透明膜的制作方法

专利名称：透明膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及透明材料，其特征在于，它是由以无机层状化合物作 为主要构成成分的膜而构成的，更详细地说，涉及一种具有可作为独 立膜利用的机械强度，具有耐热性，具有阻气性，使无机层状化合物 粒子的层叠发生高度定向的透明材料。在包装材料、密封材料、显示 器材料的技术领域中， 一直以来，人们都在强烈要求开发阻气性高、 透明、柔软、而且可在高温下使用的耐热性材料。鉴于上述情况，本 发明提供一类热稳定性好、而且柔软性和阻气性优良的透明新材料和 新技术。
背景技术：
作为代替显像管方式的节能显示器，人们开发了液晶、有机EL 等，还包括电子纸张等的用途，显示器整体的挠性化成为下一个目标， 为此需求柔软的、耐热性的透明薄膜。但是，以往的材料，例如，塑料薄膜虽然是柔软的，但其耐热性和阻气性还不能说^f艮充分；而薄板 玻璃虽然透光性和耐热性优良，但存在着柔软性不充分的问题。而且，由于薄板玻璃的厚度至少也有0. 4毫米左右，因此除了柔软性以外， 还存在着难以轻量化的问题。因此，人们强烈要求开发兼有柔软性、 耐热性、透明性和阻气性的薄膜状材料。特别是为了实现柔软性和轻 量化，希望将薄膜极力减薄，而且，对于薄膜基板，要求具有表面平 滑性、耐化学药品性、尺寸稳定性、或者低膨胀率性。已知将溶胀性粘土等无机层状化合物分散于水或醇中，将该分散 液在玻璃板上扩散、静置、干燥，由此得到粒子取向一致的膜，通过 形成这种膜，可以制备X射线衍射用的定向试样(参照非专利文献1 )。 但是，在玻璃板上形成膜的场合，很难将无机层状化合物薄膜从玻璃板上剥离下来，在剥离时膜发生龟裂等现象，从而存在难以获得独立 膜的问题。另外，即使将膜剥离下来，得到的膜发脆，强度不足，迄 今为止，还很难制备没有针孔的阻气性优良的均匀厚度的膜。另一方面，各种高分子树脂除了可作为成形材料使用之外，还可 以作为分散剂、增粘剂、粘结剂，与无机材料配合作为阻气材料使用。例如，已知按照由聚丙烯酸等在分子中具有2个以上羧基的含羧基高 氢气结合性树脂(A )与淀粉类等在分子链中具有2个以上羟基的含鞋 基高氢气结合性树脂(B)的重量比A/B- 80 / 20 60 / 40的混合物 100重量份与粘土矿物等无机层状化合物1 ~ 10重量份的比例形成组 合物，对由该组合物制成的厚度0. l-50pm的保护膜进行热处理、电 子射线处理时，该保护膜显示出阻气性(参照专利文献1)。但是， 在该场合，由于水溶性高分子树脂是主要成分，因此存在着耐热性不 够好的问题。另外，通过在两个聚烯烃系树脂层之间层压一种由含有无机层状 化合物和树脂的树脂组合物构成的层，可以获得防湿性和阻气性优良， 适用于食品包装的层叠薄膜(参照专利文献2)。然而，在该场合， 含有无机层状化合物的树脂组合物的层只能作为多层膜的一部分使 用，而不能单独地作为独立膜使用。另外，这种层叠膜的耐热性由其 中所含的耐热性最低的有机物材料决定，即，在该场合，耐热性由聚 烯烂决定，因此，这种材料一般不能获得高的耐热性。最近，有人应用Langmuir-Blodgett法制成了无机层状化合物薄 膜(参照例如非专利文献2)。但是，按照该方法，无机层状化合物 薄膜是在由玻璃等材料制的基板表面上形成的，得不到具有作为独立 膜的强度的无机层状化合物薄膜。此外，过去曾有关于各种功能性无 机层状化合物薄膜等的制备方法的报导。所报导的事例很多，其中代 表性的例如有通过将水滑石系层间化合物的水分散液进行膜状化并 将其干燥来制成粘土薄膜的方法(参照专利文献3);利用粘土矿物 与磷酸或者与磷酸根的反应，并实施促进该反应的热处理，从而制备 一种使粘土矿物所具有的结合构造取向固定的粘土矿物薄膜的方法(参照专利文献4);含有蒙脱石类粘土矿物与2价以上金属配合物 的保护膜处理用水性组合物(参照专利文献5)等。但是，迄今为止， 按照任何方法均不能得到具有可作为独立膜利用的机械强度，而且其 中的粘土粒子的层叠发生高度定向并具有阻气性的无机层状化合物定向独立膜。另一方面，在化妆品和药品领域中，人们提出了适用的球状有机 复合粘土矿物(参照例如专利文献6和专利文献7)、将粘土矿物、 酸和酶混合来制造用于湿润性脚痺的治疗药(参照例如专利文献8和 专利文献9)等、使无机层状化合物与有机化合物复合的方案等。然 而，当将这些有机复合粘土矿物作为独立膜使用时，不能达到要求， 这是实际情况，因此，在本技术领域中，要求开发具有可作为独立膜 利用的机械强度的新型的无机层状化合物膜，并将其实用化。专利文献l:特开平10-231434号公报专利文献2:特开平7-251489号公报专利文献3:特开平6-95290号公报专利文献4:特开平5-254824号公报专利文献5:特开2002-30255号公报专利文献6:特开昭63-64913号公报专利文献7:特公平07-17371号公报专利文献8:特开昭52-15807号公报专利文献9:特公昭61-3767号公报非专利文献l白水晴雄、《粘土矿物学-粘土科学的基础-》、朝 仓书店、p.57 ( 1988 )非专利文献2梅泽泰史、粘土科学、第42巻、第4号、218-222 (2003 )发明内容发明所要解决的课题在这种状况下，本发明人等鉴于上述以往的技术，其目标是开发一种新型的阻气膜，该阻气膜具有可用作独立膜的机械强度，透明，且具有优良的柔软性(挠性)，可以在超过200X:的高温条件下使用；本发明人等在反复精心研究的过程中发现通过使透明性好的无机层 状化合物和少量的透明性好的水溶性高分子分散于水或者以水为主成分的液体中，得到不含团块的均匀分散液后，将该分散液涂布到表面 平坦且表面为疏水性的支持体上，在使无机层状化合物粒子沉积的同 时，采用各种固液分离方法，例如离心分离、过滤、真空干燥、冷冻 真空干燥或者加热蒸发法等，将作为分散介质的液体分离，使其成型 为膜状后，再根据需要，采用干燥、加热、冷却等方法将其从支持体 上剥离下来，由此便能得到无机层状化合物粒子发生定向、透明性好、 柔軟性优良、阻气性优良、耐热性好的无机层状化合物膜；进而，经 过反复研究，找到了优选的无机层状化合物和适宜与其匹配的水溶性 高分子、该无机层状化合物与水溶性高分子的最佳混合比率、该分散 液的最佳固液比、优选的支持体材料、优选的分散方法等，从而达成 提高膜的柔软性、透明性以及耐热性的目标，至此完成了本发明。本 发明的目的在于，通过使无机层状化合物定向并致密层叠，提供一种 具有可作为独立膜利用的机械强度、而且具有透光性、热稳定性优良 的挠性透明材料。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本发明由以下的技术手段构成。(1) 透明材料，其特征在于，该透明材料是以层状无机化合物作 为主要构成成分的膜，其中l)由层状无机化合物和水溶性树脂构成； 2)层状无机化合物相对于总固体的重量比为70%以上；3)总透光率 超过80%; 4)具有阻气性；以及5)具有可作为独立膜利用的机械强 度。(2) 上述(1)所述的透明材料，其特征在于，无机层状化合物 为层状硅酸、或者层状钛酸、或者它们的盐。(3) 上述(1)所述的透明材料，其特征在于，层状无机化合物 为选自云母、蛭石、蒙脱石、贝得石、皂石、锂蒙脱石、富镁蒙脱石、麦羟珪钠石(Magadiite) 、 {尹利石(ilerite)、水硅钠石(Kanemite) 以及层状钛酸中的一种以上。(4) 上述(1)所迷的透明材料，其特征在于，水溶性树脂为选 自e-己内酰胺、糊精、淀粉、纤维素系树脂、明胶、琼脂、小麦粉、 谷蛋白、壳多糖、脱乙酰壳多糖、聚乳酸、醇酸树脂、聚氨酯树脂、 环氧树脂、氟树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、酚醛树脂、聚酰 胺树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚乙烯基树脂、聚碳酸酯、聚乙 二醇、聚丙烯酰胺、聚环氧乙烷、蛋白质、脱氧核糖核酸、核糖核酸 以及聚氨基酸、苯甲酸类化合物、丙烯酸树脂中的l种以上。(5) 上述(1)所述的透明材料，其特征在于，该透明材料是一 类通过采用加热、光照射等任意方法，来使得在上述添加物分子内、 添加物分子之间、添加物与无机层状化合物之间、无机层状化合物结 晶之间，进行加成反应、缩合反应、聚合反应等化学反应，使其生成 新型的化学键，从而改善透光性、阻气性、或机械强度的材料。(6) 上述(1)所述的透明材料，其特征在于，该透明材料的厚 度为0. 2毫米以下。(7) 上述(1)所述的透明材料，其特征在于，对该透明材料用 紫外可见分光光度计测得的500纳米的透光率为80%以上。(8) 上述(1)所述的透明材料，其特征在于，在通常空气条件 下，在20(TC下加热1小时后，对其用紫外可见分光光度计测得的500 纳米的透光率为75%以上。(9) 上述U) ~ (8)任一项所述的透明材料，其特征在于，在 差热分析中，在200匸 450。C的温度范围内以干燥固体为基准的重量 减少低于20%,构成透明材料的层状无机化合物的基本结构没有变 化。(10) 上迷(I) ~ (9)任一项所述的透明材料，其特征在于， 氧气的透过系数在室温下低于3. 2 x 10-ucm2s—YmHg—1。(11) 上述(l) ~ (10)任一项所述的透明材料，其特征在于， 在300。C下加热处理1小时后，氧气在室温下的气体透过系数低于3. 2x 10(-11)cm2s(-1)cmHg(-1)(12) 上述(1) ~ (11)任一项所述的透明材料，其特征在于， 即使弯曲至半径为6毫米的状态也不会产生裂紋等，可以使用。(13) 上述(1) ~ (12)任一项所述的透明材料，其特征在于， 用原子力显微镜测得的平均表面粗糙度为20纳米以下。(14) 上述(1) ~ (13)任一项所述的透明材料，其特征在于， 在-100X: ~ + 200匸范围内的平均线膨胀系数处于-10~10卯01之间。U5)上述(1) ~ (14)任一项所述的透明材料，该透明材料为 密封材料、包装材料、保护材料、挠性基板、或者显示器材料。 下面更详细地说明本发明。本发明人等发现，使透明性好的无机层状化合物和少量透明性好 的水溶性高分子分散于水中或者以水为主成分的液体中，得到不含团块的均匀分散液后，将该分散液涂布到表面平坦且表面为疏水性的支 持体上，使无机层状化合物粒子沉积，同时，采用各种固液分离方法， 例如离心分离、过滤、真空干燥、冷冻真空干燥或者加热蒸发法等， 将作为分散介质的液体分离除去，待成型为膜状后，根据需要，采用 干燥、加热、冷却等方法将其从支持体上剥离下来，由此得到一种其 中的无机层状化合物粒子具有定向性、透明性好、柔软性优良、阻气 性优良、耐热性好的无机层状化合物膜；进而，经过反复研究，找到 了优选的无机层状化合物和水溶性高分子、无机层状化合物与水溶性 高分子的最佳混合比率、分散液的最佳固液比、优选的支持体材料、 优选的分散方法等，从而达到提高膜的柔软性、透明性以及耐热性， 至此完成了本发明。即，本发明的特征在于，使用透明性好的层状无 机化合物和少量的透明性好的水溶性高分子，使表面成型为平坦状， 使无机层状化合物定向并使其致密层叠，从而将由于内部裂紋或团块 引起的不均匀性抑制在最小限度内，通过采用可以获得均匀的厚度和 可作为独立膜利用的机械强度的制造条件，可以得到具有透光性，而 且热稳定性、阻气性优良的柔软的透明材料来作为独立膜。此外，一 般的透明树脂的线膨胀系数为50-70ppmK-l左右，而本发明的膜由于以粘土作为主成分，因此线膨胀系数非常小。作为本发明所用的无机层状化合物，为天然或者合成物，优选可 举出例如，云母、蛭石、蒙脱石、贝得石、鬼石、锂蒙脱石、富镁蒙 脱石、麦羟硅钠石、伊利石、水硅钠石、薄片状钛中的l种以上，更 优选可举出这些合成物的任一种或者它们的混合物。另外，作为本发 明所用的水溶性高分子，由于在主链或者侧链上具有极性基团，因此 为亲水性，或者是阳离子型、阴离子型或者非离子型的，只要在水中的溶解性好，就没有特殊限定，优选可举出例如s-己内酰胺、糊精、 淀粉、纤维素系树脂、明胶、琼脂、小麦粉、谷蛋白、壳多糖、脱乙 酰壳多糖、聚乳酸、醇酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、氟树脂、丙 烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚 酰亚胺树脂、聚乙烯基树脂、聚碳酸酯、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚 环氧乙烷、蛋白质、脱氧核糖核酸、核糖核酸以及聚氨基酸、苯曱酸 类化合物、丙烯酸树脂等中的一种以上。本发明所用的无机层状化合 物也是亲水性的，在水中可充分分散。这种水溶性高分子与无机层状 化合物相互具有亲和性， 一旦二者在水中混合，就容易发生结合而复 合化。本发明的透明材料的制造方法中，最初必须向水或者以水为主成 分的分散介质的液体中加入无机层状化合物和水溶性高分子，制备均 匀的分散液。作为该分散液的制备方法，可釆用将无机层状化合物分 散后再加入水溶性高分子的方法、使无机层状化合物分散于含有水溶合物和水溶性高分子来制成分;液;方法中的任一种，从分散的容易性考虑，优选是先将无机层状化合物分散于水或者以水为主成分的分 散介质的液体中，然后加入水溶性高分子的方法。在该场合，首先， 将无机层状化合物加入到水或者以水为主成分的分散介质的液体中， 配制成稀薄且均勻的无机层状化合物分散液。该无机层状化合物分散 液中的无机层状化合物浓度，优选为0. 3 ~ 10重量％ ，更优选为0. 5 ~ 1重量％。此时，在无机层状化合物浓度过稀的场合，存在着干燥花费时间过长的问题。另外，在无机层状化合物浓度过浓的场合，由于 无机层状化合物不能良好地分散，存在着无机层状化合物粒子的定向 性差，不能形成均匀的膜的问题。另外，在无机层状化合物浓度过浓 的场合，存在着干燥时由于收缩而产生裂紋或表面粗糙，造成膜厚不 均匀等问题。接着，秤量水溶性高分子或者含有它的溶液，将其加入到上述无 机层状化合物分散液中，配制含有无机层状化合物和水溶性高分子的 均匀的分散液。如上所述，无机层状化合物和水溶性高分子均为亲水 性，在水中容易分散。另外，无机层状化合物和水溶性高分子由于相 互具有亲和性，因此一旦二者在水中混合，就容易发生结合而复合化。水溶性高分子相对于总固体的重量比例低于30%,优选为5% ~20%。 此时，在水溶性高分子的比例过低的场合，不会出现使用的效果，而 在水溶性高分子的比例过高的场合，得到的膜的耐热性降低，作为分 散方法，只要是能够尽可能剧烈分散的方法，就没有特殊限定，包括 装有搅拌桨的搅拌装置、振动搅拌装置、均化器等，特别优选是在分 散的最终阶段使用均化器来消除小团块的方法。在分散液中残留有团 块时，则成为膜表面粗糙或者膜组成不均匀的原因，也是光在表面散 射或者光在内部散射的原因。进而，使含有无机层状化合物和水溶性高分子的分散液脱气。作 为脱气的方法，可举出抽真空、加热、离心等，更优选包含抽真空的 方法。脱气后，采用离心分离等将小气泡除去，这样对提高膜的透明 性是有效的。作为离心分离的条件，可举出例如5500转、20分钟。 将经过脱气的分散液按一定厚度涂布到支持体表面上。然后，使作为 分散介质的液体緩慢蒸发，成型为膜状。作为干燥方法，对于这样形 成的复合无机层状化合物膜，优选采用例如离心分离、过滤、真空干 燥、冷冻真空干燥和加热蒸发法中的任一种，或者是将这些方法组合 使用。这些方法中，例如，在采用加热蒸发法的场合，通过抽真空， 将事先经过脱气处理的分散液涂布到平坦的托盘上、优选涂布到由聚 丙烯、特氟隆(注册商标)等疏水性材料制成的托盘等支持体上，在保持水平的状态下，在强制送风式烘箱中，在 90。C的温度条件 下，优选在30°C 50X:的温度条件下，干燥10分钟 3小时左右，优 选20分钟~ 1小时，如此获得水溶性高分子复合无机层状化合物膜。 此时，作为支持体表面，除了可使用聚丙烯、特氟隆(注册商标)等 疏水性材料以外，优选使用经过二氧化钛涂层等疏水化处理的材料。在支持体表面没有疏水性的场合，膜成为贴附在支持体上的状态，存 在着难以剥离的问题。因此优选支持体表面尽可能是平坦的。在不平 坦的场合，支持体表面的粗糙状态被转印到膜表面上，成为光发生表 面散射的原因。在含有无机层状化合物和水溶性高分子的分散液事先没有经过脱 气处理的场合，在得到的复合无机层状化合物膜中有时容易产生由气 泡而形成孔的问题。在复合无机层状化合物膜中含有气泡的场合，成 为光在膜内部散射的原因，存在着膜内生成浊雾的问题。另外，设定 干燥条件，以便充分地将液体成分蒸发除去。此时，如果温度过低， 则存在着干燥时间长的问题。另外，如果温度过高，则会引起分散液 的对流，使膜的厚度变得不均匀，而且，还存在着无机层状化合物粒 子的定向度降低的问题。关于本发明的水溶性高分子复合无机层状化 合物膜的厚度，通过调整分散液中使用的固体量，可以得到任意厚度 的膜。关于厚度，成膜越薄，越不容易引起表面皲裂，具有透光性优 良的倾向。另一方面，如果膜过厚，则存在柔软性降低的问题，因此 希望厚度为0. 2毫米以下。在本发明中，使无机层状化合物粒子的层叠高度定向的含义是指， 将无机层状化合物粒子的单位结构层(厚度约1纳米)按照层面方向 一致的方式层叠起来，而在与层面垂直的方向上保持高的周期性。为 了得到这种无机层状化合物粒子的定向，将含有无机层状化合物和水 溶性高分子的稀薄且均匀的分散液涂布到支持体上，使作为分散介质 的液体緩慢蒸发，从而成型为其中的无机层状化合物粒子致密层叠的 膜状，这一点至关重要。作为适用于该工艺中的制造条件，可举出无 机层状化合物分散液中的无机层状化合物的浓度优选为0. 3 ~ 10重量%，更优选为0. 5~1重量％，另外，对于加热干燥法的干燥条件，优 选在强制送风式烘箱中，在 901C的温度条件下、更优选在30 'C 50'C的温度条件下干燥10分钟~ 3小时左右、进一步优选干燥20 分钟~1小时左右。另外，当水溶性高分子复合无机层状化合物膜不能从托盘等支持 体上自然剥离的场合，优选是在例如，约80"C 200X:的温度条件下 进行干燥，这样可以获得容易剥离的独立膜。只要干燥l小时就足够 了。此时，在温度过低的场合，存在着难以剥离的问题。在温度过高 的场合，水溶性高分子发生劣化，结果就会产生膜着色、机械强度降 低、阻气性降低等问题。本发明的粘土膜本身可以使用无机层状化合物作为主原料(70重 量％ ~ )，作为基本构成，优选可举出例如，层厚约lnm,粒径 ly m、合成的无机层状化合物占70重量。/。以上以及分子大小为数nm以下 的天然或者合成的低分子或高分子的添加物占30重量％以下的构成。 该粘土膜的制备方法可以是，例如，使厚度约lnm的层状结晶按照相 同方向来取向，按此方式重叠并致密地层叠而成。得到的膜，其膜厚 为3 200 pm、优选为3 - 200 jim，阻气性能在厚度25 |u m时，透氧率 低于0. lcc/m2 . 24hr atm，关于透光性，可见光(波长500纳米) 的透光率为80%以上，在300。C下加热1小时后，可见光(波长500 纳米)的透光率为80%以上，而波长350纳米的光的透光率为80%以 上；面积可以达到100 x 40cni以上的大面积，具有高耐热性，即使在 300。C下加热处理l小时后，也观察不到阻气性的降低。线膨胀系数在 -100~ 10(TC下为-2ppm K1，在100 200。C下为Oppm r1。拉伸强度 为23. 6MPa。撕裂强度为20. 1N/mm。热扩散率为2. 7 x l(T7m2 / s。燃 烧试验中的氧指数为94以上。如上所述，本发明的无机层状化合物膜具有如下特征无机层状 化合物粒子的层叠发生高度地定向，可以作为独立膜使用，其柔软性 优良，不存在针孔，即使在200。C以上至300。C的高温下也能保持气体 和液体的阻挡性。另外，本发明的无机层状化合物膜可以用例如剪子、刀具等容易地剪切成圆形、正方形、长方形等任意的大小和形状。因此，本发明的无机层状化合物膜作为在高温条件下柔软性优良、阻气性优良的独立膜，可在广泛的领域内使用，即使在例如超过200 。C的高温下，也可以化学稳定地保持透明性，可以作为柔软的显示器 材料、包装材料、电子器件密封材料等来使用。另外，水溶性高分子 是极性高分子，与同样具有极性的无机层状化合物发生相互作用，生 成一种在柔软性、强度、透明性方面均优良的薄膜。因此，能够抑制 由于无机层状化合物薄膜的拉伸、弯曲等而易导致的破坏，由此，可 以得到能够作为独立膜利用的、具有优良特性的无机层状化合物膜。 进而，本发明的无机层状化合物膜还可以用作LCD用基板薄膜、有机 EL用基板薄膜、电子纸张用基板薄膜、电子器件用密封薄膜、镜片薄 膜、导光片用薄膜、棱镜薄膜、相位差片'偏光片用薄膜、视角校正 薄膜、PDP用薄膜、LED用薄膜、光通信用部件、触摸式仪表盘用透明 薄膜、各种功能性薄膜的基板薄膜、可透视内部结构的电子设备用薄 膜、包含影碟 CD / CD-R / CD-RW / DVD / M0 / MD 相变盘 光盘等在 内的光记录介质用薄膜、燃料电池用密封薄膜、太阳能电池用薄膜等。作为由上述无机层状化合物膜粘贴到其他部件上的一例，可举出 多层化制品。总之，通过将无机层状化合物复合膜与用其他材料制成 的膜B形成多层化结构，可以提高阻气性能和机械强度而使用。例如， 可举出将无机层状化合物复合膜与作为塑料膜的一种的氟树脂薄膜用 粘接剂贴合在一起而形成多层化的膜。由于氟树脂薄膜是低透湿性的， 所以氟树脂薄膜与无机层状化合物复合膜形成的多层膜可以用作高遮 湿性和高阻气性的膜。此处，作为膜B的材质，只要与粘土膜形成的 多层膜的成形性良好，就没有特殊限制，优选可举出例如，金属箔、 薄板玻璃、各种塑料膜、纸等。进而，也可以使用含有三层以上无机 层状化合物复合膜的多层膜。作为透明的耐热性薄膜，可举出薄板玻璃，即使它很薄，厚度至 少也有0.4毫米左右。另一方面，本发明的无机层状化合物复合膜可 以制成0.2毫米~3微米左右那样薄，从而可以谋求器件整体的柔软性和轻量化。作为挠性器件材料或电子器件密封材料，膜的柔软性是重要的特性。本发明的层状化合物复合膜的特征在于，即使弯曲成半径6毫米 的状态，也不会产生裂紋等，可以广泛地用于挠性器件。本发明的膜由于具有柔软性、加工性优良，因此可以认为，它也 适用于辊到辊(roll to roll)式工艺。本发明的膜对紫外线的吸收很少(图2)，可以抑制随时间而引 起的变色，因此可以认为，其耐光性优良。本发明的膜很容易与其他材料粘接，可以使用一般的粘接剂，可 以进行表面涂布，通过表面涂布和层压，可以提高水蒸汽阻挡性和耐 水性。发明效果根据本发明，可以发挥出如下特殊的效果(l)可以提供一种无 机层状化合物粒子的取向一致的透明无机层状化合物膜；(2 )该无机 层状化合物膜可以作为独立膜使用，例如，即使在超过200。C的高温 下也能化学稳定地保持透明性，可以作为柔软的显示器材料、包装材 料、电子器件密封材料等来使用。


图1为示出本发明的使用合成蒙脱石类和羧甲基纤维素钠盐制备 的复合无机层状化合物薄膜(所使用的羧甲基纤维素钠盐相对于总固 体的重量比例TPSACMC10-10为10%， TPSACMC20-10为20%, TPSACMC30-10为30% )的X射线衍射图。图2为示出本发明的使用合成蒙脱石类和羧甲基纤维素钠盐制备 的复合无机层状化合物薄膜(所使用的羧甲基纤维素钠盐相对于总固 体的重量比例TPSACMC10-10为10%， TPSACMC20-10为20%, TPSACMC30-10为30% )的可见紫外吸收光镨图。
具体实施方式
下面，基于实施例具体地说明本发明，但本发明不受这些实施例 的任何限定。 实施例1 (1 )无机层状化合物薄膜的制造作为粘土，将O. 9克的合成急石"S画cton"(商品名，Kunimine 工业株式会社制)加入到100cn^的蒸馏水中，与特氟隆(注册商标) 转子一起放入到塑料制密封容器中，在25C下剧烈振荡2小时，获得 均匀的分散液。向该分散液中，加入0. 1克作为添加物的市售羧甲基 纤维素钠盐，剧烈振荡，获得含有合成皂石和羧曱基纤维素钠盐的均 匀分散液。接着，使用真空脱泡装置进行该粘土糊的脱气。然后，将 该粘土糊涂布到表面平坦的聚丙烯制托盘上。涂布时使用不锈钢制的 刮刀。将衬垫用作导向板，将其成型为均匀厚度的粘土糊膜。将该托盘放入强制送风式烘箱中，在60x:的温度条件下干燥i小时，由此获得厚度约10微米的均匀的添加物复合粘土薄膜。将生成的粘土膜从托盘上剥离下来，获得透明度高的、独立的、柔软性优良的膜(TPSACMC10-10)。(2) 无机层状化合物薄膜的特性即使将TPSACMC10-10弯曲成半径6毫米的状态也不会发生裂紋 等，并且不会发生任何缺陷。用可见紫外分光光度计测得的、该膜在 波长500纳米处的透光率为81. 7%。该膜按照JIS K7105: 1981《塑 料的光学特性试验方法》测得的总透光率为91.5%,雾度(浊度值) 为14.2%。使用日本分光林式会社制Gasperm-lOO测定了该膜的氧气 透过系数。其结果可以确认，室温下的氧气透过系数为0. 148cc/m2 24hr . atm，可以看出，该薄膜显示出阻气性能。(3) 无机层状化合物薄膜的结构将TPSACMCIO-IO的X射线衍射图示于图1中。在该X射线衍射图 中，在d= 1. 48nm处观察到底面反射峰001。从该结果可以看出，在 TPSACMCIO-10中，粘土层状结晶发生定向并层叠。未加入羧甲基纤维 素钠盐而只使用蒙脱石类获得的膜，在d= 1. 24nm处观察到底面反射峰001。可以看出，由于形成了复合体而使底面间隔变宽，从而使羧甲基纤维素钠盐进入到蒙脱石类的层间，形成了纳米复合材料。对TPSACMC10-10进行了热分析(升温速度5r每分钟，在空气气氛中)。 从TG曲线观察到在室温~ 200"C范围内由于吸附水的脱水而导致的重 量减少，另外，从272。C至450'C加热时，观察到伴随着羧甲基纤维素 钠盐的热分解而导致的重量减少。在该无机层状化合物薄膜的差热分 析(升温速度5匸/分)中，在200C ~ 450"的温度范围内以干燥固 体为基准的重量减少为6. 7%。(4)无机层状化合物薄膜的耐热性将TPSACMC10-10用电炉加热。在室温 200t:范围内，以每小时 IOO'C的速度进行加热。接着，在200。C下保持1小时。然后，在电炉 内放置冷却。该加热处理后，用肉眼观察不到透光率的减少、针孔和 裂紋的发生等异常。使用可见紫外分光光度计测得的、该膜在波长500 纳米处的透光率为78. 7 % (图2 )。实施例2(1 )无机层状化合物薄膜的制造作为粘土，将O. 8克的合成皂石"Sumecton，，(商品名，Kunimine 工业林式会社制)加入到100ciii3的蒸馏水中，与特氟隆(注册商标) 转子一起放入到塑料制密封容器中，在25。C下剧烈振荡2小时，获得 均匀的分散液。向该分散液中，加入0. 2克作为添加物的市售羧甲基 纤维素钠盐，剧烈振荡，获得含有合成皂石和羧甲基纤维素钠盐的均 匀分散液。接着，使用真空脱泡装置进行该粘土糊的脱气。然后，将 该粘土糊涂布到表面平坦的聚丙烯制托盘上。涂布时使用不锈钢制的 刮刀。将衬垫用作导向板，将其成型为均匀厚度的粘土糊膜。将该托盘放入强制送风式烘箱中，在6ox:的温度条件下干燥i小时，由此获得厚度约10微米的均匀的添加物复合粘土薄膜。将生成的粘土膜从托盘上剥离下来，获得透明度高的、独立的、柔软性优良的膜(TPSACMC20-10)。(2)无机层状化合物薄膜的特性即使将TPSACMC20-10弯曲成半径6毫米的状态也不会发生裂紋 等，并且不会发生任何缺陷。在按照JIS1096: 1999A进行的弯曲回弹 性试验中，测得其抗弯强度为表面0.008mN、背面0. 009mN。用可见 紫外分光光度计测得的、该膜在波长500纳米处的透光率为83. 6%(图 2)。(3)无机层状化合物薄膜的结构将TPSACMC20-10的X射线衍射图示于图1中。在该X射线衍射图 中，在d = 1. 51nm处观察到底面反射峰001。从该结果可以看出，在 TPSACMC20-10中，粘土层状结晶发生定向并层叠。未加入羧甲基纤维 素钠盐而只使用蒙脱石类获得的膜，在d - 1. 24nni处观察到底面反射 峰001。可以看出，由于形成了复合体而使底面间隔变宽，从而使羧 曱基纤维素钠盐进入到蒙脱石类的层间，形成了纳米复合材料。对 TPSACMC20-10进行了热分析(升温速度5"每分钟，在空气气氛中)。 从TG曲线观察到在室温~ 200'C范围内由于吸附水的脱水而导致的重 量减少，另外，从262。C至450'C加热时，观察到伴随着羧甲基纤维素 钠盐的热分解而导致的重量减少。在该无机层状化合物薄膜的差热分 析(升温速度5。C/分)中，在200°C 4S0。C的温度范围内以干燥固 体为基准的重量减少为10. 5% 。实施例3(1)无机层状化合物薄膜的制造作为粘土，将O. 7克的合成皂石"Sumecton"(商品名，Kunimine 工业林式会社制)加入到100cW的蒸馏水中，与特氟隆(注册商标) 转子一起放入到塑料制密封容器中，在25C下剧烈振荡2小时，获得 均匀的分散液。向该分散液中，加入0. 3克作为添加物的市售羧曱基 纤维素钠盐，剧烈振荡，获得含有合成皂石和羧甲基纤维素钠盐的均 匀分散液。接着，使用真空脱泡装置进行该粘土糊的脱气。然后，将 该粘土糊涂布到表面平坦的聚丙烯制托盘上。涂布时使用不锈钢制的 刮刀。将衬垫用作导向板，将其成型为均匀厚度的粘土糊膜。将该托 盘放入强制送风式烘箱中，在60。C的温度条件下干燥1小时，由此获得厚度约10微米的均匀的添加物复合粘土薄膜。将生成的粘土膜从托盘上剥离下来，获得透明度高的、独立的、柔软性优良的膜(TPSACMC30-10)。(2 )无机层状化合物薄膜的特性即使将TPSACMC30-10弯曲成半径6毫米的状态也不会发生裂紋 等，并且不会发生任何缺陷。用可见紫外分光光度计测得的、该膜在 波长500纳米处的透光率为84. 2 % (图2 )。该膜按照JIS K7105: 1981《塑料的光学特性试验方法》测得的总透光率为92.5%,雾度(浊 度值)为10.1%。使用日本分光抹式会社制Gasperm-lOO测定了该膜 的氧气透过系数。其结果可以确认，室温下的氧气透过系数为0. 017cc /m2 . 24hr atm，可以看出，该薄膜显示出阻气性能。(3)无机层状化合物薄膜的结构将TPSACMC30-IO的X射线衍射图示于图1中。在该X射线衍射图 中，在d = 1. 72nm处观察到底面反射峰001。从该结果可以看出，在 TPSACMC30-10中，粘土层状结晶发生定向并层叠。未加入羧甲基纤维 素钠盐而只使用蒙脱石类获得的膜，在d= 1. Mnm处观察到底面反射 峰001。可以看出，由于形成了复合体而使底面间隔变宽，从而使羧 甲基纤维素钠盐进入到蒙脱石类的层间，形成了纳米复合材料。对 TPSACMC30-10进行了热分析(升温速度5。C分钟，在空气气氛中)。 从TG曲线观察到在室温~ 20(TC范围内由于吸附水的脱水而导致的重 量减少，另外，从251。C至450t:加热时，观察到伴随着羧曱基纤维素 钠盐的热分解而导致的重量减少。在该无机层状化合物薄膜的差热分 析(升温速度5。C /分)中，在200。C 450"C的温度范围内以干燥固 体为基准的重量减少为15.7%。实施例4(1)无机层状化合物薄膜的制造作为粘土，将O. 9克的合成皂石"Sumecton"(商品名，Kunimine 工业林式会社制)加入到100cm3的蒸馏水中，与特氟隆(注册商标) 转子一起放入到塑料制密封容器中，在25。C下剧烈振荡2小时，获得均匀的分散液。向该分散液中，加入0. 1克作为添加物的市售聚乙酸乙烯酯，剧烈振荡，获得含有合成皂石和聚乙酸乙烯酯的均匀分散液。 接着，使用真空脱泡装置进行该粘土糊的脱气。然后，将该粘土糊涂 布到表面平坦的聚丙烯制托盘上。涂布时使用不锈钢制的刮刀。将衬 垫用作导向板，将其成型为均匀厚度的粘土糊膜。将该托盘放入强制送风式烘箱中，在60^C的温度条件下干燥1小时，由此获得厚度约10 微米的均匀的添加物复合粘土薄膜。将生成的粘土膜从托盘上剥离下 来，获得透明度高的、独立的、柔软性优良的膜。 比较例1(1 )无机层状化合物薄膜的制造作为粘土，将1.0克的合成急石"Sumecton，，(商品名，Kunimine 工业林式会社制)加入到100cW的蒸馏水中，与特氟隆(注册商标) 转子一起放入到塑料制密封容器中，在25C下剧烈振荡2小时，获得 均匀的分散液。接着，使用真空脱泡装置进行该粘土糊的脱气。然后， 将该粘土糊涂布到表面平坦的聚丙烯制托盘上。涂布时使用不锈钢制 的刮刀。将衬垫用作导向板，将其成型为均匀厚度的粘土糊膜。将该 托盘放入强制送风式烘箱中，在60。C的温度条件下干燥1小时，由此 获得厚度约10微米的均匀的添加物复合粘土薄膜。将生成的粘土膜从 托盘上剥离下来，获得透明度高的、独立的、柔软性优良的膜 (TPSA0-10)。(2)无机层状化合物薄膜的特性将TPSA0-10弯曲成半径6毫米的状态时，则会观察到发生裂紋的 情况。用可见紫外分光光度计测得的、该膜在波长500纳米处的透光 率为62.8%。如上所述，在不含有机添加物时，得不到优良的柔软性 和透光性。实施例5(1 )无机层状化合物薄膜的制造作为粘土，将0. 9克的天然蒙脱石"Kunipia P，，(商品名，Kunimine 工业林式会社制)加入到100cm3的蒸馏水中，与特氟隆(注册商标)转子一起放入到塑料制密封容器中，在25C下剧烈振荡2小时，获得 均匀的分散液。向该分散液中，加入0. 1克作为添加物的市售s-己内 酰胺，剧烈振荡，获得含有天然蒙脱石和s-己内酰胺的均匀分散液。 接着，使用真空脱泡装置进行该粘土糊的脱气。然后，将该粘土糊涂 布到黄铜板上。涂布时使用不锈钢制的刮刀。将衬垫用作导向板，将 其成型为均匀厚度的粘土糊膜。将该托盘放入强制送风式烘箱中，在 60'C的温度条件下干燥1小时，由此获得厚度约IO微米的均匀的添加 物复合粘土薄膜。将生成的粘土膜从托盘上剥离下来，获得独立的、 柔软性优良的膜。用可见紫外分光光度计测得的、该膜在波长500纳 米处的透光率为13. 1%。(2)无机层状化合物薄膜的特性即使将该膜弯曲成半径6毫米的状态也不会发生裂紋等，并且不 会发生任何缺陷。该膜按照JIS K7105: 1981《塑料的光学特性试验 方法》测得的总透光率为86.9%,雾度(浊度值)为78.2%。实施例6(1) 无机层状化合物薄膜的制造作为粘土，将O. 91份的天然蒙脱石"Kunipia P，，(商品名，Kunimine 工业林式会社制)加入到蒸馏水中，与特氟隆(注册商标)转子一起 放入到塑料制密封容器中，在25。C下剧烈振荡2小时，获得均匀的分 散液。向该分散液中，加入0. 09份作为添加物的市售s-己内酰胺， 剧烈振荡，获得含有天然蒙脱石和s-己内酰胺的均匀分散液。接着， 使用真空脱泡装置进行该粘土糊的脱气。然后，将该粘土糊涂布到黄 铜板上。涂布时使用不锈钢制的刮刀。将衬垫用作导向板，将其成型 为均匀厚度的粘土糊膜。将该托盘放入强制送风式烘箱中，在60'C的 温度条件下干燥l小时，由此获得厚度约80微米的均匀的添加物复合 粘土薄膜。将生成的粘土膜从托盘上剥离下来，获得独立的、柔软性 优良的膜。(2) 无机层状化合物薄膜的特性即使将该膜弯曲成半径6毫米的状态也不会发生裂紋等，并且不会发生任何缺陷。该膜的线膨胀系数在-100匸 100。C的温度范围内为 10ppmr1，在IOOX: 200t:的温度范围内为-6ppm r1。使用日本分光 林式会社制Gasperm-lOO测定了该膜的氧气透过系数。其结果可以确 认，室温下的氧气透过系数低于3. ZxlO—UcmY'cmHg-1,可以看出，该 薄膜显示出阻气性能。即使将该薄膜在300r下加热24小时后，也可 以确认，膜在室温下的氧气透过系数低于3. 2 x lO—ncmY'cinHg-1,也可 以看出，即使经过高温处理后，该薄膜仍显示出阻气性能。 比较例2(1 )无机层状化合物薄膜的制造 作为粘土，将0. 95克的合成皂石"Sumecton"(商品名，Kunimine 工业林式会社制)加入到100cii^的蒸馏水中，与特氟隆(注册商标) 转子一起放入到塑料制密封容器中，在25'C下剧烈振荡2小时，获得 均匀的分散液。向该分散液中，加入0. 05克作为添加物的市售聚丙烯 酸钠，剧烈振荡，获得含有合成皂石和聚丙烯酸钠的均匀分散液。接 着，使用真空脱泡装置进行该粘土糊的脱气。然后，使该粘土糊流入 到底面铺有氟树脂薄片的容器中，将其成型为均匀厚度的粘土糊膜。 将该托盘放入强制送风式烘箱中，在6(TC的温度条件下干燥24小时， 由此获得厚度约IOO微米的均勻的添加物复合粘土薄膜。将生成的粘 土膜从氟树脂薄片上剥离下来，获得独立的、柔软性优良的膜。(2)无机层状化合物薄膜的特性将该膜弯曲成半径20毫米的状态时虽不会发生裂紋，但在弯曲成 6毫米时发生裂紋。用可见紫外分光光度计测得的、该膜在波长500 纳米处的透光率为86. 6%。另外，从该膜的差热分析(升温速度 /分、空气气氛中)观察到在室温 1WC范围内由于吸附水的脱水而 导致的重量减少，粘土薄膜中的聚丙烯酸钠的热解温度为466TC。另 外，在200°C 550。C的温度范围内以干燥固体为基准的重量减少为 4.9%。使用测定范围为1平方微米的原子力显微镜测得的、干燥时朝 向大气那一侧的平均表面粗糙度为14. 3纳米。实施例7(1) 无机层状化合物薄膜的制造作为粘土，将O. 9克的合成急石"Sumecton，，(商品名，Kunimine 工业林式会社制)加入到100cii^的蒸馏水中，与特氟隆(注册商标) 转子一起放入到塑料制密封容器中，在251C下剧烈振荡2小时，获得 均匀的分散液。向该分散液中，加入0. 1克作为添加物的市售聚丙烯 酸钠，剧烈振荡，获得含有合成皂石和聚丙烯酸钠的均匀分散液。接 着，使用真空脱泡装置进行该粘土糊的脱气。然后，使该粘土糊流入 到底面铺有氟树脂薄片的容器中，将其成型为均匀厚度的粘土糊膜。 将该托盘放入强制送风式烘箱中，在60X:的温度条件下干燥24小时， 由此获得厚度约IOO微米的均匀的添加物复合粘土薄膜。将生成的粘 土膜从氟树脂薄片上剥离下来，获得独立的、柔软性优良的膜。(2) 无机层状化合物薄膜的特性即使将该膜弯曲成半径2毫米的状态也不会发生裂紋等，并且不 会发生任何缺陷。用可见紫外分光光度计测得的、该膜在波长500納 米处的透光率为90. 3%。另外，从该膜的差热分析(升温速度5'C / 分、空气气氛中)观察到在室温~120匸范围内由于吸附水的脱水而导 致的重量减少，粘土薄膜中的聚丙烯酸钠的热解温度为466°C。另外， 在200°C 550。C的温度范围内以干燥固体为基准的重量减少为8.2 %。使用测定范围为1平方微米的原子力显微镜测得的、干燥时朝向 大气那一侧的平均表面粗糙度为4. 4纳米。实施例8(1)无机层状化合物薄膜的制造 作为粘土，将0. 85克的合成皂石"Sumecton"(商品名，Kunimine 工业林式会社制)加入到100cm3的蒸馏水中，与特氟隆(注册商标) 转子一起放入到塑料制密封容器中，在25。C下剧烈振荡2小时，获得 均匀的分散液。向该分散液中，加入0.15克作为添加物的市售聚丙烯 酸钠，剧烈振荡，获得含有合成皂石和聚丙烯酸钠的均匀分散液。接 着，使用真空脱泡装置进行该粘土糊的脱气。然后，使该粘土糊流入 到底面铺有氟树脂薄片的容器中，将其成型为均匀厚度的粘土糊膜。将该托盘放入强制送风式烘箱中，在60C的温度条件下干燥24小时，由此获得厚度约ioo微米的均匀的添加物复合粘土薄膜。将生成的粘土膜从氟树脂薄片上剥离下来，获得独立的、柔软性优良的膜。(2)无机层状化合物薄膜的特性即使将该膜弯曲成半径2亳米的状态也不会发生裂紋等，并且不 会发生任何缺陷。用可见紫外分光光度计测得的、该膜在波长500纳 米处的透光率为90. 7%。另外，从该膜的差热分析(升温速度/ 分、空气气氛中)观察到在室温 120X:范围内由于吸附水的脱水而导 致的重量减少，粘土薄膜中的聚丙烯酸钠的热解温度为466'C。另外， 在200°C 550'C的温度范围内以干燥固体为基准的重量减少为9.8 %。使用测定范围为1平方微米的原子力显微镜测得的、干燥时朝向 大气那一侧的平均表面粗糙度为6. 5纳米。实施例9(1 )无机层状化合物薄膜的制造 作为粘土，将O. 8克的合成鬼石"Sumecton"(商品名，Kunimine 工业林式会社制)加入到100ci^的蒸馏水中，与特氟隆(注册商标) 转子一起放入到塑料制密封容器中，在25。C下剧烈振荡2小时，获得 均匀的分散液。向该分散液中，加入0. 2克作为添加物的市售聚丙烯 酸钠，剧烈振荡，获得含有合成皂石和聚丙烯酸钠的均勻分散液。接 着，使用真空脱泡装置进行该粘土糊的脱气。然后，使该粘土糊流入 到底面铺有氟树脂薄片的容器中，将其成型为均匀厚度的粘土糊膜。 将该托盘放入强制送风式烘箱中，在6(TC的温度条件下干燥24小时， 由此获得厚度约IOO微米的均匀的添加物复合粘土薄膜。将生成的粘 土膜从氟树脂薄片上剥离下来，获得独立的、柔软性优良的膜。 (2)无机层状化合物薄膜的特性即使将该膜弯曲成半径2毫米的状态也不会发生裂紋等，并且不 会发生任何缺陷。用可见紫外分光光度计测得的、该膜在波长500纳 米处的透光率为89. 4%。另外，从该膜的差热分析(升温速度5°C / 分、空气气氛中)观察到在室温 120。C范围内由于吸附水的脱水而导致的重量减少，粘土薄膜中的聚丙烯酸钠的热解温度为465匸。另外， 在200'C ~ 550匸的温度范围内以千燥固体为基准的重量减少为14.1 %。使用测定范围为1平方微米的原子力显微镜测得的、干燥时朝向 大气那一侧的平均表面粗糙度为7. 5纳米。 实施例10(1) 无机层状化合物薄膜的制造作为粘土，将0. 75克的合成皂石"Sumecton"(商品名，Kimimine 工业株式会社制)加入到100cii^的蒸馏水中，与特氟隆(注册商标) 转子一起放入到塑料制密封容器中，在25'C下剧烈振荡2小时，获得 均匀的分散液。向该分散液中，加入0. 25克作为添加物的市售聚丙烯 酸钠，剧烈振荡，获得含有合成皂石和聚丙烯酸钠的均匀分散液。接 着，使用真空脱泡装置进行该粘土糊的脱气。然后，使该粘土糊流入 到底面铺有氟树脂薄片的容器中，将其成型为均匀厚度的粘土糊膜。 将该托盘放入强制送风式烘箱中，在6(TC的温度条件下干燥24小时， 由此获得厚度约IOO微米的均匀的添加物复合粘土薄膜。将生成的粘 土膜从氟树脂薄片上剥离下来，获得独立的、柔软性优良的膜。(2) 无机层状化合物薄膜的特性即使将该膜弯曲成半径2毫米的状态也不会发生裂紋等，并且不 会发生任何缺陷。用可见紫外分光光度计测得的、该膜在波长500纳 米处的透光率为88. 2%。另外，从该膜的差热分析(升温速度5'C / 分、空气气氛中)观察到在室温 120'C范围内由于吸附水的脱水而导 致的重量减少，粘土薄膜中的聚丙烯酸钠的热解温度为464T。另外， 在200°C 550。C的温度范围内以干燥固体为基准的重量减少为16.3 %。使用测定范围为1平方微米的原子力显微镜测得的、干燥时朝向 大气那一侧的平均表面粗糙度为12. 8纳米。实施例11(1 )无机层状化合物薄膜的制造 作为粘土，将O. 7克的合成皂石"Sumecton，，(商品名，Kunimine 工业抹式会社制)加入到100cm3的蒸馏水中，与特氟隆(注册商标)转子一起放入到塑料制密封容器中，在25t:下剧烈振荡2小时，获得 均匀的分散液。向该分散液中，加入O. 3克作为添加物的市售聚丙烯 酸钠，剧烈振荡，获得含有合成皂石和聚丙烯酸钠的均匀分散液。接 着，使用真空脱泡装置进行该粘土糊的脱气。然后，将该粘土糊料涂 布到氟树脂薄片上。将衬垫用作导向板，将其成型为均匀厚度的粘土 糊膜。将该托盘放入强制送风式烘箱中，在601C的温度条件下干燥24 小时，由此获得厚度约IOO微米的均匀的添加物复合粘土薄膜。将生 成的粘土膜从氟树脂薄片上剥离下来，获得独立的、柔软性优良的膜。 (2)无机层状化合物薄膜的特性即使将该膜弯曲成半径2毫米的状态也不会发生裂紋等，并且不 会发生任何缺陷。用可见紫外分光光度计测得的、该膜在波长500纳 米处的透光率为86. 6%。另外，从该膜的差热分析(升温速度5'C / 分、空气气氛中)观察到在室温 120。C范围内由于吸附水的脱水而导 致的重量减少，粘土薄膜中的聚丙烯酸钠的热解温度为460°C。另外， 在200°C 550。C的温度范围内以千燥固体为基准的重量减少为n.3 %。在200°C 450。C的温度范围内以干燥固体为基准的重量减少为 9.5%。使用测定范围为1平方微米的原子力显微镜测得的、干燥时朝 向大气那一侧的平均表面粗糙度为16.1纳米。比较例3(1 )无机层状化合物薄膜的制造 作为粘土，将O. 8克的合成皂石"Sumecton，，(商品名，Kunimine 工业林式会社制)加入到100cm3的蒸馏水中，与特氟隆(注册商标) 转子一起放入到塑料制密封容器中，在25。C下剧烈振荡2小时，获得 均匀的分散液。向该分散液中，加入0. 2克作为添加物的市售羧甲基 纤维素钠盐，剧烈振荡，获得含有合成皂石和羧甲基纤维素钠盐的均 匀分散液。接着，使用真空脱泡装置进行该粘土糊的脱气。然后，将 该粘土糊料涂布到表面粗糙的氟树脂制基板上。涂布时使用不锈钢制 的刮刀。将衬垫用作导向板，将其成型为均匀厚度的粘土糊膜。将该 托盘放入强制送风式烘箱中，在60。C的温度条件下干燥l小时，由此获得厚度约10微米的均匀的添加物复合粘土薄膜。将生成的粘土膜从托盘上剥离下来，获得独立的、柔软性优良的膜。(2 )无机层状化合物薄膜的特性用可见紫外分光光度计测得的、该膜在波长500纳米处的透光率 为68. 1%。如上所述，在基板表面不平坦的场合，膜表面变粗糙，光 在表面上发生散射，透光性降低。实施例12(1 )无机层状化合物薄膜的制造作为粘土，将O. 8克的合成急石"Sumecton，，(商品名，Kunimine 工业林式会社制)加入到100cm3的蒸馏水中，与特氟隆(注册商标) 转子一起放入到塑料制密封容器中，在25。C下剧烈振荡2小时，获得 均匀的分散液。向该分散液中，加入0. 2克作为添加物的市售聚丙烯 酸钠，剧烈振荡，获得含有合成皂石和聚丙烯酸钠的均勻分散液。接 着，使用真空脱泡装置进行该粘土糊的脱气。然后，使该粘土糊流入 到底面铺有氟树脂薄片的容器中，将其成型为均匀厚度的粘土糊膜。 将该托盘放入强制送风式烘箱中，在60。C的温度条件下干燥24小时， 由此获得厚度约10微米的均匀的添加物复合粘土薄膜。将生成的粘土 膜从氟树脂薄片上剥离下来，获得独立的、柔软性优良的膜。 (2)无机层状化合物薄膜的特性该膜在波长500纳米处的透光率为90. 3%。另外，将该膜在300 。C下进行l小时热处理后在波长500纳米处的透光率为89.3%。实施例13(1)无机层状化合物薄膜的制造 作为粘土，将O. 8克的合成皂石"Sumecton"(商品名，Kunimine 工业抹式会社制)加入到100cm3的蒸馏水中中，与特氟隆(注册商标) 转子一起放入到塑料制密封容器中，在25。C下剧烈振荡2小时，获得 均匀的分散液。向该分散液中，加入0.2克作为添加物的市售聚丙烯 酸钠，剧烈振荡，获得含有合成皂石和聚丙烯酸钠的均匀分散液。接 着，使用真空脱泡装置进行该粘土糊的脱气。然后，使该粘土糊流入到底面铺有氟树脂薄片的容器中，将其成型为约5毫米厚的粘土糊膜。 将该托盘放入强制送风式烘箱中，在60t:的温度条件下干燥48小时， 由此获得厚度约200微米的均匀的添加物复合粘土薄膜。将生成的粘 土膜从氟树脂薄片上剥离下来，获得独立的、柔软性优良的膜。(2) 无机层状化合物薄膜的制造作为粘土，将O. 8克的合成急石"Sumecton"(商品名，Kunimine 工业林式会社制)加入到100cffl3的蒸馏水中，与特氟隆(注册商标) 转子一起放入到塑料制密封容器中，在25t:下剧烈振荡2小时，获得 均匀的分散液。向该分散液中，加入O. 2克作为添加物的市售聚丙烯 酸钠，剧烈振荡，获得含有合成皂石和聚丙烯酸钠的均匀分散液。接 着，使用真空脱泡装置进行该粘土糊的脱气。然后，使该粘土糊流入 到底面铺有氟树脂薄片的容器中，将其成型为均匀厚度的粘土糊膜。 将该托盘放入强制送风式烘箱中，在60'C的温度条件下干燥24小时， 由此获得厚度约10微米的均匀的添加物复合粘土薄膜。将生成的粘土 膜从氟树脂薄片上剥离下来，获得独立的、柔软性优良的膜。(3) 无机层状化合物薄膜的特性该膜在-100。C ~ + 20(TC温度下的平均线膨胀系数为-lppm。 工业实用性如以上的详细叙述，本发明是一种透明材料，其特征在于，它是 以无机层状化合物为主要构成成分的膜，具有可作为独立膜利用的机 械强度，是一种能使无机层状化合物粒子的定向层叠显著提高的透明 材料，本发明的无机层状化合物膜可以作为独立膜使用，另外，在超 过20(TC的高温条件下也可以使用，而且柔软性优良，进而，它是一 种不存在针孔的致密材料，具有阻气性优良的特征。因此，本发明的 无机层状化合物膜是一种能够耐受生产或加工时的高温条件的材料， 可以作为柔软性优良的透明薄膜而广泛使用。另外，本发明的无机层 状化合物膜在高温条件下，可以作为柔软性优良的透明薄膜而广泛使 用。进而，本发明的无机层状化合物膜可以作为要求高阻气性的透明薄膜而广泛使用。因此，本发明的无机层状化合物膜可以用于多种制品中。作为制品例，可举出LCD用基板薄膜、有机EL用基板薄膜、电 子纸张用基板薄膜、电子器件用密封薄膜、镜片薄膜、导光板用薄膜、 棱镜薄膜、相位差片.偏光片用薄膜、视角校正薄膜、PDP用薄膜、 LED用薄膜、光通信用部件、触摸式仪表盘用透明薄膜、各种功能性 薄膜的基板薄膜、可透视内部结构的电子设备用薄膜、包括影碟.CD / CD-R / CD-RW / DVD / M0 / MD .相变盘.光盘在内的光记录介质用薄 膜、燃料电池用密封薄膜、太阳能电池用薄膜等。
权利要求
1、透明材料，其特征在于，以层状无机化合物作为主要构成成分的膜满足以下条件(1)由层状无机化合物和水溶性树脂构成；(2)层状无机化合物相对于总固体的重量比为70％以上；(3)总透光率超过80％；(4)具有阻气性；以及(5)具有可作为独立膜利用的机械强度。
2、 权利要求1所述的透明材料，其特征在于，无机层状化合物 为层状硅酸、或者层状钛酸、或者它们的盐。
3、 权利要求1所述的透明材料，其特征在于，层状无机化合物 为选自云母、蛭石、蒙脱石、贝得石、皂石、锂蒙脱石、富镁蒙脱石、 麦羟硅钠石、伊利石、水硅钠石、以及层状钛酸中的一种以上。
4、 权利要求1所述的透明材料，其特征在于，水溶性树脂为选 自s-己内酰胺、糊精、淀粉、纤维素系树脂、明胶、琼脂、小麦粉、谷蛋白、壳多糖、脱乙酰壳多糖、聚乳酸、醇酸树脂、聚氨酯树脂、 环氧树脂、氟树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、酚醛树脂、聚酰 胺树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚乙烯基树脂、聚碳酸酯、聚乙 二醇、聚丙烯酰胺、聚环氧乙烷、蛋白质、脱氧核糖核酸、核糖核酸 以及聚氨基酸、苯甲酸类化合物、丙烯酸树脂中的l种以上。
5、 权利要求1所述的透明材料，其特征在于，该透明材料是一 类通过采用加热、光照射等任意方法，来使得在上述添加物分子内、 添加物分子之间、添加物与无机层状化合物之间、无机层状化合物结 晶之间，进行加成反应、缩合反应、聚合反应等化学反应，使其生成 新型的化学键，从而改善透光性、阻气性、或机械强度的材料。
6、 权利要求1所述的透明材料，其特征在于，该透明材料的厚 度为0. 2毫米以下。
7、 权利要求1所述的透明材料，其特征在于，对该透明材料用 紫外可见分光光度计测得的500纳米的透光率为80%以上。
8、 权利要求1所述的透明材料，其特征在于，在通常空气条件 下，在200。C下加热1小时后，对其用紫外可见分光光度计测得的500 纳米的透光率为75%以上。
9、 权利要求1 ~ 8任一项所述的透明材料，其特征在于，在差热 分析中，在200'C 450'C的温度范围内的重量减少，以干燥固体为基 准，低于20% ,构成透明材料的层状无机化合物的基本结构没有变化。
10、 权利要求1~9任一项所迷的透明材料，其特征在于，氧气的 透过系数在室温下低于3. 2 x 10—"cm2s—^mHg—。
11、 权利要求1~10任一项所述的透明材料，其特征在于，在300 。C下加热处理1小时后，氧气在室温下的气体透过系数低于3. 2x10-1Ws—icmHg—1。
12、 权利要求1~11任一项所述的透明材料，其特征在于，即使 弯曲至半径为6毫米的状态也不会产生裂紋等，可以使用。
13、 权利要求1~12任一项所述的透明材料，其特征在于，用原 子力显微镜测得的平均表面粗糙度为20纳米以下。
14、 权利要求1 ~13任一项所述的透明材料，其特征在于，在-100 °C ~ + 200匸范围内的平均线膨胀系数处于-10~10 111之间。
15、 权利要求1~14任一项所述的透明材料，该透明材料为密 封材料、包装材料、保护材料、挠性基板、或者显示器材料。
全文摘要
本发明提供一种在包装材料、密封材料、显示器材料的技术领域中热稳定性好、而且柔软性、表面平坦性、尺寸稳定性和阻气性均优良的透明的新材料和新技术。本发明涉及这样一种无机层状化合物膜，即，使透明性好的无机层状化合物和少量透明性好的水溶性高分子分散于水中或者以水为主成分的液体中，得到不含团块的均匀分散液，然后将该分散液涂布到表面平坦且表面为疏水性的支持体上，使无机层状化合物粒子沉积，同时，采用各种固液分离方法，例如离心分离、过滤、真空干燥、冷冻真空干燥或者加热蒸发法等，将作为分散介质的液体分离，待成型为膜状后，根据需要采用干燥、加热、冷却等方法将其从支持体上剥离下来，由此得到一种其中的无机层状化合物粒子具有定向性、表面平坦性好、尺寸稳定性好、透明性好、柔软性优良、阻气性优良、耐热性好的无机层状化合物膜。
文档编号C01B33/40GK101233082SQ20068002839
公开日2008年7月30日 申请日期2006年8月2日 优先权日2005年8月3日
发明者水上富士夫, 蛯名武雄 申请人:独立行政法人产业技术综合研究所