(57)【要約】【課題】３００℃以上の耐熱性及び４００℃以下の接着処理性を同時に満たす接着剤はなかった。【解決手段】溶融性を有する有機無機ハイブリッドガラス状物質を接着成分として用いる接着剤。軟化温度が４０℃以上４００℃以下、加熱処理を行う度に軟化温度が上昇する、３００〜８００ｎｍでの平均可視光透過率が１００μｍ厚で８０％以上である特徴を有す。上記の接着剤を用いる物品の接着方法。少なくとも２つの物品の間に接着剤を挟み、加熱処理で融着する、接着のための加熱処理が４０〜６００℃でなされる、少なくとも物品の片方がガラスである特徴を有す。上記の方法で接着された物品で、接着強度が５ＭＰａ以上である特徴を有す。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融性を有する有機無機ハイブリッドガラス状物質を接着成分として用いることを特徴とする接着剤。
【請求項２】
軟化温度が４０℃以上４００℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の接着剤。
【請求項３】
加熱処理を行う度に軟化温度が上昇することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の接着剤。
【請求項４】
３００〜８００ｎｍでの平均可視光透過率が３ｍｍ厚で８０％以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の接着剤。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の接着剤を用いることを特徴とする物品の接着方法。
【請求項６】
少なくとも２つの物品の間に接着剤を挟み、加熱処理で融着することを特徴とする請求項５に記載の物品の接着方法。
【請求項７】
接着のための加熱処理が４０〜６００℃でなされることを特徴とする請求項６に記載の物品の接着方法。
【請求項８】
少なくとも物品の片方がガラスであることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の物品の接着方法。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれかに記載の方法で接着されたことを特徴とする物品。
【請求項１０】
接着強度が５ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項９に記載の物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機無機ハイブリッドガラス状物質を主成分とした接着剤、その接着剤を用いる物品の接着方法及び接着された物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
物品と物品を接着させることは重要な技術であり、これまでも多くのところでなされてきた。しかし、接着はその処理温度、使用温度、材料等が異なれば、その接着剤も変化させなければならないことが多い、難しい側面をもった技術である。さらには、他の要求性能、例えば透明性を確保しながらの接着、あるいは接着面形状が複雑な場合等、従来から難しいとされてきた接着に関する問題も依然として存在している。特に、これらの問題に対する要求は接着処理温度や使用温度との関係の中で、顕在化している。
【０００３】
例えば、透明性を確保しながらの接着の場合、ガラス同士の接着がよく使われているので例示すると、例えばガラスの持つ欠点である脆性破壊に対する安全性を向上させながら透明性材料とすることができる。ポリビニルブチラール（以後、ＰＶＢ）を使って接着される、いわゆる合わせガラスが代表的であり、破壊した場合でもガラスが飛散や脱落しにくいという特徴および紫外線を吸収するというＰＶＢの特徴を有しているので、安全性や防犯性が要求される場所、あるいは紫外線を防止したい場所など、数多くのところで使われている。その使用例は、自動車のフロントガラス、建築物や鉄道車両のドアや窓ガラス、ショーウィンドウ、水槽、プールの覗き窓、ベランダのフェンスなど数多く、合わせガラスの使用は近年ますます増大する方向にある。例えば、自動車のフロントガラスは、その安全性をさらに高めるため、それまで使われていた部分強化ガラスが禁止され、合わせガラスのみが使用できることと変化してきている。
【０００４】
この合わせ化は、例えば前述のＰＶＢやエバフィルム（以後、ＥＶＡ）を使って接着されているが、ＰＶＢやＥＶＡは典型的な有機物質であるため、３００℃以上の温度に耐えることはできず、また使用時も例えば１００℃を越えると、合わせガラスの特性から重ねガラスの特性に変化する等、多くの問題が発生する。このため、もっと高温の状態においても対応できる接着剤が期待されている。
【０００５】
また、その表面形状が複雑な場合もその接着は難しくなる。例えば、ＩＣ用セラミックパッケージ、ディーゼル排ガスフィルター、焼却炉壁、各種炉ガスケットの構造用部材等を接着する場合、その複雑な形状面における接着は難しいものである。一般的にこのような場合、接着の処理温度は高くとも良い場合が多いので、５００〜６００℃のいわゆる低融点ガラスが使われてきた。しかし、このような材料を接着する場合においても、その接着処理の温度は低い方が望ましい方が言うまでもない。接着面が複雑であるため、接着状況の確認作業が重要となることが多いからである
一般的に接着処理の温度は低い方が良く、４００℃以下、特に３００℃以下が望ましいが、場合によっては６００℃前後でも良い場合もある。また、３００℃以下で接着処理した場合には、３００℃以上での接着保持性が要求されることになる。以上を考慮すると、軟化温度が４００℃以下でかつ接着保持性は３００℃を超える接着剤が望ましい。一方、６００℃前後でも処理できることも必要である。しかし、このような有用な接着性を有する接着剤を得ることは非常に困難な状況にあった。軟化温度が４００℃未満での接着性を有するものとなると、低融点ガラスといえども適切なものはなかった。また、地球環境の問題から鉛を含まないガラスが強く要求されている中、無鉛ガラスで接着性のある低融点ガラスを開発することはさらに難しい。
【０００６】
一般的な低融点ガラスの製造方法としては、溶融法と低温合成法が知られている。溶融法はガラス原料を直接加熱することにより溶融してガラス化させる方法で、多くのガラスがこの方法で製造されており、低融点ガラスもこの方法で製造されている。しかし、低融点ガラスの場合、融点を下げるために、鉛やアルカリ、ビスマスなどの含有を必要とするなど、構成できるガラス組成には多くの制限がある。
【０００７】
一方、非晶質バルクの低温合成法としては、ゾルゲル法、液相反応法及び無水酸塩基反応法が考えられている。ゾルゲル法は金属アルコキシドなどを加水分解−重縮合し、５００℃を超える温度、通常は７００〜１６００℃で熱処理することにより、バルク体を得ることができる。しかし、ゾルゲル法で作製したバルク体は、接着剤料としての特性を有していない。さらには、溶融性原料溶液の調製時に導入するアルコールなど有機物の分解・燃焼、又は有機物の分解ガス若しくは水の加熱過程における蒸発放出などのために多孔質となることが多く、接着剤料として必要とされる強さにも問題があった。
【０００８】
さらに、液相反応法は収率が低いために生産性が低いという問題の他、反応系にフッ酸などを用いることや薄膜合成が限度とされていることなどから、現実的にバルク体を合成する手法としては不可能に近い。すなわち、液相反応法による実用的な低融点ガラスはまだ開発されていない状況下にある。
【０００９】
このように、多くの低融点ガラスの製造は低温合成法ではなく、溶融法により行われてきたが、ガラス原料を溶融する都合上からそのガラス組成は制限される。また、接着性を有するガラスを製作する場合、鉛を使っても軟化点が４００℃以下とするのは非常に難しい。さらに、鉛を使わず、透明でかつ４００℃以下での接着性を有する実用レベルにある低融点ガラスとなると、世の中では開発されていない。
【００１０】
この接着剤に対する要望をさらに述べると、ガラスの透明性を活かすためにその接着剤が無色透明であること、ＰＶＢやＥＶＡよりも接着処理性があること、接着剤の厚さを制御できること等の他、最終的にはその接着性が高温まで持続することが望ましいことになる。
【００１１】
公知文献をみると、ＰＶＢフィルムと遮音フィルムを組み合わせた合わせガラス（例えば、特許文献１参照）、ＩＣのセラミックスパッケージの封止用などに数多く使われているＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３を主成分とするセラミックス材料を接合するハンダガラス材料（例えば、特許文献２参照）、結晶性ガラス組成物からなる封着物（例えば、特許文献３参照）等が開示されている。
【００１２】
このような中、有機無機ハイブリッドガラスが鉛ガラスに代わる低融点材料として着目されている（例えば、非特許文献１、特許文献４及び５参照）。有機無機ハイブリッドガラスは機能性膜材としては着目されたこと（例えば、特許文献６）もあるが、それ以外の応用はあまり検討されていない。このため、有機無機ハイブリッドガラスは外壁コート材等の一部用途に限られてきた。有機無機ハイブリッドガラスを機能性膜やコート材ではなく、いわゆるバルク体として利用する研究は開始されたばかりであり、その性質も不明のことが多い。特に、その接着作用についての基礎事項はほとんど不明であり、その製造方法や厚さ制御の手法も完成されているとは言えない状態にある。
【００１３】
【特許文献１】特開平９−１６５２３５号公報
【特許文献２】特開平７−３３０３７４号公報
【特許文献３】特開平９−２５５３６０号公報
【特許文献４】特開２００３−３１３３００号公報
【特許文献５】特開２００３−３１３０４８号公報
【特許文献６】特開平２−１３７７３７号公報
【非特許文献１】高橋雅英、新居田治樹、横尾俊信、New Glass, ８-１４，１７(２００２).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
例えば、ＰＶＢやＥＶＡを使って接着された物品では、その接着処理が３００℃以下でできるという長所は有するが、３００℃以上の温度に耐えることはできず、また使用時も例えば１００℃を越えると、その接着性は著しく劣化するという問題があった。
【００１５】
また、多くの低軟化点材料を用いた接着剤、特に従来の低融点ガラスによる接着剤の製造は溶融法により行われてきたため、そのガラス組成には多くの制限があり、３００℃以上の耐熱性及び４００℃以下での接着作業性を同時に満たす接着剤はなかった。特に、透明性を有しながら上述の条件を満足するガラスはなかった。
【００１６】
一方、低融点ガラスを低温合成法のゾルゲル法で製造しようとした場合、その緻密化のために５００℃以上の温度処理が必要となるが、その温度で処理すると低融点ガラスとはならないので、結果として３００℃以上の耐熱性及び４００℃以下での接着作業性を有する透明性のガラス接着剤とはならなかった。
【００１７】
特開平９−１６５２３５号公報で開示された方法ではＰＶＢフィルムと遮音フィルムという特性が異なる２種類のフィルムを使ってガラス接着する可能性を示している点では有用であるが、３００℃以上の雰囲気下で使用することはできない。特開平７−３３０３７４号公報で開示された材料は、接着作用を有するが、ＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３を主成分としており、地球環境の面からみて問題がある。また、特開平９−２５５３６０号公報で開示された材料では接着処理温度が４００℃以下の接着剤とすることができない。さらに、特開２００３−３１３３００号公報、特開２００３−３１３０４８号公報又は特開平２−１３７７３７号公報でも、接着性に関することは述べられていない。
【００１８】
このように、例えばＰＶＢに代表されるこれまでの接着用膜や鉛を含まない低融点ガラス、さらには他の接着剤でも、３００℃以上の耐熱性及び４００℃以下の接着処理性を同時に満たすことはできなかった。特に、３００℃以下での接着処理性と３００℃以上の耐熱性、さらにはその透明性を同時に満たす接着剤はなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、溶融性を有する有機無機ハイブリッドガラス状物質を接着成分として用いる接着剤である。
【００２０】
また、軟化温度が４０℃以上４００℃以下である上記の接着剤である。
【００２１】
また、加熱処理を行う度に軟化温度が上昇する上記の接着剤である。
【００２２】
また、３００〜８００ｎｍでの平均可視光透過率が３ｍｍ厚で８０％以上である接着剤である。
【００２３】
さらに、上記の接着剤を用いる物品の接着方法である。
【００２４】
また、少なくとも２つの物品の間に接着剤を挟み、加熱処理で融着する上記の接着方法である。
【００２５】
また、接着のための加熱処理が４０〜６００℃でなされることを特徴とする上記の物品の接着方法である。
【００２６】
また、少なくとも物品の片方がガラスである上記の物品の接着方法である。
【００２７】
さらにまた、上記の方法で接着された物品である。
【００２８】
また、接着強度が５ＭＰａ以上である上記の接着された物品である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明により、従来できていなかった３００℃以上の耐熱性及び４００℃以下の接着処理性を同時に満たすことができるようになった。また、複雑な表面形状を有するあるいは狭い間隔の各種部位等への接着された物品、あるいはフレクシブルな電子材料へ接着が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明は、物品を接着する場合において、溶融性の有する有機無機ハイブリッドガラス状物質を主成分として用いる接着剤である。ここで、溶融性とは文字通り溶融する特性、すなわち、加熱することにより粘性が大幅に下がり、いわゆる溶融状態となる特性を指す。
【００３１】
従来の有機無機ハイブリッドガラスは、従来のゾルゲル法により製作されるため、溶融性を有せず、加熱しても物性的な変化はあまりないとされていた。一部のゾルゲル材料では軟化することが知られていたが、あくまでも軟化のレベルであり、溶融の状態ではなかった。また、強く加熱すると着色する傾向にある。このような理由から、有機無機ハイブリッドガラスはこれまでは主に数μｍ以下の薄い膜状の機能性膜材として着目され、産業上の利用は膜状又はコート材料に限られてきた。しかし、溶融性を呈する有機無機ハイブリッドガラス状物質の場合、接着剤として利用することが可能となる。溶融性を有することにより、複雑な形状の間にも入り込むことができ、かつその結合を行うことができるからである。
【００３２】
なお、有機無機ハイブリッドガラス状物質の含有を主成分としたのは、接着剤は用途、使用条件が多種多用となるので、その含有に関しては多くの選択が可能となるためである。例えば、使用する温度が低い場合には有機系の接着剤を多く混入させることができる一方、使用温度が高い場合には無機系の接着剤を多く混入させることになる。また、透明度をどの程度必要とするかによっても、副成分の混入は異なる。このようにその選択は幅広いが、主成分となる有機無機ハイブリッドガラス状物質は重量％で３０％以上混入されていることが好ましく、さらに好ましくは５０％以上である。３０％未満であると、接着温度や保持温度の制限が増し、また透明度の問題もでてくる。上限は当然ながら１００％である。さらに、この主成分の含有に関する考え方は以下も同様である。
【００３３】
また、軟化温度が４０℃以上４００℃以下の有機無機ハイブリッドガラス状物質が主成分の接着剤を用いることが好ましい。４０℃未満では加熱処理の効果は極めて小さく、４００℃以上では安定した接着とならないことが多い上、着色する場合もある。より好ましくは、６０〜３６０℃、さらに好ましくは１００〜３５０℃である。この加熱処理は１度で行うのではなく、２回以上に分けても良いし、その温度条件を変更させても良い。一般的には、加熱温度を高くする方向で変化させるのが好ましい。なお、有機無機ハイブリッドガラス状物質の軟化温度は、１０℃/minで昇温したＴＭＡ測定から判断した。すなわち、上記条件で収縮量を測定し、収縮量の変化開始温度を軟化温度とした。
【００３４】
また、加熱処理を行う度に軟化温度が上昇する有機無機ハイブリッドガラス状物質が主成分の接着剤を用いることが好ましい。溶融性を有する有機無機ハイブリッドガラス状物質は、軟化点が変化するという特徴を有することが多い。軟化温度が上昇する有機無機ハイブリッドガラス状物質を用いることにより、当初は低い温度で処理して層状とし、その後加熱することにより軟化温度を上げて、所定の接着性を求めるのが良い。軟化温度が下がる有機無機ハイブリッドガラス状物質あるいは種々の処理による結果として軟化温度が下がる有機無機ハイブリッドガラス状物質の場合、所定の接着強度を得ることは難しくなる。
【００３５】
また、３００〜８００ｎｍでの平均可視光透過率が３ｍｍ厚で８０％以上の有機無機ハイブリッドガラス状物質が主成分の接着剤を用いることが好ましい。このような特性を有する有機無機ハイブリッドガラス状物質が主成分の接着剤を使うことにより、透明性の高いガラス物品を得ることができる。特に、物品の双方がガラスである場合、一般のフロートガラス並の透過率を有すことにより、結果として透明性の高い物品を製造することができる。また、一方がガラスの場合でも、その透過性を有効に利用できる物品を製造することができる。
【００３６】
さらに、上記の接着剤を用いる物品の接着方法であることが好ましい。このような接着剤を用いることにより、従来できていなかった３００℃以上の耐熱性及び４００℃以下の接着処理性を同時に満たすことができるようになり、複雑な表面形状を有するあるいは狭い間隔の各種部位等への接着された物品、あるいはフレクシブルな電子材料へ接着が可能となるからである。
【００３７】
また、少なくとも２つの物品の間に上記の接着剤を挟み、加熱処理で融着することが好ましい。物品はＩＣ用セラミックパッケージ、ディーゼル排ガスフィルター、焼却炉壁、各種炉ガスケットの構造用部材でも良いし、ガラスでも良い。いわゆる、固体状のものであれば、接着の対象物となり得る。なお、接着性をもたせるためには、加熱処理を行う必要がある。この加熱は、所定の有機無機ハイブリッド状物質を挟み込んだ後に行われる。
【００３８】
接着剤として用いる有機無機ハイブリッドガラス状物質は、層状、粉体状又はペースト状で接着されることが好ましい。層状に加工された有機無機ハイブリッドガラス状物質を用いて、接着することがより好ましい。この場合、粉体状の有機無機ハイブリッドガラス状物質を接着する物質の表面に塗布し、加熱して流動化して層状とし、その後加熱して接着するのが一般的であるが、一度冷却してから再加熱しても良い。当然ながら、粉体状の有機無機ハイブリッドガラス状物質をそのまま加熱処理をしても良い。さらには、ぺ−スト状でも良く、この場合有機溶媒中に溶かし込んだペーストが好ましい。接着性等の条件が許すのであれば、いわゆる膜状の有機無機ハイブリッドガラス状物質を用いても良いが、層状又は粉体状で接着する方が、安定して接着され、その接着性も確保される。この接着部の厚さは、強度上の関係から、好ましくは３０μｍ以上、より好ましくは１００μｍ以上、さらに好ましくは５００μｍ以上である。また、接着部の厚さの上限はそれぞれの条件により大きく異なるが、有機無機ハイブリッドガラスは熱膨張率も大きいので、一般的には数ｍｍである。
【００３９】
また、接着のための加熱処理温度は４０〜６００℃で行う接着方法であることが好ましい。４０℃未満では加熱処理の効果は極めて小さく、６００℃以上では安定した接着とならないことが多い。着色を問題とする場合には４００℃以下が好ましく、着色をあまり問題としない場合には６００℃まででも可能である。なお、４００℃を越える場合でもその処理時間が短い場合には着色も小さい場合が多い。以上を考えると、より好ましくは６０〜４００℃の範囲、さらに好ましくは１００〜３５０℃の範囲である。この加熱処理は１度で行うのではなく、２回以上に分けても良いし、その温度条件を変更させても良い。その場合、加熱温度を高くする方向で変化させていくのが好ましい。
【００４０】
また、少なくとも物品の片方がガラスであることが好ましい。少なくとも物品の片方をガラスとすることにより、その透明性を活かすことができる。さらに、ガラスは化学的にも安定しているので、接着効果も持続する傾向にある。ガラスとしては、市販されているソーダ石灰ガラス、アルミノシリケートガラス、ボロシリケートガラス等を始めとする建築用ガラス、自動車用ガラス、電子材料用ガラスが代表的であるが、接着できるガラス状物質であれば、大きな問題はない。
【００４１】
その可視光透過率が例えば３ｍｍの厚さで８０％以上の有機無機ハイブリッドガラス状物質と例えば５ｍｍの厚さで８０％以上のガラスを使っていることが好ましい。この場合、可視光透過率は波長３００〜８００ｎｍにおける可視光線の平均透過率である。このような特性を有する有機無機ハイブリッドガラス状物質と、透明性の高いガラス物品を組み合わせることにより、透明性の高い物品を製造することができる。また、一方がガラスでない場合でも、ガラス部の透過性を有効に利用できる物品を製造することができる。
【００４２】
なお、物品の表面を親水処理することにより接着力が大きくなり、撥水処理すると接着力が小さくなる傾向がある。より大きな接着力を得る場合物品の表面を親水処理することが望ましい。
【００４３】
さらに、上記の方法で接着された物品である。この物品は、従来できていなかった３００℃以上の耐熱性及び４００℃以下の接着処理性を同時に満たす特性を有す。また、高い透明度を必要とする場合も有用である。
【００４４】
さらにまた、接着強度が５ＭＰａ以上である物品であることが好ましい。接着強度としてはせん断強度であり、ＪＩＳ  Ｋ６８５０「接着剤−剛性被着剤の引張せん断接着強さ試験方法」に準じた試験方法で求めることができる。接着強度が５ＭＰａ以上としたのは、５ＭＰａ未満では所定の強度を得ることができず、十分な接着性とすることができない。
【００４５】
なお、本発明は、以下のようにして製造される有機無機ハイブリッドガラス状物質を接着剤とすることが好ましい。すなわち、出発原料は金属アルコキシドであり、その原料とする金属アルコキシドと水、酸触媒及びアルコールによる混合工程の後、加熱反応工程、溶融工程及び熟成工程を経て製造される有機無機ハイブリッドガラス状物質が好ましい。この方法による有機無機ハイブリッドガラス状物質はその安定性も高く、良好な品質を保ちながら低コストで製造することもできる。次に好ましいのは、ゾルゲル法によるゲル体の製作工程、加熱による溶融工程、及び熟成工程の３工程を最低限有する方法である。この方法でも有機無機ハイブリッドガラス状物質を得ることができるが、ゲル化工程に１〜３日間要するので、生産性が下がるという問題がある。ここで、重要なのは溶融性であり、溶融性を有しない従来のゾルゲル法では製造できないことである。
【００４６】
原料とする金属アルコキシドは有機置換基で置換されたアルコキシシランであり、有機置換基としてフェニル基、メチル基、エチル基、プロピル基（ｎ−、ｉ−）、ブチル基（ｎ−、ｉ−、ｔ−）、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基、メルカプトメチル基、メルカプトプロピル基、３，３，３-トリフルオロプロピル基、３-トリフルオロアセトキシプロピル基、ビニル基、ベンジル基、スチリル基等から、アルコキシル基としてメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基（ｎ−、ｉ−）等から成る金属アルコキシドから選ばれることが好ましい。これらは、有機無機ハイブリッドガラス状物質、特に室温以下で低軟化となる透明状物質を製造する上で極めて有用な原料である。なお、上記以外の金属アルコキシドでも良い。また、金属アセチルアセトナート、金属カルボン酸塩、金属硝酸塩、金属水酸化物、及び金属ハロゲン化物等、ゾルゲル法で使われているものであれば製造は可能である。
【００４７】
アルコールとしては、メタノール、エタノール、１−プロパノ-ル、２−プロパノール、１−ブタノール、２−メチル−１−プロパノ-ル、２−ブタノール、１.１−ジメチル−１−エタノール等が代表的であるが、これらに限定される訳ではない。
【００４８】
溶融工程に入る前、すなわち、出発原料の混合工程と加熱による溶融工程との間に、加熱反応工程を有することが好ましい。この加熱反応工程は４０℃以上１００℃以下の温度で行われることが好ましい。この温度域以外では、その構造中に有機官能基Ｒを持つ金属ユニット、例えば（ＲｎＳｉＯ（４−ｎ）/２）（ｎ＝１、２、３から選択）で表されるケイ素ユニット、さらに、詳細には、フェニル基の金属ユニット(ＰｈｎＳｉＯ（４−ｎ）/２)、メチル基の金属ユニット(ＭｅｎＳｉＯ（４−ｎ）/２)、エチル基の金属ユニット(ＥｔｎＳｉＯ（４−ｎ）/２)、ブチル基の金属ユニット(ＢｔｎＳｉＯ（４−ｎ）/２)(ｎ＝１〜３)などを適切に含有させることができないため、ガラス溶融のできる有機無機ハイブリッドガラス状物質を得ることは極めて難しくなる。
【００４９】
なお、この有機官能基Ｒは、アルキル基やアリール基が代表的である。アルキル基としては、直鎖型でも分岐型でもさらには環状型でも良い。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基（ｎ−、ｉ−）、ブチル基（ｎ−、ｉ−、ｔ−）、ペンチル基、ヘキシル基（炭素数：１〜２０）などが挙げられ、特に好ましいのはメチル基とエチル基である。さらに、アリール基としては、フェニル基、ピリジル基、トリル基、キシリル基などがあり、特に好ましいのはフェニル基である。当然ながら、有機官能基は上述のアルキル基やアリール基に限定されるものではない。
【００５０】
加熱による溶融工程は４０℃以上５００℃以下の温度で処理されることが好ましい。４０℃よりも低い温度では、実質上溶融できない。また、５００℃を超えると、網目を形成する金属元素と結合する有機基が燃焼するために所望の有機無機ハイブリッドガラス状物質を得られないばかりか、破砕したり、気泡を生じて不透明になったりする。望ましくは、１００℃以上３００℃以下である。
【００５１】
熟成工程では３０℃以上４００℃以下の温度で処理する。３０℃よりも低い温度では、実質上熟成できない。４００℃を超えると、熱分解することがあり、安定したガラス状物質を得ることは難しくなる。この熟成温度は、溶融下限温度よりも低い温度ではその効果が極めて小さくなる。一般的には、溶融下限温度〜(溶融下限温度＋１５０℃)程度が望ましい。さらに、熟成に要する時間は５分以上必要である。熟成時間は、その処理量、処理温度及び反応活性な水酸基(−ＯＨ)の許容残留量により異なるが、一般的には５分未満では満足できるレベルに到達することは極めて難しい。また、長時間では生産性が下がってくるので、望ましくは１０分以上１週間以内である。なお、熟成する場合において、４０℃〜２３０℃の温度かつ０．１Ｔｏｒｒ以下の圧力下で行われる第１熟成と大気圧下７０℃〜３５０℃で行われる第２熟成の２つの工程と分けることも有効である。
【００５２】
溶融工程及び熟成工程を経ることにより、安定化した有機無機ハイブリッドガラス状物質を得ることができる。従来から行われてきたゾルゲル法では、前記の溶融工程がないため、当然ながらその後の熟成工程もない一方、ゲル体を経るという特徴も有する。このように、従来の有機無機ハイブリッドガラス状物質とは異なった性質を有している。
【００５３】
加熱反応工程の上限温度は沸点が１００℃を越すアルコール、例えば１１８℃の１−ブタノールを用いる場合では１００℃以下であるが、沸点が１００℃以下のアルコールでは沸点も考慮する方が望ましい。例えば、エタノールを用いる場合は、その沸点の８０℃以下とした方が良い結果となる傾向にある。これは、沸点を越えると、アルコールが急激に蒸発するので、アルコール量や状態変化から均一反応が達成されにくくなるためであると考えられる。なお、加熱反応工程後は、すぐに溶融工程に入っても良いし、一度冷却してから溶融工程に入っても良い。
【００５４】
前述したように、時間をかけてゲル体を製作してから、溶融・熟成する方法でも良い。しかし、ゲル化には１〜３日を要するので、３０分〜５時間程度で所望の有機無機ハイブリッドガラス状物質を得るのに比して、生産性はかなり下がることになる。
以下、実施例に基づき、述べる。
【実施例１】
【００５５】
４０ｍｍｘ４０ｍｍで厚さが５ｍｍのフロートガラス板を２枚準備した。このガラス板に粉体化した有機無機ハイブリッドガラス状物質をそれぞれ配した後、１５０℃で５分間加熱した後に冷却して室温まで戻し、層状に有機無機ハイブリッドガラス状物質が付着した２枚のガラス板を得た。この２枚のガラス板を層状になった有機無機ハイブリッドガラス状物質が向き合うようにして１７０℃で５分間加熱を行なった後、室温まで冷却して、接着された１組のガラス物品を得た。このガラス物品の接着層の厚さは約１００μｍであった。
【００５６】
なお、有機無機ハイブリッドガラス状物質は以下のようにして製作したものを用いた。すなわち、出発原料には金属アルコキシドのフェニルトリエトキシシラン（PhSi(OEt)３）を用いた。混合工程として室温で１０ｍｌのフェニルトリエトキシシランに約４０ｍｌの水、約３０ｍｌのエタノール、触媒である酢酸を約０．３０ｍｌ加え、加熱反応工程として６０℃で３時間撹拌後、１５０℃に上げ４時間溶融した。さらに、約８０℃約０．０５Ｔｏｒｒの雰囲気下５分間熟成した後、１２０℃で２時間熟成した後、室温まで冷却した。さらに、得られた有機無機ハイブリッドガラス状物質を５〜２０μｍの大きさになるように粉砕した。なお、この有機無機ハイブリッドガラス状物質の軟化温度は当初１３０℃であったが、接着と同条件で熱処理した場合には１４５℃に変化することを確認している。
【００５７】
ガラス物品の接着部における各波長域での透過率曲線を日立Ｕ−３５００形自記分光光度計を用いて測定したところ、大きな着色、特に従来みられた青色領域での吸収がなく、可視光透過率は８６．６％であった。この値から、有機無機ハイブリッドガラス状物質の波長３００〜８００ｎｍにおける可視光線の平均透過率は３ｍｍ厚換算で約９０％となっていることが推定された。
【００５８】
このガラス物品を強度試験ができる加熱試験炉の中に入れ、３５０℃で１時間保持した後に接着強度試験を行った。接着試験はせん断試験とし、ＪＩＳ  Ｋ６８５０「接着剤−剛性被着剤の引張せん断接着強さ試験方法」に準じた試験方法で求めた。すなわち、接着したガラス物品にせん断応力を負荷し、せん断破壊が発生したときの負荷量からせん断強度を求めた。このとき、そのせん断強度は約１６ＭＰａであった。また、室温まで冷却した後にガラス物品を取出し、接着剤として用いた有機無機ハイブリッドガラス状物質の破壊状況を観察した。その結果、ガラス物品と有機無機ハイブリッドガラス状物質の界面から破壊していたことから、有機無機ハイブリッドガラス状物質の接着強度は上述の値よりも大きいことが確認できた。また、有機無機ハイブリッドガラス状物質は無色透明のままであった。
【実施例２】
【００５９】
４０ｍｍｘ４０ｍｍで厚さが５ｍｍのアルミニウム板を２枚準備した。このアルミニウム板に粉体化した有機無機ハイブリッドガラス状物質をそれぞれ配した後、１５０℃で５分間加熱した後に冷却して室温まで戻し、層状に有機無機ハイブリッドガラス状物質が付着した２枚のアルミニウム板を得た。この２枚のアルミニウム板を層状になった有機無機ハイブリッドガラス状物質が向き合うようにして１７０℃で５分間加熱を行なった後、室温まで冷却して、接着された１組のアルミニウム物品を得た。このアルミニウム物品の接着層の厚さは約１００μｍであった。
【００６０】
なお、有機無機ハイブリッドガラス状物質は以下のようにして製作したものを用いた。すなわち、出発原料には金属アルコキシドのフェニルトリエトキシシラン（PhSi(OEt)３）とジエトキシジフェニルシラン（Ph２(OEt)２）を用いた。混合工程として室温で１０ｍｌのフェニルトリエトキシシランに約４０ｍｌの水、約２５ｍｌのエタノール、触媒である酢酸を約０．３０ｍｌ加え、加熱反応工程として６０℃で１時間撹拌後、２．５ｍｌのジエトキシジフェニルシラン、約５ｍｌのエタノールを滴下しさらに６０℃で２時間撹拌した後、１５０℃に上げ４時間溶融した。さらに、約８０℃約０．０５Ｔｏｒｒの雰囲気下５分間熟成した後、１２０℃で２時間熟成した後、室温まで冷却した。さらに、得られた有機無機ハイブリッドガラス状物質を５〜２０μｍの大きさになるように粉砕した。なお、この有機無機ハイブリッドガラス状物質の軟化温度は当初１００℃であったが、接着と同条件で処理した場合には１２０℃に変化することを確認している。
【００６１】
この物品について実施例１と同様の接着強度試験（保持条件は５００℃で１時間）を行った。その結果、せん断強度は約７ＭＰａであった。
【実施例３】
【００６２】
４０ｍｍｘ４０ｍｍで厚さが５ｍｍのアルミニウム板を２枚準備した。このアルミニウム板の間に粉体化した有機無機ハイブリッドガラス状物質を配した後、１６０℃で１０分間加熱した後に冷却して室温まで戻し、接着された１組のアルミニウム物品を得た。このアルミニウム物品の接着層の厚さは約１００μｍであった。
【００６３】
なお、有機無機ハイブリッドガラス状物質は以下のようにして製作したものを用いた。すなわち、出発原料には金属アルコキシドのフェニルトリエトキシシラン（PhSi(OEt)３）とジエトキシジエチルシラン（Et２(OEt)２）を用いた。混合工程として室温で１０ｍｌのフェニルトリエトキシシランに約４０ｍｌの水、約２５ｍｌのエタノール、触媒である酢酸を約０．３０ｍｌ加え、加熱反応工程として６０℃で１時間撹拌後、１．０ｍｌのジエトキシジエチルシラン、約５ｍｌのエタノールを滴下しさらに６０℃で２時間撹拌した後、１５０℃に上げ４時間溶融した。さらに、約８０℃約０．０５Ｔｏｒｒの雰囲気下５分間熟成した後、１２０℃で２時間熟成した後、室温まで冷却した。さらに、得られた有機無機ハイブリッドガラス状物質を５〜２０μｍの大きさになるように粉砕した。なお、この有機無機ハイブリッドガラス状物質の軟化温度は当初１０５℃であったが、接着と同条件で処理した場合には１３５℃に変化することを確認している。
この物品について実施例１と同様の接着強度試験を行った。その結果、せん断強度は約９ＭＰａであった。
【００６４】
（比較例１）
接着剤としてはＰＶＢを用い、実施例１と同様の形状のガラス物品を製作した。ＰＶＢの厚さは約０．３８ｍｍ（１５ｍｉｌ）であり、真空条件下約２３０℃で接着処理を行うことができた。しかし、３５０℃まで加熱しようとしたが、１００℃を越えた温度域から発泡が始まり、さらにはＰＶＢの流動現象があり、ガラス物品を立てて加熱したため、ガラス間のＰＶＢが多量流出した。このため、接着の意味合いがなくなったので、約２５０℃まであげた段階で中止した。
この物品について実施例１と同様の接着強度試験（保持条件は５００℃で１時間）を行った。その結果、せん断強度は０．１ＭＰａ未満であり、極めてゼロに近い値であった。
【００６５】
（比較例２）
接着剤としては低融点ガラスと称されるＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−Ｎａ２Ｏ系ガラスを用い、実施例１と同様の形状のガラス物品の製作を試みた。すなわち、すべて重量％で、ＳｉＯ２が約１５％、Ｂ２Ｏ３が約２７％、ＺｎＯが約４０％、Ｎａ２Ｏが約１６％、Ｋ２Ｏが約２％であるガラスを用いて、接着を試みた。しかし、低融点ガラスといっても、軟化点は４５０℃を越えていたこともあり、結果として３００℃未満で接着することはできなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
ＰＤＰを始めとするディスプレイ部品の封着・被覆用材料、光スイッチや光結合器を始めとする光情報通信デバイス材料、ＬＥＤチップを始めとする光学機器材料、光機能性（非線形）光学材料、接着材料等、低融点ガラスが使われている分野、エポキシ等の有機材料が使われている分野に利用可能である。