JPH07118392A - ４級アンモニウム基を有する有機珪酸重縮合体 - Google Patents
４級アンモニウム基を有する有機珪酸重縮合体Info
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- JPH07118392A JPH07118392A JP28989093A JP28989093A JPH07118392A JP H07118392 A JPH07118392 A JP H07118392A JP 28989093 A JP28989093 A JP 28989093A JP 28989093 A JP28989093 A JP 28989093A JP H07118392 A JPH07118392 A JP H07118392A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い機械的強度を示し、電導度にも優れた、
各種センサー基材や、電導性コーティング膜材料として
好適に使用し得るアンモニウム基を有する有機珪酸重縮
合体を提供する。 【構成】 下記一般組成式（１） ［（ＯＲ1 ）4-n-a Ｓｉ（Ｒ’）a （ＱＮＨ3 +）n ］m/n ［Ｘ］m - （１） （式中、Ｒ1 はアルキル基を表し、同一であっても相互
に異なっていても良く、Ｑは二価の炭化水素基、Ｒ’は
一価の炭化水素基、Ｘはカルボン酸残基を、ｎは１〜３
を、ｍはカルボン酸の価数を、ａは０〜２を表す。）で
表されるアンモニウム基を有するアルコキシシランと下
記一般組成式（２） Ｓｉ（ＯＲ2 ）4 （２） （式中、Ｒ2 はアルキル基を表し、同一であっても相互
に異なっていても良い。）で表されるテトラアルコキシ
シランとを加水分解重縮合して得られる、分子中に４級
アンモニウム基を有する有機珪酸重縮合体及びその製造
方法。
各種センサー基材や、電導性コーティング膜材料として
好適に使用し得るアンモニウム基を有する有機珪酸重縮
合体を提供する。 【構成】 下記一般組成式（１） ［（ＯＲ1 ）4-n-a Ｓｉ（Ｒ’）a （ＱＮＨ3 +）n ］m/n ［Ｘ］m - （１） （式中、Ｒ1 はアルキル基を表し、同一であっても相互
に異なっていても良く、Ｑは二価の炭化水素基、Ｒ’は
一価の炭化水素基、Ｘはカルボン酸残基を、ｎは１〜３
を、ｍはカルボン酸の価数を、ａは０〜２を表す。）で
表されるアンモニウム基を有するアルコキシシランと下
記一般組成式（２） Ｓｉ（ＯＲ2 ）4 （２） （式中、Ｒ2 はアルキル基を表し、同一であっても相互
に異なっていても良い。）で表されるテトラアルコキシ
シランとを加水分解重縮合して得られる、分子中に４級
アンモニウム基を有する有機珪酸重縮合体及びその製造
方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、分子中に４級アンモニ
ウム基を有する有機珪酸重縮合体に関し、詳しくは粉末
として用いたり、ディッピング法により、ガラスを始め
とするセラミックス等の絶縁体表面にコーティング膜と
して成型したり、バルク体として成型したり、スピニン
グ法により繊維として成型したりできる、プロトンによ
る導電性を持つ、分子中に４級アンモニウム基を有する
有機珪酸重縮合体に関する。
ウム基を有する有機珪酸重縮合体に関し、詳しくは粉末
として用いたり、ディッピング法により、ガラスを始め
とするセラミックス等の絶縁体表面にコーティング膜と
して成型したり、バルク体として成型したり、スピニン
グ法により繊維として成型したりできる、プロトンによ
る導電性を持つ、分子中に４級アンモニウム基を有する
有機珪酸重縮合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリカ骨格を有するガラス材料やセラミ
ックス材料は一般的に高強度で耐熱性に優れ、化学的な
耐久性にも優れている。また可視光に対する透過性を持
たせると言った光学的特性を付与することも可能である
という長所を有している。従って、シリカ骨格を主成分
とする、ガラスを始めとするセラミックス等に良好な導
電性を付与すれば、耐久性を有する各種センサー材料や
静電防止効果を持つ高強度、高化学耐久性材料等として
の利用価値が非常に高まることが期待される。また、金
属アルコキシドを用いたゾルゲル法は、得られる重縮合
体をスピニング法により繊維状としたり、ディッピング
法によりコーティング膜状にしたり、粉末状或いはバル
ク状としたりできると言う成型上の利点を有している。
従って、ゾルゲル法により良好な導電性を有するセラミ
ックスを調製すれば、シリカ骨格を有する材料のさらに
広範囲な応用が期待できる。このような技術としては、
例えば、アミノ基を有するアルキキシシランを酸の存在
下で加水分解重縮合したAMINOSILs ［Y.CHARBOUILLOT,e
t.al:Journal of Non-Crystaline Solids １０３ 325
〜330(1988)］が従来知られている。
ックス材料は一般的に高強度で耐熱性に優れ、化学的な
耐久性にも優れている。また可視光に対する透過性を持
たせると言った光学的特性を付与することも可能である
という長所を有している。従って、シリカ骨格を主成分
とする、ガラスを始めとするセラミックス等に良好な導
電性を付与すれば、耐久性を有する各種センサー材料や
静電防止効果を持つ高強度、高化学耐久性材料等として
の利用価値が非常に高まることが期待される。また、金
属アルコキシドを用いたゾルゲル法は、得られる重縮合
体をスピニング法により繊維状としたり、ディッピング
法によりコーティング膜状にしたり、粉末状或いはバル
ク状としたりできると言う成型上の利点を有している。
従って、ゾルゲル法により良好な導電性を有するセラミ
ックスを調製すれば、シリカ骨格を有する材料のさらに
広範囲な応用が期待できる。このような技術としては、
例えば、アミノ基を有するアルキキシシランを酸の存在
下で加水分解重縮合したAMINOSILs ［Y.CHARBOUILLOT,e
t.al:Journal of Non-Crystaline Solids １０３ 325
〜330(1988)］が従来知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記AM
INOSILs はアミノ基を有するアルコキシシランを塩酸等
の酸の存在下で加水分解重縮合し、結果的に酸とアミノ
基とをイオン結合させたものであり、一部のアミノ基が
酸によって置換されたものであるために電導度に限界が
あり、またその構造単位としてＳｉ（Ｏ1/2 -）4 単位を
有さないため成型体の強度が充分でないという問題点を
有していた。
INOSILs はアミノ基を有するアルコキシシランを塩酸等
の酸の存在下で加水分解重縮合し、結果的に酸とアミノ
基とをイオン結合させたものであり、一部のアミノ基が
酸によって置換されたものであるために電導度に限界が
あり、またその構造単位としてＳｉ（Ｏ1/2 -）4 単位を
有さないため成型体の強度が充分でないという問題点を
有していた。
【０００４】本発明は、斯かる実情に鑑みてなされたも
のであって、高強度で且つ良好な導電性を有した有機珪
酸重縮合体を提供することを課題とする。
のであって、高強度で且つ良好な導電性を有した有機珪
酸重縮合体を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するため鋭意研究を重ねた結果、４級アンモニウム
基を含有するアルコキシシランとテトラアルコキシシラ
ンとを共加水分解重縮合することによって、目的とする
導電性が良好で且つ機械的強度に優れた４級アンモニウ
ム基を有する有機珪酸重縮合体が得られる事を見出し、
本発明を完成するに至った。
解決するため鋭意研究を重ねた結果、４級アンモニウム
基を含有するアルコキシシランとテトラアルコキシシラ
ンとを共加水分解重縮合することによって、目的とする
導電性が良好で且つ機械的強度に優れた４級アンモニウ
ム基を有する有機珪酸重縮合体が得られる事を見出し、
本発明を完成するに至った。
【０００６】すなわち本発明は、下記一般組成式（１）
で表されるアンモニウム基を含有するアルコキシシラン ［（ＯＲ1 ）4-n-a Ｓｉ（Ｒ’）a （ＱＮＨ3 +）n ］m/n ［Ｘ］m- （１） （式中、Ｒ1 はアルキル基を表し、同一であっても相互
に異なっていても良く、Ｑは二価の炭化水素基、Ｒ’は
一価の炭化水素基、Ｘは炭素数４以上のカルボン酸残基
を、ｎは１〜３を、ｍはカルボン酸の価数を、ａは０〜
２を表す。）と下記一般組成式（２）で表されるテトラ
アルコキシシラン Ｓｉ（ＯＲ2 ）4 （２） （式中、Ｒ2 はアルキル基を表し、同一であっても相互
に異なっていても良い。）とを必要に応じて、溶媒の存
在下、さらに必要に応じて触媒の存在下、共加水分解重
縮合して得られる有機珪酸重縮合体に関する。
で表されるアンモニウム基を含有するアルコキシシラン ［（ＯＲ1 ）4-n-a Ｓｉ（Ｒ’）a （ＱＮＨ3 +）n ］m/n ［Ｘ］m- （１） （式中、Ｒ1 はアルキル基を表し、同一であっても相互
に異なっていても良く、Ｑは二価の炭化水素基、Ｒ’は
一価の炭化水素基、Ｘは炭素数４以上のカルボン酸残基
を、ｎは１〜３を、ｍはカルボン酸の価数を、ａは０〜
２を表す。）と下記一般組成式（２）で表されるテトラ
アルコキシシラン Ｓｉ（ＯＲ2 ）4 （２） （式中、Ｒ2 はアルキル基を表し、同一であっても相互
に異なっていても良い。）とを必要に応じて、溶媒の存
在下、さらに必要に応じて触媒の存在下、共加水分解重
縮合して得られる有機珪酸重縮合体に関する。
【０００７】本発明に用いられる式（１）で表されるア
ルコキシシランは、下記一般組成式（３） （Ｒ1 Ｏ）4-n-a Ｓｉ（Ｒ’）a（ＱＮＨ2）n （３） （式中、Ｒ1 はアルキル基を表し、同一であっても相互
に異なっていても良く、Ｑは二価の炭化水素基、Ｒ’は
一価の炭化水素基、ｎは１〜３を、ａは０〜２を表
す。）で表されるアルコキシシランとカルボキシ基以外
に炭素数４以上の有機鎖部分を有するカルボン酸との中
和反応によって合成される。
ルコキシシランは、下記一般組成式（３） （Ｒ1 Ｏ）4-n-a Ｓｉ（Ｒ’）a（ＱＮＨ2）n （３） （式中、Ｒ1 はアルキル基を表し、同一であっても相互
に異なっていても良く、Ｑは二価の炭化水素基、Ｒ’は
一価の炭化水素基、ｎは１〜３を、ａは０〜２を表
す。）で表されるアルコキシシランとカルボキシ基以外
に炭素数４以上の有機鎖部分を有するカルボン酸との中
和反応によって合成される。
【０００８】一般組成式（３）で表されるアルコキシシ
ランとしては、例えば市販の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
（信越化学製、東芝シリコン製）等を好適に使用し得る
し、或いは公知の方法により合成して使用してもよい。
この様なアルコキシドと反応させる長鎖のカルボン酸
は、カルボキシ基以外に炭素数４以上の有機鎖部分を有
するカルボン酸であり、具体的には、吉草酸、カプロン
酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノー
ル酸、安息香酸等の一塩基酸、グルタール酸、アジピン
酸、セバシン酸、フタル酸等の二塩基酸、ターメジン酸
等の三塩基酸等が挙げられる。有機鎖の炭素数が３以下
の場合はカルボン酸がアルコキシ基の縮合触媒として働
くので目的とするアルコキシシランは得られない。
ランとしては、例えば市販の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
（信越化学製、東芝シリコン製）等を好適に使用し得る
し、或いは公知の方法により合成して使用してもよい。
この様なアルコキシドと反応させる長鎖のカルボン酸
は、カルボキシ基以外に炭素数４以上の有機鎖部分を有
するカルボン酸であり、具体的には、吉草酸、カプロン
酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノー
ル酸、安息香酸等の一塩基酸、グルタール酸、アジピン
酸、セバシン酸、フタル酸等の二塩基酸、ターメジン酸
等の三塩基酸等が挙げられる。有機鎖の炭素数が３以下
の場合はカルボン酸がアルコキシ基の縮合触媒として働
くので目的とするアルコキシシランは得られない。
【００１０】以下に一般組成式（１）で表されるアルコ
キシシランの製造例を示す。
キシシランの製造例を示す。
【００１１】製造例１．アジピン酸３．７ｇをテトラヒ
ドロフラン１５ｇに溶解した溶液と、γ−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン９．０ｇをテトラヒドロフラン１
５ｇに溶解した溶液を混合した後、４０℃に一昼夜放置
した。この溶液からテトラヒドロフランを除去したとこ
ろ白色粉末約１５ｇを得た。ＮＭＲ、ＩＲによりこの粉
末が ［（ＣＨ3 Ｏ）3ＳｉＣ3Ｈ6ＮＨ3］+ 2［ＯＯＣＣ4Ｈ8Ｃ
ＯＯ］2- であることを確認した。
ドロフラン１５ｇに溶解した溶液と、γ−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン９．０ｇをテトラヒドロフラン１
５ｇに溶解した溶液を混合した後、４０℃に一昼夜放置
した。この溶液からテトラヒドロフランを除去したとこ
ろ白色粉末約１５ｇを得た。ＮＭＲ、ＩＲによりこの粉
末が ［（ＣＨ3 Ｏ）3ＳｉＣ3Ｈ6ＮＨ3］+ 2［ＯＯＣＣ4Ｈ8Ｃ
ＯＯ］2- であることを確認した。
【００１２】製造例２．１０−ウンデセン酸１２．２ｇ
をクロロホルム２０ｇに溶解した溶液と、γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン２２．２ｇをクロロホルム２
０ｇに溶解した溶液を混合し室温に一日放置した。この
溶液からクロロホルムを除去したところ無色透明の粘性
液体約３４ｇを得た。ＮＭＲ、ＩＲによりこの液体が ［（ＣＨ3ＣＨ2Ｏ）3ＳｉＣ3Ｈ6ＮＨ3］+［ＣＨ2＝ＣＨ
（ＣＨ2）8ＣＯＯ］- であることを確認した。
をクロロホルム２０ｇに溶解した溶液と、γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン２２．２ｇをクロロホルム２
０ｇに溶解した溶液を混合し室温に一日放置した。この
溶液からクロロホルムを除去したところ無色透明の粘性
液体約３４ｇを得た。ＮＭＲ、ＩＲによりこの液体が ［（ＣＨ3ＣＨ2Ｏ）3ＳｉＣ3Ｈ6ＮＨ3］+［ＣＨ2＝ＣＨ
（ＣＨ2）8ＣＯＯ］- であることを確認した。
【００１３】製造例３．吉草酸５．１ｇをテトラヒドロ
フラン１０ｇに溶解した溶液と、γ−アミノプロピル−
メチル−ジエトキシシラン９．６ｇをテトラヒドロフラ
ン１０ｇを溶解した溶液を混合し６０℃で２時間加熱し
た。この溶液からテトラヒドロフランを除去したところ
無色透明の液体約１６ｇを得た。ＮＭＲ、ＩＲによりこ
の液体が ［（ＣＨ3ＣＨ2Ｏ）2Ｓｉ（ＣＨ3）Ｃ3Ｈ6ＮＨ3］+［Ｃ
Ｈ3（ＣＨ2）3ＣＯＯ］- であることを確認した。
フラン１０ｇに溶解した溶液と、γ−アミノプロピル−
メチル−ジエトキシシラン９．６ｇをテトラヒドロフラ
ン１０ｇを溶解した溶液を混合し６０℃で２時間加熱し
た。この溶液からテトラヒドロフランを除去したところ
無色透明の液体約１６ｇを得た。ＮＭＲ、ＩＲによりこ
の液体が ［（ＣＨ3ＣＨ2Ｏ）2Ｓｉ（ＣＨ3）Ｃ3Ｈ6ＮＨ3］+［Ｃ
Ｈ3（ＣＨ2）3ＣＯＯ］- であることを確認した。
【００１４】また、本発明に用いられる式（２）で表さ
れるアルコキシシランとしては、テトラメチルオルトシ
リケート、テトラエチルオルトシリケート、テトライソ
プロピルオルトシリケート、テトラブチルオルトシリケ
ート等を用いる事ができる。
れるアルコキシシランとしては、テトラメチルオルトシ
リケート、テトラエチルオルトシリケート、テトライソ
プロピルオルトシリケート、テトラブチルオルトシリケ
ート等を用いる事ができる。
【００１５】式（１）と式（２）のアルコキシシランの
反応に用いる溶媒としては、該アルコキシシラン及び水
を溶解するものであれば、好適に用いることができる。
例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール等
のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケ
トン類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等のセロ
ソルブ類、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ポリエチレングリコール等の多価アルコール類等が
挙げられる。
反応に用いる溶媒としては、該アルコキシシラン及び水
を溶解するものであれば、好適に用いることができる。
例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール等
のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケ
トン類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等のセロ
ソルブ類、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ポリエチレングリコール等の多価アルコール類等が
挙げられる。
【００１６】式（１）のアルコキシシランは５０〜９０
モル％、式（２）のアルコキシシランは１０〜５０モル
％の範囲で反応させる事が好ましい。式（１）のアルコ
キシシランが５０モル％より少ないと十分な導電性が得
られないし、式（２）のアルコキシシランが１０モル％
より少ないと重縮合体中のＳｉ（Ｏ1/2 -）4 ユニットが
少なくなり、機械的強度に問題が残る。
モル％、式（２）のアルコキシシランは１０〜５０モル
％の範囲で反応させる事が好ましい。式（１）のアルコ
キシシランが５０モル％より少ないと十分な導電性が得
られないし、式（２）のアルコキシシランが１０モル％
より少ないと重縮合体中のＳｉ（Ｏ1/2 -）4 ユニットが
少なくなり、機械的強度に問題が残る。
【００１７】反応に触媒を用いる場合は酸性触媒として
は塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸、酢酸、クエン酸等の有
機酸が使用でき、塩基性触媒としては水酸化ナトリウ
ム、水酸化アンモニウム、トリエタノールアミン等のア
ミン類、モルフォリン、尿素等が好適に使用し得る。
は塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸、酢酸、クエン酸等の有
機酸が使用でき、塩基性触媒としては水酸化ナトリウ
ム、水酸化アンモニウム、トリエタノールアミン等のア
ミン類、モルフォリン、尿素等が好適に使用し得る。
【００１８】重縮合体を粉末或いはバルク体として用い
る場合においては加水分解重縮合法は特に限定されな
い。式（１）のアルコキシシランと式（２）のアルコキ
シシランだけを混合して重縮合させても良いし、溶媒を
用いてもよい。またをそれぞれ適量の水で部分加 水分
解した後、両者を混合して重縮合を行ってもよい。反応
終了後、共加水分解重縮合時に生成するアルコール及び
溶媒を使用した場合はその溶媒を、自然乾燥や加熱等の
公知の方法で除去する。粉末を得たい場合は乾燥速度は
任意でよいが、バルク体を得たい場合は乾燥中にクラッ
クが生じないように、乾燥速度を制御する必要がある。
触媒は必要に応じて、酸、塩基或いはその両者を用い
る。反応温度は特に限定されないが、４０℃〜１００℃
の範囲が望ましい。温度が低いと反応速度が極端に低下
するし、温度が高いと使用する溶媒の種類によっては溶
媒の蒸発が著しく、反応の制御が困難になる。得られた
重縮合体のゲルを金型等の型中で固化乾燥させればバル
ク体が得られ、粉末とする場合はろ過、遠心分離等によ
りゲル中の残留溶媒を除去し、更に溶媒で洗浄して乾燥
したり、或いは凍結乾燥、スプレードライ法等公知の方
法により粉末化する。
る場合においては加水分解重縮合法は特に限定されな
い。式（１）のアルコキシシランと式（２）のアルコキ
シシランだけを混合して重縮合させても良いし、溶媒を
用いてもよい。またをそれぞれ適量の水で部分加 水分
解した後、両者を混合して重縮合を行ってもよい。反応
終了後、共加水分解重縮合時に生成するアルコール及び
溶媒を使用した場合はその溶媒を、自然乾燥や加熱等の
公知の方法で除去する。粉末を得たい場合は乾燥速度は
任意でよいが、バルク体を得たい場合は乾燥中にクラッ
クが生じないように、乾燥速度を制御する必要がある。
触媒は必要に応じて、酸、塩基或いはその両者を用い
る。反応温度は特に限定されないが、４０℃〜１００℃
の範囲が望ましい。温度が低いと反応速度が極端に低下
するし、温度が高いと使用する溶媒の種類によっては溶
媒の蒸発が著しく、反応の制御が困難になる。得られた
重縮合体のゲルを金型等の型中で固化乾燥させればバル
ク体が得られ、粉末とする場合はろ過、遠心分離等によ
りゲル中の残留溶媒を除去し、更に溶媒で洗浄して乾燥
したり、或いは凍結乾燥、スプレードライ法等公知の方
法により粉末化する。
【００１９】重縮合体を繊維化する場合は、式（１）の
アルコキシシランと式（２）のアルコキシシランの混合
溶液に適量の水を添加し、加水分解重縮合反応を進行さ
せつつ、溶液の濃縮を行う。また式（１）のアルコキシ
シラン、式（２）のアルコキシシランをそれぞれ適量の
水で部分加水分解した後、両者を混合して更に加水分解
重縮合を進行させつつ、溶液の濃縮を行ってもよい。濃
縮は、加熱、減圧、放置等の方法により、好ましくは加
熱により行う。この操作は通常撹拌下で行う。加熱温度
は４０℃〜８０℃程度が適当である。温度が低すぎると
反応が進行しないし、高すぎると溶媒及び水の蒸発速度
が大きすぎて反応が進行する前に濃縮が完了してしま
う。加水分解重縮合と濃縮の進行とともに溶液は粘性を
帯びてくる。こうして溶液の粘度が繊維化に適した粘度
（例えば１０ポイズ以上）または曳糸性を示す状態に達
したならば、この粘性溶液を公知の方法（ノズル押し出
し、棒による引き上げ等）で紡糸する。ついで、紡糸さ
れた繊維を乾燥し、脱水縮合を完了する。乾燥方法とし
ては前述した加熱乾燥法や自然乾燥法が適当である。
アルコキシシランと式（２）のアルコキシシランの混合
溶液に適量の水を添加し、加水分解重縮合反応を進行さ
せつつ、溶液の濃縮を行う。また式（１）のアルコキシ
シラン、式（２）のアルコキシシランをそれぞれ適量の
水で部分加水分解した後、両者を混合して更に加水分解
重縮合を進行させつつ、溶液の濃縮を行ってもよい。濃
縮は、加熱、減圧、放置等の方法により、好ましくは加
熱により行う。この操作は通常撹拌下で行う。加熱温度
は４０℃〜８０℃程度が適当である。温度が低すぎると
反応が進行しないし、高すぎると溶媒及び水の蒸発速度
が大きすぎて反応が進行する前に濃縮が完了してしま
う。加水分解重縮合と濃縮の進行とともに溶液は粘性を
帯びてくる。こうして溶液の粘度が繊維化に適した粘度
（例えば１０ポイズ以上）または曳糸性を示す状態に達
したならば、この粘性溶液を公知の方法（ノズル押し出
し、棒による引き上げ等）で紡糸する。ついで、紡糸さ
れた繊維を乾燥し、脱水縮合を完了する。乾燥方法とし
ては前述した加熱乾燥法や自然乾燥法が適当である。
【００２０】重縮合体をコーティング剤として用いる場
合は式（１）のアルコキシシランと式（２）のアルコキ
シシランの溶液に適量の水を添加し、加水分解重縮合反
応を進行させた後、この溶液を、板状、線状等の形状を
した基体表面に、浸漬（ディッピング）、流延（キャス
ティング）、吹きつけ（スプレー）等の方法で塗布し、
加熱または自然放置により濃縮、乾燥及びさらに重縮合
反応を進行させ塗布膜を固化させる。加熱温度は１１０
℃〜１５０℃程度で行うと良好な被膜を得やすい。また
減圧下で加熱を行うとさらに好ましい。
合は式（１）のアルコキシシランと式（２）のアルコキ
シシランの溶液に適量の水を添加し、加水分解重縮合反
応を進行させた後、この溶液を、板状、線状等の形状を
した基体表面に、浸漬（ディッピング）、流延（キャス
ティング）、吹きつけ（スプレー）等の方法で塗布し、
加熱または自然放置により濃縮、乾燥及びさらに重縮合
反応を進行させ塗布膜を固化させる。加熱温度は１１０
℃〜１５０℃程度で行うと良好な被膜を得やすい。また
減圧下で加熱を行うとさらに好ましい。
【００２１】
【実施例】以下実施例を示して本発明を詳細に説明す
る。
る。
【００２２】実施例１．製造例１のアルコキシシランと
テトラメチルオルトシリケートとを、表１に示した量と
なるようテトラヒドロフラン７０．０ｇに溶解した。こ
の溶液に塩酸１．８×１０-4モルを含む水２７．０ｇを
添加し４０℃に２時間放置した。得られた粘性溶液をス
ライドガラス上にスプレー装置を用いて噴霧塗布し、室
温で一日乾燥した後、１５０℃で一昼夜真空乾燥し固化
させ透明なコーティング膜を得た。得られたコーティン
グ膜の表面強度を鉛筆強度試験法で、電導度をＡＣコン
プレックスインピーダンス法で測定した。結果を表１に
示す。
テトラメチルオルトシリケートとを、表１に示した量と
なるようテトラヒドロフラン７０．０ｇに溶解した。こ
の溶液に塩酸１．８×１０-4モルを含む水２７．０ｇを
添加し４０℃に２時間放置した。得られた粘性溶液をス
ライドガラス上にスプレー装置を用いて噴霧塗布し、室
温で一日乾燥した後、１５０℃で一昼夜真空乾燥し固化
させ透明なコーティング膜を得た。得られたコーティン
グ膜の表面強度を鉛筆強度試験法で、電導度をＡＣコン
プレックスインピーダンス法で測定した。結果を表１に
示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】実施例２．製造例２のアルコキシシランと
テトラエチルオルトシリケートとを、表２に示した量と
なるようテトラヒドロフラン７０．０ｇに溶解した。こ
の溶液に塩酸１．８×１０-4モルを含む水２７．０ｇを
添加し４０℃に２時間放置した。得られた粘性溶液をス
ライドガラス上にスプレー装置を用いて噴霧塗布し、室
温で一日乾燥した後、１５０℃で一昼夜真空乾燥し固化
させ透明なコーティング膜を得た。得られたコーティン
グ膜の表面強度を鉛筆強度試験法で、電導度をＡＣコン
プレックスインピーダンス法で測定した。結果を表２に
示す。
テトラエチルオルトシリケートとを、表２に示した量と
なるようテトラヒドロフラン７０．０ｇに溶解した。こ
の溶液に塩酸１．８×１０-4モルを含む水２７．０ｇを
添加し４０℃に２時間放置した。得られた粘性溶液をス
ライドガラス上にスプレー装置を用いて噴霧塗布し、室
温で一日乾燥した後、１５０℃で一昼夜真空乾燥し固化
させ透明なコーティング膜を得た。得られたコーティン
グ膜の表面強度を鉛筆強度試験法で、電導度をＡＣコン
プレックスインピーダンス法で測定した。結果を表２に
示す。
【００２５】
【表２】
【００２６】実施例３．製造例３のアルコキシシランと
テトライソプロピルオルトシリケートとを、表３に示し
た量となるようテトラヒドロフラン７０．０ｇに溶解し
た。この溶液に塩酸１．８×１０-4モルを含む水２７．
０ｇを添加し４０℃に２時間放置した。得られた粘性溶
液をスライドガラス上にスプレー装置を用いて噴霧塗布
し、室温で一日乾燥した後、１５０℃で一昼夜真空乾燥
し固化させ透明なコーティング膜を得た。得られたコー
ティング膜の表面強度を鉛筆強度試験法で、電導度をＡ
Ｃコンプレックスインピーダンス法で測定した。結果を
表３に示す。
テトライソプロピルオルトシリケートとを、表３に示し
た量となるようテトラヒドロフラン７０．０ｇに溶解し
た。この溶液に塩酸１．８×１０-4モルを含む水２７．
０ｇを添加し４０℃に２時間放置した。得られた粘性溶
液をスライドガラス上にスプレー装置を用いて噴霧塗布
し、室温で一日乾燥した後、１５０℃で一昼夜真空乾燥
し固化させ透明なコーティング膜を得た。得られたコー
ティング膜の表面強度を鉛筆強度試験法で、電導度をＡ
Ｃコンプレックスインピーダンス法で測定した。結果を
表３に示す。
【００２７】
【表３】
【００２８】表１〜３の結果に明かなように、テトラメ
チルオルトシリケートの量が５モル％の試料（１）、
（６）、（１１）では電導度は高いが表面強度が充分で
なく、逆にテトラメチルオルトシリケートの量が６０モ
ル％の試料（５）、（１０）、（１５）では表面強度は
高いものの電導度が充分とは言えないが、テトラメチル
オルトシリケートの量が１０〜５０モル％、製造例１〜
３のアルコキシシランの量が５０〜９０モル％の試料
（２）〜（４）、（７）〜（９）、（１２）〜（１４）
では表面強度、電導度とも良好であった。
チルオルトシリケートの量が５モル％の試料（１）、
（６）、（１１）では電導度は高いが表面強度が充分で
なく、逆にテトラメチルオルトシリケートの量が６０モ
ル％の試料（５）、（１０）、（１５）では表面強度は
高いものの電導度が充分とは言えないが、テトラメチル
オルトシリケートの量が１０〜５０モル％、製造例１〜
３のアルコキシシランの量が５０〜９０モル％の試料
（２）〜（４）、（７）〜（９）、（１２）〜（１４）
では表面強度、電導度とも良好であった。
【００２９】
【発明の効果】本発明の４級アンモニウム基を有する有
機珪酸重縮合体では、従来の電導性シリカ重合体に比
べ、高い機械的強度を示し、電導度も優れており、各種
センサー基材や、電導性コーティング膜材料として好適
に使用し得るものである。
機珪酸重縮合体では、従来の電導性シリカ重合体に比
べ、高い機械的強度を示し、電導度も優れており、各種
センサー基材や、電導性コーティング膜材料として好適
に使用し得るものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 次の成分（ａ）５０〜９０モル％と成分
（ｂ）１０〜５０モル％ （ａ）一般組成式（１） ［（ＯＲ1 ）4-n-a Ｓｉ（Ｒ’）a （ＱＮＨ3 +）n ］m/n ［Ｘ］m- （１） （式中、Ｒ1 はアルキル基を表し、同一であっても相互
に異なっていても良く、Ｑは二価の炭化水素基、Ｒ’は
一価の炭化水素基、Ｘはカルボン酸残基を、ｎは１〜３
を、ｍはカルボン酸の価数を、ａは０〜２を表す。）で
表されるアンモニウム基を有するアルコキシシラン （ｂ）一般組成式（２） Ｓｉ（ＯＲ2 ）4 （２） （式中、Ｒ2 はアルキル基を表し、同一であっても相互
に異なっていても良い。）で表されるテトラアルコキシ
シランとを共加水分解重縮合して得られる、分子中に４
級アンモニウム基を有する有機珪酸重縮合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28989093A JPH07118392A (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | ４級アンモニウム基を有する有機珪酸重縮合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28989093A JPH07118392A (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | ４級アンモニウム基を有する有機珪酸重縮合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07118392A true JPH07118392A (ja) | 1995-05-09 |
Family
ID=17749098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28989093A Pending JPH07118392A (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | ４級アンモニウム基を有する有機珪酸重縮合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07118392A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005120333A (ja) * | 2003-05-07 | 2005-05-12 | National Institute For Materials Science | 陰イオン交換性を有する層状ポリアミノアルキルシロキサン複合体とその製造方法およびその用途 |
| JP2008248257A (ja) * | 2003-05-07 | 2008-10-16 | National Institute For Materials Science | 陰イオン交換性を有するポリアミノアルキルシロキサン複合体 |
| JP2013515154A (ja) * | 2009-12-22 | 2013-05-02 | ダウ コーニング コーポレーション | 水分散性のシリコーン樹脂 |
| US20140235796A1 (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-21 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Composition for forming resist underlayer film and patterning process |
-
1993
- 1993-10-26 JP JP28989093A patent/JPH07118392A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005120333A (ja) * | 2003-05-07 | 2005-05-12 | National Institute For Materials Science | 陰イオン交換性を有する層状ポリアミノアルキルシロキサン複合体とその製造方法およびその用途 |
| JP2008248257A (ja) * | 2003-05-07 | 2008-10-16 | National Institute For Materials Science | 陰イオン交換性を有するポリアミノアルキルシロキサン複合体 |
| JP2013515154A (ja) * | 2009-12-22 | 2013-05-02 | ダウ コーニング コーポレーション | 水分散性のシリコーン樹脂 |
| US20140235796A1 (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-21 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Composition for forming resist underlayer film and patterning process |
| US9315670B2 (en) * | 2013-02-15 | 2016-04-19 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Composition for forming resist underlayer film and patterning process |
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