JP3207197B2 - ガラス保護膜の製造方法 - Google Patents
ガラス保護膜の製造方法Info
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Description
くは、アルカリ含有ガラス、特にソーダガラスのガラス
やけやソーダ分溶出を抑制するための保護膜としてのセ
ラミックコーティングの製造方法に関する。
け、即ち、雰囲気中の水分とガラス表面のナトリウムが
反応して、接触部にナトリウム分に富んだ霞状異物を生
じたり、さらにガラス内部のナトリウムがイオンの形で
表層部に平衡拡散したり、水分中の水素イオンとアルカ
リイオンの相互拡散により、ソーダ分が表面に溶出して
しまう。また、ガラス取扱い時に、他の部材との接触に
より表面に接触傷が発生し強度が低下する、あるいは平
滑性が損なわれる問題がある。これらの問題点を解消す
るために、ソーダガラス表面にシリカフィルムを形成す
る方法が検討されている。
スパッター法があるが、量産性に劣るという欠点があ
る。これに対して、珪素化合物RnSi(OH)4-nとガラス
質形成剤を有機溶媒に溶解した塗布液をガラス表面に塗
布し、これを焼成して酸化珪素SiO2を主成分とする被膜
を形成する量産性に優れた方法が開発された。
て各種プリセラミックポリマーをコーティングすること
が検討されている。破壊の起点となるキズを埋めて強度
向上を図るものである。
質形成剤に有機バインダーを加えたものであり、スピン
コーティング、ディッピング等の施工法によって、ガラ
ス表面に塗布、500℃程度の温度で焼成しSiO2膜を形成
させるが、熱分解収率が高くないため、緻密性が十分で
はなく、また、形成膜の厚さは0.05〜0.2ミクロン程度
で厚膜化が困難という問題がある。このため、厚膜化が
可能で、ピンホール発生の少ない緻密な膜の開発が望ま
れている。
おいても、コーティングとガラスとの密着性、緻密性、
平滑性、厚膜化などの点においてまだ改良の余地があ
る。
〜500,000の範囲の無機ポリシラザンをアルカリ含有ガ
ラス上に塗布し、200℃以上の温度で焼成することを特
徴とするガラス保護膜(セラミックコーティング)の製
造方法を提供する。
素及び窒素を必須成分とし、酸素、水素及び金属類(元
素周期律表第I族〜第VIII族の金属元素の群から選択さ
れる1種又は2種以上の金属)の群から選択される少な
くとも1種を任意成分とし、各元素の比率が原子比で表
わしてN/Si 3以下、O/Si 15以下、M/Si 5以下(Mは元
素周期律表第I族〜第VIII族の金属元素の群から選択さ
れる上記1種又は2種以上の金属)であり、かつ非晶質
であることを特徴とする。
を必須成分とし、酸素及び金属類を任意の成分とするコ
ーティング膜であり、結晶性については、結晶又は非晶
質の如何を問わないが、実質的に非晶質であるものが好
ましい。
の大きさ(X線回折半値巾法(JONES法)を用いて測
定)がすべての方位で2000Å以下の微結晶相を含有する
ものが好ましい。特に好ましい結晶子の大きさは1000Å
以下であり、更に好ましい結晶子の大きさは500Å以下
である。
元素の比率は原子比で表わして、 N/Si 3以下 O/Si 15以下 M/Si 5以下 であり、好ましい原子比は、 N/Si 1.4以下 O/Si 10以下 M/Si 2.5以下 である。更に好ましい原子比は、 N/Si 1.3以下 O/Si 4以下 M/Si 1以下 である。
コーティング膜の強度を発揮することができない。
金属元素の群から選択される少なくとも1種が用いられ
るが、更に好ましい金属は元素周期律表第I a族及び第I
II族〜第V族の金属元素の群から選択される一種又は二
種以上の金属が挙げられるが、特に好ましい金属はアル
ミニウム、チタン、ジルコニウム等である。
〜500,000の範囲の環状又は鎖状の無機ポリシラザン又
はこれらの混合物、さらにはその複合物からなるポリシ
ラザンを塗布し、焼成して得ることができる。
えばジクロロシランをピリジンの如き塩基と反応させて
得られるジクロロシランと塩基とのアダクトを更にアン
モニアと反応させることにより得ることができる(特開
昭60−145903号参照)。
の(数平均分子量200〜500,000)(特願昭62−202765号
及び同63−74918号参照)、あるいは上記無機ポリシラ
ザンのアンモニア又はヒドラジンによる脱水素縮合反応
により改質したポリシラザンを用いることができる(特
願昭62−202767及び同63−74919号参照)。
示したポリメタロシラザン、あるいは特開昭62−195024
号公報に開示したポリシロキサザンなども使用すること
ができる。
後、塗布及び焼成して、セラミックコーティングガラス
を製造する。
ンコート、ハケ塗り、スプレー等の各種手法により各種
ガラス上に塗布する。ポリシラザン自体、分子量に応じ
て適当な粘度を有する液体であるので、そのまま塗布で
きるが、必要に応じて各種有機溶剤に溶解して塗布液と
する。
化処理の必要がなく、融解による塗膜のダレ等が発生し
ない。
特にソーダガラスである。本発明のセラミックコーティ
ングはアルカリ分(ソーダ分)の溶出に対する保護作用
に優れているので、特に有効である。
や、アンモニア、水素あるいはそれらの混合物からなる
気体の雰囲気下において実施される。焼成温度は、通
常、200℃〜1000℃であり、焼成時間は1分から10時間
である。最高熱処理温度はガラスの種類に依存するもの
である。
有する。
さく、ピンホールやワレが発生しにくい。したがって、
緻密質であり、かつ厚膜化(例えば2μm以上)が可能
である。つまり、耐アルカリ性、強度、硬度、平滑性の
向上に対する寄与が大きい。
ポリマーであるため、化学的に活性であり、Si,Oを中心
組成とするガラスとの接着性が高い。このため、焼成後
においても、ガラスとの接着強度が高い。
融化処理の必要がなく、融解による塗膜のダレ等が発生
しない。
を生かして、薄膜トランジスタ方式液晶パネル用ガラス
基板、その他の光学用ガラス、各種窓ガラスなどに広く
適用できる。
可能、ガラスとの密着性良好なので、ガラスの強度、硬
度、平滑性向上あるいはアルカリガラスの保護膜として
有効である。
ニカルスターラー、ジュワーコンデンサーを装置した。
反応器内部を脱酸素した乾燥窒素で置換した後、四つ口
フラスコに脱気した乾燥ピリジン5Lを入れ、これを氷冷
した。次にジクロロシラン516gを加えると白色固体状の
アダクト(SiH2Cl2・2C5H6N)が生成した。反応混合物
を氷冷し、攪拌しながら、水酸化ナトリウム管及び活性
炭管を通して精製したアンモニア510gを吹き込んだ。反
応終了後、反応混合物を遠心分離し、乾燥ピリジンを用
いて洗浄した後、さらに窒素雰囲気下で濾過して、濾液
8.5Lを得た。得られた無機ポリシラザンの数平均分子量
はGPCにより測定したところ、980であった。
(無機ポリシラザン濃度、6.2%)200mLを内容積300mL
の耐圧反応容器に入れ、窒素雰囲気、密閉系で120℃で
3時間攪拌しながら反応を行った。この間大量の気体が
発生したが、ガスクロマトグラフィー測定により、この
気体は水素であった。反応前後における圧力上昇は2kg/
cm2であった。室温に冷却後、乾燥O−キシレン400mLを
加え、圧力3〜5mmHg、温度50〜70℃で溶媒を除いたと
ころ、白色粉末が10.9g得られ、この粉末は有機溶媒に
可溶であった。該重合体粉末の数平均分子量は1388、重
量平均分子量は3968、Si/N比は1.33であった。
分子量Mn:1388、重量平均分子量Mw:3968、Si/N比:1.3
3)の20wt% O−キシレン溶液を用い、ディップコーテ
ィング法により、ソーダガラス基板と直径4φ×長さ40
(mm)のソーダガラス棒へ塗布した。乾燥後、前者は50
0℃×1h,N2中で熱処理し、Si−O−N系コーティングと
し、後者は500℃×1h、大気中で熱処理し、Si−O−N
系コーティングとした。膜厚は、いずれも約0.5μmで
あり、ピンホール、ワレ等は観察されなかった。
ビッカース硬度計により測定した結果、ソーダガラス基
板の450Kgf/mm2に対し、823Kgf/mm2へと増加した。ま
た、コーティングしたソーダガラス棒の3点曲げ強度を
測定した結果、同一熱履歴を経たソーダガラス棒の14Kg
f/mm2に対して、37Kgf/mm2へと増加した。
分子量Mn:1388、重量平均分子量Mw:3968、Si/N比:1.3
3)の40wt% O−キシレン溶液を用い、ディップコーテ
ィング法により、ソーダガラス基板へ塗布した。乾燥
後、500℃×1h、大気中で熱処理したところ、ピンホー
ル、ワレのない膜厚2μmの緻密質なSiO2コーティング
を得た。
(無機ポリシラザン濃度、6.2%)100mLを内容積300mL
の耐圧反応容器に入れ、精製した無水アンモニア4.5gを
加え、密関係で50で3時間攪拌をしながら反応を行っ
た。この間大量の気体が発生したが、ガスクロマトグラ
フィー測定により、この気体は水素であった。反応前後
における圧力上昇は1kg/cm2であった。室温に冷却後、
乾燥O−キシレン300mLを加え、圧力3〜5mmHg、温度50
〜70℃で溶媒を除いたところ、白色粉末が8.0g得られ、
この粉末は有機溶媒に可溶であった。該重合体粉末の数
平均分子量は2352、重量平均分子量は10735、Si/N比は
1.05であった。
子量Mn:2352、重量平均分子量Mw:10735、Si/N比:1.05)
の10wt% O−キシレン溶液を用い、スピンコーターによ
り、ソーダガラス基板へ塗布した。乾燥後、500℃×30m
in.大気中で熱処理し、SiO2膜とした。膜厚は1100Åで
あった。
中に浸漬し、Na溶出量を分析したところ、0.16μg/cm2
であり、素板ソーダガラスの1.68μg/cm2に比べ、1/10
程度に低下した。また、従来法(東京応化製OCD使用)
による同一膜厚(1100Å)のSiO2コーティングの場合、
0.90μg/cm2であり、本発明の方法に従うポリシラザン
によるSiO2コーティングの方が、明らかに優れることが
わかった。
ート法の方法に従い、ソーダガラス(厚さ1mm)表面にS
iO2コーティングを施した。
を下記表に示す。
膜性に優れ、アルカリガラスの保護、ガラスの強度、硬
度、平滑性の向上に効果がある。
Claims (1)
- 【請求項1】一般式 で表される繰り返し単位を有し、数平均分子量が約100
〜500,000の範囲の無機ポリシラザンをアルカリ含有ガ
ラス上に塗布し、200℃以上の温度で焼成することを特
徴とするガラス保護膜の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25408090A JP3207197B2 (ja) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | ガラス保護膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25408090A JP3207197B2 (ja) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | ガラス保護膜の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04132635A JPH04132635A (ja) | 1992-05-06 |
JP3207197B2 true JP3207197B2 (ja) | 2001-09-10 |
Family
ID=17259949
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25408090A Expired - Lifetime JP3207197B2 (ja) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | ガラス保護膜の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3207197B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3696939B2 (ja) * | 1995-08-11 | 2005-09-21 | 東京応化工業株式会社 | シリカ系被膜の形成方法 |
JPH09183949A (ja) * | 1995-12-28 | 1997-07-15 | Tonen Corp | ハードコート膜を被覆した物品及びハードコート膜の被覆方法 |
WO2011121811A1 (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-06 | 東洋ガラス株式会社 | ガラス容器及びガラス容器の内面処理方法 |
US11724963B2 (en) * | 2019-05-01 | 2023-08-15 | Corning Incorporated | Pharmaceutical packages with coatings comprising polysilazane |
-
1990
- 1990-09-26 JP JP25408090A patent/JP3207197B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPH04132635A (ja) | 1992-05-06 |
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