JPH10249276A - ポリシラザンのコーティング方法 - Google Patents

ポリシラザンのコーティング方法

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JPH10249276A
JPH10249276A JP7924597A JP7924597A JPH10249276A JP H10249276 A JPH10249276 A JP H10249276A JP 7924597 A JP7924597 A JP 7924597A JP 7924597 A JP7924597 A JP 7924597A JP H10249276 A JPH10249276 A JP H10249276A
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JP
Japan
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coating
polysilazane
substrate
film
solution
Prior art date
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Pending
Application number
JP7924597A
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English (en)
Inventor
Makoto Nagata
誠 永田
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NE Chemcat Corp
Original Assignee
NE Chemcat Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな面積を有する基板に、均一な厚さで連
続したポリシラザン被膜を形成させるための方法を提供
すること。 【解決手段】 ポリシラザン溶液を基板にスプレーコー
ティングし、次いで、バーコーティングすることを特徴
とするポリシラザンの塗布方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリシラザンの塗
布方法に関し、より詳細には大きな面積を有する基板
に、均一な厚さでポリシラザンを塗布し被膜を形成させ
るための方法に関する。
【0002】
【従来の技術】基板にポリシラザンを塗布し、加熱する
とポリシラザンが熱分解してSi−O系あるいはSi−
N−O系の緻密なセラミックスの膜が得られる。この被
膜は耐食性、耐熱性、耐摩耗性に優れているため、金
属、ガラス、セラミックス、プラスチックス、木材等の
保護膜として用いられ始めている。
【0003】ポリシラザンを基板に塗布する方法とし
て、従来より、浸漬、バーコーティング、刷毛塗り、ス
プレーコーティング、フローコーティング等の方法が行
われている。金属、ガラス、セラミックス、プラスチッ
クス、木材等の基板は、その寸法が一辺20〜100m
m程度であれば、上記いずれかの塗布方法によって比較
的均一な厚さの被膜を形成させることができる。
【0004】しかし、基板の寸法が大きくなり、面積が
大きくなると、上記の塗布方法では様々な問題が生ず
る。例えば、浸漬は大量の液が必要となる上、装置も大
掛かりなものとならざるを得ないという問題があり、ま
た、刷毛塗りは大量生産に不向きで、再現性に乏しいと
いう問題がある。バーコーティングはコーティング圧力
で基板に傷がつき易く、しかも、ポリシラザンは空気中
のような酸化性雰囲気では酸化や加水分解を起こしやす
いため、かき落とした液の再使用ができないという問題
がある。
【0005】更に、スプレーコーティングは、上記の塗
布方法の中では、大きな面積を有する基板に対して比較
的好ましい方法と言えるが、スプレー状の液が基板に付
着する前に凝固して、微粒子状になり、これが基板に付
着して曇り色で多孔質の被膜となったり、仮に多孔質被
膜の形成を防止できて連続した被膜が得られても、厚さ
が不均一になるという欠点がある。更にまた、フローコ
ーティングでは均一な厚さを得るのが困難である。
【0006】このような状況から、大きな面積を有する
基板、例えば、一辺が300mm以上の基板にポリシラ
ザンを均一に被覆する方法の開発が要望されてきた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の要望に
応えるためになされたものであり、大きな面積を有する
基板に、均一な厚さで連続した被膜を形成するための方
法を提供することをその課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手投】本発明者は、ポリシラザ
ンの塗布方法に関し、鋭意研究を行った結果、スプレー
コーティングとバーコーティングを組み合わせた塗布方
法を採用することにより、大きな面積を有する基板に対
しても均等にポリシラザンを塗布することができ、均一
かつ連続的な被膜形成が可能であることを見出し本発明
を完成した。
【0009】すなわち、本発明は、ポリシラザン溶液を
基板にスプレーコーティングし、次いで、バーコーティ
ングすることを特徴とするポリシラザンの塗布方法であ
る。
【0010】また、本発明は、ポリシラザン溶液を基板
にスプレーコーティングし、次いでバーコーティングし
た後、乾燥および加熱処理を施すことを特徴とする、基
板にセラミックス被膜を形成させる方法である。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明塗布方法は、ポリシラザン
の溶液(コーティング液)を、第1段階として基板にス
プレーコーティングし、得られた塗膜に第2段階として
バーコーティングを施すことにより実施される。
【0012】本発明で用いられるポリシラザンは、例え
ば次の−般式
【化1】 (ここで、Rl、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原
子;アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ア
リール基等の珪素または窒素と結合する基が炭素である
基;アルキルシリル基;アルキルアミノ基またはアルコ
キシ基を示す。ただし、Rl、R2およびR3のうち少なく
とも1つは水素原子である)で表わされる単位からなる
主骨格を有する数平均分子量が100〜5万のポリシラ
ザンである。
【0013】また、例えばポリシラザンに珪素アルコキ
シドを加熱反応させて得られる珪素アルコキシド付加ポ
リシラザン(特開平5−238827号公報)、ポリシ
ラザンにグリシドールを加熱反応させて得られるグリシ
ドール付加ポリシラザン(特開平6−122852号公
報)、ポリシラザンにアルコールを加熱反応させて得ら
れるアルコール付加ポリシラザン(特開平6−2402
08号公報)、ポリシラザンにニッケル、チタン、白
金、ロジウム等を含む金属カルボン酸塩を反応させて得
られる金属カルボン酸塩/ポリシラザン(特開平6−2
99118号公報)、ポリシラザンにアセチルアセトナ
ト錯体(金属としてNi、Pt、Pd、Al、Rhなど
を含む)を加熱反応して得られるアセチルアセトナト錯
体付加ポリシラザン(特開平6−306329号公
報)、ポリシラザンに金属の微粒子を添加したもの(特
開平7−196986号公報)等も用いることができ
る。
【0014】これらのポリシラザンの中でも、数平均分
子量が300〜5000のものを用いるのが好ましく、
同1000〜1400のものがさらに好ましく用いられ
【0015】ポリシラザンは、分子量及び分子構造に応
じて異なる粘度を有する液体ないしは固体である。ポリ
シラザンが、低粘度の液体の場合はそのままポリシラザ
ン溶液として使用できるが、塗布性や塗膜の厚さを制御
するために、例えばm−キシレン、o−キシレン等の各
種有機溶剤により適当に希釈して用いる方が好ましい。
また、形成される被膜の用途に応じて、ポリシラザン
の溶液に、例えば顔料、紫外線吸収剤、帯電防止剤等の
各種添加剤を加えることができる。
【0016】本発明の塗布方法を実施するにあたって
は、あらかじめ基板を清浄にしておくことが好ましい。
この清浄化処理は、市販の中性洗剤で脱脂した後、純水
等で洗浄し、80〜100℃で20〜60分間程度乾燥
するか、あるいは、例えばアルコール、キシレン等の有
機溶剤で洗浄することにより実施できる。
【0017】本発明の塗布方法の第1段階は、基板にポ
リシラザン溶液をスプレーコーティングして塗布するこ
とである。スプレーコーティングの手段としては、1個
のノズルからポリシラザンの溶液を吹き付ける1流体法
や、2個のノズルを用い、一方のノズルからポリシラザ
ンの溶液を、他方のノズルから窒素ガスを同時に吹き付
ける2流体法等を用いることができる。この第1投階の
スプレーコーティングにより、基板上に連続した塗膜が
形成されるが、この段階では未だ厚さは不均一である。
【0018】次に、第2段階として、スプレーコーティ
ングにより形成された塗膜に、速やかにバーコーティン
グを実施し、膜を塗り広げる。ここで用いられるバーと
しては、例えば、ステンレス製の棒にステンレス製の針
金を巻き付けたものを挙げることができる。バーコーテ
ィングを行う場合、バーを手で転がしてもよいし、機械
により転がしてもよい。第2段階のバーコーティングを
行うことにより、均一な厚さに塗り広げられ、しかも連
続した塗膜が得られる。
【0019】以上の2操作により、ポリシラザンの基板
への均一かつ連続的な塗布が達成されるが、塗布された
ポリシラザン塗膜をセラミックス化するためには、さら
に乾燥および加熱処理を行うことが必要となる。乾燥処
理は、例えば80〜120℃で10〜60分間行うこと
が好ましい。また、加熱処理は、基板の材料や、ポリシ
ラザンの溶液に添加される顔料等の添加剤の種類に応じ
て適切な条件を選択することができる。例えば、低い温
度で処理する場合は、およそ150〜300℃の空気中
で30分〜3時間程度加熱するか、あるいは、およそ9
0〜120℃の湿潤空気中で3〜5時間程度処理するこ
とが好ましい。また、高い温度で処理する場合は、およ
そ400〜500℃の空気中で30分〜3時間程度加熱
することが好ましい。
【0020】本発明の塗布方法によるポリシラザン塗膜
の厚さの調整は、ポリシラザンを有機溶剤で希釈すると
きの希釈率を変化させたり、スプレーコーティングの吹
き付け量を調整すること等によって行うことができる。
また、最終的なポリシラザン被膜をさらに厚くしたいと
きは、塗膜の乾燥処理後にスプレーコーティング以降の
工程を繰り返してもよいし、加熱処理後に、スプレーコ
ーティング以降の工程を繰り返してもよい。
【0021】本発明方法により、均一に塗布されたポリ
シラザンの塗膜は、空気中での加熱による酸化または湿
潤空気中での処理による加水分解により、硬化し、Si
−O系又はSi−N−O系セラミックスの緻密な被膜と
なる。この被膜は耐食性、耐熱性、耐摩耗性に優れてい
るので、金属、ガラス、セラミックス、プラスチック
ス、木材等の表面保護膜として好適である。また、ポリ
シラザンの溶液に顔料を添加することにより、有色の被
膜が得られるので、装飾的用途に用いることもできる。
【0022】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0023】実施例1 (1)コーティング液の調製:ポリシラザンN−L71
4(東燃(株)製;数平均分子量1200)を用いて、
20重量%(以下、単に%と略す)ポリシラザン−80
%m−キシレン溶液を調製した。別に、顔料としてCO
LORTEX Blue UE1142(山陽色素
(株)製)を用いて、20%顔料−80%m−キシレン
の混合液を調整した。前記2種類の液を、重量比1:1
で混合し、コーティング液とした。
【0024】(2)スプレーコーティング:300×3
00×3mmのソーダライム製ガラス板及びこのガラス
板の中心部付近に100×100mmの金の装飾膜が施
されたガラス板を、それぞれ市販の中性洗剤で脱脂し、
純水で洗浄した後800℃で1時間乾燥した。これらの
ガラス板それぞれの片側全面に、上記のコーティング液
を2流体法により、コンベアー速度240cm/mi
n、窒素圧0.2kg/cm2、液流量20ml/mi
nの条件でスプレーコーティングした。
【0025】(3)バーコーティング:スプレーコーテ
ィングにより得られた各ガラス板に、バーコーティング
を施し、塗膜をさらに塗り広げた。バーコーティング
は、バーコーターRDS06(松尾産業(株)製)を手
で転がすことにより行った。
【0026】(4)乾燥・加熱処理:バーコーティング
により膜を付着せしめた各ガラス板を、120℃で1時
間乾燥した後、湿潤空気中95℃で3時間加熱して青色
の被膜を形成させ、本発明被膜A−1a及びA−1b
(bは、金の装飾膜が施されたもの。比較例において同
じ)を得た。
【0027】比較例1 窒素圧を3kg/cm2にし、バーコーティングを行わ
なかった以外は実施例1と同様にして、比較被膜B−1
a及びB−1bを得た。
【0028】比較例2 容器内に窒素を2kg/cm2で加圧した1流体法でス
プレーコーティングし、バーコーティングを行わなかっ
た以外は実施例1と同様にして、比較被膜B−2a及び
B−2bを得た。
【0029】比較例3 スプレーコーティング及びバーコーティングの代わり
に、刷毛塗りを行った以外は実施例1と同様にして、比
較被膜B−3a及びB−3bを得た。
【0030】試験例 性能評価(1):実施例1の本発明被膜A−1a及び比
較例1〜3の比較被膜B−1a〜B−3aについて被膜
の連続性を評価した。評価基準は、被験被膜が透明な場
合を連続性あり、曇り色の場合を連続性なしとした。そ
の結果を表1に示す。
【0031】性能評価(2):性能評価(1)と同様の
試料について、被膜の厚さの均一性を評価した。ガラス
板の中心部及び対角線上の隅部2箇所について、走査型
電子顕微鏡で被膜の厚さを測定し、3箇所のバラツキに
より厚さの均一性を評価した。その結果を表1に示す。
【0032】
【表1】 (注)厚さの均一性の()内は、厚さのバラツキを示
す。単位;μm。
【0033】性能評価(3):実施例1の試料A−1b
及び比較例1〜3の試料B−1b〜B−3bについて、
被膜の緻密性を評価した。評価方法は、試料を室温の王
水(塩酸/硝酸=3/1)に5分間浸漬した後引き上
げ、金の装飾膜の溶出の有無を観察し、溶出がない場合
を緻密性良好、溶出した場合を緻密性不良として行っ
た。その結果を表2に示す。
【0034】
【表2】
【0035】表1及び表2より明らかなように、本発明
方法により得られた被膜は、連続性、均一性、緻密性の
全ての評価項目について満足する結果を示した。これに
対して、比較例の被膜はいずれかの評価項目に欠点があ
り、満足のいくものではなかった。
【0036】
【発明の効果】本発明の方法によれば、大きな面積の基
板に、ポリシラザンを均一な厚さで、連続的に塗布する
ことができるため、緻密で連続した、均一な厚さのセラ
ミックス被膜が得られる。 以 上

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリシラザン溶液を基板にスプレーコー
    ティングし、次いで、バーコーティングすることを特徴
    とするポリシラザンの塗布方法。
  2. 【請求項2】 ポリシラザン溶液を基板にスプレーコー
    ティングし、次いでバーコーティングした後、乾燥およ
    び加熱処理を施すことを特徴とする基板にセラミックス
    被膜を形成させる方法。
JP7924597A 1997-03-14 1997-03-14 ポリシラザンのコーティング方法 Pending JPH10249276A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010526925A (ja) * 2007-05-16 2010-08-05 クラリアント・インターナシヨナル・リミテツド 高い隠ぺい力、高められた引っかき耐性、及び洗浄容易性を有するカラー顔料着色された塗料組成物

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