JPH042635A - ガラス材料、ガラス複合材料およびその製造法 - 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（ｉ　装飾用に用いられるカラーガラス材や、人
工大理石　人工御影石などの壁材、床材、キッチンカウ
ンタ材など建材として用いられる材料およびその製造法
に関する。

従来の技術 ガラスの着色（主　可視光かガラス中を通過する際に波
長により透過する程度か一様でないために生じる。この
性質を利用して従来着色ガラスを作製する方法として主
に次の４つか用いられてきたすなわ％　　（ａ）ガラス
中に溶解した遷移金属イオンあるいは希土類元素イオン
の電子遷移による光の吸収、（ｂ）ガラス中にコロイド
状に分散した元素あるいは化合物の微粒子による散乱と
吸収（ｃ）放射線などの照射により生じた着色中心によ
る光の吸収そして、（ｄ）ガラスの表面α　有機染料、
顔料による着色や、金属蒸着膜による着色であム（ａ）
はＴｉ、　Ｖ、　Ｃｒなどの金属イオンを用いるもので
、ガラス組成によりイオンの配位数が変化するので色は
複雑に変化す、Ｌ　　（ｂ）は熱処理によってコロイド
を析出させ発色するもので、淑　金は赤色　銀は黄色の
着色に用いられる。（ｃ）は特定の色の着色に用いられ
る。（ｃｌ）はいわゆるコーティング法であり、ガラス
組成そのものからの発色ではない。

人　ガラスと合成樹脂との複合材料は　例えば破砕ガラ
ス址　反応硬化型合成樹脂　鱗片状アルミニウムを混合
した骨材組成物として考案されている（特開昭５５−２
０２２２号公報）。この組成物は人工大理石などの建材
を目的としたものである。

人工大理石　人工御影石材料としては従来、大別して次
の３つの構成のものが存在する。第１（よ天然石の破砕
粒と合成樹脂とを複合化したもＱ第２は　前記の公報記
載のようにガラス粒または粉末と合成樹脂とを複合化し
たもＱ　第３は水酸化アルミニウムと合成樹脂とを複合
化したものであも　これらの複合材を着色する方法とし
て、天然着色石を用いたり、有機顔料で着色したガラス
粒を用いたり、金属イオンで着色したガラスを用いたり
してい九 発明が解決しようとする課題 従来の着色法による着色ガラスは　金属イオンや金属コ
ロイドによる方法では着色できる色の範囲が限定される
。換言すると、吸収または透過する光の波長ピークを任
意に制御することは困難であム　また染料、顔料　によ
るコーティング法では　紫外線や温度、湿度による退色
など耐候性に難がある。

一方、人工大理石分野において、天然石を用いた複合材
で（よ　透明感に欠は色に深みか無く、石の色成分であ
るＰｅ２’ｓが経時変化して変色し　天然産であるため
色の再現がむづかしい。また　ガラスを用いた複合材で
は一透明感かあり量産に適していも　しかしなか叙　微
粉ガラスの複合材では有機顔料を用いて着色しているた
めに紫外線などによる耐候性が低く、イオン、コロイド
などによる着色をした破砕ガラスの複合材では色の選択
範囲がげんていされも　さら番ミ　水酸化アルミニウム
を用いた複合材では　有機顔料による着色のために　退
色性が太き１〜 本発明は上記問題点を解決した　着色ガラス材料やこの
ガラス材料と合成樹脂とからなるガラス複合材料および
その製造法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は　ガラス基体の表面上の無機質のゲルまたはガ
ラスのマトリクスとこれらのマトリクス中に存在する染
料または顔料とから構成されるガラス材料である。また
　前記ガラス材料と合成樹脂とから構成されるガラス複
合材料である。さらく　アルコキシドまたはメルカプチ
ド溶液に有機染料　顔料のいづれかを溶解または分散さ
せた液をガラス基体に担持し一加水分焦　乾燥または加
熱製膜することにより、前記ガラス基体表面に着色した
無機質のゲルまたはガラスのマトリクス膜を形成するガ
ラス材料の製造法であも　また　アルコキシドまたはメ
ルカプチド溶液に有機染料、有機顔料のいづれかを溶解
または分散させた液をガラス基体に担持し　加水分解、
　乾燥または加熱製膜することにより、前記ガラス基体
表面に着色した無機質のゲルまたはガラスのマトリクス
膜を形成する工程と、前記着色したガラス基体と合成樹
脂とを混練、硬化する工程とからなるガラス複合材料の
製造法であム 作用 本発明によれば　紫外線による構造劣化の小さい無機質
のゲルまたはガラスのマトリクス中に染料または顔料を
含有した着色層を有するガラス材料またはこれを用いた
ガラス複合材料が得られこれら自身の紫外線退色　温度
や湿度等に対する耐候性が優れていム また　有機染料または有機顔料を用いた場合はそれが着
色種となるために透過光の波長ピークの選択の自由度が
非常に大きくなも またガラス複合材のガラスと合成樹脂との界面にアルコ
キシドを出発物質とするゲルまたはガラスマトリクス層
が存在するためにこの層が両者の結合強度を強固にすム 実施例 以下に本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する力士　先に技術ポイントについて説明する。

（Ａ）温度や湿度による耐候性、および紫外線による退
色性について。

第１図は本発明のガラス材料の断面模式図であも　本発
明のガラス材料はガラス基体１上のゲルまたはガラスの
マトリクス２とゲルまたはガラスのマトリクス２中に均
一に分散した染料も゛しくは顔料３とから構成される。

特に染料を着色種として用いる場合、染料が元素のアル
コキシド溶液中に溶解されてこれを乾燥または加熱製膜
（脱水縮合）するために得られた膜中の有機染料や有機
顔料の分布は原子レベルの均一性を有すム　この膜のマ
トリクスは無機質のケ１ルまたはガラスであるため圏　
マトリクスにアルキド樹脂のような有機物バインダを用
いるよりもはるかに高い耐候性を有すム　また紫外線に
よる退色性Ｌ　用いるマトリクスの組成を紫外線カフ）
性にすることにより小さくすることができも （Ｂ）フィルタの透過吸収波長の選択の自由度について
。

有機染料または有機顔料はその特異的な透過吸収波長を
分子構造の制御によってきめ細かく変化させ所望の分光
特性を有するフィルタを比較的容易に得ることができも
　上記目的を達成するために本発明でｔｔ　　アゾ叛　
アントラキノン系　ナフトキノン監　ペリレン監　イン
ジゴ双　フルオレノン監　フェナジン系　フェノチアジ
ン栗　ポリメチン監　ポリエン監　ジフェニルメタン監
トリフェニルメタン栗　アクリジン監　フタロシアニン
監　キノフタロン系有機染料、顔料を用いて材料を提供
するものであも 第２図に本発明にお−ける好ましい有機染料、顔料の例
を示す。第２図で、（ａ）はメチレンブルー、（ｂ）は
（ボウ化２−Ｃｐ−’ｔ’メチルアミノスチリル）−３
−エチル−へ゛ンソ゛オ斗サン１リウム）、　　（Ｃ）
は（塩化３−（４°−シ９メチル了ミノ７！ニルアソ１
）−ピリジ゛ニウム）、（ｄ）は銅フタロシアニン、（
ｅ）はフタロベリノ　ン、　　（ｆ）は４．５．６．７
−チトラクロロキノフタロンである。　　これらの分子
は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではな
１℃ （Ｃ）ガラス複合材の高強度性についη本発明のガラス
複合材１１　　合成樹脂と、ガラスとの界面を有するか
、第３図は合成樹脂層１０とガラス粒１１との界面に存
在する着色層１２の状態図である。着色層はアルコキシ
ドを８発物質としこれの脱水縮合によりマトリクス形成
してえられるために例えはアルコキシド中の残留水酸基
が合成樹脂層１０とガラス粒１１とのカップリング材と
しての作用を発現し両者の接着強度か大幅に向上する。

（実施例−１） メチレンブルー０．１ｇを５０ｍ１のエタノールに溶解
させ、この溶液をテトラエトキシシラン（２５ｇ）に加
え撹拌する。次に塩酸０．３ｍｌを含む水２３．５ｇを
加え　室温で１０分間撹拌ＬＡ液とする。Ａ液でメチ　
レンブルーの代わり　にヨウ化２−（ｐ−シ゛メチルア
ミノスチリル）３−エチル−へ゛ンソ゛オキサソ゛リウ
ムを加えよ　く　撹拌した　ものをＢ液とする。　　同
　じ　く　塩化３−（４°−シ゛メチルアミノフェニル
ア７゛）ビリジ゛ニウムを加えよく撹拌したものをＣ液
とする。

Ａ、　　Ｂ、　　Ｃ液それぞれを平均粒径３ｍｍの破砕
ガラス粒２００ｇに浸す。室温で乾燥後、　１００℃で
６０分加熱し　ゲル膜を形成する。Ａ液、Ｂ液、Ｃ液そ
れぞれで形成されたガラス粒は青色　赤色黄色の着色を
呈する。

（実施例−２） 銅フタロシアニン０．２ｇを、５０ｍ１のエタノールと
４０ｇのヒドロキシプロピルセルロースとの混合液に分
散させ、この溶液をテトラエトキシシラン（２５ｇ）に
加え撹拌する。次に塩酸０．３ｍｌを含む水２３．５ｇ
を加え、室温で１０分間撹拌しＤ液とする。銅フタロシ
アニンの代わりにフタロペリノンを溶解したものをＥ液
、　　同じ　く　４．５．６．７−テトラクロロキノ７
タロンを溶解したものをＦ液とすム　これらの液で直径
０．３ｍｍで長さ５００ｍｍのガラス線をコーティング
Ｌ　　１００℃で６０分加熱し　ゲル膜を形成する。得
られた着色ガラス線はそれぞれ青色　赤色　黄色である
。

第１表は吸収波長ピークを示す。第４図は本発明の着色
ガラス線を用いた装飾品の一例である。放射状に配置さ
れた３色のガラス線群１５、１６．１７と発光部１８と
から構成される。

く以下余白〉 第１表 （実施例−３） 実施例−１で得られた着色ガラス粒を不飽和ポリエステ
ル樹脂と重量比で５０：５０の割合で混合し　さらに硬
第１表 化促進斉１　触賑　低収縮材をそれぞれ２部ずつ添加し
十分に撹拌する。得られた材料を型に流し込み１００℃
で１００分間加熱硬化すム　型から取り出し必要ならば
表面を研磨する。

（実施例−４） チタンまたはジルコニウムのテトラブトキシドのエタノ
ール溶液にアセチルアセトンのようなβシ゛ｎンを加え
、さらにメチレンブルーを加えた溶液を２０分間撹拌す
る。

当該液に平均粒径０．５ｍｍのガラス粒を浸す。引き上
げ後１２０℃で５時間加熱する。得られた着色ガラスＬ
　不飽和ポリエステル樹脂　シリコンカップリング剋　
硬化促進剋　低収縮剤を５０５０：２：２：２のひりっ
で混合し十分撹拌する。この材料を型に流し込み１００
℃で１００分間加熱硬化する。型から取り出し必要なら
ば表面研磨する。

（実施例−５） 実施例−４でガラス粒を浸す液にヒドロキシプロピルセ
ルロースを添加したもので、残りの工程は同一 （実施例−６） シリコンのテトラメトキシドとメタノールとの混合液に
水を添加して部分的に加水分解した液を得る。チタンの
テトラメトキシドをメタノールに溶解した液と上記メタ
ノール溶液とを混合する。

この液に　　４．５．６．７−テトラクロロキノフタロ
ンを加えた液を作：Ｅｈ　　ｌｍｍＸ１０ｍｍの大きさ
の鱗辺状のガラスを予めシリコンカップリング剤で表面
処理する。

先の液にこの鱗辺状ガラスを浸す。後の工程は実施例−
５と同じ。

第２表 （実施例−７） メチルトリエトキシシランのエタノール溶液５０ｍ１ζ
ミ　　塩化３−（４’−シ゛メチルアミノフェニルアン
゛）−Ｆ”リシ゛ニウ五０．２ｇを加えた溶液に塩酸０
．３ｍｌを添加すム　この液にチョップ繊維状ガラスを
１０分間浸し引き上げ後１００℃で６０分間乾燥する。

次にシリコンカップリング剤でガラス表面をコーティン
グする。得られたチョップ繊維状着色ガラスを実施例−
５と同じ方法で複合材料化する。

以上の実施例の主な特徴を比較例とともに第２表に示す
。な耘　比較例−１は有機顔料で着色したガラス玉　比
較例−２は有機顔料　ガラス粉　合成樹脂とからなる人
工大理石である。

上記実施例において、ゲルまたはガラスのマトリクスの
厚さは１０μｍ以下か好ましｌ、％　　また無機質のゲ
ルまたはガラスのマトリクスはシリコスチタン、　ジル
コン以外のＧｅ、Ｐｈ、　　＆　　Ａｌ、Ｐ、Ａｓ。

Ｍｇ、　　Ｃａ、Ｓｒ、　　Ｂａ、Ｌｉ、　　Ｎａ、に
、　　Ｓ、　　Ｓａ、　　Ｔｅ、　　Ｆから選択された
元素を少なくとも一つ以上含むものであってもよｔｔ　
さら番ミ　実施例では有機染料または顔料を用いたが無
機質の顔料を用いてもよＬ％　　また　ガラス基体とし
てソーダガラス　はう珪酸ガラス　船ガラスとともに天
然石英なども使用することができる。

発明の効果 以上のように　本発明によれば耐候性、耐退色性に優れ
　製造が容易で透過吸収波長ピークの選択の自由度か高
いガラス材料およびガラス複合材料を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のガラス材料の断面模式図　
第２図は同実施例に用いる有機染料または顔料分子の代
表例の構造図　第３図は本発明の一実施例のガラス複合
材の状態は　第４図は同ガラス材料を用いた装飾品の一
例を示す図である。 １−ｍ−ガラス基体２−−−ゲルまたはガラスマトリク
入　３−−一染料または顔料、１０−ｍ−合成樹脂　１
１−−ガラス址　１２−一一着色鳳 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第１図 第 ｔ （ＣＬＪ ｂＪ α 第 第 図 図 ｎ　ｔｉ’−ｖヌ和 ｌＯ合ｈ’Ｘ慟脂

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス基体上の、染料または顔料を含んだゲル状
   またはガラス状のマトリクスから構成されるガラス材料
   。
2. （２）ガラス基体上の、染料または顔料を含んだゲル状
   またはガラス状のマトリクスから構成されるガラス材料
   と、合成樹脂とから構成されるガラス複合材料。
3. （３）ガラス基体が粒状、粉末状、線状、繊維状、球状
   、鱗片状のいずれかの形状を有することを特徴とする請
   求項１記載のガラス材料。
4. （４）ゲルまたはガラスのマトリクスがＳｉ、Ｇｅ、Ｔ
   ｉ、Ｚｒ、Ｐｂ、Ｂ、Ａｌ、Ｐ、Ａｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓ
   ｒ、Ｂａ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｆから選
   択された元素を少なくとも一つ以上含むことを特徴とす
   る請求項１記載のガラス材料。
5. （５）顔料が有機顔料であることを特徴とする請求項１
   記載のガラス材料およびガラス複合材料。
6. （６）ゲルまたはガラスのマトリクスか紫外線吸収能を
   有することを特徴とする請求項１記載のガラス材料。
7. （７）複合材中のガラス基体の含有率が３０〜８０重量
   ％であることを特徴とする請求項２記載のガラス複合材
   料。
8. （８）アルコキシドまたはメルカプチド溶液に有機染料
   、顔料のいづれかを溶解または分散させた液をガラス基
   体に担持し、加水分解、乾燥または加熱製膜することに
   より、前記ガラス基体表面に着色した無機質のゲルまた
   はガラスのマトリクス膜を形成するガラス材料の製造法
   。
9. （９）アルコキシドまたはメルカプチド溶液に有機染料
   、顔料のいづれかを溶解または分散させた液をガラス基
   体に担持し、加水分解、乾燥または加熱製膜することに
   より、前記ガラス基体表面に着色した無機質のゲルまた
   はガラスのマトリクス膜を形成する工程と、前記着色し
   たガラス基体と合成樹脂とを混練、硬化する工程とから
   なるガラス複合材料の製造法。
10. （１０）アルコキシドまたはメルカプチドがＳｉ、Ｇｅ
    、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｐｂ、Ｂ、Ａｌ、Ｐ、Ａｓ、Ｍｇ、Ｃａ
    、Ｓｒ、Ｂａ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｆか
    ら選択された元素を少なくとも一つ以上含むことを特徴
    とする請求項８記載のガラス材料の製造法。
11. （１１）アルコキシドまたはメルカプチド溶液に製膜助
    剤として有機化合物を添加することを特徴とする請求項
    ８記載のガラス材料の製造法。
12. （１２）製膜助剤がヒドロキシプロピルセルロースまた
    はヒドロキシエチルセルロースのいずれかを含むことを
    特徴とする請求項１１記載のガラス材料およびガラス複
    合材料の製造法。
13. （１３）ガラス基体を着色する前または後に前記基体表
    面をカップリング材で処理するか、もしくはアルコキシ
    ドまたはメルカプチド溶液にカップリング剤を添加する
    ことを特徴とする請求項９記載のガラス複合材料の製造
    法。