TWI419836B - 黏土、黏土薄膜及其積層體 - Google Patents

Description

黏土、黏土薄膜及其積層體

本發明係有關使用於顯示器用途等之具有薄片狀耐熱材料之積層構造的黏土、黏土薄膜及其積層體者。

本申請案係根據2007年3月27日申請之日本國特願2007-082963號、2007年3月29日申請之日本國特願2007-089359號、2007年7月5日申請之日本國特願2007-177036號、以及2008年3月19日申請之日本國特願2008-072525號主張優先權，將其內容援用於此。

顯示器係由移動性與省空間之面而從以往的映像管方式急速轉變為液晶方式(LCD)。更進一步地就下世代顯示器而言，開始生產為自發光元件，且在明亮度、鮮豔度、消耗電力之點亦為優異之有機電激發光方式者。

此等如與以往之映像管方式者相比，在移動性與省空間之面上更加優異，但由於玻璃係使用作為基板，故較重，此外亦有破裂的問題。

為了解決此等問題點，在一部分之液晶方式者係使用薄膜基板(被稱為塑膠基板)。

然而，在作為下世代顯示器而受到矚目之有機電激發光顯示器的情形，必須要有低電阻的透明導電膜，因此不可欠缺超過250℃的熱處理。

此外，大陽電池面板也將目光從玻璃基板移至重量輕、不易破裂之薄膜基板的利用。在此情形下，透明性、 耐熱性、耐候性為理所當然，對難燃性的要求也會提高。

在以往的塑膠基板方面無沒有能同時滿足如此之特性者。就可滿足此等要求之材料而言，黏土薄膜係受到注目。

黏土薄膜係由於具有透明性及優異的可撓性，且具有粒子以層狀緻密地配向之構造，故氣體屏障性優異，且由於主成分為無機物而為耐熱性極為優異的材料(參照專利文獻1)。

然而，在作為液晶或有機電激發光顯示器用之薄膜基板使用時，係存在有數個問題。

其中之一是耐水性的問題。一般使用之黏土係於層間含有親水性的陽離子，為吸溼性高的物質。因此，就擔心會因水分而劣化之有機電激發光顯示器用之薄膜基板而言並不適合。作為提升耐水性的對策之一，可構想到於層間添加防水劑，但在控制吸水性時，若水分完全消失則會使膜喪失柔軟性，若欲保持著保有柔軟性程度的水分，則會因急遽地過熱而導致水分的沸騰而成為破壞膜的結果。就另一種耐水化的方法而言，有將黏土層間含有之親水性陽離子交換為疏水性陽離子的方法。然而為了對黏土膜賦予柔軟性而必須將不耐熱的樹脂份大量地插入黏土層間，而將有無法充分發揮黏土具有之耐熱性的問題。

此外，由於黏土本身為無機物故為不燃物。可是，由於為了賦予柔軟性而所添加的樹脂份為有機物，而有因其有機物為可燃使黏土膜會燃燒的問題。

[專利文獻1]日本國特開2005-104133號公報

如上述，為了利用黏土薄膜作為有機電激發光顯示器或太陽電池用之薄膜基板，必須提供透明性、耐熱性、耐水性、以及難燃性優異之具可撓性的薄膜。

本發明之目的在於提供：耐熱性、耐水性、柔軟性、透明性、膜強度、難燃性、以及尺寸安定性優異，且考慮到環保之優異的黏土，以及使用此黏土而形成之黏土薄膜。更進一步提供使用其黏土薄膜之氣體屏障性優異的積層體。

為了達成上述的目的，本發明提供一種黏土，其特徵係：含有離子性物質者。

尤其是上述黏土，係具有由薄片狀耐熱材料層積而成的構造， 上述離子性物質為以下述一般式(1) (式(1)中，R以及R’表示烷基)所示之咪唑鎓離子，該咪唑鎓離子之取代基R與R’的總碳數在10以下，以包含於構成上述黏土之薄片狀耐熱材料的層間為佳。

此外，為了達成上述目的，本發明提供一種黏土薄膜， 其特徵係：包括含離子性物質之黏土以及離子性液體者。

尤其是，上述黏土薄膜係以含有薄片狀耐熱材料與離子性液體為佳。

此外，為了達成上述目的而提供一種黏土薄膜，其特徵係包括：薄片狀耐熱材與平均線徑5μm以下之纖維者。

再者，為了達成上述目的而提供一種黏土薄膜積層體，其特徵係：在上述黏土薄膜之單面或是雙面，令無機薄膜或有機薄膜之中至少一方形成單層或複數層者。

根據本發明之黏土，可獲得在耐水性、耐熱性、柔軟性、透明性、膜強度、難燃性、以及尺寸安定性優異之黏土薄膜。

本發明之黏土薄膜係根據其具有之上述特性，而可利用於許多的製品。可使用於例如電子紙用基板、電子元件用密封薄膜、鏡片薄膜、導光板用薄膜、稜鏡薄膜、相位差板、偏光板用薄膜、視角修正薄膜、PDP用薄膜、LED用薄膜、光通訊用構件、觸控面板用薄膜、各種功能性薄膜之基板、可透視內部之構造的電子機器用薄膜、包含影像光碟‧CD/CD-R/CD-RW/DYD/MO/MD‧相變化光碟‧光卡等光記錄媒體用薄膜、燃料電池用密封薄膜、太陽電池用薄膜等。

此外，若藉由表面塗膜而賦予附加功能時，則可實現高氣體屏障性，可適合使用為液晶或有機電激發光顯示器用之薄膜基板。

本發明之黏土係為以含有離子性物質為特徵之黏土，例如，在將薄片狀耐熱材料分散於水後，添加離子性物質予以有機化，使於薄片狀耐熱材料構成之層間包含添加之離子性物質而可藉此獲得。

就上述薄片狀耐熱材料而言，可舉出雲母、蛭石(vermiculite)、蒙脫石(montmorillonite)、高鐵蒙脫石、貝得石(beidellite)、皂石(saponite)、鋰膨潤石(hectorite,鋰蒙脫石)、矽鎂石(stevensite,富鎂蒙脫石)、綠脫石(nontronite)、麥烴矽鈉石(magdiite)、伊利石(ilerite)、水矽佘石(kanemite)、蒙皂石(smectite)、以及層狀鈦酸等。可使用此等中之一種，亦可2種以上組合使用。

此外，就上述離子性物質而言，以具有疏水性之陽離子物質為佳，藉此容易於黏土層間含有上述離子性液體。

一般黏土係於層間含有親水性之交換性陽離子。本發明中，宜將黏土之薄片狀耐熱材料的層間具有之親水性之交換性陽離子交換為疏水性之陽離子物質而使之有機化。

就疏水性之陽離子物質而言，例如可使用二甲基二硬脂基銨鹽或三甲基二硬脂基銨鹽等四級銨鹽；具有苯甲基或聚氧乙烯基之銨鹽；鏻鹽、吡啶鎓鹽、或咪唑鎓鹽。

例如，在使用蒙脫石作為黏土時，以上述疏水性的陽離子物質取代蒙脫石所具有之親水性的交換性陽離子，藉此令蒙脫石，亦即令黏土有機化。

以如此方式將黏土所具有之親水性的交換性陽離子， 亦即將薄片狀耐熱材料之層間所具有之親水性的交換性陽離子，交換成疏水性之陽離子物質使之進行有機化，而藉此令薄片狀耐熱材料之黏土變得容易地分散至有機溶劑中。此外，如此經有機化之黏土中如添加離子性液體，則離子性液體將易於含在黏土薄膜中。

上述離子性物質的形狀不限於液體，亦可為固體以及半固體。此外，例如，可舉出咪唑鎓鹽。

更具體而言，本發明之黏土，為具有薄片狀耐熱材料層積而成的構造，於該積層構造之層間含有以下述式(1)所示之咪唑鎓離子，並且，該咪唑鎓離子之取代基R與R’之總碳數以10以下為佳。

(式(1)中，R以及R’表示烷基。)

如上述，上述一般式(1)之咪唑鎓離子的取代基R與R’的總碳數在10以下，但以在5以下為佳。若R與R’的總碳數超過10，則黏土薄膜的熱分解溫度變低，而無法獲得良好的耐熱性。

此外，上述咪唑鎓離子的R、R’之任一方宜為C₂ H₅ 或CH₃ 。

本發明之黏土薄膜之特徵係：包括含有上述離子性物質之黏土，以及離子性液體者。另外，所謂離子性物質係如先前之說明，只要可取代存在於薄片狀耐熱材料之層間 的親水性陽離子，不論是固體、液體、半固液體等任意之形狀皆可。相對於此，在令黏土成為薄膜時所使用者為離子性液體。因此，離子性液體亦可作為用以使黏土有機化的離子性物質使用。

本發明之第1的黏土薄膜，其特徵係：於其層間含有離子性物質之薄片狀耐熱材料與離子性液體者。

本發明之第1的黏土薄膜，係例如，令薄片狀耐熱材料以及離子性液體分散於溶劑，再將此膜狀化形成為薄膜等，之後將該膜狀物進行熱處理後從薄膜剝離，而可藉此獲得。

就上述薄片狀耐熱材料而言，可使用與構成上述黏土之薄片狀耐熱材料為相同者。

所謂離子性液體，係指以陰離子與陽離子之特殊的組合，即使在25℃之常溫亦為液體狀態且為安定的鹽，其具有難燃性‧不揮發性‧高極性‧高離子傳導性‧高耐熱性等性質。

離子性液體係由於具有上述的性質，在含於黏土薄膜時，對膜可同時賦予柔軟性與難燃性。

具體而言，令下述所示之四級銨鹽、四級鏻鹽、咪唑鎓鹽等之R1至R11成為適合者，藉此可使用在常溫下為異體狀態的離子性液體。

(X為鹵素，R1至11表示烷基或苯基)

就本發明之第1黏土薄膜所含有之離子性液體而言，適合使用25℃下為液狀之咪唑鎓鹽。這是因為與其他離子性液體相比，熱分解溫度較高之故。

離子性液體的含有量，以重量比，宜為黏土薄膜全體之1至60%者。在未滿1%的情形下，難以對黏土賦予柔軟性，若超過60%則難以自立成膜。

此外為了增強黏土薄膜強度、或賦予柔軟性，亦可添加樹脂或流動物質。在添加樹脂或流動物質時，可適當選擇耐熱性高者。

例如，可舉出作為樹脂之環氧系樹脂、聚醯亞胺樹脂、矽氧樹脂等；作為流動性物質之矽油、磷酸酯、離子性液體、氟系潤滑油等。在本發明中，非特別限定於此等者。

此外，在構成本發明之第1黏土薄膜的薄片狀耐熱材料的層間，以含有具疏水性之陽離子物質為佳，藉此而容易在黏土層間含有上述離子性液體。一般而言黏土係於層 間含有親水性之交換性陽離子。本發明中宜將作為黏土之薄片狀耐熱材料的層間所具有之親水性的交換性陽離子交換為疏水性之陽離子物質而使之有機化。就疏水性之陽離子物質而言例如，使用二甲基二硬脂基銨鹽或三甲基硬脂基銨鹽等四級銨鹽；或使用具有苯甲基或聚氧乙烯基之銨鹽；或使用鏻鹽、吡啶鎓鹽、或咪唑鎓鹽；黏土的離子交換性，例如可利用蒙脫石之陽離子交換性進行有機化。藉此，薄片狀耐熱材料對有機溶劑的分散變得容易，此外，在添加離子性液體時易使其含在黏土薄膜之中。

本發明之第1黏土薄膜，亦可單獨利用為自立膜，但為了獲得較高的氣體屏障性、耐藥品性、表面平滑性而可將無機薄膜或有機薄膜中至少一方以單層或複數層形成在黏土薄膜的單面或雙面。積層膜種雖無特別限定，但可根據用途選擇最佳者。例如將氧化矽或氮氧化矽藉由濺鍍法或電漿CVD法進行製膜的方式而可賦予更高的氣體屏障性與耐藥品性。更進一步藉由塗佈有機聚合物的方式可使表面具有平坦性。例如，層積硬塗層，亦可賦予硬化性。藉由層積此等無機以及有機之表面塗膜的方式可賦予黏土薄膜單獨無法具有之特性。

此外，在製作本發明之第1黏土薄膜時，可添加各種硬化助劑、抗氧化劑、界面活性劑、顏料、流平劑等一般的添加劑。

接著，說明有關本發明之第2黏土薄膜。

本發明之第2黏土薄膜，係包含薄片狀耐熱材料與平 均線徑5μm以下之纖維。此外，本發明之黏土薄膜積層體，係於上述黏土薄膜的單面或雙面，令無機薄膜或有機薄膜之至少一方形成單層或複數層。

本發明之黏土薄膜，係於黏土粒子構成之厚度0.5nm至2nm、粒子徑1μm以下之複數的薄片狀耐熱材之層間或該薄片狀耐熱材之粒子間，包含平均線徑5μm以下之纖維，該薄片狀耐熱材係經定向層積構造之連續體，就全體而言為形成薄膜之膜厚1μm至3000μm的膜狀物。

本發明之黏土薄膜係例如令薄片狀耐熱材以及纖維分散於溶劑，將此膜狀化形成為薄膜等，之後熱處理該膜狀物後從薄膜剝離，而可藉此獲得。

就上述薄片狀耐熱材而言，可使用與先前例示之薄片狀耐熱劑相同者。

本發明中之纖維係以加熱到200℃以上亦不會產生構造變化者為佳。具體而言，適合使用玻璃纖維、碳纖維、氧化鋁纖維、硼纖維、碳化矽纖維、鈦酸鉀纖維等無機纖維；以及醯胺纖維、聚苯并唑纖維、超高分子量聚乙烯纖維、聚酯纖維、聚醯亞胺纖維、聚醯胺纖維、聚乙烯醇纖維、纖維素纖維等纖維。其中尤以聚醯亞胺纖維與玻璃纖維因耐熱性與透明性優異而佳。

上述纖維之平均線徑必須為5μm以下，較5μm粗的纖維在透明性、膜強度、以及尺寸安定性方面較差。進一步以纖維之平均線徑為10nm至1μm為佳。此外，纖維的長度可適合使用50nm至3μm者。

在此所謂纖維的平均線徑係指，將纖維在藉由電子顯微鏡擴大10萬倍的照片中，從此照片任意選擇之纖維20根的平均值。

黏土薄膜中之纖維的含有量，雖依平均線徑使最適量不同，但以在0.1至10重量%為佳。未滿0.1重量%時，無法獲得充分的膜強度，若超過30重量%則容易失去膜之柔軟性，或降低透明性。尤其是在含有量1至5重量%者，可獲得膜強度以及尺寸安定性優異者。

此外為了獲得黏土薄膜的柔軟性，與上述第1黏土薄膜相同地，可含有樹脂或流動性物質。可使用於第2黏土薄膜之樹脂以及流動性物質亦與在上述第1黏土薄膜使用者相同。

此外，與第1黏土薄膜相同地，在構成本發明之第2黏土薄膜之薄片狀耐熱材的層間，可含有具疏水性之陽離子物質。一般而言黏土係於層間具有親水性之交換性陽離子。在本發明中可令在作為黏土之薄片狀耐熱材料的層間所具有之親水性的交換性陽離子交換為疏水性之陽離子物質而使之有機化。

即使在本發明之第2黏土薄膜中，亦可使用與可在上述第1黏土薄膜使用之疏水性陽離子物質為相同者。

本發明之黏土薄膜的拉伸(tensile strength)強度以在30MPa以上為佳。小於30MPa時，難以獲得充分的膜強度。此外，黏土薄膜在150℃至250℃之平均線膨脹率係以30ppm/℃以下為佳。在超過30ppm/℃時，在各種裝置之加 工中的尺寸安定性(尺寸精度)容易變差。此外，黏土薄膜在波長550nm的全光線透過率係以70%以上為佳。低於70%低時，透明性差而難以作為顯示器用途使用。

本發明之第2黏土薄膜即使單獨亦可利用為自立膜，但與第1黏土薄膜相同，為了獲得更優異的特性，可於黏土薄膜的單面或雙面，令無機薄膜或有機薄膜之至少一方形成單層或複數層。就可層積之膜種而言，可舉出與在上述第1黏土薄膜例示者為相同者。

此外，與第1黏土薄膜相同地，在製作本發明之第2黏土薄膜時，亦可添加各種硬化助劑、抗氧化劑、界面活性劑、顏料、流平劑等一般的添加劑。

以下，根據實施例說明為了實施本發明之最佳的形態，但本發明非由此等實施例所限定者。

[實施例] [實施例1] (黏土的形成：黏土的有機化)

令1-十二烷基-3-甲基咪唑鎓溴5g分散於純水50g中後，投入合成蒙皂石(KUNIMINE工業社製，商品名：Sumecton SA)5g使之充分地分散膨潤。將此溶液以離心機進行固液分離並去除液體成分後，再投入純水50g予以分散，進行固液分離。在重複此分散‧固液分離至不起泡為止後，以乾燥機完全去除水分。藉此，將黏土所含有之親水性的交換性陽離子與作為疏水性的陽離子物質之1-十二烷基-3-甲基咪唑鎓離子進行交換，獲得對作為無極性溶劑之 甲苯具有膨潤性的有機化黏土。

(黏土薄膜的形成)

將上述所得之有機化黏土進行粉碎，令有機化黏土分散‧膨潤於甲苯100g中，並作為離子性溶液，添加25℃下為液狀之1-丁基-3-甲基咪唑鎓溴2.5g進行分散。將所得之溶液以塗佈器(applicator)塗佈於經脫模(mold releasing)處理之聚對苯二甲酸乙二酯(以下稱為PET膜)上而製膜，之後，投入100℃的乾燥機中，去除溶劑成分，並從PET膜剝下而獲得本發明之黏土薄膜。此黏土薄膜係為透明有柔軟性之厚度30μm的薄狀物。

[實施例2]

在實施例1中，除了令1-丁基-3-甲基咪唑鎓溴的添加量成為0.5g以外，以相同的方式進行而獲得厚度30μrn的本發明之黏土薄膜。

[實施例3]

在實施例1中，除了令1-丁基-3-甲基咪唑鎓溴的添加量成為10g以外，以相同的方式進行而獲得厚度30μm的本發明之黏土薄膜。

[實施例4]

在實施例1中，除了離子性液體係使用25℃為液狀之1-辛基-3-甲基咪唑鎓取代1-丁基-3-甲基咪唑鎓溴以外，以相同的方式進行而獲得厚度30μm的本發明之黏土薄膜。

[實施例5]

在實施例1製作之黏土薄膜的表裡面，以反應性濺鍍 法令作為無機層之SiO_x 膜層積厚度60nm，而獲得本發明之黏土薄膜積層體。

此黏土薄膜積層體係維持實施例1所得之黏土薄膜的透明性與柔軟性。

[比較例1]

在實施例1中，除了使用雖為液狀物質但無難燃性之非離子性的二甲基矽油(信越化學工業社製KF96)代替離子性液體以外，以相同的方式獲得厚度30μm的黏土薄膜。

[比較例2]

在實施例1中，於黏土薄膜的形成步驟，不添加添加劑而僅以有機化黏土形成黏土薄膜。

(黏土薄膜之特性評價)

有關如上述所得之在實施例1至4以及比較例1及2製作之黏土薄膜，測定下述特性並記載其結果於表1。

[燃燒試驗]

將黏土薄膜切取125×13mm，以長邊為高度方向吊著。然後，以下方靠近火焰，並使火接觸黏土薄膜5秒。之後從黏土薄膜移開火焰，確認火焰是否繼續燃燒，分類為下列5階段來進行評價。

×：燃燒(擴大燃燒範圍)

△：些許燃燒(雖有擴燃現象，但燃燒一定程度後自行熄滅)

○：自行熄滅(雖會著火，但不擴燃且立刻自行熄滅)

◎：不燃(不會著火)

[柔軟性]

將黏土薄膜切取100×50mm，以兩手持著短邊的邊(50mm)，彎折至兩邊互相接觸為止，之後於相反方向彎折並同樣地以令兩邊互相接觸為止的方式進行50次彎曲來彎折黏土薄膜。因應彎曲後之黏土膜的狀態進行以下3階段的評價。

○：彎折後亦變化

△：產生部份龜裂

×：在彎折途中裂開

另外，表1中BMI-Br代表1-丁基-3-甲基咪唑鎓溴，OMI-Br代表1-辛基-3-甲基咪唑鎓溴。

如從上述表1之結果而明顯得知，在實施例1至4，由於在黏土薄膜含有常溫下為液體狀態，且亦具有難燃性之離子性液體，故皆可達成黏土薄膜之柔軟性以及難燃性。另一方面可知，含有不具難燃性之液狀物質的黏土膜(比較例1)係在燃燒試驗下燃燒，而在沒有添加添加物而僅有黏土的膜(比較例2)則缺乏柔軟性。

(黏土薄膜積層體的特性評價)

有關在實施例1所得之黏土薄膜以及在實施例5所得 之黏土薄膜積層體，以下述方法測定水蒸氣透過率的特性，作為氣體屏障性的評價。

[水蒸氣透過率]

藉由以JISK7126A法(壓差法)為基準之壓差式的氣相層析法，使用可測定氣體‧蒸氣等之透過率‧透溼度之GTR Tec社製的氣體‧蒸氣透過率測定裝置，在溫度40℃/溼度90%RH之條件下進行水蒸氣透過率之測定。

上述之測定的結果，實施例1之黏土薄膜的水蒸氣透過率為0.9g/m² ‧day，氣體屏障性為良好。實施例5之黏土薄膜積層體的水蒸氣透過率在1×10^-5 g/m² ‧day以下，確認為氣體屏障性更為優異者。

根據此事實，在實施例5所得之黏土薄膜積層體，若藉由表面塗膜賦予附加功能而可實現高氣體屏障性，並確認可適合使用作為液晶或有機電激發光顯示器用之薄膜基板。

[實施例6] (黏土的形成：黏土的有機化)

令合成蒙皂石20g分散於純水2000g中後，投入作為咪唑鎓鹽之1-乙基-3-甲基咪唑鎓溴2g。藉由蒙皂石內之鈉離子與咪唑鎓離子之離子交換反應，在液中析出於層間含有1-乙基-2-甲基咪唑鎓離子之蒙皂石。將此溶液以離心機進行固液分離並去除液體成分，獲得黏土。令此分散於作為分散有機溶劑之二甲基甲醯胺中，在溶劑中獲得經膨潤之含有1-乙基-2-丁基咪唑鎓離子之蒙皂石。

(黏土薄膜的形成)

將上述步驟所得之溶液，以塗佈器塗佈於經脫模處理之聚對苯二甲酸乙二酯(以下稱為PET膜)上而製膜，之後，投入120℃的乾燥機中，去除溶劑成分，並從PET膜剝下而獲得本發明之黏土薄膜。此黏土薄膜係為透明有柔軟性之厚度30μm的薄狀物。

[實施例7]

在實施例6中，除了令咪唑鎓鹽為1-丁基-3-甲基咪唑鎓溴以外，以相同的方式進行而獲得厚度30μm的本發明之黏土薄膜。

[實施例8]

在實施例6中，除了令咪唑鎓鹽為1-辛基-3-甲基咪唑鎓溴以外，以相同的方式進行而獲得厚度30μm的本發明之黏土薄膜。

[實施例9]

在實施例6製作之黏土薄膜的表裡面，以反應性濺鍍法令作為無機層之SiO_x 膜層積厚度60nm，而獲得本發明之黏土薄膜積層體。

此黏土薄膜積層體係維持實施例6所得之黏土薄膜的透明性與柔軟性。

[比較例3]

在實施例6中，除了使用四甲基銨溴取代1-乙基-3-甲基咪唑鎓溴以外，以相同的方式進行而獲得厚度30μm的黏土薄膜。

[比較例4]

在實施例6中，除了使用三丁基-十二烷基鏻取代1-乙基-3-甲基咪唑鎓溴以外，以相同的方式進行而獲得厚度30μm的黏土薄膜。

[比較例5]

在實施例6中，除了令咪唑鎓鹽為1-十二烷基-3-甲基咪唑鎓溴以外，以相同的方式進行而獲得厚度30μm的黏土薄膜。

(黏土薄膜的特性評價)

對於如上述所得之在實施例6至8以及比較例3至5製作之黏土薄膜，將各個黏土薄膜放置在加熱至表2記載之各種溫度的熱板上30分鐘觀察其外觀變化。將結果記載於表2。

(黏土的特性評價)

在實施例6至8以及比較例3至5製作之溶液不作成薄膜而維持溶液的狀態以120℃乾燥的方式獲得黏土粉末，將其與黏土薄膜相同地在加熱至表2記載之各種溫度的熱板上放置30分鐘觀察其外觀變化。將結果記載於表2。

如上述表2的結果而明顯得知，實施例6至8的黏土薄膜直到250℃為止外觀並無變化，即使對於超過250℃的溫度亦沒有變化，或是變化小。相對於此，不含咪唑鎓離子之比較例3與4的黏土薄膜在外觀上變化大，明顯低劣。此外，即使含有咪唑鎓離子，其取代基之總碳數超過10之比較例5的黏土薄膜，外觀上容易變化而較差。根據此結果，確認在本發明所得之黏土薄膜於耐熱性上較為優秀。

此外，由實施例以及比較例之溶液所獲得的黏土粉末，係顯示與上述黏土薄膜相同的外觀變化，尤其是，由實施例6至8之溶液所獲得的黏土粉末，係顯示耐熱性優異的特徵。藉此得知此黏土不僅止於薄膜亦能夠利用作為以增黏性之賦予等為目的之各種添加劑等的事實。

(黏土薄膜積層體的特性評價)

對於在實施例6所得之黏土薄膜以及在實施例9所得之黏土薄膜積層體，以上述方法測定水蒸氣透過率的特性，作為氣體屏障性的評價。

測定的結果，實施例6之黏土薄膜的水蒸氣透過率為0.9g/m² ‧day，氣體屏障性為良好。實施例9之黏土薄膜積層體的水蒸氣透過率在1×10^-5 g/m² ‧day以下，確認為氣體屏障性更為優異者。

[實施例10]

令作為薄片狀耐熱材之皂石構成的合成黏土5g分散‧膨潤於離子交換水100g中，並添加平均線徑0.2μm之聚醯亞胺纖維(PI)0.1g進行分散。將所得之溶液以塗佈器塗佈於經脫模處理之聚對苯二甲酸乙二酯(以下稱為PET膜)上製膜，之後，投入100℃的乾燥機，去除溶劑成分，從PET膜剝下而獲得本發明之黏土薄膜。此黏土薄膜係為透明有柔軟性之厚度30μm的薄狀物。

[實施例11]

在實施例10的溶液中，除了添加磷酸酯(以下稱為TCP)2.5g以外，以相同的方式進行而獲得厚度30μm的本發明之黏土薄膜。

[實施例12]

在實施例10的溶液中，除了添加TCP2.5g，並使用玻璃纖維(平均線徑0.8μm)0.1g取代聚醯亞胺纖維以外，以相同的方式進行而獲得厚度30μm的本發明之黏土薄膜。

[實施例13]

在實施例10的溶液中，除了添加TCP2.5g，並令聚醯亞胺纖維成為0.004g以外，以相同的方式進行而獲得厚度30μm的本發明之黏土薄膜。

[實施例14]

在實施例10的溶液中，除了添加TCP2.5g，並使用玻璃纖維(平均線徑0.8μm)0.68g取代聚醯亞胺纖維以外，以相同的方式進行而獲得厚度30μm的本發明之黏土薄膜。

[實施例15]

在實施例10的溶液中，除了添加TCP2.5g，並使用平均線徑2μm之丙烯酸纖維0.1g取代聚醯亞胺纖維以外，以相同的方式進行而獲得厚度30μm的本發明之黏土薄膜。

[實施例16]

在實施例11中製作之黏土薄膜的表裡面，以反應性濺鍍法令作為無機層之SiO_x 膜層積厚度60nm，而獲得本發明之黏土薄膜積層體。

此黏土薄膜積層體係維持實施例11所得之黏土薄膜的透明性與柔軟性。

[比較例6]

在實施例10的溶液中，添加TCP2.5g，而不添加聚醯亞胺纖維而獲得厚度30μm之比較用的黏土薄膜。

[比較例7]

在實施例10的溶液中，除了添加TCP2.5g，並使用玻 璃纖維(平均線徑6μm)0.1g取代聚醯亞胺纖維以外，以相同的方式進行而獲得厚度30μm之比較用的黏土薄膜。

[膜強度]

將黏土薄膜切成10mm×150mm之條形而獲得試樣後，將其兩端以卡盤(chuck)間距離成為100mm的方式裝在機械性強度測定裝置TENSILON。之後，以50mm/min的速度拉扯黏土薄膜的試樣，測定斷裂時的拉伸力(N)。將此值換算為單位截面積之力，藉由下述式求出拉伸強度(MPa)。

拉伸強度(MPa)=(N/(寬度×厚度))

[尺寸安定性]

藉由使用熱機械分析裝置之微差熱分析方式以拉伸荷重法測定平均線膨脹率。黏土薄膜的試樣係為15mm×5mm，令升溫條件為5℃/min、加重為10g，並令此時之150℃至250℃之位移(displacement)的平均值為平均線膨脹率。

另外，在比較例3無法進行測定。

[透明性]

以JIS K7361-1；1997為基準，以霾計(「NDH2000」、日本電色工業(股)製)測定全光線透過率。

[耐熱性]

將黏土薄膜切取50mm×50mm，置於加熱至150℃之熱板上。放置30分鐘後觀察外觀，若無變化則將溫度提高25℃，並觀察於到達設定溫度再過30分鐘後之外觀。以如 此之要領依序以每25℃提升熱板的溫度，將發現外觀產生變化之溫度減去25℃的溫度作為耐熱溫度。

[柔軟性]

以與先前說明之相同方法進行評價。

從上述表3之結果所判明的，確認在實施例10至15中，由於黏土薄膜含有纖維，因而在拉伸強度、平均線膨脹率、全光線透過率、耐熱性、以及柔軟性之所有特性上皆為優異之事實。尤其是，確認纖維含有量0.1重量%以上之實施例10至12、14、以及15，在拉伸強度以及平均線膨脹率方面優異，纖維含有量10重量%以下之實施例10至13以及實施例15，在透明性方面優異之事實。此外， 在使用耐熱溫度高之聚醯亞胺纖維或玻璃纖維之實施例10至14，確認作為膜之耐熱溫度亦高之事實。

另一方面，在不含纖維之黏土薄膜(比較例6)中，無法獲得充分的拉伸強度以及低的平均線膨脹率。此外在纖維絲超過5μm之比較例7中，確認拉伸強度較低之事實。

(黏土薄膜積層體的特性評價)

對於實施例11所得之黏土薄膜以及實施例16所得之黏土薄膜積層體，以上述方法測定水蒸氣透過率的特性，作為氣體屏障性的評價。

測定的結果，實施例11之黏土薄膜的水蒸氣透過率為0.8g/m² ‧day，氣體屏障性為良好。實施例16之黏土薄膜積層體的水蒸氣透過率在1×10^-5 g/m² ‧day以下，確認為氣體屏障性更為優異者。

(產業上之可利用性)

本發明之黏土、以及使用其所形成之黏土薄膜係於透明性、耐熱性、耐水性、難燃性優異且具有可撓性。進一步地，為考慮到環保者。因此，可利用於許多的製品。可使用於例如電子紙用基板、電子元件用密封薄膜、鏡片薄膜、導光板用薄膜、稜鏡薄膜、相位差板、偏光板用薄膜、視角修正薄膜、PDP用薄膜、LED用薄膜、光通訊用構件、觸控面板用薄膜、各種功能性薄膜之基板、可透視內部之構造的電子機器用薄膜、包含影像光碟‧CD/CD-R/CD-RW/DVD/MO/MD‧相變化光碟‧光卡等光記錄媒體用薄膜、燃料電池用密封薄膜、太陽電池用薄膜 等。

Claims (17)

1. 一種黏土薄膜，係由包含下述一般式(1)表示之咪唑鎓離子的離子性物質與25℃中為液狀之咪唑鎓鹽的離子性液體的黏土所構成者， (式(1)中，R以及R’表示烷基)。
2. 如申請專利範圍第1項之黏土薄膜，其中，上述黏土係包含薄片狀耐熱材料者。
3. 如申請專利範圍第2項之黏土薄膜，其中，上述薄片狀耐熱材料係雲母、蛭石、蒙脫石、高鐵蒙脫石、貝得石、皂石、鋰膨潤石、矽鎂石、綠脫石、麥烴矽鈉石、伊利石、水矽佘石、蒙皂石、以及層狀鈦酸中之一種以上者。
4. 如申請專利範圍第2項之黏土薄膜，其中，上述離子性液體的含有量以重量比為黏土全體的1至60%者。
5. 如申請專利範圍第2項之黏土薄膜，其中，在該薄膜之薄片狀耐熱材料之層間包含具有疏水性之陽離子物質。
6. 如申請專利範圍第5項之黏土薄膜，其中，上述具有疏水性之陽離子物質係四級銨鹽、四級鏻鹽、吡啶鎓鹽、咪唑鎓鹽中之一種以上者。
7. 如申請專利範圍第2項之黏土薄膜，其中，上述黏土係具有由薄片狀耐熱材料層積而成的構造，上述咪唑鎓離子之取代基R與R’之總碳數在10以下， 且包含於構成上述黏土之薄片狀耐熱材料的層間。
8. 如申請專利範圍第1項之黏土薄膜，其中，上述一般式(1)之R以及R’的任一方為C₂ H₅ 或CH₃ 。
9. 如申請專利範圍第2項之黏土薄膜，其中，進一步包含平均線徑5μm以下之纖維。
10. 如申請專利範圍第2項或第9項之黏土薄膜，其中，上述薄片狀耐熱材料係從雲母、蛭石、蒙脫石、高鐵蒙脫石、貝得石、皂石、鋰膨潤石、矽鎂石、綠脫石、麥烴矽鈉石、伊利石、水矽佘石、層狀鈦酸、以及蒙皂石中選出至少一種以上者。
11. 如申請專利範圍第9項之黏土薄膜，其中，上述纖維係聚醯亞胺纖維或玻璃纖維。
12. 如申請專利範圍第9項之黏土薄膜，其中，上述纖維的含有量係0.1至10重量%。
13. 如申請專利範圍第9項之黏土薄膜，其中，該薄膜之抗拉強度在30MPa以上。
14. 如申請專利範圍第9項之黏土薄膜，其中，該薄膜於150℃至250℃之平均線膨脹率在30ppm/℃以下。
15. 如申請專利範圍第9項之黏土薄膜，其中，該薄膜於波長550nm之全光線透過率在70%以上。
16. 一種黏土薄膜積層體，係於如申請專利範圍第1、7、或9項中任一項之黏土薄膜的單面或雙面，令無機薄膜或有機薄膜之至少一方形成單層或複數層者。
17. 如申請專利範圍第16項之黏土薄膜積層體，其中，上 述無機薄膜係包含氧化矽、氮化矽、碳化矽之至少一種的膜。