JP2003221551A - Method for producing silicon composition for coating - Google Patents

Method for producing silicon composition for coating

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JP2003221551A
JP2003221551A JP2002025449A JP2002025449A JP2003221551A JP 2003221551 A JP2003221551 A JP 2003221551A JP 2002025449 A JP2002025449 A JP 2002025449A JP 2002025449 A JP2002025449 A JP 2002025449A JP 2003221551 A JP2003221551 A JP 2003221551A
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JP
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group
compound
coating
silicon composition
sior
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Tetsuya Yamamoto
哲也 山本
Hiroko Harada
弘子 原田
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Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a silicon composition for coating having excellent surface smoothness. <P>SOLUTION: This method for producing the silicon composition for coating comprises subjecting an SiOR<SP>1</SP>group-containing compound (A) to hydrolytic condensation in a 1-3C water-soluble organic solvent (B) and then adding a compound (C) having 100-250°C boiling point to the condensate. Since the silicon composition for coating obtained by the method has excellent surface smoothness, the silicon composition is suitable for an over coating agent especially for a color filter and a clear image is obtained from the color filter coated with the coating agent. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、表面平滑性に優れ
る被覆用ケイ素組成物の製造方法、該方法によって得ら
れる被覆用ケイ素組成物、およびカラーフィルターなど
に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a coating silicon composition having excellent surface smoothness, a coating silicon composition obtained by the method, a color filter and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示カラーパネルは、薄型、軽量、
低消費電力等の特徴を有し、CRT(ブラウン管)に替
わる表示装置として、近年、急速に普及し、ますます需
要が拡大している。また、これらは様々な分野で使用さ
れるようになり、その市場動向は大画面化、高精細化の
方向にあり、大型化に伴い単位あたりの重量の低減も要
求されている。このようなカラーディスプレイを構成す
る部材の一つであるカラーフィルターは、カラー表示を
実現するために必須のものである。一般的な液晶カラー
フィルターは、ガラス基板上にブラックマトリクスを介
して赤、緑、青各色のパターンが画素として形成され、
その上にオーバーコート層が被覆されている。赤、緑、
青各色をパターニングしたカラーフィルターの表面には
凹凸が存在するため、この表面を平滑化するためにオー
バーコート層を被覆し、次いで平滑面上に、例えば透明
電極等を配置してカラーフィルター基板とする。
2. Description of the Related Art Liquid crystal display color panels are thin, lightweight,
As a display device that has characteristics such as low power consumption and replaces a CRT (CRT), it has rapidly spread in recent years, and the demand for it is expanding more and more. Further, these have come to be used in various fields, and the market trend thereof is toward larger screens and higher definition, and it is required to reduce the weight per unit with the increase in size. A color filter, which is one of the members constituting such a color display, is essential for realizing color display. In a general liquid crystal color filter, red, green, and blue patterns are formed as pixels on a glass substrate through a black matrix.
An overcoat layer is coated thereon. Red-green,
Since the surface of the color filter patterned for each blue color has irregularities, an overcoat layer is coated to smooth the surface, and then, for example, transparent electrodes are arranged on the smooth surface to form a color filter substrate. To do.

【0003】一方、アルキル基をRとした場合にSiO
R基で示される反応基を有する化合物は、耐薬品性、ハ
ードコート性、耐候性、透明性に優れた被膜を形成し得
る表面処理用組成物として使用されている。
On the other hand, when the alkyl group is R, SiO
The compound having a reactive group represented by the R group is used as a surface treatment composition capable of forming a film having excellent chemical resistance, hard coat property, weather resistance and transparency.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
被覆用組成物は、耐薬品性や透明性その他の特性に優れ
るものの、新たな分野、例えばカラーディスプレイなど
のより精細化した微細構造物上に凹凸無く被覆するには
十分といえない状況となった。表面上の凹凸の平坦化を
十分なものとするには膜厚を厚くする必要があり、コス
ト的にも、液晶パネルの薄型化、更に重量の軽減化にお
いても好ましくない。
However, although the conventional coating composition is excellent in chemical resistance, transparency and other characteristics, it is applied to a new field, for example, a finer fine structure such as a color display. The situation was not sufficient to cover the surface without unevenness. It is necessary to increase the film thickness in order to sufficiently flatten the unevenness on the surface, which is not preferable in terms of cost, thinning of the liquid crystal panel, and reduction of weight.

【0005】このような表面平滑化に対する要求は上記
したカラーディスプレイ用のオーバーコート剤に限られ
るものでなく、例えば表面保護剤、絶縁被覆剤などとし
て使用する場合にも薄膜化は、乱反射の防止、透明性の
確保などに直接結びつく特性であり、その要求は極めて
強い。
The demand for such surface smoothing is not limited to the above-mentioned overcoating agent for color displays. For example, when it is used as a surface protective agent, an insulating coating agent, etc., thinning prevents the diffuse reflection. It is a property that is directly linked to ensuring transparency, and its demand is extremely strong.

【0006】加えて近年の大型の薄型テレビ、薄型ディ
スプレー用途等には薄膜化の作業性に優れることも重要
であり、簡便に高性能の薄膜を大量に被覆できる必要が
る。一般に、ディスプレー用フィルターの製造に際して
は、被覆用組成物を、透明樹脂フィルム、透明樹脂板、
透明ガラス等の上にバーコーター、ブレードコーター、
スピンコーター、リバースコーター、ダイコーター、若
しくはスプレー等でコーティングすることが一般的であ
り、従って、このようなコーティング装置における作業
性に優れることが求められる。
In addition, it is also important that the workability of thinning is excellent for large-sized thin-screen televisions and thin-screen displays in recent years, and it is necessary that a large amount of high-performance thin films can be coated easily. Generally, in the production of a display filter, a coating composition, a transparent resin film, a transparent resin plate,
Bar coater, blade coater, etc. on transparent glass
Coating with a spin coater, a reverse coater, a die coater, a spray, or the like is common, and therefore, it is required to have excellent workability in such a coating apparatus.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、被覆用組成
物について詳細に検討した結果、SiOR1基(ただ
し、R1は、水素原子、アルキル基またはアシル基であ
る。)で示される基を有する化合物(A)を炭素数1〜
3の水溶性有機溶媒(B)中で加水分解縮合反応させ、
得られた反応物に沸点100〜250℃の化合物(C)
を加えると、極めて表面平滑性に優れる被膜用組成物が
得られることを見いだし、本発明を完成させた。また、
SiOR1基(ただし、R1は、水素原子、アルキル基ま
たはアシル基である。)以外の官能基(d)を有する有
機化合物(D)と、有機化合物(D)の有する官能基
(d)と反応するSiOR1基以外の官能基(e)およ
びSiOR1基を有する化合物(E)とを、該水溶性有
機溶媒(B)を含む溶媒中で、該官能基(d)と該官能
基(e)とを反応させ、その後に該化合物(C)を加え
ても、極めて表面平滑性に優れる被覆用ケイ素組成物が
得られることも見いだした。更に、得られた被覆用ケイ
素組成物をスピンコーティング法により被覆することで
容易に被覆体が製造できる。特に該被覆用ケイ素組成物
を用いてカラーフィルター用オーバーコート剤を調製で
き、これによって該組成物による被覆を有するカラーフ
ィルターとすることができる。該カラーフィルターは、
オーバーコート層として極めて薄膜かつ表面平滑な被膜
であるため、得られるカラーフィルターの薄型化や軽量
化を実現することができる。
Means for Solving the Problems As a result of a detailed study of the coating composition, the present inventor shows that it is represented by a SiOR 1 group (wherein R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group or an acyl group). The compound (A) having a group has 1 to 1 carbon atoms.
Hydrolysis condensation reaction in the water-soluble organic solvent (B) of 3
Compound (C) having a boiling point of 100 to 250 ° C. in the obtained reaction product
It was found that a coating composition having extremely excellent surface smoothness can be obtained by adding the above composition, and the present invention has been completed. Also,
An organic compound (D) having a functional group (d) other than the SiOR 1 group (wherein R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group or an acyl group), and a functional group (d) having the organic compound (D) reacting a compound having the SiOR 1 groups other than the functional group (e) and SiOR 1 groups and (E), in a solvent comprising a water-soluble organic solvent (B), the functional group (d) and the functional group It was also found that a silicon composition for coating having extremely excellent surface smoothness can be obtained by reacting with (e) and then adding the compound (C). Furthermore, a coated body can be easily manufactured by coating the obtained coating silicon composition by a spin coating method. In particular, the coating silicon composition can be used to prepare an overcoating agent for a color filter, whereby a color filter having a coating with the composition can be obtained. The color filter is
Since the overcoat layer is an extremely thin film having a smooth surface, the color filter obtained can be made thinner and lighter.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本願第一の発明は、SiOR1
(ただし、R1は、水素原子、アルキル基またはアシル
基である。)を有する化合物(A)を炭素数1〜3の水
溶性有機溶媒(B)中で加水分解縮合し、次いで沸点1
00〜250℃の化合物(C)を加えることを特徴とす
る被覆用ケイ素組成物の製造方法である。該化合物
(A)に含まれるSiOR1基を、炭素数1〜3の水溶
性有機溶媒(B)中で加水分解縮合するとシロキサン架
橋物反応が迅速かつ緻密に進行する。次いで該加水分解
縮合物に沸点100〜250℃の溶媒を添加すると、該
加水分解縮合物の溶解性に優れ、該水溶性有機溶媒
(B)との相溶性にも優れるため被覆処理する際の延び
がよく、かつ極めて平滑性に優れる被覆用ケイ素組成物
が得られる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the first aspect of the present invention, a compound (A) having a SiOR 1 group (wherein R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group or an acyl group) is dissolved in water with 1 to 3 carbon atoms. By hydrolytic condensation in a basic organic solvent (B), then boiling point 1
A method for producing a coating silicon composition, which comprises adding a compound (C) at a temperature of 0 to 250 ° C. When the SiOR 1 group contained in the compound (A) is hydrolyzed and condensed in the water-soluble organic solvent (B) having 1 to 3 carbon atoms, the siloxane crosslinked product reaction proceeds rapidly and densely. Then, when a solvent having a boiling point of 100 to 250 ° C. is added to the hydrolysis-condensation product, the hydrolysis-condensation product is excellent in solubility and compatibility with the water-soluble organic solvent (B) is also excellent, so that the coating treatment is performed. It is possible to obtain a coating silicon composition having good elongation and excellent smoothness.

【0009】該SiOR1基において、R1は、水素原
子;炭素数1〜12の分岐を有していてもよいアルキル
基、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロ
ピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、
tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネ
オペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、
ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基及び2
−エチルヘキシル基;または炭素数1〜12のアシル
基、例えばアセチル基である。少なくともSiOR 1
を有していればよく、他の基、例えばアミノ基、エポキ
シ基、イソシアネート基、水酸基、カルボキシル基、オ
キサゾリニル基などの1以上の基を有していてもよい。
The SiOR1In the group, R1Is the hydrogen source
Child: alkyl having 1 to 12 carbon atoms and optionally having a branch
Groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl
Pill group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group,
tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, net
Opentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group,
Nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group and 2
-Ethylhexyl group; or acyl having 1 to 12 carbon atoms
A group such as an acetyl group. At least SiOR 1Basis
Other groups such as amino groups, epoxides, etc.
Si group, isocyanate group, hydroxyl group, carboxyl group,
It may have one or more groups such as a xazolinyl group.

【0010】該化合物(A)としては、テトラメトキシ
シラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシ
シラン、テトラブトキシシラン、メチルトリメトキシシ
ラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロ
ポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリ
メトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルト
リイソプロポキシシラン、エチルトリブトキシシラン、
ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラ
ン、ジメチルジイソプロポキシシラン、ジメチルジブト
キシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエ
トキシシラン、ジエチルジイソプロポキシシラン、ジエ
チルジブトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビ
ニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシ
ラン、ビニルトリブトキシシラン、γ−メルカプトプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリ
エトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシ
シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチ
ルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロ
ヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β−(3,4−
エポキシシクロヘキシル)エチルトリイソプロポキシシ
ラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル
メチルジメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシク
ロヘキシル)エチルメチルジエトキシシラン、γ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキ
シプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロ
ピルトリイソプロポキシシシラン、γ−グリシドキシプ
ロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロ
ピルメチルジエトキシシラン、γ−イソシアノプロピル
トリメトキシシラン、γ−イソシアノプロピルトリエト
キシシラン、γ−イソシアノプロピルメチルジメトキシ
シラン、γ−イソシアノプロピルメチルジエトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミ
ノプロピルトリエトキシシラン等のアルコキシシラン類
およびこれらの錯体化合物、メチルトリアセトキシシラ
ン、トリメチルシラノール、並びにこれらの化合物を含
む高分子有機ケイ素化合物類が挙げられる。
Examples of the compound (A) include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetrabutoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, methyltributoxysilane and ethyl. Trimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, ethyltributoxysilane,
Dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldiisopropoxysilane, dimethyldibutoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diethyldiisopropoxysilane, diethyldibutoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, Vinyltriisopropoxysilane, vinyltributoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, β- (3, 4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, β- (3,4-
Epoxycyclohexyl) ethyltriisopropoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethylmethyldimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriisopropoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-isocyanopropyltrimethoxy Silane, γ-isocyanopropyltriethoxysilane, γ-isocyanopropylmethyldimethoxysilane, γ-isocyanopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane Alkoxysilanes and their complex compounds, such as down, methyltriacetoxysilane, trimethyl silanol, as well as high molecular organosilicon compounds containing these compounds.

【0011】本発明では、化合物(A)の加水分解縮合
反応を行なう溶媒として、炭素数1〜3の水溶性有機溶
媒(B)を使用する。上記化合物(A)に含まれるSi
OR 1基は、該水溶性有機溶媒(B)中で加水分解と同
時に縮合し、シロキサン架橋を形成するが、炭素数が4
を越えると該有機溶媒(B)自体の粘度によってシロキ
サン架橋反応が遅延し、加水分解縮合物が緻密かつ均一
に形成されない場合がある。このような水溶性有機溶媒
(B)としては、メタノール、エタノール、2−プロパ
ノール等のアルコール類、アセトン等のケトン類があ
る。特に、化合物(A)の安定性からアルコール類が好
ましい。該水溶性有機溶媒(B)の添加量は、上記化合
物(A)100質量部に対して、200〜10000質
量部、より好ましくは500〜5000質量部である。
反応温度は水溶性有機溶媒(B)の沸点以下が好まし
く、反応温度にも相異するが、一般に1〜24時間で化
合物(A)の加水分解縮合が行なわれる。
In the present invention, the hydrolytic condensation of the compound (A)
As a solvent for the reaction, a water-soluble organic solvent having 1 to 3 carbon atoms
The medium (B) is used. Si contained in the compound (A)
OR 1The group is the same as in the hydrolysis in the water-soluble organic solvent (B).
It sometimes condenses to form siloxane crosslinks, but with 4 carbon atoms
If it exceeds, the viscosity of the organic solvent (B) itself may cause
Sun cross-linking reaction is delayed, and hydrolysis condensate is dense and uniform
May not be formed. Such water-soluble organic solvent
As (B), methanol, ethanol, 2-propan
Alcohols such as norls and ketones such as acetone
It In particular, alcohols are preferred because of the stability of the compound (A).
Good The water-soluble organic solvent (B) is added in an amount of the above compound.
200 to 10,000 quality with respect to 100 parts by mass of the product (A)
Parts by weight, more preferably 500 to 5000 parts by weight.
The reaction temperature is preferably below the boiling point of the water-soluble organic solvent (B).
In general, it takes about 1 to 24 hours, although it depends on the reaction temperature.
The compound (A) is hydrolyzed and condensed.

【0012】本発明においては、該化合物(A)を該水
溶性有機溶媒(B)中で加水分解縮合すればよく、有機
溶媒(B)によって化合物(A)を溶解させて反応器中
に仕込んでもよく、化合物(A)を仕込んだ反応器中に
複数回に分けて溶媒(B)を仕込み、逐次的に加水分解
縮合させてもよい。いずれにしても、溶媒(B)中で加
水分解縮合反応をおこさせればよい。
In the present invention, the compound (A) may be hydrolyzed and condensed in the water-soluble organic solvent (B), and the compound (A) is dissolved in the organic solvent (B) and charged into a reactor. Alternatively, the solvent (B) may be charged in a plurality of times in a reactor charged with the compound (A), and the compounds may be sequentially hydrolyzed and condensed. In any case, the hydrolysis condensation reaction may be carried out in the solvent (B).

【0013】本発明では、次いで該反応物に沸点100
〜250℃の化合物(C)を添加する点に特徴がある。
沸点が100℃を下回ると製膜不良となることがあり、
その一方、沸点が250℃を超えると膜中に化合物
(C)が残存することがある。なお、本願明細書におい
て沸点とは、常圧における沸点を意味する。このような
化合物(C)としては、沸点100〜250℃のアルキ
レングリコール誘導体であり、例えば、エチレングリコ
ールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエ
ーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチ
レングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコ
ールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプ
ロピルエーテル等のアルキレングリコールアルキルエー
テル類;プロピレングリコールジアセテート等のアルキ
レングリコールアセテート類;エチレングリコールモノ
エチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ
メチルエーテルアセテート等のアルキレングリコールア
ルキルエーテルアセテート類があげられる。本発明で
は、これらの1種を単独で使用する他、2種以上を併用
してもよい。本発明では、特にプロピレングリコールモ
ノメチルエーテルアセテートが毒性が低く、安全性に優
れる点で好ましい。また、製膜性に優れる点で、エチレ
ングリコールやプロピレングリコールも好ましく使用で
きる。本発明では、該化合物(C)を該化合物(A)1
00質量部に対して10〜1000質量部、より好まし
くは20〜100質量部を加える。10質量部を下回る
と製膜不良となる場合があり、その一方、1000質量
部を超えると膜中に化合物(C)が残存する場合があ
る。また、本発明においては、該化合物(C)の添加
は、本願発明の効果を損なわない範囲で、前記化合物
(A)または化合物(A)の加水分解縮合物、例えばテ
トラアルコキシシランまたはその加水分解縮合物ととも
に添加してもよい。
In the present invention, the reaction product is then heated to a boiling point of 100.
It is characterized in that the compound (C) at ˜250 ° C. is added.
If the boiling point is lower than 100 ° C, film formation may be poor,
On the other hand, when the boiling point exceeds 250 ° C., the compound (C) may remain in the film. In the present specification, the boiling point means the boiling point at normal pressure. Such a compound (C) is an alkylene glycol derivative having a boiling point of 100 to 250 ° C., for example, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether. Alkylene glycol alkyl ethers such as propylene glycol monopropyl ether; alkylene glycol acetates such as propylene glycol diacetate; alkylene glycol alkyl ether acetates such as ethylene glycol monoethyl ether acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate. In the present invention, one of these may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. In the present invention, propylene glycol monomethyl ether acetate is particularly preferable because it has low toxicity and excellent safety. In addition, ethylene glycol and propylene glycol can be preferably used because of their excellent film-forming properties. In the present invention, the compound (C) is replaced with the compound (A) 1
10 to 1000 parts by mass, more preferably 20 to 100 parts by mass are added to 00 parts by mass. If it is less than 10 parts by mass, the film formation may be defective, while if it exceeds 1000 parts by mass, the compound (C) may remain in the film. Further, in the present invention, the addition of the compound (C) is within a range not impairing the effects of the present invention, and the compound (A) or a hydrolyzed condensate of the compound (A) such as tetraalkoxysilane or its hydrolyzed product. You may add with a condensate.

【0014】化合物(C)を添加した後は、室温〜10
0℃で1〜24時間保持する。
After adding the compound (C), the temperature is from room temperature to 10
Hold at 0 ° C for 1-24 hours.

【0015】本発明の第二は、SiOR1基(ただし、
1は、水素原子、アルキル基またはアシル基であ
る。)以外の官能基(d)を有する有機化合物(D)
と、有機化合物(D)の有する官能基(d)と反応する
SiOR1基以外の官能基(e)およびSiOR1基を有
する化合物(E)とを、炭素数1〜3の水溶性有機溶媒
(B)を含む溶媒中で、該有機化合物(D)の官能基
(d)と該化合物(E)の官能基(e)とを反応させ、
および該SiOR1基の加水分解縮合反応させ、次いで
沸点100〜250℃以上の化合物(C)を加えること
を特徴とする被覆用ケイ素組成物の製造方法である。
The second aspect of the present invention is to provide a SiOR 1 group (provided that
R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group or an acyl group. Organic compound (D) having a functional group (d) other than
When a compound having a functional group (d) except 1 group SiOR that reacts with functional groups (e) and SiOR 1 groups having the organic compound (D) and (E), water-soluble organic solvent having 1 to 3 carbon atoms Reacting the functional group (d) of the organic compound (D) with the functional group (e) of the compound (E) in a solvent containing (B),
And a hydrolytic condensation reaction of the SiOR 1 group, and then adding the compound (C) having a boiling point of 100 to 250 ° C. or higher, which is a method for producing a coating silicon composition.

【0016】該官能基(d)と該官能基(e)という反
応性基同士を該水溶性有機溶媒(B)中で反応させ、お
よび該SiOR1基の加水分解縮合反応をさせ、得られ
た反応物に該化合物(C)を添加した場合にも、上記第
一の発明と同様に反応物の溶解性または分散性に優れる
ため、得られた被覆用ケイ素組成物が製膜性に優れ、表
面平滑性に優れることが判明した。
The functional group (d) and the reactive group of the functional group (e) are reacted with each other in the water-soluble organic solvent (B), and the SiOR 1 group is hydrolyzed and condensed to obtain a product. Even when the compound (C) is added to the reaction product, since the solubility or dispersibility of the reaction product is excellent as in the first invention, the obtained coating silicon composition is excellent in film forming property. It was found that the surface smoothness was excellent.

【0017】有機化合物(D)におけるSiOR1基の
定義は、上記第一の発明と同じであり、該SiOR1
以外の官能基(d)としては、アミノ基、エポキシ基、
イソシアネート基、水酸基、カルボキシル基などがあ
る。なお、有機化合物(D)には、複数の異なる官能基
(d)を有していてもよい。アミノ基を有する有機化合
物(D)としては、アリルアミン、ジアリルアミン、イ
ソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、イミノビス
プロピルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、2−
エチルヘキシルアミン、3−エトキシプロピルアミン、
ジイソブチルアミン、3−ジエチルアミノプロピルアミ
ン、ジ−2−エチルヘキシルアミン、ジブチルアミノプ
ロピルアミン、プロピルアミン、ジメチルアミノプロピ
ルアミン、メチルイミノビスプロピルアミン、3−メト
キシプロピルアミン、エチレンジアミン、1,4−ジア
ミノブタン、1,2−ジアミノプロパン、1,3−ジア
ミノプロパン、ヘキサメチレンジアミン、エタノールア
ミン、ジエタノールアミン等の低分子有機化合物、ポリ
エチレンイミン類、例えば日本触媒社製エポミンシリー
ズ(エポミンSP−003、エポミンSP−006、エ
ポミンSP−012、エポミンSP−018、エポミン
SP−103、エポミンSP−110、エポミンSP−
200、エポミンSP−300、エポミンSP−100
0、エポミンSP−1020等)、ポリアリルアミン類
(例えば日東紡績社製PAA−L、PAA−H等)、ジ
メチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルア
ミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有(メ
タ)アクリレートのホモポリマーや、これらのアミノ基
含有(メタ)アクリレートと他の(メタ)アクリレート
類や(メタ)アクリル酸とのコポリマー、ポリオキシエ
チレンアルキルアミン類等の高分子有機化合物が挙げら
れる。
The definition of the SiOR 1 group in the organic compound (D) is the same as that of the first invention, and the functional group (d) other than the SiOR 1 group is an amino group, an epoxy group,
There are isocyanate groups, hydroxyl groups, carboxyl groups and the like. The organic compound (D) may have a plurality of different functional groups (d). Examples of the organic compound (D) having an amino group include allylamine, diallylamine, isopropylamine, diisopropylamine, iminobispropylamine, ethylamine, diethylamine, 2-
Ethylhexylamine, 3-ethoxypropylamine,
Diisobutylamine, 3-diethylaminopropylamine, di-2-ethylhexylamine, dibutylaminopropylamine, propylamine, dimethylaminopropylamine, methyliminobispropylamine, 3-methoxypropylamine, ethylenediamine, 1,4-diaminobutane, Low molecular weight organic compounds such as 1,2-diaminopropane, 1,3-diaminopropane, hexamethylenediamine, ethanolamine, diethanolamine, polyethyleneimines such as Epomin series manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. (Epomin SP-003, Epomin SP- 006, Epomin SP-012, Epomin SP-018, Epomin SP-103, Epomin SP-110, Epomin SP-
200, Epomin SP-300, Epomin SP-100
0, Epomin SP-1020, etc.), polyallylamines (for example, PAA-L, PAA-H, etc. manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.), dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, and other amino group-containing (meth). Examples thereof include homopolymers of acrylates, copolymers of these amino group-containing (meth) acrylates with other (meth) acrylates and (meth) acrylic acid, and high molecular weight organic compounds such as polyoxyethylene alkylamines.

【0018】エポキシ基を有する有機化合物(D)とし
ては、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、エチレ
ングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコ
ールジグリシジルエーテル、トリエチレングリコールジ
グリシジルエーテル、テトラエチレングリコールジグリ
シジルエーテル、ノナエチレングリコールジグリシジル
エーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテ
ル、ジプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ト
リプロピレングリコールジグリシジルエーテル、1,6
−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチ
ルグリコールジグリシジルエーテル、グリセロールジグ
リシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジ
ルエーテル等の脂肪族モノ−、ジグリシジルエーテル
類;グリセロールトリグリシジルエーテル、ジグリセロ
ールトリグリシジルエーテル、トリグリシジルトリス
(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、トリメチ
ロールプロパントリグリシジルエーテル、ペンタエリス
リトールテトラグリシジルエーテル等のポリグリシジル
エーテル類;アジピン酸ジグリシジルエステル、o−フ
タル酸ジグリシジルエステル、フェニルグリシジルエー
テル等の脂肪族および芳香族モノ−、ジグリシジルエス
テル類;ビスフェノールAジグリシジルエーテル、レゾ
ルシノールジグリシジルエーテル、ヒドロキノンジグリ
シジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテ
ル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、および次
式で表される化合物類;
Examples of the organic compound (D) having an epoxy group include 2-ethylhexyl glycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, triethylene glycol diglycidyl ether, tetraethylene glycol diglycidyl ether and nonaethylene glycol di. Glycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, dipropylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, 1,6
-Aliphatic mono-, diglycidyl ethers such as hexanediol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, glycerol diglycidyl ether, trimethylolpropane diglycidyl ether; glycerol triglycidyl ether, diglycerol triglycidyl ether, triglycidyl Polyglycidyl ethers such as tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate, trimethylolpropane triglycidyl ether and pentaerythritol tetraglycidyl ether; Aliphatic compounds such as adipic acid diglycidyl ester, o-phthalic acid diglycidyl ester and phenylglycidyl ether And aromatic mono-, diglycidyl esters; bisphenol A diglycidyl ether, resorcinol diglycidyl Ether, hydroquinone diglycidyl ether, bisphenol S diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, and compounds represented by the following formula;

【0019】[0019]

【化1】 [Chemical 1]

【0020】などの芳香環またはその水素添加環(核置
換誘導体も含む)を有するグリシジル類;グリシジル基
を官能基として有するオリゴマー類(例えばビスフェノ
ールAジグリシジルエーテルオリゴマーの場合は下記式
の様に表せる);
Glycidyl having an aromatic ring such as or a hydrogenated ring thereof (including a nucleus-substituted derivative); oligomers having a glycidyl group as a functional group (for example, in the case of bisphenol A diglycidyl ether oligomer, it can be represented by the following formula: );

【0021】[0021]

【化2】 [Chemical 2]

【0022】などが挙げられる。And the like.

【0023】イソシアネート基を有する有機化合物
(D)としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、ト
リレンジイソシアネート、1,4−ジフェニルメタンジ
イソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネー
ト、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリジン
ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジシ
クロヘキシルメタンジイソシアネート等のイソシアネー
ト類;がある。
As the organic compound (D) having an isocyanate group, hexamethylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, 1,4-diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, tolidine diisocyanate, xylylene diisocyanate, Isocyanates such as dicyclohexylmethane diisocyanate;

【0024】水酸基を有する有機化合物(D)として
は、ポリビニルアルコールがある。
As the organic compound (D) having a hydroxyl group, there is polyvinyl alcohol.

【0025】カルボキシル基を有する有機化合物(D)
としては、ポリアクリル酸、(メタ)アクリル酸含有ポ
リマーがある。
Organic compound (D) having a carboxyl group
Examples include polyacrylic acid and (meth) acrylic acid-containing polymers.

【0026】本発明で使用する有機化合物(D)として
は、これらの基の2以上を有するものであってもよい。
The organic compound (D) used in the present invention may have two or more of these groups.

【0027】特に形成された被膜をガスバリア材として
用いる場合は、有機化合物(D)としてエタノールアミ
ンや上記高分子有機化合物を選択することが好ましい。
この場合、有機化合物(D)は主として形成される被膜
に可撓性を付与する役割を担う。また、表面処理用組成
物の製膜性を良好にするためには、有機化合物(D)が
高分子有機化合物であることが好ましく、さらに表面処
理用組成物の安定性や得られる被膜のガスバリア性が良
好であり、本発明では特にポリエチレンイミン類の使用
が特に好ましい。有機化合物(D)が高分子有機化合物
である場合の好ましい分子量は250〜200,00
0、より好ましくは250〜100,000の範囲であ
る。分子量が250より小さいと形成された被膜の可撓
性に劣り、200,000より大きいと、形成された被
膜の透明性に劣ることがある。なお、該有機化合物
(D)は化合物(E)との反応点としての上記官能基
(d)を有していなければならないが、加水分解性のS
i(OR1)基が有機化合物(D)中に含まれている
と、得られる被膜の架橋度が密になりすぎて、可撓性が
低下してしまうため、該有機化合物(D)にSiOR1
基を含め無いことにした。
Particularly when the formed coating film is used as a gas barrier material, it is preferable to select ethanolamine or the above-mentioned high molecular weight organic compound as the organic compound (D).
In this case, the organic compound (D) mainly plays a role of imparting flexibility to the formed film. Further, in order to improve the film-forming property of the surface treatment composition, the organic compound (D) is preferably a high molecular weight organic compound, and further, the stability of the surface treatment composition and the gas barrier of the obtained coating film. Since it has good properties, the use of polyethyleneimines is particularly preferable in the present invention. When the organic compound (D) is a high molecular weight organic compound, the preferable molecular weight is 250 to 200,000.
The range is 0, more preferably 250 to 100,000. When the molecular weight is less than 250, the formed film may have poor flexibility, and when it is more than 200,000, the formed film may have poor transparency. The organic compound (D) must have the above-mentioned functional group (d) as a reaction point with the compound (E).
When the i (OR 1 ) group is contained in the organic compound (D), the degree of cross-linking of the obtained coating becomes too dense and the flexibility is lowered, so that the organic compound (D) is added. SiOR 1
I decided not to include the group.

【0028】化合物(E)は、有機化合物(D)の有す
る官能基(d)と反応するSiOR 1基以外の官能基
(e)およびSiOR1基を有することを特徴とする。
SiOR 1基によるシロキサン架橋に加え官能基(d)
と官能基(e)との反応によって、化合物間に更なる結
合が付加され、得られる組成物に高度の耐薬品性、製膜
性を付与することができる。
The compound (E) is a compound of the organic compound (D).
Which reacts with the functional group (d) 1Functional groups other than groups
(E) and SiOR1It is characterized by having a group.
SiOR 1Functional group (d) in addition to siloxane crosslinking by groups
And the functional group (e) react with each other to further bond between the compounds.
The resulting composition has a high degree of chemical resistance and film formation.
It is possible to impart sex.

【0029】該官能基(e)としては、エポキシ基、カ
ルボニル基、イソシアネート基、オキサゾリニル基など
があり、使用する有機化合物(D)の有する官能基
(d)に応じて適宜選択することができる。なお、有機
化合物(E)には、複数の異なる官能基(e)を有して
いてもよい。
The functional group (e) includes an epoxy group, a carbonyl group, an isocyanate group, an oxazolinyl group, etc., and can be appropriately selected according to the functional group (d) of the organic compound (D) used. . The organic compound (E) may have a plurality of different functional groups (e).

【0030】このような有機化合物(E)としては、β
−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメト
キシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)
エチルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシ
クロヘキシル)エチルトリイソプロポキシシラン、β−
(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジメ
トキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシ
ル)エチルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピ
ルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリ
イソプロポキシシシラン、γ−グリシドキシプロピルメ
チルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチ
ルジエトキシシラン等のエポキシ基とSiOR1基(R1
は前記と同じ意味)を有するシランカップリング剤(以
下エポキシ基含有シランカップリング剤と省略すること
がある);γ−イソシアノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−イソシアノプロピルトリエトキシシラン、γ−
イソシアノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−イソ
シアノプロピルメチルジエトキシシラン等のイソシアネ
ート基およびSiOR1基(R1は前記と同じ意味)含有
シランカップリング剤(以下イソシアネート基含有シラ
ンカップリング剤と省略することがある);が挙げら
れ、これらの1種または2種以上を用いることができ
る。該化合物(E)がアミノ基と反応し得る官能基を有
すると共にさらにSiOR1基を有する高分子有機化合
物としては、特にアミノ基との反応性が良好で、形成さ
れる被膜の耐湿性が優れている点で、エポキシ基含有シ
ランカップリング剤を化合物(E)として使用すること
が好ましい。
As such an organic compound (E), β
-(3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl)
Ethyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriisopropoxysilane, β-
(3,4-epoxycyclohexyl) ethylmethyldimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ -Epoxy groups such as glycidoxypropyltriisopropoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane and the SiOR 1 group (R 1
Have the same meaning as above) (hereinafter sometimes abbreviated as epoxy group-containing silane coupling agent); γ-isocyanopropyltrimethoxysilane, γ-isocyanopropyltriethoxysilane, γ-
A silane coupling agent containing an isocyanate group such as isocyanopropylmethyldimethoxysilane or γ-isocyanopropylmethyldiethoxysilane and a SiOR 1 group (R 1 has the same meaning as described above) (hereinafter abbreviated as an isocyanate group-containing silane coupling agent) May be used), and one or more of these may be used. As the polymer organic compound in which the compound (E) has a functional group capable of reacting with an amino group and further has a SiOR 1 group, the reactivity with an amino group is particularly good, and the formed film has excellent moisture resistance. Therefore, it is preferable to use an epoxy group-containing silane coupling agent as the compound (E).

【0031】本発明において化合物(E)としてエポキ
シ基含有シランカップリング剤もしくはイソシアネート
基含有シランカップリング剤を用いる場合は、有機化合
物(D)との反応前後を問わずに加水分解縮合反応を行
うことが可能である。SiOR1基の加水分解縮合反応
によって、速やかに緻密な被膜を形成することができる
からである。
When an epoxy group-containing silane coupling agent or an isocyanate group-containing silane coupling agent is used as the compound (E) in the present invention, the hydrolysis-condensation reaction is carried out before or after the reaction with the organic compound (D). It is possible. This is because a dense coating can be quickly formed by the hydrolysis-condensation reaction of the SiOR 1 group.

【0032】また、本発明においては、上記有機化合物
(D)と化合物(E)とを炭素数1〜3の水溶性有機溶
媒(B)中で反応させるが、該水溶性有機溶媒(B)
は、使用する有機化合物(D)や化合物(E)の種類お
よび両者の反応等によって第一の発明で説明したと同じ
ものの中から適宜選択して使用することができる。ま
た、有機溶媒(B)の添加方法は、有機化合物(D)と
有機溶媒(B)との混合物、または溶解物と、化合物
(E)と有機溶媒(B)との混合物、または溶解物とを
調製し、両混合物または溶解物を合わせることで反応液
を調製してもよい。また、このような反応液中で官能基
(d)と官能基(e)とを一部反応させ、および該Si
OR1基の一部を加水分解縮合反応させ、更に有機溶媒
(B)を添加してこれらの反応を完了させてもよい。
In the present invention, the organic compound (D) and the compound (E) are reacted in a water-soluble organic solvent (B) having 1 to 3 carbon atoms. The water-soluble organic solvent (B)
Can be appropriately selected and used from the same ones described in the first invention depending on the types of the organic compound (D) and the compound (E) used and the reaction between the two. Moreover, the addition method of the organic solvent (B) is as follows: a mixture of the organic compound (D) and the organic solvent (B), or a dissolved product, a mixture of the compound (E) and the organic solvent (B), or a dissolved product. May be prepared, and the reaction solution may be prepared by combining both mixtures or lysates. Further, the functional group (d) and the functional group (e) are partially reacted in such a reaction solution, and the Si
A part of the OR 1 group may be hydrolyzed and condensed, and the organic solvent (B) may be further added to complete these reactions.

【0033】本発明では、該水溶性有機溶媒(B)中で
官能基(d)と官能基(e)との反応および化合物
(E)に含まれるSiOR1基間の架橋反応とが同時に
または逐次的に行なわれる。この際、化合物(E)にS
iOR1基が含まれていると、官能基(d)と官能基
(e)との反応の前後において加水分解縮合反応が進行
し、速やかに緻密な被膜を形成するため、例えば更に、
表面平滑性、耐薬品性に優れる被覆用ケイ素組成物とな
る。有機溶媒(B)中で反応させると、縮合反応の制御
が容易で緻密な被膜を得やすいからである。
In the present invention, the reaction between the functional group (d) and the functional group (e) in the water-soluble organic solvent (B) and the crosslinking reaction between the SiOR 1 groups contained in the compound (E) are carried out simultaneously or It is done sequentially. At this time, S was added to the compound (E).
When the iOR 1 group is contained, the hydrolysis-condensation reaction proceeds before and after the reaction between the functional group (d) and the functional group (e), and a dense film is quickly formed.
The silicon composition for coating has excellent surface smoothness and chemical resistance. This is because when the reaction is carried out in the organic solvent (B), the condensation reaction can be easily controlled and a dense film can be easily obtained.

【0034】本発明では、反応終了後に得られた反応物
に沸点100〜250℃以上の化合物(C)を添加す
る。該化合物(C)としては、第一の発明で説明したも
のを、上記有機化合物(D)と化合物(E)との合計質
量100質量部に対して1〜1000質量部、より好ま
しくは10〜100質量部添加する。また、本発明にお
いては、該化合物(C)の添加は、本願発明の効果を損
なわない範囲で、前記化合物(A)または化合物(A)
の加水分解縮合物、例えばテトラアルコキシシランまた
はその加水分解縮合物とともに添加してもよい。
In the present invention, the compound (C) having a boiling point of 100 to 250 ° C. or higher is added to the reaction product obtained after completion of the reaction. As the compound (C), the compound described in the first invention is 1 to 1000 parts by mass, more preferably 10 to 100 parts by mass based on 100 parts by mass of the total of the organic compound (D) and the compound (E). Add 100 parts by mass. In addition, in the present invention, the addition of the compound (C) does not impair the effects of the present invention, and the compound (A) or the compound (A) is added.
It may be added together with the hydrolysis-condensation product of, for example, tetraalkoxysilane or its hydrolysis-condensation product.

【0035】なお、第二の発明においても、化合物
(C)を添加した後は、室温〜100℃、より好ましく
は室温で1〜24時間保持すると、表面平滑化に優れる
被覆用ケイ素組成物が得られる。
Also in the second invention, after the compound (C) is added, it is maintained at room temperature to 100 ° C., and more preferably at room temperature for 1 to 24 hours, to obtain a coating silicon composition excellent in surface smoothing. can get.

【0036】本願第二の発明において、該官能基(d)
と官能基(e)とのいずれかがアミノ基であり、同様
に、官能基(d)と官能基(e)とのいずれかがアミノ
基に対応するエポキシ基もしくはイソシアネート基であ
ることが好ましい。具体的には、該有機化合物(D)の
有する官能基(d)がアミノ基であり、該化合物(E)
の有する官能基(e)がエポキシ基もしくはイソシアネ
ート基である被覆用ケイ素組成物を用いて被覆用ケイ素
組成物を製造し、または該有機化合物(D)の有する官
能基(d)がエポキシ基もしくはイソシアネート基であ
り、該化合物(E)の官能基(e)がアミノ基を用いて
被覆用ケイ素組成物を製造する。
In the second invention of the present application, the functional group (d)
It is preferable that either of the functional group (e) and the functional group (e) is an amino group, and similarly, either the functional group (d) or the functional group (e) is an epoxy group or an isocyanate group corresponding to the amino group. . Specifically, the functional group (d) of the organic compound (D) is an amino group, and the compound (E) is
Is produced by using a coating silicon composition in which the functional group (e) has an epoxy group or an isocyanate group, or the functional group (d) possessed by the organic compound (D) is an epoxy group or An isocyanate group is used, and the functional group (e) of the compound (E) is an amino group to produce a coating silicon composition.

【0037】本発明では、上記発明1または2において
化合物(C)を添加して得た反応液をそのまま被覆用ケ
イ素組成物として使用することができるが、更に、本発
明の効果を損なわない範囲で、硬化触媒、濡れ性改良
剤、可塑剤、消泡剤、増粘剤等の無機・有機系各種添加
剤を必要に応じて添加し、被覆用ケイ素組成物として使
用することもできる。
In the present invention, the reaction liquid obtained by adding the compound (C) in the above-mentioned Invention 1 or 2 can be used as it is as a coating silicon composition. However, the effect of the present invention is not impaired. Then, various inorganic / organic additives such as a curing catalyst, a wettability improver, a plasticizer, a defoaming agent, and a thickener may be added as necessary and used as a coating silicon composition.

【0038】本発明の方法によって得られた被覆用ケイ
素組成物は、使用する化合物(A)、有機化合物
(D)、化合物(E)等の選択によってガスバリア性、
透明性、耐薬品性、表面平滑性などの特性が付与された
場合には、これらの特性を有しかつ表面平滑化に優れる
被覆用ケイ素組成物となる。例えば、化合物(A)がテ
トラアルコキシシランの場合には、耐薬品性、耐熱性、
ハードコート用途に有用である。同様に、有機化合物
(D)がポリエチレンイミンであり化合物(E)がエポ
キシ化合物の場合には、表面平滑性に優れるため、光学
用途に有用である。
The coating silicon composition obtained by the method of the present invention has a gas barrier property depending on the selection of the compound (A), the organic compound (D), the compound (E), etc.
When properties such as transparency, chemical resistance, and surface smoothness are given, the coating silicon composition has these properties and is excellent in surface smoothing. For example, when the compound (A) is tetraalkoxysilane, chemical resistance, heat resistance,
It is useful for hard coat applications. Similarly, when the organic compound (D) is polyethyleneimine and the compound (E) is an epoxy compound, it is excellent in surface smoothness and is useful for optical applications.

【0039】被覆用ケイ素組成物を上記基材に被覆する
方法は特に限定されず、例えば、スピンコーティング
法、ロールコーティング法、ディップコーティング法、
バーコーティング法、ダイコーティング法、ブレードコ
ーティング法、リバースコーティング法、或いはスプレ
ー等でコーティングすることができる。スピンコーティ
ング法によれば表面平滑性に優れる被膜を極めて薄膜か
つ均一に調製することができ、特に、ディスプレー用フ
ィルター、カラーフィルターなどの作製に優れる。
The method of coating the above-mentioned substrate with the coating silicon composition is not particularly limited, and examples thereof include a spin coating method, a roll coating method, a dip coating method,
The coating can be performed by a bar coating method, a die coating method, a blade coating method, a reverse coating method, a spray or the like. According to the spin coating method, a coating having excellent surface smoothness can be prepared extremely thinly and uniformly, and is particularly excellent in producing a display filter, a color filter and the like.

【0040】スピンコーティング法による被膜形成条件
は、公知のスピンコーターを従来の被覆用ケイ素組成物
を塗布するのと同じ条件で、使用することができる。
The spin coating method can be used under the same conditions as those for coating a known spin coater with a conventional coating silicon composition.

【0041】被覆用ケイ素組成物の被覆後は被膜の硬化
および乾燥を行うが、より早く硬化・乾燥させたい場合
には樹脂成形体の耐熱温度以下で加熱することが好まし
い。また、加熱に加えて加湿を行えば、さらに速やかに
硬化・乾燥が完了する。被膜の厚みは、乾燥後で0.0
1〜20μmの範囲が適している。好ましくは0.1〜
15μm、さらに好ましくは0.5〜10μmである。
被膜が0.01μmより薄いと被膜にピンホールが発生
しやすくなり、20μmより厚いと被膜にクラックが生
じることがある。
After coating the coating silicon composition, the coating is cured and dried, but if it is desired to cure and dry more quickly, it is preferable to heat the resin molded article at a temperature not higher than the heat resistant temperature. Further, if humidification is performed in addition to heating, curing and drying are completed more quickly. The thickness of the coating is 0.0 after drying.
A range of 1 to 20 μm is suitable. Preferably 0.1-
It is 15 μm, more preferably 0.5 to 10 μm.
If the coating is thinner than 0.01 μm, pinholes are likely to occur in the coating, and if it is thicker than 20 μm, cracks may occur in the coating.

【0042】上記のように、本願の製造方法によって得
られる被覆用ケイ素組成物は、カラーフィルターのオー
バーコート剤として有用であるが、ここに被覆の対象と
なるカラーフィルターは、従来公知のいずれのものであ
ってもよい。一般には、ガラスなどの透明基板上に、各
画素に対応する赤、緑、青各色のパターニングを有する
が、各画素の形成方法は、染色法、顔料分散法、電着
法、印刷法その他のいずれの方法であってもよく、透明
基板の種類も問わない。また、ブラックマトリクスを構
成する成分や、各画素を構成する赤、緑、青の染料、顔
料の種類、これに含まれるバインダーその他の成分の種
類や量なども制限はない。加えて、カラーフィルターが
アクティブマトリクス方式であるかTFT方式その他の
方式であるかも問わない。いずれにしても画素およびブ
ラックマトリクス上に該被覆用ケイ素組成物をオーバー
コート剤として被覆することで、その表面を平滑化でき
るからである。一般には、変更版を有するガラス基板上
にカラーフィルターを形成し、オーバーコート層の表面
に、必要に応じて、ITO電極、透明電極、その上に配
向膜を形成して、カラーフィルター基板とする。また、
該カラーフィルター基板と例えばTFT基板とで液晶を
挟み込んだ形態としてTFTカラー液晶ディスプレイと
することができる。
As described above, the coating silicon composition obtained by the production method of the present invention is useful as an overcoating agent for a color filter. The color filter to be coated here is any of the conventionally known ones. It may be one. Generally, a transparent substrate such as glass has a pattern of red, green, and blue colors corresponding to each pixel. The method of forming each pixel is a dyeing method, a pigment dispersion method, an electrodeposition method, a printing method, or the like. Either method may be used, and the type of the transparent substrate does not matter. Further, there is no limitation on the components constituting the black matrix, the types of red, green and blue dyes and pigments constituting each pixel, the types and amounts of the binder and other components contained therein. In addition, it does not matter whether the color filter is an active matrix type, a TFT type, or another type. In any case, the surface of the pixel and the black matrix can be smoothed by coating the coating silicon composition as an overcoating agent. Generally, a color filter is formed on a glass substrate having a modified plate, and an ITO electrode, a transparent electrode and an alignment film are formed on the surface of the overcoat layer, if necessary, to obtain a color filter substrate. . Also,
A TFT color liquid crystal display can be formed in such a form that liquid crystal is sandwiched between the color filter substrate and the TFT substrate.

【0043】[0043]

【実施例】以下実施例によって本発明をさらに詳述する
が、下記実施例は本発明を制限するものではなく、本願
発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは全て
本発明の技術範囲に包含される。なお、耐薬品性、表面
平滑性は、以下の方法で評価した。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples do not limit the present invention, and all modifications that are made without departing from the spirit of the present invention are within the technical scope of the present invention. Included in. The chemical resistance and surface smoothness were evaluated by the following methods.

【0044】(1)耐薬品性 (i)酸・塩基耐性:2%HCl、2%NaOH水溶液
中に1分間浸漬し、外観に変化なしを○、膜に剥がれ等
変化ありを×とした。
(1) Chemical resistance (i) Acid / base resistance: Immersed in an aqueous solution of 2% HCl and 2% NaOH for 1 minute, the appearance was not changed, and the film was peeled or changed.

【0045】(ii)有機溶媒耐性:γ−ブチロラクトンに
浸漬後すぐに拭き取り、100℃5分乾燥させ、外観に
変化なしを○、膜に剥がれ等変化ありを×とした。
(Ii) Resistance to organic solvent: Immediately after being immersed in γ-butyrolactone, it was wiped off and dried at 100 ° C. for 5 minutes. The appearance was not changed, and the film was peeled or changed.

【0046】(2)表面平滑性 AFM測定で、表面凹凸が3nm以上を×、3nm未満
を○とした。
(2) Surface smoothness In the AFM measurement, surface irregularities of 3 nm or more were evaluated as x, and less than 3 nm was evaluated as o.

【0047】<実施例1>窒素雰囲気中62℃の有機化
合物(D)としてのポリエチレンイミン30g(日本触
媒製;商品名「エポミンSP−018」、分子量180
0)とエタノール150gとの混合液へ、化合物(A)
(化合物(E)にも該当)としてのγ−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシラン28gとエタノール80gと
の混合液を加えて温度60℃で3時間反応させた。この
反応液を室温まで冷却し、これに水9gとエタノール6
5gとの混合液を加えて30分間、加水分解縮合反応さ
せた。これにテトラメトキシシラン加水分解縮合物13
5g(多摩化学製;商品名「Mシリケート51」)と化
合物(C)としてのプロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテート100gとの混合液を加え、1時間反
応させて被覆用ケイ素組成物(1)を得た。
Example 1 Polyethyleneimine as an organic compound (D) at 62 ° C. in a nitrogen atmosphere 30 g (manufactured by Nippon Shokubai; trade name “Epomin SP-018”, molecular weight 180)
0) and 150 g of ethanol into a mixed solution of compound (A)
A mixed solution of 28 g of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (which also corresponds to the compound (E)) and 80 g of ethanol was added, and the mixture was reacted at a temperature of 60 ° C. for 3 hours. The reaction solution was cooled to room temperature, to which 9 g of water and 6 parts of ethanol were added.
A mixed solution with 5 g was added and a hydrolysis condensation reaction was carried out for 30 minutes. And tetramethoxysilane hydrolysis condensate 13
A mixed solution of 5 g (manufactured by Tama Chemical; trade name “M silicate 51”) and 100 g of propylene glycol monomethyl ether acetate as the compound (C) was added and reacted for 1 hour to obtain a coating silicon composition (1). .

【0048】<実施例2>窒素雰囲気中62℃の有機化
合物(D)としてのポリエチレンイミン30g(日本触
媒製;商品名「エポミンSP−018」、分子量180
0)とエタノール150gとの混合液へ、化合物(A)
(化合物(E)にも該当)γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン28gとエタノール80gとの混合液
を加えて温度60℃で3時間反応させた。この反応液を
室温まで冷却し、これに水13gとエタノール65gと
の混合液を加えて30分反応させた。これにテトラメト
キシシラン加水分解縮合物150g(多摩化学製;商品
名「Mシリケート51」)と化合物(C)としてのプロ
ピレングリコールモノメチルエーテルアセテート120
gとの混合液を加え、1時間反応させて被覆用ケイ素組
成物(2)を得た。
Example 2 Polyethyleneimine as an organic compound (D) at 62 ° C. in a nitrogen atmosphere 30 g (manufactured by Nippon Shokubai; trade name “Epomin SP-018”, molecular weight 180)
0) and 150 g of ethanol into a mixed solution of compound (A)
(Also applicable to the compound (E)) A mixed solution of 28 g of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 80 g of ethanol was added and reacted at a temperature of 60 ° C for 3 hours. This reaction liquid was cooled to room temperature, and a mixed liquid of 13 g of water and 65 g of ethanol was added thereto and reacted for 30 minutes. To this, 150 g of tetramethoxysilane hydrolyzed condensate (manufactured by Tama Chemical; trade name "M silicate 51") and propylene glycol monomethyl ether acetate 120 as compound (C)
A mixed solution with g was added and reacted for 1 hour to obtain a coating silicon composition (2).

【0049】<実施例3>実施例1で得た被覆用ケイ素
組成物(1)を30cm角のガラス板に3000rpm
で3秒間回転してスピンコーターで塗布し、120℃で
5分間乾燥して被覆ガラス板(2)を得た。得られた被
覆ガラス板(1)の評価を表1に示す。
<Example 3> The coating silicon composition (1) obtained in Example 1 was applied to a 30 cm square glass plate at 3000 rpm.
The coated glass plate (2) was obtained by applying a spin coater while rotating for 3 seconds, and drying at 120 ° C. for 5 minutes. The evaluation of the obtained coated glass plate (1) is shown in Table 1.

【0050】<実施例4>ガラス板上に蒸着クロムを含
有するブラックマトリックスとイミド系樹脂を分散バイ
ンダーとしたRGB層を有するカラーフィルターに、実
施例1で得た被覆用ケイ素組成物(1)を被覆し、乾燥
させた。得られた被覆カラーフィルター(1)の評価結
果を表1に示す。
<Example 4> The coating silicon composition (1) obtained in Example 1 was applied to a color filter having a RGB matrix containing a black matrix containing vapor-deposited chromium on a glass plate and an imide resin as a dispersion binder. Was coated and dried. Table 1 shows the evaluation results of the obtained coated color filter (1).

【0051】<実施例5>実施例1の被覆用ケイ素組成
物(1)を実施例2で得た被覆用ケイ素組成物(2)に
代えた以外は、実施例3と同様にして被覆ガラス板
(2)を得た。得られた被覆ガラス板(2)の評価を表
1に示す。
Example 5 Coated glass in the same manner as in Example 3 except that the coating silicon composition (1) of Example 1 was replaced with the coating silicon composition (2) obtained in Example 2. A plate (2) was obtained. The evaluation of the obtained coated glass plate (2) is shown in Table 1.

【0052】<実施例6>実施例1の被覆用ケイ素組成
物(1)を実施例2で得た被覆用ケイ素組成物(2)に
代えた以外は、実施例4と同様にして被覆カラーフィル
ター(2)を得た。得られた被覆カラーフィルター
(2)の評価を表1に示す。
Example 6 A coating color was obtained in the same manner as in Example 4 except that the coating silicon composition (1) of Example 1 was replaced with the coating silicon composition (2) obtained in Example 2. A filter (2) was obtained. The evaluation of the obtained coated color filter (2) is shown in Table 1.

【0053】<比較例1>実施例1で使用したプロピレ
ングリコールモノメチルエーテルアセテートを使用せ
ず、溶媒のエタノールで同じ濃度になるように調整した
以外は実施例1と同様にして、比較被覆用ケイ素組成物
(1)を得た。この比較被覆用ケイ素組成物(1)を実
施例2と同様にして比較被覆ガラス板(1)を得た。得
られた比較ガラス板(1)の評価を表1に示す。
Comparative Example 1 Comparative coating silicon was prepared in the same manner as in Example 1 except that the propylene glycol monomethyl ether acetate used in Example 1 was not used and the solvent was adjusted to have the same concentration with ethanol. A composition (1) was obtained. This comparative coating silicon composition (1) was treated in the same manner as in Example 2 to obtain a comparative coated glass plate (1). Table 1 shows the evaluation of the obtained comparative glass plate (1).

【0054】[0054]

【表1】 [Table 1]

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明の被覆用ケイ素組成物は、少なく
ともSiOR1基を有する化合物(A)を炭素数1〜3
の水溶性有機溶媒(B)中で加水分解縮合し、次いで沸
点100〜250℃の化合物(C)を加えることで、表
面平滑性に優れる被覆用ケイ素組成物を製造することが
できる。該化合物(A)が他の官能基を有していてもよ
く、該他の官能基と反応する官能基を有する他の化合物
との該官能基同士の反応を更に行なうことで、特定の特
性、例えば、可撓性、ガスバリア性、絶縁性、透明性、
耐薬品性に優れる被覆用ケイ素組成物を調製することが
できる。本発明の製造方法で得られる被覆用ケイ素組成
物は、特にスピンコーティング法による被覆に優れてお
り、透明性、表面平滑性に優れるためカラーフィルター
用オーバーコート剤としての使用に有用である。また、
得られるカラーフィルターは、その表面が平滑であるた
め鮮明な画像を得る事ができる。
The coating silicon composition of the present invention comprises a compound (A) having at least a SiOR 1 group and having 1 to 3 carbon atoms.
By hydrolytically condensing in the water-soluble organic solvent (B) and then adding the compound (C) having a boiling point of 100 to 250 ° C., a coating silicon composition having excellent surface smoothness can be produced. The compound (A) may have another functional group, and by further reacting the functional groups with another compound having a functional group that reacts with the other functional group, specific characteristics can be obtained. , For example, flexibility, gas barrier property, insulating property, transparency,
A coating silicon composition having excellent chemical resistance can be prepared. The coating silicon composition obtained by the production method of the present invention is particularly excellent in coating by a spin coating method, and is excellent in transparency and surface smoothness, and thus is useful as an overcoating agent for color filters. Also,
Since the surface of the obtained color filter is smooth, a clear image can be obtained.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 SiOR1基(ただし、R1は、水素原
子、アルキル基またはアシル基である。)を有する化合
物(A)を炭素数1〜3の水溶性有機溶媒(B)中で加
水分解縮合し、次いで沸点100〜250℃の化合物
(C)を加えることを特徴とする被覆用ケイ素組成物の
製造方法。
1. A compound (A) having a SiOR 1 group (wherein R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group or an acyl group) is hydrolyzed in a water-soluble organic solvent (B) having 1 to 3 carbon atoms. A method for producing a coating silicon composition, which comprises decomposing and condensing, and then adding a compound (C) having a boiling point of 100 to 250 ° C.
【請求項2】 SiOR1基(ただし、R1は、水素原
子、アルキル基またはアシル基である。)以外の官能基
(d)を有する有機化合物(D)と、有機化合物(D)
の有する官能基(d)と反応するSiOR1基以外の官
能基(e)およびSiOR1基を有する化合物(E)と
を、 炭素数1〜3の水溶性有機溶媒(B)を含む溶媒中で、
該有機化合物(D)の官能基(d)と該化合物(E)の
官能基(e)とを反応および該SiOR1基の加水分解
縮合反応させ、次いで沸点100〜250℃以上の化合
物(C)を加えることを特徴とする被覆用ケイ素組成物
の製造方法。
2. An organic compound (D) having a functional group (d) other than a SiOR 1 group (wherein R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group or an acyl group), and an organic compound (D).
In a solvent containing a water-soluble organic solvent (B) having 1 to 3 carbon atoms, a functional group (e) other than the SiOR 1 group and a compound (E) having a SiOR 1 group which react with the functional group (d) so,
The functional group (d) of the organic compound (D) and the functional group (e) of the compound (E) are reacted and the SiOR 1 group is hydrolyzed and condensed, and then the compound (C having a boiling point of 100 to 250 ° C. or higher is used. ) Is added, the manufacturing method of the silicon composition for coating characterized by the above-mentioned.
【請求項3】 請求項1または2に記載の製造方法で得
られた被覆用ケイ素組成物。
3. A silicon composition for coating obtained by the method according to claim 1 or 2.
【請求項4】 請求項3に記載の被覆用ケイ素組成物を
スピンコーティング法により被覆することを特徴とする
被覆体の製造方法。
4. A method for producing a coated body, which comprises coating the coating silicon composition according to claim 3 by a spin coating method.
【請求項5】 請求項3記載の被覆用ケイ素組成物を被
覆したカラーフィルター。
5. A color filter coated with the coating silicon composition according to claim 3.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005353426A (en) * 2004-06-11 2005-12-22 Dainippon Printing Co Ltd Filter substrate and color display using it
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