JP3115522U - 塗装ガラス製品 - Google Patents

Abstract

【課題】着色塗料層および虹彩色塗料層などの塗料層が化粧塗装されたデザイン性に富むガラス製品を提供する。
【解決手段】ガラス基材上に、着色材を含有する着色塗料層およびエフェクト顔料を含有する虹彩色塗料層を有するガラス製品であって、該ガラス基材表面に接する塗料層がシランカップリング剤を含有することを特徴とするガラス製品である。
【選択図】図１

Description

本考案は、塗装されたガラス製品に関する。詳細には、着色塗料層および虹彩色塗料層などの塗料層が化粧塗装されたデザイン性に富む塗膜を有するガラス製品に関する。

従来、ガラス製品を着色する際には、ガラス製品に、鉄、クロムなどの金属イオンを混入させて行なってきた。しかしながら、着色したガラス製品は溶融しても色が残余し、ガラスとしての再利用資源であるカレットにし得ないため、廃棄されているのが現状である。そのため、アクリル、ウレタンなどの有機ポリマーと有機顔料、染料などの有機色素を組み合わせたコーティング剤が提案されている。

ところで、コーティング剤として、光輝性顔料のリン片状粒子を含む意匠性塗料を使用すると、外部からの入射光が反射してキラキラと輝き、前記塗料本来の各種色相とあいまって、変化に富み、美粧性に優れた独特の外観を呈することが知られている。このような意匠性塗料に配合される光輝性顔料としては、リン片状銅、リン片状黄銅、リン片状青銅、リン片状のアルミ二ウム粉、酸化チタンや酸化鉄などの金属酸化物によって被覆された雲母片粒子、酸化鉄顔料などがあげられる。

このような美粧性に優れた塗膜を形成する方法として、特許文献１においては、光沢顔料におけるフレーク状ガラスの表面を、該フレーク状ガラスよりも高い屈折率を有する金属酸化物で被覆したリン片状粒子を用いることにより、強い光輝性を有する塗装物品を製造する方法が開示されている。

また特許文献２においては、塗装工程を少なくし、クリヤコートを塗装することなく、１コート１ベーク方式で安定的、かつシンプルに塗装物品を形成する方法が開示されており、該方法によると簡便に虹彩色塗料組成物を製造することができる。

このような美粧性に優れた光輝性塗膜は、鋼、金属鉄、アルミニウムなどの金属製の机および椅子、あるいはセラミック、プラスチック、無機建材などに表面保護の目的で塗布されたり、自動車部品、オートバイ部品、パソコン、携帯電話などの塗装に幅広く用いられている。しかしながら、被塗装物品としてガラス基材を用いたものについては知られていない。

特開２００１−３２３２１７号公報 特開２００２−８０７７６号公報

本考案は、前記課題を解決する方法として提案されたもので、着色塗料層および虹彩色塗料層などの塗料層が化粧塗装されたデザイン性に富むガラス製品を提供することを目的とする。

すなわち本考案は、ガラス基材上に、着色材を含有する着色塗料層およびエフェクト顔料を含有する虹彩色塗料層を有するガラス製品であって、該ガラス基材表面に接する塗料層がシランカップリング剤を含有することを特徴とするガラス製品に関する。

さらに最外塗料層表面にクリヤ塗料層を有することが好ましい。

ガラス基材表面に接する塗料層が、熱硬化性樹脂１００重量部に対してシランカップリング剤を０．１〜１０重量部含むことが好ましい。

虹彩色塗料層が、熱硬化性樹脂１００重量部に対してエフェクト顔料を０．１〜１０重量部含むことが好ましい。

さらに、虹彩色塗料層が、熱硬化性樹脂１００重量部に対して染料または高級顔料を０．１〜１０重量部含むことが好ましい。

エフェクト顔料が、芯材であるシリカに対して、酸化スズおよびアルミニウムを被覆し、さらに酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化チタンおよび酸化スズのうち少なくとも１種を被覆してなるもの、または、芯材であるアルミフレークまたは板状酸化鉄に対してシリカ層を被覆し、さらに酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化チタンおよび酸化スズのうち少なくとも１種を被覆してなるものであるものが好ましい。

熱硬化性樹脂が、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂およびアクリル系樹脂のうち少なくとも１種からなることが好ましい。

さらに本考案は、ガラス基材上に、着色材を含有する着色塗料層およびエフェクト顔料を含有する虹彩色塗料層を有するガラス製品であって、該ガラス基材表面に、シランカップリング剤を含有するクリヤ塗料層を有することを特徴とするガラス製品にも関する。

クリヤ塗料層が、熱硬化性樹脂１００重量部に対してシランカップリング剤０．１〜１０重量部を含むことが好ましい。

さらに最外塗料層表面にクリヤ塗料層を有することが好ましい。

本考案によると、ガラス基材上に、着色材を含有する着色塗料層およびエフェクト顔料を含有する虹彩色塗料層を積層することにより、入射光の角度によって得られる反射光の彩色が変化し、光沢性、デザイン性に優れるガラス製品を得ることができる。

以下、図面を参照しつつ、本考案のガラス製品の実施形態を詳細に説明する。なお、本考案のガラス製品は、もちろんこれらの実施形態に限定されるものではない。

図１は本考案のガラス製品の一実施形態の概略断面図である。

本実施形態のガラス製品は、ガラス基材１上に着色材を含有する着色塗料層２およびエフェクト顔料を含有する虹彩色塗料層３を有し、ガラス基材１表面に接する塗料層、すなわち着色塗料層２がシランカップリング剤を含有することを特徴とするものである。ここで、図１（ａ）に示すように、ガラス基材１表面上にまず着色塗料層２を塗布し、その上にさらに虹彩色塗料層３を積層してもよく、逆に、図１（ｂ）に示すように、ガラス基材１表面上にまず虹彩色塗料層３を塗布し、その上にさらに着色塗料層２を積層してもよい。このように屈折率の異なる複数の塗料層を積層した場合、入射光の入射角に依存して各塗料層における反射光の干渉の程度が変化するため、見る角度によって異なった視感が得られる。

本実施形態のガラス製品としては、例えば図３に示すように、ガラス基材１（ガラス瓶）表面に各塗料層からなる塗料塗布部５を設けた化粧ガラス瓶があげられる。

各塗料に用いられる熱硬化性樹脂としては、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、アルキド系樹脂、アクリルシリコン系樹脂などがあげられる。なかでも、塗膜性能の面より考えると、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂を用いることが好ましい。これらは単独でもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

着色塗料層２における着色材としては、含有金属染料、油溶性染料などの染料、顔料、干渉色顔料など公知のものを使用することができる。顔料の具体例としては、有機系としてアゾレーキ系顔料、フタロシアニン系顔料、インジゴ系顔料、ペリレン系顔料、キノフタリン系顔料、ジオキサジン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、金属錯体顔料などがあげられる。また、無機系としては、黄色酸化鉄、ベンガラ、カーボンブラック、二酸化チタンなどがあげられる。含有金属染料としては、アゾ系染料またはその他の染料の金属錯塩で、結合している金属は、コバルト、ニッケル、クロムおよび銅などがあげられ、油溶性染料としては、アミノ基、水酸基を持ったアゾ染料やアントラキノン染料、塩基性染料の脂肪酸塩があげられる。染料の含有量としては、熱硬化性樹脂１００重量部あたり、０．１〜４０重量部が好ましく、３〜３５重量部がより好ましく、５〜２５重量部がさらに好ましい。含有量が０．１重量部未満であると、隠蔽力，着色力に劣り，虹彩色効果に劣る傾向がある。一方、含有量が４０重量部より大きいと、染料の溶解力に劣り，貯蔵安定性に劣る傾向がある。

顔料の含有量としては、熱硬化性樹脂１００重量部あたり、０．１〜１００重量部が好ましい。

顔料の平均粒径としては、０．１〜１００μｍ以下が好ましく、０．１〜５５μｍがより好ましく、０．１〜１０μｍ以下がさらに好ましい。平均粒径が０．１μｍ未満であると隠蔽性に劣り、塗料の貯蔵安定性に劣る傾向がある。一方、平均粒径が１００μｍをこえると、塗膜表面の平滑性に劣り光沢が低下する傾向がある。

着色塗料層２の膜厚としては、１〜１００μｍが好ましく、５〜５０μｍがより好ましく、１０〜２０μｍがさらに好ましい。膜厚が１μｍ未満であると隠蔽性に劣り、虹彩色効果に劣る傾向がある。一方、膜厚が１００μｍをこえると、塗料が垂れ、焼付け時に塗膜表面に泡が残る傾向がある。

虹彩色塗料層３におけるエフェクト顔料は、芯材であるシリカに金属または金属酸化物を単層、または多層に被覆したフレーク状の粒子からなる顔料であり、シリカおよび各被覆層の屈折率の相違により、さまざまな色彩を呈するものである。金属酸化物としては、酸化スズ、酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化チタンなどがあげられる。また、金属としては、アルミニウムなどがあげられる。具体例としては、芯材であるシリカに酸化スズを被覆した後、アルミニウムを被覆し、さらに酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化チタンまたは酸化スズのうち少なくとも１種を被覆したもの、または、芯材であるアルミフレーク、板状酸化鉄に対してシリカ層を被覆し、さらに酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化チタンおよび酸化スズのうち少なくとも１種を被覆したものを用いることができる。

エフェクト顔料の平均粒径としては、５〜１００μｍが好ましく、１０〜８０μｍがより好ましく、１０〜５０μｍがさらに好ましい。平均粒径が５μｍ未満であると光輝性に劣る傾向がある。一方、平均粒径が１００μｍであると、塗膜の平滑性に劣り、意匠性が低下する傾向がある。

エフェクト顔料の含有量としては、熱硬化性樹脂１００重量部あたり、０．１〜１０重量部が好ましく、１〜７重量部がより好ましく、３〜５重量部がさらに好ましい。含有量が０．１重量部未満であると、虹彩色効果に劣る傾向がある。一方、含有量が１０重量部より大きいと、経済性に劣るのと同時に塗膜の光沢が低下する傾向がある。

また、さらに熱硬化性樹脂１００重量部に対して染料または高級顔料を０．１〜１０重量部含むことが好ましい。なお、高級顔料とは、前述した顔料のうち、耐熱性、耐候性が特に優れる顔料のことをいい、キナクリドン系、ピランスロンレッド系、ペリレン系、アントラキノン系、縮合アゾ系、ジケトピロロピロール系顔料などがあげられる。

虹彩色塗料層３の膜厚としては、１〜１００μｍが好ましく、５〜５０μｍがより好ましく、１０〜２０μｍがさらに好ましい。膜厚が１μｍ未満であると隠蔽力に劣り、虹彩色効果に劣る傾向がある。一方、膜厚が１００μｍであると、塗料が垂れ、焼き付け時に塗膜表面に気泡が残る傾向がある。

本実施形態においては、ガラス基材表面に接する塗料層がシランカップリング剤を含有することを特徴とする。シランカップリング剤を含有することにより、ガラス基材と塗料層との界面の接着性を向上させることができる。シランカップリング剤としては、公知のものを用いることができ、具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシランおよびγ−アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、などの加水分解性シリル基を有するシラン化合物の部分加水分解物、有機溶媒中に無水ケイ酸の微粒子を安定に分散させたオルガノシリカゾル、または前記オルガノシリカゾルにラジカル重合性を有する前記シラン化合物を付加させたものなどがあげられる。なかでも、経済性および汎用性の点で、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが好ましい。

シランカップリング剤の含有量としては、熱硬化性樹脂１００重量部あたり、０．１〜１０重量部が好ましく、０．５〜７重量部がより好ましく、３〜５重量部がさらに好ましい。含有量が０．１重量部未満であると、密着性に劣る傾向がある。一方、含有量が１０重量部より大きいと、塗料の貯蔵安定性や経済性に劣る傾向がある。

また本実施の形態においては、図１（ｃ）に示すように最外塗料層（この場合、虹彩色塗料層３）表面にクリヤ塗料層４を有していてもよい。クリヤ塗料層を最外塗料層表面に塗装することによって、耐候性、平滑性、鮮映性などの効果を得ることができる。

クリヤ塗料はベースとなる樹脂および架橋剤を主成分とし、さらに必要に応じて有機溶剤、レベリング剤、消泡剤などを配合してなる透明塗膜を形成する塗料であり、公知のものを使用することができる。また、クリヤ塗料には紫外線吸収剤、光安定剤、などを適宜添加してもよい。

クリヤ塗料層４の膜厚としては、１〜１００μｍが好ましく、５〜５０μｍがより好ましく、１０〜２０μｍがさらに好ましい。膜厚が１μｍ未満であると塗膜の平滑性や鮮映性などの塗膜外観に劣る傾向がある。一方、膜厚が１００μｍであると、塗料が垂れ、焼き付け時に塗膜表面に気泡が残り塗膜外観性に劣る傾向がある。

さらに、図２は本考案のガラス製品の別の実施形態の概略断面図を示す。

本実施形態のガラス製品は、ガラス基材１上に、着色材を含有する着色塗料層２およびエフェクト顔料を含有する虹彩色塗料層３を有するものであって、ガラス基材表面１に、シランカップリング剤を含有するクリヤ塗料層４を有することを特徴とするものである。このように、着色塗料層２または虹彩色塗料層３を直接ガラス基材１表面に積層するのではなく、まずクリヤ塗料層４をガラス基板１表面に積層することにより、ガラス基板１と各塗料層との接着性向上、耐候性の向上などの効果を得ることができる。

ガラス基板１表面に積層するクリヤ塗料層４の膜厚としては、１〜１００μｍが好ましく、５〜５０μｍがより好ましく、１０〜２０μｍがさらに好ましい。膜厚が１μｍ未満であると塗膜の平滑性や鮮映性などの塗膜外観に劣る傾向がある。一方、膜厚が１００μｍであると、塗料が垂れ、焼き付け時に塗膜表面に気泡が残り塗膜外観性に劣るする傾向がある。

クリヤ塗料層４におけるシランカップリング剤の含有量としては、熱硬化性樹脂１００重量部あたり、０．１〜１０重量部が好ましく、０．５〜７重量部がより好ましく、３〜５重量部がさらに好ましい。含有量が０．１重量部未満であると、ガラス表面との密着性に劣る傾向がある。一方、含有量が１０重量部より大きいと、塗料の貯蔵安定性や経済性に劣る傾向がある。

なお、前実施形態と同様に、最外塗料層表面にさらにクリヤ塗料層４を積層してもよい。

各塗料の形態としては、有機溶液型、ハイソリッド型、非水分散液型、水溶液型、水分散型などがあげられ、それぞれ公知の方法で調製することができる。

各塗料に用いる溶剤としては、水、キシレン、トルエン、ｎ−ブタノール、シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸ブチル、ＭＩＢＫ（イソブチルメチルケトン）、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）などがあげられる。

各塗料をガラス基材に塗装する方法としては、静電塗装法、流動浸漬法、スプレー塗装法、フローコーター法などがあげられる。

各塗料をガラス基材に積層した後、焼付けを行なうことにより、塗膜を硬化させることができる。焼付け温度は特に限定されないが、例えば８０〜２８０℃が好ましく、１２０〜２４０℃がより好ましい。焼付け温度が８０℃未満であると、硬化性に劣り生産性に劣る傾向がある。一方、焼付け温度が２４０℃より大きいと、黄変性に劣る傾向がある。

本考案におけるガラス製品の具体例としては、日本酒や焼酎の瓶、化粧品容器、などのガラス瓶のほか、板ガラスなどのパーテションなどがあげられる。

以下、実施例によって本考案を具体的に説明するが、本考案はこれらに限定されるものではない。

＜各塗料の製造＞
（ａ）アクリル樹脂の製造
温度計、還流冷却器、攪拌器、滴下ロートおよび窒素ガス導入管を備えた４つ口フラスコに酢酸ブチル１００重量部を入れ、以下に示す化合物を滴下ロートに入れた。
ブチルアクリレート ：１０重量部
２−ヒドロキシエチルメタアクリレート ：１０重量部
ブチルメタクリレート ：４０重量部
メチルメタクリレート ：４０重量部
アゾビスイソブチロニトリル（開始剤） ：４重量部

滴下ロート中の混合物の４０％をまずフラスコに加え、窒素ガスを導入し撹拌しながら徐々に昇温し１２０℃まで加熱した。昇温後、残りの混合物を４時間かけて滴下した後、２時間保持し不揮発成分が５０重量％となるようチェックしながらアクリル重合体を得た。得られたアクリル樹脂は、数平均分子量５７００、水酸基価４３．２（ｍｇＫＯＨ／ｇ）であった。

なお、数平均分子量は、ＧＰＣ（システム１１カラム（Ｓｈｏｄｅｘ社製）、ＫＦ−８０４ＬＸ４（Ｓｈｏｄｅｘ社製）により、溶媒としてＴＨＦ（テトロヒドロフラン）使用し、ポリスチレン換算で測定温度４０℃、流速１．０ｍｌ／ｍｉｎにて測定した。

（ｂ）ガラス用クリヤ塗料の製造
（ａ）で得られたアクリル樹脂６５重量部に対し、以下に示す化合物を加え、ガラス用クリヤ塗料を得た。
メラミン樹脂（サイメル７０３（サイテック（株）製）） ：１５重量部
エポキシ樹脂（エピコート１００１（ジャパンエポキシレジン（株）製））
：２０重量部
レベリング剤（ＢＹＫ−３５４（ＢＹＫ（株）製）） ：０．１重量部
紫外線吸収剤（チヌビン１１３０（チバスペシャルケミカルズ（株）製）：４重量部
光安定剤（チヌビン２９２（チバスペシャルケミカルズ（株）製）） ：２重量部
シランカップリング剤（γーアミノプロピルトリエトキシシラン） ：４重量部

（ｃ）虹彩色塗料の製造
（ａ）で得られたアクリル樹脂６５重量部に対し、（ｂ）で用いたメラミン樹脂、エポキシ樹脂およびレべリング剤と同様のものを同じ配合量で加えた。さらに、キナクリドン系顔料(クロモファインレッド６８２０、（大日精化（株）製）)：３重量部をサンドミルにて平均粒径１０μｍ以下として分散した塗料１００重量部に対してエフェクト顔料（ｖａｒｉｏｃｒｏｍ Ｍａｇｉｃ Ｇｏｌｄ Ｋ１４１１（ＢＡＳＦ社製））５重量部をディスパー撹拌し、虹彩色塗料を得た。

（ｄ）着色塗料の製造
（ａ）で得られたアクリル樹脂６５重量部に対し、（ｂ）で用いたメラミン樹脂、エポキシ樹脂、レべリング剤と同様のものを同じ配合量で加えた。さらに、カーボンブラック顔料(ＦＷ−２００（デグサ社製）)３重量部をボールミルにて平均粒径１０μｍ以下として分散し、着色塗料を得た。

＜ガラス製品の製造＞
（ａ）ガラス基材／クリヤ塗料層／虹彩色塗料層／着色塗料層からなるガラス製品の製造
クリヤ塗料をキシロールにて２０秒に粘度を調整した後、ガラス基材表面にエアスプレーにて塗装し、キシロールにて１４秒に粘度を調整した虹彩色塗料をウェットオンウェットにて塗装し、熱風乾燥炉（佐竹化学機械工業（株）製）を用いて１７０℃×１０ｍｉｎ焼付け乾燥した。

さらにキシロールにて２０秒に粘度を調整した着色塗料を虹彩色塗料層表面にエアスプレーにて塗装し、１７０℃×２０ｍｉｎ焼付け、ガラス基材／クリヤ塗料層／虹彩色塗料層／着色塗料層からなる３層塗料構造を有する虹彩色ガラス製品を得た。

（ｂ）ガラス基材／着色塗料層／虹彩色塗料層からなるガラス製品の製造
着色塗料１００重量部にシランカップリング剤（３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）を３．５重量部配合し撹拌した後、キシロールにて塗料粘度を２０秒に調整し、ガラス基材表面にエアスプレーにて塗装を行なった。さらに、キシロールにて１４秒に粘度を調整した虹彩色塗料をウェットオンウェットにて塗装後、熱風乾燥炉を用いて１７０℃×２０ｍｉｎ焼付け、ガラス基材／着色塗料層／虹彩色塗料層からなる２層塗料構造を有する虹彩色ガラス製品を得た。

（ａ）本考案のガラス製品の一実施形態の概略断面図である。（ｂ）（ａ）において着色塗料層と虹彩色塗料層との順が逆であるガラス製品の概略断面図である。（ｃ）（ａ）において最外塗料層表面にさらにクリヤ塗料層を有するガラス製品の概略断面図である。 本考案のガラス製品の別の実施形態の概略断面図である。 本考案のガラス製品の一実施形態を示す図である。

符号の説明

１ ガラス基材
２ 着色塗料層
３ 虹彩色塗料層
４ クリヤ塗料層
５ 塗料塗布部

Claims (11)

1. ガラス基材上に、着色材を含有する着色塗料層およびエフェクト顔料を含有する虹彩色塗料層を有するガラス製品であって、該ガラス基材表面に接する塗料層がシランカップリング剤を含有することを特徴とするガラス製品。
2. さらに最外塗料層表面にクリヤ塗料層を有する請求項１記載のガラス製品。
3. ガラス基材表面に接する塗料層が、熱硬化性樹脂１００重量部に対してシランカップリング剤を０．１〜１０重量部含む請求項１または２記載のガラス製品。
4. 虹彩色塗料層が、熱硬化性樹脂１００重量部に対してエフェクト顔料を０．１〜１０重量部含む請求項１、２または３記載のガラス製品。
5. さらに、虹彩色塗料層が、熱硬化性樹脂１００重量部に対して染料または高級顔料を０．１〜１０重量部含む請求項４記載のガラス製品。
6. エフェクト顔料が、芯材であるシリカに対して、酸化スズおよびアルミニウムを被覆し、さらに酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化チタンおよび酸化スズのうち少なくとも１種を被覆してなる請求項１、２、３、４または５記載のガラス製品。
7. エフェクト顔料が、芯材であるアルミフレークまたは板状酸化鉄に対してシリカ層を被覆し、さらに酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化チタンおよび酸化スズのうち少なくとも１種を被覆してなる請求項１、２、３、４または５記載のガラス製品。
8. 熱硬化性樹脂が、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂およびアクリル系樹脂のうち少なくとも１種からなる請求項３、４、５、６または７記載のガラス製品。
9. ガラス基材上に、着色材を含有する着色塗料層およびエフェクト顔料を含有する虹彩色塗料層を有するガラス製品であって、該ガラス基材表面に、シランカップリング剤を含有するクリヤ塗料層を有することを特徴とするガラス製品。
10. クリヤ塗料層が、熱硬化性樹脂１００重量部に対してシランカップリング剤０．１〜１０重量部を含む請求項９記載のガラス製品。
11. さらに最外塗料層表面にクリヤ塗料層を有する請求項９または１０記載のガラス製品。

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