装置により、この粘土ペーストの脱気を行った。次に、この粘土ペーストを、フッ 素榭脂シートを底面に敷いた容器に流しいれ、均一厚の粘土ペースト膜を成型した 。このトレィを強制送風式オーブン中において、 60°Cの温度条件下で 24時間乾燥 することにより、厚さ約 100マイクロメートルの均一な添加物複合粘土薄膜を得た。生 成した粘土膜をフッ素榭脂シートから剥離して、 自立した、フレキシビリティーに優れ た膜を得た。
[0052] (2)無機層状化合物薄膜の特性
この膜を半径 2ミリメートルに曲げてもクラックなどが発生せず、何らの欠陥も生じな かった。可視紫外分光光度計により測定された、この膜の波長 500ナノメートルにお ける光透過率は 90. 7パーセントであった。また、この膜の示差熱分析 (昇温速度 5 °CZ分、空気雰囲気下)から、室温から 120°Cまでに、吸着水の脱水による重量減 少が観察され、粘土薄膜中のポリアクリル酸ナトリウムの熱分解温度は 466°Cであつ た。また、 200°Cから 550°Cの温度範囲における乾燥固体基準の重量減少は 9. 8パ 一セントであった。測定範囲を 1マイクロメートル平方とした原子間力顕微鏡で測定し た、乾燥時大気側に面した側の平均表面粗さは 6. 5ナノメートルであった。
実施例 9
[0053] (1)無機層状化合物薄膜の製造
粘土として、 0. 8グラムの合成サボナイトである「スメタトン」（クニミネ工業株式会社 製)を、 100cm3の蒸留水に加え、プラスチック製密封容器に、テフロン (登録商標） 回転子とともにいれ、 25°Cで 2時間激しく振とうし、均一な分散液を得た。この分散液 に、添加物として、市販のポリアクリル酸ナトリウムを 0. 2グラムカ卩え、激しく振とうし、 合成サボナイト及びポリアクリル酸ナトリウムを含む均一な分散液を得た。次に、真空 脱泡装置により、この粘土ペーストの脱気を行った。次に、この粘土ペーストを、フッ 素榭脂シートを底面に敷いた容器に流しいれ、均一厚の粘土ペースト膜を成型した 。このトレィを強制送風式オーブン中において、 60°Cの温度条件下で 24時間乾燥 することにより、厚さ約 100マイクロメートルの均一な添加物複合粘土薄膜を得た。生 成した粘土膜をフッ素榭脂シートから剥離して、 自立した、フレキシビリティーに優れ た膜を得た。
[0054] (2)無機層状化合物薄膜の特性
この膜を半径 2ミリメートルに曲げてもクラックなどが発生せず、何らの欠陥も生じな かった。可視紫外分光光度計により測定された、この膜の波長 500ナノメートルにお ける光透過率は 89. 4パーセントであった。また、この膜の示差熱分析 (昇温速度 5 °CZ分、空気雰囲気下)から、室温から 120°Cまでに、吸着水の脱水による重量減 少が観察され、粘土薄膜中のポリアクリル酸ナトリウムの熱分解温度は 465°Cであつ た。また、 200°Cから 550°Cの温度範囲における乾燥固体基準の重量減少は 14. 1 パーセントであった。測定範囲を 1マイクロメートル平方とした原子間力顕微鏡で測定 した、乾燥時大気側に面した側の平均表面粗さは 7. 5ナノメートルであった。
実施例 10
[0055] (1)無機層状化合物薄膜の製造
粘土として、 0. 75グラムの合成サボナイトである「スメタトン」（クニミネ工業株式会社 製)を、 100cm3の蒸留水に加え、プラスチック製密封容器に、テフロン (登録商標） 回転子とともにいれ、 25°Cで 2時間激しく振とうし、均一な分散液を得た。この分散液 に、添加物として、市販のポリアクリル酸ナトリウムを 0. 25グラムカ卩え、激しく振とうし、 合成サボナイト及びポリアクリル酸ナトリウムを含む均一な分散液を得た。次に、真空 脱泡装置により、この粘土ペーストの脱気を行った。次に、この粘土ペーストを、フッ 素榭脂シートを底面に敷いた容器に流しいれ、均一厚の粘土ペースト膜を成型した 。このトレィを強制送風式オーブン中において、 60°Cの温度条件下で 24時間乾燥 することにより、厚さ約 100マイクロメートルの均一な添加物複合粘土薄膜を得た。生 成した粘土膜をフッ素榭脂シートから剥離して、 自立した、フレキシビリティーに優れ た膜を得た。
[0056] (2)無機層状化合物薄膜の特性
この膜を半径 2ミリメートルに曲げてもクラックなどが発生せず、何らの欠陥も生じな かった。可視紫外分光光度計により測定された、この膜の波長 500ナノメートルにお ける光透過率は 88. 2パーセントであった。また、この膜の示差熱分析 (昇温速度 5 °CZ分、空気雰囲気下)から、室温から 120°Cまでに、吸着水の脱水による重量減 少が観察され、粘土薄膜中のポリアクリル酸ナトリウムの熱分解温度は 464°Cであつ た。また、 200°Cから 550°Cの温度範囲における乾燥固体基準の重量減少は 16. 3 パーセントであった。測定範囲を 1マイクロメートル平方とした原子間力顕微鏡で測定 した、乾燥時大気側に面した側の平均表面粗さは 12. 8ナノメートルであった。
実施例 11
[0057] (1)無機層状化合物薄膜の製造
粘土として、 0. 7グラムの合成サボナイトである「スメタトン」（クニミネ工業株式会社 製)を、 100cm3の蒸留水に加え、プラスチック製密封容器に、テフロン (登録商標） 回転子とともにいれ、 25°Cで 2時間激しく振とうし、均一な分散液を得た。この分散液 に、添加物として、市販のポリアクリル酸ナトリウムを 0. 3グラムカ卩え、激しく振とうし、 合成サボナイト及びポリアクリル酸ナトリウムを含む均一な分散液を得た。次に、真空 脱泡装置により、この粘土ペーストの脱気を行った。次に、この粘土ペーストを、フッ 素榭脂シートに塗布した。スぺーサーをガイドとして利用し、均一厚の粘土ペースト 膜を成型した。このトレィを強制送風式オーブン中において、 60°Cの温度条件下で 2 4時間乾燥することにより、厚さ約 100マイクロメートルの均一な添加物複合粘土薄膜 を得た。生成した粘土膜をフッ素榭脂シートから剥離して、自立した、フレキシビリティ 一に優れた膜を得た。
[0058] (2)無機層状化合物薄膜の特性
この膜を半径 2ミリメートルに曲げてもクラックなどが発生せず、何らの欠陥も生じな かった。可視紫外分光光度計により測定された、この膜の波長 500ナノメートルにお ける光透過率は 86. 6パーセントであった。また、この膜の示差熱分析 (昇温速度 5 °CZ分、空気雰囲気下)から、室温から 120°Cまでに、吸着水の脱水による重量減 少が観察され、粘土薄膜中のポリアクリル酸ナトリウムの熱分解温度は 460°Cであつ た。また、 200°Cから 550°Cの温度範囲における乾燥固体基準の重量減少は 21. 3 パーセントであった。 200°C力 450°Cの温度範囲における乾燥固体基準の重量減 少は 9. 5パーセントであった。測定範囲を 1マイクロメートル平方とした原子間力顕微 鏡で測定した、乾燥時大気側に面した側の平均表面粗さは 16. 1ナノメートルであつ た。
[0059] 比較例 3
(1)無機層状化合物薄膜の製造
粘土として、 0. 8グラムの合成サボナイトである「スメタトン」（クニミネ工業株式会社 製)を、 100cm3の蒸留水に加え、プラスチック製密封容器に、テフロン (登録商標） 回転子とともにいれ、 25°Cで 2時間激しく振とうし、均一な分散液を得た。この分散液 に、添カ卩物として、市販のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を 0. 2グラム加え 、激しく振とうし、合成サボナイト及びカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を含む 均一な分散液を得た。次に、真空脱泡装置により、この粘土ペーストの脱気を行った 。次に、この粘土ペーストを、表面がざらざらしたフッ素榭脂製基板に塗布した。塗布 には、ステンレス製地ベらを用いた。スぺーサーをガイドとして利用し、均一厚の粘土 ペースト膜を成型した。このトレィを強制送風式オーブン中において、 60°Cの温度条 件下で 1時間乾燥することにより、厚さ約 10マイクロメートルの均一な添加物複合粘 土薄膜を得た。生成した粘土膜をトレイカも剥離して、自立した、フレキシビリティー に優れた膜を得た。
[0060] (2)無機層状ィ匕合物薄膜の特性
可視紫外分光光度計により測定された、この膜の波長 500ナノメートルにおける透 過率は 68. 1パーセントであった。以上のように、基板表面が平坦でない場合は、膜 表面が粗くなり、光が表面散乱し、光透過性が低下した。
実施例 12
[0061] (1)無機層状化合物薄膜の製造
粘土として、 0. 8グラムの合成サボナイトである「スメタトン」（クニミネ工業株式会社 製)を、 100cm3の蒸留水に加え、プラスチック製密封容器に、テフロン (登録商標） 回転子とともにいれ、 25°Cで 2時間激しく振とうし、均一な分散液を得た。この分散液 に、添加物として、市販のポリアクリル酸ナトリウムを 0. 2グラムカ卩え、激しく振とうし、 合成サボナイト及びポリアクリル酸ナトリウムを含む均一な分散液を得た。次に、真空 脱泡装置により、この粘土ペーストの脱気を行った。次に、この粘土ペーストを、フッ 素榭脂シートを底面に敷いた容器に流しいれ、均一厚の粘土ペースト膜を成型した
。このトレィを強制送風式オーブン中において、 60°Cの温度条件下で 24時間乾燥 することにより、厚さ約 10マイクロメートルの均一な添加物複合粘土薄膜を得た。生 成した粘土膜をフッ素榭脂シートから剥離して、 自立した、フレキシビリティーに優れ た膜を得た。
[0062] (2)無機層状化合物薄膜の特性
この膜の波長 500ナノメートルにおける光透過率は 90. 3パーセントであった。また 、この膜を 300°C、 1時間熱処理した後における波長 500ナノメートルにおける光透 過率は 89. 3パーセントであった。
実施例 13
[0063] (1)無機層状化合物薄膜の製造
粘土として、 0. 8グラムの合成サボナイトである「スメタトン」（クニミネ工業株式会社 製)を、 100cm3の蒸留水に加え、プラスチック製密封容器に、テフロン (登録商標） 回転子とともにいれ、 25°Cで 2時間激しく振とうし、均一な分散液を得た。この分散液 に、添加物として、市販のポリアクリル酸ナトリウムを 0. 2グラムカ卩え、激しく振とうし、 合成サボナイト及びポリアクリル酸ナトリウムを含む均一な分散液を得た。次に、真空 脱泡装置により、この粘土ペーストの脱気を行った。次に、この粘土ペーストを、フッ 素榭脂シートを底面に敷いた容器に流しいれ、約 5ミリメートル厚の粘土ペースト膜を 成型した。このトレィを強制送風式オーブン中において、 60°Cの温度条件下で 48時 間乾燥することにより、厚さ約 200マイクロメートルの均一な添加物複合粘土薄膜を 得た。生成した粘土膜をフッ素榭脂シートから剥離して、自立した、フレキシビリティ 一に優れた膜を得た。
[0064] (2)無機層状化合物薄膜の製造
粘土として、 0. 8グラムの合成サボナイトである「スメタトン」（クニミネ工業株式会社 製)を、 100cm3の蒸留水に加え、プラスチック製密封容器に、テフロン (登録商標） 回転子とともにいれ、 25°Cで 2時間激しく振とうし、均一な分散液を得た。この分散液 に、添加物として、市販のポリアクリル酸ナトリウムを 0. 2グラムカ卩え、激しく振とうし、 合成サボナイト及びポリアクリル酸ナトリウムを含む均一な分散液を得た。次に、真空 脱泡装置により、この粘土ペーストの脱気を行った。次に、この粘土ペーストを、フッ 素榭脂シートを底面に敷いた容器に流しいれ、均一厚の粘土ペースト膜を成型した
。このトレィを強制送風式オーブン中において、 60°Cの温度条件下で 24時間乾燥 することにより、厚さ約 10マイクロメートルの均一な添加物複合粘土薄膜を得た。生 成した粘土膜をフッ素榭脂シートから剥離して、自立した、フレキシビリティーに優れ た膜を得た。
[0065] (3)無機層状化合物薄膜の特性
この膜のマイナス 100°Cからプラス 200°Cの平均線膨張係数は— lppmであった。 産業上の利用可能性
[0066] 以上詳述したように、本発明は、無機層状ィ匕合物を主要構成成分とする膜であるこ とを特徴とする透明材であり、自立膜として利用可能な機械的強度を有し、無機層状 化合物粒子の配向積層を高度に向上させた透明材に係るものであり、本発明の無機 層状ィ匕合物膜は、自立膜として用いることが可能であり、また、 200°Cを超える高温 条件下で使用が可能であり、かつ、フレキシビリティーに優れており、更に、ピンホー ルの存在しな 、緻密な材料であり、ガスノリア性に優れると!、つた特徴を有するもの である。したがって、本発明の無機層状ィ匕合物膜は、生産あるいは加工時の高温条 件に耐える部材であり、フレキシビリティーに優れた透明フィルムとして広範に使用す ることができる。また、本発明の無機層状ィ匕合物膜は、高温条件下において、フレキ シビリティーに優れた透明フィルムとして広範に使用することがでる。更に、本発明の 無機層状ィ匕合物膜は、高 、ガスノリア性が要求される透明フィルムとして広範に使 用することができる。そのため、本発明の無機層状ィ匕合物膜は、多くの製品に利用す ることができる。製品例としては、 LCD用基板フィルム、有機 EL用基板フィルム、電 子ペーパー用基板フィルム、電子デバイス用封止フィルム、レンズフィルム、導光板 用フィルム、プリズムフィルム、位相差板 ·偏光板用フィルム、視野角補正フィルム、 P DP用フィルム、 LED用フィルム、光通信用部材、タツチパネル用透明フィルム、各種 機能性フィルムの基板フィルム、内部が透けて見える構造の電子機器用フィルム、ビ デォディスク · CD/CD -R/CD- RW/DVD/MO/MD .相変化ディスク .光 カードを含む光記録メディア用フィルム、燃料電池用封止フィルム、太陽電池用フィ ルム等があげられる。
図面の簡単な説明
[図 1]本発明の、合成スメクタイト及びカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を用い て調製した複合無機層状ィ匕合物薄膜 (用いたカルボキシメチルセルロースナトリウム 塩の全固体に対する重量割合は TPSACMC10— 10が 10パーセント、 TPSACM C20— 10が 20パーセント、 TPSACMC30— 10が 30パーセントである）の X線回折 チャートを示す図である。
[図 2]本発明の、合成スメクタイト及びカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を用い て調製した複合無機層状ィ匕合物薄膜 (用いたカルボキシメチルセルロースナトリウム 塩の全固体に対する重量割合は TPSACMC10— 10が 10パーセント、 TPSACM C20— 10が 20パーセント、 TPSACMC30— 10が 30パーセントである）の可視紫 外吸収スペクトルを示す図である。

Claims

請求の範囲
[1] 層状無機化合物を主要構成成分とする膜が、（1)層状無機化合物と水可溶性榭脂 力も構成される、（2)層状無機化合物の全固体に対する重量比が 70%以上である、 (3)全光線透過率が 80%を超える、（4)ガスノ リア性を有する、及び (5)自立膜とし て利用可能な機械的強度を有する、ことを特徴とする透明材。
[2] 無機層状化合物が、層状ケィ酸、あるいは層状チタン酸、あるいはそれらの塩であ ることを特徴とする、請求項 1に記載の透明材。
[3] 層状無機化合物が、雲母、バーミキユライト、モンモリロナイト、パイデライト、サポナ イト、ヘクトライト、スチープンサイト、マガディアイト、アイラライト、カネマイト、及び層 状チタン酸、のうちの一種以上であることを特徴とする、請求項 1に記載の透明材。
[4] 水可溶性榭脂が、ィプシロン力プロラタタム、デキストリン、澱粉、セルロース系榭脂 、ゼラチン、寒天、小麦粉、ダルテン、キチン、キトサン、ポリ乳酸、アルキド榭脂、ポリ ウレタン榭脂、エポキシ榭脂、フッ素榭脂、アクリル榭脂、メタタリル榭脂、フエノール 榭脂、ポリアミド榭脂、ポリエステル榭脂、ポリイミド榭脂、ポリビュル榭脂、ポリカーボ ネート、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアマイド、ポリエチレンオキサイド、タンパ ク質、デォキシリボヌクレイン酸、リボヌクレイン酸及びポリアミノ酸、安息香酸類化合 物、アクリル酸榭脂のうちの 1種以上であることを特徴とする、請求項 1に記載の透明 材。
[5] 加熱、光照射等の任意の方法により、上記添加物分子内、添加物分子間、添加物 と無機層状化合物間、無機層状ィ匕合物結晶間において、付加反応、縮合反応、重 合反応等の化学反応を行わせ、新たな化学結合を生じさせて、光透過性、ガスバリ ァ性、あるいは機械的強度を改善させたことを特徴とする、請求項 1に記載の透明材
[6] 厚みが 0. 2ミリメートル以下であることを特徴とする、請求項 1に記載の透明材。
[7] 紫外可視分光器による 500ナノメートルの光線透過率が 80%以上であることを特 徴とする、請求項 1に記載の透明材。
[8] 通常空気条件下で、 200°C—時間加熱後、紫外可視分光器による 500ナノメート ルの光線透過率が 75%以上であることを特徴とする、請求項 1に記載の透明材。 示差熱分析において、 200°Cから 450°Cの温度範囲における重量減少が乾燥固 体基準で 20%未満で、透明材を構成する層状無機化合物の基本構造が変化しな V、ことを特徴とする、請求項 1から 8の 、ずれかに記載の透明材。
酸素ガスに対する透過係数力 室温において 3. 2 X 10_11cm2s_ 1cmHg_1未満で あることを特徴とする、請求項 1から 9のいずれかに記載の透明材。
300°Cで 1時間加熱処理後に、酸素ガスの室温におけるガス透過係数が 3. 2 X 10 _ 11cm2s_1cmHg_1未満であることを特徴とする、請求項 1から 10のいずれかに記載 の透明材。
曲げ半径 6ミリメートルでもクラックなどが発生せず使用が可能であることを特徴とす る、請求項 1から 11のいずれかに記載の透明材。
原子間力顕微鏡で測定した平均表面粗さが、 20ナノメートル以下であることを特徴 とする、請求項 1から 12のいずれかに記載の透明材。
マイナス 100°C力もプラス 200°Cの平均線膨張係数力 - 10から lOppmの間であ ることを特徴とする、請求項 1から 13のいずれかに記載の透明材。
透明材が、封止材、包装材、保護材、フレキシブル基板、又はディスプレイ材である 、請求項 1から 14のいずれかに記載の透明材。
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