JP2003026445A

JP2003026445A - 発色構造体

Info

Publication number: JP2003026445A
Application number: JP2001210482A
Authority: JP
Inventors: Norio Shimizu; 紀夫清水; Shinichi Takahashi; 真一高橋; Hiroshi Tabata; 洋田畑
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-07-11
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2003-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】結晶分散ガラス材料からなり、高い質感を備
えた色彩と、宝石様の発色，光輝感を呈する発色構造体
および繊維状発色構造体を提供する。【解決手段】マトリックスとしてのガラス相中に結晶
を分散析出させ、望ましくは、任意の切断面上に析出し
ている結晶のうち、断面積が１〜２０μｍ^２であり、か
つ円形度が０．８以上である結晶の析出数が当該切断面
上に析出した結晶総数の６０％以上を占めるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微細な結晶を分散
・析出させた結晶分散ガラスを用いた発色構造体に係わ
り、さらに詳しくは、高い質感、すなわち透明感と深み
感を備えた色彩を得ることができる発色構造体と、この
ような発色構造体を引き伸ばしてなる繊維状発色構造体
に関するするものである。

【０００２】

【従来の技術】現代社会においては、個性を重視する傾
向が強くなりつつあり、例えば消費者が自動車を始めと
する種々の製品を選択する場合においても、機能が高い
ことだけではなく、他人との違いを主張することができ
る付加価値を求める傾向が強くなってきている。

【０００３】このような付加価値の中でも製品デザイン
は大きな割合を占め、色彩については単なる物体色では
なく高い質感を持つ色が求められている。中でも、透明
感と深み感は古くから好まれる質感であり、例えば雲の
色や海の色といった自然や宝石の色などがその代表例と
して挙げられる。宝石の中ではエメラルドやサファイ
ア，ルビーなどのような透明な宝石の持つ透明感や深み
感のある色彩は人気がある。

【０００４】質感を認知する際に、例えば透明感につい
ては物体の光透過性、深み感については光が透過する距
離がトリガーのひとつになるものと考えられる。宝石は
微小な物体であり、光の透過する距離は雲や海と比較し
て極めて短いものの、十分に深み感を感じさせることが
できる。宝石によって得られる質感の原理については必
ずしも明確になっている訳ではないが、宝石は種々の金
属の結晶体であることから、その発色／着色の仕組みは
結晶工学的に説明できるものである。したがって結晶成
長の技術を応用すれば、人工的に宝石を作ることは可能
であり、ルビー，ダイヤモンド，エメラルドやサファイ
アなど多くの宝石が合成されている。

【０００５】このような宝石の色や質感を模倣する手段
として、着色ガラスは透明感のある色調が宝石に類似し
ており、古くから代用品として利用されている。また、
ガラスは耐熱性や耐溶剤性に優れていることから、粉砕
したり、あるいは金属基板上に金属酸化物を蒸着したり
することにより光輝材として広く利用されている。この
ような光輝材は塗装膜に入れたり、あるいは透明樹脂製
品に混ぜ込んだりすることによって、顔料では得られな
い高質感を実現することができる。

【０００６】このようなガラス材料を着色する方法とし
ては、ガラス原料とともに遷移金属を溶融することによ
って着色する方法が一般的であるが、この場合、例えば
着色ガラスフィルターのように十分な光路長を持ってい
るときには視覚的に色彩が十分に認識できるのに対し、
光路長が例えば１００μm以下のように短いときには、
一般的な光学フィルターと同程度の遷移金属濃度では光
の吸収がほとんど起きないため、視覚的に色調を認識す
ることができない。遷移金属濃度を高くすることによっ
て多少吸収度を大きくすることもできるが、ガラスに対
する遷移金属の溶解度の限界もあって、色味を認識でき
るほど吸収を大きくすることはできない。

【０００７】この点を踏まえ、ガラス内部に微粒子を分
散させて着色効果を得ようとする試みがある。例えば特
開平７−３３０３７９号公報には、透明基板上にＴｉ，
Ｓｉ，Ｚｒ，Ｔａ，ＳｎおよびＺｎの少なくとも１種か
らなる金属酸化物中に金属酸化物の微粒子が分散した構
造とすることによって着色効果が得られることが記載さ
れている。また、特開平６−１１５９７１号公報には、
粒径０．１〜１０ｍｍのガラス基材の周囲に着色材微粉
をガラス質接合部材によって接合した材料が開示されて
いる。

【０００８】また、ガラス繊維に関しては、例えば特開
平５−０４４１５９号公報、特開平５−０９７４８０号
公報などに着色された繊維が開示されている。これらは
耐熱性に優れていながら着色が難しいため応用範囲が限
られていたガラス繊維に着色できることから、ガラス繊
維の応用範囲を広げることができる。

【０００９】一方、宝石のような光輝感については、ア
ベンチュリンガラスと呼ばれる工芸ガラスがある。この
アベンチュリンガラスは、宝石の１種であるアベンチュ
リンクオーツを模倣したものであって、ガラス原料中に
微量成分として酸化クロムや酸化銅を添加し、溶融−冷
却過程においてこれら酸化物を結晶として析出させるよ
うにしており、その特有の光輝感を生かして工芸ガラス
として利用されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、微粒子
によるガラスの着色に際して、ガラス内部にμｍオーダ
ーの微粒子を均一に分散させることは極めて難しい。こ
れは、微粒子の径が小さくなるほど微粒子同士が乖離す
る力よりも凝集する力の方が大きくなることによる。ま
た、着色はされるものの、質感としては不透明感が大き
く、ステンドガラスに代表される遷移金属による着色ガ
ラスのような透明感のある色調とは大きな隔たりがあ
る。さらに、ガラス中に微粒子を分散させたガラスは、
着色だけでなく入射光を散乱させるためにキラキラ光る
光輝感を得ることができる点も特徴のひとつとして考え
ることができるが、上述のように微粒子を均一に分散さ
せることが難しいため、所望の質感を得ることができな
いという問題点があった。

【００１１】一方、ガラス繊維の着色方法においては、
ガラス繊維が不透明に着色されるため、ガラス製品が持
つ特徴である透明感を得ることができないという問題点
がある。一般に、ガラス材に遷移金属を添加して着色す
る場合、上記したように、着色ガラスフィルターのよう
に十分な光路長を持っているときには、視覚的に色彩を
十分認識することができるが、光路長が極めて短い繊維
においては、光学フィルターと同程度の遷移金属濃度で
はほとんど光の吸収が起らず、視覚的に色調を認識する
ことができない。また、無機微粒子や無機顔料を均一に
分散させて着色や光輝感のような視覚効果を得る方法も
あるが、上記のように溶融ガラス中では微粒子が凝集し
易く、均一に分散させることが難しいという問題点があ
り、これら問題点を解決することがガラスに着色して宝
石様の高い質感を得るための課題となっていた。

【００１２】また、アベンチュリンガラスについては、
このような効果（アベンチュリン効果）が得られるガラ
スの組成が限られているため、色彩のバリエーションに
乏しいことから工芸技法として応用が限られているばか
りでなく、溶融ガラス内部における結晶析出機構が必ず
しも明確ではないことから工学的にはほとんど領されて
いないのが実情であった

【００１３】

【発明の目的】本発明は、従来のガラス着色技術におけ
る上記課題に鑑みてなされたものであって、高い質感を
備えた色彩と、宝石様の発色，光輝感を呈する発色構造
体と、このような発色構造体を繊維状態とした繊維状発
色構造体を提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的の
達成に向けて鋭意検討した結果、上記アベンチュリンガ
ラスが不均一な結晶化によって形成され、その構造が微
粒子を均一に分散させたガラスと同じであることから、
結晶析出形態を制御することによって、ガラス自体の特
性を保持し、かつ結晶の特性を備えた新しいガラス材料
として利用できることを見出すと共に、ガラス中に析出
する結晶の数、断面積、および円形度の関係を明らかに
し、これらを規定することによって、紡糸性を維持し、
着色と質感をコントロールできることを見出すに到っ
た。

【００１５】本発明はこのような知見に基づくものであ
って、本発明に係わる第１の発色構造体は、マトリック
スとしてのガラス相中に分散状態に析出した結晶を含む
結晶分散ガラス材料からなり、任意の切断面上に１〜２
０μｍ^２の断面積を有する結晶および／または結晶集合
体を含み、宝石様の発色および光輝感を呈する構成とし
たことを特徴とし、当該発色構造体の好適形態として
は、上記切断面上に析出している結晶のうち、断面積が
１〜２０μｍ^２であって、かつ円形度が０．８以上であ
る結晶の析出数が当該切断面上に析出した結晶総数の６
０％以上を占めている構成とし、さらに好適形態として
は、上記切断面上に析出している結晶の断面積の合計が
当該切断面の面積に対して４〜４０％である構成とした
ことを特徴としており、発色構造体におけるこのような
構成を前述した従来の課題を解決するための手段として
いる。

【００１６】本発明に係わる第２の発色構造体は、マト
リックスとしてのガラス相中に分散状態に析出した結晶
を含む結晶分散ガラス材料からなり、任意の切断面上に
析出している結晶のうち、円形度が０．３〜０．８であ
る結晶の析出数が当該切断面上に析出した結晶総数の６
０％以上を占め、宝石様の発色および光輝感を呈する構
成としたことを特徴としている。

【００１７】そして、本発明に係わる発色構造体の他の
好適形態としては、反射スペクトルが可視光線領域内に
少なくともひとつのピークを有している構成とし、さら
に他の好適形態としては、通常の非結晶ガラス材料が少
なくとも一部に接している構成、結晶分散ガラス材料の
ガラス相が着色されている構成、非結晶ガラス材料の屈
折率が結晶分散ガラス材料のガラス相の屈折率よりも大
きい構成、結晶分散ガラス材料と非結晶ガラス材料とを
同時に一体成形してなる構成、さらには結晶分散ガラス
材料のガラス相中に分散している結晶が当該発色構造体
の成形過程で析出したものである構成とすることができ
る。

【００１８】また、本発明に係わる繊維状発色構造体
は、マトリックスとしてのガラス相中に分散状態に析出
した結晶を含む結晶分散ガラス材料からなり、前記ガラ
ス相が４５〜８０％のＳｉＯ_２を含有している構成と
し、繊維状発色構造体におけるこのような構成を前述し
た従来の課題を解決するための手段としたことを特徴と
している。

【００１９】本発明に係わる繊維状発色構造体の好適形
態としては、ガラス相が着色されている構成としたこと
を特徴としており、他の好適形態として、任意の切断面
上に析出している結晶のうち、断面積が１〜２０μｍ^２
であって、かつ円形度が０．８以上である結晶の析出数
が当該切断面上に析出した結晶総数の６０％以上を占め
ている構成としたことを特徴としており、さらにこのと
き、上記切断面上に析出している結晶の断面積の合計が
当該切断面の面積に対して４〜４０％であることが望ま
しい。

【００２０】また、本発明に係わる繊維状発色構造体の
他の好適形態として、任意の切断面上に析出している結
晶のうち、円形度が０．３〜０．８である結晶の析出数
が当該切断面上に析出した結晶総数の６０％以上を占め
ている構成とすることができる。

【００２１】さらに、本発明に係わる繊維状発色構造体
の別の形態としては、表面の少なくとも一部に通常の非
結晶ガラス材料を被覆してなる構成や、この非結晶ガラ
ス材料が色ガラスである構成とすることができ、さらに
は結晶分散ガラス材料のガラス相の屈折率よりも大きい
屈折率を有する通常の非結晶ガラス材料を内部に備えた
構成としたりすることもできる。そして、個別に溶融し
た結晶分散ガラス原料と非結晶ガラス原料を紡糸ノズル
から同時に吐出させてなる構成や、結晶分散ガラス材料
のガラス相中に分散している結晶が当該繊維状発色構造
体の成形過程で析出したものである構成とすることがで
きる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明に係わる発色構造体は、結
晶分散ガラスからなる当該構造体を任意の面で切断した
とき、当該切断面上に１〜２０μｍ^２の断面積を有する
結晶および／または結晶集合体を含んだものであり、こ
れによって結晶の色に基づく着色効果が発揮される。こ
のとき、マトリックスとしてのガラス相中に析出してい
る結晶が１μｍ^２に満たない断面積のものであると、可
視光線領域において光散乱を起すために結晶の色による
着色が阻害される。また、結晶の断面積が２０μｍ^２を
超えるものであるときには、ガラス相中の結晶の密度を
高くすることができないために着色効果が低下すること
になる。

【００２３】このとき、切断面上に析出している結晶に
ついては、断面積が１〜２０μｍ^２であって、かつ円形
度が０．８以上である結晶の析出数が当該切断面上に析
出した結晶総数の６０％以上を占めていることが望まし
く、さらに、切断面上に析出している結晶の断面積の合
計が当該切断面の面積に対して４〜４０％であることが
より一層望ましい。これは、円形度が０．８に満たない
と扁平度が大きいために、ガラス相中に結晶が占める体
積が大きくなって結晶を高密度に析出させることが難し
くなり、このような断面積および円形度を満たす結晶の
数が、結晶総数の６０％を割ると、結晶間距離が大きく
なって反射特性が低下し、色味を視覚的に認識しにくく
なる傾向があることによる。また、結晶断面積の合計が
切断面の面積の４％未満であると、結晶の析出密度が小
さいために、所望の波長においてピークを持つ反射スペ
クトルが得られなくなって着色効果が低下する傾向があ
り、４０％を超えるとマトリックスであるガラス相が少
なくなって成形性が低下する傾向があるため、材料とし
ての利用範囲が狭くなる懸念があることによる。すなわ
ち、このように微小な結晶を適度な密度に析出させるこ
とにより、特に光路長が１００μｍ以下の場合のよう
に、金属イオンなどによるガラス着色では色味を認識で
きないような場合でも、十分に色味を認識できる程度に
着色されたガラス材料とすることができる。

【００２４】なお、本発明において、円形度とは、結晶
の半径をｒ、断面積をａとした場合に、４πａ／ｒ^２と
して定義される。

【００２５】また、本発明に係わる発色構造体において
は、当該発色構造体を任意の面で切断したとき、円形度
が０．３〜０．８である結晶の析出数が当該切断面上に
析出した結晶総数の６０％以上を占めるようになすこと
ができる。すなわち、円形度を上記範囲とすることによ
り、結晶はほぼ平板状のものとなり、入射光に対する反
射面積が広くなると共に、球状の場合に比べて光反射特
性の入射光角度依存性が強くなることによって光輝感が
得られるようになる。このとき、結晶の円形度が０.３
未満であると結晶分散ガラス材料の流動性が低下するた
め、成形性が阻害されて材料として利用できなくなる。
また、０．８を超えると結晶形状がほぼ球状に近いもの
となり、光反射特性の入射光角依存性が小さくなって光
輝感が得難くなる。また、上記範囲の扁平結晶の析出数
が総析出数の６０％を下回ると、結晶が反射特性に与え
る影響がほとんどなくなり、視覚的に光輝感が得られ難
くなる。

【００２６】なお、本発明に係わる発色構造体において
は、その反射スペクトルを分光光度計によって測定した
場合、可視光線領域内に少なくともひとつのピークを有
していることが特徴であり、このような場合に宝石様の
発色および光輝感が得られる。

【００２７】さらに、本発明に係わる発色構造体におい
ては、通常の非結晶ガラス材料が少なくとも一部に接し
ている構造、すなわち結晶分散ガラスと結晶を含まない
通常のガラスとの複合構造とすることができ、これによ
って両者の光学特性が複合され、結晶分散ガラス単独で
は得られない色や、深みのある色調が得られることにな
る。このような複合構造の発色構造体の断面形状例を図
１に示す。また、このとき、結晶分散ガラスのマトリッ
クスであるガラス相を着色することもでき、光路に沿っ
てガラスの色が変化することにより、視覚的には減法混
色による色が認識されると共に、複数の色味による深い
質感が得られる。

【００２８】また、結晶分散ガラスに接している通常の
非結晶ガラス材料の屈折率を結晶分散ガラスのガラス相
の屈折率よりも大きくすることもでき、このような構造
とすることによって、結晶分散ガラス側に入射した光が
非結晶ガラス材との境界面で反射し、結晶分散ガラス材
料の色味をはっきりさせることができる。なお、このよ
うな効果を得るためには、光の入射側に結晶分散ガラス
が位置するように配置されていることが望ましい。

【００２９】上記のような複合タイプの発色構造体は、
あらかじめ成形した結晶分散ガラス材料と通常の非結晶
ガラス材料とを接合することによっても得ることができ
るが、結晶分散ガラス材料と非結晶ガラス材料とを同時
に一体成形する方が工程として容易であると共に生産性
がよく、コストの低減が可能となる。また、結晶分散ガ
ラス材料のガラス相中に分散している結晶は、当該発色
構造体の成形過程で析出させることができ、結晶分散ガ
ラス材料をあらかじめバッチ方式で製造してから成形す
る方法よりも製造工程の簡略化が可能になる。

【００３０】本発明に係わる繊維状発色構造体は、当該
発色構造体を構成する結晶分散ガラスのマトリックスと
してのガラス相が４５〜８０％のＳｉＯ^２を含有したも
のであり、これによって紡糸が可能となり、結晶分散ガ
ラスを繊維状とすることができる。このとき、ガラス相
中のＳｉＯ^２含有量が４５％未満では粘性が小さくなっ
て紡糸することが困難となることがあり、８０％を超え
るとガラス相の溶融温度が著しく高温となって繊維状に
製造することが困難となる。結晶析出はフラックス法で
結晶析出する組成であれば適用可能である。また、上記
結晶としては酸化物結晶であることが望ましく、さらに
は少なくとも１種類の遷移元素を含んでいることが望ま
しい。

【００３１】なお、このような発色構造体は、板ガラス
として使用したり、粉砕して光輝材や樹脂充填材とし
て、塗料や各種の樹脂製品に適用したりすることがで
き、その特殊な色調、光輝感を活かすことができる。

【００３２】本発明に係わる繊維状発色構造体において
は、上記ガラス相が着色されていることが望ましく、着
色によって結晶の色との複合効果による高質感を得るこ
とができる。また、マトリックスとしての特性上ガラス
相の色を変えることができなくても、例えば遷移金属イ
オンを入れることによって所望の色を得ることが可能で
ある。

【００３３】当該繊維状発色構造体の切断面上に析出し
ている結晶については、断面積が１〜２０μｍ^２であっ
て、かつ円形度が０．８以上である結晶の析出数が当該
切断面上に析出した結晶の総数に対して６０％以上を占
めていることが望ましく、これによって、結晶の析出密
度が高くなり、光路長が極めて短い繊維状の場合でも十
分な着色効果が得られることになる。このとき、結晶断
面積が１μｍ^２に満たないものであると、可視光線領域
において光散乱を起すために結晶の色による着色が阻害
され、結晶の断面積が２０μｍ^２を超えるものである
と、ガラス相中の結晶の密度を高くすることができない
ために着色効果が低下する傾向がある。また、円形度に
ついては、０．８未満では扁平度が大きいためにガラス
相中に結晶が占める体積が大きくなって結晶を高密度に
析出させることが難しく、このような断面積および円形
度を有する結晶の数が、結晶総数の６０％未満になる
と、結晶間距離が大きくなって反射特性が低下し、色味
を視覚的に認識しにくくなる傾向がある。

【００３４】さらに望ましくは、上記切断面上に析出し
ているすべての結晶断面積の合計が当該切断面の面積に
対して４〜４０％の範囲となるようにすることができ、
微小な結晶を高密度に析出させることによって、直径が
１００μｍ以下のような繊維状発色構造体においても、
十分に着色されたものとすることができる。このとき、
結晶断面積の合計が切断面の面積の４％未満であると、
結晶の析出密度が小さいために所望の反射率が得られ
ず、４０％を超えるとマトリックスとしてのガラス相が
少なくなって成形性が低下する傾向があるため、材料と
して使用することができなくなる。

【００３５】さらに、本発明に係わる繊維状発色構造体
においては、任意切断面上に析出している結晶結晶のう
ち、円形度が０．３〜０．８の範囲である結晶の析出数
が当該切断面上に析出した結晶総数の６０％以上を占め
るようにすることができる。結晶の円形度を上記範囲と
すると、結晶はほぼ平板状のものとなり、入射光に対す
る反射面積が広くなる。また、球状結晶に比べて光反射
特性の入射光角度依存性が強くなり、光輝感が得られる
ことになる。すなわち、結晶の円形度が０.３未満であ
ると結晶分散ガラス材料の流動性が低下するため、成形
性が阻害されて材料として利用できなくなる傾向があ
る。一方、０．８を超えると結晶形状がほぼ球状にな
り、光反射特性の入射光角依存性が小さくなって光輝感
が損なわれる傾向がある。そして、上記範囲の扁平結晶
の析出数が総析出数の６０％を下回ると、結晶が反射特
性に与える影響がほとんどなくなるため、視覚的に光輝
感が得られ難くなる傾向がある。

【００３６】本発明に係わる繊維状発色構造体に用いる
結晶分散ガラス材料は、結晶の析出を優先した組成とな
ることから、単独では紡糸できず、繊維状にし難い場合
がある。このような場合には、結晶分散ガラス材料を中
心として、その表面の一部あるいは全部を通常の非結晶
ガラス材料で被覆することができ、これによって繊維化
が可能になる。このような被覆タイプの繊維状発色構造
体における断面形状例を図２に示す。このとき、結晶分
散ガラス材料の表面に被覆している非結晶ガラス材料を
着色ガラスとすることもでき、これによって結晶分散ガ
ラスの色調と着色ガラスの色調が複合され、より深い色
味を実現することができる。

【００３７】また、本発明に係わる繊維状発色構造体に
おいては、結晶分散ガラス材料の内部に、当該結晶分散
ガラスのガラス相の屈折率よりも大きい屈折率を有する
通常の非結晶ガラス材料を入れてコアとするようになす
ことができ、これによってコア部分が反射層となること
から当該繊維状発色構造体の色味をはっきりとさせるこ
とができる。このようなコアタイプの繊維状発色構造体
の断面形状例を図３に示す。

【００３８】これら複合タイプの繊維状発色構造体は、
結晶分散ガラス材料と通常の非結晶ガラス材料とを別個
に溶融して、複合紡糸ノズルからこれら溶融ガラス材料
を同時に吐出させることによって得ることができ、これ
によって原料溶融と繊維化を同時に行うことができ、製
造工程の簡略化が可能になる。また、結晶分散ガラスの
ガラス相中に分散している結晶は、当該繊維状発色構造
体の成形過程で析出させることができ、結晶分散ガラス
材料をあらかじめバッチ方式で製造してから成形する方
法に較べて製造工程の簡略化が図られる。

【００３９】このような繊維状発色構造体は、ガラス繊
維として種々の織物や不織布に織り込んだり、短く切断
して塗装用チップとして使用したりすることができる。

【００４０】

【実施例】以下に、本発明を実施例に基づいてさらに具
体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定さ
れるものではない。

【００４１】（実施例１）ＳｉＯ_２：６０％，Ｂ
_２Ｏ_３：３０％，Ｎａ_２Ｏ：１０％からなるベースガラ
スに、Ｃｒ_２Ｏ_３を５％加えてガラス原料とし、このガ
ラス原料を１４００℃で２時間溶融したのち、１１００
℃で３時間熱処理を行うことによって結晶分散ガラス材
料を得た（ガラス相の屈折率：１．５７）。これを厚さ
９０μｍの板状の発色構造体サンプルに成形した。この
サンプルを切断し、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）によっ
て、その断面を倍率２０００倍で観察し、析出した結晶
すべての断面積と円形度を測定した。この結果を表１に
示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】このような発色構造体サンプルを自然光中
で目視観察したところ、緑色の宝石様の光輝感が得られ
ることが確認された。また、分光光度計を用いて当該発
色構造体サンプルの反射スペクトルを測定した結果、図
４に示すように、波長５３０ｎｍにスペクトルのピーク
が観察された。

【００４４】さらに、上記によって得られた結晶分散ガ
ラス材料と、通常の非結晶ガラスであるＡガラス（屈折
率：１．５４）を重ね合わせ、高温プレスすることによ
って厚さ８０μｍの発色構造体を得た。この発色構造体
サンプルを自然光中で目視観察したところ、透明感のあ
る緑色が得られた。

【００４５】（実施例２）ＳｉＯ_２：５０％，Ｂ
_２Ｏ_３：３５％，Ｎａ_２Ｏ：１５％からなるベースガラ
スに、Ｃｒ_２Ｏ_３を５％加えてガラス原料とし、このガ
ラス原料を１４００℃で２時間溶融したのち、１２００
℃で３時間熱処理を行うことによってマトリックス中に
酸化クロムの結晶が微細に分散析出した結晶分散ガラス
材料を得た（ガラス相の屈折率：１．５７）。これを厚
さ９０μｍの板状の発色構造体サンプルに成形した。こ
のサンプルを切断し、ＳＥＭによって、その断面を倍率
２０００倍で観察し、析出した結晶すべての断面積と円
形度を測定した。その結果、円形度０．３〜０．８を有
する結晶の析出数は、結晶析出総数の７３％であった。
このサンプルを目視観察したところ、緑色でメタリック
調の質感が得られた。

【００４６】また、上記結晶分散ガラス材料とＡガラス
（屈折率：１．５４）をそれぞれ一体成形装置の原料貯
蔵部に入れ、１４００℃に加熱して溶融状態とした。次
いで、溶融した両ガラス材料を１０００℃に保持した複
合吐出口から吐出して厚さ５００μｍの発色構造体を得
た。そして、得られた発色構造体を目視観察したとこ
ろ、上記のメタリック調緑色がさらに深い鮮明な色調と
なっていることが確認された。また、その断面をＳＥＭ
により２０００倍で観察したところ微細な酸化クロムの
結晶の析出が確認された。

【００４７】（比較例１）ＳｉＯ_２：６０％，Ｂ
_２Ｏ_３：３０％，Ｎａ_２Ｏ：１０％からなるベースガラ
スに、Ｃｒ_２Ｏ_３を０．５％加えてガラス原料とし、こ
のガラス原料を１４００℃で２時間溶融したのち、１１
００℃で３時間熱処理を行うことによって結晶分散ガラ
ス材料を得た。次いでこれを厚さ９０μｍの板状のサン
プルに成形した。そして、このサンプルを切断し、ＳＥ
Ｍによって、その断面を同様にで観察し、析出した結晶
すべての断面積と円形度を測定した。この結果を表１に
併せて示す。また、分光光度計を用いて当該サンプルの
反射スペクトルを測定した結果、図５に示すように、ス
ペクトルのピークは認められず、当該サンプルの目視観
察でも、宝石様の質感や光輝感は認められなかった。

【００４８】（実施例３）ＳｉＯ_２：６０％，Ｂ
_２Ｏ_３：３０％，Ｎａ_２Ｏ：１０％からなるベースガラ
スに、Ｃｒ_２Ｏ_３を５％加えてガラス原料とし、このガ
ラス原料を１４００℃で２時間溶融したのち、１１００
℃で３時間熱処理を行うことによって結晶分散ガラス原
料を得た（ガラス相の屈折率：１．５７）。この結晶分
散ガラス原料を溶融紡糸法によって外径２０μｍの長繊
維とし、繊維状発色構造体を得た。そして、得られた繊
維状発色構造体を切断し、ＳＥＭによって、その断面を
倍率２０００倍で観察し、析出したすべての結晶につい
て断面積と円形度を測定した。この結果を表１に併せて
示す。

【００４９】さらに、この繊維状発色構造体を長さ１０
０μｍに切断してチップとなし、これを２液アクリルウ
レタンベース塗料（日本ビーケミカル社製、商品名「Ｒ
‐２４１ベース」に１０％配合することにより、発色構
造体チップ含有の塗料を調整した。次に、このように配
合した塗料を「アクリルウレタンシンナー」（日本ビー
ケミカル社製、商品名「Ｔ−８０１シンナー」によりフ
ォードカップ＃４で１１〜１２秒程度の粘度に希釈した
後、厚さ２００μｍのポリエチレンテレフタレートフィ
ルムの表面上に２５〜３０μｍの膜厚となるように塗装
し、８０℃で２０分焼き付け、塗膜サンプルを得た。得
られた塗膜サンプルを目視観察した結果、透明感のある
緑色の色調を示し、宝石様の光輝感が確認された。

【００５０】（実施例４）ＳｉＯ_２：４０％，Ｂ
_２Ｏ_３：３０％，Ｎａ_２Ｏ：３０％からなるベースガラ
スにＣｒ_２Ｏ_３を５％加えて結晶分散ガラス原料とし、
当該結晶分散ガラス（ガラス相部分の屈折率：１．５
７）を芯部として、この表面を通常の非結晶ガラスであ
るＡガラス（屈折率：１．５４）で被覆した繊維状発色
構造体を作製した。すなわち、これらのガラスを２つに
分かれた原料貯蔵部にて１４００℃で溶融し、１０００
℃に保持した同心円繊維紡糸ノズルから吐出させて長繊
維とし、連続的に巻き取ることによって同心円繊維状発
色構造体を得た。そして、得られた繊維状発色構造体を
切断し、ＳＥＭによって、その断面を倍率２０００倍で
観察した結果、当該同心円繊維の外径が２０μｍ、結晶
分散ガラスからなる芯部の径は８μｍであって、基材芯
部の外周全体が非結晶ガラス材で被覆された構造を有し
ていることが確認された。また、紡糸に際して前記同心
円繊維紡糸ノズル内で析出した結晶は、析出総数の７８
％が０．３〜０．８の円形度を有していることが判明し
た。

【００５１】次に、この繊維状発色構造体を長さ１００
μｍに切断したチップを２液アクリルウレタンベース塗
料（日本ビーケミカル社製、商品名「Ｒ‐２４１ベー
ス」に１０％配合した塗料を調整し、この塗料をさらに
「アクリルウレタンシンナー」（日本ビーケミカル社
製、商品名「Ｔ−８０１シンナー」によりフォードカッ
プ＃４で１１〜１２秒程度の粘度に希釈した後、厚さ２
００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの表面
上に２５〜３０μｍの膜厚となるように塗装し、同様に
８０℃で２０分焼き付け、塗膜サンプルを得た。得られ
た塗膜サンプルを目視観察した結果、透明感のある緑色
の色調を示し、宝石様の光輝感を呈していることが確認
された。

【００５２】（比較例２）ＳｉＯ_２：４０％，Ｂ
_２Ｏ_３：３０％，Ｎａ_２Ｏ：３０％からなるベースガラ
スにＣｒ_２Ｏ_３を５％加えてガラス原料とし、このガラ
ス原料を１４００℃で２時間溶融することにより結晶分
散ガラス原料を得た。そして、この結晶分散ガラス原料
を用いて紡糸温度１０００〜１２００℃で溶融防止法に
よる紡糸を試みたが、繊維化することができなかった。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる発
色構造体は、結晶分散ガラス材料からなり、任意の切断
面上に所定の断面積、円形度を有する結晶を所定の密度
に含むことによって宝石様の発色、光輝感を呈するもの
であり、本発明に係わる繊維状発色構造体は、例えば溶
融防止法などによって、このような結晶分散ガラス材料
を繊維状にしたものであるから、板ガラスとして使用す
ることによって、あるいは繊維として織物や不織布に織
り込むことによって、さらには粉砕したり短く切断した
りして樹脂材料や塗料に配合することによって各種工業
製品に適用することができ、新規な高い質感を備えた装
飾性に富む外観を備えたものとすることができるという
極めて優れた効果をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）および（ｂ）本発明に係わる発色構造体
であって結晶分散ガラスと通常の非結晶ガラスとの複合
構造例を示す断面説明図である。

【図２】（ａ）ないし（ｅ）は本発明に係わる繊維状発
色構造体であって結晶分散ガラスの外周部に通常の非結
晶ガラスを被覆した構造例を示す断面説明図である。

【図３】（ａ）ないし（ｂ）は本発明に係わる維状発色
構造体であって結晶分散ガラス材料の内部に通常の非結
晶ガラス材料を備えた構造例を示す断面説明図である。

【図４】本発明の実施例１によって得られた発色構造体
の反射スペクトルを示すグラフである。

【図５】本発明の比較例１によって得られた発色構造体
の反射スペクトルを示すグラフである。

【符号の説明】

１発色構造体２結晶分散ガラス３非結晶ガラス１０繊維状発色構造体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田畑洋神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内Ｆターム(参考） 4F100 AA20A AG00A AG00B BA02 BA07 BA26 DA20 GB90 JA11A JA12B JL10 JL10A JN18A JN18B JN21 JN21A JN28 JN28A YY00A 4G062 AA05 AA15 BB01 BB05 CC04 CC09 DA06 DB01 DC04 DD01 DE01 DF01 EA01 EB03 EC01 ED01 EE01 EF01 EG01 FA01 FA10 FB01 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH08 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM12 MM17 NN06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マトリックスとしてのガラス相中に分散
状態に析出した結晶を含む結晶分散ガラス材料からな
り、任意の切断面上に１〜２０μｍ^２の断面積を有する
結晶および／または結晶集合体を含み、宝石様の発色お
よび光輝感を呈することを特徴とする発色構造体。
【請求項２】上記切断面上に析出している結晶のう
ち、断面積が１〜２０μｍ^２であって、かつ円形度が
０．８以上である結晶の析出数が当該切断面上に析出し
た結晶総数の６０％以上を占めていることを特徴とする
請求項１記載の発色構造体。
【請求項３】上記切断面上に析出している結晶の断面
積の合計が当該切断面の面積に対して４〜４０％である
ことを特徴とする請求項１または２記載の発色構造体。
【請求項４】マトリックスとしてのガラス相中に分散
状態に析出した結晶を含む結晶分散ガラス材料からな
り、任意の切断面上に析出している結晶のうち、円形度
が０．３〜０．８である結晶の析出数が当該切断面上に
析出した結晶総数の６０％以上を占め、宝石様の発色お
よび光輝感を呈することを特徴とする発色構造体。
【請求項５】反射スペクトルが可視光線領域内に少な
くともひとつのピークを有していることを特徴とする請
求項１ないし４のいずれかに記載の発色構造体。
【請求項６】通常の非結晶ガラス材料が少なくとも一
部に接していることを特徴とする請求項１ないし５のい
ずれかに記載の発色構造体。
【請求項７】結晶分散ガラス材料のガラス相が着色さ
れていることを特徴とする請求項６記載の発色構造体。
【請求項８】非結晶ガラス材料の屈折率が結晶分散ガ
ラス材料のガラス相の屈折率よりも大きいことを特徴と
する請求項６記載の発色構造体。
【請求項９】結晶分散ガラス材料と非結晶ガラス材料
とを同時に一体成形してなることを特徴とする請求項６
ないし８のいずれかに記載の発色構造体。
【請求項１０】結晶分散ガラス材料のガラス相中に分
散している結晶が当該発色構造体の成形過程で析出した
ものであることを特徴とする請求項１ないし９のいずれ
かに記載の発色構造体。
【請求項１１】マトリックスとしてのガラス相中に分
散状態に析出した結晶を含む結晶分散ガラス材料からな
り、前記ガラス相が４５〜８０％のＳｉＯ_２を含有して
いることを特徴とする繊維状発色構造体。
【請求項１２】ガラス相が着色されていることを特徴
とする請求項１１記載の繊維状発色構造体。
【請求項１３】任意の切断面上に析出している結晶の
うち、断面積が１〜２０μｍ^２であって、かつ円形度が
０．８以上である結晶の析出数が当該切断面上に析出し
た結晶総数の６０％以上を占めていることを特徴とする
請求項１１または１２記載の繊維状発色構造体。
【請求項１４】上記切断面上に析出している結晶の断
面積の合計が当該切断面の面積に対して４〜４０％であ
ることを特徴とする請求項１３記載の繊維状発色構造
体。
【請求項１５】任意の切断面上に析出している結晶の
うち、円形度が０．３〜０．８である結晶の析出数が当
該切断面上に析出した結晶総数の６０％以上を占めてい
ることを特長とする請求項１１または１２記載の繊維状
発色構造体。
【請求項１６】表面の少なくとも一部に通常の非結晶
ガラス材料を被覆してなることを特徴とする請求項１１
ないし１５のいずれかに記載の繊維状発色構造体。
【請求項１７】非結晶ガラス材料が着色ガラスである
ことを特徴とする請求項１６記載の繊維状発色構造体。
【請求項１８】結晶分散ガラス材料のガラス相の屈折
率よりも大きい屈折率を有する通常の非結晶ガラス材料
を内部に備えていることを特徴とする請求項１１ないし
１５のいずれかに記載の繊維状発色構造体。
【請求項１９】個別に溶融した結晶分散ガラス原料と
非結晶ガラス原料を紡糸ノズルから同時に吐出させてな
ることを特徴とする請求項１６ないし１８のいずれかに
記載の繊維状発色構造体。
【請求項２０】結晶分散ガラス材料のガラス相中に分
散している結晶が当該繊維状発色構造体の成形過程で析
出したものであることを特徴とする請求項１１ないし１
９のいずれかに記載の繊維状発色構造体。