JP2520834B2 - 無機系被膜形成方法および同被膜形成物品 - Google Patents
無機系被膜形成方法および同被膜形成物品Info
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- JP2520834B2 JP2520834B2 JP4358030A JP35803092A JP2520834B2 JP 2520834 B2 JP2520834 B2 JP 2520834B2 JP 4358030 A JP4358030 A JP 4358030A JP 35803092 A JP35803092 A JP 35803092A JP 2520834 B2 JP2520834 B2 JP 2520834B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、無機系被膜形成方法と
その無機系被膜を形成した物品に関するものである。
その無機系被膜を形成した物品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、シラン化合物の加水分解・重縮合
反応物を主成分とする無機系コーテイング組成物、さら
に詳しくは、有機溶剤系シリカゾルの加水分解・重縮合
物とアルキルチタネートとを主成分とする無機系被膜形
成用組成物と、これを耐熱性基材に塗布して乾燥した
後、室温ないし数１００℃で熱処理して無機系被膜を形
成することは公知であった。
反応物を主成分とする無機系コーテイング組成物、さら
に詳しくは、有機溶剤系シリカゾルの加水分解・重縮合
物とアルキルチタネートとを主成分とする無機系被膜形
成用組成物と、これを耐熱性基材に塗布して乾燥した
後、室温ないし数１００℃で熱処理して無機系被膜を形
成することは公知であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したシラ
ン化合物の加水分解・重縮合反応物を主成分とする無機
系コーテイング組成物を用いて得られる被膜は、電気絶
縁性の高いものであり、非絶縁性すなわち導電性または
半導電性（半導体）のものを得ることができなかった。
本発明の目的は、耐熱性基材に、電気的に半導体レベル
の電導性を有する非絶縁性であって、かつ、耐食性、耐
薬品性、耐熱性、耐磨耗性を有する透明な無機系被膜を
形成できるようにすることにある。
ン化合物の加水分解・重縮合反応物を主成分とする無機
系コーテイング組成物を用いて得られる被膜は、電気絶
縁性の高いものであり、非絶縁性すなわち導電性または
半導電性（半導体）のものを得ることができなかった。
本発明の目的は、耐熱性基材に、電気的に半導体レベル
の電導性を有する非絶縁性であって、かつ、耐食性、耐
薬品性、耐熱性、耐磨耗性を有する透明な無機系被膜を
形成できるようにすることにある。
【０００４】本発明は、特定のシラン化合物の加水分解
・重縮合反応物と特定アルキルチタネートを主成分とす
る無機系コーテイング組成物を耐熱性基材に塗布して乾
燥した後、特定の熱処理条件で処理し得られた無機系被
膜が、従来の技術で得られたものに比べて、より高い導
電性無機系被膜であるとの知見を得たことに基づいてな
された。
・重縮合反応物と特定アルキルチタネートを主成分とす
る無機系コーテイング組成物を耐熱性基材に塗布して乾
燥した後、特定の熱処理条件で処理し得られた無機系被
膜が、従来の技術で得られたものに比べて、より高い導
電性無機系被膜であるとの知見を得たことに基づいてな
された。
【０００５】本発明による無機系被膜は、ステンレス、
鉄、真鍮などの金属や、レンガ、スレート、アルミナ基
板などのセラミックスあるいはガラス、石英などのよう
な耐熱性基材に塗布、乾燥、熱処理によって形成され、
最終熱処理温度が３００℃以上では、透明で緻密な被膜
を与えられ、表面保護や帯電防止機能が付与されるので
工業的に極めて有用である。
鉄、真鍮などの金属や、レンガ、スレート、アルミナ基
板などのセラミックスあるいはガラス、石英などのよう
な耐熱性基材に塗布、乾燥、熱処理によって形成され、
最終熱処理温度が３００℃以上では、透明で緻密な被膜
を与えられ、表面保護や帯電防止機能が付与されるので
工業的に極めて有用である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の無機系被膜形成
用組成物は、有機溶剤系シリカゾルの加水分解・重縮合
物とアルキルチタネートとを主成分とする無機系被膜形
成用組成物であって、ＳｉＯ２／Ｔｉの比が重量換算で
１００／０．１〜１００／３であることを特徴とする。
用組成物は、有機溶剤系シリカゾルの加水分解・重縮合
物とアルキルチタネートとを主成分とする無機系被膜形
成用組成物であって、ＳｉＯ２／Ｔｉの比が重量換算で
１００／０．１〜１００／３であることを特徴とする。
【０００７】ここで、シラン化合物としては、数多くの
ものが市販されているが、本願発明に用いられるシラン
化合物は、次式（１）で示されるように、シリコンの４
つの結合がアルコキシであることが好ましい。 Ｓｉ（ＯＲ）４ （１） ここで、ＲはＣｎＨ２ｎ＋１で示されるアルキル基で、 ｎ＝１〜４、好ましくはｎ＝１〜２である。式（１）に
おいて、ＯＲの一部を−ＣＨ３などのアルキル基、ある
いはγ−グリシドキシプロピルやγ−アミノプロピルな
どで置換された構造をもつ各種シラン化合物も多くの市
販品があるが、本発明に使用することができない。
ものが市販されているが、本願発明に用いられるシラン
化合物は、次式（１）で示されるように、シリコンの４
つの結合がアルコキシであることが好ましい。 Ｓｉ（ＯＲ）４ （１） ここで、ＲはＣｎＨ２ｎ＋１で示されるアルキル基で、 ｎ＝１〜４、好ましくはｎ＝１〜２である。式（１）に
おいて、ＯＲの一部を−ＣＨ３などのアルキル基、ある
いはγ−グリシドキシプロピルやγ−アミノプロピルな
どで置換された構造をもつ各種シラン化合物も多くの市
販品があるが、本発明に使用することができない。
【０００８】このように、本発明に使用することができ
るシラン化合物が特定のものに限定される理由は、本発
明の無機系被膜形成用組成物を耐熱性基材に塗布して乾
燥した後、特定の熱処理条件で熱処理することによって
形成される無機系被膜の透明性を確保するための条件に
なるからである。
るシラン化合物が特定のものに限定される理由は、本発
明の無機系被膜形成用組成物を耐熱性基材に塗布して乾
燥した後、特定の熱処理条件で熱処理することによって
形成される無機系被膜の透明性を確保するための条件に
なるからである。
【０００９】式（１）で示されるシラン化合物でＲが、
例えばＣ８Ｈ１７のものや、ＣＨ３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
で示されるシラン化合物を用いた場合、熱処理後の被膜
が茶色ないし褐色かかった色に着色してしまう問題があ
り好ましくない。また、特定シラン化合物の加水分解・
重縮合物に組み合わせて本発明に用いられる特定アルキ
ルチタネートとしては、アルコール可溶性であるアルコ
キシチタンが好ましい。特にテトラブチルチタネートの
単量体あるいは２量体、３量体などのオリゴマーまたは
ポリマーが好ましい。
例えばＣ８Ｈ１７のものや、ＣＨ３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
で示されるシラン化合物を用いた場合、熱処理後の被膜
が茶色ないし褐色かかった色に着色してしまう問題があ
り好ましくない。また、特定シラン化合物の加水分解・
重縮合物に組み合わせて本発明に用いられる特定アルキ
ルチタネートとしては、アルコール可溶性であるアルコ
キシチタンが好ましい。特にテトラブチルチタネートの
単量体あるいは２量体、３量体などのオリゴマーまたは
ポリマーが好ましい。
【００１０】特定シラン化合物の加水分解・重縮合物と
特定アルキルチタネートの比率は、ＳｉＯ２／Ｔｉ（重
量比）で示して、１００／０．１〜１００／５、好まし
くは１００／０．２〜１００／３がよい。この比率より
Ｔｉが少ないと得られた無機系被膜は電気絶縁性が高く
なり好ましくない。またこの比率よりＴｉが多くなると
無機系コーテイング組成物自身の安定性が悪く、ゲル状
物となり塗布して均一な膜を形成することができない。
特定アルキルチタネートの比率は、ＳｉＯ２／Ｔｉ（重
量比）で示して、１００／０．１〜１００／５、好まし
くは１００／０．２〜１００／３がよい。この比率より
Ｔｉが少ないと得られた無機系被膜は電気絶縁性が高く
なり好ましくない。またこの比率よりＴｉが多くなると
無機系コーテイング組成物自身の安定性が悪く、ゲル状
物となり塗布して均一な膜を形成することができない。
【００１１】本発明の無機系被膜形成用組成物の熱処理
条件も本発明の効果を引き出すために重要な要素であ
る。本発明の無機系被膜形成用組成物を浸漬、ロールコ
ート、スプレー、スピンコート、刷毛塗り、印刷など任
意の方法で耐熱性基材に塗布し、室温ないし１５０℃以
下の温度で加熱乾燥した後、少なくとも最高温度が３０
０℃以上で焼成することが必要である。この温度が低い
場合には、被膜は電気絶縁性のままである。
条件も本発明の効果を引き出すために重要な要素であ
る。本発明の無機系被膜形成用組成物を浸漬、ロールコ
ート、スプレー、スピンコート、刷毛塗り、印刷など任
意の方法で耐熱性基材に塗布し、室温ないし１５０℃以
下の温度で加熱乾燥した後、少なくとも最高温度が３０
０℃以上で焼成することが必要である。この温度が低い
場合には、被膜は電気絶縁性のままである。
【００１２】本発明によって電気的に非絶縁性の無機系
被膜が形成される原理は、明らかではないが、本発明の
ＳｉとＴｉを含む無機系コーテイング組成物が３００℃
以上の熱処理によって、ＳｉとＴｉを含む炭化物が形成
されるためではないかと推定している。
被膜が形成される原理は、明らかではないが、本発明の
ＳｉとＴｉを含む無機系コーテイング組成物が３００℃
以上の熱処理によって、ＳｉとＴｉを含む炭化物が形成
されるためではないかと推定している。
【００１３】本発明に用いられる基材としては、上記の
製膜条件に耐えられる耐熱性の基材である必要があり、
たとえば、ステンレス、鉄、真鍮などの金属や、レン
ガ、スレート、アルミナ基板、素焼などのセラミックス
あるいはガラス、石英などがあげられる。
製膜条件に耐えられる耐熱性の基材である必要があり、
たとえば、ステンレス、鉄、真鍮などの金属や、レン
ガ、スレート、アルミナ基板、素焼などのセラミックス
あるいはガラス、石英などがあげられる。
【００１４】
【作用】本発明によって、耐熱性基材に、電気的に非絶
縁性であって、かつ、耐食性、耐薬品性、耐熱性、耐磨
耗性の無機系無色透明被膜を形成でき、その被膜は帯電
防止性能をもった各種保護膜などとして極めて有用であ
る。
縁性であって、かつ、耐食性、耐薬品性、耐熱性、耐磨
耗性の無機系無色透明被膜を形成でき、その被膜は帯電
防止性能をもった各種保護膜などとして極めて有用であ
る。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を実施例で説明するが、本発明
が以下の実施例に限定されるものではない。 実施例１ まず、ブチルチタネート（松本製薬工業製、オルガチッ
クスＴ−２５、Ｔｉとして１７ｗｔ％を含むイソプロピ
ルアルコール溶液）４ｇをイソプロピルアルコール１９
６ｇに希釈した。これをエチルシリケートの加水分解・
重縮合物として市販されているＨＡＳ−１０（コルコー
ト（株）製、ＳｉＯ２として１０ｗｔ％を含む）８００
ｇ中に除々に添加し、室温に２４時間放置し無機系コー
テイング組成物を得た。
が以下の実施例に限定されるものではない。 実施例１ まず、ブチルチタネート（松本製薬工業製、オルガチッ
クスＴ−２５、Ｔｉとして１７ｗｔ％を含むイソプロピ
ルアルコール溶液）４ｇをイソプロピルアルコール１９
６ｇに希釈した。これをエチルシリケートの加水分解・
重縮合物として市販されているＨＡＳ−１０（コルコー
ト（株）製、ＳｉＯ２として１０ｗｔ％を含む）８００
ｇ中に除々に添加し、室温に２４時間放置し無機系コー
テイング組成物を得た。
【００１６】これを石英ガラスに浸漬塗布（引上げ速度
５ｃｍ／分）した後、８０℃で３０分乾燥した。これを
４２０℃に設定したマッフル炉に入れ、１時間熱処理を
行って膜厚約０．５ミクロンの無機系被膜を形成した。
得られた塗膜は、干渉色は認められるものの無色透明被
膜で、表面をスチールウールで擦っても何らのキズが付
かず、また、沸騰水中に２４０時間放置しても被膜に剥
離、白濁など何らの変化も認められなかった。これの電
気絶縁性を超絶縁計で測定したところ２×１０８Ωであ
った。
５ｃｍ／分）した後、８０℃で３０分乾燥した。これを
４２０℃に設定したマッフル炉に入れ、１時間熱処理を
行って膜厚約０．５ミクロンの無機系被膜を形成した。
得られた塗膜は、干渉色は認められるものの無色透明被
膜で、表面をスチールウールで擦っても何らのキズが付
かず、また、沸騰水中に２４０時間放置しても被膜に剥
離、白濁など何らの変化も認められなかった。これの電
気絶縁性を超絶縁計で測定したところ２×１０８Ωであ
った。
【００１７】比較例１ 実施例１において、ＨＡＳ−１０のみをコーテイング剤
として用い、実施例１と同様な手順で得た無機系被膜
は、無色透明であるが電気絶縁性は１０１１Ωであっ
た。
として用い、実施例１と同様な手順で得た無機系被膜
は、無色透明であるが電気絶縁性は１０１１Ωであっ
た。
【００１８】ブチルチタネート（松本製薬工業製、オル
ガチックスＴ−２５、Ｔｉとして１７ｗｔ％を含むイソ
プロピルアルコール溶液）５ｇをイソプロピルアルコー
ル１９５ｇに希釈した。これをエチルシリケートの加水
分解・重縮合物として市販されているＨＡＳ−１０（コ
ルコート（株）製、ＳｉＯ２として１０ｗｔ％含む）３
００ｇ中に除々に添加し、室温にて１５０時間養生して
無機系コーテイング組成物を得た。
ガチックスＴ−２５、Ｔｉとして１７ｗｔ％を含むイソ
プロピルアルコール溶液）５ｇをイソプロピルアルコー
ル１９５ｇに希釈した。これをエチルシリケートの加水
分解・重縮合物として市販されているＨＡＳ−１０（コ
ルコート（株）製、ＳｉＯ２として１０ｗｔ％含む）３
００ｇ中に除々に添加し、室温にて１５０時間養生して
無機系コーテイング組成物を得た。
【００１９】これをアルミナ系セラミックス製ピンセッ
トに浸漬塗布した後、室温で１５分、８０℃で３０分乾
燥した。、これを４５０℃に設定したマッフル炉に入
れ、１時間熱処理を行って膜厚約１ミクロンの無機系被
膜を形成した。得られた塗膜は、無色透明被膜で、１０
９Ωの電気絶縁性であり、帯電防止効果のあるピンセッ
トとして、半導体などのチップの取扱いに好適であっ
た。
トに浸漬塗布した後、室温で１５分、８０℃で３０分乾
燥した。、これを４５０℃に設定したマッフル炉に入
れ、１時間熱処理を行って膜厚約１ミクロンの無機系被
膜を形成した。得られた塗膜は、無色透明被膜で、１０
９Ωの電気絶縁性であり、帯電防止効果のあるピンセッ
トとして、半導体などのチップの取扱いに好適であっ
た。
【００２０】
【発明の効果】本発明によって、耐熱性基材に、電気的
に非絶縁性であって、かつ、耐食性、耐薬品性、耐熱
性、耐磨耗性の無機系透明被膜を形成できる。それは、
ステンレス、鉄、真鍮などの金属や、レンガ、スレー
ト、アルミナ基板、素焼などのセラミックスあるいはガ
ラス、石英などのような耐熱性基材に塗布乾燥後、３０
０℃以上の最終熱処理によって容易に形成され、それ
は、帯電防止効果のある耐火物の保護膜として極めて有
用である。
に非絶縁性であって、かつ、耐食性、耐薬品性、耐熱
性、耐磨耗性の無機系透明被膜を形成できる。それは、
ステンレス、鉄、真鍮などの金属や、レンガ、スレー
ト、アルミナ基板、素焼などのセラミックスあるいはガ
ラス、石英などのような耐熱性基材に塗布乾燥後、３０
０℃以上の最終熱処理によって容易に形成され、それ
は、帯電防止効果のある耐火物の保護膜として極めて有
用である。
Claims (4)
- 【請求項１】一般式 Ｓｉ（ＯＲ）４ （１） （式中、ＲはＣｎＨ２ｎ＋１で示されるアルキル基を表
し、ｎは１ないし４である）を有するシラン化合物を加
水分解・重縮合して得られる有機溶剤系シリカゾルとア
ルキルチタネートとを主成分とし、ＳｉＯ２／Ｔｉの比
が重量換算で１００／０．１〜１００／３である無機系
被膜形成用組成物を、耐熱性基材に塗布して乾燥した
後、３００℃以上で熱処理することを特徴とする無機系
被膜形成方法。 - 【請求項２】一般式 Ｓｉ（ＯＲ）４ （１） （式中、ＲはＣｎＨ２ｎ＋１で示されるアルキル基を表
し、ｎは１ないし４である）を有するシラン化合物を加
水分解・重縮合して得られる有機溶剤系シリカゾルとア
ルキルチタネートとを主成分とし、そのアルキルチタネ
ートがアルコール可溶性のテトラブチルチタネートの単
量体あるいは２量体、３量体などのオリゴマーまたはポ
リマーであり、ＳｉＯ２／Ｔｉの比が重量換算で１００
／０．１〜１００／３である無機系被膜形成用組成物
を、耐熱性基材に塗布して乾燥した後、３００℃以上で
熱処理することを特徴とする無機系被膜形成方法。 - 【請求項３】一般式 Ｓｉ（ＯＲ）４ （１） （式中、ＲはＣｎＨ２ｎ＋１で示されるアルキル基を表
し、ｎは１ないし４である）を有するシラン化合物を加
水分解・重縮合して得られる有機溶剤系シリカゾルとア
ルキルチタネートとを主成分とし、ＳｉＯ２／Ｔｉの比
が重量換算で１００／０．１〜１００／３である無機系
被膜形成用組成物を、耐熱性基材に塗布して乾燥した
後、３００℃以上で熱処理することによって形成された
無機系被膜を有することを特徴とする無機系被膜形成物
品。 - 【請求項４】一般式 Ｓｉ（ＯＲ）４ （１） （式中、ＲはＣｎＨ２ｎ＋１で示されるアルキル基を表
し、ｎは１ないし４である）を有するシラン化合物を加
水分解・重縮合して得られる有機溶剤系シリカゾルとア
ルキルチタネートとを主成分とし、そのアルキルチタネ
ートがアルコール可溶性のテトラブチルチタネートの単
量体あるいは２量体、３量体などのオリゴマーまたはポ
リマーであり、ＳｉＯ２／Ｔｉの比が重量換算で１００
／０．１〜１００／３である無機系被膜形成用組成物
を、耐熱性基材に塗布して乾燥した後、３００℃以上で
熱処理することによって形成された無機系被膜を有する
ことを特徴とする無機系被膜形成物品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4358030A JP2520834B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 無機系被膜形成方法および同被膜形成物品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4358030A JP2520834B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 無機系被膜形成方法および同被膜形成物品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06192620A JPH06192620A (ja) | 1994-07-12 |
| JP2520834B2 true JP2520834B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=18457181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4358030A Expired - Fee Related JP2520834B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 無機系被膜形成方法および同被膜形成物品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2520834B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4953564B2 (ja) * | 2003-11-27 | 2012-06-13 | Ｎｏｋ株式会社 | 金属表面処理剤 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5477635A (en) * | 1977-12-01 | 1979-06-21 | Kansai Paint Co Ltd | Surface treating composition for metal |
| US4725501A (en) * | 1985-05-28 | 1988-02-16 | Ppg Industries, Inc. | Primer for adherence to plastic substrates |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP4358030A patent/JP2520834B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06192620A (ja) | 1994-07-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
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