JP4725735B2 - Method for producing silica film laminated film for gas barrier - Google Patents

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本発明は、電子材料、医薬品、食品、化粧品、煙草、トイレタリーなどの分野に用いられ、特に水蒸気および/または酸素の透過を阻止するのに好適なガスバリア用シリカ膜積層フィルムの製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a gas barrier silica film laminated film which is used in the fields of electronic materials, pharmaceuticals, foods, cosmetics, tobacco, toiletries, and the like, and particularly suitable for preventing permeation of water vapor and / or oxygen.

電子材料、医薬品、食品、化粧品、煙草、トイレタリーなどの分野では、高品位な防湿フィルム、ガスバリアフィルムが求められている。
例えば、食品用包装材料としては、蛋白質、油脂類などの内容物の酸化などによる変質を防止し、味などの品質保持のために、酸素、水蒸気、その他内容物を変質させるガスを透過させないガスバリア性を有する材料が求められている。
このような要求に対し、特許文献1には、高分子樹脂組成物からなる基材上に、1種以上の金属アルコキシドまたはその加水分解物と、分子中に少なくとも2個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物との混合溶液を主とするコーティング用組成物を塗布し、加熱乾燥してなるガスバリア性被膜層を形成したガスバリア材が提案されている。しかし、このガスバリア材には、イソシアネート基を有するイソシアネート化合物の他、メラミン、ホルムアルデヒド、塩化スズなどが含有されており、医療品用途や食品用途に用いた場合、人体へ間接的に経口する可能性があり、人体に対して有害であるという問題点を有している。
In the fields of electronic materials, pharmaceuticals, foods, cosmetics, tobacco, toiletries, etc., high-quality moisture-proof films and gas barrier films are required.
For example, as food packaging materials, gas barriers that prevent oxygen, water vapor, and other gases that alter the contents from permeating to prevent quality changes such as oxidation of contents such as proteins and fats and oils, and maintaining quality such as taste. There is a need for a material having properties.
In response to such a requirement, Patent Document 1 has one or more metal alkoxides or hydrolysates thereof and at least two or more isocyanate groups in the molecule on a base material made of a polymer resin composition. There has been proposed a gas barrier material in which a gas barrier coating layer is formed by applying a coating composition mainly composed of a mixed solution with an isocyanate compound and heating and drying. However, this gas barrier material contains an isocyanate compound having an isocyanate group, as well as melamine, formaldehyde, tin chloride, etc., and when used for medical or food applications, it may be orally administered to the human body. There is a problem that it is harmful to the human body.

また、特許文献2では、イソシアネートなどを含まず、毒性の低いポリビニルアルコールからなるコート材が提案されている。しかし、このような材料は、食品用のレトルト包装用途などに使用する材料としては、レトルト処理条件下(120℃以上の高温多湿条件)でガスバリア性が不足しており、十分でない。
一方、有機EL素子は、通常、陽極としてはインジウム・スズ酸化物(ITO)のような透明電極が用いられ、陰極としては電子注入を効率よく行うために、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、銀合金、リチウム合金などの仕事関数の低い金属電極が用いられる。しかしながら、これらの陰極材料は、大気中の水分や酸素により容易に酸化し、その結果、陰極が有機層から剥離し一般にダークスポット、すなわち素子の発光面において発光しない部分と呼ばれる欠陥が発生する。この有機EL素子内のダークスポットの数や大きさは、長期間の素子の保存または駆動の際に増加する。このため、有機EL素子の最大の問題点である耐久性の短さをもたらしている。有機EL素子のダークスポットによる劣化が改善されず発光特性が不安定であると、ファクシミリ、複写機、液晶ディスプレイのバックライトなどの光源としては大きな問題であり、フラットパネル・ディスプレイなどの表示素子としても望ましくない。
Patent Document 2 proposes a coating material made of polyvinyl alcohol that does not contain isocyanate and has low toxicity. However, such a material is not sufficient as a material used for food retort packaging and the like because the gas barrier property is insufficient under retort processing conditions (high temperature and humidity conditions of 120 ° C. or higher).
On the other hand, in an organic EL element, a transparent electrode such as indium tin oxide (ITO) is usually used as an anode, and magnesium, aluminum, calcium, a silver alloy, A metal electrode having a low work function such as a lithium alloy is used. However, these cathode materials are easily oxidized by moisture and oxygen in the atmosphere. As a result, the cathode is peeled off from the organic layer, and generally a defect called a dark spot, that is, a portion that does not emit light on the light emitting surface of the device is generated. The number and size of dark spots in the organic EL element increase when the element is stored or driven for a long period of time. For this reason, the shortness of durability which is the biggest problem of the organic EL element is brought about. If the degradation of organic EL elements due to dark spots is not improved and the light emission characteristics are unstable, it is a major problem as a light source for backlights of facsimiles, copiers, and liquid crystal displays. As a display element for flat panel displays, etc. Is also undesirable.

このように、有機EL素子の安定性を向上させ信頼性を高めるために、この素子を大気中の水分や酸素から保護するための封止が必要不可欠である。通常は、ポリクロロトリフルオロエチレン(以下、PCTFEと略す。)を主体とした積層フィルムや、透明プラスチックフィルム上にケイ素系やアルミニウム系の透明酸化物薄膜を設けた透明プラスチックフィルムなどの防湿性能の優れた透明フィルムにより封止されて使用されている。しかしながら、前者のPCTFEを主体とした積層フィルムは極めて高価であるために最終的なバックライトの製造コストが高くなるばかりでなく、発光体層をヒートシールする際、エッジの段差部がシール圧で薄肉化し、そこからの吸湿によりELの輝度が周辺部から低下するという問題がある。また、ケイ素、アルミニウム系の透明酸化物薄膜を蒸着法により積層させた透明フィルムも提案されているが、いずれも防湿性能が充分ではなく、前面からのEL素子の耐黒化性、防湿性およびガスバリア性を十分に満足させる封止方法および封止材は存在せず、その開発が望まれている。
特開平7−266485号公報 特許第14762095号公報
Thus, in order to improve the stability and enhance the reliability of the organic EL element, sealing for protecting the element from moisture and oxygen in the atmosphere is indispensable. Usually, it has moisture-proof performance such as a laminated film mainly composed of polychlorotrifluoroethylene (hereinafter abbreviated as PCTFE) and a transparent plastic film in which a silicon-based or aluminum-based transparent oxide thin film is provided on a transparent plastic film. Used by being sealed with an excellent transparent film. However, the former laminated film mainly composed of PCTFE is extremely expensive, so that not only the final backlight manufacturing cost is increased, but also when the light emitting layer is heat-sealed, the edge stepped portion is caused by the sealing pressure. There is a problem that the brightness of the EL decreases from the periphery due to thinning and moisture absorption from the thinned portion. In addition, transparent films in which silicon and aluminum-based transparent oxide thin films are laminated by a vapor deposition method have been proposed, but none of them has sufficient moisture-proof performance, and the blackening resistance, moisture resistance, and There is no sealing method and sealing material that sufficiently satisfy the gas barrier properties, and development thereof is desired.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-266485 Japanese Patent No. 14762095

本発明の目的は、防湿性およびガスバリア性にすぐれたシリカ膜を積層したフィルムの製造方法を提供することにある。   The objective of this invention is providing the manufacturing method of the film which laminated | stacked the silica membrane excellent in moisture resistance and gas barrier property.

本発明の他の目的および利点は、以下の説明から明らかになろう。   Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.

本発明によれば、本発明の上記目的は、第1は、耐熱性媒体上に、式Si(ここで、nは3以上の整数を表し、mはn〜2n+2の整数を表す)で表されるポリシラン化合物を含有する塗膜を形成し、次いで該塗膜に酸化処理を施し液体金属上にシリカ膜を形成し、該シリカ膜上に樹脂溶液を成膜することを特徴とするガスバリア用シリカ膜積層フィルムの製造方法によって達成される。 According to the present invention, the above object of the present invention is that, first, on a heat-resistant medium, the formula Si n H m (where n represents an integer of 3 or more and m represents an integer of n to 2n + 2). ), A coating film containing the polysilane compound is formed, and then the coating film is oxidized to form a silica film on the liquid metal, and a resin solution is formed on the silica film. This is achieved by the method for producing a gas barrier silica film laminated film.

本発明によれば、各種用途に有用なガスバリア性に優れたシリカ膜積層フィルムの製造方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the silica membrane laminated film excellent in the gas barrier property useful for various uses is provided.

以下に本発明を詳細に説明する。   The present invention is described in detail below.

本発明で使用されるポリシラン化合物は、式Si(ここで、nは3以上の整数を表し、mはn〜2n+2の整数を表す)で表される。上記ポリシラン化合物は、鎖状、環状、またはかご状であることができるが、ポリシラン化合物の熱力学的安定性、精製の容易性、および後述する溶媒に対する溶解性などの点で、nが3〜50程度のポリシラン化合物が好ましい。nが3より小さい場合にはポリシラン化合物の成膜性に難点が生じる場合があり、またnが50より大きい場合にはポリシラン化合物の凝集力に起因する溶解性の低下が認められる場合があり、使用する溶媒の選択の幅が狭まる。
さらに好ましくは、式Sin2n+2で表される水素化鎖状ポリシラン、式Si2nで表される水素化環状ポリシラン、および式Siで表される水素化かご状ポリシラン化合物が好適に用いられる。これらのうち特に好ましくは式Si2nで表される水素化環状ポリシランである。なお、「かご状」とは、プリズマン骨格、キューバン骨格、5角柱型骨格等を含むものを意味する。
上記各式におけるnは、水素化鎖状ポリシランおよび水素化環状ポリシランにおいて、好ましくは3〜50の整数であり、水素化かご状ポリシランにおいて、好ましくは6〜50の整数である。このようなポリシラン化合物は、単独で、または2種以上を混合して使用することができる。
The polysilane compound used in the present invention is represented by the formula Si n H m (where n represents an integer of 3 or more, and m represents an integer of n to 2n + 2). The polysilane compound may be a chain, a ring, or a cage, but n is 3 to 3 in terms of thermodynamic stability, ease of purification, solubility in a solvent described later, and the like. About 50 polysilane compounds are preferred. When n is smaller than 3, there may be a difficulty in film formation of the polysilane compound, and when n is larger than 50, a decrease in solubility due to the cohesive force of the polysilane compound may be observed, The range of selection of the solvent to be used is narrowed.
More preferably, a hydrogenated chain polysilane represented by the formula Si n H 2n + 2 , a hydrogenated cyclic polysilane represented by the formula Si n H 2n , and a hydrogenated cage polysilane compound represented by the formula Si n H n are provided. Preferably used. Of these, hydrogenated cyclic polysilane represented by the formula Si n H 2n is particularly preferable. The “cage shape” means a structure including a Prisman skeleton, a Cuban skeleton, a pentagonal skeleton, and the like.
N in the above formulas is preferably an integer of 3 to 50 in the hydrogenated chain polysilane and hydrogenated cyclic polysilane, and preferably an integer of 6 to 50 in the hydrogenated cage polysilane. Such polysilane compounds can be used alone or in admixture of two or more.

上記ポリシラン化合物は、所望の構造単位を有するモノマーを原料として、例えば以下の方法により製造することができる。(a)アルカリ金属の存在下にハロシラン類を脱ハロゲン縮重合させる方法(いわゆる「キッピング法」、J.Am.Chem.Soc.,110,2342(1988)およびMacromolecules,23,3423(1990)参照);(b)電極還元によりハロシラン類を脱ハロゲン縮重合させる方法(J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,1161(1990)およびJ.Chem.Soc.,Chem.Commun.,896(1992)参照);(c)金属触媒の存在下にヒドロシラン類を脱水素縮重合させる方法(特開平4−334551号公報参照):(d)ビフェニルなどで架橋されたジシレンのアニオン重合による方法(Macro molecules,23,4494(1990)参照)。(e)フェニル基やアルキル基で置換された環状ケイ素化合物を上記の方法で合成した後、公知の方法(例えば、Z.Anorg.Allg.Chem.,459,123−130 (1979)など)によりヒドロ置換体やハロゲン置換体などに誘導することができる。これらのシクロシラン化合物は公知の方法(例えば、E.Henggeら Mh.Chem.第106巻、503頁、1975年参照)で合成することができる。 The polysilane compound can be produced, for example, by the following method using a monomer having a desired structural unit as a raw material. (A) A method of dehalogenating polycondensation of halosilanes in the presence of an alkali metal (see “Kipping method”, J. Am. Chem. Soc., 110 , 2342 (1988) and Macromolecules, 23 , 3423 (1990). (B) Dehalogenation condensation polymerization of halosilanes by electrode reduction (J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1161 (1990) and J. Chem. Soc., Chem. Commun., 896 (1992)). (C) a method of dehydrocondensation of hydrosilanes in the presence of a metal catalyst (see JP-A-4-334551): (d) a method by anionic polymerization of disilene crosslinked with biphenyl or the like (Macro) see molecules, 23, 4494 (1990). ). (E) After synthesizing a cyclic silicon compound substituted with a phenyl group or an alkyl group by the above-described method, it is known by a known method (for example, Z. Anorg. Allg. Chem., 459 , 123-130 (1979)). It can be derived into a hydro-substituted product or a halogen-substituted product. These cyclosilane compounds can be synthesized by a known method (for example, see E. Hengge et al., Mh. Chem. 106, 503, 1975).

また、本発明においては、上記水素化ポリシラン化合物および/または式Si(ここで、aは2以上の整数、bは2a+2以下の整数、cはa以下の整数)で表される水素化シロキサン化合物を使用することができる。本発明で使用する水素化ポリシロキサン化合物は、上記水素化ポリシランを部分酸化して製造することができ、もしくは水素化ハロゲン化シランを加水分解縮合して製造することができ製造方法は特に限定されない。 In the present invention, the hydrogenated polysilane compound and / or the formula Si a H b O c (where a is an integer of 2 or more, b is an integer of 2a + 2 or less, and c is an integer of a or less). Hydrogenated siloxane compounds can be used. The hydrogenated polysiloxane compound used in the present invention can be produced by partially oxidizing the above hydrogenated polysilane, or can be produced by hydrolytic condensation of a hydrogenated halogenated silane, and the production method is not particularly limited. .

本発明において、上記水素化ポリシラン化合物および/または水素化ポリシロキサン化合物は、通常、溶媒に溶解した組成物として使用される。ここで使用される溶媒としては、水素化ポリシラン化合物および/または水素化ポリシロキサン化合物を溶解しかつ水素化ポリシラン化合物および/または水素化ポリシロキサン化合物と反応しないものであれば特に限定されず、例えば、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、デカン、ジシクロペンタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、デュレン、インデン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、スクワランなどの炭化水素溶媒;ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、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メチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラヒドロフランテトラヒドロピラン、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、p−ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル溶媒;およびプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、塩化メチレン、クロロホルムなどの極性溶媒を挙げることができる。これらのうち、環状ケイ素化合物の溶解性と該溶液の安定性の点で炭化水素溶媒およびエーテル溶媒が好ましく、さらに好ましい溶媒は炭化水素溶媒である。これらの溶媒は、単独でも、あるいは2種以上の混合物としても使用できる。   In the present invention, the hydrogenated polysilane compound and / or the hydrogenated polysiloxane compound are usually used as a composition dissolved in a solvent. The solvent used here is not particularly limited as long as it dissolves the hydrogenated polysilane compound and / or hydrogenated polysiloxane compound and does not react with the hydrogenated polysilane compound and / or hydrogenated polysiloxane compound. Hydrocarbon solvents such as diethyl ether, n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, decane, dicyclopentane, benzene, toluene, xylene, durene, indene, tetrahydronaphthalene, decahydronaphthalene, squalane; Dipropyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol Ether solvents such as methyl ethyl ether, tetrahydrofuran tetrahydropyran, 1,2-dimethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether, p-dioxane, tetrahydrofuran; and propylene carbonate, γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, Examples include polar solvents such as dimethylformamide, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, methylene chloride, and chloroform. Of these, hydrocarbon solvents and ether solvents are preferred in view of the solubility of the cyclic silicon compound and the stability of the solution, and more preferred are hydrocarbon solvents. These solvents can be used singly or as a mixture of two or more.

水素化ポリシラン化合物および/または水素化ポリシロキサン化合物を溶媒に溶解した組成物中の水素化ポリシラン化合物および/または水素化ポリシロキサン化合物の濃度は、得られるシリコン酸化膜の所望の膜厚に応じて適宜調製することができるが、好ましくは1〜50重量%であり、特に好ましくは5〜30重量%である。   The concentration of the hydrogenated polysilane compound and / or hydrogenated polysiloxane compound in the composition in which the hydrogenated polysilane compound and / or hydrogenated polysiloxane compound is dissolved in a solvent depends on the desired film thickness of the resulting silicon oxide film. Although it can prepare suitably, Preferably it is 1 to 50 weight%, Especially preferably, it is 5 to 30 weight%.

本発明の組成物には、目的の機能を損なわない範囲で必要に応じて界面活性剤を添加することができる。このような界面活性剤は、カチオン系、アニオン系、両イオン系、または非イオン系であることができる。特に、非イオン系界面活性剤は、組成物の塗布対象物への濡れ性を良好化し、塗布した膜のレベルリング性を改良し、塗膜のぶつぶつの発生、ゆず肌の発生などの防止に役立つ点で好ましく使用できる。かかる非イオン性界面活性剤としては、フッ化アルキル基もしくはパーフルオロアルキル基を有するフッ素系界面活性剤、またはオキシアルキル基を有するポリエーテルアルキル系界面活性剤を挙げることができる。前記フッ素系界面活性剤としては、例えばエフトップEF301、同EF303、同EF352(新秋田化成(株)製)、メガファックF171、同F173(大日本インキ(株)製)、アサヒガードAG710(旭硝子(株)製)、フロラードFC−170C、同FC430、同FC431(住友スリーエム(株)製)、サーフロンS−382、同SC101、同SC102、同SC103、同SC104、同SC105、同SC106(旭硝子(株)製)、BM−1000、同1100(B.M−Chemie社製)、Schsego−Fluor(Schwegmann社製)、C19CONHC1225、C17SONH−(CO)H、C17O(プルロニックL−35)C917、C917O(プルロニックP−84)C917、C917O(テトロニック−704)(C17などを挙げることができる。ここで、プルロニックL−35は旭電化工業(株)製のポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレンブロック共重合体(平均分子量1,900)であり、プルロニックP−84は旭電化工業(株)製、ポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレンブロック共重合体(平均分子量4,200)であり、テトロニック−704は旭電化工業(株)製、N,N,N’,N’−テトラキス(ポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレンブロック共重合体)(平均分子量5,000)である。またポリエーテルアルキル系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、オキシエチレンオキシプロピレンブロックポリマーなどを挙げることができる。これらのポリエーテルアルキル系界面活性剤の具体例としては、エマルゲン105、同430、同810、同920、レオドールSP−40S、同TW−L120、エマノール3199、同4110、エキセルP−40S、ブリッジ30、同52、同72、同92、アラッセル20、エマゾール320、ツィーン20、同60、マージ45(いずれも(株)花王製)、ノニボール55(三洋化成(株)製)などを挙げることができる。上記以外の非イオン性界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリアルキレンオキサイドブロック共重合体などがあり、具体的にはケミスタット2500(三洋化成工業(株)製)、SN−EX9228(サンノプコ(株)製)、ノナール530(東邦化学工業(株)製)などを挙げることができる。このような界面活性剤の使用量は、ポリシラン化合物および/または水素化ポリシロキサン化合物並びに溶媒の合計100重量部に対して、好ましくは10重量部以下、特に好ましくは0.1〜5重量部である。10重量部を超えると得られる組成物が発泡し易くなると共に、熱変色を起こす場合があり好ましくない。また上記組成物には、水および/または親水性有機溶媒に分散されたコロイド状シリカを添加することもできる。このコロイド状シリカは、上記組成物におけるシリコン濃度を増やすために使用されるもので、この成分の使用量によっても、得られる塗膜の厚さを制御することができる。なお、コロイド状シリカを用いる場合には、用いられる有機溶媒との相溶性を考慮して、溶媒を選択使用するのが好ましい。また上記組成物には、組成物のゲル化防止および増粘、得られるシリコン酸化膜の耐熱性、耐薬品性、硬度、および密着性の向上、更には静電防止などを目的として、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタンなどの金属酸化物の微粉末を適宜配合することもできる。 A surfactant can be added to the composition of the present invention as needed as long as the target function is not impaired. Such surfactants can be cationic, anionic, amphoteric, or nonionic. In particular, nonionic surfactants improve the wettability of the composition to the object to be coated, improve the leveling of the applied film, and prevent the occurrence of coating crushing and the occurrence of distorted skin. It can be preferably used in terms of usefulness. Examples of the nonionic surfactant include a fluorine-based surfactant having a fluorinated alkyl group or a perfluoroalkyl group, or a polyether alkyl-based surfactant having an oxyalkyl group. Examples of the fluorosurfactant include F-top EF301, EF303, EF352 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), MegaFuck F171, F173 (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.), Asahi Guard AG710 (Asahi Glass) ), FLORARD FC-170C, FC430, FC431 (Sumitomo 3M), Surflon S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC105, Asahi Glass ( Ltd.)), BM-1000, the 1100 (B.M-Chemie Co.), Schsego-Fluor (Schwegmann Co., Ltd.), C 9 F 19 CONHC 12 H 25, C 8 F 17 SO 2 NH- (C 2 H 4 O) 6 H, C 9 F 17 O ( Pluronic L-35) C 9 F 17 , 9 F 17 O (Pluronic P-84) C 9 F 17 , C 9 F 17 O ( Tetronic -704) (C 9 F 17) 2 , and the like. Here, Pluronic L-35 is a polyoxypropylene-polyoxyethylene block copolymer (average molecular weight 1,900) manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., and Pluronic P-84 is manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd. Polyoxypropylene-polyoxyethylene block copolymer (average molecular weight 4,200), Tetronic-704 is manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., N, N, N ′, N′-tetrakis (polyoxypropylene- Polyoxyethylene block copolymer) (average molecular weight 5,000). Polyetheralkyl surfactants include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene allyl ether, polyoxyethylene alkylphenol ether, polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, oxyethyleneoxypropylene A block polymer etc. can be mentioned. Specific examples of these polyether alkyl surfactants include Emulgen 105, 430, 810, 920, Rhedol SP-40S, TW-L120, Emanol 3199, 4110, Excel P-40S, Bridge 30. 52, 72, 92, Alassell 20, Emazole 320, Tween 20, 60, Merge 45 (all manufactured by Kao Corporation), Noniball 55 (manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.), and the like. . Nonionic surfactants other than the above include, for example, polyoxyethylene fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyalkylene oxide block copolymers, and the like. Specifically, Chemistat 2500 (Sanyo Chemical Industries, Ltd.) Manufactured), SN-EX9228 (manufactured by San Nopco), Nonal 530 (manufactured by Toho Chemical Co., Ltd.), and the like. The amount of the surfactant used is preferably 10 parts by weight or less, particularly preferably 0.1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total of the polysilane compound and / or the hydrogenated polysiloxane compound and the solvent. is there. When the amount exceeds 10 parts by weight, the resulting composition is liable to foam and may cause thermal discoloration. In addition, colloidal silica dispersed in water and / or a hydrophilic organic solvent can be added to the composition. This colloidal silica is used to increase the silicon concentration in the composition, and the thickness of the resulting coating film can be controlled by the amount of this component used. When colloidal silica is used, it is preferable to select and use a solvent in consideration of compatibility with the organic solvent used. In addition, the above composition includes aluminum oxide for the purpose of preventing gelation and thickening of the composition, improving the heat resistance, chemical resistance, hardness, and adhesion of the resulting silicon oxide film, and preventing static electricity. Further, fine powders of metal oxides such as zirconium oxide and titanium oxide can be appropriately blended.

本発明において、水素化ポリシランおよび/または水素化ポリシロキサンの上記組成物溶液を、耐熱性媒体上で成膜する。この場合、例えばスプレー法、ロールコート法、カーテンコート法などの適宜の方法により、溶媒除去後の膜厚が好ましくは0.01〜10μm、特に好ましくは0.1〜5μm程度になるように上記組成物溶液を塗布する。このとき、成膜工程は非酸化性雰囲気下で実施される。このような雰囲気を実現するためには、酸素、二酸化炭素等の酸化性物質を実質的に含有しない雰囲気が好ましく、具体的には、窒素、水素、希ガスおよびこれらの混合ガスの雰囲気が使用できる。   In the present invention, the composition solution of hydrogenated polysilane and / or hydrogenated polysiloxane is formed on a heat-resistant medium. In this case, the film thickness after removal of the solvent is preferably 0.01 to 10 μm, particularly preferably about 0.1 to 5 μm by an appropriate method such as spraying, roll coating, or curtain coating. Apply the composition solution. At this time, the film forming process is performed in a non-oxidizing atmosphere. In order to realize such an atmosphere, an atmosphere that substantially does not contain oxidizing substances such as oxygen and carbon dioxide is preferable. Specifically, an atmosphere of nitrogen, hydrogen, a rare gas, or a mixed gas thereof is used. it can.

また、上記の耐熱性媒体上に成膜した水素化ポリシラン膜および/または水素化ポリシロキサン膜を酸化してシリカ膜に変換する場合は、酸素および/またはオゾンの存在下、例えば空気中で、熱処理および/または光照射処理をすることによって行われる。加熱処理は、ホットプレート、オーブン、マッフル炉などの加熱手段を用いてあるいは、耐熱性媒体自体を加熱して好ましくは300〜800℃、より好ましくは400〜600℃の温度で、空気の雰囲気下で1〜120分間加熱することにより行われる。このように高温で焼しめられたシリカ膜は緻密な膜になる。シリカ膜の膜厚は、好ましくは0.01〜20μm、より好ましくは0.1〜10μm程度である。また上記方法により複数回成膜することによりシリカ膜の膜厚をさらに大きくすることもでき、例えば厚さ1mm程度のシリカ膜の形成も可能である。   When the hydrogenated polysilane film and / or hydrogenated polysiloxane film formed on the heat-resistant medium is oxidized and converted to a silica film, in the presence of oxygen and / or ozone, for example, in the air, It is performed by heat treatment and / or light irradiation treatment. The heat treatment is performed using a heating means such as a hot plate, oven, muffle furnace or the like, or by heating the heat-resistant medium itself, preferably at a temperature of 300 to 800 ° C., more preferably 400 to 600 ° C., in an air atmosphere. For 1 to 120 minutes. Thus, the silica film baked at a high temperature becomes a dense film. The thickness of the silica film is preferably about 0.01 to 20 μm, more preferably about 0.1 to 10 μm. Moreover, the film thickness of the silica film can be further increased by forming the film several times by the above method. For example, a silica film having a thickness of about 1 mm can be formed.

本発明は、上記のような処理で緻密なシリカ膜を形成した後、該シリカ膜上に樹脂溶液を成膜する。樹脂溶液の成膜方法は特に限定されず、例えばスプレー法、ロールコート法、カーテンコート法などの適宜の方法によることができる。樹脂溶液を、塗布後溶媒を除去することにより膜厚が好ましくは0.01〜10μm、特に好ましくは0.1〜5μm程度になるように塗布する。溶媒の除去は加熱する方法や減圧にする方法、もしくは加熱と減圧を併用する方法により行うことができる。このときの温度は用いる溶媒によるが、例えば50〜300℃である。減圧にする場合は、例えば0.01〜10Torrの真空度でよい。   In the present invention, a dense silica film is formed by the treatment as described above, and then a resin solution is formed on the silica film. The film formation method of the resin solution is not particularly limited, and for example, an appropriate method such as a spray method, a roll coating method, or a curtain coating method can be used. The resin solution is applied such that the film thickness is preferably about 0.01 to 10 μm, particularly preferably about 0.1 to 5 μm by removing the solvent after application. The solvent can be removed by a heating method, a reduced pressure method, or a combined heating and reduced pressure method. The temperature at this time depends on the solvent used, but is, for example, 50 to 300 ° C. When the pressure is reduced, for example, a vacuum degree of 0.01 to 10 Torr may be used.

また、本発明で使用される樹脂溶液の樹脂は、好ましくはノルボルネン系開環重合体およびその水素添加物等である。ノルボルネン系樹脂は、耐熱性、透明性、価格などの点から好ましく、特に、下記式(1)で表される少なくとも1種の化合物を含む単量体を開環重合し、さらに水素添加して得られたノルボルネン系樹脂が、上記透明基材の材質として好適である。   The resin of the resin solution used in the present invention is preferably a norbornene-based ring-opening polymer and a hydrogenated product thereof. The norbornene-based resin is preferable from the viewpoints of heat resistance, transparency, price, and the like. In particular, a ring-opening polymerization of a monomer containing at least one compound represented by the following formula (1) is performed, and hydrogenation is further performed. The obtained norbornene-based resin is suitable as a material for the transparent substrate.

Figure 0004725735
Figure 0004725735

上記式(1)中、R〜Rは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子または1価の有機基であり、RとR、またはRとRは、一体化して2価の有機基を形成してもよく、RまたはRと、RまたはRとは、互いに結合して単環構造または多環構造を形成してもよい。mは0または正の整数であり、pは0または正の整数である。 In the above formula (1), R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group, and R 1 and R 2 , or R 3 and R 4 are combined into 2 A valent organic group may be formed, and R 1 or R 2 and R 3 or R 4 may be bonded to each other to form a monocyclic structure or a polycyclic structure. m is 0 or a positive integer, and p is 0 or a positive integer.

上記式(1)で表される化合物の具体例としては、ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、トリシクロ[4.3.0.12,5]−8−デセン、トリシクロ[4.4.0.12,5]−3−ウンデセン、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]−4−ペンタデセン、5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、
5−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−メトキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−メチル−5−メトキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−シアノビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、8−メトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8−エトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8−n−プロポキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8−イソプロポキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8−n−ブトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8−メチル−8−メトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8−メチル−8−エトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8−メチル−8−n−プロポキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8−メチル−8−イソプロポキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8−メチル−8−n−ブトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、5−エチリデンビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、8−エチリデンテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、5−フェニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、8−フェニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、5−フルオロビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−フルオロメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−トリフルオロメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ペンタフルオロエチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,5−ジフルオロビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジフルオロビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,5−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−メチル−5−トリフルオロメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,5,6−トリフルオロビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,5,6−トリス(フルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,5,6,6−テトラフルオロビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,5,6,6−テトラキス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,5−ジフルオロ−6,6−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジフルオロ−5,6−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,5,6−トリフルオロ−5−トリフルオロメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−フルオロ−5−ペンタフルオロエチル−6,6−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジフルオロ−5−ヘプタフルオロ−iso−プロピル−6−トリフルオロメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−クロロ−5,6,6−トリフルオロビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジクロロ−5,6−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,5,6−トリフルオロ−6−トリフルオロメトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,5,6−トリフルオロ−6−ヘプタフルオロプロポキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、8−フルオロテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8−フルオロメチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8−ジフルオロメチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8−トリフルオロメチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8−ペンタフルオロエチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8,8−ジフルオロテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8,9−ジフルオロテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8,8−ビス(トリフルオロメチル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8,9−ビス(トリフルオロメチル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8−メチル−8−トリフルオロメチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8,8,9−トリフルオロテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8,8,9−トリス(トリフルオロメチル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8,8,9,9−テトラフルオロテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8,8,9,9−テトラキス(トリフルオロメチル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8,8−ジフルオロ−9,9−ビス(トリフルオロメチル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8,9−ジフルオロ−8,9−ビス(トリフルオロメチル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8,8,9−トリフルオロ−9−トリフルオロメチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8,8,9−トリフルオロ−9−トリフルオロメトキシテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8,8,9−トリフルオロ−9−ペンタフルオロプロポキシテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8−フルオロ−8−ペンタフルオロエチル−9,9−ビス(トリフルオロメチル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8,9−ジフルオロ−8−ヘプタフルオロiso−プロピル−9−トリフルオロメチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8−クロロ−8,9,9−トリフルオロテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8,9−ジクロロ−8,9−ビス(トリフルオロメチル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8−(2,2,2−トリフルオロエトキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン、8−メチル−8−(2,2,2−トリフルオロエトキシカルボニル)テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン等が挙げられる。これらは、1種単独で、または2種以上を併用することができる。これらのうち好ましい例示としてはビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、トリシクロ[4.3.0.12,5]デカ−3−エン、5−トリエトキシシリル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、8−メチル−8−メトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.11,62,5]−3−ドデセン等が挙げられる。このようなノルボルネン樹脂は溶液にして使用される。溶媒としては樹脂を溶解するものであれば特に限定はなく、塩化メチレン、クロロホルム、トルエン、キシレンなどを使用することができる。樹脂溶液の濃度はフィルムの膜厚により異なるが、例えば1〜50重量%である。
Specific examples of the compound represented by the above formula (1) include bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, tricyclo [4.3.0.1 2,5 ] -8-decene, tricyclo [ 4.4.0.1 2,5 ] -3-undecene, tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, pentacyclo [6.5.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,13 ] -4-pentadecene, 5-methylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene,
5-ethylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-methoxycarbonylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-methyl-5-methoxycarbonylbicyclo [2.2.1] ] Hept-2-ene, 5-cyanobicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 8-methoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8-ethoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8-n-propoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8-isopropoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8-n-butoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8-methyl-8-methoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8-methyl-8-ethoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8-methyl-8-n-propoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8-methyl-8-isopropoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8-methyl-8-n-butoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 5-ethylidenebicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 8-ethylidenetetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 5-phenylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 8-phenyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 5-fluorobicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-fluoromethylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-trifluoromethyl Bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-pentafluoroethylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5,5-difluorobicyclo [2.2.1] hept-2- Ene, 5,6-difluorobicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5,5-bis (trifluoromethyl) bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5,6-bis (Trifluoromethyl) bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-methyl-5-trifluoromethylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5,5,6-trifluoro Bicyclo [2.2.1] hept-2-ene 5,5,6-tris (fluoromethyl) bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5,5,6,6-tetrafluorobicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5 , 5,6,6-tetrakis (trifluoromethyl) bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5,5-difluoro-6,6-bis (trifluoromethyl) bicyclo [2.2.1]. ] Hept-2-ene, 5,6-difluoro-5,6-bis (trifluoromethyl) bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5,5,6-trifluoro-5-trifluoro Methylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-fluoro-5-pentafluoroethyl-6,6-bis (trifluoromethyl) bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5 , 6-Difluoro-5-heptafluoro-i so-propyl-6-trifluoromethylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-chloro-5,6,6-trifluorobicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5 , 6-dichloro-5,6-bis (trifluoromethyl) bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5,5,6-trifluoro-6-trifluoromethoxybicyclo [2.2.1]. ] Hept-2-ene, 5,5,6-trifluoro-6-heptafluoropropoxybicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 8-fluorotetracyclo [4.4.0.1 2, 5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8-fluoromethyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8-difluoromethyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8-trifluoromethyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8-pentafluoroethyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8,8-difluorotetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8,9-difluorotetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8,8-bis (trifluoromethyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8,9-bis (trifluoromethyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8-methyl-8-trifluoromethyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8,8,9-trifluorotetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8,8,9-tris (trifluoromethyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8,8,9,9-tetrafluorotetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8,8,9,9-tetrakis (trifluoromethyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8,8-difluoro-9,9-bis (trifluoromethyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8,9-difluoro-8,9-bis (trifluoromethyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8,8,9-trifluoro-9-trifluoromethyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8,8,9-trifluoro-9-trifluoromethoxytetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8,8,9-trifluoro-9-pentafluoropropoxytetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8-fluoro-8-pentafluoroethyl-9,9-bis (trifluoromethyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8,9-difluoro-8-heptafluoroiso-propyl-9-trifluoromethyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8-chloro-8,9,9-trifluorotetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8,9-dichloro-8,9-bis (trifluoromethyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8- (2,2,2-trifluoroethoxycarbonyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene, 8-methyl-8- (2,2,2-trifluoroethoxycarbonyl) tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] -3-dodecene and the like. These can be used alone or in combination of two or more. Of these, preferred examples include bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, tricyclo [4.3.0.1 2,5 ] dec-3-ene, and 5-triethoxysilyl-bicyclo [2. 2.1] hept-2-ene, 8-methyl-8-methoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 1,6 1 2,5 ] -3-dodecene, and the like. Such norbornene resin is used as a solution. The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the resin, and methylene chloride, chloroform, toluene, xylene and the like can be used. Although the density | concentration of a resin solution changes with film thicknesses, it is 1 to 50 weight%, for example.

本発明における耐熱性媒体は、シリカ膜の離型性が良好であれば特に制限されず、液体でも固体でもよい。液体例えば金属液体は、その上に塗膜を形成する平坦面が得易く好ましい。固体媒体は塗膜を形成する平坦面を有する形態で好ましく用いられる。低融点の金属が好ましく、300〜800℃の何れかの温度で液体として存在できるものがさらに好ましく、室温で液体の水銀が使用できる他、錫、インジウム、鉛や合金であるハンダなどが使用でき、上記ポリシラン溶液と反応しないものであれば特に限定されない。液体金属上に形成したシリカ膜、さらには該シリカ膜上に樹脂フィルムを形成したものは容易に液体金属表面から分離でき、緻密なシリカ膜が積層され、表面平滑性の樹脂フィルムを得ることができる。
このようにして得られる本発明のシリカ膜積層フィルムは、多湿条件下でも防湿性に優れ、またガスバリア性能にも優れるため、EL用封止材、太陽電池、保護膜、防湿フィルムおよびガスバリアフィルムとして有用であるばかりでなく、食品、煙草、トイレタリー分野などの包装材料として好適に用いられる。
The heat-resistant medium in the present invention is not particularly limited as long as the releasability of the silica film is good, and may be liquid or solid. A liquid such as a metal liquid is preferable because a flat surface on which a coating film is formed is easily obtained. The solid medium is preferably used in a form having a flat surface on which a coating film is formed. Low melting point metals are preferred, those that can exist as liquids at any temperature of 300 to 800 ° C. are more preferred, liquid mercury can be used at room temperature, and solder such as tin, indium, lead and alloys can be used. There is no particular limitation as long as it does not react with the polysilane solution. A silica film formed on a liquid metal, and a resin film formed on the silica film can be easily separated from the surface of the liquid metal, and a dense silica film can be laminated to obtain a surface smooth resin film. it can.
The silica film laminated film of the present invention thus obtained is excellent in moisture resistance even under high humidity conditions and also has excellent gas barrier performance. Therefore, as a sealing material for EL, a solar cell, a protective film, a moistureproof film and a gas barrier film. In addition to being useful, it is suitably used as a packaging material for food, tobacco, toiletries and the like.

以下に、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、実施例中、部および%は、特に断らないかぎり、重量基準である。また、実施例中の各評価項目は、下記に従って測定した。   EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the examples, parts and% are based on weight unless otherwise specified. Moreover, each evaluation item in an Example was measured according to the following.

外観
目視により、防湿フィルムの外観を評価した。
The appearance of the moisture-proof film was evaluated by visual inspection.

水蒸気透過率
モダンコントロール社製、MOCON PERMATRANを用い、温度40℃、湿度90RH%雰囲気下で測定した。
Water vapor transmission rate was measured using MOCON PERMATRAN manufactured by Modern Control Co., Ltd. under a temperature of 40 ° C. and a humidity of 90 RH%.

酸素透過率
モダンコントロール社製、MOCON OXTRAN2/20を用い、温度25℃、湿度90RH%雰囲気下で測定した。
The oxygen transmission rate was measured using MOCON OXTRAN 2/20 manufactured by Modern Control Co., Ltd. under a temperature of 25 ° C. and a humidity of 90 RH%.

合成例1(ポリシランの製造例)
温度計、コンデンサー、滴下ロートおよび攪拌装置を取り付けた内容量が2Lの4つ口フラスコ内をアルゴンガスで置換した後、乾燥したテトラヒドロフラン1.5Lとリチウム金属27.4gを仕込み、アルゴンガスでバブリングした。この懸濁液に、氷冷下で攪拌しながら、ジフェニルジクロルシラン500gを滴下ロートより添加した。リチウム金属が完全に消失するまで反応を続けた後、反応混合物を氷水中に注ぎ反応生成物を沈殿させた。この沈殿物を濾別し、水で良く洗浄した後シクロヘキサンで洗浄した。さらにこの粗生成物を酢酸ブチルで再結晶することによりデカフェニルシクロペンタシラン216gを得た。このものの構造はGC−MS、NMR、IRで確認した。次に1Lのフラスコにこのデカフェニルシクロペンタシラン200gおよびトルエン2,500mlを仕込み、塩化アルミニウム5gを加え氷冷下で塩化水素を導入し、アルゴン雰囲気下で反応混合物を減圧濃縮することにより固体状の反応生成物92gを得た。この粗生成物をアルゴン雰囲気下での減圧固体蒸留で精製することによりクロル化シクロシラン75gを得た。このものは、GC−MS、29Si−NMRおよびIRの各スペクトルによりデカクロルシクロペンタシランであることが判った。かくして得られたデカクロルシクロペンタシラン66gをエーテルとトルエンの混合溶媒に溶解し、氷冷下アルゴン雰囲気中でリチウムアルミニウムヒドリドを塩素原子1個に対して1等量加えて還元反応を行った。反応で生じたアルミニウム化合物を除去することにより還元されたシラン化合物18gを得た。このものはMS、29Si−NMRおよびIRの各スペクトルによりシクロペンタシラン(Si10)であることが判明した。このシクロペンタシラン10gに紫外線を照射して得られるポリシランをトルエン90gに溶解しポリシラン溶液を調整した。
Synthesis Example 1 (Production Example of Polysilane)
A 2 L 4-neck flask equipped with a thermometer, condenser, dropping funnel and stirrer was replaced with argon gas, then charged with 1.5 L of dry tetrahydrofuran and 27.4 g of lithium metal, and bubbled with argon gas did. To this suspension, 500 g of diphenyldichlorosilane was added from a dropping funnel while stirring under ice cooling. The reaction was continued until the lithium metal completely disappeared, and then the reaction mixture was poured into ice water to precipitate the reaction product. The precipitate was filtered off, washed well with water and then washed with cyclohexane. Furthermore, 216 g of decaphenylcyclopentasilane was obtained by recrystallizing this crude product with butyl acetate. The structure of this product was confirmed by GC-MS, NMR, and IR. Next, 200 g of this decaphenylcyclopentasilane and 2500 ml of toluene are charged into a 1 L flask, 5 g of aluminum chloride is added, hydrogen chloride is introduced under ice-cooling, and the reaction mixture is concentrated under reduced pressure in an argon atmosphere. 92 g of the reaction product was obtained. This crude product was purified by vacuum solid distillation under an argon atmosphere to obtain 75 g of chlorinated cyclosilane. This was found to be decachlorocyclopentasilane by GC-MS, 29 Si-NMR and IR spectra. 66 g of thus obtained decachlorocyclopentasilane was dissolved in a mixed solvent of ether and toluene, and a reduction reaction was performed by adding 1 equivalent of lithium aluminum hydride to one chlorine atom in an argon atmosphere under ice cooling. By removing the aluminum compound produced by the reaction, 18 g of a reduced silane compound was obtained. This was found to be cyclopentasilane (Si 5 H 10 ) by MS, 29 Si-NMR and IR spectra. A polysilane obtained by irradiating 10 g of cyclopentasilane with ultraviolet rays was dissolved in 90 g of toluene to prepare a polysilane solution.

合成例2(水素化ポリシロキサンの製造例)
温度計、コンデンサー、滴下ロートおよび攪拌装置を取り付けた内容量が2Lの4つ口フラスコ内を乾燥空気で置換した後、ペンタン700mlとジエチルエーテル300mlを仕込み、次いで細かく砕いた氷500gを仕込み、氷冷下で攪拌しながらジクロロシラン247gをペンタン700mlとジエチルエーテル300mlの混合溶媒に溶解した溶液を添加し加水分解反応を行った。添加終了後、更に1時間攪拌を続けた後、分液ロートで有機溶媒層と水層を分離し、有機溶媒層は塩化カルシウムで乾燥し溶媒を留去することによりヒロドポリシロキサン混合物を得た。得られたポリシロキサンを29Si-NMRを測定すると単位ユニット(SiHO)と単位ユニット(SiHO1.5)の混合体であることがわかった(図1参照)。得られた水素化ポリシロキサン10gをジブチルエーテル90gに溶解し塗布液を調整した。
Synthesis Example 2 (Production Example of Hydrogenated Polysiloxane)
After replacing the 2 L 4-neck flask equipped with a thermometer, condenser, dropping funnel and stirrer with dry air, charge 700 ml of pentane and 300 ml of diethyl ether, then charge 500 g of finely crushed ice, While stirring under cooling, a solution in which 247 g of dichlorosilane was dissolved in a mixed solvent of 700 ml of pentane and 300 ml of diethyl ether was added to conduct a hydrolysis reaction. After completion of the addition, the mixture was further stirred for 1 hour, and then the organic solvent layer and the aqueous layer were separated with a separatory funnel. The organic solvent layer was dried with calcium chloride, and the solvent was distilled off to obtain a hydropolysiloxane mixture. It was. When the obtained polysiloxane was measured by 29 Si-NMR, it was found to be a mixture of unit units (SiH 2 O) and unit units (SiHO 1.5 ) (see FIG. 1). 10 g of the obtained hydrogenated polysiloxane was dissolved in 90 g of dibutyl ether to prepare a coating solution.

合成例3(水素化ポリシランと水素化ポリシロキサン混合溶液の調製)
合成例1で得られた水素化ポリシラン5gと合成例2で得られた水素化ポリシロキサン5gをジブチルエーテル90gに溶解し均一な塗布溶液を調整した。
Synthesis Example 3 (Preparation of hydrogenated polysilane and hydrogenated polysiloxane mixed solution)
A uniform coating solution was prepared by dissolving 5 g of the hydrogenated polysilane obtained in Synthesis Example 1 and 5 g of the hydrogenated polysiloxane obtained in Synthesis Example 2 in 90 g of dibutyl ether.

合成例4(フィルム用樹脂の製造例)
単量体としてビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン 750ミリモル(70.5g)、エンド(endo)体含有量が95%のトリシクロ[4.3.0.12,5]デカ−3−エン 475ミリモル(63.6g)、5−トリエトキシシリル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン 25ミリモル(6.4g)を、溶媒としてシクロヘキサン562gと塩化メチレン141g、分子量調節剤としてスチレン 15.0ミリモルと一緒に2,000mlの反応容器に窒素下で仕込んだ。予めヘキサン溶液のオクタン酸Niを六フッ化アンチモン酸と−10℃でモル比1:1で反応させ、副生する沈殿したNi(SbFを除去し、トルエン溶液で希釈したオクタン酸Niの六フッ化アンチモン酸変性体をNi原子として0.25ミリモル、メチルアルミノキサン2.50ミリモル、三フッ化ホウ素エチルエーテラート0.75ミリモルを仕込み、重合を行った。25℃で3時間重合を行い、メタノールで重合を停止した。単量体の共重合体への転化率は90%であった。共重合体溶液に水660ml、乳酸47.5ミリモルを加えて、攪拌、混合して触媒成分と反応させ、共重合体溶液と水を静止分離した。触媒成分の反応物を含む水相を除去した共重合体溶液を3Lのイソプロピルアルコールに入れて共重合体を凝固し、未反応単量体と残る触媒残さを除去した。凝固した共重合体を乾燥し、共重合体Aを得た。共重合体溶液中の未反応単量体のガスクロマトグラフィー分析から、共重合体A中のトリシクロ[4.3.0.12,5]デカ−3−エンに由来する構造単位の割合は35モル%であった。5−トリエトキシシリル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エンに由来する構造単位の割合は2.0モル%であった。共重合体Aのポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)は142,000、重量平均分子量(Mw)は284,000で、Mw/Mnは2.0であった。また共重合体Aのガラス転移温度は390℃であった。共重合体A10gをシクロヘキサン45mL、n−ヘプタン5mLの混合溶媒に溶解して、酸化防止剤としてペンタエリスリチル−テトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]およびトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイトをそれぞれ、重合体100重量部に対して0.6重量部、架橋剤として、亜リン酸トリブチルを重合体100重量部に対して、0.05重量部を添加した。この重合体溶液を孔径10μmのメンブランフィルターで異物を除去してフィルム用樹脂溶液を調製した。
Synthesis example 4 (Production example of resin for film)
750 mmol (70.5 g) of bicyclo [2.2.1] hept-2-ene as a monomer and tricyclo [4.3.0.1 2,5 ] deca having an endo content of 95% -3-gene 475 mmol (63.6 g), 5-triethoxysilyl-bicyclo [2.2.1] hept-2-ene 25 mmol (6.4 g), 562 g cyclohexane and 141 g methylene chloride as solvents, molecular weight A regulator was charged with 15.0 mmol of styrene in a 2,000 ml reaction vessel under nitrogen. Pre-reacted Ni (SbF 6 ) 2 precipitated by reacting Ni octanoic acid in hexane solution with hexafluoroantimonic acid at a molar ratio of 1: 1 at −10 ° C., and diluted with toluene solution. Then, 0.25 mmol, 2.50 mmol of methylaluminoxane, and 0.75 mmol of boron trifluoride ethyl etherate were charged as a Ni atom and the polymerization was carried out. Polymerization was performed at 25 ° C. for 3 hours, and the polymerization was stopped with methanol. The conversion ratio of the monomer to the copolymer was 90%. 660 ml of water and 47.5 mmol of lactic acid were added to the copolymer solution, and the mixture was stirred and mixed to react with the catalyst component, and the copolymer solution and water were statically separated. The copolymer solution from which the aqueous phase containing the reaction product of the catalyst component was removed was placed in 3 L of isopropyl alcohol to solidify the copolymer, thereby removing unreacted monomers and remaining catalyst residues. The coagulated copolymer was dried to obtain copolymer A. From the gas chromatographic analysis of the unreacted monomer in the copolymer solution, the proportion of structural units derived from tricyclo [4.3.0.1 2,5 ] dec-3-ene in the copolymer A is It was 35 mol%. The proportion of structural units derived from 5-triethoxysilyl-bicyclo [2.2.1] hept-2-ene was 2.0 mol%. The number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene of the copolymer A was 142,000, the weight average molecular weight (Mw) was 284,000, and Mw / Mn was 2.0. The glass transition temperature of copolymer A was 390 ° C. 10 g of copolymer A is dissolved in a mixed solvent of 45 mL of cyclohexane and 5 mL of n-heptane, and pentaerythrityl-tetrakis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] as an antioxidant. And tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite are each 0.6 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer, and tributyl phosphite is used as a crosslinking agent based on 100 parts by weight of the polymer. 0.05 part by weight was added. Foreign matter was removed from the polymer solution with a membrane filter having a pore size of 10 μm to prepare a resin solution for film.

実施例1
窒素雰囲気中で250℃に加熱した溶融ハンダの液面上に、上記合成例1で得られたポリシラン溶液をスプレー塗布しハンダ液面上に膜厚1μmの褐色のポリシラン膜を形成した。これを空気中に取り出しハンダ浴を400℃で10分間加熱し、更に700℃に10分間加熱することによりハンダ液面上に無色透明の膜を得た。この膜をESCA法で表面組成分析を行ったところケイ素と酸素原子のみが検出され、ケイ素の2p軌道のエネルギーが104eVであることからSiO膜であることが判った。このシリカ膜の膜厚は1.5μmであった。ハンダ浴の温度を再度250℃にして上記シリカ膜の全面に上記合成例2で得られたノルボルネン系樹脂溶液をスプレー塗布で膜厚100μmの樹脂フィルムを形成した後、ハンダ浴上のフィルムを引き上げることによりシリカ膜と樹脂フィルムが積層されたシリカ膜積層フィルムを形成した。得られたシリカ膜積層フィルムについて水蒸気透過率、酸素透過率を測定したところ、それぞれ0.01cc/m・atm・24h、0.001cc/m・atm・24hとガスバリア性は良好であった。
Example 1
The polysilane solution obtained in Synthesis Example 1 was spray-coated on the surface of molten solder heated to 250 ° C. in a nitrogen atmosphere to form a brown polysilane film having a thickness of 1 μm on the surface of the solder. This was taken out in the air, the solder bath was heated at 400 ° C. for 10 minutes, and further heated to 700 ° C. for 10 minutes to obtain a colorless transparent film on the solder liquid surface. When this film was subjected to surface composition analysis by the ESCA method, only silicon and oxygen atoms were detected, and the silicon 2p orbital energy was 104 eV, which revealed that it was a SiO 2 film. The thickness of this silica film was 1.5 μm. The temperature of the solder bath is again set to 250 ° C., and the norbornene-based resin solution obtained in Synthesis Example 2 is spray-coated on the entire surface of the silica film to form a resin film having a thickness of 100 μm, and then the film on the solder bath is pulled up. Thus, a silica film laminated film in which the silica film and the resin film were laminated was formed. The resulting water vapor transmission rate for the silica film laminated film was measured for oxygen permeability, respectively 0.01cc / m 2 · atm · 24h , 0.001cc / m 2 · atm · 24h and the gas barrier properties were good .

実施例2
実施例1におけるシリカ材料を合成例1の水素化ポリシラン溶液に替えて、合成例2で得られた水素化ポリシロキサン溶液を用いて、他は実施例1と同様にしてシリカ膜積層フィルムを形成した。このシリカ膜積層フィルムについて実施例1と同様に水蒸気透過率、酸素透過率を測定したところ、それぞれ0.013cc/m・atm・24h、0.0016cc/m・atm・24hとガスバリア性は良好であった。
Example 2
A silica film laminated film is formed in the same manner as in Example 1 except that the hydrogenated polysilane solution obtained in Synthesis Example 2 is used instead of the silica material in Synthesis Example 1 instead of the silica material in Synthesis Example 1. did. The water vapor permeability and oxygen permeability of this silica film laminated film were measured in the same manner as in Example 1. The gas barrier properties were 0.013 cc / m 2 · atm · 24 h and 0.0016 cc / m 2 · atm · 24 h, respectively. It was good.

実施例3
実施例1における樹脂溶液を合成例4のノルボルネン樹脂に替えて、ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン70.5gと8−メチル−8−メトキシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.11,6.12,5]−3−ドデセン49.5gを単量体として使用したノルボルネン系ポリマーを用い、他は実施例1と同様にしてシリカ膜積層フィルムを作成した。得られたシリカ積層フィルムについて実施例1と同様に水蒸気透過率、酸素透過率を測定したところ、それぞれ0.009cc/m・atm・24h、0.0020cc/m・atm・24hとガスバリア性は良好であった。
Example 3
The resin solution in Example 1 was replaced with the norbornene resin in Synthesis Example 4, and 70.5 g of bicyclo [2.2.1] hept-2-ene and 8-methyl-8-methoxycarbonyltetracyclo [4.4.0 .1,1,6 . A silica film laminated film was prepared in the same manner as in Example 1 except that a norbornene-based polymer using 49.5 g of 1 2,5 ] -3-dodecene as a monomer was used. When the water vapor transmission rate and oxygen transmission rate of the obtained silica laminated film were measured in the same manner as in Example 1, the gas barrier properties were 0.009 cc / m 2 · atm · 24 h and 0.0020 cc / m 2 · atm · 24 h, respectively. Was good.

比較例1
厚み38μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上にインジウム・スズ複合酸化物(ITO)を100nmの厚さで真空蒸着させた蒸着フィルムを作製し、その水蒸気透過率、酸素透過率を測定したところ、それぞれ1.8cc/m・atm・24h、1.5cc/m・atm・24hであった。
Comparative Example 1
A vapor deposition film obtained by vacuum-depositing indium-tin composite oxide (ITO) at a thickness of 100 nm on a 38 μm thick polyethylene terephthalate (PET) film was measured for water vapor transmission rate and oxygen transmission rate. 1.8cc / m 2 · atm · 24h , was 1.5cc / m 2 · atm · 24h .

合成例2で得られたポリシロキサンを29Si-NMRを測定したチャート図である。4 is a chart showing 29 Si-NMR measurement of the polysiloxane obtained in Synthesis Example 2. FIG.

Claims (4)

耐熱性媒体上に、式Si(ここで、nは3以上の整数を表し、mはn〜2n+2の整数を表す)で表されるポリシラン化合物および/または式Si(ここで、aは2以上の整数、bは2a+2以下の整数、cはa以下の整数)で表されるヒドロシロキサン化合物を含有する塗膜を形成し、次いで該塗膜に300〜800℃で酸化処理を施すことでシリカ膜を形成し、該シリカ膜上に樹脂溶液を成膜することを特徴とするガスバリア用シリカ膜積層フィルムの製造方法。 On the heat-resistant medium, a polysilane compound represented by the formula Si n H m (where n represents an integer of 3 or more and m represents an integer of n to 2n + 2) and / or the formula Si a H b O c (Wherein, a is an integer of 2 or more, b is an integer of 2a + 2 or less, and c is an integer of a or less), and then the coating film is formed at 300 to 800 ° C. A process for producing a silica film laminated film for gas barrier, characterized in that a silica film is formed by subjecting to an oxidation treatment and a resin solution is formed on the silica film. 上記耐熱性媒体が、常圧下300〜800℃の何れかの温度で液体である金属または合金からなることを特徴とする請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the heat-resistant medium is made of a metal or an alloy that is liquid at any temperature of 300 to 800 ° C. under normal pressure. 樹脂溶液の樹脂が、ノルボルネン系樹脂である請求項1または2に記載の方法。 The method according to claim 1 or 2, wherein the resin of the resin solution is a norbornene resin. ノルボルネン系樹脂が、下記式(1)で表される少なくとも1種の化合物を含む単量体の開環重合体の水素添加物である請求項3に記載の方法。
Figure 0004725735
[式(1)中、R〜Rは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子または1価の有機基であり、RとR、またはRとRは、一体化して2価の有機基を形成してもよく、RまたはRと、RまたはRとは、互いに結合して単環構造または多環構造を形成してもよい。mは0または正の整数であり、pは0または正の整数である。]。
The method according to claim 3, wherein the norbornene-based resin is a hydrogenated product of a monomer ring-opening polymer containing at least one compound represented by the following formula (1).
Figure 0004725735
[In Formula (1), R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group, and R 1 and R 2 , or R 3 and R 4 are combined to form 2 A valent organic group may be formed, and R 1 or R 2 and R 3 or R 4 may be bonded to each other to form a monocyclic structure or a polycyclic structure. m is 0 or a positive integer, and p is 0 or a positive integer. ].
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