(57)【要約】【課題】本発明は、薄片状物質を形成するガラスの溶融成形性を向上させ、且つ化学的耐久性が良好な薄片状物質用のガラス組成物を提供することを課題とする。【解決手段】薄片状物質を形成するガラスを      ＳｉＯ２  ：３６〜５０質量％      Ｂ２Ｏ３    ：５〜７質量％      ＺｎＯ    ：６〜２５質量％      Ａｌ２Ｏ３：８〜１４質量％      ＣａＯ    ：２１〜２４質量％      ＭｎＯ２  ：０〜７質量％の組成物を含み、該組成物の合計が９５〜１００質量％からなる実質的にアルカリを含有しないガラスとすること。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＯ２  ：３６〜５０質量％
Ｂ２Ｏ３    ：５〜７質量％
ＺｎＯ    ：６〜２５質量％
Ａｌ２Ｏ３：８〜１４質量％
ＣａＯ    ：２１〜２４質量％
ＭｎＯ２  ：０〜７質量％
の組成物を含み、該組成物の合計が９５〜１００質量％からなる実質的にアルカリを含有しないガラスからなることを特徴とする薄片状物質。
【請求項２】
請求項１に記載の薄片状物質、及び樹脂成分を有する塗料組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は塗料、インキ、化粧料、プラスチック、フィルム等に粒子として含有される薄片状物質に関する。
【背景技術】
【０００２】
適切な大きさに制御された薄片状物質は、塗料、インキ、化粧料、プラスチック、フィルム等に粒子として含有される。当該薄片状物質は、表面が平坦性を有することから、薄片状物質からなる粒子を分散してなる物品では、薄片状物質の平面部に光が入射又は平面部で光が反射することで、光輝感等の独特の感応性を付与する。また、さらなる光輝感を付与するために薄片状物質の表面に金属被覆を施したものもある。薄片状物質は、特許文献１にあるようにＥガラスの組成を有するものから得られている。また、特許文献２では、薄片状物質の耐アルカリ性を向上させるためのガラス組成物、特許文献３では、薄片状物質用のガラス組成物として溶融成形時の窯の寿命を長いものとすることができるガラス組成物が開示されている。    
【特許文献１】特開昭６３−２０１０４１号公報
【特許文献２】特開平９−１１０４５３号公報
【特許文献３】特開２００１−２１３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
薄片状物質は、塗料や樹脂成形体の充填材として使用されるので、化学的耐久性が高いことが好ましい。また、薄片状物質の表面に金属被覆を施す場合、酸性およびアルカリ性の溶液（水溶液）中で処理されることがあるため、耐酸性、耐アルカリ性、耐水性に優れることが好ましい。以上のような耐久性の観点から、薄片状物質を形成するガラスは、ＳｉＯ２含有量が多いことが好ましい。しかしながら、高いＳｉＯ２含有量は、ガラスの溶融成形を難しいものとするので、薄片状物質のコスト増に繋がる。本発明は、薄片状物質を形成するガラスの溶融成形性を向上させ、且つ化学的耐久性が良好な薄片状物質用のガラス組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の薄片状物質は、
ＳｉＯ２  ：３６〜５０質量％
Ｂ２Ｏ３    ：５〜７質量％
ＺｎＯ    ：６〜２５質量％
Ａｌ２Ｏ３：８〜１４質量％
ＣａＯ    ：２１〜２４質量％
ＭｎＯ２  ：０〜７質量％
の組成物を含み、該組成物の合計が９５〜１００質量％、好ましく９８〜１００質量％、より好ましくは１００質量％からなる実質的にアルカリを含有しないガラスからなることを特徴とする。
【０００５】
実質的にアルカリ、すなわち、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋、Ｃｓ＋を含有しないとは、不純物として含有することはあっても、意図的にガラス組成物に導入しないということである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の薄片状物質は、該物質を形成するガラス組成物が低い溶融温度を有し、溶融成形性に優れることから、薄片状物質の低コスト化に奏功する。また、耐水性、耐酸性、耐アルカリ性等の化学的耐久性も良好であるので、塗料や樹脂成形体の充填材としての使用に効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の薄片状物質は、
ＳｉＯ２  ：３６〜５０質量％
Ｂ２Ｏ３    ：５〜７質量％
ＺｎＯ    ：６〜２５質量％
Ａｌ２Ｏ３：８〜１４質量％
ＣａＯ    ：２１〜２４質量％
ＭｎＯ２  ：０〜７質量％
の組成物を含み、該組成物の合計が９５〜１００質量％からなる実質的にアルカリを含有しないガラスからなる。
【０００８】
薄片状物質を形成するガラスに含まれる組成物中のＳｉＯ２はガラスの基礎成分となるものである。３６質量％未満では、ガラスの耐酸性等の化学的耐久性が低下する傾向があり、５０質量％超では、ガラスの溶融温度が高いものとなり、薄片状物質のコスト増に繋がる。このため、組成物中のＳｉＯ２の含有量は、さらには３６〜４５質量％とされることが好ましい。
【０００９】
組成物中のＢ２Ｏ３はガラスの溶融温度を低下させるものである。５質量％未満では、ガラスの溶融温度低下に効果が低く、７質量％超では耐アルカリ性等の化学的耐久性が低くなりやすい。このために組成物中のＢ２Ｏ３は、さらには５．５〜６．５質量％、またさらには６〜６．５質量％とすることが好ましい。
【００１０】
組成物中のＡｌ２Ｏ３は、ガラスの耐水性等の化学的耐久性を向上させる。８質量％未満では、耐水性の向上に効果が小さく、１４質量％超では、ガラスの失透が生じやすくなる。このため組成物中のＡｌ２Ｏ３は、さらには８．５〜１４質量％とすることが好ましい。
【００１１】
組成物中のＣａＯは、ガラスの溶融温度を低いものとする。２１質量％未満では、この効果が小さい。また、２４質量％超ではガラスが失透しやすくなり、そして、ガラスを成形するときに融液の均質性が低下し、薄片状物質を得にくくなる。このため組成物中のＣａＯは、さらには２１．５〜２３．５質量％とすることが好ましい。
【００１２】
組成物中のＺｎＯは、ガラスの耐アルカリ性等の化学的耐久性を向上させる。この観点から、６質量％未満ではこの効果が小さい。また、２５質量％超ではガラスが失透しやすくなる。このため組成物中のＺｎＯは、さらには６．３〜２４．５質量％、またさらには１１〜２４．５質量％とすることが好ましい。
【００１３】
組成物中のＭｎＯ２は、ガラスの耐水性を向上させるために導入してもよい。しかしながら、７質量％超ではガラスが失透しやすくなり、そして、ガラスを成形するときに融液の均質性が低下し、薄片状物質を得にくくなる。
【００１４】
前記組成物は、ガラス中に９５〜１００質量％含まれる。ガラスは、前記組成物以外に、本発明の趣旨を本質的に変えない範囲で、酸化鉄、三酸化硫黄、酸化アンチモン、酸化ジルコニウム、酸化チタン等の他の成分が導入されることがある。
【００１５】
本発明で得られる薄片状物質の厚さは０．１〜１０μｍ、さらには０．２〜７μｍであることが好ましい。１０μｍより厚いと薄片の断面にクラックが入りやすく、０．１μｍより薄いと薄片が脆くなりやすい。尚、薄片の両主面（端面でない部分）は、略平行であることが好ましい。
【００１６】
また、物品への分散性をより向上させることを目的とし、薄片状物質のアスペクト比（厚さに対する長径の比）が３〜３００、好ましくは１０〜２００と設定してもよい。
【００１７】
本発明の薄片状物質を充填材として分散された塗料組成物は、樹脂成分を有し、好ましくは硬化剤を有する。該樹脂成分としては、架橋性官能基を有する種々の樹脂が使用可能である。好ましい例として、架橋性官能基を有するポリエステル樹脂、架橋性官能基を有するアクリル樹脂、架橋性官能基を有するエポキシ樹脂、架橋性官能基を有する含フッ素樹脂等の架橋性官能基を有する硬化性樹脂等が挙げられる。そして、架橋性官能基の例としては、水酸基などが挙げられる。
【００１８】
樹脂に含まれる架橋性官能基の数は、１分子中に１以上であればよいが、２以上であることが好ましい。特に、樹脂の水酸基価は、１〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましく、５〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましく、１０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇが特に好ましい。これらの樹脂の数平均分子量は、好ましくは３００〜１５０００、より好ましくは５００〜５０００、さらに好ましくは５００〜３０００とされる。
【００１９】
前記樹脂成分は硬化剤とともに使用されることが好ましい。硬化剤の例としては、例えば、イソシアネート基及び／又はブロック化イソシアネート基を分子中に２以上含むポリイソシアネート化合物、メラミン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。ポリイソシアネート化合物の例としては、例えばヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−４，４'−ジイソシアネート等が挙げられる。
【００２０】
ブロック化イソシアネート化合物の例としては、例えば、上記のイソシアネート化合物のイソシアネート基の一部又は全部をブロック化剤でブロックして製造したものが挙げられる。このブロック化剤の例としては、ε-カプロラクタム、メチルエチルケトオキシム、メチルイソアミルケトオキシム、メチルイソブチルケトオキシムなどのケトオキシム系ブロック化剤、３，５−ジメチルピラゾール、１，２，４−トリアゾールなどのアゾール系ブロック化剤、フェノール、クレゾール、カテコール、ニトロフェノールなどのフェノール系ブロック化剤、イソプロパノール、トリメチロールプロパンなどのアルコール系ブロック化剤、マロン酸エステル、アセト酢酸エステルなどの活性メチレン系ブロック化剤などが挙げられる。
【００２１】
該塗料組成物は、必要に応じ、硬化触媒、溶剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、流動調整剤などの各種添加剤を配合してもよい。該塗料組成物は、塗料組成物を加温、有機溶剤又は反応性希釈剤を添加する等して所望の粘度に調整した後、エアースプレー、静電エアースプレー、ロールコーター、フローコーター、ディッピング形式による汎用の塗装機、刷毛、バーコーター、アプリケーターなどを用いて乾燥後の塗膜の膜厚が通常０．３〜３００μｍになるように塗布し、５０〜３００℃の温度で５秒〜４８時間かけて硬化させる等して、支持体に塗装される。  該支持体の例としては、プラスチック、金属等が挙げられる。また、これらの支持体は、プライマー処理されたものであってもよい。
【実施例】
【００２２】
ＳiＯ２源として珪砂を、Ｂ２Ｏ３源としてホウ酸を、ＺｎＯ源として亜鉛華を、Ａｌ２Ｏ３源として酸化アルミニウムを、ＣａＯ源として炭酸カルシウムを、Ｌi２Ｏ源として炭酸リチウムを、Ｎａ２Ｏ源として炭酸ナトリウムを、Ｋ２Ｏ源として炭酸カリウムを、ＺｒＯ２源として珪酸ジルコニウムを、ＭｎＯ２源として二酸化マンガンを、ＭｇＯ源として炭酸マグネシウムを、ＢａＯ源として炭酸バリウムを、ＳｒＯ源として炭酸ストロンチウムを要した。これらを所望の組成となるべく調合したうえで、白金ルツボに投入し、電気加熱炉内で１２００〜１５００℃、約６時間加熱溶融した。
【００２３】
次に、加熱溶融の途中で白金棒によりガラス融液を攪拌してガラスを均質化させた。次に、溶融ガラスを鋳型に流し込み、ガラスブロックとし、６００〜７００℃に保持した電気炉に移入して該炉内で徐冷した。得られたガラス試料は泡や脈理の無い均質なものであった。
【００２４】
各実施例のガラスに含まれる組成物と、各実施例の評価結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
2010059039.tif 000002
【００２６】
＜各実施例のガラスの評価＞
１．失透温度
失透温度は、溶融ガラスから引き上げ法により採取した約３ｍｍφのガラス棒を２〜３ｍｍ程度の長さに切断して、測定試料を作製した。温度傾斜炉（オザワ科学（株）製）中、設定温度で２時間保持した後、急冷法により測定した。失透温度の測定にはNikon社製偏光顕微鏡ECLIPSE E600 POLを用いた。なお、失透の発生が確認できた温度と確認できなかった温度との中間の温度を失透温度とした。
【００２７】
２．作業温度及び溶融温度
作業温度及び溶融温度は白金球引き上げ法によって、また液相温度は白金ホルダーと温度傾斜炉を用いた急冷法によりそれぞれ測定した。
【００２８】
３．熱膨張係数
熱膨張係数は、熱機械分析装置ＴＭＡ８３１０（理学電機（株）製）を用いて、５℃/分で昇温したときの３０〜３００℃での伸び量から求めた。
【００２９】
４．化学的耐久性
化学的耐久性としては、耐酸性、耐アルカリ性および耐水性を測定した。各測定では、ガラスサンプルの一部を、粒径が２５０〜４２５μｍとなるまでボールミルで粉砕し、その粒状またはフレーク状ガラスを比重グラム精秤した。次に、８０℃に保持した０．０１Ｎの硝酸水溶液、１０重量％の水酸化ナトリウム水溶液またはイオン交換水中に、この粒状またはフレーク状ガラスを２４時間浸漬した後、その重量減少率（％）を算出した。この重量減少率が低いほど、耐酸性、耐アルカリ性または耐水性が高いことを示す。粒状ガラスの化学的耐久性はＥガラスと同等であった。また、フレーク状ガラスの耐酸性はＥガラスと同等であり、耐アルカリ性、耐水性はＥガラスよりも優れていることが確認できた。中でも、組成物中のＳｉＯ２の含有量が３６〜４５質量％、Ｂ２Ｏ３含有量が６〜６．５質量％、ＺｎＯ含有量が１１〜２４．５質量％、Ａｌ２Ｏ３含有量が８．５〜１４質量％、ＣａＯ含有量が２１．５〜２３．５質量％、ＭｎＯ２含有量が０〜７質量％であるフレーク状ガラスは、耐酸性がＥガラスで作製したフレーク状ガラスと同等で、耐アルカリ性、耐水性はＥガラスで作製したフレーク状ガラスよりも良好であり、極めて優れた化学的耐久性を有することが確認できた。
【００３０】
＜薄片状物質の調製＞
各実施例のガラスについて、公知の技術でフレーク状ガラスを作製したところ、安定して作製できることが確認できた。１２００〜１５００℃の電気炉で溶融したガラスに内径４〜６ｍｍφの白金パイプの先端を浸し、エアーガンを用いて即座に空気を吹き入れた。空気圧はフレークの厚みが５μｍとなるように設定した。
【００３１】
各実施のガラスは、作業温度が１０４０℃以下であり、ガラスの成形作業が容易であり、生産コストの削減に寄与するものであった。
【００３２】
＜薄片状物質の金属被覆＞
以下のように、各実施例のフレーク状ガラスに銀メッキ処理を施したところ、フレーク状ガラスが処理中に劣化されることなく均一に銀で被覆できることが確認できた。０．５重量％塩化スズ（ＩＩ）水溶液に希塩酸を加えｐＨ２〜２．５に調整後、フレーク状ガラスを加えて１５分間撹拌して濾過と水洗をした。次に１．２５重量％硝酸銀水溶液に０．５ｍｏｌ／ｌ水酸化ナトリウム水溶液およびアンモニア水を投入した溶液に、前記濾過したフレーク状ガラスを投入し均一に分散させた。さらに上記フレーク状ガラスが入って溶液に酒石酸ナトリウムカリウム四水和物、グルコースをイオン交換水に溶解させ、次にメタノールを加えて均一に調整した溶液を加えて３０分間撹拌した。その後被膜が形成されたフレーク状ガラスを濾過、水洗して１００℃の乾燥機で３０分間乾燥させ、光輝性薄片状物質を得た。