JP3733421B2 - 塗膜形成用材料 - Google Patents
塗膜形成用材料 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3733421B2 JP3733421B2 JP2002095464A JP2002095464A JP3733421B2 JP 3733421 B2 JP3733421 B2 JP 3733421B2 JP 2002095464 A JP2002095464 A JP 2002095464A JP 2002095464 A JP2002095464 A JP 2002095464A JP 3733421 B2 JP3733421 B2 JP 3733421B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coating film
- heating
- forming material
- silicone oil
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 33
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 55
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 55
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 16
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 8
- 239000012778 molding material Substances 0.000 claims description 8
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims description 7
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 7
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 7
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 14
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- -1 silicate ester Chemical class 0.000 description 5
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 4
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 3
- 229910018540 Si C Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 3
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000001782 photodegradation Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- XTTIQGSLJBWVIV-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-4-nitroaniline Chemical compound CC1=CC([N+]([O-])=O)=CC=C1N XTTIQGSLJBWVIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 231100000676 disease causative agent Toxicity 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 229910001004 magnetic alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 208000011580 syndromic disease Diseases 0.000 description 1
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940095070 tetrapropyl orthosilicate Drugs 0.000 description 1
- ZQZCOBSUOFHDEE-UHFFFAOYSA-N tetrapropyl silicate Chemical compound CCCO[Si](OCCC)(OCCC)OCCC ZQZCOBSUOFHDEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J titanic acid Chemical compound O[Ti](O)(O)O LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、珪酸エステルとシリコーンオイルの混合物を使用した、塗膜形成用材料及び塗膜形成方法並びに成形材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機珪素化合物を使用したコーテイング材料としては、セラミック表面に耐高温、耐酸化性の塗膜形成するための室温硬化型の材料が知られているが（米国特許第５，９８５、４３３号明細書）、この材料は、アルキルトリシロキサンまたはアルキルトリアルコキシシロキサンとジアルキルジアルコキシシロキサンの混合物を加水分解及び部分濃縮して得られる、液状ポリオルガノシロキサンからなるものであり、セラミック表面に形成される塗膜は、Ｓｉ−Ｃ結合を多く含み、このため赤外から紫外の広範囲にそれに由来する吸収が生じ、特に紫外光の吸収により光劣化の恐れがあり、光触媒担持担体として使用する場合には性能上の問題を生じる。さらに、硬さも十分でないため変形がおこりやすいという問題点を有していた。
【０００３】
また、ガラス容器コーテイング用エマルジョン組成物として、特定のアルコキシシランまたはその部分加水分解物、珪素原子に結合した水酸基を有する特定の分岐状ポリオルガノシロキサン樹脂、アルキル変性シリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、炭化水素溶剤、揮発性シリコーン、界面活性剤及び水からなる組成物が知られているが（特開２０００−６３７５６号）、該組成物は、その組成が複雑な上、形成される塗膜は、上記と同様Ｓｉ−Ｃ結合を多く含み同様な問題点を有しており、さらに、この組成物は、水を多量に含むエマルジョンであるため、厚膜を形成することができない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の課題は、上記従来技術の問題を解決するとともに、簡単な組成で、特に基材上に厚膜を形成することが可能であり、かつ基材との密着性、耐熱性、光安定性に優れた、シリカを主成分とした塗膜形成用材料をあるいは成形材料を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究の結果、珪酸エステルとシリコーンオイルの混合物を８０〜３５０℃の温度で加熱することにより得られた液体を使用して、基材に塗布した場合、極めて優れた基材との密着性を有する塗膜が形成可能であるとともに、特に半導体デバイスの高誘電体等に用いる厚膜形成等に好適であり、シリカを主成分とする優れた塗膜形成材料あるいは成形材料となり得ることを見いだし、本発明を完成させるに至ったものである。
【０００６】
すなわち、本発明は以下の（１）〜（１１）に係るものである。
（１）テトラアルキルオルトシリケートと、直鎖状ジメチルポリシロキサンからなるシリコーンオイルの混合物を１２０〜３５０℃の温度で加熱することにより得られた液状物からなることを特徴とする、塗膜形成用材料。
（２）塗膜が半導体デバイス用高誘電率厚膜である（１）に記載の塗膜形成用材料。
（３）塗膜が、ガラス、セラミック、金属、プラスチックまたはコンクリートから選ばれる基材に形成されるものである、（１）に記載の塗膜形成用材料。
（４）塗膜が撥水性を付与するものである、（３）に記載の塗膜形成用材料。
（５）塗膜が金属基材に耐食性を付与するものである、（３）に記載の塗膜形成用材料。
（６）（１）に記載の塗膜形成材料により塗膜が形成された基材。
（７）塗膜が多孔質である（６）記載の基材。
（８）テトラアルキルオルトシリケートと、直鎖状ジメチルポリシロキサンからなるシリコーンオイルの混合物を１２０〜３５０℃の温度で加熱することにより得られた液状物からなることを特徴とする、成形材料。
（９）（８）に記載の成形材料を使用して成形された物品。
（１０）多孔質である（９）に記載の物品。
（１１）テトラアルキルオルトシリケートと、直鎖状ジメチルポリシロキサンからなるシリコーンオイルの混合物を１２０〜３５０℃の温度で加熱することにより得られた液状物を、ガラス、セラミック、金属、プラスチックまたはコンクリートから選ばれる基材に塗布した後、加熱または非加熱条件下で硬化させることを特徴とする、塗膜の形成方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の塗膜形成用材料は、珪酸エステルとシリコーンオイルの混合物を主成分とし、これを加熱することにより得られた若干粘凋な液体からなるものである。
本発明において使用する珪酸エステルとしては、例えば、テトラメチルオルトシリケート、テトラエチルシオルトシリケート、テトラプロピルオルトシリケート等のテトラアルキルオルトシリケートが挙げられる。また、シリコーンオイルは、直鎖状のジメチルポリシロキサンであって、グリセリンと同程度の粘度を持つものが好ましい。
【０００８】
本発明の塗膜形成用材料には、上記主成分の他、希釈剤としての低沸点有機溶剤、たとえばノルマルヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼンなどを使用でき、顔料として酸化亜鉛粉末、酸化チタン粉末、チタン酸バリウム粉末等、各種フェライト粉末等の無機粉末、あるいはフィラーとしてカーボン粉末、ダイヤモンド粉末等の炭素質粉末、そのほか貴金属粉末、磁性合金粉末等の金属粉末等も添加できる。一方、高温にせずに使用する場合には、光学的性質を持つ有機物たとえば２−メチル４−ニトロアニリン、ポリマー粒子等も添加できる。多孔体を得たいときには、加熱により分解しガス化する物質たとえば尿素等を添加することも可能である。さらに、塗膜の亀裂を防止するため、あるいはＳｉ−Ｃ結合の残留を抑制するためには、オレイン酸等の脂肪酸を使用することが有効である。また、これらの脂肪酸の使用は大気中の水分を徐々に吸収し、微細なシリカ粒子を基板上に沈積させる点で有利である。
【０００９】
また、本発明の塗膜形成用材料を得るには、珪酸エステルとシリコーンオイルの主成分、及び所望により添加剤を加え混合した原料混合物を加熱するが、この加熱温度は８０〜３５０℃であり、好ましくは１２０〜２００℃である。また、この加熱操作は、上記温度範囲内で、連続的あるいは段階的に昇温して行うのが望ましく、全体の加熱時間は約３時間である。また、この際、気化した物質を一部還流しながら行うのがよい。
【００１０】
この加熱操作により得られるものは透明で若干粘凋な液状物である。
この液状物からなる本発明の塗膜形成用材料を用いて、ガラス、セラミック、金属、プラスチックまたはコンクリートから選ばれる基材に塗膜を形成するには、これら基材に当該液状物を室温〜２５０℃で塗布した後、そのまま又は湿気を含んだ大気等に曝し、又は蒸留水その他の水溶液に浸漬処理をした後の条件下において室温放置あるいは加熱して硬化させる。硬化させるときにも、気体、液体、超臨界流体等の雰囲気に曝すことができ、紫外線、可視光、赤外線、マイクロ波等を照射することもでき、電磁場を作用させることもできる。加熱する場合の加熱温度は、３５０℃以下で、そのとき硬化時間は１０時間以内程度でよい。また、室温放置の場合は硬化時間は２０時間以内程度である。
【００１１】
これにより得られる塗膜は、撥水性で、かつ基材と強固に結合した密着性のものであり、亀裂もほとんどみられず、しかも耐熱性に富むものである。
したがって、本発明の塗膜形成用材料は、セラミックス、金属、プラスチック、コンクリート等の基材に撥水性の塗膜を形成するのに好適であり、これにより、霜、氷の付着も防止でき、また、金属材料の耐食性塗膜としても優れるほか、本発明の塗膜材料によれば厚さ５ミクロンから５ミリ以上の厚膜が形成可能であるので、例えば、半導体デバイス用の高誘電率厚膜としても最適である。
【００１２】
一方、本発明の上記液状物を用いて、多孔質の塗膜を形成することができる。これには、例えば一つの方法としては、塗布前の液体の状態で、後の加熱で分解しガス化する物質、たとえば尿素等を添加しておき、後の加熱を緩やかに行うなどのようにして多孔質とする。もう一つの方法としては、石英粉などの粉末を大量に含ませておき、加熱処理することで隙間にある適度の量の液体が固化しバインダーとなり、粒子間に空隙が最終的に形成されるようにする方法がある。
【００１３】
このようにして、多孔質にした塗膜は、揮発性の有機化合物を吸着、回収することができ、例えばプラスチックあるいは石膏ボード表面に本発明の塗膜形成材料による多孔質の塗膜を形成し、建材として使用した場合、ホルマリン等のホームシック症候群の原因物質を除去可能であり、本発明の塗膜が耐熱性であることもあわせて、本発明の利点の一つである。
【００１４】
さらに、本発明の上記液状物は成形材料としても使用できる。
これには 例えば、当該液状物を蝋等の離形剤を塗布した適当な成形型に充填して、室温放置あるいは比較的低温で加熱して硬化して、型から取りだして成型物品とすることができる。この成型物品は、撥水性のほか、耐熱性にも富む。また、この成型物品を上記の方法により多孔質化したものは、例えば、光劣化がなく、光触媒担持用担体として有用であり、排ガスあるいは揮発性有害物質の浄化フィルターとしても使用できる。
以下に本発明の実施例を示すが、本発明は特に実施例に限定されるものではない。
【００１５】
【実施例１】
1) TEOS（テトラエチルオルトシリケート）10mlとシリコーンオイル（東芝シリコーン製、TSF 451−50）0．25mlを三角フラスコ中で混合した。
2) 小漏斗を液面に触れないように挿入し、200℃設定のホットプレート上で4hr、続いて250℃設定で0．5hr、一部還流しながら加熱し、続いて300℃設定にして小漏斗を取り去り4．5hr加熱した。なお、 小漏斗は、還流のほか、外部空気の流入をある程度抑制させるために用いた。
3) オレイン酸25mlを混合した。少量を取り分けておいた。
4) 普通の大気に室温で12hr曝し、シールをして2日間放置した。液中に細かい粒子の沈殿が生じ、容器の底に沈積していた。
5) 上澄み液を除去し、125℃設定のホットプレート上で3日間加熱した。
6) オレイン酸20mlを注いだ。
7) 125℃設定ホットプレート上で18hr加熱し、続いて200℃設定で5hr加熱した後、上部の液を除去した。
8) 200℃設定ホットプレート上で35分間加熱し、続いて250℃設定で20分間、さらに300℃設定で4hr加熱した。
9) 冷めてから蒸留水を注ぎ、2hr放置し、水を除去した。
10) 電気炉で、大気雰囲気中で270℃で6hr加熱した。容器の底に茶色の密着性の膜ができていた。
11) 3)で取り分けた液を0．1ml注ぎ、なじませた。
12) ホットプレート上で200℃から徐々に300℃まで昇温し、20hr加熱した。
このようにして得られた膜は密着性が良好で、厚み約100μm、茶色、撥水性であった。また、亀裂はほとんど見られなかった。
【００１６】
【実施例２】
a-1)TEOS（テトラエチルオルトシリケート）400mlとシリコーンオイル（東芝シリコーン製、TSF 451−50）10mlを三角フラスコの中で混合した。
a-2)漏斗を液面に触れないように挿入し、200℃設定のホットプレート上で16hr一部還流しながら加熱し、続いて漏斗を除去し4hr加熱した。
b-1)内径2．4cmの円筒形ガラス瓶の中に石英粉（アルドリッチ製）3．3gを入れた。
c-1)b-1)の試料にa-2)の液体を5ml注いだ。
c-2)200℃設定のホットプレート上で7日間加熱した。
c-3)電気炉で、大気雰囲気中で270℃で2．5hr加熱した。
このようしてに得られた膜は密着性で、厚み５ｍｍ、目視で亀裂は見られず、白色、不透明、撥水性であり、多孔性であった。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、基材に塗布した場合、極めて優れた基材との密着性を有し、撥水性及び耐熱性を有する塗膜が形成可能であるとともに、特に半導体デバイスの高誘電体等に用いる厚膜形成等に好適であり、シリカを主成分とする優れた塗膜形成材料を提供できる。また、本発明によれば、揮発性の有害物質を効果的に除去するための多孔質の塗膜あるいは成形物品の提供も可能である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、珪酸エステルとシリコーンオイルの混合物を使用した、塗膜形成用材料及び塗膜形成方法並びに成形材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機珪素化合物を使用したコーテイング材料としては、セラミック表面に耐高温、耐酸化性の塗膜形成するための室温硬化型の材料が知られているが（米国特許第５，９８５、４３３号明細書）、この材料は、アルキルトリシロキサンまたはアルキルトリアルコキシシロキサンとジアルキルジアルコキシシロキサンの混合物を加水分解及び部分濃縮して得られる、液状ポリオルガノシロキサンからなるものであり、セラミック表面に形成される塗膜は、Ｓｉ−Ｃ結合を多く含み、このため赤外から紫外の広範囲にそれに由来する吸収が生じ、特に紫外光の吸収により光劣化の恐れがあり、光触媒担持担体として使用する場合には性能上の問題を生じる。さらに、硬さも十分でないため変形がおこりやすいという問題点を有していた。
【０００３】
また、ガラス容器コーテイング用エマルジョン組成物として、特定のアルコキシシランまたはその部分加水分解物、珪素原子に結合した水酸基を有する特定の分岐状ポリオルガノシロキサン樹脂、アルキル変性シリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、炭化水素溶剤、揮発性シリコーン、界面活性剤及び水からなる組成物が知られているが（特開２０００−６３７５６号）、該組成物は、その組成が複雑な上、形成される塗膜は、上記と同様Ｓｉ−Ｃ結合を多く含み同様な問題点を有しており、さらに、この組成物は、水を多量に含むエマルジョンであるため、厚膜を形成することができない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の課題は、上記従来技術の問題を解決するとともに、簡単な組成で、特に基材上に厚膜を形成することが可能であり、かつ基材との密着性、耐熱性、光安定性に優れた、シリカを主成分とした塗膜形成用材料をあるいは成形材料を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究の結果、珪酸エステルとシリコーンオイルの混合物を８０〜３５０℃の温度で加熱することにより得られた液体を使用して、基材に塗布した場合、極めて優れた基材との密着性を有する塗膜が形成可能であるとともに、特に半導体デバイスの高誘電体等に用いる厚膜形成等に好適であり、シリカを主成分とする優れた塗膜形成材料あるいは成形材料となり得ることを見いだし、本発明を完成させるに至ったものである。
【０００６】
すなわち、本発明は以下の（１）〜（１１）に係るものである。
（１）テトラアルキルオルトシリケートと、直鎖状ジメチルポリシロキサンからなるシリコーンオイルの混合物を１２０〜３５０℃の温度で加熱することにより得られた液状物からなることを特徴とする、塗膜形成用材料。
（２）塗膜が半導体デバイス用高誘電率厚膜である（１）に記載の塗膜形成用材料。
（３）塗膜が、ガラス、セラミック、金属、プラスチックまたはコンクリートから選ばれる基材に形成されるものである、（１）に記載の塗膜形成用材料。
（４）塗膜が撥水性を付与するものである、（３）に記載の塗膜形成用材料。
（５）塗膜が金属基材に耐食性を付与するものである、（３）に記載の塗膜形成用材料。
（６）（１）に記載の塗膜形成材料により塗膜が形成された基材。
（７）塗膜が多孔質である（６）記載の基材。
（８）テトラアルキルオルトシリケートと、直鎖状ジメチルポリシロキサンからなるシリコーンオイルの混合物を１２０〜３５０℃の温度で加熱することにより得られた液状物からなることを特徴とする、成形材料。
（９）（８）に記載の成形材料を使用して成形された物品。
（１０）多孔質である（９）に記載の物品。
（１１）テトラアルキルオルトシリケートと、直鎖状ジメチルポリシロキサンからなるシリコーンオイルの混合物を１２０〜３５０℃の温度で加熱することにより得られた液状物を、ガラス、セラミック、金属、プラスチックまたはコンクリートから選ばれる基材に塗布した後、加熱または非加熱条件下で硬化させることを特徴とする、塗膜の形成方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の塗膜形成用材料は、珪酸エステルとシリコーンオイルの混合物を主成分とし、これを加熱することにより得られた若干粘凋な液体からなるものである。
本発明において使用する珪酸エステルとしては、例えば、テトラメチルオルトシリケート、テトラエチルシオルトシリケート、テトラプロピルオルトシリケート等のテトラアルキルオルトシリケートが挙げられる。また、シリコーンオイルは、直鎖状のジメチルポリシロキサンであって、グリセリンと同程度の粘度を持つものが好ましい。
【０００８】
本発明の塗膜形成用材料には、上記主成分の他、希釈剤としての低沸点有機溶剤、たとえばノルマルヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼンなどを使用でき、顔料として酸化亜鉛粉末、酸化チタン粉末、チタン酸バリウム粉末等、各種フェライト粉末等の無機粉末、あるいはフィラーとしてカーボン粉末、ダイヤモンド粉末等の炭素質粉末、そのほか貴金属粉末、磁性合金粉末等の金属粉末等も添加できる。一方、高温にせずに使用する場合には、光学的性質を持つ有機物たとえば２−メチル４−ニトロアニリン、ポリマー粒子等も添加できる。多孔体を得たいときには、加熱により分解しガス化する物質たとえば尿素等を添加することも可能である。さらに、塗膜の亀裂を防止するため、あるいはＳｉ−Ｃ結合の残留を抑制するためには、オレイン酸等の脂肪酸を使用することが有効である。また、これらの脂肪酸の使用は大気中の水分を徐々に吸収し、微細なシリカ粒子を基板上に沈積させる点で有利である。
【０００９】
また、本発明の塗膜形成用材料を得るには、珪酸エステルとシリコーンオイルの主成分、及び所望により添加剤を加え混合した原料混合物を加熱するが、この加熱温度は８０〜３５０℃であり、好ましくは１２０〜２００℃である。また、この加熱操作は、上記温度範囲内で、連続的あるいは段階的に昇温して行うのが望ましく、全体の加熱時間は約３時間である。また、この際、気化した物質を一部還流しながら行うのがよい。
【００１０】
この加熱操作により得られるものは透明で若干粘凋な液状物である。
この液状物からなる本発明の塗膜形成用材料を用いて、ガラス、セラミック、金属、プラスチックまたはコンクリートから選ばれる基材に塗膜を形成するには、これら基材に当該液状物を室温〜２５０℃で塗布した後、そのまま又は湿気を含んだ大気等に曝し、又は蒸留水その他の水溶液に浸漬処理をした後の条件下において室温放置あるいは加熱して硬化させる。硬化させるときにも、気体、液体、超臨界流体等の雰囲気に曝すことができ、紫外線、可視光、赤外線、マイクロ波等を照射することもでき、電磁場を作用させることもできる。加熱する場合の加熱温度は、３５０℃以下で、そのとき硬化時間は１０時間以内程度でよい。また、室温放置の場合は硬化時間は２０時間以内程度である。
【００１１】
これにより得られる塗膜は、撥水性で、かつ基材と強固に結合した密着性のものであり、亀裂もほとんどみられず、しかも耐熱性に富むものである。
したがって、本発明の塗膜形成用材料は、セラミックス、金属、プラスチック、コンクリート等の基材に撥水性の塗膜を形成するのに好適であり、これにより、霜、氷の付着も防止でき、また、金属材料の耐食性塗膜としても優れるほか、本発明の塗膜材料によれば厚さ５ミクロンから５ミリ以上の厚膜が形成可能であるので、例えば、半導体デバイス用の高誘電率厚膜としても最適である。
【００１２】
一方、本発明の上記液状物を用いて、多孔質の塗膜を形成することができる。これには、例えば一つの方法としては、塗布前の液体の状態で、後の加熱で分解しガス化する物質、たとえば尿素等を添加しておき、後の加熱を緩やかに行うなどのようにして多孔質とする。もう一つの方法としては、石英粉などの粉末を大量に含ませておき、加熱処理することで隙間にある適度の量の液体が固化しバインダーとなり、粒子間に空隙が最終的に形成されるようにする方法がある。
【００１３】
このようにして、多孔質にした塗膜は、揮発性の有機化合物を吸着、回収することができ、例えばプラスチックあるいは石膏ボード表面に本発明の塗膜形成材料による多孔質の塗膜を形成し、建材として使用した場合、ホルマリン等のホームシック症候群の原因物質を除去可能であり、本発明の塗膜が耐熱性であることもあわせて、本発明の利点の一つである。
【００１４】
さらに、本発明の上記液状物は成形材料としても使用できる。
これには 例えば、当該液状物を蝋等の離形剤を塗布した適当な成形型に充填して、室温放置あるいは比較的低温で加熱して硬化して、型から取りだして成型物品とすることができる。この成型物品は、撥水性のほか、耐熱性にも富む。また、この成型物品を上記の方法により多孔質化したものは、例えば、光劣化がなく、光触媒担持用担体として有用であり、排ガスあるいは揮発性有害物質の浄化フィルターとしても使用できる。
以下に本発明の実施例を示すが、本発明は特に実施例に限定されるものではない。
【００１５】
【実施例１】
1) TEOS（テトラエチルオルトシリケート）10mlとシリコーンオイル（東芝シリコーン製、TSF 451−50）0．25mlを三角フラスコ中で混合した。
2) 小漏斗を液面に触れないように挿入し、200℃設定のホットプレート上で4hr、続いて250℃設定で0．5hr、一部還流しながら加熱し、続いて300℃設定にして小漏斗を取り去り4．5hr加熱した。なお、 小漏斗は、還流のほか、外部空気の流入をある程度抑制させるために用いた。
3) オレイン酸25mlを混合した。少量を取り分けておいた。
4) 普通の大気に室温で12hr曝し、シールをして2日間放置した。液中に細かい粒子の沈殿が生じ、容器の底に沈積していた。
5) 上澄み液を除去し、125℃設定のホットプレート上で3日間加熱した。
6) オレイン酸20mlを注いだ。
7) 125℃設定ホットプレート上で18hr加熱し、続いて200℃設定で5hr加熱した後、上部の液を除去した。
8) 200℃設定ホットプレート上で35分間加熱し、続いて250℃設定で20分間、さらに300℃設定で4hr加熱した。
9) 冷めてから蒸留水を注ぎ、2hr放置し、水を除去した。
10) 電気炉で、大気雰囲気中で270℃で6hr加熱した。容器の底に茶色の密着性の膜ができていた。
11) 3)で取り分けた液を0．1ml注ぎ、なじませた。
12) ホットプレート上で200℃から徐々に300℃まで昇温し、20hr加熱した。
このようにして得られた膜は密着性が良好で、厚み約100μm、茶色、撥水性であった。また、亀裂はほとんど見られなかった。
【００１６】
【実施例２】
a-1)TEOS（テトラエチルオルトシリケート）400mlとシリコーンオイル（東芝シリコーン製、TSF 451−50）10mlを三角フラスコの中で混合した。
a-2)漏斗を液面に触れないように挿入し、200℃設定のホットプレート上で16hr一部還流しながら加熱し、続いて漏斗を除去し4hr加熱した。
b-1)内径2．4cmの円筒形ガラス瓶の中に石英粉（アルドリッチ製）3．3gを入れた。
c-1)b-1)の試料にa-2)の液体を5ml注いだ。
c-2)200℃設定のホットプレート上で7日間加熱した。
c-3)電気炉で、大気雰囲気中で270℃で2．5hr加熱した。
このようしてに得られた膜は密着性で、厚み５ｍｍ、目視で亀裂は見られず、白色、不透明、撥水性であり、多孔性であった。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、基材に塗布した場合、極めて優れた基材との密着性を有し、撥水性及び耐熱性を有する塗膜が形成可能であるとともに、特に半導体デバイスの高誘電体等に用いる厚膜形成等に好適であり、シリカを主成分とする優れた塗膜形成材料を提供できる。また、本発明によれば、揮発性の有害物質を効果的に除去するための多孔質の塗膜あるいは成形物品の提供も可能である。
Claims (11)
- テトラアルキルオルトシリケートと、直鎖状ジメチルポリシロキサンからなるシリコーンオイルの混合物を１２０〜３５０℃の温度で加熱することにより得られた液状物からなることを特徴とする、塗膜形成用材料。
- 塗膜が半導体デバイス用高誘電率厚膜である請求項１に記載の塗膜形成用材料。
- 塗膜が、ガラス、セラミック、金属、プラスチックまたはコンクリートから選ばれる基材に形成されるものである、請求項１に記載の塗膜形成用材料。
- 塗膜が撥水性を付与するものである、請求項３に記載の塗膜形成用材料。
- 塗膜が金属基材に耐食性を付与するものである、請求項３に記載の塗膜形成用材料。
- 請求項１に記載の塗膜形成材料により塗膜が形成された基材。
- 塗膜が多孔質である請求項６記載の基材。
- テトラアルキルオルトシリケートと、直鎖状ジメチルポリシロキサンからなるシリコーンオイルの混合物を１２０〜３５０℃の温度で加熱することにより得られた液状物からなることを特徴とする、成形材料。
- 請求項８に記載の成形材料を使用して成形された物品。
- 多孔質である請求項９に記載の物品。
- テトラアルキルオルトシリケートと、直鎖状ジメチルポリシロキサンからなるシリコーンオイルの混合物を１２０〜３５０℃の温度で加熱することにより得られた液状物を、ガラス、セラミック、金属、プラスチックまたはコンクリートから選ばれる基材に塗布した後、加熱または非加熱条件下で硬化させることを特徴とする、塗膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002095464A JP3733421B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 塗膜形成用材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002095464A JP3733421B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 塗膜形成用材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003292890A JP2003292890A (ja) | 2003-10-15 |
| JP3733421B2 true JP3733421B2 (ja) | 2006-01-11 |
Family
ID=29238945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002095464A Expired - Lifetime JP3733421B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 塗膜形成用材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3733421B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3817603B2 (ja) * | 2003-10-30 | 2006-09-06 | 敏夫 入江 | 光触媒粒子固定用塗布剤及び光触媒粒子固定方法 |
| JP5030478B2 (ja) | 2006-06-02 | 2012-09-19 | 株式会社アルバック | 多孔質膜の前駆体組成物及びその調製方法、多孔質膜及びその作製方法、並びに半導体装置 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05230375A (ja) * | 1992-02-24 | 1993-09-07 | Suzuki Sangyo Kk | 加熱型の無溶剤無触媒オルガノシロキサン組成物とそ の用途 |
| JPH0624712A (ja) * | 1992-07-03 | 1994-02-01 | Tokuyama Soda Co Ltd | 無機酸化物粒子の製造方法 |
| JP3286028B2 (ja) * | 1993-06-21 | 2002-05-27 | 森 禎良 | 着色ガラスゲル膜形成用コーティング液組成物 |
| JPH07228841A (ja) * | 1994-02-18 | 1995-08-29 | Ube Ind Ltd | 耐食品汚染性塗料 |
| JPH0994524A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Kansai Paint Co Ltd | 汚染防止塗装方法 |
| EP0885938B1 (en) * | 1997-06-16 | 2002-07-31 | General Electric Company | Condensation curable silicone foul release coatings and articles coated therewith |
| JPH1171521A (ja) * | 1997-06-23 | 1999-03-16 | Fuji Xerox Co Ltd | 潤滑離型材料用組成物、潤滑離型材料、潤滑離型膜の作製方法、潤滑離型膜、定着用部材、定着装置、およびカラー画像形成方法 |
| JPH1150007A (ja) * | 1997-08-07 | 1999-02-23 | Catalysts & Chem Ind Co Ltd | 低誘電率シリカ系被膜形成用塗布液および被膜付基材 |
| JPH11246825A (ja) * | 1998-03-04 | 1999-09-14 | Mori Sadayoshi | 着色ガラス薄膜形成用コーティング液組成物および着色物 |
| JP2000095999A (ja) * | 1998-07-24 | 2000-04-04 | Ge Toshiba Silicones Co Ltd | 防錆・耐汚染性保護コ―ティング剤組成物 |
| JP2000129127A (ja) * | 1998-10-23 | 2000-05-09 | Nichias Corp | 多孔質シリカ・シリコーン複合材及びその製造方法 |
| JP4614499B2 (ja) * | 2000-04-20 | 2011-01-19 | ダウ コーニング コーポレーション | 硬化性組成物 |
| JP2002047420A (ja) * | 2000-05-25 | 2002-02-12 | Wacker Asahikasei Silicone Co Ltd | シラン−シリコーン組成物 |
| DE10126966A1 (de) * | 2001-06-01 | 2002-12-12 | Henkel Kgaa | System zur Freisetzung von Aktivstoffen und Wirkstoffen |
-
2002
- 2002-03-29 JP JP2002095464A patent/JP3733421B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003292890A (ja) | 2003-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1835002B1 (en) | Non-stick ceramic coating composition and process | |
| US5395954A (en) | Organic-inorganic polycondensate and a method of obtaining the same | |
| Zheludkevich et al. | Sol–gel coatings for corrosion protection of metals | |
| KR100720021B1 (ko) | 열경화성 실리콘 엘라스토머용 프라이머 | |
| TWI472641B (zh) | 基材之高疏水性表面的處理方法 | |
| US6635735B1 (en) | Coating composition | |
| RU2488485C2 (ru) | Изготовление литейных форм для литья | |
| CN101120055A (zh) | 有机无机复合体 | |
| JPH0796229B2 (ja) | 型に離型層を設ける方法 | |
| JP2005531477A (ja) | 光触媒コーティングを有するセラミック成形物体およびそれを製造するための方法 | |
| JPH11171592A (ja) | 撥水性物品及びその製造方法 | |
| CA1038705A (en) | Method for rendering vitreous surfaces water repellant and dirt deposit resistant and articles produced thereby | |
| CN101970538B (zh) | 基于硅氧烷复合材料的轻质光学透镜 | |
| JP3733421B2 (ja) | 塗膜形成用材料 | |
| JP2717167B2 (ja) | 被覆用組成物 | |
| JP2005502775A (ja) | シリコーン樹脂およびこれから生産される有孔性材料 | |
| AU2012227320B2 (en) | Non-stick ceramic coating composition and process | |
| CN107433331B (zh) | 具有莲花效应表面的锅具制备方法及结构 | |
| JP3992949B2 (ja) | ピット状もしくは凹凸状の表面形状を有する下地膜用ゾルゲル膜を形成するための塗布液、及び下地膜用ゾルゲル膜を得る方法 | |
| JPH02137737A (ja) | 有機−無機ハイブリツドガラス用前駆体組成物およびそれよりなるハイブリツドガラス | |
| Livage et al. | Sol-gel chemistry for optical materials | |
| JPH08253310A (ja) | シリカ前駆物質を含む粉体の金属被覆法 | |
| JP4417155B2 (ja) | 建築物用易洗浄性ガラスおよびその製法 | |
| JP6986408B2 (ja) | 膜形成用液組成物の製造方法 | |
| JP3395928B2 (ja) | 撥水性酸化物皮膜の形成法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050607 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050621 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050822 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050920 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3733421 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |