JPH10237361A

JPH10237361A - コーテイング液組成物

Info

Publication number: JPH10237361A
Application number: JP7882697A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Sakashita; 好顕阪下
Original assignee: Teikoku Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Teikoku Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1997-02-20
Publication date: 1998-09-08

Abstract

(57)【要約】【目的】ガラス等表面への塗布による不透明化に適した
組成物の提供【構成】金属アルコキシドの加水分解縮重合物のコロイ
ド分散液に不透明化剤を加えたコーティング液をガラス
等表面にコートし、焼成することによる当該表面の不透
明化に適した組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は無機質表面にコーテイン
グすることによって、表面光沢を消すためのコーテイン
グ液組成物に関する。例えば、透明ガラス瓶の表面を本
発明組成物を用いて加工し不透明化してくもりガラスと
することが出来る。

【０００２】

【従来の技術】くもりガラスは、窓ガラス、ガラス戸な
どに用いて室内が見透しにならないようにしてプライバ
シーを守るために広く用いられている。また、くもりガ
ラスは、食品、飲料の容器に用いて高級感を与えるなど
の用途にも使用されるようになってきた。従来くもりガ
ラスは、ガラスの表面を弗酸などの化学薬品で浸食して
凹凸を作り、光を散乱させることによって不透明化させ
る方法で製造されている。また、凹凸を形成させるため
に硬質の無機物の研磨剤の微粉を吹き付けるいわゆるサ
ンドブラスト法によっても製造されている。しかし、よ
く知られているようにフッ酸は腐食性の強い人体に有害
な薬品で、取り扱いには細心の注意が必要である。ま
た、無機の研磨剤の微粉は粉塵を多量に発生させるので
人体に有害であるばかりでなく作業に長時間を要し生産
効率はよくない。またこのようにして造られるくもりガ
ラスは、その表面が人為的に傷つけられた状態にあるた
め、強度が弱くなっており小さな衝撃でも簡単に破損す
るなど重大な問題点を抱えている。

【０００３】一方、近年、金属アルコキシドの加水分解
重縮合物のコロイド分散液いわゆるゾルーゲル液で無機
質表面、特にガラス製品の表面に加工を施し強度を増す
方法は公知となっているが、ガラスのコートに良く使用
されるシリケート膜は耐水性がよくないことが指摘され
ている。特にアルカリ水に対しては殆ど耐性を持たない
ことは周知の事実である。

【０００４】

【本発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、コ
ーテイングという簡便な方法で無機表面を不透明化する
ために適したコーテイング組成物を提供することであ
る。併せて当該組成物を使用して、耐熱水性、耐アルカ
リ水性に優れたコート膜を被覆してなる無機表面の不透
明化方法を提供することである。

【０００５】

【問題を解決するための手段】本発明は、金属アルコキ
シド、とりわけアルコキシシラン類の加水分解縮重合物
のコロイド分散液いわゆるゾルーゲル液をベースにし
て、これに不透明化剤、例えば酸化珪素、酸化チタンな
どの微粒子を加えて成る無機質表面コーテイング組成物
において、フェニルトリアルコキシシランの含有量が３
０重量パーセント（％）以上含まれていることを特徴と
する組成物を提供するものであり、これを使用して無機
質表面にコートするという極めて簡便な方法で無機質表
面、例えば透明ガラス製品を加工し不透明化するという
産業上有利な方法に適した組成物を提供している。この
方法によれば、フッ酸のような有害な化学薬品を使わな
いで済むばかりでなく、得られたくもりガラスは表面に
傷を有しないだけでなく表面の傷をふさぐ効果もあって
強度に優れているという大きな特徴までをも副次的に得
るものである。

【０００６】本発明者は、ゾルーゲル液によるコーテイ
ング膜の耐熱水性、耐アルカリ水性を実用的なレベルま
で向上させるため鋭意研究を行った結果、フェニルアル
コキシシランを３０重量％以上含む金属アルコキシド類
の加水分解縮重合物のコロイド分散液によるコート膜が
耐水性、耐アルカリ性に極めて優れていることを見出し
た。特にフェニルトリアルコキシシラン単独を加水分解
縮重合したコロイド分散液のコーテイング膜は極めて優
れた耐水性、耐アルカリ水性を与えた。

【０００７】本発明の組成物はつぎのようにして調製す
ることが出来る。即ちフェニルトリアルコキシシラン単
独あるいはこれと金属アルコキシドの混合物を加水分解
用の水と触媒を含むアルコールに加え数時間以上攪拌し
て反応させることによってゾルーゲル液を得る。この液
に不透明化剤、例えば酸化珪素、酸化チタンの微粒子を
加えてホモジナイザーあるいは超音波分散機で分散させ
ることによって容易にくもりガラス用コーテイング液を
得ることが出来る。実用レベルの耐水性を得るためには
金属アルコキシド中フェニルトリアルコキシシランの組
成比が３０重量％以上であることが必要である。特に充
分な耐アルカリ水性を得るためには５０重量％以上含有
させることが望ましい。３０重量％未満では例えば沸騰
水に６０分浸漬すると膜の剥がれや白化が生じることが
ある。フェニルトリアルコキシシランはモノマーとして
そのまま使用することも出来るし、フェニルトリアルコ
キシシランを予め部分重縮合したオリゴマーとして使用
することもできる。フェニルトリアルコキシシランと共
重縮合させる金属アルコキシドについてもモノマーをそ
のまま使用することも出来るし、予め部分重縮合させた
オリゴマーとして使用することもできる。これらは任意
の組み合わせで混合して、水と触媒を含むアルコール溶
媒に加えて反応させてゾルーゲル液とすることも出来
る。

【０００８】また、フェニルトリアルコキシシランのモ
ノマーまたはオリゴマーを水と触媒を含むアルコール溶
媒中に加えて反応させたゾルーゲル液と他の金属アルコ
キシドのモノマーまたはオリゴマーを同様にして反応さ
せたゾルーゲル液を別々に調製しておき、これらと不透
明化剤分散液を混合してコーテイング液をつくることも
出来る。またフェニルトリアルコキシシランを含む金属
アルコキシド類と、加水分解用の水と触媒を含むアルコ
ールに不透明化剤を添加したものを分けて用意してお
き、使用前に両者を混合攪拌して反応させてコーテイン
グ液とすることも出来る。酸化珪素または酸化チタンの
微粒子は予めアルコール中で分散させておいてからゾル
ーゲル液に加えてもよい。酸化珪素、酸化チタンはそれ
ぞれ単独で不透明化剤として用いることも出来るし、両
者を併用することも出来る。

【０００９】ここにおいて用いられるフェニルトリアル
コキシシランは、フェニルトリメトキシシラン、フェニ
ルトリエトキシシランなどであり、その余の金属アルコ
キシドとしてはテトラメトキシシラン、テトラエトキシ
シラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキ
シシラン、テトラ−ｎ−ブトキシシランなどアルコキシ
シラン化合物が挙げられるがテトラアルコキシチタン類
も同様に使用できる。これら金属アルコキシドは適宜量
混合しておいてゾルーゲル液に変えることが出来るが、
そのほかに単独のアルコキシドでゾルーゲル液を造り、
これに別の金属アルコキシドを加えて再度反応させた
り、個別に調製したゾルーゲル液を混ぜ合わせて更に反
応させたりすることによってゾルーゲル液とする方法等
がある。簡便さから言えば金属アルコキシドを適宜量混
合したものを加水分解重縮合してゾルーゲル液とするの
がよい。

【００１０】本発明組成物の製造に用いられる主たる溶
媒としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノー
ル、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノー
ル、ｔ−ブタノールなどの比較的炭素鎖の短い低沸点の
アルコール類が適しているが、これらと混和する極性溶
媒を併用することは何ら差し支えない。また、本発明組
成物のゾルーゲル液の製造に用いられる触媒は、塩酸、
硝酸、などの無機酸や酢酸、蓚酸、コハク酸、マレイン
酸、イタコン酸などの有機酸あるいは三フッ化硼素など
のルイス酸などの酸性触媒が一般的に使用される。本発
明の組成物に使用される不透明化剤のうち、酸化珪素の
微粒子としては、湿式法コロイダルシリカ、気相法コロ
イダルシリカが挙げられる。くもりガラス用不透明化剤
には特に平均粒子径が１〜２ミクロンのコロイダルシリ
カが適しているがこの粒子径に限定されるものではな
い。不透明化剤として、酸化チタンの微粒子も使用され
ることが出来る。酸化チタン微粒子は紫外線を吸収する
働きもあるので、窓、ガラス戸などの建材用には特に適
している。

【００１１】このようにして得られたコーテイング剤組
成物は、デイップコート、スピンコート、スプレーコー
トなどによってガラス製品の表面にコートし、溶媒を蒸
発させた後任意の温度で焼成し耐沸騰水性、耐アルカリ
水性に優れたくもりガラスを得るのに使用される。焼成
温度は１００℃以上であればかなりの耐沸騰水性、耐ア
ルカリ水性が得られるが実用レベルまで高めるためには
２００℃以上にするのが望ましい。焼成の時間は数分以
上あればよいが実用レベルの物性を得るためには２０分
以上が望ましい。このようにして得られたくもりガラス
は、強度、耐水性、耐アルカリ水性に優れ、高級感のあ
る飲料容器、建築材料として充分使用に耐える品質を有
する。

【００１２】実施例１フェニルトリメトキシシランモノマー３９．７ｇをイソ
プロパノール（以下ＩＰＡと略す）５１．１ｇ、６０％
硝酸０．２ｇ、水９．０ｇの混合物に加え、室温で約８
時間攪拌した。この液の３５ｇと粒子径約１ミクロンの
コロイダルシリカを１０％含む超微粒子ＩＰＡ分散液１
５ｇとＩＰＡ、５０ｇを混合しコーテイング液組成物を
得た。この液に新たに成形したソーダライムガラス瓶を
浸漬した後引き上げ、瓶を約５００ｒｐｍで回転させて
液を振り切った。この間に溶媒は蒸発して瓶の表面には
不透明な湿潤ゲル膜が形成された。５０℃で約１０分予
備乾燥した後２５０℃の乾燥機に２０分投入し焼成を行
った。徐冷してスリガラス調（フロスト調）の不透明瓶
が得られた。得られたフロスト調コート瓶を沸騰水中に
６０分浸漬したが瓶の表面には全く変化が見られなかっ
た。同じ瓶を６０℃の２．５％水酸化ナトリウム水溶液
に３０分浸漬したが膜の剥がれ等の変化は認められなか
った。

【００１２】実施例２〜７フェニルトリメトキシシランとテトラメトキシシランオ
リゴマー（商品名ＭＳ−５１、平均重合度が約５のも
の）を下表の各組成比において実施例１と同様にして共
加水分解重縮合した液に不透明化剤を添加したコーテイ
ング液を調製した。

【００１３】上記各組成の共加水分解縮重合液３５ｇと
粒子径約１ミクロンのコロイダルシリカを１０％含む超
微粒子ＩＰＡ分散液１５ｇとＩＰＡ、５０ｇを混合しコ
ーテイング液組成物を得た。実施例１と同様にしてガラ
ス瓶にコートし、熱処理した後沸騰水、６０℃の２．５
％水酸化ナトリウム水溶液（以下アルカリ水と言う）に
それぞれ浸漬した。結果を下表にまとめる。

【００１４】実施例８〜１１フェニルトリメトキシシランまたはフェニルトリエトキ
シシランと各種金属アルコキシドを下表の組成比におい
て実施例１と同様にして共加水分解重縮合を行いゾルー
ゲル液を調製した。

【００１５】上記各組成の共加水分解縮重合液３５ｇと
粒子径約１ミクロンのコロイダルシリカを１０％含む超
微粒子ＩＰＡ分散液１５ｇとＩＰＡ、５０ｇを混合しコ
ーテイング液組成物を得た。実施例１と同様にしてガラ
ス瓶にコートし、熱処理した後沸騰水、６０℃の２．５
％水酸化ナトリウム水溶液にそれぞれ浸漬した。結果を
下表にまとめる。

【００１６】比較例１〜４金属アルコキシド中フェニルトリメトキシシランを全く
含まないか、または３０重量％未満を含有する下表の組
成比において実施例１と同様にして加水分解縮重縮合を
行った。

【００１７】上記各組成の共加水分解縮重合液３５ｇと
粒子径約１ミクロンのコロイダルシリカを１０％含む超
微粒子ＩＰＡ分散液１５ｇとＩＰＡ、５０ｇを混合しコ
ーテイング液組成物を得た。実施例１と同様にしてガラ
ス瓶にコートし、熱処理した後沸騰水、６０℃の２．５
％水酸化ナトリウム水溶液にそれぞれ浸漬した。結果を
下表にまとめる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フェニルトリアルコキシシランの単独重縮
合物あるいはフェニルトリアルコキシシランまたはその
オリゴマーと金属アルコキシドまたはそのオリゴマーと
から得られる重縮合物から成るゾルーゲル液に不透明化
剤を加えて成るコーテイング液組成物
【請求項２】フェニルトリアルコキシシランまたはその
オリゴマーの量が３０重量％以上である請求項１の組成
物
【請求項３】フェニルトリアルコキシシランがフェニル
トリメトキシシランである請求項１または請求項２の組
成物
【請求項４】フェニルトリアルコキシシランがフェニル
トリエトキシシランである請求項１または請求項２の組
成物
【請求項５】不透明化剤が酸化珪素および、または酸化
チタンの微粒子である請求項１乃至請求項４のいづれか
の請求項に係わる組成物
【請求項６】金属アルコキシドがアルコキシシラン化合
物である請求項１乃至請求項５のいづれかの請求項に係
わる組成物
【請求項７】フェニルトリアルコキシシランが３０重量
％以上含まれている金属アルコキシドの加水分解重縮合
物から成るゾルーゲル液に不透明化剤を加えて成る組成
物を無機質表面に塗布し、焼成することを特徴とする無
機質表面加工方法