JPH0380203A - 着色鏡の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は透明基板の表面に着色層を形成して成る着色鏡
に関し、更に詳しくは透明基板表面に有機着色剤を含有
する二酸化ケイ素被膜を形成して成る化学的・機械的耐
久性にすぐれた着色鏡に関する。

〔従来の技術〕

古くから鏡の装飾効果を高めるため着色鏡が望まれてき
た。そして最近では、着色鏡のスペクトルに見られる特
定波長域での反射率増減効果を利用するフィルターシラ
ーへ応用することも考えられている。

ところで装飾用途の場合、着色方法としては透明基板自
身の着色、あるいは透明基板に着色層を形成する等の方
法がとられて来た。このうち透明基板自身の着色は基板
材料の種類によっても異なるが、基本的には基板材料に
着色剤を混入させる方法がとられ、例えばガラス基板で
はガラス製造工程で原料中に無機着色剤を混入させるこ
とが試みられ、プラスチック基板ではプラスチック製造
工程で原料中に有機染料・有機顔料などの着色剤を混入
させる方法が採用されて来た。

しかしながら、ガラス基板に見られる無機着色剤による
方法は発色可能な色の種類が少ない、色の彩さに欠ける
等の他、基板の一部に着色を施すことが不可能といった
装飾効果を考えた上では多くの制約があった。この点、
有機着色剤を用いたプラスチックの着色は色の種類・色
の彩さは十分満足なものといわれているが、有機材料に
共通する問題すなわちプラスチック中に侵入して来る水
分・酸素などに対する化学的耐久性、紫外線に対する物
理的耐久性等の難点があり、更には局部的な装飾ができ
ないこともあり、この方法でも実用上の制約は少なかっ
た。

このため、透明基板表面に着色層を形成し、しかる後に
金属膜を形成する方法が広く行われるようになった。こ
の方法であれば、局部的な着色も可能になった。しかし
ながら、この方法においても例えばガラス基板の場合、
ステイニング・ラスターに見られるように無機着色層の
形成が一般的であるが、前述着色ガラスの応用と同様、
色の種類・色の彩さに限界があった。このためプラスチ
ック基板を中心に、表面に有機着色層を形成することも
試みられているが、有機着色剤が基板表面層にあるため
、基板自身の着色以上に耐久性・耐候性の問題があった
。

一方、フィルターミラーの場合、一般には３層以上の多
層膜を必要とし、膜厚制御の難しさから大面積への応用
が困難な他、プロセスの多さからくるコスト面での問題
もあった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者等は、かかる着色鏡の問題点に鑑み、鋭意研究
の結果、透明基板の表面に有機着色剤を含有する二酸化
ケイ素被膜を用いることにより、色の種類・彩さ、局部
的着色が可能な高耐久性・高耐候性の着色鏡が得られる
ことを見出した。

〔問題点を解決する手段〕

本発明は、有機染料・顔料などの有機着色剤を含む二酸
化ケイ素被膜で透明基板表面を被覆することで実現され
る。このような方法としては、金属アルコキシドの加水
分解溶液中に有機着色剤を添加した溶液と透明基板を接
触させる、いわゆるゾル・ゲル法があげられる。

例えば、この製造方法に関する文献としては「Ｊ、Ｎｏ
ｎ−Ｃｒｙｓｔ、　５ｏｌｉｄｓ、　７４（１９８５）
　３９５ｊ　　があり、二酸化ケイ素薄膜中に有機蛍光
色素を導入しているが、得られた有機物含有薄膜は多孔
質であった。

また、「セラくツクス、２１．　ＮＯ，２（１９８６）
　ＩＩＩＪでは、ゾル・ゲル法によって有機分子を非晶
質石英にドープしているが、得られたガラス構造には残
留不純物やひずみ、欠陥等が含まれていることが報告さ
れている。

しかしながら、ゾル・ゲル法では、被膜を基材に固着さ
せるために最終工程で加熱する必要があり、有機物が分
解するような高い温度で加熱処理することはできないの
で、生成した膜はどうしても多孔質となる問題があった
。また、低い温度での加熱によっても分解してしまうよ
うな有機物は膜中に導入することができなかった。さら
に、低い温度でしか加熱できないことは、ゾル・ゲル法
固有の問題をいっそう大きなものにし、膜中には未分解
の原料や溶媒等の不純物が残存していた。

その他の問題としては、出発原料として高価な金属アル
コキシドを用いるため、膜の製造コストが高くなること
である。また、コーティング方法としてはデイツプコー
ト等が用いられ、この方法では、複雑な形状を持った基
材には適用できなかった。

本願発明の方法では、二酸化ケイ素を過飽和に含む珪弗
化水素酸の水溶液に染料・顔料などの有機着色剤を添加
して成る処理液と透明基板を接触させることで、該基板
表面に有機着色剤を含有する二酸化ケイ素被膜を形成さ
せることを利用するものである。この場合、二酸化ケイ
素を過飽和に含む珪弗化水素酸の水溶液は、珪弗化水素
酸の水溶液に二酸化ケイ素を飽和した溶液にホウ酸・ア
ンモニア水・金属ハライドあるいは水素よりもイオン化
傾向の大きい金属を添加することによって得られる。あ
るいは低温の珪弗化水素酸の水溶液に二酸化ケイ素を添
加した後、該溶液の温度を上昇させること（温度差法）
によっても得られる。

有機着色剤の添加は、水溶性のものであれば、直接処理
液に添加することができ、水に不溶のものであってもア
ルコールなど水溶性有機溶媒中に溶解させた後、処理液
に添加することもできる。

また、添加の仕方は、珪弗化水素酸の二酸化ケイ素飽和
溶液に有機着色剤を加えてもよく、二酸化ケイ素を過飽
和に含む状態とした後の溶液に添加してもよい、　条件
的には珪弗化水素酸の濃度は１．０モル／Ｊ２　以上、
望ましくは１．５〜３．０モル／党　が使われる。また
、透明基板を接触させる時の処理液の温度は１５〜６０
℃、望ましくは２５〜４０℃であり、温度差法では通常
１０℃以下の温度で二酸化ケイ素を飽和させ、２０℃以
上好ましくは４０〜６０℃の温度で処理液と透明基板を
接触させる。接触の方法は、一般的には処理液の中に透
明基板を浸漬する方法がとられる。

有機着色剤としては、染料・顔料などがあげられ、例え
ば、ダイアセリトンファスト　レッドＲ［ＤＩＡＣＥＬ
ＬＩＴＯＮ　ＦＡＳＴ　ＲＥＤ　Ｒ］（三菱化成）、ブ
ルー５　Ｐ　　Ｒ−００６［ＢＬＵＥ　５Ｐ　Ｒ−００
６］（東京化成）、ローダミン　８　Ｇ　［ＲＨＯＤＡ
ＭＩＭＥ　６Ｇ］、フルオレセイン［ＦＬυ０ＲＥＳＣ
ＥＩＮ］、マラカイトグリーン［ＭＡＩ、ＡＣＨＩＴＥ
ＧＲＥＥＮ］（保土谷化学）、クマリン８　［ＣＯＵＭ
ＡＲＩＮ　８１、スルフォローダミン　Ｂ　［ＳＵＬＦ
Ｏ−ＲＨＯＤＡＭＩＮＥ　Ｂ］、ローダミン　１２３、
ローダミン１１０．ローダミン１１６、ローダくン　１
９、カヤシルイエローＧＧ　［ＫＡＹＡＣＹＬ　ＹＥＬ
ＬＯＷ　ＧＧ］（日本化薬）、レット２１　Ｐ　Ｓ　−
０１１［ＲＥＤ　２１Ｐ　Ｓ−０１１１（東京化成）、
アクリジン　レッド［ＡＣＲＤＩＮ　ＲＥＤ］、カヤシ
ルローダくンＦ　Ｂ　［ＫＡＹＡＣＹＬ　ＲＨＯＤＡＭ
ＩＮＥ　ＦＢ］（日本化薬）、レッド３　Ｐ　Ｔ−０１
６［ＲＥＤ　　３Ｐ　Ｔ−０１６コ（東京化成）、ヒフ
トリアブ／ｌｚ　−Ｂ　Ｈ［ＶＩＣＴＯＲＩＡ　ＢＬＵ
ＥＢＨ］　（保土谷化学）、アリザリンアストール［Ａ
ＬＩＺＡＲＩＮＥ　ＡＳＴＯＬコ（東京化成）、メチル
バイオレット　　ピュア　−Ｓ　Ｐ　［ＭＥＴＨＹＬ　
ＶＩＯＬＥＴ　ＰＵＲＥ　ＳＰ］　（保土谷化学）、グ
リーン　ｌ０ＰＰ−００５［ＧＲＥＥＮ　ＩＯＰ　Ｐ−
００５コ（東京化成）、などがあげられる。

一方、透明基板としては、ガラスの他透明な無機結晶性
基板でもよく、プラスチックなどの有機素材でもよい、
また、本発明の方法では二酸化ケイ素膜が積層過程を経
て形威されるため、基板の面形状に関係なく均一な厚味
の層が得られるとの特徴から、透明基板は平板状に限ら
ず凹面・凸面あるいは複雑な表面形状のものでもよい。

更には、ポリカーボネート樹脂・アクリル樹脂など、有
機材料から戒る基板でもよい。この場合、密着力のよい
着色層を形成するためには、有機透明基板の表面をシラ
ンカップリング剤から成る有機ケイ素化合物、それらの
加水分解物およびコロイダルシリカ等から成る群より選
ばれた少なくとも１種のケイ素化合物で被覆した後、処
理液中に浸漬させ有機着色剤含有二酸化ケイ素被膜を形
成することが望ましい。

また、本発明の方法では着色鏡中に着色部と非着色部を
設け、これらを文字・数字・絵・図形・模様・図柄状に
見せるため、有機着色剤含有二酸化ケイ素被膜の形成に
先たち、透明基板表面をマスキングしておき、該被膜が
図柄状に形威された後、金属膜を形威し、装飾効果を高
めることもできる。

この場合、図柄部が着色部、非着色部のいずれであって
もよい、更には、透明基板上全面に有機着色剤含有二酸
化ケイ素被膜を形成した後、該被膜上に図柄状にマスキ
ングし、非マスク部の被膜を化学的エツチングあるいは
機械的な研摩手段で除去することで、局部的に着色した
着色鏡を形成することもできる。

以下に本発明の詳細な説明する。

〔実施例、１〕 第１図に示す装置により　１　、１　ｍｍ厚Ｘ２５ｍｍ
巾Ｘ５０ｍｎ＋長のガラス表面に第１表に示す有機色素
含有二酸化ケイ素被膜を形成し、着色ガラスを得た。こ
の場合、２党の外槽１に満たしである水２はヒーター３
により３５℃に維持した。

この外槽中に５００ｃｃの内槽４を設け、この中にシリ
カゲルを飽和に含む２．５モル／２の珪弗化水素酸の水
溶液２５０ｃｃに０．５モル／２のホウ酸水溶液１５ｃ
ｃを添加した処理液５を入れ、３４℃に維持している。

更に、処理液に着色剤を添加するため、第１表に示す色
素を水に室温にて溶解させ５重量％または飽和の添加溶
液とし珪弗化水素酸水溶液１００ｃｃ当りｌｃｃを添加
し、別表１に示す色素毎に着色操作を行なった。

着色操作は、試料ガラス板６を処理液５Φに１６時間浸
漬することで行なった。

このようにして得られた着色層は、Ｘ線光電子分光法（
ＥＳＣＡ）、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）、赤外
線分光法（ＩＲ）などにより分析した結果、第１表に示
す色素が膜中に均一に取り込まれていることが確認され
た。さらに、二酸化ケイ素成膜後の着色ガラスを９９．
５％アルコール溶液の中に２４時間浸漬したが、有機染
料の溶出はみられなかった。

第・１表 第２表 このようにして得られた有機色素含有二酸化ケイ素被覆
ガラスのうちマラカイト　グリーンについて、その片面
に真空蒸着法でアルくニウム（Ａ　Ｍ　）薄膜を形成し
、着色鏡を作製した。第２図に着色鏡の反射スペクトル
を示す。

〔実施例、２〕 第１図に示す装置により厚味１　、１　ｍｍＸ巾　２５
ｍｍＸ長さ５０ｎ＋ｍのガラス表面に第２表に示す有機
色素含有二酸化ケイ素被膜を形威し、着色ガラスを得た
。　この場合、処理液は一３℃の珪弗化水素酸の水溶液
に約２時間かけてシリカゲルを飽和し、しかる後第２表
に示す実施例と同様にして、珪弗化水素酸水溶液１００
ｃｃ当りｌｃｃ添加して調整した。この後、該処理液を
第１図に示す内槽へ移し、５０℃となるよう外槽中の水
を加温しガラス板を浸漬した。

１６時間着色操作を行ない第２表に示す結果が得られた
。得られた着色ガラスを９９．５％アルコール溶液中に
２４時間浸漬したが、有機染料の溶出は見られなかった
。

このようにして得られた有機色素含有二酸化ケイ素被膜
ガラスのうちブルー　５Ｐ　Ｒ−００６、ダイアセリト
ンファスト　レッドＲについてその片面に真空蒸着法で
アルミニウム（Ａ２）薄膜を形威し、着色鏡を作製した
。第３図、第４図に着色鏡の反射スペクトルを示す。

これらの実施例から、本発明により耐久性のよい着色鏡
が得られることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例において使用した二酸化ケイ素被膜製
造装置である。 第２図〜第４図は、着色鏡の反射スペクトルである。 １・・・−・・外槽、　　　　　　２・・−・・・水、
３　−−−−−電熱ヒーター　　　４　・・・・・内槽
、５　・−処理液、　　　　　６−・・・−透明基板、
７−−−−−・攪拌器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明基板の表面に、有機着色剤を含有する二酸化
   ケイ素被膜を形成した後、金属膜を形成して成る着色鏡
   。
2. （２）透明基板が平板・凸面状あるいは凹面状のガラス
   またはプラスチックであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の着色鏡。
3. （３）有機着色剤が染料・顔料であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項乃至第２項に記載の着色鏡。
4. （４）有機着色剤を含有する二酸化ケイ素被膜が透明基
   板上に文字、図形、模様あるいは図柄状に形成されてい
   ることを特許請求の範囲第１項乃至第３項に記載の着色
   鏡。
5. （５）有機着色剤を含有する二酸化ケイ素被膜が二酸化
   ケイ素の過飽和状態となった珪弗化水素酸水溶液に染料
   ・顔料など有機着色剤を添加して成る処理液と、透明基
   板を接触させることで該基板表面に形成されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項に記載の着色
   鏡。