JP2820901B2 - ガラス状膜製造用の前駆体組成物とその製造方法 - Google Patents

ガラス状膜製造用の前駆体組成物とその製造方法

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JP2820901B2 JP6309656A JP30965694A JP2820901B2 JP 2820901 B2 JP2820901 B2 JP 2820901B2 JP 6309656 A JP6309656 A JP 6309656A JP 30965694 A JP30965694 A JP 30965694A JP 2820901 B2 JP2820901 B2 JP 2820901B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガラス状膜製造用の前駆
体組成物とその製造方法に係り、詳しくはガラス、陶磁
器、タイル、プラスチック等の着色材のマトリックス、
ガラスフィルター、赤外線あるいは紫外線のカットフィ
ルター、コーティング材等に使用されるガラス状膜製造
用の前駆体組成物とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】今日、店舗、オフィスのドアガラス、間
仕切りガラス、棚板ガラス等は、施工現場で種々の設計
に応じて種々の形状に裁断されるため、2次加工性が必
要になりつつある。しかも、ガラスの着色も必要になっ
てきた。
【0003】一般に、上記ガラスの着色方法としては、
ガラスフリット、顔料、バインダーからなる着色剤をガ
ラス表面に印刷し、500°C以上の温度で焼き付ける
ガラスフリット法、着色したポリエステルフィルムをポ
リブチラールフィルムで積層し、更にガラス板で積層し
た5層構造の合わせガラスを作製する合わせガラス法、
あるいは塗料用の有機樹脂に顔料を添加しガラス板の表
面にスプレー、刷毛塗り等の方法で塗布し、300°C
以下の温度で熱処理して硬化、着色する有機樹脂法が知
られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ガラスフリッ
ト法では、500°C以上の温度で焼き付けるため、冷
却時にガラスが半強化状態になってガラス裁断の2次加
工性が出来ない問題があり、また上記合わせガラス法で
は、構造、製造工程が複雑であってコスト高になる欠点
があった。更に、有機樹脂法では、低沸点溶剤を使用し
ているために、スクリーン印刷がしにくく、またガラス
との接着性が悪いために耐酸、耐アルカリ性といった耐
薬品性が劣る問題を有していた。
【0005】本発明はこのような問題点を改善するもの
であり、比較的低温で焼き付けることができてガラスの
2次加工が可能となり、ガラスとの接着性を高めるとと
もに耐酸、耐アルカリ性といった耐薬品性を向上させ、
更に連続してスクリーン印刷が可能になるガラス状膜製
造用の前駆体組成物とその製造方法を提供することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の特徴とす
るところは、有機樹脂に、ウレイド基を含有した3官能
性のシリコンアルコキシドを1〜20重量%、及び15
0〜250°Cの沸点を有する高沸点溶剤を少なくとも
含んでいるガラス状膜製造用の前駆体組成物にある。ま
た、本発明は有機樹脂がアクリル樹脂とメラミン樹脂の
混合物からなる場合や、ウレイド基を含有した3官能性
のシリコンアルコキシドが、γ−ウレイドプロピルトリ
エトキシシラン、そしてγ−ウレイドプロピルトリメト
キシシランから選ばれた少なくとも1種である場合や、
高沸点溶剤の添加量が30〜70重量%である場合も含
む。
【0007】また、本発明は、アクリル樹脂とメラミン
樹脂の混合物からなる有機樹脂に、γ−ウレイドプロピ
ルトリエトキシシラン、そしてγ−ウレイドプロピルト
リメトキシシランから選ばれた少なくとも1種のウレイ
ド基を含有した3官能性のシリコンアルコキシドを1〜
20重量%、及び150〜250°Cの沸点を有する高
沸点溶剤を30〜70重量%を少なくとも含んでいる
ラス状膜製造用の前駆体組成物も含む。
【0008】更に、本発明は、低沸点溶剤に溶かされた
有機樹脂、ウレイド基を含有した3官能性のシリコンア
ルコキシドを1〜20重量%、及び150〜250°C
の沸点を有する高沸点溶剤を少なくとも混合し、この混
合物を蒸留して低沸点溶剤を揮発させたガラス状膜製造
用の前駆体組成物の製造方法も含む。
【0009】本発明で使用する有機樹脂は、一般に塗料
に使用される樹脂であり、例えばアクリル樹脂、アルキ
ド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹
脂、尿素樹脂等の中から1種もしくは2種を混合したも
のを、トルエン、キシレン、アセトン、ブタノール、酢
酸ブチル等の沸点20〜150°Cの低沸点溶剤に溶か
したものである。不揮発の樹脂分は30〜80重量%に
なっている。本発明で使用する有機樹脂のうち、とりわ
けアクリル樹脂とメラミン樹脂との混合物がガラス状膜
の硬度、透明性、耐薬品性、耐候性、耐熱性において優
れている。
【0010】本発明で使用するウレイド基を含有した3
官能性のシリコンアルコキシドは、例えばγ−ウレイド
プロピルトリエトキシシラン、そしてγ−ウレイドプロ
ピルトリメトキシシラン等から選ばれたものである。こ
の添加量は1〜20重量%であり、好ましくは5〜15
重量%であり、1重量%未満の場合には、膜の接着性、
耐薬品性が低下する。一方20重量%を越えると、熱処
理後の膜が黄変し、耐熱性が低下する。
【0011】そして、本発明で使用する高沸点溶剤は、
150〜250°Cの沸点を有するものであり、例えば
カルビトール、ジメチルホルムアミド、ジメチルイミダ
ゾリジノン、ターピノール、ジアセトンアルコール等が
ある。高沸点に限定した理由として、沸点が150°C
未満になると、本発明の組成物が印刷時にスクリーンの
メッシュに詰まりやすくなり、また250°Cを越える
と、熱処理時に溶剤が揮発しなくなるためである。上記
高沸点溶剤の含有量は、30〜70重量%であり、スク
リーン印刷の条件に応じて調整される。
【0012】本発明の前駆体組成物の作製方法では、
記低沸点溶剤に溶かされた有機樹脂に、所定量のウレイ
ド基を含有した3官能性のシリコンアルコキシド、そし
て150〜250°Cの沸点を有する高沸点溶剤を混合
し、ロータリエバポレータ等を用いて20〜80°Cで
蒸留を行い、有機樹脂中の低沸点溶剤を揮発させて得ら
れる。
【0013】上記組成物は直接ガラス等の基材表面にデ
ィッピング、スプレー、コーティング、印刷等の方法で
塗布し、厚さ約500μmまでの膜厚に調節することが
できる。それ以上の膜厚にすると、熱処理の段階で気泡
が入りやすくなる。むろん、スクリーン印刷も可能であ
る。尚、上記熱処理は上記3成分の混合物が重縮合反応
する条件であればよく、具体的には150〜300°C
の雰囲気温度下で10〜60分間である。
【0014】このスクリーン印刷の手順は、水平に置か
れたスクリーン(例えば、ポリエステル平織物、255
メッシュ)の下に、数ミリメートルの間隔をもたせて印
刷基板(ガラス)を設置する。このスクリーンの上に上
記組成物をのせた後、スキージーを用いてスクリーン全
面に組成物を広げる。この時には、スクリーンと印刷基
板とは間隔を有している。続いて、スクリーンが印刷基
板に接触する程度にスキージーでスクリーンを押さえ付
けて移動させ、印刷をする。以後これを繰り返す。
【0015】また、本発明では、上記3成分の他に各種
添加材、例えばシリカ粉、各種色素、蛍光色素、紫外線
吸収剤、そして金属あるいはセラミックス粉等を使用す
ることができる。
【0016】
【実施例】次に、本発明を具体的な実施例により更に詳
細に説明する。 実施例1〜5 表1に示すように、実施例では、有機樹脂として酢酸ブ
チルに溶かされたアクリル樹脂とトルエンに溶かされた
ブチル化メラミン樹脂、ウレイド基を含有した3官能性
のシリコンアルコキシドとしてγ−ウレイドプロピルト
リエトキシシラン、高沸点溶剤としてカルビトール、ジ
メチルホルムアミドを用いた。
【0017】これらの各原料を表1の配合にしたがって
混合し、この混合物をロータリエバポレータで80°C
にて蒸留を行い、酢酸ブチルやトルエンを揮発させた。
また、比較例5においては同様にして酢酸ブチル、トル
エンおよびアセトンを揮発させた。得られた組成物をガ
ラス板上にスクリーン印刷し、200°Cに設定された
オーブン中で30分間熱処理して重合を終え、ガラス板
上に厚さ20μmのガラス状膜を作製した。
【0018】上記膜の耐酸試験、耐アルカリ試験、耐沸
水試験、連続印刷試験、耐熱試験を行った。得られた結
果を表1に併記する。尚、評価方法は以下の通りであ
る。
【0019】1.耐酸試験 1規定の硫酸水溶液に24時間浸積後のガラス状膜の状
態を目視により評価した。○は膜の外観に変化がない場
合であり、×はガラス状膜がガラス板から剥離した場合
である。
【0020】2.耐アルカリ試験 1規定の水酸化ナトリウム水溶液に24時間浸積後のガ
ラス状膜の状態を目視により評価した。○は膜の外観に
変化がない場合であり、×はガラス状膜がガラス板から
剥離した場合である。
【0021】3.耐沸水試験 100°Cの沸水に3時間浸水後のガラス状膜の状態を
目視により評価した。○は膜の外観に変化がない場合で
あり、×はガラス状膜がガラス板から剥離した場合であ
る。
【0022】4.連続印刷試験 同じ組成物をガラス板上に5回以上連続してスクリーン
印刷できるか否かを評価した。○は5回以上連続してス
クリーン印刷できた場合であり、×は5回未満の連続ス
クリーン印刷中に組成物のメッシュ詰まりやかすれが起
きた場合である。
【0023】5.耐熱試験 ガラス板上に作製した膜を250°Cで30分間オーブ
ン中で熱処理を行い、膜の状態を目視により観察した。
○は膜の外観に変化がない場合であり、×は膜が黄色に
変色した場合である。
【0024】
【表1】
【0025】この結果によると、本実施例により得られ
たガラス状膜は、バランスよく優れた耐酸性、耐アルカ
リ性、耐沸水性、連続印刷性、そして耐熱性を有してい
ることが判る。
【0026】比較例1〜6 実施例と同様の有機樹脂、γ−ウレイドプロピルトリエ
トキシシランを始めγ−グリシドキシプロピルトリエト
キシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、
そして実施例と同様の高沸点溶剤と低沸点溶剤の酢酸ブ
チルやアセトンを用いて、表1に従ってこれらを混合し
攪拌した。得られた混合物をロータリエバポレータで8
0°Cにて蒸留を行い、酢酸ブチルやトルエンを揮発さ
せた。また、比較例5において同様にして酢酸ブチ
ル、トルエンおよびアセトンを揮発させた。得られた組
成物をガラス板上にスクリーン印刷し、200°Cに設
定されたオーブン中で30分間熱処理して重合を終え、
ガラス板上に厚さ20μmのガラス状膜を作製した。上
記膜の耐酸試験、耐アルカリ試験、耐沸水試験、連続印
刷試験、耐熱試験の結果を表1に併記する。
【0027】この結果によると、比較例により得られた
ガラス状膜は、耐酸性、耐アルカリ性、耐沸水性、連続
印刷性、あるいは耐熱性のいずれかに欠けている。
【0028】
【発明の効果】以上のように本発明は、比較的低温で焼
き付けることができてガラスの2次加工が可能となり、
ガラスとの接着性を高めるとともに耐酸、耐アルカリ性
といった耐薬品性を向上させ、更に連続してスクリーン
印刷が可能になる効果がある。
フロントページの続き 審査官 杉原 進 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08K 5/00 - 5/54 C08L 1/00 - 101/00 C09D 101/00,201/00 C03C 25/00 - 25/02 C09D 7/00 - 7/14

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機樹脂に、ウレイド基を含有した3官
    能性のシリコンアルコキシドを1〜20重量%、及び
    50〜250°Cの沸点を有する高沸点溶剤を少なくと
    も含んでいることを特徴とするガラス状膜製造用の前駆
    体組成物。
  2. 【請求項2】 有機樹脂がアクリル樹脂とメラミン樹脂
    の混合物からなる請求項1記載のガラス状膜製造用の前
    駆体組成物。
  3. 【請求項3】 ウレイド基を含有した3官能性のシリコ
    ンアルコキシドが、γ−ウレイドプロピルトリエトキシ
    シラン、そしてγ−ウレイドプロピルトリメトキシシラ
    から選ばれた少なくとも1種である請求項1記載のガ
    ラス状膜製造用の前駆体組成物。
  4. 【請求項4】 高沸点溶剤の添加量が30〜70重量%
    である請求項1記載のガラス状膜製造用の前駆体組成
    物。
  5. 【請求項5】 アクリル樹脂とメラミン樹脂の混合物か
    らなる有機樹脂に、γ−ウレイドプロピルトリエトキシ
    シラン、そしてγ−ウレイドプロピルトリメトキシシラ
    ンから選ばれた少なくとも1種のウレイド基を含有した
    3官能性のシリコンアルコキシドを1〜20重量%、
    150〜250°Cの沸点を有する高沸点溶剤を30
    〜70重量%を少なくとも含んでいることを特徴とする
    ガラス状膜製造用の前駆体組成物。
  6. 【請求項6】 低沸点溶剤に溶かされた有機樹脂、ウレ
    イド基を含有した3官能性のシリコンアルコキシドを1
    〜20重量%、及び150〜250°Cの沸点を有する
    高沸点溶剤を少なくとも混合し、この混合物を蒸留して
    低沸点溶剤を揮発させたことを特徴とするガラス状膜製
    造用の前駆体組成物の製造方法。
  7. 【請求項7】 低沸点溶剤は、20〜150°Cの沸点
    を有している請求項6記載のガラス状膜製造用の前駆体
    組成物の製造方法。
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