JPH06340768A - Composite material and its production - Google Patents

Composite material and its production

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JPH06340768A
JPH06340768A JP12965193A JP12965193A JPH06340768A JP H06340768 A JPH06340768 A JP H06340768A JP 12965193 A JP12965193 A JP 12965193A JP 12965193 A JP12965193 A JP 12965193A JP H06340768 A JPH06340768 A JP H06340768A
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JP
Japan
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glass
organic polymer
polymer compound
composite material
sncl
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JP12965193A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiro Imashita
下 勝 博 今
Shuichi Yokokura
倉 修 一 横
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Kirin Brewery Co Ltd
Original Assignee
Kirin Brewery Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To produce a light-weight composite material deformable in a certain extent at a normal temperature, having excellent gas barrier properties and water resistance. CONSTITUTION:P2O5-PbCl2-SnCl2-based or P2O5-PbO-SnCl2-based glass and an organic polymer compound both melt-mixable at 100-300 deg.C are melt-blended to produce a glass-organic polymer compound composite material.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガラスと有機高分子化
合物からなる複合材料及びその製造法に関する。さらに
詳しくは、本発明は、耐水性などその複合材料の特性に
おいて優れ、さらにその製造に際しても安全な実用性に
優れたガラス−有機高分子化合物複合材料およびその製
造法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite material comprising glass and an organic polymer compound and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a glass-organic polymer compound composite material which is excellent in properties of the composite material such as water resistance and is safe and practical in manufacturing the composite material, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】材料としてのガラスおよび有機高分子化
合物(例えばプラスチック)は、これまで日常社会の各
分野に広範に利用されているが、これらの材料にも物性
的な欠点のあることも周知である。
2. Description of the Related Art Glass and organic polymer compounds (for example, plastics) as materials have been widely used in various fields of daily society, but it is well known that these materials also have physical defects. Is.

【0003】例えば、ガラスについてみれば化学的に安
定であり、透明性、ガス遮断性等に優れた性質を有する
が、その反面、脆くて破壊され易く、重く、また変形が
困難(折り曲げが困難)等の問題点が指摘されている。
For example, glass is chemically stable and has excellent properties such as transparency and gas barrier property, but on the other hand, it is fragile and easily broken, heavy, and difficult to deform (hard to bend). ) Etc. have been pointed out.

【0004】一方、プラスチックは、一般に軽量であ
り、折り曲げが可能であるが、一般に臭気を吸着し易
く、ガス遮断性も必ずしも充分とはいえなかった。ガス
遮断性不良の問題は、特に肉厚が薄い成形品で顕著に現
れる。そして、化学安定性も一般的にガラスに比べて著
しく劣るといえる。
On the other hand, although plastic is generally lightweight and can be bent, it is generally easy to absorb odor and its gas barrier property is not always sufficient. The problem of poor gas barrier property is particularly noticeable in a molded product having a thin wall thickness. Further, it can be said that the chemical stability is generally significantly inferior to that of glass.

【0005】従来より、ガラス及びプラスチックは数々
の分野において利用されてきており、例えば各種液体製
品の容器として利用されている。液体製品の容器はかつ
てガラス製のものが主流であったが、重量や強度の点か
ら、容器の一部は次第にプラスチック製のものにとって
代わられようとしている。
Glass and plastic have hitherto been used in various fields, for example, as containers for various liquid products. Liquid containers used to be made of glass in the past, but due to their weight and strength, some containers are gradually being replaced by plastic ones.

【0006】しかし、プラスチックはガス遮断性が充分
でないことから、この容器に充填された液体が外部の酸
素によりその成分が酸化されたり、炭酸飲料の炭酸が外
部に逸散したりすることなどの問題点があり、すべての
液体に対して適当なプラスチック容器があるわけではな
かった。
However, since plastic does not have sufficient gas barrier properties, the liquid filled in this container may have its components oxidized by external oxygen, or the carbonic acid of a carbonated beverage may escape to the outside. There were problems, and not all plastic containers were suitable for all liquids.

【0007】そこで、プラスチックのガス遮断性を改良
するために数々の対策がとられてきた。例えば、(イ)
ガス遮断性が向上したプラスチックの開発、(ロ)プラ
スチックの間に、ガス遮断材(例えば、ガス遮断性の良
好なプラスチックフィルムまたは金属箔など)を挿入し
て多層化する方法、(ハ)プラスチック表面に、金属、
セラミック等の薄膜を蒸着により形成させる方法が提案
されている。
Therefore, various measures have been taken to improve the gas barrier property of plastics. For example, (a)
Development of plastics with improved gas barrier properties, (b) Method of inserting a gas barrier material (for example, plastic film or metal foil with good gas barrier properties) between plastics to form multiple layers, (c) Plastic On the surface, metal,
A method of forming a thin film of ceramic or the like by vapor deposition has been proposed.

【0008】しかしながら、これらの方法によるもの
は、ガス遮断性が依然として満足なレベルにないか、あ
るいは成形性が不十分であるか、あるいはコストの点か
ら、必ずしも満足すべきものとはいえなかった。これら
の問題を解決するために、ガラスの持つ優れた特性およ
びプラスチックの持つ優れた特性を兼ね備えた材料とし
て、ガラスと有機高分子化合物を混合した複合材料が作
製された。
However, these methods are not always satisfactory because the gas barrier property is still not at a satisfactory level, the moldability is insufficient, or the cost is low. In order to solve these problems, a composite material in which glass and an organic polymer compound are mixed has been prepared as a material having both excellent properties of glass and excellent properties of plastic.

【0009】ガラスと有機高分子化合物とを混合してな
る複合材料を得る方法としては、微紛状のガラスと溶融
ないし流動状態にある有機高分子化合物とを混合する方
法がある。この方法でガラスと有機高分子化合物とが微
視的に混合された複合材料を得るためには、より微細な
ガラスを用いることが考えられる。市販されている微紛
状ガラスは、最小粒子系が高々10〜20ミクロン程度のも
のであるが、これより更に微細なガラスを得ることは技
術的にも経済的にも多くの困難を伴う。また、微紛状ガ
ラスと有機高分子化合物とを物理的に混合する場合、微
紛状ガラスと有機高分子化合物との混合が容易でないと
いう問題点がある。この問題点は微紛状ガラスの表面を
例えば界面活性剤等の処理剤で表面改質することによっ
て、ある程度の解決がはかられている。しかし、そのよ
うな処理剤添加は複合材料の物性に影響を与えがちであ
る。
As a method of obtaining a composite material obtained by mixing glass and an organic polymer compound, there is a method of mixing finely powdered glass and an organic polymer compound in a molten or fluid state. In order to obtain a composite material in which glass and an organic polymer compound are microscopically mixed by this method, it is considered to use finer glass. The commercially available fine glass has a minimum particle size of at most 10 to 20 microns, but obtaining finer glass than this is technically and economically difficult. Further, when the finely powdered glass and the organic polymer compound are physically mixed, there is a problem that it is not easy to mix the finely powdered glass and the organic polymer compound. This problem can be solved to some extent by modifying the surface of the fine powder glass with a treating agent such as a surfactant. However, the addition of such a treating agent tends to affect the physical properties of the composite material.

【0010】この問題に対して、ガラスと有機高分子化
合物を溶融状態で混合するものも提案された(米国特許
第 3,832,181号明細書および特開平2-225343号公報参
照)。しかしながら、ガラスと有機高分子化合物を溶融
状態で混合するには、ガラスの融点が有機高分子化合物
の酸化あるいは分解温度より十分低い温度である必要が
あることから、一般に、有機高分子化合物に比較して高
い温度の融点をもつガラスを用いた場合には、複合材料
製造に用いる有機高分子化合物の選択範囲に制約があ
り、更に本発明者らの知る限り、実質的に均一に混合さ
れた複合材料を得にくいという点からもまだ不十分なも
のであった。
To solve this problem, it has been proposed to mix glass and an organic polymer compound in a molten state (see US Pat. No. 3,832,181 and JP-A-2-225343). However, in order to mix the glass and the organic polymer compound in a molten state, the melting point of the glass needs to be sufficiently lower than the oxidation or decomposition temperature of the organic polymer compound. However, when a glass having a high melting point is used, there is a limitation in the selection range of the organic polymer compound used in the production of the composite material, and as far as the present inventors are aware, it is possible to obtain a substantially uniform mixture. It was still insufficient from the viewpoint that it was difficult to obtain a composite material.

【0011】これらの制約を解消するため、本発明者ら
は低融点( 100〜 250℃)のガラスを用いたガラス−有
機高分子化合物複合材料を開発した(特開平3-170558
号)。この先行発明による複合材料に用いられるガラス
は、具体的には、例えば、SnF2 −P2 5 系または
ZnCl2 −P2 5 系低融点ガラスであり、その融点
が 100〜 250℃であることから、複合材料の製造に際し
て、有機高分子化合物は酸化あるいは分解により損なわ
れることなく、また製造された複合材料は実質的に均一
に混合されたものが得られる。しかし、これらは、用い
る低融点ガラスがフッ素を含むために、その製造工程に
おいてフッ素水素などの有害物質が発生し易いため、製
造工程における十分な安全管理が要求される、という問
題がある。また、原料としてZnCl2 −P2 5 系低
融点ガラスを選択した場合では、最終的な複合材料の耐
水性が十分でない、という問題点もある。この耐水性が
不十分であるという問題点は、水性溶液を保存する容器
という用途を考えた場合、致命的ですらある。従ってこ
れらの状況の中で、上記の低融点ガラスを用いた複合材
料の量産化、および実用化のためには、まだ改善の余地
が残っていた。
In order to solve these restrictions, the present inventors have developed a glass-organic polymer compound composite material using a glass having a low melting point (100 to 250 ° C.) (Japanese Patent Laid-Open No. 3-170558).
issue). The glass used for the composite material according to this prior invention is, for example, a SnF 2 -P 2 O 5 -based or ZnCl 2 -P 2 O 5 -based low-melting glass having a melting point of 100 to 250 ° C. Therefore, in the production of the composite material, the organic polymer compound is not damaged by oxidation or decomposition, and the produced composite material is substantially homogeneously mixed. However, since the low-melting-point glass used contains fluorine, harmful substances such as hydrogen fluoride are likely to be generated in the manufacturing process, and thus there is a problem that sufficient safety management is required in the manufacturing process. Further, when ZnCl 2 —P 2 O 5 -based low melting point glass is selected as a raw material, there is a problem that the final composite material does not have sufficient water resistance. This problem of insufficient water resistance is even fatal when considering the use as a container for storing an aqueous solution. Therefore, under these circumstances, there is still room for improvement for mass production and practical application of the above-mentioned composite material using the low melting point glass.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be Solved by the Invention]

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

[発明の概要] <要旨>本発明によるガラス−有機高分子化合物複合材
料は、100 〜 300℃の温度において共に溶融混合可能
な、P2 5 −PbCl2 −SnCl2 系またはP2
5 −PbO−SnCl2 系のガラスと、有機高分子化合
物とを溶融状態において混合してなること、を特徴とす
るものである。
[Summary of the Invention] <Summary> The glass-organic polymer compound material according to the present invention is a P 2 O 5 —PbCl 2 —SnCl 2 system or P 2 O that can be melt-mixed together at a temperature of 100 to 300 ° C.
It is characterized by mixing a 5- PbO-SnCl 2 based glass and an organic polymer compound in a molten state.

【0014】さらに、本発明によるガラス−有機高分子
化合物複合材料の製造法は、100 〜300℃の温度におい
て共に溶融混合可能な、P2 5 −PbCl2 −SnC
2系またはP2 5 −PbO−SnCl2 系のガラス
と、有機高分子化合物とを溶融状態において混合して、
一方を他方に分散させること、を特徴とするものであ
る。
Further, according to the method for producing a glass-organic polymer compound composite material of the present invention, P 2 O 5 -PbCl 2 -SnC which can be melt-mixed together at a temperature of 100 to 300 ° C.
l 2 system or P 2 O 5 —PbO—SnCl 2 system glass and an organic polymer compound are mixed in a molten state,
It is characterized by dispersing one into the other.

【0015】<効果>本発明による複合材料は、ガラス
と有機高分子化合物とが実質的に均一にかつ微細に分散
してなるものである。
<Effect> The composite material according to the present invention comprises glass and an organic polymer compound dispersed substantially uniformly and finely.

【0016】従ってこのような複合材料は、ガラスまた
は有機高分子化合物特有の性質を合わせ持つものであ
る。すなわち本発明による複合材料は、ガラス材に比べ
てより計量であり、また常温でもある程度の変形が可能
であるために、破壊しにくく加工が容易である。また本
発明による複合材料は、その成分である有機高分子化合
物それ自身に比べて化学的により安定である。
Therefore, such a composite material also has properties peculiar to glass or an organic polymer compound. That is, the composite material according to the present invention is more metric than the glass material and can be deformed to some extent even at room temperature, so that it is hard to break and easy to process. Further, the composite material according to the present invention is chemically more stable than the organic polymer compound itself which is the component.

【0017】本発明による複合材料の製造法は、 100〜
300℃という温度領域を採用するものである。この温度
領域は、一般の有機高分子化合物の酸化あるいは分解温
度より充分に低い温度領域であるので、有機高分子化合
物が熱による劣化を受けるのを避けることができる。ま
た、本発明による製造法は、混合にいたって簡便かつ短
時間で行うことができる。このことは製造コスト的にも
有利であるといえる。
The manufacturing method of the composite material according to the present invention is 100-
It adopts a temperature range of 300 ° C. Since this temperature range is a temperature range sufficiently lower than the oxidation or decomposition temperature of a general organic polymer compound, it is possible to avoid the organic polymer compound from being deteriorated by heat. In addition, the production method according to the present invention can be carried out simply and in a short time due to the mixing. This can be said to be advantageous in terms of manufacturing cost.

【0018】そして、本発明の複合材料は、その耐水性
において格段に優れ、更に、その製造に際しては、安全
管理上の処理が軽減されることから、その量産化と実用
化に際しては、(従来の低融点ガラスを用いる場合に比
べて)種々の利点を有するものである。従って、本発明
による複合材料は、その優れた諸性能を利用して、各種
用途に用いることができる。
The composite material of the present invention is remarkably excellent in water resistance, and further, in the production thereof, the treatment for safety management is reduced. It has various advantages (compared to the case of using the low melting point glass). Therefore, the composite material according to the present invention can be used for various applications by utilizing its excellent properties.

【0019】[発明の具体的説明] <低融点ガラス>本発明において用いられるガラスは、
2 5 −PbCl2 −SnCl2 系ガラスまたはP2
5 −PbO−SnCl2 系ガラスである。これらのガ
ラスの好ましい組成は、以下の通りである。 (イ)P2 5 −PbCl2 −SnCl2 系ガラス 30 ≦ P2 5 ≦ 60モル% 1 ≦ PbCl2 ≦ 55モル% 1 ≦ SnCl2 ≦ 70モル% (ロ)P2 5 −PbO−SnCl2 系ガラス 30 ≦ P2 5 ≦ 60モル% 1 ≦ PbO ≦ 30モル% 1 ≦ SnCl2 ≦ 70モル% 本発明に用いるガラスは、本発明の効果を損なわない範
囲で、上記以外の成分を含んでもよい。
[Detailed Description of the Invention] <Low Melting Glass> The glass used in the present invention is
P 2 O 5 -PbCl 2 -SnCl 2 based glass or P 2
O 5 is -PbO-SnCl 2 based glass. The preferred composition of these glasses is as follows. (B) P 2 O 5 -PbCl 2 -SnCl 2 based glass 30 ≦ P 2 O 5 ≦ 60 mol% 1 ≦ PbCl 2 ≦ 55 mol% 1 ≦ SnCl 2 ≦ 70 mol% (b) P 2 O 5 -PbO glass used in -SnCl 2 based glass 30 ≦ P 2 O 5 ≦ 60 mol% 1 ≦ PbO ≦ 30 mol% 1 ≦ SnCl 2 ≦ 70 mol% present invention, without impairing the effect of the present invention, other than the above Ingredients may be included.

【0020】ここで、P2 5 −PbCl2 −SnCl
2 といい、またP2 5 −PbO−SnCl2 という表
現はガラスの組成表示で慣用されているところに従った
ものであって、P2 5 等の成分は必ずしもガラス中で
の状態を示すものではないか、両表現において、P2
5 は溶融ガラス化の際の投入原料というよりはガラスの
基本骨格を示すものとしての意味を持ち(投入原料して
は例えばリン酸アンモニウム)、一方、PbCl2 、S
nCl2 およびPbOは投入原料がこれらの化合物であ
ることが普通である。
Here, P 2 O 5 -PbCl 2 -SnCl
2 and the expression P 2 O 5 —PbO—SnCl 2 is in accordance with the convention used in the compositional representation of glass, and the components such as P 2 O 5 do not necessarily represent the state in the glass. Not shown, in both expressions P 2 O
5 has the meaning of showing the basic skeleton of glass rather than the raw material used for molten vitrification (for example, ammonium phosphate as a raw material to be charged), while PbCl 2 , S
The input materials for nCl 2 and PbO are usually these compounds.

【0021】本発明において用いられるガラスは、 100
〜 300℃、好ましくは 150〜 250℃、という温度領域で
溶融混合可能なものである。ここで「溶融混合可能」で
あるということは、当該ガラス(および有機高分子化合
物)の溶融時の粘度が104 pois以下であることをいう。
The glass used in the present invention is 100
It can be melt-mixed in a temperature range of up to 300 ° C, preferably 150 to 250 ° C. Here, "melt-mixable" means that the viscosity of the glass (and the organic polymer compound) at the time of melting is 10 4 pois or less.

【0022】このような本発明に使用可能なガラスは、
ガラス転移点が70〜 200℃、好ましくは 100〜 150℃、
ガラス屈伏点が90〜 300℃、好ましくは 150〜 250℃、
の範囲内にあるものである。
The glass usable in the present invention is
Glass transition point is 70 ~ 200 ℃, preferably 100 ~ 150 ℃,
Glass deformation point 90 ~ 300 ℃, preferably 150 ~ 250 ℃,
Is within the range of.

【0023】本発明に用いるガラスは、透明なものであ
っても、また着色されたものであってもよい。また、ガ
ラスは複数種の混合物であってもよい。
The glass used in the present invention may be transparent or colored. Further, the glass may be a mixture of plural kinds.

【0024】<有機高分子化合物>本発明において用い
られる有機高分子化合物は、 100〜 300℃という温度領
域で溶融混合可能なものであり、かつ上記温度範囲にお
いて前記低融点ガラスと良好な分散状態が得られるもの
である限り、任意のものを用いることができる。ここで
「溶融混合可能」であるとは、粘度が104 pois以下であ
ることをいうことは前記したところである。
<Organic Polymer Compound> The organic polymer compound used in the present invention can be melt-mixed in a temperature range of 100 to 300 ° C., and has a good dispersion state with the low melting point glass in the above temperature range. Any can be used as long as the above can be obtained. Here, "melt-mixable" means that the viscosity is 10 4 pois or less, as described above.

【0025】このような本発明に使用可能な有機高分子
化合物のひとつの例は、プラスチックおよびエラストマ
ーである。この場合の「プラスチック」も、ある程度の
ゴム状弾性を有するものが好ましい。一方、エラストマ
ーも、熱可塑性エラストマーのようにある程度可塑性を
有するものが好ましい。また、熱可塑性樹脂にイオン結
合を導入したアイオノマーなども好ましい。そのような
有機高分子化合物の中で特に好ましいものは、ポリウレ
タン、ポリエチレン、エチレン−プロピレン系弾性重合
体、例えばポリ(エチレン−プロピレン)(ランダムま
たはブロック共重合体およびポリ(エチレン−プロピレ
ン−非共役ジエン)、ポリメタクリル酸メチル、アイオ
ノマーならびにその他のエチレン共重合体、たとえばポ
リ(エチレン−アクリル酸メチル)、などである。
One example of such an organic polymer compound that can be used in the present invention is plastic and elastomer. The “plastic” in this case also preferably has a certain degree of rubber-like elasticity. On the other hand, the elastomer is preferably one having a certain degree of plasticity such as a thermoplastic elastomer. Further, an ionomer obtained by introducing an ionic bond into a thermoplastic resin is also preferable. Particularly preferred among such organic polymer compounds are polyurethane, polyethylene, ethylene-propylene based elastic polymers such as poly (ethylene-propylene) (random or block copolymers and poly (ethylene-propylene-non-conjugated). Diene), polymethylmethacrylate, ionomers and other ethylene copolymers such as poly (ethylene-methyl acrylate).

【0026】<複合材料>本発明による複合材料は、 1
00〜 300℃の温度において共に溶融混合可能なガラス 1
〜99容量%と有機高分子化合物99〜 1容量%とからなる
ものであって、一方の成分である上記ガラスまたは上記
有機高分子化合物が分散粒子として他方の成分中に実質
的に均一に分散してなり、かつ複合材料中のガラスおよ
び有機高分子化合物がそれぞれ溶融状態下において混合
されて形成されたものであることを特徴とするものであ
る。なお、本発明において「容積」および「容量%」と
いうのは、重量と真の密度から求めた容積、およびそれ
を基準とした百分率であり、粒子間の空隙には関係しな
い。
<Composite Material> The composite material according to the present invention is 1
Glass that can be melt-mixed together at temperatures of 00 to 300 ° C 1
To 99% by volume and an organic polymer compound 99 to 1% by volume, wherein one of the above-mentioned glass or the above-mentioned organic polymer compound is dispersed as substantially uniformly dispersed particles in the other component. In addition, the glass and the organic polymer compound in the composite material are formed by being mixed in a molten state. In the present invention, the terms “volume” and “volume%” are the volume obtained from the weight and the true density, and the percentage based on that, and are not related to the voids between particles.

【0027】複合材料中のガラスと有機高分子化合物と
の割合は、目的とする複合材料ならびに具体的用途に応
じて適宜決定することができる。ガラスと有機高分子化
合物との割合を任意の範囲内で変更することにより、ガ
ラスが分散粒子として存在するもの、有機高分子化合物
が分散粒子として存在するもの、あるいはこれらの中間
段階にある複合材料を得ることができる。
The ratio of glass to the organic polymer compound in the composite material can be appropriately determined depending on the intended composite material and the specific application. By changing the ratio of the glass and the organic polymer compound within an arbitrary range, glass is present as dispersed particles, organic polymer compound is present as dispersed particles, or a composite material in an intermediate stage between these. Can be obtained.

【0028】<複合材料の製造>本発明による複合材料
の製造法は、 100〜 300℃の温度において共に溶融混合
可能なガラス 1〜99容量%と有機高分子化合物99〜 1容
量%とを、溶融状態において混合して、一方を他方に分
散させて製造すること、を特徴とするものである。ここ
で、「溶融状態において、混合して一方を他方に分散さ
せ」るとは、共に溶融状態であるガラスと有機高分子化
合物とを、分散相が約10ミクロン以下、特にサブミクロ
ンから数ミクロン、のオーダーとなるように緊密に混合
して、一方を他方に分散させることを言うものである。
<Production of Composite Material> The production method of the composite material according to the present invention comprises 1 to 99% by volume of glass and 99 to 1% by volume of an organic polymer compound which can be melt-mixed together at a temperature of 100 to 300 ° C. It is characterized by mixing in a molten state and dispersing one into the other to produce. Here, "in the molten state, mixing and dispersing one into the other" means that the glass and the organic polymer compound both in the molten state have a dispersed phase of about 10 microns or less, particularly from submicron to several microns. , Is mixed intimately so that one of them is dispersed in the other.

【0029】本発明は、ガラスと有機高分子化合物とを
「溶融状態において、混合して一方を他方に分散させ」
る前段階において、ガラスと有機高分子化合物とを予備
的に混合することができ、そのような予備的混合が実施
されたものは、本発明の好ましい一実施態様をなすもの
である。この予備的混合は、例えば共に溶融状態でない
ガラスおよび有機高分子化合物とを混合したり、あるい
は溶融状態のガラスに溶融状態でない有機高分子化合物
とを混合したりして行うことができる。予備的混合に際
してはガラスおよび(または)有機高分子化合物は(そ
れらが溶融状態でない場合には)、微粉状(粒子径 0.1
〜 3mm程度)であることが普通である。
In the present invention, glass and an organic polymer compound are "mixed in a molten state to disperse one into the other."
The glass and the organic polymer compound can be preliminarily mixed in the preceding step, and such premixing constitutes one preferred embodiment of the present invention. This preliminary mixing can be performed, for example, by mixing the glass and the organic polymer compound which are not in the molten state together, or by mixing the glass in the molten state with the organic polymer compound which is not in the molten state. During the preliminary mixing, the glass and / or the organic polymer compound (if they are not in the molten state) are in the form of fine powder (particle size 0.1
It is usually about ~ 3 mm).

【0030】本発明の複合材料を製造するにあたって
は、本発明の趣旨に反しない限りにおいて、必要に応じ
て他の成分、例えばPbO−B2 3 系低融点ガラス、
ケイ素化合物、カルコゲン系ガラス等を用いることがで
きる。従って、本発明による複合材料ならびにその製造
法は、そのような合目的的な第三成分ならびにその添加
工程を含んでなるものも包含する。
In producing the composite material of the present invention, other components, such as PbO-B 2 O 3 -based low melting point glass, may be added, if necessary, as long as it does not violate the spirit of the present invention.
A silicon compound, chalcogen-based glass or the like can be used. Therefore, the composite material according to the present invention and the method for producing the same also include those comprising such a purposeful third component and its addition step.

【0031】[0031]

【実施例】実施例1 (a)「ガラス」として、P2 5 −PbCl2 −Sn
Cl2 系ガラス、 P2 5 : 40モル% PbCl2 : 20モル% SnCl2 : 40モル% の化学組成のものを選び、原料としてNH4 2
4 、PbCl2 およびSnCl2 を使用した。
EXAMPLES Example 1 (a) As “glass”, P 2 O 5 —PbCl 2 —Sn
Cl 2 based glass, P 2 O 5 : 40 mol% PbCl 2 : 20 mol% SnCl 2 : 40 mol% chemical composition is selected, and NH 4 H 2 P is used as a raw material.
O 4 , PbCl 2 and SnCl 2 were used.

【0032】この原料 50g を 450℃30分間溶融した
後、流し出して急冷しガラスを得た。このガラスを粉砕
して粉末状とした。得られたガラスの物性は、以下のと
おりであった。 ガラス転移点 : 145 ℃ ガラス屈伏点 : 163 ℃ 熱膨張係数 : 20×10-6 平均粒径 : 約 100μm
After melting 50 g of this raw material at 450 ° C. for 30 minutes, it was poured out and rapidly cooled to obtain glass. This glass was crushed into a powder. The physical properties of the obtained glass were as follows. Glass transition point: 145 ℃ Glass deformation point: 163 ℃ Thermal expansion coefficient: 20 × 10 -6 Average particle size: Approximately 100 μm

【0033】(b)「有機高分子化合物」としてポリウ
レタン(東洋紡(株)製、商品名「E−2090R」)
を使用した。これは、平均粒径 3〜 4mmのペレット形状
をしている。
(B) Polyurethane as "organic polymer compound" (trade name "E-2090R" manufactured by Toyobo Co., Ltd.)
It was used. It has a pellet shape with an average particle size of 3-4 mm.

【0034】(c)上記の(a)と(b)を、(1) 5:9
5 、(2) 20:80 および(3) 50:50 (体積比)の割合で混
合して、混練機(東洋製機社製、商品名「ラボプラスト
ミル 30C150 型」)を用いてそれぞれ 160、 190および
220℃でローラー回転速度50r.p.m.で30分間混練処理し
た。
(C) The above (a) and (b) are (1) 5: 9
5, (2) 20:80 and (3) 50:50 (volume ratio) were mixed in a ratio of 160 and each using a kneader (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., trade name "Labo Plastomill 30C150 type"). , 190 and
The mixture was kneaded at 220 ° C. and a roller rotation speed of 50 rpm for 30 minutes.

【0035】電子顕微鏡により混練物の切片を観察(以
下の実施例についても同様)したところ、混合比、混練
温度によりポリウレタン中に、ガラスが球状に分散した
形、ガラスがファイバー状に分散した形、ならびにガラ
スとポリウレタンが三次元的にからみあった形、をして
いた。得られた複合材料は、所期の要求性能を充足して
いた。
Observation of a section of the kneaded material with an electron microscope (the same applies to the following examples) shows that the shape of the glass dispersed in a spherical shape and the shape of the glass dispersed in a fiber in the polyurethane depending on the mixing ratio and the kneading temperature. , And glass and polyurethane were three-dimensionally entangled. The obtained composite material satisfied the desired performance.

【0036】実施例2 実施例1においてガラス粉末および(または)ポリウレ
タンペレットを、事前にシリコンカップリング剤により
表面処理をしてぬれ性を改善したところ、ポリウレタン
中に分散しているガラスの粒径が小さくなった。
Example 2 The glass powder and / or polyurethane pellets obtained in Example 1 were surface-treated in advance with a silicon coupling agent to improve the wettability, and the particle size of the glass dispersed in polyurethane was found. Became smaller.

【0037】実施例3 実施例1において、混練を減圧下で行ったところ、ガラ
スに剪断力が多くかかり、ガラスの分散性が向上した。
Example 3 In Example 1, when kneading was performed under reduced pressure, a large shearing force was applied to the glass and the dispersibility of the glass was improved.

【0038】実施例4 (a)「ガラス」として、実施例1の(a)と同じもの
を使用した。 (b)「有機高分子化合物」として、高密度ポリエチレ
ン(ダイヤポリマー社製、商品名「三菱ポリエチ」)を
使用した。これは、平均粒径 3〜 4mmのペレット形状を
している。 (c)上記の(a)と(b)を、(1) 5:95 (2) 20:80
(3) 50:50 (体積比)の割合で混合して、実施例1と同
じ条件で混練機を用いて混練処理した。
Example 4 (a) As "glass", the same glass as in (a) of Example 1 was used. (B) As the “organic polymer compound”, high-density polyethylene (trade name “Mitsubishi Polyethylene” manufactured by Diapolymer Co., Ltd.) was used. It has a pellet shape with an average particle size of 3-4 mm. (C) The above (a) and (b) are (1) 5:95 (2) 20:80
(3) The mixture was mixed at a ratio of 50:50 (volume ratio) and kneaded using the kneader under the same conditions as in Example 1.

【0039】混練物は、混合比、混練温度によりポリエ
チレン中に、ガラスが球状に分散した形、ならびにガラ
スがファイバー状に分散した形、をしていた。得られた
複合材料は、所期の要求性能を充足していた。
The kneaded product had a form in which glass was dispersed spherically in polyethylene and a form in which glass was dispersed in fiber form in polyethylene depending on the mixing ratio and kneading temperature. The obtained composite material satisfied the desired performance.

【0040】実施例5 (a)「ガラス」として、実施例1の(a)と同じもの
を使用した。 (b)「有機高分子化合物」として、メタクリル酸メチ
ルポリマー(和光純薬工業社試薬)を使用した。これ
は、平均粒径 3〜 4mmのペレット形状をしている。 (c)上記の(a)と(b)を、20:80 (体積比)の割
合で混合して、混練機を用いて 190℃でローラー回転速
度50r.p.m.で30分間混練処理した。 混練物は、メタクリル酸メチル中にガラスが、球状に分
散した形をしていた。得られた複合材料は、所期の要求
性能を充足していた。
Example 5 (a) As "glass", the same glass as in (a) of Example 1 was used. (B) As the “organic polymer compound”, methyl methacrylate polymer (reagent from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used. It has a pellet shape with an average particle size of 3-4 mm. (C) The above (a) and (b) were mixed at a ratio of 20:80 (volume ratio), and kneaded using a kneader at 190 ° C. and a roller rotation speed of 50 rpm for 30 minutes. The kneaded product had a shape in which glass was spherically dispersed in methyl methacrylate. The obtained composite material satisfied the desired performance.

【0041】実施例6 (a)「ガラス」として、実施例1の(a)と同じもの
を使用した。 (b)「有機高分子化合物」として、ポリ(エチレン−
アクリル酸メチル)(三井デュポン・ケミカル社製、商
品名「HRP」)を使用した。これは、平均粒径3〜 4m
mのペレット形状をしている。 (c)上記の(a)と(b)を、20:80 (体積比)の割
合で混合して、混練機を用いて 190℃でローラー回転速
度50r.p.m.で30分間混練処理した。 混練物は、ポリ(エチレン−アクリル酸メチル)中に、
ガラスが球状に分散した形をしていた。得られた複合材
料は、所期の要求性能を充足していた。
Example 6 (a) As "glass", the same one as in (a) of Example 1 was used. (B) As the “organic polymer compound”, poly (ethylene-
Methyl acrylate) (trade name “HRP” manufactured by Du Pont-Mitsui Chemicals, Inc.) was used. This has an average particle size of 3-4 m
It has a pellet shape of m. (C) The above (a) and (b) were mixed at a ratio of 20:80 (volume ratio), and kneaded using a kneader at 190 ° C. and a roller rotation speed of 50 rpm for 30 minutes. The kneaded product was poly (ethylene-methyl acrylate),
The glass had a spherically dispersed shape. The obtained composite material satisfied the desired performance.

【0042】実施例7 (a)「ガラス」として、実施例1の(a)と同じもの
を使用した。 (b)「有機高分子化合物」として、アイオノマー(三
井デュポン・ケミカル社より購入、商品名「ハイミラ
ン」)を使用した。これは、平均粒径 3〜 4mmのペレッ
ト形状をしている。 (c)上記の(a)と(b)を、20:80 (体積比)の割
合で混合してから分割し、混練機を用いて、各々 130
℃、 160℃、 190℃または 220℃、で、ローラー回転速
度50r.p.m.で30分間混練処理した。 130℃の時の混練物は、アイオノマー中に、ガラスがフ
ァイバー状に分散した形をしていた。また、混練温度を
上げていくと 160〜 220℃では、ガラスが球状でなく不
規則な形で分散している形をしていた。この分散状態は
他の有機高分子化合物を使用した場合と著しく異なって
いた。得られた複合材料は、所期の要求性能を充足して
いた。
Example 7 (a) As "glass", the same glass as in (a) of Example 1 was used. (B) As the “organic polymer compound”, an ionomer (purchased from Mitsui DuPont Chemical Co., Ltd., trade name “HIMIRAN”) was used. It has a pellet shape with an average particle size of 3-4 mm. (C) The above (a) and (b) were mixed at a ratio of 20:80 (volume ratio) and then divided, and each mixture was mixed with a kneader to obtain 130
Kneading was carried out for 30 minutes at a roller rotation speed of 50 rpm at 60 ° C, 160 ° C, 190 ° C or 220 ° C. The kneaded product at 130 ° C. was in the form of fibers dispersed in the ionomer. Further, when the kneading temperature was raised, the glass was not spherical but irregularly dispersed at 160 to 220 ° C. This dispersed state was significantly different from the case of using other organic polymer compounds. The obtained composite material satisfied the desired performance.

【0043】実施例8 (a)「ガラス」として、P2 5 −PbO−SnCl
2 系ガラス、 P2 5 : 40モル% PbO : 30モル% SnCl2 : 30モル% の化学組成のものを選び、原料としてNH4 2
4 、PbCl2 、SnCl2 を使用した。この原料 5
0g を 450℃30分間溶融した後、流し出して急冷しガラ
スを得た。このガラスを粉砕して粉末状とした。得られ
たガラスの物性は以下のとおりであった。 ガラス転移点 : 165 ℃ ガラス屈伏点 : 185 ℃ 熱膨張係数 : 21×10-6 平均粒径 : 約 100μm
Example 8 (a) As "glass", P 2 O 5 -PbO-SnCl was used.
2 type glass, P 2 O 5 : 40 mol% PbO: 30 mol% SnCl 2 : 30 mol% chemical composition is selected, and NH 4 H 2 P is used as a raw material.
O 4 , PbCl 2 and SnCl 2 were used. This stuff 5
After melting 0 g of the mixture at 450 ° C. for 30 minutes, it was poured out and rapidly cooled to obtain glass. This glass was crushed into a powder. The physical properties of the obtained glass were as follows. Glass transition point: 165 ℃ Glass deformation point: 185 ℃ Thermal expansion coefficient: 21 × 10 -6 Average particle size: Approx. 100 μm

【0044】(b)「有機高分子化合物」として、アイ
オノマー(三井デュポン・ケミカル社製、商品名「ハイ
ミラン」)を使用した。これは、平均粒径 3〜 4mmのペ
レット形状をしている。
(B) As the "organic polymer compound", an ionomer (manufactured by Mitsui DuPont Chemical Co., Ltd., trade name "HIMIRAN") was used. It has a pellet shape with an average particle size of 3-4 mm.

【0045】(c)上記の(a)と(b)を、 20:80
(体積比)の割合で混合して、混練機を用いて 190℃で
ローラー回転速度50r.p.m.で30分間混練処理した。
(C) The above (a) and (b) are replaced by 20:80.
The mixture was mixed at a ratio of (volume ratio) and kneaded at 190 ° C. for 30 minutes at a roller rotation speed of 50 rpm with a kneader.

【0046】混練物は、アイオノマー中に、ガラスがフ
ァイバー状に分散した形、あるいはガラスが球状でなく
不規則な形で分散している形、をしていた。この分散状
態は他の有機高分子化合物を使用した場合と著しく異な
っていた。得られた複合材料は、所期の要求性能を充足
していた。
The kneaded product had a form in which glass was dispersed in the ionomer in the form of fibers, or a form in which the glass was dispersed in an irregular shape instead of spherical shape. This dispersed state was significantly different from the case of using other organic polymer compounds. The obtained composite material satisfied the desired performance.

【0047】実施例9 ガラスの組成を表1のA〜Hのように代えたガラスの粉
末(約 100μm)と有機高分子化合物アイオノマー( 3
〜 4mmペレット)を 20:80の割合(容積比)で混合し
て、混練機を用いて約 190℃でローラー回転速度50r.p.
m.で30分間混練して、複合材料を作製した。その表面を
平滑にしてから一定時間水に浸漬したのち、その表面の
浸食状態を観察した。得られた結果を表1に示す。
Example 9 Glass powder (about 100 μm) in which the composition of the glass was changed as shown in A to H of Table 1 and an organic polymer compound ionomer (3
~ 4 mm pellets) at a ratio of 20:80 (volume ratio) and a kneader at about 190 ° C and roller rotation speed 50 r.p.
A composite material was prepared by kneading at m. for 30 minutes. After smoothing the surface and immersing it in water for a certain period of time, the eroded state of the surface was observed. The results obtained are shown in Table 1.

【0048】また、複合材料B、C、FおよびGをにつ
いて、水に浸漬したときの重量減を、以下の方法で測定
した。得られた結果を表1に併せて示す。複合材料耐水性測定法 10×10× 3(mm)の板状にした複合材料を、20℃の水に24
時間浸漬後、その重量減少割合(重量%)を測定する。
The weight loss of each of the composite materials B, C, F and G when immersed in water was measured by the following method. The obtained results are also shown in Table 1. Composite material water resistance measurement method 10 × 10 × 3 (mm) plate-shaped composite material, 24
After the time immersion, the weight reduction rate (% by weight) is measured.

【0049】表1 ガラス組成 A B C D E F G H 2 5 30 40 40 30 30 40 40 40 ZnCl2 60 40 SnCl2 30 30 20 10 30 40 PbCl2 10 20 30 40 50 50 PbO 30 20 有機高分子化合物 アイオノマ- ← ← ← ← ← ← ← 複合材料耐水性 × × ○ ○ ○ ○ ○ ○ 重量減少割合 − 3.0 0.3 − − 0.0 0.4 − 表中、○は変化なし、×はガラス部分が溶出して表面に
微細な凹凸が観察されたことを示す。
Table 1 Glass composition A B C D E F G H P 2 O 5 30 40 40 30 30 40 40 40 ZnCl 2 60 40 SnCl 2 30 30 20 10 30 40 PbCl 2 10 20 30 40 50 50 PbO 30 20 Organic polymer compound Ionoma- ← ← ← ← ← ← ← ← Composite material water resistance × × ○ ○ ○ ○ ○ ○ Weight reduction rate − 3.0 0.3 − − 0.0 0.4 − In the table, ○ indicates no change, and × indicates that the glass portion was eluted and fine irregularities were observed on the surface.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明による複合材料は、軽量で、常温
においてもある程度の変形が可能であること、ガス遮断
性および耐水性に優れること、並びに、本発明による複
合材料の製造法は、フッ素化合物などの有毒物が発生せ
ず、量産化に有効であること、は[発明の概要]の項に
前記したところである。
The composite material according to the present invention is lightweight, can be deformed to some extent even at room temperature, is excellent in gas barrier property and water resistance, and the method for producing the composite material according to the present invention is made of fluorine. The fact that no toxic substances such as compounds are generated and it is effective for mass production has been described in the section of [Summary of the Invention].

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】100〜 300℃の温度において共に溶融混合
可能な、P2 5 −PbCl2 −SnCl2 系またはP
2 5 −PbO−SnCl2 系のガラスと、有機高分子
化合物とを、溶融状態において混合してなることを特徴
とする、ガラス−有機高分子化合物複合材料。
1. A P 2 O 5 —PbCl 2 —SnCl 2 system or P, which can be melt-mixed together at a temperature of 100 to 300 ° C.
A glass-organic polymer compound composite material comprising a 2 O 5 —PbO—SnCl 2 -based glass and an organic polymer compound mixed in a molten state.
【請求項2】有機高分子化合物がポリウレタン、ポリエ
チレン、ポリ(エチレン−プロピレン)、ポリ(エチレ
ン−プロピレン−非共役ジエン)、ポリメタクリル酸メ
チル、ポリ(エチレン−アクリル酸メチル)、またはア
イオノマーである、請求項第1項記載の有機高分子化合
物複合材料。
2. The organic polymer compound is polyurethane, polyethylene, poly (ethylene-propylene), poly (ethylene-propylene-nonconjugated diene), polymethyl methacrylate, poly (ethylene-methyl acrylate), or an ionomer. The organic polymer compound composite material according to claim 1.
【請求項3】100〜 300℃の温度において共に溶融混合
可能な、P2 5 −PbCl2 −SnCl2 系またはP
2 5 −PbO−SnCl2 系のガラスと、有機高分子
化合物とを溶融状態において混合して、一方を他方に分
散させることを特徴とする、ガラス−有機高分子化合物
複合材料の製造法。
3. A P 2 O 5 —PbCl 2 —SnCl 2 system or P, which can be melt-mixed together at a temperature of 100 to 300 ° C.
A method for producing a glass-organic polymer compound composite material, which comprises mixing 2 O 5 -PbO-SnCl 2 -based glass and an organic polymer compound in a molten state and dispersing one in the other.
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