JP2003119409A - Silica-based coating film foaming solution, method for producing the same, silica-based coating film and method for producing the same - Google Patents

Silica-based coating film foaming solution, method for producing the same, silica-based coating film and method for producing the same

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JP2003119409A
JP2003119409A JP2002203182A JP2002203182A JP2003119409A JP 2003119409 A JP2003119409 A JP 2003119409A JP 2002203182 A JP2002203182 A JP 2002203182A JP 2002203182 A JP2002203182 A JP 2002203182A JP 2003119409 A JP2003119409 A JP 2003119409A
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JP
Japan
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silica
based coating
solution
group
forming
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JP2002203182A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazufumi Ogawa
小川  一文
Naoko Takebe
尚子 武部
Tadashi Otake
忠 大竹
Yukio Nomura
幸夫 野村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a silica-based coating film forming solution which can eliminate the need for a catalytic addition or a heat treatment process and can form a silica-based coating film even at a room temperature, to provide a method for producing the same, to prepare the silica-based coating film having excellent durability, and to provide a method for producing the same. SOLUTION: The silica-based coating film forming solution has excellent reactivity with a substrate due to its constitution including a nonaqueous organic solvent and a chlorosiloxane oligomer. The silica-based coating film 13 having excellent durability, or the like, can be produced by coating the surface of the substrate 11 with the silica-based coating film forming solution in a dry atmosphere and taking out the substrate to a water-containing atmosphere without the catalytic addition and heat treatment.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子や液晶
表示素子等に於ける絶縁膜、平坦化膜、保護膜等に好適
に用いられるシリカ系被膜形成用溶液及びその製造方
法、並びにそれを用いて作製したシリカ系被膜及びその
製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solution for forming a silica film, which is preferably used for an insulating film, a flattening film, a protective film, etc. in a semiconductor device, a liquid crystal display device, etc., and a method for producing the same. The present invention relates to a silica-based coating produced by using the same and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、プラスチック等の軟らかい基材に
於いて、その表面の硬度を向上させる場合には、該基材
の表面にハードコート膜を形成していた。このようなハ
ードコート膜としては、例えばゾルゲル法により形成さ
れるシリカ被膜などが挙げられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the case of improving the hardness of the surface of a soft base material such as plastic, a hard coat film has been formed on the surface of the base material. Examples of such a hard coat film include a silica coating formed by a sol-gel method.

【0003】上記ゾルゲル法によりシリカ被膜を形成す
る方法としては、先ずテトラエトキシシラン等のアルコ
キシシラン化合物を溶解させたアルコール溶液に酸触媒
を添加し、該酸触媒下で上記アルコキシシラン化合物を
脱アルコール反応させたシリカ被膜形成用溶液を作製す
る。次に、このシリカ被膜形成用溶液を基材に塗布した
後、該基材を所定の温度で熱処理する等してシリカ被膜
を形成する。この方法では、酸触媒を添加して必要な焼
成温度を引き下げようとしている。
As a method for forming a silica film by the sol-gel method, first, an acid catalyst is added to an alcohol solution in which an alkoxysilane compound such as tetraethoxysilane is dissolved, and the alkoxysilane compound is dealcoholized under the acid catalyst. A reacted silica coating forming solution is prepared. Next, this silica coating forming solution is applied to a substrate, and then the substrate is heat-treated at a predetermined temperature to form a silica coating. In this method, an acid catalyst is added to lower the required firing temperature.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のシリカ被膜の製造方法には、以下に述べる問題点を
有している。
However, the above-mentioned conventional method for producing a silica coating film has the following problems.

【0005】先ず、上記従来のシリカ被膜形成用溶液で
は、予め酸触媒を添加しておくと該酸触媒の触媒活性が
低下して、該シリカ被膜形成用溶液のポットライフが短
くなるという欠点がある。この為、上記シリカ被膜形成
用溶液を使用する直前に酸触媒を添加しなければならな
い等、製造プロセス上煩わしくなるという問題点を有し
ている。
First, in the above-mentioned conventional solution for forming a silica film, when an acid catalyst is added in advance, the catalytic activity of the acid catalyst is lowered, and the pot life of the solution for forming a silica film is shortened. is there. For this reason, there is a problem that the acid catalyst must be added immediately before using the above silica coating forming solution, which makes the manufacturing process troublesome.

【0006】又、上記従来の製造方法では、触媒の添加
により焼成温度を引き下げていたが、それでも焼成温度
は高温域にある為、例えばプラスティック等からなる基
材には使用できなかった。つまり、従来の方法では使用
できる基材が限定されるという問題点を有していた。し
かも基材の材料に応じて熱処理条件の設定も行わなけれ
ばならなかった。更に、熱処理工程を行うには当然の如
く加熱装置が必要となり、この為製造コストの増大を招
来する。又、熱処理工程を行うこと自体が省エネルギー
ではない等、諸々の問題点を有している。
Further, in the above-mentioned conventional manufacturing method, the baking temperature was lowered by adding a catalyst, but the baking temperature was still in a high temperature range, so that it could not be used for a base material made of plastic or the like. That is, the conventional method has a problem that the usable substrate is limited. Moreover, it was necessary to set the heat treatment conditions according to the material of the base material. Further, it goes without saying that a heating device is required to carry out the heat treatment process, which causes an increase in manufacturing cost. Further, there are various problems such that the heat treatment process itself is not energy saving.

【0007】更に、シリカ被膜形成用溶液の粘度が低い
為、塗膜性が悪く、この結果厚膜のシリカ被膜を形成す
るのが困難であるという問題点を有している。
Further, since the viscosity of the silica coating forming solution is low, the coating properties are poor, and as a result, it is difficult to form a thick silica coating.

【0008】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであり、その目的は、触媒添加や熱処理工程を不
要とし、製膜性に優れた厚膜のシリカ被膜が室温に於い
ても形成可能なシリカ被膜形成用溶液及びその製造方
法、並びにシリカ被膜及びその製造方法を提供すること
にある。
The present invention has been made in view of the above conventional problems, and an object thereof is to eliminate the need for a catalyst addition and a heat treatment step and to provide a thick silica coating excellent in film forming property even at room temperature. It is to provide a solution for forming a silica coating that can be formed, a method for producing the same, and a method for producing the silica coating.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本願発明者等は、上記従
来の問題点を解決すべく、シリカ系被膜形成用溶液及び
その製造方法について鋭意検討した。その結果、有機溶
媒とクロロシロキサン化合物とを含むシリカ系被膜形成
用溶液が、基材との反応性に優れていることを見出し
て、本発明を完成させるに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present application have made intensive studies on a solution for forming a silica-based coating film and a method for producing the same in order to solve the above conventional problems. As a result, they have found that a silica-based coating film forming solution containing an organic solvent and a chlorosiloxane compound has excellent reactivity with a substrate, and completed the present invention.

【0010】又、上記従来の問題点を解決すべく、上記
シリカ系被膜形成用溶液を用いて形成したシリカ系被膜
及びその製造方法について鋭意検討した。その結果、基
材表面にシロキサン結合を介して形成されたシリカ系被
膜であって、脱塩酸反応にて上記基材とシロキサン結合
し、その化学構造中に炭化水素基を含まないシリカ系被
膜が、対摩耗性や対擦傷性等に優れており、かつ、この
ようなシリカ系被膜を熱処理工程を行うことなく製造で
きることを見出して、本発明を完成させるに至った。
Further, in order to solve the above-mentioned problems of the related art, the present inventors have earnestly studied a silica-based coating film formed by using the above-mentioned solution for forming a silica-based coating film and a method for producing the same. As a result, a silica-based coating formed on the surface of the substrate through a siloxane bond, which has a siloxane bond with the above-mentioned substrate through a dehydrochlorination reaction and does not contain a hydrocarbon group in its chemical structure, is formed. The inventors have found that the present invention is excellent in abrasion resistance, scratch resistance, etc., and that such a silica-based coating can be produced without performing a heat treatment step, and thus completed the present invention.

【0011】上記の課題を解決する為に、本発明のシリ
カ系被膜形成用溶液は以下に述べる構成を有する。
In order to solve the above problems, the solution for forming a silica-based coating film of the present invention has the following constitution.

【0012】(1)本発明の第1の態様に係るシリカ系
被膜形成用溶液は、有機溶媒と活性化基を有するシロキ
サン化合物とを含んで構成される。
(1) The solution for forming a silica-based coating film according to the first aspect of the present invention comprises an organic solvent and a siloxane compound having an activating group.

【0013】上記の構成によれば、シロキサン化合物に
は活性化基が多数存在しているので、表面に活性水素を
有する官能基が存在する基板に対しては、上記活性化基
と活性水素を有する官能基とを脱塩酸反応させることに
より化学吸着させることができる。よって、上記の構成
によれば、従来のゾルゲル法等により製造されるシリカ
系被膜形成用溶液と比較して、基材との反応性に優れた
シリカ系被膜形成用溶液を提供することができる。尚、
「活性化基」とは、活性水素を有する官能基に対して反
応性を示す官能基を意味する。又、活性水素を有する官
能基とは、例えばヒドロキシル基(−OH)やイミノ基
(>NH)等を意味する。
According to the above constitution, since a large number of activating groups are present in the siloxane compound, the activating group and the activating hydrogen are added to the substrate having a functional group having active hydrogen on the surface. It can be chemically adsorbed by reacting with a functional group that it has. Therefore, according to the above configuration, it is possible to provide a silica-based film-forming solution having excellent reactivity with the base material, as compared with a silica-based film-forming solution produced by a conventional sol-gel method or the like. . still,
The term “activating group” means a functional group that exhibits reactivity with a functional group having active hydrogen. The functional group having active hydrogen means, for example, a hydroxyl group (—OH) or an imino group (> NH).

【0014】上記活性化基を有するシロキサン化合物と
して、下記一般式(I)で表される化合物を含むものが
挙げられる。
Examples of the siloxane compound having an activating group include those containing a compound represented by the following general formula (I).

【0015】[0015]

【化4】 (式中、R1〜R4はそれぞれ独立して、水素原子、ハロ
ゲン、イソシアネート基、ヒドロキシル基、クロロシリ
ル基、ジクロロシリル基、トリクロロシリル基、シラノ
ール基及びシロキサン結合を形成することにより架橋し
得るケイ素含有官能基を表し、R5及びR6はそれぞれ独
立して、水素原子、ハロゲン、イソシアネート基及びヒ
ドロキシル基を表し、mは1以上の整数である。) 又、上記活性化基を有するシロキサン化合物として、ク
ロロシロキサンとすることができる。
[Chemical 4] (In the formula, R 1 to R 4 may be independently crosslinked by forming a hydrogen atom, a halogen, an isocyanate group, a hydroxyl group, a chlorosilyl group, a dichlorosilyl group, a trichlorosilyl group, a silanol group and a siloxane bond. Represents a silicon-containing functional group, R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom, a halogen, an isocyanate group and a hydroxyl group, and m is an integer of 1 or more.) Further, the siloxane having an activating group described above. The compound may be chlorosiloxane.

【0016】更に、上記クロロシロキサンは、クロロシ
ロキサンオリゴマーとすることができる。
Further, the chlorosiloxane can be a chlorosiloxane oligomer.

【0017】更に、上記クロロシロキサンオリゴマー
は、下記一般式(II)、一般式(III)及び一般式(I
V)で表される化合物から選択される少なくとも1種の
化合物とすることができる。
Further, the above chlorosiloxane oligomer has the following general formula (II), general formula (III) and general formula (I
It can be at least one compound selected from the compounds represented by V).

【0018】[0018]

【化5】 (式中、nは1以上の整数である。)[Chemical 5] (In the formula, n is an integer of 1 or more.)

【0019】[0019]

【化6】 (式中、nは1以上の整数である。)[Chemical 6] (In the formula, n is an integer of 1 or more.)

【0020】[0020]

【化7】 (式中、nは1以上の整数である。) 上記有機溶媒としては、非水系有機溶媒を用いることが
できる。ここで、用語「非水系有機溶媒」とは、不純物
としての水等、活性水素を有する物質を含まない有機溶
媒であり、かつ、活性化基を有するシラン化合物と反応
しない有機溶媒を意味する。
[Chemical 7] (In the formula, n is an integer of 1 or more.) As the organic solvent, a non-aqueous organic solvent can be used. Here, the term "non-aqueous organic solvent" means an organic solvent that does not contain a substance having active hydrogen, such as water as an impurity, and that does not react with a silane compound having an activating group.

【0021】さらに、上記非水系有機溶媒としては、炭
化水素系有機溶媒、フッ素系有機溶媒及び塩素系有機溶
媒から選択される少なくとも1種の有機溶媒が使用でき
る。
Further, as the non-aqueous organic solvent, at least one organic solvent selected from a hydrocarbon organic solvent, a fluorine organic solvent and a chlorine organic solvent can be used.

【0022】上記の構成によれば、水分の吸収が少ない
炭化水素系有機溶媒、フッ素系有機溶媒及び塩素系有機
溶媒より選択される有機溶媒のうち単独又は2種類以上
を含むものを使用することにより、シロキサン化合物に
於ける活性化基と、上記水分との脱塩酸反応を防ぐこと
ができ、上記と同様に基材との反応性に優れたシリカ系
被膜形成用溶液を提供することができる。
According to the above constitution, use is made of a single organic solvent or a mixture of two or more organic solvents selected from among hydrocarbon-based organic solvents, fluorine-based organic solvents and chlorine-based organic solvents that absorb less water. As a result, it is possible to prevent the dehydrochlorination reaction between the activating group in the siloxane compound and the water, and to provide a silica-based film-forming solution having excellent reactivity with the base material as described above. .

【0023】更に、上記シリカ系被膜形成用溶液には、
更にアルコキシシラン化合物が含れていてもよい。
Further, the above silica-based film forming solution contains
Further, an alkoxysilane compound may be contained.

【0024】上記アルコキシシラン化合物としては、テ
トラエトキシシラン及びプロピルオキシシランから選択
される少なくとも1種の化合物が使用できる。
As the alkoxysilane compound, at least one compound selected from tetraethoxysilane and propyloxysilane can be used.

【0025】上記第1の態様に対応する、本発明のシリ
カ系被膜形成用溶液の製造方法は、第1有機溶媒に活性
化基を有するシラン化合物を乾燥雰囲気中で溶解させて
第1混合溶液を作製する工程と、上記活性化基を有する
シラン化合物をオリゴマー化させるオリゴマー化剤を、
第2有機溶媒に混合させて第2混合溶液を作製する工程
と、上記第1混合溶液と第2混合溶液とを、乾燥雰囲気
中で混合する工程とを含むことを特徴とする。
The method for producing a solution for forming a silica-based coating film of the present invention corresponding to the above-mentioned first aspect is a first mixed solution in which a silane compound having an activating group is dissolved in a first organic solvent in a dry atmosphere. And a step of producing an oligomerizing agent for oligomerizing the silane compound having the activating group,
The method is characterized by including a step of preparing a second mixed solution by mixing with a second organic solvent, and a step of mixing the first mixed solution and the second mixed solution in a dry atmosphere.

【0026】上記の方法によれば、第1混合溶液を形成
する際に、乾燥雰囲気中で活性化基を有するシラン化合
物を溶解させるので、該シラン化合物に於ける活性化基
が大気中の水分と脱塩酸反応を起こすことを防ぎ、活性
化基を有するシラン化合物の反応活性が損なわれるのを
防止できる。更に、第1混合溶液及び第2混合溶液は乾
燥雰囲気中で混合するので、活性化基を有するシラン化
合物は第2混合溶液に含まれるオリゴマー化剤と反応を
する。よって、上記シラン化合物は、大気中に含まれる
余分な水分などと脱塩酸反応を起こすことがないので、
活性化基を多く含んだシロキサン化合物を生成する。こ
の結果、活性水素を有する官能基が存在する基材との反
応性に優れたシリカ系被膜形成用溶液を製造することが
できる。
According to the above method, since the silane compound having an activating group is dissolved in a dry atmosphere when the first mixed solution is formed, the activating group in the silane compound has a moisture content in the atmosphere. It is possible to prevent the dehydrochlorination reaction from occurring and to prevent the reaction activity of the silane compound having an activating group from being impaired. Furthermore, since the first mixed solution and the second mixed solution are mixed in a dry atmosphere, the silane compound having an activating group reacts with the oligomerizing agent contained in the second mixed solution. Therefore, since the silane compound does not cause a dehydrochlorination reaction with excess moisture contained in the atmosphere,
A siloxane compound containing a large amount of activated groups is produced. As a result, it is possible to produce a silica-based film-forming solution having excellent reactivity with a substrate having a functional group having active hydrogen.

【0027】上記オリゴマー化剤とは、第1混合溶液中
に溶解した活性化基を有するシラン化合物と反応するこ
とにより、オリゴマー程度の重合度を有し、活性化基を
備えたシロキサン化合物を生成させる物質を意味する。
The above oligomerizing agent reacts with a silane compound having an activating group dissolved in the first mixed solution to form a siloxane compound having a degree of polymerization of an oligomer and having an activating group. Means a substance that causes

【0028】上記活性化基を有するシラン化合物に対す
る上記オリゴマー化剤のモル比は、等モル以下であるこ
とが好ましい。
The molar ratio of the oligomerizing agent to the silane compound having an activating group is preferably equimolar or less.

【0029】上記オリゴマー化剤としては、水を使用す
ることが可能である。
Water can be used as the oligomerizing agent.

【0030】上記活性化基を有するシラン化合物として
は、テトラクロロシラン、トリクロロシラン、ジクロロ
シラン、ヘキサクロロジシロキサン、オクタクロロトリ
シロキサンから選択される少なくとも1種の化合物が使
用できる。
As the silane compound having an activating group, at least one compound selected from tetrachlorosilane, trichlorosilane, dichlorosilane, hexachlorodisiloxane and octachlorotrisiloxane can be used.

【0031】又、上記第1有機溶媒及び第2有機溶媒
は、炭化水素系有機溶媒、フッ素系有機溶媒及び塩素系
有機溶媒から選択される少なくとも1種の有機溶媒が使
用できる。
As the first organic solvent and the second organic solvent, at least one organic solvent selected from hydrocarbon organic solvents, fluorine organic solvents and chlorine organic solvents can be used.

【0032】第1の態様に対応する、本発明のシリカ系
被膜は、基材表面にシロキサン結合を介して形成された
シリカ系被膜であって、上記シリカ系被膜の化学構造中
には炭化水素基を含まない構成である。
The silica-based coating of the present invention, which corresponds to the first aspect, is a silica-based coating formed on the surface of a substrate through a siloxane bond, and a hydrocarbon is included in the chemical structure of the silica-based coating. The structure does not include a group.

【0033】上記の構成によれば、シリカ系被膜は、基
材表面とシロキサン結合することにより成膜されてお
り、該基材との密着性に優れている。又、従来の、例え
ばアルコキシシラン化合物を原料とするゾルゲル法で
は、炭化水素基(具体的には、例えばメチル基等)等の
側鎖を有する分子から構成されるシリカ系被膜が形成さ
れていたが、本発明に係るシリカ系被膜は、その化学構
造中に炭化水素基等の不純物を含まない。よって、極め
て高純度であり、硬度や透明性に優れている。
According to the above structure, the silica-based coating is formed by forming a siloxane bond with the surface of the base material, and has excellent adhesion to the base material. Further, in the conventional sol-gel method using, for example, an alkoxysilane compound as a raw material, a silica-based coating film composed of molecules having side chains such as hydrocarbon groups (specifically, for example, methyl groups) was formed. However, the silica-based coating according to the present invention does not include impurities such as hydrocarbon groups in its chemical structure. Therefore, it is extremely high in purity and excellent in hardness and transparency.

【0034】ここで、上記シリカ系被膜は、下記構造式
(V)で表される繰り返し構造単位を含んだ構成とする
ことができる。
Here, the silica-based coating may be configured to include a repeating structural unit represented by the following structural formula (V).

【0035】[0035]

【化8】 これにより、シリカ系被膜の膜構造を網目状構造とする
ことができ、耐摩耗性や対擦傷性に優れたものとでき
る。
[Chemical 8] As a result, the film structure of the silica-based coating can be made to have a mesh structure, and can be made excellent in abrasion resistance and scratch resistance.

【0036】上記基材は、その表面に活性水素を有する
官能基を有しており、かつその耐熱性が150℃以下の
基材とすることができる。ここで、「耐熱性が150℃
以下である」とは、熱処理に伴い基材の物理的形状や、
その化学的性質に変化が見られない温度範囲が150℃
以下であることを意味する。
The above-mentioned substrate can be a substrate having a functional group having active hydrogen on its surface and having a heat resistance of 150 ° C. or less. Here, "heat resistance is 150 ℃
"Is the following", the physical shape of the substrate with the heat treatment,
The temperature range where its chemical properties do not change is 150 ° C
It means that

【0037】第1の態様に対応するシリカ系被膜の製造
方法は、上記シリカ系被膜形成用溶液を、乾燥雰囲気中
で基材表面に塗布する塗布工程と、上記非水系有機溶媒
を蒸発させて、活性化基を有するシロキサン化合物被膜
を形成する乾燥工程と、上記シロキサン化合物被膜を水
分子と接触させて、該基材表面にシリカ系被膜を形成す
るシリカ系被膜形成工程とを含む構成である。
The method for producing a silica-based coating film corresponding to the first aspect comprises a coating step of coating the surface of the substrate with the above-mentioned solution for forming a silica-based coating film in a dry atmosphere, and evaporating the non-aqueous organic solvent. And a silica-based coating forming step of forming a silica-based coating on the surface of the base material by bringing the siloxane compound coating into contact with water molecules to form a siloxane compound coating having an activating group. .

【0038】上記の方法によれば、シリカ系被膜形成用
溶液を基材表面に塗布することにより、シロキサン化合
物に於ける活性化基と、基材表面に存在する活性水素を
有する官能基との間で反応させて、前記シロキサン化合
物を化学吸着させる。これにより、基材表面には活性化
基を有するシロキサン化合物被膜を形成できる。更に、
このシロキサン化合物被膜を水分子と反応させることに
より、該シロキサン化合物に於ける活性化基と、水分子
に於けるヒドロキシル基とを反応させてシリカ系被膜を
形成することができる。よって、従来のゾルゲル法の様
に、触媒の添加や熱処理工程を行うことなく極めて簡便
にシリカ系被膜を形成することができる。
According to the above method, the solution for forming a silica-based coating film is applied to the surface of the base material so that the activating group in the siloxane compound and the functional group having active hydrogen existing on the surface of the base material are combined. To react with each other to chemically adsorb the siloxane compound. As a result, a siloxane compound film having an activating group can be formed on the surface of the base material. Furthermore,
By reacting the siloxane compound coating with water molecules, the activating group in the siloxane compound and the hydroxyl group in the water molecules react to form a silica-based coating. Therefore, unlike the conventional sol-gel method, the silica-based coating can be formed very easily without adding a catalyst or performing a heat treatment step.

【0039】上記シリカ系被膜形成工程は、水分を含む
雰囲気中で行ってもよい。
The silica-based film forming step may be performed in an atmosphere containing water.

【0040】更に、上記シリカ系被膜形成工程の後、更
に100℃以上の温度で加熱する熱処理工程を含んでも
よい。
Further, a heat treatment step of heating at a temperature of 100 ° C. or higher may be included after the silica-based film forming step.

【0041】(2)本発明の第2の態様に係るシリカ系
被膜形成用溶液は、非水系有機溶媒と、活性化基を有す
るシラン化合物が無水シリカ微粒子に結合してなる化合
物とを含んで構成される。
(2) The solution for forming a silica-based coating film according to the second aspect of the present invention contains a non-aqueous organic solvent and a compound in which a silane compound having an activating group is bonded to anhydrous silica fine particles. Composed.

【0042】上記の構成によれば、シリカ系被膜形成用
溶液に無水シリカ微粒子を含有させることによりその粘
度を向上させることができ、塗膜性の向上を図ることが
可能となる。又、上記活性化基を有するシラン化合物
は、この無水シリカ微粒子とシロキサン結合(−SiO
−)を介して結合している。これは無水シリカ微粒子の
表面には活性水素を有する官能基が存在しており、この
官能基と活性化基とが反応した為である。
According to the above construction, by adding anhydrous silica fine particles to the silica-based coating film forming solution, the viscosity thereof can be improved and the coating property can be improved. In addition, the silane compound having the above-mentioned activating group has a siloxane bond (--SiO 2) with the anhydrous silica fine particles.
-) Is connected. This is because the surface of the anhydrous silica fine particles has a functional group having active hydrogen, and this functional group and the activating group have reacted with each other.

【0043】更に、上記シラン化合物が無水シリカ微粒
子に結合してなる化合物には、多数の活性化基が存在し
ているので、表面に活性水素を有する官能基が存在する
基材に対して、この活性化基が活性水素を有する官能基
と反応して化学吸着させることができる。よって、上記
の構成によれば、従来のゾルゲル法等により製造される
シリカ系被膜形成用溶液と比較して、基材との反応性に
優れたシリカ系被膜形成用溶液を提供することができ
る。
Further, since a large number of activating groups are present in the compound obtained by binding the above-mentioned silane compound to the anhydrous silica fine particles, a substrate having a functional group having active hydrogen on its surface is This activating group can react with a functional group having active hydrogen for chemisorption. Therefore, according to the above configuration, it is possible to provide a silica-based film-forming solution having excellent reactivity with the base material, as compared with a silica-based film-forming solution produced by a conventional sol-gel method or the like. .

【0044】ここで、用語「無水シリカ微粒子」とは、
表面に存在する吸着水を除去したシリカ微粒子を意味す
るのであって、その表面には活性水素を有する官能基が
存在している。又、用語「非水系有機溶媒」とは、不純
物としての水等、活性水素を有する物質を含まない有機
溶媒であり、かつ、活性化基を有するシラン化合物と反
応しない有機溶媒を意味する。さらに、用語「活性化
基」とは、活性水素を有する官能基に対して反応性を示
す官能基を意味する。又、活性水素を有する官能基と
は、例えばヒドロキシル基(−OH)やイミノ基(>N
H)等を意味する。
Here, the term "anhydrous silica fine particles" means
It means fine silica particles from which adsorbed water existing on the surface has been removed, and the surface thereof has a functional group having active hydrogen. The term “non-aqueous organic solvent” means an organic solvent that does not contain a substance having active hydrogen, such as water as an impurity, and that does not react with a silane compound having an activating group. Furthermore, the term "activating group" means a functional group that is reactive with a functional group having active hydrogen. The functional group having active hydrogen is, for example, a hydroxyl group (-OH) or an imino group (> N).
H) etc. are meant.

【0045】又、上記シリカ系被膜形成用溶液に於いて
は、無水シリカ微粒子に代えて酸化チタン微粒子を含ま
せることも可能である。
Further, in the above silica-based film forming solution, it is possible to contain titanium oxide fine particles instead of anhydrous silica fine particles.

【0046】上記活性化基を有するシラン化合物とし
て、下記一般式(VI)で表される化合物を含むものが挙
げられる。
Examples of the silane compound having an activating group include those containing a compound represented by the following general formula (VI).

【0047】[0047]

【化9】 (式中、R7〜R10はそれぞれ独立して、水素原子、ハ
ロゲン、イソシアネート基、ヒドロキシル基、クロロシ
リル基を含む官能基、ジクロロシリル基を含む官能基、
トリクロロシリル基を含む官能基、シラノール基を含む
官能基及びシロキサン結合を形成することにより架橋し
得るケイ素含有官能基を表し、R11及びR 12はそれぞれ
独立して、水素原子、ハロゲン、イソシアネート基及び
ヒドロキシル基を表し、mは1以上の整数である。) 上記活性化基を有するシラン化合物は、クロロシラン化
合物とすることができる。
[Chemical 9] (In the formula, R7~ RTenAre each independently a hydrogen atom,
Rogen, isocyanate group, hydroxyl group, chlorosilane
A functional group containing a ryl group, a functional group containing a dichlorosilyl group,
Contains functional group containing trichlorosilyl group, silanol group
Crosslinks by forming functional groups and siloxane bonds
Represents a silicon-containing functional group to be obtained, R11And R 12Are each
Independently, hydrogen atom, halogen, isocyanate group and
It represents a hydroxyl group, and m is an integer of 1 or more. ) The silane compound having an activating group is chlorosilanated
It can be a compound.

【0048】上記一般式(VI)で表される化合物は、下
記一般式(VII)、一般式(VIII)及び一般式(IX)で
表される化合物から選択される少なくとも1種の化合物
であるとすることができる。
The compound represented by the general formula (VI) is at least one compound selected from compounds represented by the following general formula (VII), general formula (VIII) and general formula (IX). Can be

【0049】[0049]

【化10】 (式中、nは1以上の整数である。)[Chemical 10] (In the formula, n is an integer of 1 or more.)

【0050】[0050]

【化11】 (式中、nは1以上の整数である。)[Chemical 11] (In the formula, n is an integer of 1 or more.)

【0051】[0051]

【化12】 上記非水系有機溶媒は、炭化水素系有機溶媒、フッ素系
有機溶媒及び塩素系有機溶媒から選択される少なくとも
1種の有機溶媒が使用できる。
[Chemical 12] As the non-aqueous organic solvent, at least one organic solvent selected from a hydrocarbon organic solvent, a fluorine organic solvent and a chlorine organic solvent can be used.

【0052】上記シリカ系被膜形成用溶液には、更にア
ルコキシシラン化合物を含有させることができる。
The silica-based coating film forming solution may further contain an alkoxysilane compound.

【0053】更に、上記アルコキシシラン化合物は、テ
トラエトキシシラン及びプロピルオキシシランから選択
される少なくとも1種の化合物とすることができる。
Further, the alkoxysilane compound can be at least one compound selected from tetraethoxysilane and propyloxysilane.

【0054】上記第2の態様に対応する、本発明のシリ
カ系被膜形成用溶液の製造方法は、第1非水系有機溶媒
に、活性化基を有するシラン化合物を乾燥雰囲気中で溶
解させて第3混合溶液を作製する工程と、第2非水系有
機溶媒に水を混合させて第4混合溶液を作製する工程
と、上記活性化基を有するシラン化合物と水とを反応さ
せる為に、上記第3混合溶液と第4混合溶液とを乾燥雰
囲気中で混合する工程とを備え、上記第3混合溶液及び
第4混合溶液の少なくとも何れか一方に、無水シリカ微
粒子を分散させたものを使用することを特徴とする。
The method for producing a solution for forming a silica-based coating film of the present invention, which corresponds to the above-mentioned second aspect, comprises dissolving a silane compound having an activating group in a dry atmosphere in a first non-aqueous organic solvent, 3 step of preparing a mixed solution, a step of preparing a 4th mixed solution by mixing water with a second non-aqueous organic solvent, and a step of reacting the silane compound having an activating group with water. Mixing the third mixed solution and the fourth mixed solution in a dry atmosphere, and using anhydrous silica fine particles dispersed in at least one of the third mixed solution and the fourth mixed solution. Is characterized by.

【0055】上記の方法によれば、第3混合溶液を調製
する際に、乾燥雰囲気中で活性化基を有するシラン化合
物を溶解させるので、該シラン化合物に於ける活性化基
が水分と反応するのを防ぎ、シラン化合物の反応活性が
損なわれるのを防止できる。
According to the above method, when the third mixed solution is prepared, the silane compound having an activating group is dissolved in a dry atmosphere, so that the activating group in the silane compound reacts with water. Can be prevented, and the reaction activity of the silane compound can be prevented from being impaired.

【0056】又、第3混合溶液及び第4混合溶液は乾燥
雰囲気中で混合するので、活性化基を有するシラン化合
物は第4混合溶液に含まれる水とだけ反応する。更に、
第3混合溶液及び第4混合溶液の少なくとも何れか一方
には無水シリカ微粒子が分散しているので、シラン化合
物に於ける活性化基は、無水シリカ微粒子表面に存在す
る活性水素を有する官能基と反応する。よって、無水シ
リカ微粒子に、活性化基を有するシラン化合物がシロキ
サン結合にて結合してなる化合物が生成している。つま
り、活性化基を有するシラン化合物が無水シリカ微粒子
に結合してなる、そのような化合物を分散させたシリカ
系被膜形成用溶液を製造することができる。又、以上の
様にして作製したシリカ系被膜形成用溶液は、無水シリ
カ微粒子の添加量を適宜必要に応じて変化させることに
より、粘度制御の可能な溶液であり、かつ、塗膜性にも
優れている。その上、上記無水シリカ微粒子にシラン化
合物が結合してなる化合物には多くの活性化基が含まれ
ているので、活性水素を有する官能基が存在する基材と
の反応性に優れたシリカ系被膜形成用溶液の製造が可能
である。
Since the third mixed solution and the fourth mixed solution are mixed in a dry atmosphere, the silane compound having an activating group reacts only with water contained in the fourth mixed solution. Furthermore,
Since anhydrous silica fine particles are dispersed in at least one of the third mixed solution and the fourth mixed solution, the activating group in the silane compound is a functional group having active hydrogen present on the surface of the anhydrous silica fine particles. react. Therefore, a compound in which a silane compound having an activating group is bonded to the anhydrous silica fine particles by a siloxane bond is generated. That is, it is possible to produce a silica-based film forming solution in which a silane compound having an activating group is bonded to anhydrous silica fine particles and in which such a compound is dispersed. Further, the solution for forming a silica-based coating film prepared as described above is a solution whose viscosity can be controlled by appropriately changing the addition amount of anhydrous silica fine particles as necessary, and also has a coating property. Are better. In addition, since the compound formed by binding the silane compound to the anhydrous silica fine particles contains many activating groups, a silica-based compound having excellent reactivity with a substrate having a functional group having active hydrogen is present. It is possible to produce a film-forming solution.

【0057】シリカ系被膜形成用溶液の製造方法に於い
ては、上記無水シリカ微粒子に替えて酸化チタン微粒子
を用いることができる。
In the method for producing the silica-based coating forming solution, titanium oxide fine particles can be used instead of the anhydrous silica fine particles.

【0058】上記活性化基を有するシラン化合物に対す
る上記水のモル比が等モル以下であることが好ましい。
The molar ratio of the water to the silane compound having an activating group is preferably equimolar or less.

【0059】上記活性化基を有するシラン化合物とし
て、クロロシラン化合物を使用することができる。
A chlorosilane compound can be used as the silane compound having an activating group.

【0060】上記クロロシラン化合物は、テトラクロロ
シラン、トリクロロシラン、ジクロロシラン、ヘキサク
ロロジシロキサン、オクタクロロトリシロキサンから選
択される少なくとも1種の化合物とすることができる。
The chlorosilane compound may be at least one compound selected from tetrachlorosilane, trichlorosilane, dichlorosilane, hexachlorodisiloxane and octachlorotrisiloxane.

【0061】上記第1非水系有機溶媒及び第2非水系有
機溶媒は、炭化水素系有機溶媒、フッ素系有機溶媒及び
塩素系有機溶媒から選択される少なくとも1種の有機溶
媒が使用できる。
As the first non-aqueous organic solvent and the second non-aqueous organic solvent, at least one organic solvent selected from a hydrocarbon organic solvent, a fluorine organic solvent and a chlorine organic solvent can be used.

【0062】第2の態様に対応する、本発明のシリカ系
被膜は、基材表面にシロキサン結合を介して形成された
シリカ系被膜であって、前記シリカ系被膜中に無水シリ
カ微粒子を含み、該無水シリカ微粒子はシリカ系被膜及
び基材にシロキサン結合を介して結合されており、上記
シリカ系被膜の化学構造中には炭化水素基を含まない構
成である。
The silica-based coating of the present invention corresponding to the second aspect is a silica-based coating formed on the surface of a substrate through a siloxane bond, and the silica-based coating contains anhydrous silica fine particles, The anhydrous silica fine particles are bonded to the silica-based coating and the base material through a siloxane bond, and the silica-based coating has a chemical structure containing no hydrocarbon group.

【0063】上記の構成によれば、シリカ系被膜は、基
材及び無水シリカ微粒子表面とシロキサン結合すること
により製膜されているので、該基材との密着性に優れて
いる。又、従来の、例えばアルコキシシラン化合物を原
料とするゾルゲル法では、炭化水素基(具体的には、例
えばメチル基等)等の側鎖を有する分子から構成される
シリカ系被膜が形成されていたが、本発明に係るシリカ
系被膜は、その化学構造中に炭化水素基等の不純物を含
まない。よって、極めて高純度であり、硬度や透明性に
優れている。
According to the above constitution, the silica-based coating is formed by forming a siloxane bond with the surface of the base material and the anhydrous silica fine particles, and therefore has excellent adhesion to the base material. Further, in the conventional sol-gel method using, for example, an alkoxysilane compound as a raw material, a silica-based coating film composed of molecules having side chains such as hydrocarbon groups (specifically, for example, methyl groups) was formed. However, the silica-based coating according to the present invention does not include impurities such as hydrocarbon groups in its chemical structure. Therefore, it is extremely high in purity and excellent in hardness and transparency.

【0064】上記シリカ系被膜に於いては、上記無水シ
リカ微粒子に替えて酸化チタン微粒子を含ませることが
できる。
The silica-based coating may contain titanium oxide fine particles instead of the anhydrous silica fine particles.

【0065】又、上記シリカ系被膜は、下記構造式
(V)で表される繰り返し構造単位を含んだ構成とする
ことができる。
Further, the silica-based coating can be configured to include a repeating structural unit represented by the following structural formula (V).

【0066】[0066]

【化13】 これにより、シリカ系被膜の膜構造を網目状構造とする
ことができ、耐摩耗性や対擦傷性に優れたものとでき
る。
[Chemical 13] As a result, the film structure of the silica-based coating can be made to have a mesh structure, and can be made excellent in abrasion resistance and scratch resistance.

【0067】上記基材は、その表面に活性水素を有する
官能基を有しており、かつ基材の耐熱性が150℃以下
の基材とすることができる。ここで、「耐熱性が150
℃以下である」とは、熱処理に伴い基材の物理的形状
や、その化学的性質に変化が見られない温度範囲が15
0℃以下であることを意味する。
The above-mentioned base material can be a base material having a functional group having active hydrogen on its surface and having a heat resistance of the base material of 150 ° C. or less. Here, "heat resistance is 150
The temperature range of 15 ° C. or lower ”means that the temperature range in which the physical shape of the substrate and its chemical properties are not changed by the heat treatment is 15
It means 0 ° C. or lower.

【0068】第2の態様に対応するシリカ系被膜の製造
方法は、上記シリカ系被膜形成用溶液を、乾燥雰囲気中
で基材表面に塗布する塗布工程と、上記非水系有機溶媒
を蒸発させて、活性化基を有するシロキサン化合物被膜
を形成する乾燥工程と、上記シロキサン化合物被膜を水
分子と接触させて、該基材表面に無水シリカ微粒子を含
有するシリカ系被膜を形成するシリカ系被膜形成工程と
を含む構成である。
The method for producing a silica-based coating film corresponding to the second aspect is a coating step of coating the surface of the substrate with the above-mentioned solution for forming a silica-based coating film in a dry atmosphere, and evaporating the non-aqueous organic solvent. A drying step of forming a siloxane compound coating having an activating group, and a silica-based coating forming step of contacting the siloxane compound coating with water molecules to form a silica-based coating containing anhydrous silica fine particles on the surface of the base material. The configuration includes and.

【0069】上記の方法によれば、シリカ系被膜形成用
溶液には活性化基を有するシラン化合物が無水シリカ微
粒子に結合されてなる化合物が分散されているので、無
水シリカ微粒子の添加量を適宜変えることにより、粘度
を制御すれば、上記シリカ系被膜形成用溶液を基材表面
に塗布する際に液ダレを起こさずに厚塗りすることが可
能である。これにより、厚膜のシリカ系被膜を形成した
い場合にも、従来のゾルゲル法に於いて行ってきた触媒
の添加や熱処理工程を行う必要が無く、極めて簡便にシ
リカ系被膜を製膜することができる。
According to the above method, since the compound formed by binding the silane compound having an activating group to the anhydrous silica fine particles is dispersed in the solution for forming a silica-based coating film, the addition amount of the anhydrous silica fine particles is appropriately adjusted. If the viscosity is controlled by changing it, it is possible to apply the silica-based coating film forming solution thickly without causing dripping when applied to the surface of the substrate. As a result, even when it is desired to form a thick silica-based coating, there is no need to perform the catalyst addition and heat treatment steps that have been performed in the conventional sol-gel method, and it is possible to form a silica-based coating extremely easily. it can.

【0070】上記シリカ系被膜形成工程は、水分を含む
雰囲気中で行うことができる。
The silica-based film forming step can be performed in an atmosphere containing water.

【0071】更に、上記シリカ系被膜形成工程の後、更
に100℃以上の温度で加熱する熱処理工程を行うこと
ができる。
Furthermore, after the above silica-based coating forming step, a heat treatment step of heating at a temperature of 100 ° C. or higher can be performed.

【0072】(3)本発明の他の態様として、以下に述
べるものが挙げられる。
(3) Other aspects of the present invention include the following.

【0073】即ち、上記第1及び第2の態様に係るシリ
カ系被膜形成用溶液を接着剤組成物として使用する場合
には、その接着方法として、シリカ系被膜形成用溶液
を、乾燥雰囲気中で物体表面に塗布する塗布工程と、上
記物体表面に塗布されたシリカ系被膜形成用溶液を介し
て、該物体と、他の物体とを貼り合わせる貼り合わせ工
程と、上記非水系有機溶媒を蒸発させて、クロロシロキ
サンオリゴマー被膜を形成する乾燥工程と、上記クロロ
シロキサンオリゴマー被膜を水分子と接触させて該基材
表面にシリカ系被膜を形成することにより、上記物体と
他の物体とを接着させるシリカ系被膜形成工程とを含む
構成とすることができる。
That is, when the silica-based coating film forming solution according to the first and second aspects is used as an adhesive composition, the silica-based coating film forming solution may be used in a dry atmosphere as the bonding method. A coating step of coating the surface of the object, a bonding step of bonding the object and another object through the silica-based coating forming solution applied to the surface of the object, and evaporating the non-aqueous organic solvent. Then, a drying step for forming a chlorosiloxane oligomer coating, and a silica for contacting the chlorosiloxane oligomer coating with water molecules to form a silica-based coating on the surface of the substrate, thereby adhering the object to another object. It can be configured to include a system film forming step.

【0074】上記の方法によれば、シリカ系被膜は物体
と他の物体との接着面に化学吸着するの、接着剤組成物
としても使用できる。
According to the above method, the silica coating film is chemically adsorbed on the bonding surface between the object and another object, and can be used as an adhesive composition.

【0075】更に、上記第1及び第2の態様に係るシリ
カ系被膜形成用溶液を接着剤組成物として使用し、任意
の物体と他の物体とを接着させたことによる結果物とし
ての接着構造体は、シリカ系被膜を介して、物体と他の
物体とを接着してなる構成を有している。
Furthermore, the silica-based coating forming solution according to the first and second aspects is used as an adhesive composition, and an adhesive structure as a result of adhering an arbitrary object and another object The body has a structure in which an object and another object are bonded to each other via a silica coating.

【0076】又、第1及び第2の態様に係るシリカ系被
膜形成用溶液を塗料組成物に含有させることも可能であ
る。
It is also possible to add the silica-based coating film forming solutions according to the first and second aspects to the coating composition.

【0077】シリカ系被膜形成用溶液を用いて製膜した
シリカ系被膜は、透明性に優れていることから、特に光
沢ある透明な塗膜を形成する塗料(ワニス)に使用でき
る。
The silica-based coating formed by using the solution for forming a silica-based coating is excellent in transparency and therefore can be used as a coating (varnish) for forming a particularly glossy transparent coating.

【0078】更に、上記塗料組成物に、顔料、染料及び
色素からなる群より選ばれる何れか1つを添加すること
により着色した塗膜を形成する塗料にも使用できる。
Further, it can be used in a paint for forming a colored coating film by adding any one selected from the group consisting of pigments, dyes and pigments to the above-mentioned paint composition.

【0079】又、上記第1及び第2の態様に対応するシ
リカ系被膜を、半導体デバイス用のパッシベーション膜
として使用することができる。
Further, the silica-based coating film corresponding to the first and second aspects can be used as a passivation film for semiconductor devices.

【0080】その一方、上記第1及び第2の態様に対応
するシリカ系被膜は、薄膜トランジスタアレイ用のパッ
シベーション膜としても使用可能である。
On the other hand, the silica-based coating film corresponding to the first and second embodiments can be used as a passivation film for a thin film transistor array.

【0081】[0081]

【発明の実施の形態】(実施の形態1)本実施の形態1
は、本発明の第1の態様に対応する。本実施の形態1に
ついて、図1及び図2に基づいて説明すれば以下の通り
である。但し、説明に不要な部分は省略し、又、説明を
容易にする為に拡大或いは縮小等して図示した部分があ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (Embodiment 1) Embodiment 1
Corresponds to the first aspect of the invention. The first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. However, parts unnecessary for description are omitted, and there are parts illustrated in an enlarged or reduced form for ease of description.

【0082】先ず、本発明に係るシリカ系被膜形成用溶
液について詳述する。上記シリカ系被膜形成用溶液は、
少なくとも有機溶媒と活性化基を有するシロキサン化合
物とを含んで構成される。
First, the solution for forming a silica film according to the present invention will be described in detail. The silica-based film forming solution,
It is configured to include at least an organic solvent and a siloxane compound having an activating group.

【0083】上記活性化基を有するシロキサン化合物
は、下記一般式(I)で表される化合物を含んで構成さ
れる。
The siloxane compound having an activating group includes a compound represented by the following general formula (I).

【0084】[0084]

【化14】 (式中、R1〜R4はそれぞれ独立して、水素原子、ハロ
ゲン、イソシアネート基、ヒドロキシル基、クロロシリ
ル基、ジクロロシリル基、トリクロロシリル基、シラノ
ール基及びシロキサン結合を形成することにより架橋し
得るケイ素含有官能基を表し、R5及びR6はそれぞれ独
立して、水素原子、ハロゲン、イソシアネート基及びヒ
ドロキシル基を表し、mは1以上の整数である。) ここで、上記活性化基を有するシロキサン化合物として
は、直鎖状構造や枝分かれ構造などの鎖式化合物に限定
されるものではなく、環式化合物でもよい。又、一般式
(I)で表される化合物に於いては、mは1以上の整数
としているが、mは2〜1000の範囲内となるリゴマ
ー程度の重合度であることが好ましく、さらにmは4〜
100の範囲内であることがより好ましい。mが100
0を越えるような、オリゴマーよりも重合度の大きいシ
ロキサン化合物がシリカ系被膜形成用溶液中に含有され
ると、該シリカ系被膜形成用溶液自体の粘度が大きくな
り、取り扱い性が低下するので好ましくない。
[Chemical 14] (In the formula, R 1 to R 4 may be independently crosslinked by forming a hydrogen atom, a halogen, an isocyanate group, a hydroxyl group, a chlorosilyl group, a dichlorosilyl group, a trichlorosilyl group, a silanol group and a siloxane bond. Represents a silicon-containing functional group, R 5 and R 6 independently represent a hydrogen atom, a halogen, an isocyanate group and a hydroxyl group, and m is an integer of 1 or more.) Here, the activating group is included. The siloxane compound is not limited to a chain compound such as a linear structure or a branched structure, and may be a cyclic compound. Further, in the compound represented by the general formula (I), m is an integer of 1 or more, but it is preferable that m has a degree of polymerization of a ligomer within the range of 2 to 1000, and further m Is 4 ~
More preferably, it is within the range of 100. m is 100
When a siloxane compound having a degree of polymerization higher than 0 and having a higher degree of polymerization than an oligomer is contained in the solution for forming a silica-based coating film, the viscosity of the solution for forming a silica-based coating film itself becomes large and the handleability is deteriorated, which is preferable. Absent.

【0085】上記活性化基を有するシロキサン化合物と
しては、具体的にはクロロシロキサン化合物が例示で
き、更にクロロシロキサン化合物としては、例えばクロ
ロシロキサンオリゴマー等が挙げられる。
Specific examples of the siloxane compound having an activating group include a chlorosiloxane compound, and examples of the chlorosiloxane compound include a chlorosiloxane oligomer.

【0086】上記クロロシロキサンオリゴマーは、具体
的には、例えば下記一般式(II)、一般式(III)及び
一般式(IV)で表される化合物から選ばれる化合物群の
うち単独又は2種類以上を含んでいてもよい。
The above chlorosiloxane oligomer is specifically, for example, a single compound or a combination of two or more compounds selected from compounds represented by the following general formula (II), general formula (III) and general formula (IV). May be included.

【0087】[0087]

【化15】 (式中、nは1以上の整数である。)[Chemical 15] (In the formula, n is an integer of 1 or more.)

【0088】[0088]

【化16】 (式中、nは1以上の整数である。)[Chemical 16] (In the formula, n is an integer of 1 or more.)

【0089】[0089]

【化17】 (式中、nは1以上の整数である。) 尚、上記一般式(II)〜(IV)で表されるクロロシロキ
サンオリゴマーの場合、nは1以上の整数としている
が、nは2〜1000の範囲内となるオリゴマー程度の
重合度であることが好ましく、さらにnは4〜100の
範囲内であることがより好ましい。上記有機溶媒として
は、非水系有機溶媒を使用することができ、さらに非水
系有機溶媒としては炭化水素系有機溶媒、フッ素系有機
溶媒、塩素系有機溶媒より選択される有機溶媒のうち単
独又は2種類以上を含むものが使用できる。上記炭化水
素系有機溶媒としては特に限定されるものではなく、具
体的には、例えばn−ヘキサンやトルエン、シクロヘキ
サン、イソオクタン、ジメチルシリコン等が挙げられ
る。又、上記フッ素系有機溶媒としては特に限定される
ものではなく、パーフルオロオクタン等が挙げられる。
更に、上記塩素系有機溶媒としては特に限定されるもの
ではなく、クロロホルム等が挙げられる。これらの非水
系有機溶媒を用いることにより、該非水系有機溶媒中に
於ける水分を除去する際にも、容易に行うことができる
という利点がある。更に、溶媒としての水分の吸収も少
ないので、シロキサン化合物に於ける活性化基、例えば
クロロシロキサンオリゴマーに於けるクロロシリル基が
余分な水と脱塩酸反応することを防止する。これによ
り、活性化基としてのクロロシリル基を多く含んだ、反
応性の高いシリカ系被膜形成用溶液を作製することがで
きる。又、本発明に係る非水系有機溶媒の沸点は、従来
のシリカ系被膜形成用溶液にて使用されている有機溶媒
の沸点と比較して低い。この為、熱処理を行わずに室温
にて非水系有機溶媒を蒸発させることが可能となる。よ
って、取り扱い性に優れたシリカ系被膜形成用溶液を提
供することができる。
[Chemical 17] (In the formula, n is an integer of 1 or more.) In the case of the chlorosiloxane oligomers represented by the general formulas (II) to (IV), n is an integer of 1 or more, but n is 2 or more. The degree of polymerization is preferably such that the degree of oligomer is in the range of 1000, and more preferably n is in the range of 4 to 100. As the organic solvent, a non-aqueous organic solvent can be used, and as the non-aqueous organic solvent, a single organic solvent selected from hydrocarbon-based organic solvents, fluorine-based organic solvents, and chlorine-based organic solvents, or 2 Those that include more than one type can be used. The hydrocarbon-based organic solvent is not particularly limited, and specific examples thereof include n-hexane, toluene, cyclohexane, isooctane, dimethyl silicon and the like. Further, the above-mentioned fluorine-based organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include perfluorooctane.
Furthermore, the chlorine-based organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include chloroform. By using these non-aqueous organic solvents, it is possible to easily remove water in the non-aqueous organic solvent. Further, since it absorbs little water as a solvent, it prevents the activated group in the siloxane compound, for example, the chlorosilyl group in the chlorosiloxane oligomer, from dehydrochlorinating with excess water. This makes it possible to prepare a highly reactive silica-based film-forming solution containing a large amount of chlorosilyl groups as activating groups. Further, the boiling point of the non-aqueous organic solvent according to the present invention is lower than the boiling point of the organic solvent used in the conventional silica film forming solution. Therefore, it is possible to evaporate the non-aqueous organic solvent at room temperature without performing heat treatment. Therefore, it is possible to provide a solution for forming a silica-based film having excellent handleability.

【0090】次に、本発明に係るシリカ系被膜形成用溶
液の製造方法について詳述する。先ず、第1非水系有機
溶媒(第1有機溶媒)に、活性化基を有するシラン化合
物としてのクロロシラン化合物を混合溶解させた溶液A
(第1混合溶液)を作製する。この溶液Aの作製に際し
ては、相対湿度が35%以下の範囲内になるような乾燥
雰囲気、例えば乾燥空気、乾燥窒素又は乾燥ヘリウム中
で行われる。上記相対湿度が35%を越えると、雰囲気
中の水分とクロロシラン化合物に於けるクロロシリル基
とが過大に反応してしまい、作製した溶液が白濁すると
いう不都合を生じるからである。上記クロロシラン化合
物としては、例えばテトラクロロシラン(SiC
4)、トリクロロシラン(SiHCl3)、ジクロロシ
ラン(SiH2Cl2)、ヘキサクロロジシロキサン(S
iCl3−O−SiCl3)、オクタクロロトリシロキサ
ン(Cl(SiCl2O)2SiCl3)等が挙げられ
る。これらの化合物群から選択される少なくとも1種の
化合物を使用することにより、炭化水素基等の不純物を
含まないシリカ系被膜を得る上で都合がよい。尚、第1
非水系有機溶媒に溶解させるクロロシラン化合物の濃度
としては、0.01M/l〜10M/lの範囲内である
ことが好ましい。0.01M/lより小さいと、シリカ
系被膜の形成効果が少ないという不都合を生じる。一
方、10M/lより大きいと、シリカ系被膜形成用溶液
を使用する際に該溶液の均一な塗布が困難になるという
不都合を生じる。
Next, the method for producing the silica film forming solution according to the present invention will be described in detail. First, a solution A in which a chlorosilane compound as a silane compound having an activating group is mixed and dissolved in a first non-aqueous organic solvent (first organic solvent)
(First mixed solution) is prepared. The solution A is prepared in a dry atmosphere such that the relative humidity is within the range of 35% or less, for example, dry air, dry nitrogen or dry helium. This is because when the relative humidity exceeds 35%, the moisture in the atmosphere and the chlorosilyl group in the chlorosilane compound excessively react with each other, which causes a disadvantage that the prepared solution becomes cloudy. Examples of the chlorosilane compound include tetrachlorosilane (SiC
l 4 ), trichlorosilane (SiHCl 3 ), dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ), hexachlorodisiloxane (S
iCl 3 —O—SiCl 3 ), octachlorotrisiloxane (Cl (SiCl 2 O) 2 SiCl 3 ) and the like. By using at least one compound selected from these compound groups, it is convenient to obtain a silica-based coating film that does not contain impurities such as hydrocarbon groups. The first
The concentration of the chlorosilane compound dissolved in the non-aqueous organic solvent is preferably in the range of 0.01 M / l to 10 M / l. If it is less than 0.01 M / l, there is a disadvantage that the effect of forming the silica-based coating is small. On the other hand, when it is more than 10 M / l, there is a disadvantage that it becomes difficult to apply the solution uniformly when using the solution for forming a silica-based film.

【0091】一方、第2非水系有機溶媒(第2有機溶
媒)に、オリゴマー化剤としての水を飽和状態になるま
で混合溶解させ溶液B(第2混合溶液)を作製する。こ
こで、オリゴマー化剤として水を使用する場合には、濾
過等により粒子を除去したものが好ましい。水中に粒子
等の不純物が含まれると、シリカ系被膜中に取り込まれ
て、該シリカ系被膜の均一性を損なう場合があるからで
ある。又、上記オリゴマー化剤としては、上記した水に
限定されるものではなく、2価の活性水素を有する物質
であれば使用可能である。具体的には、例えばメチルア
ミン、エタノールアミン等のアミン類やアンモニア類等
が例示できる。
On the other hand, a solution B (second mixed solution) is prepared by mixing and dissolving water as an oligomerizing agent in a second non-aqueous organic solvent (second organic solvent) until it becomes saturated. Here, when water is used as the oligomerizing agent, it is preferable that particles are removed by filtration or the like. This is because if impurities such as particles are contained in water, they may be incorporated into the silica-based coating and impair the uniformity of the silica-based coating. Further, the oligomerizing agent is not limited to the above-mentioned water, and any substance having a divalent active hydrogen can be used. Specific examples include amines such as methylamine and ethanolamine, ammonia, and the like.

【0092】尚、上記第1及び第2非水系有機溶媒は、
前記にて説明した非水系有機溶媒に含まれることは言う
までもない。これらの第1及び第2非水系有機溶媒が合
わさって非水系有機溶媒となるからである。従って、上
記第1及び第2非水系有機溶媒としては、前記した各種
の有機溶媒を採用することができる。更に、上記に例示
した有機溶媒のうち第1非水系有機溶媒としては非水系
の非極性溶媒が好ましく、第2非水系有機溶媒としては
水を溶解させるという観点から非水系の極性溶媒が好ま
しい。
The first and second non-aqueous organic solvents are
It goes without saying that it is contained in the non-aqueous organic solvent described above. This is because these first and second non-aqueous organic solvents are combined to form a non-aqueous organic solvent. Therefore, the above-mentioned various organic solvents can be adopted as the first and second non-aqueous organic solvents. Further, among the organic solvents exemplified above, the first non-aqueous organic solvent is preferably a non-aqueous non-polar solvent, and the second non-aqueous organic solvent is preferably a non-aqueous polar solvent from the viewpoint of dissolving water.

【0093】次に、上記溶液Aと溶液Bとを乾燥雰囲気
中で混合し、所定時間静置する。これにより、クロロシ
ラン化合物と水とが脱塩酸反応を起こし、前記一般式
(I)で表されるクロロシロキサンオリゴマーを含むシ
リカ系被膜形成用溶液が得られる。ここで、上記溶液A
と溶液Bとの混合比は、クロロシラン化合物に対する上
記水のモル比が等モル以下となるように設定する。これ
により、クロロシラン化合物に於ける活性化基としての
クロロシリル基が水分子に於けるヒドロキシル基(−O
H)と脱塩酸反応しても、クロロシリル基が上記ヒドロ
キシル基よりも多数である為、全てのクロロシリル基が
反応しないように抑制できる。このことは、調製された
シリカ系被膜形成用溶液中に於ける、残存クロロシリル
基が少なくなって反応活性が低下することにより、該シ
リカ系被膜形成用溶液自体の活性が劣化するのを防止す
る為である。
Next, the solution A and the solution B are mixed in a dry atmosphere and left standing for a predetermined time. As a result, a dehydrochlorination reaction occurs between the chlorosilane compound and water, and a silica-based film-forming solution containing the chlorosiloxane oligomer represented by the general formula (I) is obtained. Here, the above solution A
And the mixing ratio of the solution B are set so that the molar ratio of the water to the chlorosilane compound is equal to or less than equimolar. As a result, the chlorosilyl group as an activating group in the chlorosilane compound is converted into the hydroxyl group (—O in the water molecule).
Even if the dehydrochlorination reaction with H) is performed, since the number of chlorosilyl groups is larger than that of the above hydroxyl groups, it is possible to prevent all chlorosilyl groups from reacting. This prevents the activity of the silica-based film-forming solution itself from deteriorating due to a decrease in residual chlorosilyl groups in the prepared silica-based film-forming solution and a decrease in reaction activity. Because of that.

【0094】尚、上記したように、溶液Aと溶液Bとを
乾燥雰囲気中で混合するのは以下に述べる理由による。
即ち、例えば相対湿度が35%より大きい雰囲気中で溶
液Aと溶液Bとを混合させると、その混合溶液は白濁す
る。これは、雰囲気中に含まれる水分と、クロロシラン
化合物に於けるクロロシリル基とが脱塩酸反応を起こ
し、クロロシラン化合物の反応活性を低下させたことを
示す。この結果、前述と同様に活性化基としてのクロロ
シリル基が減少し、シリカ系被膜形成用溶液自体の活性
が劣化する。よって、溶液A及び溶液Bの混合は、相対
湿度が35%以下の乾燥雰囲気中で行う必要がある。
The reason why the solution A and the solution B are mixed in a dry atmosphere as described above is as follows.
That is, for example, when the solution A and the solution B are mixed in an atmosphere having a relative humidity of more than 35%, the mixed solution becomes cloudy. This indicates that the water contained in the atmosphere and the chlorosilyl group in the chlorosilane compound caused a dehydrochlorination reaction to reduce the reaction activity of the chlorosilane compound. As a result, the chlorosilyl group as an activating group is reduced in the same manner as described above, and the activity of the silica film forming solution itself is deteriorated. Therefore, it is necessary to mix the solution A and the solution B in a dry atmosphere having a relative humidity of 35% or less.

【0095】次に、本発明に係るシリカ系被膜について
詳述する。本発明のシリカ系被膜は、その構成単位であ
る前記複数の活性化基を有するシロキサン化合物が基材
表面に化学吸着して、網目状構造となった被膜である。
Next, the silica coating according to the present invention will be described in detail. The silica-based coating film of the present invention is a coating film having a network structure in which the siloxane compound having a plurality of activating groups, which is its constituent unit, is chemically adsorbed on the surface of the substrate.

【0096】より詳しくは、以下の通りである。即ちシ
リカ系被膜13は、図2に示すように、基材11表面に
シロキサン結合(−SiO−)を介して形成されてい
る。又、複数のポリシロキサンオリゴマーが物理的に絡
み合いながら、下記構造式(V)で表される繰り返し構
造単位のように、化学的な橋かけ結合により強力に結合
した網目状構造となっている。
More specifically, it is as follows. That is, as shown in FIG. 2, the silica-based coating 13 is formed on the surface of the base material 11 via a siloxane bond (—SiO—). In addition, a plurality of polysiloxane oligomers are physically entangled with each other, and like a repeating structural unit represented by the following structural formula (V), have a network structure in which they are strongly bonded by a chemical cross-linking bond.

【0097】[0097]

【化18】 従って、本発明に係るシリカ系被膜13は耐摩耗性や耐
擦傷性に優れている。更に、図2から明らかなように、
シリカ系被膜13中には炭化水素基等の不純物が含まれ
ていない。これはシリカ系被膜13の原料として、炭化
水素基等を有しないクロロシラン化合物を使用している
からであり、又触媒なども添加されていない為である。
上記のように、シリカ系被膜13中には炭化水素基等が
含まれていないので、シリカ系被膜としては極めて高純
度であり、硬度、透明性に優れている。この様な高純度
のシリカ系被膜13を基材11の下地膜として用いる場
合には、不純物イオン等に対して優れたブロッキング機
能も発揮する。更に、シリカ系被膜13の主に表面部分
にはヒドロキシル基(−OH)が導入されており、親水
性の被膜となっている。これにより、例えば液晶表示素
子等に用いる場合には、配向膜の下地層として使用可能
である。
[Chemical 18] Therefore, the silica-based coating 13 according to the present invention has excellent wear resistance and scratch resistance. Furthermore, as is clear from FIG.
The silica-based coating 13 does not contain impurities such as hydrocarbon groups. This is because a chlorosilane compound having no hydrocarbon group or the like is used as a raw material of the silica-based coating 13, and no catalyst or the like is added.
As described above, since the silica-based coating 13 does not contain a hydrocarbon group or the like, the silica-based coating has an extremely high purity and is excellent in hardness and transparency. When such a high-purity silica coating 13 is used as a base film for the base material 11, it also exhibits an excellent blocking function against impurity ions and the like. Furthermore, a hydroxyl group (—OH) is introduced mainly in the surface portion of the silica-based coating film 13 to form a hydrophilic coating film. Accordingly, when it is used for a liquid crystal display device or the like, for example, it can be used as a base layer of an alignment film.

【0098】上記基材11としては特に限定されるもの
ではなく、例えば表面にヒドロキシル基(−OH)やイ
ミノ基(>NH)等の活性水素を有する官能基が存在す
る基材が使用可能である。特に本発明に於いては、耐熱
性温度が150℃以下の基材に対しても有効である(理
由については、シリカ系被膜の製造方法を説明する際に
述べる。)。具体的には、例えばガラス、プラスティッ
ク、セラミックス、金属、繊維、皮革、紙等の材質から
なるものが挙げられる。ガラスからなる基材表面に本発
明のシリカ系被膜13を形成した場合、ガラスからアル
カリが溶出するのを防ぐことができる。セラミックスや
金属の場合には、シリカ系被膜は保護膜としての機能を
発揮し、薬品等に対して反応しにくくする等基材の耐酸
性を向上させることができる。又、繊維や皮革、紙の場
合には、基材表面の親水性を向上させることができる。
例えば、ナイロンやストッキングに本発明を適用した場
合には、肌触りをよくすることができる。又、かつらに
適用した場合には、帯電防止の効果も発揮する。
The base material 11 is not particularly limited, and for example, a base material having a functional group having active hydrogen such as a hydroxyl group (—OH) or an imino group (> NH) on the surface can be used. is there. In particular, the present invention is also effective for a substrate having a heat resistance temperature of 150 ° C. or lower (the reason for this will be described when explaining the method for producing a silica-based coating). Specific examples include those made of materials such as glass, plastic, ceramics, metal, fiber, leather, and paper. When the silica-based coating 13 of the present invention is formed on the surface of the base material made of glass, it is possible to prevent the alkali from being eluted from the glass. In the case of ceramics or metals, the silica-based coating film functions as a protective film and can improve the acid resistance of the substrate by making it difficult to react with chemicals and the like. Further, in the case of fibers, leather and paper, the hydrophilicity of the surface of the base material can be improved.
For example, when the present invention is applied to nylon or stockings, the touch can be improved. When applied to a wig, it also exhibits an antistatic effect.

【0099】一方、上記基材11が活性水素を有する官
能基が存在しない材質からなる場合、或いは本来的にこ
れらの官能基が少ない材質からなる場合には、以下に述
べる処理を行うことにより、本発明に適用することが可
能となる。即ち、基材の表面を空気中でコロナ処理、或
いは酸素プラズマ処理することにより、該基材の表面に
活性水素を有する官能基を導入すればよい。これによ
り、クロロシリル基との脱塩酸反応が可能となる。上記
のような基材としては、具体的には、例えばアクリル板
等の撥水性プラスチックやポリカーボネート板等が挙げ
られる。
On the other hand, when the base material 11 is made of a material having no functional group having active hydrogen, or when it is made of a material originally having few functional groups, the following treatment is performed. It becomes possible to apply to the present invention. That is, the functional group having active hydrogen may be introduced into the surface of the base material by subjecting the surface of the base material to corona treatment in air or oxygen plasma treatment. This allows the dehydrochlorination reaction with the chlorosilyl group. Specific examples of the above-mentioned base material include water-repellent plastics such as acrylic plates and polycarbonate plates.

【0100】次に、本発明に係るシリカ系被膜の製造方
法について詳述する。尚、以下に於いては、説明の便宜
上、シリカ系被膜形成用溶液に於ける活性化基を有する
シロキサン化合物として、クロロシロキサンオリゴマー
を用いた場合を例にして述べているが、他の活性化基を
シロキサン化合物であっても、同様の方法にて製造でき
ることは言うまでもない。
Next, the method for producing the silica coating according to the present invention will be described in detail. In the following, for convenience of explanation, the case where a chlorosiloxane oligomer is used as the siloxane compound having an activating group in the solution for forming a silica-based coating film is described as an example. It goes without saying that even if the group is a siloxane compound, it can be produced by the same method.

【0101】上記シリカ系被膜13は、上記基材11表
面に上記シリカ系被膜形成用溶液を、乾燥雰囲気中で接
触し、更に水と反応させることにより得られる。
The silica-based coating 13 is obtained by contacting the surface of the substrate 11 with the solution for forming a silica-based coating in a dry atmosphere and further reacting with water.

【0102】より詳しくは、予めよく洗浄することによ
り脱脂した基材11を用意し、乾燥雰囲気中で該基材1
1にシリカ系被膜形成用溶液を塗布して塗布膜を形成す
る(塗布工程)。これにより、シリカ系被膜形成用溶液
中のクロロシロキサンオリゴマーに於けるクロロシリル
基が、基材11表面に存在する−OH基や、>NH基等
の活性水素を有する官能基と脱塩酸反応を起こして、基
材11表面と共有結合(シロキサン結合)する。ここ
で、シリカ系被膜形成用溶液の塗布方法としては特に限
定されるものではなく、従来公知の方法にて行うことが
できる。具体的には、例えばスピンナー法やロールコー
ター法、浸漬引き上げ法、スプレー法、スクリーン印刷
法、刷毛塗り法等が挙げられる。尚、上記脱脂は、シリ
カ系被膜形成用溶液の基材11表面に対する付着性能を
向上させる為に行うものであり、その他にも従来公知の
方法にて表面処理を行ってもよい。
More specifically, a substrate 11 degreased by thoroughly washing in advance is prepared, and the substrate 1 is dried in a dry atmosphere.
1 is coated with a solution for forming a silica-based film to form a coating film (coating step). As a result, the chlorosilyl group in the chlorosiloxane oligomer in the silica-based film forming solution causes a dehydrochlorination reaction with the -OH group present on the surface of the base material 11 and a functional group having active hydrogen such as> NH group. And forms a covalent bond (siloxane bond) with the surface of the substrate 11. Here, the method for applying the solution for forming a silica-based film is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. Specific examples thereof include a spinner method, a roll coater method, a dipping and lifting method, a spray method, a screen printing method, and a brush coating method. The degreasing is performed to improve the adhesion performance of the solution for forming a silica-based coating film on the surface of the substrate 11, and the surface treatment may be performed by a conventionally known method.

【0103】次に、塗布された基材11を室温にて放置
することにより、上記塗布膜中の非水系有機溶媒を蒸発
させる(乾燥工程)。これにより、図1に示すクロロシ
ロキサンオリゴマー被膜12が形成される。尚、クロロ
シラン化合物はクロロシロキサンオリゴマーとして塗布
膜中に存在しており、非水系有機溶媒と共に蒸発するこ
とはない。
Next, the non-aqueous organic solvent in the coating film is evaporated by leaving the coated base material 11 at room temperature (drying step). As a result, the chlorosiloxane oligomer coating film 12 shown in FIG. 1 is formed. The chlorosilane compound is present in the coating film as a chlorosiloxane oligomer and does not evaporate together with the non-aqueous organic solvent.

【0104】続いて、クロロシロキサンオリゴマー被膜
12が形成された基材11を、水分を含む雰囲気中に取
り出す(シリカ系被膜形成工程)。これにより、残存し
ているクロロシリル基が水分と即座に脱塩酸反応を起こ
す。この結果、膜中に於いては架橋構造となり、膜表面
に於いてはヒドロキシル基が導入され、本発明に係るシ
リカ系被膜13が形成される(図2参照)。尚、クロロ
シロキサンオリゴマー被膜12を水分に接触させる方法
としては特に限定されるものではないが、前述のように
水分を含む雰囲気中で行うのが好ましい。例えば、水中
に浸漬したりすると、クロロシロキサンオリゴマー被膜
12に於ける残存クロロシリル基がいきなり水と脱塩酸
反応して白濁する。この結果、基材11表面にシリカ系
被膜13を形成することができないので、水中に浸漬す
るのは好ましくない。
Then, the base material 11 on which the chlorosiloxane oligomer coating film 12 is formed is taken out into an atmosphere containing water (silica coating film forming step). As a result, the remaining chlorosilyl group immediately undergoes a dehydrochlorination reaction with water. As a result, a crosslinked structure is formed in the film, hydroxyl groups are introduced into the film surface, and the silica-based coating film 13 according to the present invention is formed (see FIG. 2). The method of bringing the chlorosiloxane oligomer coating film 12 into contact with water is not particularly limited, but it is preferably performed in an atmosphere containing water as described above. For example, when immersed in water, the residual chlorosilyl groups in the chlorosiloxane oligomer coating 12 suddenly undergo a dehydrochlorination reaction with water and become cloudy. As a result, the silica-based coating 13 cannot be formed on the surface of the base material 11, so dipping in water is not preferable.

【0105】更に、上記シリカ系被膜形成工程の後、水
分を除去する為に熱処理工程を行ってもよい。これによ
り、ヒドロキシル基が除去され、より高密度で緻密性に
優れたシリカ系被膜13を得ることができる。上記熱処
理工程に於ける加熱温度としては、基材11の耐熱性の
許容範囲内で水分が十分に蒸発できる程度であればよ
い。上記加熱温度としては、水の沸点温度である100
℃以上が好ましく、熱処理時間を短縮して行う為には1
20℃以上であることがより好ましい。
Further, a heat treatment step may be performed after the above silica-based film forming step to remove water. As a result, the hydroxyl group is removed, and the silica-based coating film 13 having a higher density and excellent denseness can be obtained. The heating temperature in the heat treatment step may be such that water can be sufficiently evaporated within the allowable range of heat resistance of the base material 11. The heating temperature is 100, which is the boiling temperature of water.
℃ or more is preferable, and 1 to reduce the heat treatment time.
It is more preferably 20 ° C. or higher.

【0106】又、本発明のシリカ系被膜13の製造方法
に於いては、シリカ系被膜形成用溶液に予めアルコキシ
シラン化合物を添加することも可能である。従来のシリ
カ系被膜の製造方法に於いては、アルコキシシラン化合
物と共に酸触媒を添加する必要があったが、本発明に於
いては酸触媒を添加する必要がない。クロロシロキサン
オリゴマーに於けるクロロシリル基とヒドロキシル基と
の脱塩酸反応により塩酸が生じるからである。この塩酸
が酸触媒としての役割を果たす為、下記化学反応式
(X)で表される脱アルコール反応が生じる。これによ
り、上記アルコキシシラン化合物にヒドロキシル基が導
入される。
In the method for producing the silica-based coating film 13 of the present invention, it is also possible to add an alkoxysilane compound to the silica-based coating film forming solution in advance. In the conventional method for producing a silica-based coating, it is necessary to add an acid catalyst together with the alkoxysilane compound, but in the present invention, it is not necessary to add an acid catalyst. This is because hydrochloric acid is generated by the dehydrochlorination reaction between the chlorosilyl group and the hydroxyl group in the chlorosiloxane oligomer. Since this hydrochloric acid serves as an acid catalyst, a dealcoholization reaction represented by the following chemical reaction formula (X) occurs. As a result, a hydroxyl group is introduced into the alkoxysilane compound.

【0107】[0107]

【化19】 ここで、上記熱処理工程を行うと、下記化学反応式(X
I)に示す脱水反応が生じ、より高密度で緻密性に優れ
たシリカ系被膜が得られる。
[Chemical 19] Here, when the heat treatment step is performed, the following chemical reaction formula (X
The dehydration reaction shown in I) occurs, and a silica-based coating film having a higher density and excellent denseness can be obtained.

【0108】[0108]

【化20】 尚、上記アルコキシシラン化合物としては特に限定され
るものではなく、具体的には、例えばテトラエトキシシ
ランやプロピルオキシシラン等が挙げられる。
[Chemical 20] The alkoxysilane compound is not particularly limited, and specific examples thereof include tetraethoxysilane and propyloxysilane.

【0109】又、シリカ系被膜形成用溶液の濃度を希釈
又は濃縮して使用すれば、シリカ系被膜の膜厚を制御す
ることも可能である。これにより、所望の膜厚となるよ
うにシリカ系被膜を形成することができる。尚、希釈す
る際の希釈溶媒としては特に限定されるものではなく、
前記した有機溶媒を使用することができる。
If the concentration of the silica coating film forming solution is diluted or concentrated before use, the thickness of the silica coating film can be controlled. As a result, the silica-based coating can be formed to have a desired film thickness. The diluting solvent used for diluting is not particularly limited,
The organic solvents mentioned above can be used.

【0110】以上のことから本実施の形態1に係るシリ
カ系被膜の製造方法によれば、従来の製造方法にて行っ
ていた触媒の添加や熱処理工程が必要がないので、極め
て簡便にシリカ系被膜を形成することができる。又、耐
熱性の低い材質からなる基材表面にもシリカ系被膜を形
成することができる。
From the above, according to the method for producing a silica-based coating film according to the first embodiment, the addition of a catalyst and the heat treatment step, which have been carried out in the conventional production method, are not necessary. A coating can be formed. Further, a silica-based coating can be formed on the surface of a base material made of a material having low heat resistance.

【0111】以上の説明に於いては、本発明の第1の態
様について最も好適な実施の形態に従って説明したが、
本発明は従来シリカ系被膜が用いられてきたもの全てに
好適に使用できる。例えば、半導体デバイスでは、層間
絶縁膜やパッシベーション膜等に使用できる。又、液晶
デバイスでは、透明基板と透明電極との間に平坦化膜と
して使用でき、或いは透明電極と配向膜との間に該配向
膜の下地層として使用できる。更に、本発明はこれらに
用途が限定されるものではなく、耐熱性の低い基材に対
しても適用可能である。例えば、耐熱性の低いめがねレ
ンズ等のハードコート膜として使用できる。 (実施の形態2)本実施の形態2は、本発明の第2の態
様に対応する。
In the above description, the first aspect of the present invention has been described according to the most preferred embodiment.
The present invention can be suitably used for all those for which a silica-based coating has been used conventionally. For example, in a semiconductor device, it can be used as an interlayer insulating film or a passivation film. In a liquid crystal device, it can be used as a flattening film between a transparent substrate and a transparent electrode, or as a base layer of the alignment film between the transparent electrode and the alignment film. Furthermore, the present invention is not limited to these applications and can be applied to a base material having low heat resistance. For example, it can be used as a hard coat film for spectacle lenses having low heat resistance. (Embodiment 2) Embodiment 2 corresponds to the second aspect of the present invention.

【0112】先ず、本実施の形態2に係るシリカ系被膜
形成用溶液について詳述する。シリカ系被膜形成用溶液
は、非水系有機溶媒と、活性化基を有するシラン化合物
が無水シリカ微粒子又は酸化チタン微粒子に結合してな
る化合物とを含んで構成される。
First, the silica-based coating film forming solution according to the second embodiment will be described in detail. The solution for forming a silica-based film contains a non-aqueous organic solvent and a compound in which a silane compound having an activating group is bonded to anhydrous silica fine particles or titanium oxide fine particles.

【0113】上記無水シリカ微粒子は、数nm〜数百n
m程度の平均粒径を有し、粒子表面に吸着水が存在しな
いシリカ微粒子である。その一方、該粒子表面には、活
性水素を有する官能基(例えば、−OH基等)が存在し
ており、クロロシリル基等の活性化基と反応することが
可能である。上記無水シリカ微粒子としては、例えば日
本アエロジル社製のアエロジル200やアエロジル30
0等が挙げられる。
The above anhydrous silica fine particles are several nm to several hundreds n.
Silica fine particles having an average particle diameter of about m and no adsorbed water on the particle surface. On the other hand, a functional group having active hydrogen (for example, —OH group) is present on the surface of the particle and can react with an activating group such as a chlorosilyl group. Examples of the anhydrous silica fine particles include Aerosil 200 and Aerosil 30 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.
0 etc. are mentioned.

【0114】又、酸化チタン微粒子も、上記無水シリカ
微粒子と同様に、数nm〜数百nm程度の平均粒径を有
し、粒子表面に吸着水が存在せず、活性水素を有する官
能基が存在している。上記酸化チタン微粒子としては、
例えば日本アエロジル社製のP25等が挙げられる。
Further, the titanium oxide fine particles also have an average particle diameter of several nm to several hundreds nm, similar to the above anhydrous silica fine particles, there is no adsorbed water on the particle surface, and a functional group having active hydrogen is present. Existing. As the titanium oxide fine particles,
Examples include P25 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.

【0115】上記した無水シリカ微粒子又は酸化チタン
をシリカ系被膜形成用溶液に添加することにより、該シ
リカ系被膜形成用溶液の粘度の制御が可能となり、塗膜
性の向上が図られる。具体的には、無水シリカ微粒子等
の添加量や非水系有機溶媒の量を適宜必要に応じて変化
させることにより粘度の制御が可能となる。上記無水シ
リカ微粒子のシリカ系被膜形成用溶液に対する混合濃度
は、約0.01〜20重量%の範囲内であることが好ま
しく、0.1〜10重量%の範囲内であることが粘度及
び塗膜性の点でより好ましい。上記混合濃度が20重量
%を越えるとシリカ系被膜形成用溶液の粘度が高くなり
過ぎ、取り扱い性が悪くなるので好ましくない。一方、
混合濃度が0.01重量%より小さい場合には、無水シ
リカ微粒子等を添加したことによる種々の効果が小さ
く、例えば粘度の制御性が低下し、或いは厚膜のシリカ
系被膜の製膜が困難となるので好ましくない。
By adding the above-mentioned anhydrous silica fine particles or titanium oxide to the silica-based coating forming solution, the viscosity of the silica-based coating forming solution can be controlled and the coating property can be improved. Specifically, the viscosity can be controlled by appropriately changing the addition amount of anhydrous silica fine particles or the like and the amount of the non-aqueous organic solvent as needed. The mixed concentration of the anhydrous silica fine particles with respect to the solution for forming a silica-based coating film is preferably in the range of about 0.01 to 20% by weight, and preferably 0.1 to 10% by weight in terms of viscosity and coating. It is more preferable in terms of film property. If the mixing concentration exceeds 20% by weight, the viscosity of the silica-based coating film forming solution becomes too high and the handleability is deteriorated, which is not preferable. on the other hand,
If the mixing concentration is less than 0.01% by weight, various effects due to the addition of anhydrous silica fine particles are small, and, for example, the controllability of the viscosity is reduced, or it is difficult to form a thick silica-based film. Is not preferable.

【0116】上記活性化基を有するシラン化合物は、例
えば下記一般式(VI)で表される。
The silane compound having an activating group is represented by the following general formula (VI).

【0117】[0117]

【化21】 (式中、R7〜R10はそれぞれ独立して、水素原子、ハ
ロゲン、イソシアネート基、ヒドロキシル基、クロロシ
リル基を含む官能基、ジクロロシリル基を含む官能基、
トリクロロシリル基を含む官能基、シラノール基を含む
官能基及びシロキサン結合を形成することにより架橋し
得るケイ素含有官能基を表し、R11及びR 12はそれぞれ
独立して、水素原子、ハロゲン、イソシアネート基及び
ヒドロキシル基を表し、mは1以上の整数である。) ここで、上記活性化基を有するシラン化合物としては、
直鎖状構造や枝分かれ構造などの鎖式化合物に限定され
るものではなく、環式化合物でもよい。又、一般式(V
I)中に示すmは1以上の整数としているが、mは2〜
1000の範囲内となるオリゴマー程度の重合度である
ことが好ましく、さらにmは4〜100の範囲内である
ことがより好ましい。mが1000を越える重合度の大
きいシラン化合物がシリカ系被膜形成用溶液中に含有さ
れると、該シリカ系被膜形成用溶液自体の粘度が大きく
なり、取り扱い性が低下する。
[Chemical 21] (In the formula, R7~ RTenAre each independently a hydrogen atom,
Rogen, isocyanate group, hydroxyl group, chlorosilane
A functional group containing a ryl group, a functional group containing a dichlorosilyl group,
Contains functional group containing trichlorosilyl group, silanol group
Crosslinks by forming functional groups and siloxane bonds
Represents a silicon-containing functional group to be obtained, R11And R 12Are each
Independently, hydrogen atom, halogen, isocyanate group and
It represents a hydroxyl group, and m is an integer of 1 or more. ) Here, as the silane compound having an activating group,
Limited to chain compounds such as straight-chain and branched structures
It may be a cyclic compound instead of one. In addition, the general formula (V
Although m shown in I) is an integer of 1 or more, m is 2 to
The degree of polymerization is about that of an oligomer within the range of 1,000.
Preferably, m is in the range of 4-100.
Is more preferable. High degree of polymerization with m exceeding 1000
Fluorine silane compound is contained in the solution for forming silica-based film.
If so, the viscosity of the silica-based film-forming solution itself becomes large.
And the handleability is reduced.

【0118】更に、上記一般式(VI)で表される、活性
化基を有するシラン化合物は、具体的には、例えば下記
一般式(VII)、一般式(VIII)及び一般式(IX)で表
される化合物から選ばれる化合物群のうち単独又は2種
類以上を含んでいてもよい。
Further, the silane compound having an activating group represented by the above general formula (VI) is specifically represented by the following general formula (VII), general formula (VIII) and general formula (IX). It may contain one kind or two or more kinds of compounds selected from the compounds shown.

【0119】[0119]

【化22】 (式中、nは1以上の整数である。)[Chemical formula 22] (In the formula, n is an integer of 1 or more.)

【0120】[0120]

【化23】 (式中、nは1以上の整数である。)[Chemical formula 23] (In the formula, n is an integer of 1 or more.)

【0121】[0121]

【化24】 (式中、nは1以上の整数である。) 尚、一般式(VII)〜(IX)中に示すnは1以上の整数
としているが、nは2〜1000の範囲内となるオリゴ
マー程度の重合度であることが好ましく、さらにnは4
〜100の範囲内であることがより好ましい。
[Chemical formula 24] (In the formula, n is an integer of 1 or more.) In the general formulas (VII) to (IX), n is an integer of 1 or more, and n is an oligomer in the range of 2 to 1000. The degree of polymerization is preferably n, and n is 4
More preferably, it is within the range of -100.

【0122】ここで、無水シリカ微粒子及び活性化基を
有するシラン化合物については、以上に述べた通りであ
るが、本発明に係るシリカ系被膜形成用溶液に於いて
は、これらが結合して溶液中に分散している。即ち、例
えば下記化学式(XII)に示すように、無水シリカ微粒
子表面に存在するヒドロキシル基と、シラン化合物に於
ける活性化基とが反応してシロキサン結合している。
Here, the anhydrous silica fine particles and the silane compound having an activating group are as described above, but in the solution for forming a silica-based film according to the present invention, these are combined to form a solution. Dispersed throughout. That is, for example, as shown in the following chemical formula (XII), the hydroxyl group present on the surface of the anhydrous silica fine particles and the activating group in the silane compound react to form a siloxane bond.

【0123】[0123]

【化25】 (式中、R7〜R10はそれぞれ独立して、水素原子、ハ
ロゲン、イソシアネート基、ヒドロキシル基、クロロシ
リル基を含む官能基、ジクロロシリル基を含む官能基、
トリクロロシリル基を含む官能基、シラノール基を含む
官能基及びシロキサン結合を形成することにより架橋し
得るケイ素含有官能基を表し、R11及びR 12はそれぞれ
独立して、水素原子、ハロゲン、イソシアネート基及び
ヒドロキシル基を表し、mは1以上の整数である。) 又、無水シリカ微粒子とシラン化合物との結合の態様
は、上記に例示したものに限らず、化学式(VI)中に示
すR7〜R12の何れかで少なくとも一箇所結合していれ
ばよい。
[Chemical 25] (In the formula, R7~ RTenAre each independently a hydrogen atom,
Rogen, isocyanate group, hydroxyl group, chlorosilane
A functional group containing a ryl group, a functional group containing a dichlorosilyl group,
Contains functional group containing trichlorosilyl group, silanol group
Crosslinks by forming functional groups and siloxane bonds
Represents a silicon-containing functional group to be obtained, R11And R 12Are each
Independently, hydrogen atom, halogen, isocyanate group and
It represents a hydroxyl group, and m is an integer of 1 or more. ) Also, the mode of bonding between the anhydrous silica fine particles and the silane compound
Is not limited to those exemplified above, but is shown in chemical formula (VI).
You R7~ R12Be connected at least one place
Good.

【0124】更に、活性化基を有するシラン化合物が前
記一般式(VII)〜(IX)で表されるクロロシラン化合
物の場合、無水シリカ微粒子との結合は、各クロロシラ
ン化合物に於けるSiCl基と無水シリカ微粒子に於け
るOH基とが脱塩酸反応してシロキサン結合している。
シロキサン結合している部位は、各クロロシラン化合物
に於けるSiCl基が付加している部位の何れかで少な
くとも一箇所結合していればよい。
Further, when the silane compound having an activating group is a chlorosilane compound represented by any of the above general formulas (VII) to (IX), the bond with the anhydrous silica fine particles is the same as that of the SiCl group in each chlorosilane compound. The OH groups in the silica particles are dehydrochlorinated to form a siloxane bond.
The siloxane-bonded site may be bonded at least at one of the sites of the chlorosilane compound to which the SiCl group is added.

【0125】上記非水系有機溶媒としては、炭化水素系
有機溶媒、フッ素系有機溶媒、塩素系有機溶媒より選択
される有機溶媒のうち単独又は2種類以上を含むものが
使用できる。上記炭化水素系有機溶媒としては特に限定
されるものではなく、具体的には、例えばn−ヘキサン
やトルエン、シクロヘキサン、イソオクタン、ジメチル
シリコン等が挙げられる。又、上記フッ素系有機溶媒と
しては特に限定されるものではなく、パーフルオロオク
タン等が挙げられる。更に、上記塩素系有機溶媒として
は特に限定されるものではなく、クロロホルム等が挙げ
られる。これらの非水系有機溶媒を用いることにより、
該非水系有機溶媒中に於ける水分を除去する際にも、容
易に行うことができるという利点がある。更に、溶媒と
しての水分の吸収も少ないので、シラン化合物に於ける
活性化基が余分な水分と反応するのを防止する。これに
より、活性化基を多く含み、塗膜性に優れ、且つ、反応
性の高いシリカ系被膜形成用溶液を作製することができ
る。又、本発明に係る非水系有機溶媒の沸点は、従来の
シリカ系被膜形成用溶液にて使用されている有機溶媒の
沸点と比較して低い。この為、熱処理を行わずに室温に
て非水系有機溶媒を蒸発させることが可能となる。よっ
て、取り扱い性に優れたシリカ系被膜形成用溶液を提供
することができる。
As the non-aqueous organic solvent, an organic solvent selected from a hydrocarbon organic solvent, a fluorine organic solvent and a chlorine organic solvent may be used alone or in combination with two or more. The hydrocarbon-based organic solvent is not particularly limited, and specific examples thereof include n-hexane, toluene, cyclohexane, isooctane, dimethyl silicon and the like. Further, the above-mentioned fluorine-based organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include perfluorooctane. Furthermore, the chlorine-based organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include chloroform. By using these non-aqueous organic solvents,
There is an advantage that water can be easily removed also in the non-aqueous organic solvent. Furthermore, since the absorption of water as a solvent is small, the activating group in the silane compound is prevented from reacting with excess water. As a result, a silica-based coating film forming solution containing a large number of activating groups, having excellent coating properties and high reactivity can be prepared. Further, the boiling point of the non-aqueous organic solvent according to the present invention is lower than the boiling point of the organic solvent used in the conventional silica film forming solution. Therefore, it is possible to evaporate the non-aqueous organic solvent at room temperature without performing heat treatment. Therefore, it is possible to provide a solution for forming a silica-based film having excellent handleability.

【0126】次に、本実施の形態2に係るシリカ系被膜
形成用溶液の製造方法について詳述する。先ず、第1非
水系有機溶媒に、活性化基を有するシラン化合物と無水
シリカ微粒子とを混合して溶液C(第3混合溶液)を作
製する。
Next, the method for producing the silica film forming solution according to the second embodiment will be described in detail. First, a silane compound having an activating group and anhydrous silica fine particles are mixed with a first non-aqueous organic solvent to prepare a solution C (third mixed solution).

【0127】このとき、該溶液Cでは活性化基を有する
シラン化合物と無水シリカ微粒子とがシロキサン結合に
より結合している。但し、無水シリカ微粒子の添加量
は、完成後のシリカ系被膜形成用溶液の粘度が所望の値
となるように設定している。又、この溶液Cの作製に際
しては、相対湿度が35%以下の範囲内になるような乾
燥雰囲気、例えば乾燥空気、乾燥窒素又は乾燥ヘリウム
中で行われる。上記相対湿度が35%を越えると、雰囲
気中の水分とシラン化合物に於ける活性化基とが過大に
反応してしまい、作製した溶液が白濁等するという不都
合を生じるからである。上記活性化基を有するシラン化
合物としては、クロロシラン化合物等が挙げられる。更
に、クロロシラン化合物としては、例えばテトラクロロ
シラン(SiCl4)、トリクロロシラン(SiHC
3)、ジクロロシラン(SiH2Cl2)、ヘキサクロ
ロジシロキサン(ClSiCl2OSiCl3)、オクタ
クロロトリシロキサン(Cl(SiCl2O)2SiCl
3)等が挙げられる。これらの化合物群から選択される
少なくとも1種の化合物を使用することにより、炭化水
素基等の不純物を含まないシリカ系被膜を得る上で都合
がよい。尚、第1非水系有機溶媒に溶解させる、活性化
基を有するシラン化合物の濃度としては、0.01M/
l〜10M/lの範囲内であることが好ましい。0.0
1M/lより小さいと、シリカ系被膜の形成効果、即ち
シリカ系被膜を形成することにより基材に付与する種々
の効果が低いという不都合を生じる。一方、10M/l
より大きいと、シリカ系被膜形成用溶液を使用する際に
該溶液の均一な塗布が困難になるという不都合を生じ
る。
At this time, in the solution C, the silane compound having an activating group and the anhydrous silica fine particles are bound by a siloxane bond. However, the amount of the anhydrous silica fine particles added is set so that the viscosity of the solution for forming a silica-based coating film after completion has a desired value. The solution C is prepared in a dry atmosphere such that the relative humidity is within the range of 35% or less, for example, dry air, dry nitrogen or dry helium. This is because when the relative humidity exceeds 35%, the moisture in the atmosphere and the activated groups in the silane compound excessively react with each other, which causes a disadvantage that the produced solution becomes cloudy. A chlorosilane compound etc. are mentioned as a silane compound which has the said activation group. Further, examples of the chlorosilane compound include tetrachlorosilane (SiCl 4 ) and trichlorosilane (SiHC
l 3 ), dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ), hexachlorodisiloxane (ClSiCl 2 OSiCl 3 ), octachlorotrisiloxane (Cl (SiCl 2 O) 2 SiCl
3 ) etc. By using at least one compound selected from these compound groups, it is convenient to obtain a silica-based coating film that does not contain impurities such as hydrocarbon groups. The concentration of the silane compound having an activating group, which is dissolved in the first non-aqueous organic solvent, is 0.01 M /
It is preferably in the range of 1 to 10 M / l. 0.0
If it is less than 1 M / l, there is a disadvantage that the effect of forming the silica-based coating, that is, various effects imparted to the substrate by forming the silica-based coating is low. On the other hand, 10M / l
If it is larger than the above range, it is difficult to apply the solution uniformly when using the solution for forming a silica-based film.

【0128】一方、第2非水系有機溶媒に、水を飽和状
態になるまで混合溶解させ溶液D(第4混合溶液)を作
製する。ここで、上記水としては、濾過等により粒子を
除去したものが好ましい。水中に粒子等の不純物が含ま
れると、シリカ系被膜中に取り込まれて、該シリカ系被
膜の均一性を損なう場合があるからである。
On the other hand, a solution D (fourth mixed solution) is prepared by mixing and dissolving water in the second non-aqueous organic solvent until it becomes saturated. Here, the water is preferably water from which particles have been removed by filtration or the like. This is because if impurities such as particles are contained in water, they may be incorporated into the silica-based coating and impair the uniformity of the silica-based coating.

【0129】尚、上記第1及び第2非水系有機溶媒は、
前記にて説明した非水系有機溶媒に含まれることは言う
までもない。これらの第1及び第2非水系有機溶媒が合
わさって非水系有機溶媒となるからである。従って、上
記第1及び第2非水系有機溶媒としては、前記した各種
の有機溶媒を採用することができる。更に、上記に例示
した有機溶媒のうち第1非水系有機溶媒としては非水系
の非極性溶媒が好ましく、第2非水系有機溶媒としては
水を溶解させるという観点から非水系の極性溶媒が好ま
しい。
The first and second non-aqueous organic solvents are
It goes without saying that it is contained in the non-aqueous organic solvent described above. This is because these first and second non-aqueous organic solvents are combined to form a non-aqueous organic solvent. Therefore, the above-mentioned various organic solvents can be adopted as the first and second non-aqueous organic solvents. Further, among the organic solvents exemplified above, the first non-aqueous organic solvent is preferably a non-aqueous non-polar solvent, and the second non-aqueous organic solvent is preferably a non-aqueous polar solvent from the viewpoint of dissolving water.

【0130】次に、上記溶液Cと溶液Dとを乾燥雰囲気
中で混合し、所定時間静置する。これにより、無水シリ
カ微粒子に結合した活性化基を有するシラン化合物と水
とが脱塩酸反応を起こし、前記一般式(XII)で表され
る化合物が分散したシリカ系被膜形成用溶液が得られ
る。ここで、上記溶液Cと溶液Dとの混合比は、活性化
基を有するシラン化合物に対する上記水のモル比が等モ
ル以下となるように設定する。これにより、上記シラン
化合物に於ける活性化基が水分子に於けるヒドロキシル
基(−OH)と反応しても、活性化基が上記ヒドロキシ
ル基よりも多数である為、全ての活性化基が反応しない
ように抑制できる。このことは、調製されたシリカ系被
膜形成用溶液中に於ける、残存活性化基が少なくなって
反応活性が低下することにより、該シリカ系被膜形成用
溶液自体の活性が劣化するのを防止する為である。
Next, the solution C and the solution D are mixed in a dry atmosphere and left standing for a predetermined time. As a result, the silane compound having an activating group bonded to the anhydrous silica fine particles and water undergo a dehydrochlorination reaction to obtain a silica-based film forming solution in which the compound represented by the general formula (XII) is dispersed. Here, the mixing ratio of the solution C and the solution D is set so that the molar ratio of the water to the silane compound having an activating group is equal to or less than equimolar. As a result, even if the activating group in the silane compound reacts with the hydroxyl group (—OH) in the water molecule, the number of activating groups is larger than that of the hydroxyl group, and therefore all the activating groups are It can be suppressed so as not to react. This prevents the activity of the silica-based film-forming solution itself from deteriorating due to a decrease in residual activating groups in the prepared silica-based film-forming solution and a decrease in reaction activity. To do so.

【0131】尚、上記したように、溶液Cと溶液Dとを
乾燥雰囲気中で混合するのは以下に述べる理由による。
即ち、例えば相対湿度が35%より大きい雰囲気中で溶
液Cと溶液Dとを混合させると、その混合溶液は白濁す
る。これは、雰囲気中に含まれる水分と、シラン化合物
に於ける活性化基とが脱塩酸反応を起こし、活性化基を
有するシラン化合物の反応活性を低下させたことを示
す。この結果、前述と同様に活性化基が減少し、シリカ
系被膜形成用溶液自体の活性が劣化する。よって、溶液
C及び溶液Dの混合は、相対湿度が35%以下の乾燥雰
囲気中で行う必要がある。
The reason why the solution C and the solution D are mixed in a dry atmosphere as described above is as follows.
That is, for example, when the solution C and the solution D are mixed in an atmosphere having a relative humidity of more than 35%, the mixed solution becomes cloudy. This indicates that the water contained in the atmosphere and the activating group in the silane compound caused a dehydrochlorination reaction to reduce the reaction activity of the silane compound having the activating group. As a result, the number of activating groups decreases as described above, and the activity of the silica-based film forming solution itself deteriorates. Therefore, it is necessary to mix the solution C and the solution D in a dry atmosphere having a relative humidity of 35% or less.

【0132】尚、上記シリカ系被膜形成用溶液の製造方
法に於いては、無水シリカ微粒子が溶液Cに添加されて
いる場合について述べたが、本発明はこれに何ら限定さ
れるものではなく、溶液Dに添加してもよい。或いは溶
液C及び溶液Dの双方に添加してもよい。
In the method for producing the solution for forming a silica-based film, the case where anhydrous silica fine particles are added to the solution C has been described, but the present invention is not limited to this. It may be added to the solution D. Alternatively, it may be added to both solution C and solution D.

【0133】次に、本実施の形態2に係るシリカ系被膜
について詳述する。本発明のシリカ系被膜は、その構成
単位であるポリシロキサンオリゴマーが基材表面および
無水シリカ微粒子に化学吸着した、網目状構造を有する
被膜である。
Next, the silica-based coating film according to the second embodiment will be described in detail. The silica-based coating film of the present invention is a coating film having a network structure in which the polysiloxane oligomer, which is its constituent unit, is chemically adsorbed on the surface of the substrate and the anhydrous silica fine particles.

【0134】より詳しくは、以下の通りである。即ち、
図4に示すように、シリカ系被膜24を構成する複数の
ポリシロキサンオリゴマーは、相互に物理的に絡み合い
ながら、下記構造式(V)で表される繰り返し構造単位
のように、化学的な橋かけ結合により強力に結合した網
目状構造となっている。
The details are as follows. That is,
As shown in FIG. 4, the plurality of polysiloxane oligomers constituting the silica-based coating film 24 are physically entangled with each other and chemically bridged like a repeating structural unit represented by the following structural formula (V). It has a network structure in which it is strongly bonded by the cross-linking.

【0135】[0135]

【化26】 更に、上記ポリシロキサンオリゴマーは基材21及び無
水シリカ微粒子23表面にシロキサン結合(−SiO
−)を介して形成されている。又、図4から明らかなよ
うに、無水シリカ微粒子23は基板21とシロキサン結
合した状態で含まれている。従って、本発明に係るシリ
カ系被膜24は耐摩耗性や耐擦傷性に優れている。その
上、シリカ系被膜24中には、炭化水素基等を備えたポ
リシロキサンオリゴマーが含まれていない。これはシリ
カ系被膜4の原料として、炭化水素基等を有しないシラ
ン化合物と無水シリカ微粒子を使用しているからであ
り、更に触媒なども添加していない為である。
[Chemical formula 26] Further, the above polysiloxane oligomer has a siloxane bond (--SiO 2) on the surface of the base material 21 and the anhydrous silica fine particles 23.
-) Is formed. Further, as is clear from FIG. 4, the anhydrous silica fine particles 23 are contained in a state of being siloxane-bonded to the substrate 21. Therefore, the silica coating 24 according to the present invention is excellent in wear resistance and scratch resistance. Moreover, the silica-based coating film 24 does not contain a polysiloxane oligomer having a hydrocarbon group or the like. This is because the silane compound having no hydrocarbon group and the anhydrous silica fine particles are used as the raw material of the silica-based coating 4, and no catalyst or the like is added.

【0136】上記のように、シリカ系被膜24中には炭
化水素基等が含まれていないので、シリカ系被膜として
は極めて高純度であり、硬度、透明性に優れている。こ
の様な高純度のシリカ系被膜24を基材21の下地膜と
して用いる場合には、不純物イオン等に対して優れたブ
ロッキング機能も発揮する。更に、シリカ系被膜24の
主に表面部分にはヒドロキシル基(−OH)が導入され
ており、親水性の被膜となっている。これにより、例え
ば液晶表示素子等に用いる場合には、配向膜の下地層と
して使用可能である。
As described above, since the silica-based coating 24 does not contain a hydrocarbon group or the like, the silica-based coating 24 has extremely high purity and excellent hardness and transparency. When such a high-purity silica-based coating film 24 is used as a base film of the base material 21, it also exhibits an excellent blocking function against impurity ions and the like. Further, a hydroxyl group (-OH) is introduced mainly in the surface portion of the silica-based coating film 24, and the coating film is hydrophilic. Accordingly, when it is used for a liquid crystal display device or the like, for example, it can be used as a base layer of an alignment film.

【0137】上記基材21としては特に限定されるもの
ではなく、例えば表面にヒドロキシル基(−OH)やイ
ミノ基(>NH)等の活性水素を有する官能基が存在す
る高分子基材が使用可能である。特に本発明に於いて
は、耐熱性温度が150℃以下の基材に対しても有効で
ある(理由については、シリカ系被膜の製造方法を説明
する際に述べる。)。具体的には、例えばガラス、セラ
ミックス、プラスティック、金属、繊維、皮革、紙等の
材質からなるものが挙げられる。ガラスからなる基材表
面に本発明のシリカ系被膜24を形成した場合、ガラス
からアルカリが溶出するのを防ぐことができる。セラミ
ックスや金属の場合には、シリカ系被膜は保護膜として
の機能を発揮し、薬品等に対して反応しにくくする等基
材の耐酸性を向上させることができる。又、繊維や皮
革、紙の場合には、基材表面の親水性を向上させること
ができる。例えば、ナイロンやストッキングに本発明を
適用した場合には、肌触りをよくすることができる。
又、かつらに適用した場合には、帯電防止の効果も発揮
する。
The base material 21 is not particularly limited, and for example, a polymer base material having a functional group having active hydrogen such as hydroxyl group (-OH) or imino group (> NH) on the surface is used. It is possible. In particular, the present invention is also effective for a substrate having a heat resistance temperature of 150 ° C. or lower (the reason for this will be described when explaining the method for producing a silica-based coating). Specific examples include materials made of materials such as glass, ceramics, plastics, metals, fibers, leather, and paper. When the silica-based coating film 24 of the present invention is formed on the surface of the base material made of glass, it is possible to prevent alkali from being eluted from the glass. In the case of ceramics or metals, the silica-based coating film functions as a protective film and can improve the acid resistance of the substrate by making it difficult to react with chemicals and the like. Further, in the case of fibers, leather and paper, the hydrophilicity of the surface of the base material can be improved. For example, when the present invention is applied to nylon or stockings, the touch can be improved.
When applied to a wig, it also exhibits an antistatic effect.

【0138】一方、上記基材21が活性水素を有する官
能基が存在しない材質からなる場合、或いは本来的にこ
れらの官能基が少ない材質からなる場合には、以下に述
べる処理を行うことにより、本発明に適用することが可
能となる。即ち、基材の表面を空気中でコロナ処理、或
いは酸素プラズマ処理することにより、該基材の表面に
活性水素を有する官能基を導入すればよい。これによ
り、クロロシリル基との脱塩酸反応が可能となる。上記
のような基材としては、具体的には、例えばアクリル板
等の撥水性プラスチックやポリカーボネート板等が挙げ
られる。
On the other hand, when the base material 21 is made of a material having no functional group having active hydrogen, or when it is made of a material originally having a small number of these functional groups, the following treatment is performed. It becomes possible to apply to the present invention. That is, the functional group having active hydrogen may be introduced into the surface of the base material by subjecting the surface of the base material to corona treatment in air or oxygen plasma treatment. This allows the dehydrochlorination reaction with the chlorosilyl group. Specific examples of the above-mentioned base material include water-repellent plastics such as acrylic plates and polycarbonate plates.

【0139】次に、本発明に係るシリカ系被膜形成用溶
液の製造方法について詳述する。尚、以下に於いては、
説明の便宜上、シリカ系被膜形成用溶液に於ける活性化
基を有するシラン化合物として、クロロシロキサンオリ
ゴマーを用いた場合を例にして述べているが、他の活性
化基を有するシラン化合物であっても、同様の方法にて
製造できることは言うまでもない。
Next, the method for producing the silica film forming solution according to the present invention will be described in detail. In the following,
For convenience of explanation, the case where a chlorosiloxane oligomer is used as the silane compound having an activating group in the solution for forming a silica-based film is described as an example. Needless to say, it can be manufactured by the same method.

【0140】上記シリカ系被膜24は、上記基材21表
面に上記シリカ系被膜形成用溶液を乾燥雰囲気中で接触
し、更に水と反応させることにより得られる。
The silica-based coating film 24 is obtained by contacting the surface of the base material 21 with the silica-based coating film forming solution in a dry atmosphere and further reacting with water.

【0141】より詳しくは、予めよく洗浄することによ
り脱脂した基材21を用意し、乾燥雰囲気中で該基材2
1にシリカ系被膜形成用溶液を塗布して塗布膜を形成す
る(塗布工程)。これにより、シリカ系被膜形成用溶液
中のクロロシロキサンオリゴマーに於けるクロロシリル
基が、基材21表面に存在する−OH基や、>NH基等
の活性水素を有する官能基と脱塩酸反応を起こして、無
水シリカ微粒子23を含んだ状態で基材21表面と共有
結合(シロキサン結合)する。ここで、シリカ系被膜形
成用溶液の塗布方法としては特に限定されるものではな
く、従来公知の方法にて行うことができる。具体的に
は、例えばスピンナー法やロールコーター法、浸漬引き
上げ法、スプレー法、スクリーン印刷法、刷毛塗り法等
が挙げられる。特に、無水シリカ微粒子23を添加する
ことで、シリカ系被膜形成用溶液の粘度の調整が容易に
なり、塗膜性を改善できる。
More specifically, a substrate 21 degreased by thoroughly washing it in advance is prepared, and the substrate 2 is dried in a dry atmosphere.
1 is coated with a solution for forming a silica-based film to form a coating film (coating step). As a result, the chlorosilyl group in the chlorosiloxane oligomer in the silica-based film forming solution causes a dehydrochlorination reaction with the -OH group present on the surface of the base material 21 and a functional group having active hydrogen such as> NH group. Then, it is covalently bonded (siloxane bond) to the surface of the substrate 21 while containing the anhydrous silica fine particles 23. Here, the method for applying the solution for forming a silica-based film is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. Specific examples thereof include a spinner method, a roll coater method, a dipping and lifting method, a spray method, a screen printing method, and a brush coating method. In particular, the addition of the anhydrous silica fine particles 23 facilitates the adjustment of the viscosity of the solution for forming a silica-based film and improves the coating property.

【0142】尚、参考までに述べると、シリカ系被膜形
成用溶液の粘度としては、数千〜数万(cps)であれ
ば好適に使用できる。又、上記脱脂は、シリカ系被膜形
成用溶液の基材21表面に対する付着性能を向上させる
為に行うものであり、その他にも従来公知の方法にて表
面処理を行ってもよい。
For reference, the viscosity of the silica film-forming solution is preferably several thousand to tens of thousands (cps). The above degreasing is performed to improve the adhesion performance of the solution for forming a silica-based coating film to the surface of the substrate 21, and the surface treatment may be performed by any other conventionally known method.

【0143】次に、塗布された基材21を室温にて放置
することにより、上記塗布膜中の非水系有機溶媒を蒸発
させる(乾燥工程)。これにより、図3に示すクロロシ
ロキサンオリゴマー被膜22が形成される。尚、活性化
基を有するシラン化合物はクロロシロキサンオリゴマー
として塗布膜中に存在しており、非水系有機溶媒と共に
蒸発することはない。
Next, the coated base material 21 is left at room temperature to evaporate the non-aqueous organic solvent in the coating film (drying step). As a result, the chlorosiloxane oligomer coating film 22 shown in FIG. 3 is formed. The silane compound having an activating group is present as a chlorosiloxane oligomer in the coating film and does not evaporate together with the non-aqueous organic solvent.

【0144】続いて、クロロシロキサンオリゴマー被膜
22が形成された基材21を、水分を含む雰囲気中に取
り出す(シリカ系被膜形成工程)。これにより、残存し
ているクロロシリル基が水分と即座に脱塩酸反応を起こ
す。この結果、膜中に於いては架橋構造となり、膜表面
に於いてはヒドロキシル基が導入され、本発明に係るシ
リカ系被膜24が形成される(図3参照)。尚、クロロ
シロキサンオリゴマー被膜22を水分に接触させる方法
としては特に限定されるものではないが、前述のように
水分を含む雰囲気中で行うのが好ましい。例えば、水中
に浸漬したりすると、クロロシロキサンオリゴマー被膜
22に於ける残存クロロシリル基がいきなり水と脱塩酸
反応して白濁する。この結果、基材21表面にシリカ系
被膜23を形成することができないので、水中に浸漬す
るのは好ましくない。
Subsequently, the base material 21 on which the chlorosiloxane oligomer coating film 22 is formed is taken out into an atmosphere containing water (silica coating film forming step). As a result, the remaining chlorosilyl group immediately undergoes a dehydrochlorination reaction with water. As a result, a crosslinked structure is formed in the film, hydroxyl groups are introduced into the film surface, and the silica-based coating film 24 according to the present invention is formed (see FIG. 3). The method for bringing the chlorosiloxane oligomer coating film 22 into contact with water is not particularly limited, but it is preferably performed in an atmosphere containing water as described above. For example, when immersed in water, the residual chlorosilyl groups in the chlorosiloxane oligomer coating 22 suddenly undergo a dehydrochlorination reaction with water and become cloudy. As a result, the silica coating 23 cannot be formed on the surface of the base material 21, so it is not preferable to immerse it in water.

【0145】更に、上記シリカ系被膜形成工程(図3)
の後、水分を除去する為に熱処理工程を行ってもよい。
これにより、ヒドロキシル基が除去され、より高密度で
緻密性に優れたシリカ系被膜24を得ることができる。
上記熱処理工程に於ける加熱温度としては、基材21の
耐熱性の許容範囲内で水分が十分に蒸発できる程度であ
ればよい。上記加熱温度としては、水の沸点温度である
100℃以上が好ましく、熱処理時間を短縮して行う為
には120℃以上であることがより好ましい。
Further, the silica-based coating film forming step (FIG. 3)
After that, a heat treatment step may be performed to remove water.
Thereby, the hydroxyl group is removed, and the silica-based coating film 24 having a higher density and excellent denseness can be obtained.
The heating temperature in the heat treatment step may be such that water can be sufficiently evaporated within the allowable range of heat resistance of the base material 21. The heating temperature is preferably 100 ° C. or higher, which is the boiling temperature of water, and more preferably 120 ° C. or higher in order to shorten the heat treatment time.

【0146】又、本発明のシリカ系被膜24の製造方法
に於いては、シリカ系被膜形成用溶液に予めアルコキシ
シラン化合物を添加することも可能である。従来のシリ
カ系被膜の製造方法に於いては、アルコキシシラン化合
物と共に酸触媒を添加する必要があったが、本発明に於
いては酸触媒を添加する必要がない。クロロシロキサン
オリゴマーに於けるクロロシリル基とヒドロキシル基と
の脱塩酸反応により塩酸が生じるからである。この塩酸
が酸触媒としての役割を果たす為、下記化学反応式
(X)で表される脱アルコール反応が生じる。これによ
り、上記アルコキシシラン化合物にヒドロキシル基が導
入される。
In addition, in the method for producing the silica-based coating film 24 of the present invention, it is possible to add an alkoxysilane compound to the solution for forming the silica-based coating film in advance. In the conventional method for producing a silica-based coating, it is necessary to add an acid catalyst together with the alkoxysilane compound, but in the present invention, it is not necessary to add an acid catalyst. This is because hydrochloric acid is generated by the dehydrochlorination reaction between the chlorosilyl group and the hydroxyl group in the chlorosiloxane oligomer. Since this hydrochloric acid serves as an acid catalyst, a dealcoholization reaction represented by the following chemical reaction formula (X) occurs. As a result, a hydroxyl group is introduced into the alkoxysilane compound.

【0147】[0147]

【化27】 ここで、上記熱処理工程を行うと、下記化学反応式(X
I)に示す脱水反応が生じ、より高密度で緻密性に優れ
たシリカ系被膜が得られる。
[Chemical 27] Here, when the heat treatment step is performed, the following chemical reaction formula (X
The dehydration reaction shown in I) occurs, and a silica-based coating film having a higher density and excellent denseness can be obtained.

【0148】[0148]

【化28】 尚、上記アルコキシシラン化合物としては特に限定され
るものではなく、具体的には、例えばテトラエトキシシ
ランやプロピルオキシシラン等が挙げられる。但し、前
記アルコキシシラン化合物のうち、テトラメトキシシラ
ンについては人体に対する毒性が強いので避けた方がよ
い。
[Chemical 28] The alkoxysilane compound is not particularly limited, and specific examples thereof include tetraethoxysilane and propyloxysilane. However, among the above-mentioned alkoxysilane compounds, tetramethoxysilane is highly toxic to the human body and therefore should be avoided.

【0149】又、シリカ系被膜形成用溶液の濃度を希釈
又は濃縮して使用すれば、シリカ系被膜の膜厚を制御す
ることも可能である。更に、無水シリカ微粒子を添加す
ることで、塗布液の粘度を調整でき、所望の膜厚となる
ようにシリカ系被膜を形成することができる。尚、希釈
する際の希釈溶媒としては特に限定されるものではな
く、前記した非水系有機溶媒を使用することができる。
If the concentration of the silica-based coating forming solution is diluted or concentrated before use, the thickness of the silica-based coating can be controlled. Furthermore, by adding anhydrous silica fine particles, the viscosity of the coating liquid can be adjusted and a silica-based coating film can be formed to have a desired film thickness. The diluting solvent used for diluting is not particularly limited, and the non-aqueous organic solvent described above can be used.

【0150】以上のことから本実施の形態2に係るシリ
カ系被膜の製造方法によれば、従来の製造方法にて行っ
ていた触媒の添加や熱処理工程が必要がないので、極め
て簡便に厚膜のシリカ系被膜を形成することができる。
更に、耐熱性の低い材質からなる基材表面にもシリカ系
被膜を形成することができる。
As described above, according to the method for manufacturing a silica-based coating film according to the second embodiment, the addition of a catalyst and the heat treatment step, which have been carried out in the conventional manufacturing method, are not required, and therefore, the thick film can be extremely easily prepared. It is possible to form a silica-based coating of
Furthermore, a silica-based coating can be formed on the surface of a base material made of a material having low heat resistance.

【0151】又、以上の説明に於いては、本発明の第2
の態様について最も好適な実施の形態に従って説明した
が、本発明は従来シリカ系被膜が用いられてきたもの全
てに好適に使用できる。例えば、半導体デバイスでは、
層間絶縁膜やパッシベーション膜等に使用できる。又、
液晶デバイスでは、透明基板と透明電極との間に平坦化
膜として使用でき、或いは透明電極と配向膜との間に該
配向膜の下地層として使用できる。更に、TFTアレイ
用のパッシベーション膜としても使用できる。その上更
に、本発明はこれらに用途が限定されるものではなく、
耐熱性の低い基材に対しても適用可能である。例えば、
耐熱性の低いめがねレンズ等のハードコート膜として使
用できる。 (その他の事項)又、本発明に係るシリカ系被膜形成用
溶液は、物体と他の物体とを接着させる接着剤としても
使用可能である。なぜならば、表面に活性水素を有する
官能基を有する物体同士であれば、両者に化学吸着する
ことによりそれらの間隙にシリカ系被膜を形成すること
ができ、結果として物体同士を接合する能力を発揮する
からである。
In the above description, the second aspect of the present invention is used.
Although the aspect has been described according to the most preferable embodiment, the present invention can be suitably used for all those in which a silica-based coating has been conventionally used. For example, in semiconductor devices,
It can be used as an interlayer insulating film or a passivation film. or,
In a liquid crystal device, it can be used as a flattening film between a transparent substrate and a transparent electrode, or can be used as a base layer of the alignment film between the transparent electrode and the alignment film. Further, it can be used as a passivation film for a TFT array. Furthermore, the present invention is not limited to these applications.
It is also applicable to a base material having low heat resistance. For example,
It can be used as a hard coat film for spectacle lenses with low heat resistance. (Other Matters) The solution for forming a silica film according to the present invention can also be used as an adhesive for adhering an object to another object. This is because, if the objects have a functional group having active hydrogen on the surface, they can be chemically adsorbed to form a silica-based coating in the gaps between them, resulting in the ability to bond the objects together. Because it does.

【0152】従って、本発明に於いては、シリカ系被膜
形成用溶液を接着剤として使用することにより、シリカ
系被膜を介して物体と他の物体とを接着してなる接着構
造体をも提供することができる。
Therefore, the present invention also provides an adhesive structure in which an object and another object are adhered via the silica coating by using the solution for forming a silica coating as an adhesive. can do.

【0153】特に、ガラスファイバー同士、又はガラス
ファイバーと他の材料からなる物体とを接着する場合
に、本発明のシリカ系被膜形成用溶液は接着剤として有
用である。
In particular, when the glass fibers are bonded to each other or the glass fibers are bonded to an object made of another material, the silica-based coating film forming solution of the present invention is useful as an adhesive.

【0154】本発明に係るシリカ系被膜形成用溶液を接
着剤として使用する場合の使用方法としては、以下の通
りである。
The method of using the solution for forming a silica film according to the present invention as an adhesive is as follows.

【0155】先ず、表面に活性水素を有する官能基が存
在する2つの物体を用意し、一方の物体表面に乾燥雰囲
気中でシリカ系被膜形成用溶液を塗布して塗布膜を形成
する(塗布工程)。これにより、シリカ系被膜形成用溶
液中のクロロシロキサンオリゴマーに於けるクロロシリ
ル基が、物体表面に存在する活性水素を有する官能基と
脱塩酸反応を起こして、物体表面にシロキサン結合す
る。次に、乾燥雰囲気中で、塗布膜を介して他方の物体
を上記一方の物体に貼り合わせ、接着させる(接着工
程)。これにより、他方の物体表面に於いても上記と同
様に脱塩酸反応を起こして化学吸着する。
First, two objects having functional groups having active hydrogen on their surfaces are prepared, and the silica-based film forming solution is applied to the surface of one of the objects in a dry atmosphere to form a coating film (coating step). ). As a result, the chlorosilyl group in the chlorosiloxane oligomer in the silica-based film-forming solution causes a dehydrochlorination reaction with the functional group having active hydrogen existing on the surface of the object to form a siloxane bond on the surface of the object. Next, in a dry atmosphere, the other object is pasted and adhered to the one object via the coating film (bonding step). As a result, a dehydrochlorination reaction is caused on the surface of the other object in the same manner as described above to cause chemical adsorption.

【0156】次に、一方の物体と他方の物体との間隙に
ある塗布膜を室温にて放置することにより、塗布膜中の
非水系有機溶媒を蒸発させる(乾燥工程)。これによ
り、クロロシロキサンオリゴマー被膜が形成される。
Next, the non-aqueous organic solvent in the coating film is evaporated by leaving the coating film in the gap between one object and the other object at room temperature (drying step). As a result, a chlorosiloxane oligomer coating film is formed.

【0157】続いて、クロロシロキサンオリゴマー被膜
を水分を含む雰囲気中に取り出す(シリカ系被膜形成工
程)。これにより、残存しているクロロシリル基が水分
と即座に脱塩酸反応を起こし、膜中に於いては架橋構造
となり、本発明に係る接着構造体を作製することができ
る。
Subsequently, the chlorosiloxane oligomer coating film is taken out in an atmosphere containing water (silica coating film forming step). As a result, the remaining chlorosilyl group immediately undergoes a dehydrochlorination reaction with water, and becomes a crosslinked structure in the film, so that the adhesive structure according to the present invention can be manufactured.

【0158】[0158]

【実施例】以下に、図面を参照して、この発明の好適な
実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施例に
記載されている構成要素の材質や、処理条件等は、特に
限定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらの
みに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例に過ぎ
ない。 (実施例1)本実施例1は本発明の第1の態様に対応す
るものであって、シリカ系被膜形成用溶液の調製に関す
る。より詳しくは、以下の通りである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail below with reference to the drawings. However, the materials of the components described in this example, the processing conditions, and the like are not intended to limit the scope of the present invention to only those unless otherwise specified, and are merely illustrative examples. Nothing more than. (Example 1) This example 1 corresponds to the first aspect of the present invention and relates to the preparation of a silica-based coating film forming solution. More details are as follows.

【0159】先ず、相対湿度5%の乾燥雰囲気中で、第
1非水系有機溶媒としてのジメチルシリコンに、クロロ
シラン化合物としてのテトラクロロシラン(SiC
4)を混合溶解させ溶液A(第1混合溶液)を作製し
た。該溶液Aに於けるSiCl4の濃度は0.1M/l
とした。次に、第2非水系有機溶媒としてのクロロホル
ムに、飽和状態となるまで水を混合溶解させ溶液B(第
2混合溶液)を作製した。
First, in a dry atmosphere having a relative humidity of 5%, dimethyl silicon as a first non-aqueous organic solvent was added to tetrachlorosilane (SiC) as a chlorosilane compound.
l 4 ) was mixed and dissolved to prepare a solution A (first mixed solution). The concentration of SiCl 4 in the solution A is 0.1 M / l
And Next, water was mixed and dissolved in chloroform as the second non-aqueous organic solvent until it was saturated, to prepare a solution B (second mixed solution).

【0160】続いて、上記溶液Aと溶液Bとを、上記S
iCl4と水とのモル数が同値となるように湿度5%の
乾燥雰囲気中で混合し、一晩静置した。このとき、Si
Cl 4と水とが脱塩酸反応を起こし、クロロシロキサン
オリゴマーを含むシリカ系被膜形成用溶液が得られた。
Subsequently, the solution A and the solution B are treated with the S
iClFourHumidity of 5% so that the number of moles of water and water are the same.
Mix in a dry atmosphere and let stand overnight. At this time, Si
Cl FourAnd water cause dehydrochlorination reaction, and chlorosiloxane
A silica-based film-forming solution containing an oligomer was obtained.

【0161】ここで、本実施例に係るシリカ系被膜形成
用溶液の定性分析(液体クロマトグラフィー、赤外分光
法等)を行うと、下記一般式(II)、(III)、(IV)
で表される物質が含まれていることがわかった。
Qualitative analysis (liquid chromatography, infrared spectroscopy, etc.) of the silica-based coating film forming solution according to this example was conducted to find the following general formulas (II), (III) and (IV).
It was found that the substance represented by

【0162】[0162]

【化29】 (式中、nは1以上の整数である。)[Chemical 29] (In the formula, n is an integer of 1 or more.)

【0163】[0163]

【化30】 (式中、nは1以上の整数である。)[Chemical 30] (In the formula, n is an integer of 1 or more.)

【0164】[0164]

【化31】 (式中、nは1以上の整数である。) (実施例2)本実施例では、前記実施例1にて作製した
シリカ系被膜形成用溶液を用いてシリカ系被膜の形成を
行った。
[Chemical 31] (In the formula, n is an integer of 1 or more.) (Example 2) In this example, a silica-based film was formed using the solution for forming a silica-based film prepared in Example 1 above.

【0165】先ず、ガラスからなる基材11をよく洗浄
することにより予め脱脂しておいた。次に、湿度5%の
乾燥雰囲気中で、前記シリカ系被膜形成用溶液を基材1
1表面に塗布した。更に、ジメチルシリコン及びクロロ
ホルムを室温にて蒸発させ、クロロシロキサンオリゴマ
ー被膜12を形成した(図1参照)。
First, the base material 11 made of glass was thoroughly degreased by thoroughly washing it. Next, the silica-based film-forming solution was added to the substrate 1 in a dry atmosphere with a humidity of 5%.
It was applied to one surface. Furthermore, dimethyl silicon and chloroform were evaporated at room temperature to form a chlorosiloxane oligomer coating 12 (see FIG. 1).

【0166】続いて、水分を含む雰囲気中にクロロシロ
キサンオリゴマー被膜12が形成された基材11を暴露
し、上記水分とクロロシロキサンオリゴマーとを反応さ
せた。これにより、厚みが約8nmのシリカ系被膜13
が形成された(図2参照)。ここで、上記シリカ系被膜
13は、下記化学式(XIII)で示される構造単位を含ん
で構成されていることが分析により確認された。
Subsequently, the base material 11 on which the chlorosiloxane oligomer coating film 12 was formed was exposed in an atmosphere containing water to react the water with the chlorosiloxane oligomer. As a result, the silica-based coating film 13 having a thickness of about 8 nm
Were formed (see FIG. 2). Here, it was confirmed by analysis that the silica-based coating 13 was configured to include a structural unit represented by the following chemical formula (XIII).

【0167】[0167]

【化32】 以上により、本実施例に係るシリカ系被膜13が得られ
た。 (実施例3)本実施例3は本発明の第2の態様に対応す
るものであって、シリカ系被膜形成用溶液の調製に関す
る。より詳しくは、以下の通りである。
[Chemical 32] As described above, the silica-based coating film 13 according to this example was obtained. (Example 3) This example 3 corresponds to the second aspect of the present invention and relates to the preparation of a solution for forming a silica-based film. More details are as follows.

【0168】先ず、相対湿度5%の乾燥雰囲気中で、第
1非水系有機溶媒としてのジメチルシリコンに、無水シ
リカ微粒子(日本アエロジル社製、商品名:アエロジル
300)とクロロシラン化合物としてのテトラクロロシ
ラン(SiCl4)を混合溶解させ溶液C(第3混合溶
液)を作製した。該溶液Cに於けるSiCl4の濃度は
0.1M/lとした。また、無水シリカ微粒子として、
アエロジル300を3重量%とした。
First, in a dry atmosphere with a relative humidity of 5%, anhydrous silica fine particles (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., trade name: Aerosil 300) and tetrachlorosilane (as a chlorosilane compound) were added to dimethylsilicon as the first non-aqueous organic solvent. SiCl 4 ) was mixed and dissolved to prepare a solution C (third mixed solution). The concentration of SiCl 4 in the solution C was 0.1 M / l. Further, as anhydrous silica fine particles,
Aerosil 300 was 3% by weight.

【0169】次に、第2非水系有機溶媒としてのクロロ
ホルムに、飽和状態となるまで水を混合させ溶液D(第
4混合溶液)を作製した。このとき、無水シリカ微粒子
はD液の方に添加しておいても良いし、両方の溶液に添
加しておいても良い。
Next, chloroform as the second non-aqueous organic solvent was mixed with water until it was saturated to prepare a solution D (fourth mixed solution). At this time, the anhydrous silica fine particles may be added to the solution D or may be added to both solutions.

【0170】続いて、上記溶液Cと溶液Dとを、上記S
iCl4と水とのモル数が同値となるように湿度5%の
乾燥雰囲気中で混合し、一晩静置した。このとき、Si
Cl 4と水とが脱塩酸反応を起こし、クロロシロキサン
オリゴマーを含むシリカ系被膜形成用溶液が得られた。
Subsequently, the solution C and the solution D are treated with the above S.
iClFourHumidity of 5% so that the number of moles of water and water are the same.
Mix in a dry atmosphere and let stand overnight. At this time, Si
Cl FourAnd water cause dehydrochlorination reaction, and chlorosiloxane
A silica-based film-forming solution containing an oligomer was obtained.

【0171】ここで、本実施例に係るシリカ系被膜形成
用溶液の定性分析(液体クロマトグラフィー、赤外分光
法等)を行うと、下記一般式(VII)、(VIII)、(I
X)で表される物質が含まれていることがわかった。
Qualitative analysis (liquid chromatography, infrared spectroscopy, etc.) of the silica film-forming solution according to this example was carried out, and the following general formulas (VII), (VIII), (I
It was found that the substance represented by X) was contained.

【0172】[0172]

【化33】 (式中、nは1以上の整数である。)[Chemical 33] (In the formula, n is an integer of 1 or more.)

【0173】[0173]

【化34】 (式中、nは1以上の整数である。)[Chemical 34] (In the formula, n is an integer of 1 or more.)

【0174】[0174]

【化35】 (式中、nは1以上の整数である。) (実施例4)本実施例では、前記実施例3にて作製した
シリカ系被膜形成用溶液を用いてシリカ系被膜の形成を
行った。
[Chemical 35] (In the formula, n is an integer of 1 or more.) (Example 4) In this example, the silica-based film was formed using the solution for forming a silica-based film prepared in Example 3 above.

【0175】先ず、ガラスからなる基材21をよく洗浄
することにより予め脱脂しておいた。次に、湿度5%の
乾燥雰囲気中で、前記シリカ系被膜形成用溶液を基材2
1表面に塗布した。更に、ジメチルシリコン及びクロロ
ホルムを室温にて蒸発させ、無水シリカ微粒子23を含
むクロロシロキサンオリゴマー被膜22を形成した(図
3参照)。
First, the base material 21 made of glass was thoroughly degreased by thoroughly washing it. Next, the silica-based coating film forming solution is added to the base material 2 in a dry atmosphere with a humidity of 5%.
It was applied to one surface. Further, dimethyl silicon and chloroform were evaporated at room temperature to form a chlorosiloxane oligomer coating film 22 containing anhydrous silica fine particles 23 (see FIG. 3).

【0176】続いて、水分を含む雰囲気中にクロロシロ
キサンオリゴマー被膜22が形成された基材21を暴露
し、上記水分とクロロシロキサンオリゴマーとを反応さ
せた。これにより、厚みが約500nmのシリカ系被膜
24が形成された(図4参照)。ここで、上記シリカ系
被膜24は、下記構造式(XIII)で示される構造単位を
含んで構成されていることが分析により確認された。
Subsequently, the base material 21 having the chlorosiloxane oligomer coating film 22 formed thereon was exposed to an atmosphere containing water to react the water with the chlorosiloxane oligomer. As a result, the silica-based coating film 24 having a thickness of about 500 nm was formed (see FIG. 4). Here, it was confirmed by analysis that the silica-based coating 24 was configured to include a structural unit represented by the following structural formula (XIII).

【0177】[0177]

【化36】 以上により、本実施例に係るシリカ系被膜24が得られ
た。
[Chemical 36] As described above, the silica-based coating film 24 according to this example was obtained.

【0178】[0178]

【発明の効果】本発明は、以上のように説明した形態で
実施され、以下に述べるような効果を奏する。
The present invention is carried out in the form described above, and has the following effects.

【0179】即ち、本発明の第1の態様に係るシリカ系
被膜形成用溶液によれば、該シリカ系被膜形成用溶液中
に活性化基を有するシロキサン化合物を含むことによ
り、従来のゾルゲル法等のように熱処理や触媒添加を行
うことなく使用でき、基材との反応性に優れたシリカ系
被膜形成用溶液を提供することができるという効果を奏
する。
That is, according to the solution for forming a silica-based coating film according to the first aspect of the present invention, the conventional sol-gel method etc. can be obtained by including a siloxane compound having an activating group in the solution for forming a silica-based coating film. As described above, it is possible to provide a solution for forming a silica-based coating film that can be used without heat treatment or addition of a catalyst and that has excellent reactivity with a substrate.

【0180】更に、本発明の第1の態様に係るシリカ系
被膜形成用溶液の製造方法によれば、乾燥雰囲気中で活
性化基を有するシラン化合物を溶解させた第1混合溶液
と、オリゴマー化剤としての水が溶解した第2混合溶液
とを、乾燥雰囲気中で混合することにより、活性化基を
有するシロキサン化合物を含むシリカ系被膜形成用溶液
を作製する。活性化基を有するシロキサン化合物は、活
性化基を有するシラン化合物と水との脱塩酸反応により
生成させるので、活性化基が多数存在した化合物とする
ことができる。よって、基材との反応性に優れたシリカ
系被膜形成用溶液を製造することができるという効果を
奏する。
Further, according to the method for producing a solution for forming a silica-based coating film according to the first aspect of the present invention, a first mixed solution in which a silane compound having an activating group is dissolved in a dry atmosphere, and an oligomerization. A second mixed solution in which water as an agent is dissolved is mixed in a dry atmosphere to prepare a silica-based film forming solution containing a siloxane compound having an activating group. Since the siloxane compound having an activating group is produced by a dehydrochlorination reaction between a silane compound having an activating group and water, it can be a compound having a large number of activating groups. Therefore, there is an effect that a silica-based coating film forming solution having excellent reactivity with the substrate can be produced.

【0181】又、本発明の第1の態様に係るシリカ系被
膜は、基材表面と脱塩酸反応にて化学吸着しており、か
つシロキサン結合による橋かけ結合により網目状構造と
なっているので、上記基材の耐摩耗性、対擦傷性を向上
させる為のハードコート層として使用できる。その上、
シリカ系被膜の化学構造中には炭化水素基等の不純物が
含まれておらず極めて高純度である為、硬度や透明性に
優れているという効果を奏する。
The silica-based coating film according to the first aspect of the present invention is chemically adsorbed to the surface of the substrate by the dehydrochlorination reaction, and has a network structure due to the cross-linking bond by the siloxane bond. It can be used as a hard coat layer for improving the abrasion resistance and scratch resistance of the above base material. Moreover,
Since the silica-based coating does not contain impurities such as hydrocarbon groups in the chemical structure and has an extremely high purity, it has an effect of being excellent in hardness and transparency.

【0182】更に、本発明の第1の態様に係るシリカ系
被膜の製造方法によれば、シリカ系被膜形成用溶液を基
材に塗布してシロキサン化合物被膜を形成した後、該シ
ロキサン化合物被膜と水とを反応させてシリカ系被膜を
形成するので、従来のゾルゲル法等にて行っていた触媒
の添加や熱処理工程が必要なく、極めて簡便にシリカ系
被膜を形成することができるという効果を奏する。
Furthermore, according to the method for producing a silica-based coating film according to the first aspect of the present invention, a solution for forming a silica-based coating film is applied to a substrate to form a siloxane compound coating film, and then the siloxane compound coating film is formed. Since a silica-based coating is formed by reacting with water, it is possible to form the silica-based coating very easily without the need for the addition of a catalyst and the heat treatment step which are performed by the conventional sol-gel method or the like. .

【0183】又、本発明の第2の態様に係るシリカ系被
膜形成用溶液によれば、該シリカ系被膜形成用溶液中に
活性化基を有するシラン化合物が無水シリカ微粒子に結
合してなる化合物を含むことにより、従来のゾルゲル法
等のように熱処理や触媒添加を行うことなく使用でき、
基材との反応性に優れ、粘度の制御が可能な塗膜性に優
れたシリカ系被膜形成用溶液を提供することができると
いう効果を奏する。
Further, according to the solution for forming a silica-based coating film according to the second aspect of the present invention, a compound in which a silane compound having an activating group is bonded to anhydrous silica fine particles in the solution for forming a silica-based coating film. By including, it can be used without heat treatment or catalyst addition like the conventional sol-gel method,
It is possible to provide a solution for forming a silica-based coating film, which has excellent reactivity with a base material and which has excellent coating properties and whose viscosity can be controlled.

【0184】更に、本発明の第2の態様に係るシリカ系
被膜形成用溶液の製造方法によれば、少なくとも何れか
一方に、無水シリカ微粒子を分散させた第3混合溶液及
び第4混合溶液であって、第1非水系有機溶媒に、乾燥
雰囲気中で活性化基を有するシラン化合物を溶解させた
第3混合溶液と、第2非水系有機溶媒に水を混合させた
第4混合溶液とを、乾燥雰囲気中で混合することによ
り、活性化基を有するシラン化合物が無水シリカ微粒子
に結合してなる化合物を含むシリカ系被膜形成用溶液を
作製する。これにより、無水シリカ微粒子の添加量等を
適宜設定することにより、基材との反応性及び塗膜性に
優れたシリカ系被膜形成用溶液を、粘度を制御して作製
することができる。
Further, according to the method for producing a solution for forming a silica-based coating film according to the second aspect of the present invention, at least one of the third mixed solution and the fourth mixed solution in which anhydrous silica fine particles are dispersed is used. Then, a third mixed solution in which a silane compound having an activating group is dissolved in a first non-aqueous organic solvent in a dry atmosphere, and a fourth mixed solution in which water is mixed in a second non-aqueous organic solvent. By mixing in a dry atmosphere, a silica-based film-forming solution containing a compound in which a silane compound having an activating group is bonded to anhydrous silica fine particles is prepared. Accordingly, by appropriately setting the addition amount of anhydrous silica fine particles and the like, it is possible to prepare a silica-based coating film forming solution having excellent reactivity with the substrate and coating property while controlling the viscosity.

【0185】又、本発明の第2の態様に係るシリカ系被
膜は、膜中に存在する無水シリカ微粒子及び基材にシロ
キサン結合を介して結合し、かつシロキサン結合による
橋かけ結合により網目状構造となっているので、上記基
材の耐摩耗性、対擦傷性を向上させる為のハードコート
層として使用できる。その上、シリカ系被膜の化学構造
中には炭化水素基等の不純物が含まれておらず極めて高
純度である為、厚膜で硬度や透明性に優れているという
効果を奏する。
The silica-based coating film according to the second aspect of the present invention is bonded to the anhydrous silica fine particles and the substrate present in the film through a siloxane bond, and has a network structure due to a cross-linking bond by the siloxane bond. Therefore, it can be used as a hard coat layer for improving the abrasion resistance and scratch resistance of the above-mentioned base material. In addition, since the silica-based coating does not contain impurities such as hydrocarbon groups in the chemical structure and has an extremely high purity, it has an effect of being a thick film and having excellent hardness and transparency.

【0186】更に、本発明の第2の態様に係るシリカ系
被膜の製造方法によれば、シリカ系被膜形成用溶液を、
乾燥雰囲気中で基材表面に塗布して乾燥させることによ
り活性化基を有するシロキサン化合物被膜を形成した
後、該シロキサン化合物被膜を水分子と接触させて、該
基材表面に無水シリカ微粒子を含有するシリカ系被膜を
形成するので、従来のゾルゲル法等にて行っていた触媒
の添加や熱処理工程が必要なく、極めて簡便に厚膜のシ
リカ系被膜を形成することができるという効果を奏す
る。
Further, according to the method for producing a silica-based coating film according to the second aspect of the present invention, the solution for forming a silica-based coating film is
After forming a siloxane compound film having an activating group by coating on a substrate surface in a dry atmosphere and drying, the siloxane compound film is brought into contact with water molecules to contain anhydrous silica fine particles on the substrate surface. Since the silica-based coating film is formed, the effect of being able to form a thick silica-based coating film very easily without the need for the addition of a catalyst and the heat treatment step which have been performed by the conventional sol-gel method or the like is achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態1に係るクロロシロキサン
オリゴマー被膜の概略を示す断面模式図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an outline of a chlorosiloxane oligomer coating film according to a first embodiment of the present invention.

【図2】上記実施の形態1に係るシリカ系被膜の概略を
示す断面模式図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing an outline of the silica-based coating film according to the first embodiment.

【図3】本発明の実施の形態2に係るクロロシロキサン
オリゴマー被膜の概略を示す断面模式図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing an outline of a chlorosiloxane oligomer coating film according to Embodiment 2 of the present invention.

【図4】上記実施の形態2に係るシリカ系被膜の概略を
示す断面模式図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing an outline of a silica-based coating film according to the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、21 基材 12、22 クロロシロキサンオリゴマー被膜 13、24 シリカ系被膜 23 無水シリカ微粒子 11, 21 Base material 12,22 Chlorosiloxane oligomer coating 13, 24 Silica-based coating 23 Anhydrous silica fine particles

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09J 183/04 C09J 183/04 H01L 21/312 H01L 21/312 C (72)発明者 大竹 忠 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 野村 幸夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 4J035 AA02 LA03 LB01 LB02 LB20 4J038 AA011 DL042 DL052 DL072 DL082 HA156 HA216 HA436 HA441 HA446 JA01 JA09 JA11 JC32 JC35 KA06 KA14 KA20 LA03 LA06 MA07 MA10 PA18 PA19 4J040 AA011 EK042 EK052 EK062 EK072 HA136 HA301 HA306 HB01 HB04 HD32 HD33 HD36 JB02 JB03 JB04 JB05 KA07 KA23 QA02 QA04 QA05 5F058 AA08 AC03 AF04 AG01 AH03─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C09J 183/04 C09J 183/04 H01L 21/312 H01L 21/312 C (72) Inventor Tadashi Otake Kadoma Osaka Prefecture 1006 City Kadoma Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Yukio Nomura Osaka Prefecture Kadoma City 1006 Kadoma Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F term (reference) 4J035 AA02 LA03 LB01 LB02 LB20 4J038 AA011 DL042 DL052 DL072 DL082 HA HA216 HA436 HA441 HA446 JA01 JA09 JA11 JC32 JC35 KA06 KA14 KA20 LA03 LA06 MA07 MA10 PA18 PA19 4J040 AA011 EK042 EK052 EK062 EK072 HA136 HA301 HA306 HB01 HB04 AC32 A08 A05 A04 A04 QB04 A04 A04 QB04 A04 QB04 JB04 QB04 JB05 QA04 QB04 JB05 QA04 QB04 JB05 J04 QB04 JB05 QA04 QB04 JB04 JB05 QA04 QB04 JB05 QA04 QB04 JB04 QB04 QB04 JB05 J04 QB04 JB05 QA04 QB04 JB05 QA04 QB04 JB04 QB04 JB04 QB04 JB05 QAQAQAQQAQAQAQAQAQQQAQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQHQHQHQ but

Claims (27)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基材表面にシロキサン結合を介して形
成されたシリカ系被膜であって、 上記シリカ系被膜の化学構造中には炭化水素基を含まな
いことを特徴とするシリカ系被膜。
1. A silica-based coating formed on the surface of a substrate through a siloxane bond, wherein the silica-based coating does not contain a hydrocarbon group in its chemical structure.
【請求項2】 下記構造式(V)で表される繰り返し
構造単位を含んでいることを特徴とする請求項1に記載
のシリカ系被膜。 【化1】
2. The silica-based coating according to claim 1, comprising a repeating structural unit represented by the following structural formula (V). [Chemical 1]
【請求項3】 上記基材は、その表面に活性水素を有
する官能基を有しており、かつその耐熱性が150℃以
下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載
のシリカ系被膜。
3. The base material according to claim 1, wherein the base material has a functional group having active hydrogen on its surface, and the heat resistance thereof is 150 ° C. or lower. Silica-based coating.
【請求項4】 非水系有機溶媒と、活性化基を有する
シラン化合物が無水シリカ微粒子に結合してなる化合物
とを含むことを特徴とするシリカ系被膜形成用溶液。
4. A silica-based coating film forming solution comprising a non-aqueous organic solvent and a compound in which a silane compound having an activating group is bonded to anhydrous silica fine particles.
【請求項5】 請求項4に記載のシリカ系被膜形成用
溶液に於いて、無水シリカ微粒子に代えて酸化チタン微
粒子を含むことを特徴とするシリカ系被膜形成用溶液。
5. The silica-based coating forming solution according to claim 4, wherein titanium oxide fine particles are contained in place of the anhydrous silica fine particles.
【請求項6】 上記活性化基を有するシラン化合物と
して、下記一般式(VI)で表される化合物を含むことを
特徴とする請求項4又は請求項5に記載のシリカ系被膜
形成用溶液。 【化2】 (式中、R7〜R10はそれぞれ独立して、水素原子、ハ
ロゲン、イソシアネート基、ヒドロキシル基、クロロシ
リル基を含む官能基、ジクロロシリル基を含む官能基、
トリクロロシリル基を含む官能基、シラノール基を含む
官能基及びシロキサン結合を形成することにより架橋し
得るケイ素含有官能基を表し、R11及びR 12はそれぞれ
独立して、水素原子、ハロゲン、イソシアネート基及び
ヒドロキシル基を表し、mは1以上の整数である。)
6. A silane compound having an activating group,
And include a compound represented by the following general formula (VI):
The silica-based coating according to claim 4 or 5, characterized in that
Forming solution. [Chemical 2] (In the formula, R7~ RTenAre each independently a hydrogen atom,
Rogen, isocyanate group, hydroxyl group, chlorosilane
A functional group containing a ryl group, a functional group containing a dichlorosilyl group,
Contains functional group containing trichlorosilyl group, silanol group
Crosslinks by forming functional groups and siloxane bonds
Represents a silicon-containing functional group to be obtained, R11And R 12Are each
Independently, hydrogen atom, halogen, isocyanate group and
It represents a hydroxyl group, and m is an integer of 1 or more. )
【請求項7】 上記非水系有機溶媒は、炭化水素系有
機溶媒、フッ素系有機溶媒及び塩素系有機溶媒から選択
される少なくとも1種の有機溶媒であることを特徴とす
る請求項4ないし請求項6の何れか1つに記載のシリカ
系被膜形成用溶液。
7. The non-aqueous organic solvent is at least one organic solvent selected from a hydrocarbon organic solvent, a fluorine organic solvent and a chlorine organic solvent. 6. The silica-based coating film forming solution according to any one of 6 above.
【請求項8】 上記シリカ系被膜形成用溶液には、更
にアルコキシシラン化合物が含まれていることを特徴と
する請求項4ないし請求項7の何れか1つに記載のシリ
カ系被膜形成用溶液。
8. The silica-based coating forming solution according to any one of claims 4 to 7, wherein the silica-based coating forming solution further contains an alkoxysilane compound. .
【請求項9】 上記アルコキシシラン化合物は、テト
ラエトキシシラン及びプロピルオキシシランから選択さ
れる少なくとも1種の化合物であることを特徴とする請
求項8に記載のシリカ系被膜形成用溶液。
9. The solution for forming a silica-based coating film according to claim 8, wherein the alkoxysilane compound is at least one compound selected from tetraethoxysilane and propyloxysilane.
【請求項10】 第1非水系有機溶媒に、活性化基を
有するシラン化合物を乾燥雰囲気中で溶解させて第3混
合溶液を作製する工程と、 第2非水系有機溶媒に水を混合させて第4混合溶液を作
製する工程と、 上記活性化基を有するシラン化合物と水とを反応させる
為に、上記第3混合溶液と第4混合溶液とを乾燥雰囲気
中で混合する工程とを備え、 上記第3混合溶液及び第4混合溶液の少なくとも何れか
一方に、無水シリカ微粒子を分散させたものを使用する
ことを特徴とするシリカ系被膜形成用溶液の製造方法。
10. A step of dissolving a silane compound having an activating group in a first non-aqueous organic solvent in a dry atmosphere to prepare a third mixed solution, and mixing water in the second non-aqueous organic solvent. A step of producing a fourth mixed solution; and a step of mixing the third mixed solution and the fourth mixed solution in a dry atmosphere in order to react the silane compound having an activating group with water, A method for producing a silica-based coating film-forming solution, characterized in that anhydrous silica fine particles are dispersed in at least one of the third mixed solution and the fourth mixed solution.
【請求項11】 請求項10に記載のシリカ系被膜形
成用溶液の製造方法に於いて、上記無水シリカ微粒子に
替えて酸化チタン微粒子を用いることを特徴とするシリ
カ系被膜形成用溶液の製造方法。
11. The method for producing a solution for forming a silica-based coating film according to claim 10, wherein titanium oxide fine particles are used in place of the anhydrous silica fine particles. .
【請求項12】 上記活性化基を有するシラン化合物
に対する上記水のモル比が等モル以下であることを特徴
とする請求項10又は請求項11に記載のシリカ系被膜
形成用溶液の製造方法。
12. The method for producing a silica film-forming solution according to claim 10, wherein the molar ratio of the water to the silane compound having an activating group is not more than equimolar.
【請求項13】 上記活性化基を有するシラン化合物
として、クロロシラン化合物を使用することを特徴とす
る請求項10、請求項11又は請求項12の何れか1つ
に記載のシリカ系被膜形成用溶液の製造方法。
13. The silica-based coating film forming solution according to claim 10, wherein a chlorosilane compound is used as the silane compound having an activating group. Manufacturing method.
【請求項14】 上記第1非水系有機溶媒及び第2非
水系有機溶媒は、炭化水素系有機溶媒、フッ素系有機溶
媒及び塩素系有機溶媒から選択される少なくとも1種の
有機溶媒であることを特徴とする請求項10ないし請求
項13の何れか1つに記載のシリカ系被膜形成用溶液の
製造方法。
14. The first non-aqueous organic solvent and the second non-aqueous organic solvent are at least one organic solvent selected from a hydrocarbon organic solvent, a fluorine organic solvent and a chlorine organic solvent. The method for producing the silica-based film forming solution according to any one of claims 10 to 13, which is characterized.
【請求項15】 基材表面にシロキサン結合を介して
形成されたシリカ系被膜であって、 前記シリカ系被膜中に無水シリカ微粒子を含み、該無水
シリカ微粒子はシリカ系被膜及び基材にシロキサン結合
を介して結合されており、 上記シリカ系被膜の化学構造中には炭化水素基を含まな
いことを特徴とするシリカ系被膜。
15. A silica-based coating formed on the surface of a base material through a siloxane bond, wherein the silica-based coating contains anhydrous silica fine particles, and the anhydrous silica fine particles are siloxane-bonded to the silica-based coating and the base material. The silica-based coating is characterized in that it does not contain a hydrocarbon group in the chemical structure of the silica-based coating.
【請求項16】 請求項15に記載のシリカ系被膜に
於いて、上記無水シリカ微粒子に替えて酸化チタン微粒
子が含まれることを特徴とするシリカ系被膜。
16. The silica-based coating according to claim 15, wherein titanium oxide fine particles are contained in place of the anhydrous silica fine particles.
【請求項17】 下記構造式(V)で表される繰り返
し構造単位を含んでいることを特徴とする請求項15又
は請求項16に記載のシリカ系被膜。 【化3】
17. The silica-based coating according to claim 15 or 16, comprising a repeating structural unit represented by the following structural formula (V). [Chemical 3]
【請求項18】 上記基材は、その表面に活性水素を
有する官能基を有しており、かつ基材の耐熱性が150
℃以下であることを特徴とする請求項15ないし請求項
17の何れか1つに記載のシリカ系被膜。
18. The base material has a functional group having active hydrogen on its surface, and the heat resistance of the base material is 150.
The silica-based coating film according to any one of claims 15 to 17, wherein the temperature is not higher than ° C.
【請求項19】 請求項4〜請求項9の何れか1つに
記載のシリカ系被膜形成用溶液を、乾燥雰囲気中で基材
表面に塗布する塗布工程と、 上記非水系有機溶媒を蒸発させて、活性化基を有するシ
ロキサン化合物被膜を形成する乾燥工程と、 上記シロキサン化合物被膜を水分子と接触させて、該基
材表面に無水シリカ微粒子を含有するシリカ系被膜を形
成するシリカ系被膜形成工程とを含むことを特徴とする
シリカ系被膜の製造方法。
19. A coating step of coating the surface of a base material with the solution for forming a silica film according to claim 4 in a dry atmosphere, and evaporating the non-aqueous organic solvent. And a drying step for forming a siloxane compound coating having an activating group, and a silica-based coating formation in which the siloxane compound coating is brought into contact with water molecules to form a silica-based coating containing anhydrous silica fine particles on the surface of the base material. A method for producing a silica-based coating film, which comprises:
【請求項20】 上記シリカ系被膜形成工程を、水分
を含む雰囲気中で行うことを特徴とする請求項19に記
載のシリカ系被膜の製造方法。
20. The method for producing a silica-based coating according to claim 19, wherein the step of forming the silica-based coating is performed in an atmosphere containing water.
【請求項21】 上記シリカ系被膜形成工程の後、更
に100℃以上の温度で加熱する熱処理工程を含むこと
を特徴とする請求項19又は請求項20に記載のシリカ
系被膜の製造方法。
21. The method for producing a silica-based coating according to claim 19, further comprising a heat treatment step of heating at a temperature of 100 ° C. or higher after the step of forming the silica-based coating.
【請求項22】 請求項4〜請求項9の何れか1つに
記載のシリカ系被膜形成用溶液を、乾燥雰囲気中で物体
表面に塗布する塗布工程と、 上記物体表面に塗布されたシリカ系被膜形成用溶液を介
して、該物体と、他の物体とを接着させる接着工程と、 上記非水系有機溶媒を蒸発させて、活性化基を有するシ
ロキサン化合物被膜を形成する乾燥工程と、 上記シロキサン化合物被膜を水分子と接触させて、該基
材表面にシリカ系被膜を形成するシリカ系被膜形成工程
とを含むことを特徴とするシリカ系被膜形成用溶液によ
る接着方法。
22. A coating step of coating the surface of an object with the solution for forming a silica-based coating according to claim 4 in a dry atmosphere, and a silica-based coating on the surface of the object. An adhesion step of adhering the object and another object via a film forming solution; a drying step of evaporating the non-aqueous organic solvent to form a siloxane compound film having an activating group; And a silica-based coating forming step of forming a silica-based coating on the surface of the base material by bringing the compound coating into contact with water molecules.
【請求項23】 請求項1〜請求項3、又は請求項1
5〜請求項18の何れか1つに記載のシリカ系被膜を介
して、物体と他の物体とを接着してなることを特徴とす
る接着構造体。
23. A method according to any one of claims 1 to 3 or claim 1.
An adhesive structure comprising an object and another object adhered to each other via the silica-based coating film according to any one of claims 5 to 18.
【請求項24】 請求項4〜請求項9の何れか1つに
記載のシリカ系被膜形成用溶液を含むことを特徴とする
塗料組成物。
24. A coating composition comprising the solution for forming a silica-based coating film according to any one of claims 4 to 9.
【請求項25】 上記塗料組成物には、顔料、染料及
び色素からなる群より選ばれる何れか1つを含むことを
特徴とする請求項24に記載の塗料組成物。
25. The coating composition according to claim 24, wherein the coating composition contains any one selected from the group consisting of pigments, dyes and pigments.
【請求項26】 請求項1〜請求項3、又は請求項1
5〜請求項18の何れか1つに記載のシリカ系被膜に於
いて、半導体デバイス用のパッシベーション膜が上記シ
リカ系被膜からなるなることを特徴とする半導体デバイ
ス用パッシベーション膜。
26. A method according to any one of claims 1 to 3 or claim 1.
The silica-based coating film according to any one of claims 5 to 18, wherein the passivation film for a semiconductor device comprises the silica-based coating film.
【請求項27】 請求項1〜請求項3、又は請求項1
5〜請求項18の何れか1つに記載のシリカ系被膜に於
いて、薄膜トランジスタアレイ用のパッシベーション膜
が、上記シリカ系被膜からなることを特徴とする薄膜ト
ランジスタアレイ用パッシベーション膜。
27. A method according to any one of claims 1 to 3, or 1.
The passivation film for a thin film transistor array according to any one of claims 5 to 18, wherein the passivation film for the thin film transistor array comprises the silica based film.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006008776A (en) * 2004-06-23 2006-01-12 Idemitsu Kosan Co Ltd Polycarbonate resin molding
JP2006216930A (en) * 2005-02-05 2006-08-17 Compal Electronics Inc Method of manufacturing microwave substrate
JP2009282173A (en) * 2008-05-21 2009-12-03 Sanyo Chem Ind Ltd Method for manufacturing of resin particle for toner
JP2011111558A (en) * 2009-11-27 2011-06-09 Asahi Kasei E-Materials Corp Coating composition and energy conversion member
JP2011208085A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Asahi Kasei E-Materials Corp Coating film, method for producing the same, laminate and protection member
JP2015510445A (en) * 2011-12-29 2015-04-09 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Cleanable article and method for making and using the same
JP2015105209A (en) * 2013-11-29 2015-06-08 株式会社ノリタケカンパニーリミテド Bonding agent
WO2017171787A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 Intel Corporation Methods of promoting adhesion between dielectric and conductive materials in packaging structures
JP2019509638A (en) * 2016-03-31 2019-04-04 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー Passivated thin film transistor components

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006008776A (en) * 2004-06-23 2006-01-12 Idemitsu Kosan Co Ltd Polycarbonate resin molding
JP4615907B2 (en) * 2004-06-23 2011-01-19 出光興産株式会社 Polycarbonate resin molding
JP2006216930A (en) * 2005-02-05 2006-08-17 Compal Electronics Inc Method of manufacturing microwave substrate
JP4615408B2 (en) * 2005-02-05 2011-01-19 コンパル エレクトロニクス インコーポレイテッド Microwave substrate manufacturing method
JP2009282173A (en) * 2008-05-21 2009-12-03 Sanyo Chem Ind Ltd Method for manufacturing of resin particle for toner
JP2011111558A (en) * 2009-11-27 2011-06-09 Asahi Kasei E-Materials Corp Coating composition and energy conversion member
JP2011208085A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Asahi Kasei E-Materials Corp Coating film, method for producing the same, laminate and protection member
JP2015510445A (en) * 2011-12-29 2015-04-09 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Cleanable article and method for making and using the same
JP2015105209A (en) * 2013-11-29 2015-06-08 株式会社ノリタケカンパニーリミテド Bonding agent
WO2017171787A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 Intel Corporation Methods of promoting adhesion between dielectric and conductive materials in packaging structures
JP2019509638A (en) * 2016-03-31 2019-04-04 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー Passivated thin film transistor components

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