鳞片状玻璃及涂覆的鳞片状玻璃的制作方法

专利名称：鳞片状玻璃及涂覆的鳞片状玻璃的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种玻璃鳞片以及涂覆的玻璃鳞片，其例如与树脂组合物、涂料、墨、化妆品等混合，以获得优良的色调与光泽。
背景技术：
当此类玻璃鳞片分散在例如树脂组合物(树脂基)，从该树脂组合物获得的树脂 成型品的强度和尺寸精度提高。此外，玻璃鳞片与涂料混合作为内衬，并且施加至金属 或混凝土表面。该玻璃鳞片具有通过使用金属涂覆其表面而产生的金属色。此外，可使 用金属氧化物来涂覆玻璃鳞片的表面，以具有由反射光的干扰形成的干扰色。这样，使 用金属涂层或者金属氧化物涂层的玻璃鳞片适合用作光泽颜料。使用此类玻璃鳞片的光 泽颜料适合用于色调与光泽较为重要的应用，例如，涂料和化妆品。玻璃鳞片系这样制造，S卩，使用空气喷嘴对熔化的玻璃基材进行充气以形成气 球状的中空玻璃膜，然后例如使用压辊机碾碎该中空的玻璃膜。当考虑此种制造工艺 时，玻璃鳞片需具有优良的可熔性、令人满意的可成形性、合适的温粘特性、及低于工 作温度的失透温度。所述工作温度为玻璃的粘度为IOOPa · s(lOOOP)时的温度。此外， 失透温度为结晶在熔化玻璃基材中形成并且开始生长的温度。对于温粘特性，工作温度最好小于等于1300°C，因为这一温度下玻璃鳞片变得 难以形成，特别是当工作温度变得太高时。较低的玻璃工作温度减小了熔化玻璃基材时 的燃料成本。这也减小了对玻璃鳞片制造装置或者烧窑工人造成的热损伤，籍此使得烧 窑工人或制造装置的寿命更长。此外，当在玻璃鳞片上形成金属涂层或者金属氧化物涂层时，玻璃鳞片必须经 受高温处理。再者，玻璃鳞片或者涂覆的玻璃鳞片可与涂料混合并且经受高温处理以用 于烤漆喷涂(baking finishing)之类的应用。因此，玻璃鳞片需有足够的耐热性。一般用 作所谓的平板玻璃的钠钙玻璃包括大量的碱金属氧化物，并且不具有足够的耐热性。当 考虑到将玻璃鳞片与涂料或者化妆品进行混合的应用时，涂覆膜或者涂层需要耐酸性、 耐碱性等。此外，玻璃鳞片需要较高的化学稳定性。为了满足这些要求，本发明的申请人提出了现将描述的玻璃鳞片。例如，专利 文献1提出了这样一种玻璃鳞片，其具体限定了二氧化硅(SiO2)的含量，二氧化硅和氧 化铝(Al2O3)的总含量，氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)的总含量，及氧化锂(Li2O)、氧 化钠(Na2O)和氧化钾(K2O)的总含量。专利文献2提出了这样一种玻璃鳞片，其具体限定了氧化镁和氧化钙的总含 量，氧化锂和氧化钠的总含量，及氧化钛(TiO2)的含量。现有文献专利文献1 第2007-145699号日本专利公开专利文献2 第2007-145700号日本专利公开

发明内容
技术问题二氧化硅和氧化铝系用以形成玻璃骨架的成份。当二氧化硅和氧化铝的含量不 足时，玻璃化温度不会变高，且耐热性不足。此外，二氧化硅会增大耐酸性，而氧化铝 会降低耐酸性。由此，二氧化硅 与氧化铝之间的平衡尤为重要。氧化镁和氧化钙系以令 人满意的方式调整玻璃的失透温度和粘度的成份。然而，专利文献1和2揭露了氧化铝的含量以小于等于5%质量百分比为佳。在 所述的例子中，专利文献1中的氧化铝含量为3.20%质量百分比，而在专利文献2中为小 于等于4.84%质量百分比。在专利文献1和2中，与氧化铝的含量相比，二氧化硅的含 量设为过量。由此，玻璃鳞片具有不足的耐热性。此外，耐水性之类的化学稳定性亦减 小。此外，在专利文献1和2所述的玻璃鳞片中，氧化锂、氧化钠和氧化钾 (Li20+Na20+K20)的总含量为大于等于13%质量百分比。然而，当(Li20++K20)的总含 量大于等于13%质量百分比时，具体来说，当Na2O的含量较高时，玻璃鳞片的耐热性会 不足。本发明的目的是提供具有改进的耐热性和化学稳定性的玻璃鳞片和涂覆的玻璃 鳞片。解决问题的手段本发明的发明人进行了对玻璃鳞片的较佳玻璃组成的研究以实现上述目的。根 据研究结果，发明人发现通过控制二氧化硅(SiO2)和氧化铝(Al2O3)的含量并且控制碱 金属氧化物(Li2CHNa2CHK2O)的总含量可获得具有改进的耐热性和化学稳定性的玻璃鳞 片，并作出了本发明。具体地，本发明的第一方面为如下表征的玻璃鳞片所述玻璃鳞片由玻璃基材形成，所述玻璃基材的组成以质量百分比表示为65 < Si02<70 ；5<A1203<15 ；l<MgO<10 ；10<CaO<25 ；0.1《(Li20+Na20+K20)《4。一实施例中，由所述玻璃基材的工作温度减去失透温度而得到的温度差ΔΤ为 0°C 200°C。一实施例中，所述玻璃基材的玻璃化温度为580°C 800°C。一实施例中，所述玻璃基材的耐酸性指数Δ W为0.05 0.8%质量。根据本发明一方面的涂覆玻璃鳞片包括根据所述第一方面的玻璃鳞片和的涂 层，所述涂层的主要成分为覆盖玻璃鳞片表面的金属或金属氧化物。根据本发明第一方面的玻璃鳞片设为满足65 < Si02<70且5《A1203《15。这获 得了足够含量的二氧化硅和氧化铝，并且二氧化硅和氧化铝足以形成玻璃的骨架。此 夕卜，玻璃化温度为高，可熔性令人满意，且耐酸性和耐水性得以增加。此外，氧化镁和 氧化钙的含量设为RMgCKlO且10《Ca(K25。这获得了令人满意的玻璃形成期间的失透温度和粘度，同时维持了玻璃的耐热性。此外，氧化锂、氧化钠及氧化钾的总含量设为 0.1< (Li20+Na20+K20) <4。这提高了玻璃基材的玻璃化温度并且获得了令人满意的耐热 性。具有上述组成的玻璃基材增加了玻璃鳞片的耐热性和化学稳定性。当将玻璃基材的工作温度减去失透温度而得到的温度差ΔΤ设为0°C 200°C 时，形成玻璃时的失透得以抑制，并且获得更加同质的玻璃鳞片10。当玻璃基材的玻璃化温度设为580°C 800°C时，玻 璃鳞片的耐热性得以提高。当玻璃基材的耐酸性指数AW为0.05 0.8%质量百分比时，玻璃鳞片的耐酸性 得以提高。涂覆的玻璃鳞片包括主要成份为覆盖玻璃鳞片表面的金属或金属氧化物之涂 层，其允许所述涂层具有金属色、干扰色等。


图1 (a)为示出本一具体实施方式
中玻璃鳞片的示意立体图，且图1 (b)为示出玻 璃鳞片的平面图；图2为示出涂覆玻璃鳞片的示意剖视图；图3为示出包括玻璃鳞片或涂覆玻璃鳞片的涂覆膜形成在基底表面这一状态的 剖视图；图4为示出玻璃鳞片制造装置的剖视图；且图5为示出另一玻璃鳞片制造装置的剖视图。
具体实施例方式现参考附图详细描述一具体实施方式
。本说明书中，表征组成的数值以质量百分比表示。用于制造本具体实施方式
的 玻璃鳞片的玻璃基材的组成如下设置，以质量百分比表示65 < Si02<70,5<A1203<15,l<MgO<10,10<CaO<25,0.1《(Li20+Na20+K20)《4。本说明书中，SiO2系指二氧化硅(硅石)，Al2O3系指氧化铝(矾土)，MgO系 指氧化镁，CaO系指氧化钙，Li2O系指氧化锂，Na2O系指氧化钠，且^20系指氧化钾。图1(a)为示出玻璃鳞片10的立体图，图1(b)为示出玻璃鳞片10的平面图。参 考图1(a)，玻璃鳞片10的平均厚度为0.1 15 μ m。此外，玻璃鳞片10的纵横比(平 均粒径a/平均厚度t)为2 1000。因此，玻璃鳞片10为细粒。玻璃鳞片10可为平面 形状，其为如图1(a)所示的六边形，五边形，八边形等。本说明书中，当如图1(b)所 示从上方观察时，平均粒径“a”界定为玻璃鳞片10的面积S的平方根(a = Sv2)。接着，将依次描述玻璃鳞片10的组成、玻璃鳞片10的制造方法、玻璃鳞片10 的物理特性、涂覆玻璃鳞片、及应用(树脂组合物、涂料、墨组合物、及化妆品)。玻璃鳞片10的组成
(SiO2)二氧化 硅(SiO2)系形成玻璃鳞片10的骨架的主要成份。本说明书中，主要成 份系指与最大含量的成份。此外，SiO2是这样一种成份，其在维持玻璃的耐热性的同时 调整在形成玻璃时的失透温度和粘度。当SiO2的含量为小于等于65%质量时，失透温度 上升过多。这使得难以制造玻璃鳞片10，并且降低玻璃鳞片10的耐酸性。当SiO2的含 量为超过70%质量时，玻璃的熔点变得太高，并且难以均勻地熔化原料。因此，SiO2的下限为大于65%质量，且SiO2的上限为小于等于70%质量，以小 于等于69%质量为较佳，以小于等于68%质量为更佳，以小于等于67%质量为最佳。由 此，SiO2的含量范围可选自上述上限和下限的任何组合，并且例如以大于65%质量且小 于等于67%质量较佳。(B2O3)三氧化二硼系形成玻璃的骨架的成份，并且是调整在形成玻璃时的失透温度和 粘度的成份。B2O3的含量最好为(KB203^6。当B2O3的含量超过6%质量时，其会腐蚀 熔窑或者储热窑的炉壁并且极大地缩短窑炉的寿命。因此，B2O3的上限以小于等于6% 质量为较佳，以小于2%质量为更佳，并且以小于质量尤佳。最佳地，基本不含有
B2O3。(Al2O3)氧化铝(Al2O3)系形成玻璃鳞片10的骨架的成份，并且是这样一种成份，其在 维持玻璃的耐热性的同时调整在形成玻璃时的失透温度和粘度。此外，Al2O3是在降低耐 酸性的同时提高耐水性的成份。当Al2O3的含量小于5%质量时，无法充分调整失透温度 和粘度。另外，无法充分增进耐水性。当Al2O3的含量超过15%质量时，玻璃的熔点变 得太高，玻璃变得难以均勻熔化，并且耐酸性降低。因此，Al2O3的下限为大于等于5% 质量，以大于等于6%质量百为较佳，以大于等于8%质量为更佳，以大于等于10%质量 为最佳。Al2O3的上限为小于等于15%质量，以小于等于13%质量为较佳，以小于等于 12%质量为最佳。由此，Al2O3的含量范围可选自上述上限和下限的任何组合，并且例如 以6 13%质量为较佳。(MgO，CaO)氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)系调整在形成玻璃时的失透温度和粘度，同时维 持玻璃的耐热性的成份。MgO的含量为RMgCKlO。当MgO的含量小于质量时， 调整失透温度和粘度的效力不足。当MgO的含量超过10%质量，失透温度上升过多， 并且变得难以制造玻璃鳞片10。因此，MgO的下限为大于等于质量，并且以大于等 于2%质量为较佳。MgO的上限为小于等于10%质量，以小于等于8%质量为较佳，以 小于等于5%质量为更佳，以小于等于4%质量为最佳。由此，MgO含量范围可选自上 述上限和下限的任何组合，并且例如以2 8%质量为较佳。CaO的含量为10《Ca(K25。当CaO的含量小于10%质量时，调整失透温度和
粘度的效力不足。当CaO的含量超过25%质量，失透温度上升过多，并且变得难以制造 玻璃鳞片10。因此，CaO的下限为大于等于10%质量，并且以大于等于12%质量为较 佳，以大于等于14%质量为更佳，以大于15%质量为最佳。CaO的上限为小于等于25% 质量，以小于等于23%质量为较佳，以小于等于21%质量为更佳，以小于等于20%质量为最佳。由此，CaO含量范围可选自上述上限和下限的任何组合，并且例如以14 21% 质量为较佳。(SrO)氧化锶(SrO)系调整形成玻璃时的失透温度和粘度的成份。SrO也是降低玻璃 的耐酸性的成份。SrO不是必须的，但可用作调整形成玻璃时的失透温度和粘度的成份。 然而，当SrO的含量超过10%质量时，耐酸性降低。因此，SrO的上限以小于等于10% 质量为佳，以小于等于5%质量为较佳，以小于等于2%质量为更佳。最佳地，基本不含 有 SrO。(BaO)氧化钡(BaO)系调整形成玻璃时的失透温度和粘度的成份。BaO也是降低玻 璃的耐酸性的成份。BaO不是必须的，但可用作调整形成玻璃时的失透温度和粘度的成 份。然而，当BaO的含量超过10%质量时，耐酸性降低。因此，BaO 的上限以小于等 于10%质量为佳，以小于等于5%质量为较佳，以小于等于2%质量为更佳。最佳地，基 本不含有BaO。(ZnO)氧化锌(ZnO)系调整形成玻璃时的失透温度和粘度的成份。ZnO容易蒸发，且 由此会在熔化时散发。当ZnO的含量超过10%质量时，由蒸发形成的成份比的变化变得 明显，并且玻璃成份的控制变得困难。因此，ZnO的上限以小于等于10%质量为佳，以 小于等于5%质量为较佳，以小于等于2%质量为更佳。最佳地，基本不含有ZnO。(Li2O, Na2O, K2O)碱金属氧化物(Li20，Na2O, K2O)系调整玻璃的失透温度和粘度的成份。碱 金属氧化物的总含量(Li20+Na20+K20)为 0.1《(Li20+Na20+K20)《4。当(Li20，Na2O, K2O)小于0.1%质量时，玻璃的熔点变得太高，且变得难以均勻熔化玻璃原料。玻璃鳞片 10的制造也变得困难。当(Li20，Na2O, K2O)超过4%质量时，玻璃化温度变低，且玻 璃的耐热性降低。因此，(Li20，Na2O, K2O)的下限为大于等于0.1%质量，以大于等 于质量为较佳，以大于等于1.5%质量为更佳，以大于等于2%质量为最佳。(Li2O, Na2O, K2O)的上限为小于等于4%质量，以小于等于3.5%质量为较佳，以小于等于3% 质量为更佳。由此，(Li20，Na2O, K2O)的含量范围可选自上述上限和下限的任何组 合，并且例如以1 3.5%质量为较佳。氧化锂(Li2O)不是必须的，但其用作调整在形成玻璃时的失透温度和粘度之成 份是理想的。此外，由于Li2O具有降低玻璃熔点的作用，易于熔化并且均勻地熔化含有 Li2O的玻璃原料。此外，Li2O具有降低工作温度的作用。这使得玻璃鳞片10容易制造。 然而，当Li2O的含量超过4%质量时，玻璃化温度变低，玻璃的耐热性降低。此外，工 作温度相对于失透温度变得过低，玻璃鳞片10的制造变得困难。因此，Li2O的下限以大 于等于0%质量为佳，以大于等于0.1%质量为较佳，以大于等于0.5%质量为更佳，以大 于等于质量为最佳。Li2O的上限以小于等于4%质量为佳，以小于等于3%质量为较 佳，以小于等于2%质量为更佳。Li2O的含量范围可选自上述上限和下限的任何组合， 并且例如以0.1 3%质量为较佳。氧化钠(Na2O)不是必须的，但其用作调整在形成玻璃时的失透温度和粘度之成份是理想的。然而，当Na2O的含量超过4%质量时，玻璃化温度变低，玻璃的耐热性降 低。因此，Na2O的下限以大于等于0%质量为佳，以大于等于0.1%质量为较佳，以大 于等于0.2%质量为更佳。Na2O的上限以小于等于4%质量为佳，以小于等于3%质量为 较佳，以小于等于2%质量为更佳，以小于等于质量为最佳。Na2O的含量范围可选 自上述上限和下限的任何组合，并且例如以0.1 2%质量为较佳。氧化钾(K2O)不是必须的，但其用作调整在形成玻璃时的失透温度和粘度之成 份是理想的。然而，当K2O的含量超过4%质量时，玻璃化温度变低，玻璃的耐热性降 低。因此，K2O的下限以大于等于0%质量为较佳，以大于等于0.1%质量为更佳。K2O 的上限以小于等于4%质量为佳，以小于等于3%质量为较佳，以小于等于2%质量为更 佳，以小于等于质量为最佳。K2O的含量范围可选自上述上限和下限的任何组合，并 且例如以0.1 2%质量为较佳。(TiO2)
氧化钛(TiO2)系增大玻璃的可熔性以及玻璃鳞片10的化学稳定性和紫外线吸收 率的成份。尽管TiO2不是必须的成份，但最好含有TiO2以作为调整玻璃的可熔性以及 玻璃鳞片10的化学稳定性和光学特性的成份。然而，当TiO2的含量超过5%质量时，失 透温度升高过多，玻璃鳞片10的制造变得困难。因此，TiO2的下限以大于等于0%质量 为佳，以大于等于0.1%质量为较佳。TiO2的上限以小于等于5%质量为佳，以小于等于 2%质量为较佳，以小于等于质量为更佳。(ZrO2)氧化锆(ZrO2)系调整在形成玻璃时的失透温度、粘度、及化学稳定性的成份。 尽管ZrO2不是必须的成份，但最好含有ZrO2以作为调整在形成玻璃时的失透温度、粘 度、及化学稳定性的成份。然而，当ZrO2的含量超过5%质量时，玻璃的失透生长变得 更快。这通常导致玻璃鳞片10的稳定制造变得困难。ZrO2的上限以小于等于5%质量为 佳，以小于等于2%质量为较佳，以小于等于质量为更佳。更佳地，基本不含Zr02。(Fe)铁(Fe)通常以Fe3+态或者Fe2+态存在玻璃中。Fe3+为增大玻璃的紫外线吸收率 的成份，而Fe2+为增大玻璃的热射线吸收率的成份。尽管铁(Fe)不是必须的成份，但 最好含有铁(Fe)以作为调整玻璃鳞片10的光学特性的成份。此外，即使不打算含有铁 (Fe),也不可避免地混有来自其它工业原料的铁(Fe)。当铁(Fe)的含量增大，玻璃鳞 片10的着色变得明显。此类着色对于色调和光泽是重要的应用来说是不佳的。因此， 以Fe2O3计的铁(Fe)的上限以小于等于5%质量为佳，以小于等于2%质量为较佳，以小 于等于0.5%质量为更佳，以小于等于0.1%质量为特别好。最佳地，基本不含铁(Fe)。(SO3)尽管三氧化硫(SO3)不是必须的成份，可含有其作为澄清剂。当使用硫酸盐原 料时，三氧化硫的含量可为小于等于0.5%质量。(F)氟(F)容易蒸发，且由此其在熔化时散发。此外，玻璃成份的含量控制变得困 难。因此，最好基本不含F。(SiO2-Al2O3)
在玻璃鳞片10具有耐酸性是很重要的情况，增大玻璃鳞片10的耐酸性的SiO2 的含量与降低耐酸性的Al2O3的含量之间的差(SiO2-Al2O3)是重要的。所述差最好为50 < (SiO2-Al2O3)《60。当(SiO2-Al2O3)为小于等于50%质量时，玻璃鳞片10的耐酸性变 得不足。当(SiO2-Al2O3)超过60%质量，失透温度升高过多，玻璃鳞片10的制造变得 困难。因此，(SiO2-Al2O3)含量的下限以大于50%质量为佳，以大于等于51%质量为 较佳，以大于等于52%质量为更佳，以大于等于53%质量为最佳。(SiO2-Al2O3)含量的 上限以小于等于60%质量为佳，以小于等于59%质量为较佳，以小于等于58%质量为更 佳，以小于等于57%质量为最佳。(SiO2-Al2O3)的含量范围可选自上述上限和下限的任 何组合，并且例如以52 58%质量为较佳。本具体实施方式
中，当基本不含一种物质时，意味着有意不包含所述物质，虽 然不可避免地例如混入工业原料。更具体地，这种说法系指这样一种含量，其以小于 0.1%质量为佳，以小于等于0.05%质量为较佳，以小于等于0.03%质量为较佳。如前文所详述的，本具体实施方式
中用于制造玻璃鳞片10的玻璃基材含有必须 的成份Si02、Al2O3> MgO及CaO。所述玻璃基材还含有Li2CK Na2O及K2O中的至少 一种。必要时，所述玻璃基材亦可含有SrO、BaO> ZnO> TiO2> ZrO2>铁氧化物(FeO 或者 Fe2O3)、SO3 等。制造玻璃鳞片10的工艺 可例如使用如图4所示的制造装置来制造本具体实施方式
的玻璃鳞片10。参考 图4，通过具有喷嘴22传递的气体23将熔化在防火料浆池中且具有前述玻璃组分的玻璃 基材21充气成为气球以形成中空的玻璃膜24。通过压辊机25压碎所获得的中空玻璃膜 24以获得玻璃鳞片10。还可例如使用图5所示的制造装置来制造本具体实施方式
的玻璃鳞片10。参考 图5，倒入旋转杯26且具有前述玻璃组分的熔态玻璃基材21从旋转杯26的上端沿轴向离 心排放、通过流经上下环状板27间之间隙的空气抽吸、并且被导入环状的涡流式收集器 28中。当穿过环状板27之间的间隙时，玻璃基材21被冷却、变得固化成薄膜形、且压 碎为细片以获得玻璃鳞片10。玻璃组合物的物理特性现详细描述本具体实施方式
中的玻璃鳞片10的物理特性。(热性能)当熔化玻璃的粘度为IOOPa ·秒(1000P)并且最适于玻璃形成玻璃鳞片10时的 温度称为工作温度。例如，对于图4的制造装置，中空玻璃膜24的平均厚度(即玻璃鳞 片10的平均厚度)为0.1 15 μ m。当形成此种薄的中空玻璃膜24时，玻璃温度急剧下 降。由于温度下降，中空玻璃膜24的塑性突然下降并且使得中空玻璃膜24难以拉伸。 塑性的降低使得中空玻璃膜24难以均勻生长，并且玻璃膜的厚度会发生变化。由此，工 作温度以大于等于iioo°c为佳，以大于ii5o°c为较佳。当工作温度超过1300°C时，玻璃制造装置易于被热腐蚀。这会缩短装置的寿 命。此外，较低的工作温度会降低熔化玻璃所需的燃料成本。由此，工作温度以小于等 于1300°C为佳，以小于等于1280°C为较佳，以小于等于1260°C为更佳。失透温度为约 1100°C 1250°C。本说明书中，失透是指从玻璃基材21生成并且生长的晶体变得浑浊这一情况。从此种熔化的玻璃基材21制造的玻璃会包括结晶附聚物，由此不适合用作玻璃 鳞片10。温度 差Δ T (工作温度减去失透温度而获得)的增大会使得玻璃形成期间发生失 透的可能性减小，并且可以高产率制造均质的玻璃鳞片10。例如，当使用温度差ΔΤ大 于等于0°C的玻璃时，图4和5所示的制造装置可用于以高产率制造玻璃鳞片10。因此， ΔΤ以大于等于0°C为佳，以大于等于20°C为较佳，以大于等于40°C为更佳，以大于等于 50°C为最佳。然而，为了方便调整玻璃组成，ΔΤ以小于等于200°C为佳。以小于等于 180°C为更佳，以小于等于150°C为特别佳。(玻璃化温度)玻璃鳞片10具有随玻璃化温度(玻璃化点，Tg)上升而增大的耐热性，并且变 得在经受需要加热至高温的处理时难以变形。只要玻璃化温度大于等于560°C，玻璃鳞 片10的形状在玻璃鳞片10的表面上形成主要成份为金属或金属氧化物的涂层这一处理中 不太会变化。玻璃鳞片10或涂覆的玻璃鳞片可与涂料混合，或者用于烤漆喷涂之类的应 用。本具体实施方式
中具体给出的玻璃组成可容易地获得玻璃化温度大于等于580°C的玻 璃。玻璃鳞片10的玻璃化温度以大于等于580°C为佳，以大于等于600°C为较佳，以大 于等于620°C为更佳。玻璃化温度的上限以约800°C为佳。(化学稳定性)本具体实施方式
的玻璃鳞片10具有优良的化学稳定性，诸如耐酸性、耐水性、 及耐碱性。由此，本具体实施方式
的玻璃鳞片10对于树脂成型品、涂料、化妆品及墨等 应用而言是最优的。最为耐酸性指标，使用如下测量的质量减损率Δ W。将用于制造玻璃鳞片10的 玻璃基材压碎，并使之通过7IOym补充目筛和590 μ m标准目筛(由JIS Z 8801规定)。 将一定量的其尺寸无法穿过420 μ m标准筛孔(对应于与玻璃比重相同的克数)的玻璃粉 浸入100mL80°C的10%质量的硫酸水溶液中72小时，以获得质量减损率Δ W。较低的 质量减损率AW表征较高的耐酸性。这一测量方法符合日本光学玻璃工业标准(JOGIS) 的“用于光学玻璃的化学稳定性测量方法(粉末法)”。然而，在下文所述的例子中， 不使用JOGIS规定的0.01N(mol/L)硝酸水溶液，而是使用10%质量的硫酸水溶液。硫 酸水溶液的温度设置为80°C，且液体量设为lOOmL，而不是JOGIS测量方法中的80mL。 此外，处理时间为72小时，而不是JOGIS测量方法中的60分钟。用于制造玻璃鳞片10 的玻璃基材为通过熔化常规的玻璃原料而制得的玻璃样品。当将含有玻璃鳞片10的涂料等用作处于酸环境下的耐蚀衬底时，表征玻璃耐酸 性的上述指数(质量减损率Δ W)为低值是理想的。因此，质量减损率AW以小于等于 0.8%质量为佳，小于等于0.5%质量为较佳，小于等于0.3%质量为更佳，小于等于0.2% 质量为最佳。质量减损率Δ W的下限通常为约0.05%质量。涂覆的玻璃鳞片如图2所示意的，在作为芯材的上述玻璃鳞片10的表面上形成主要成份为金属 或金属氧化物的涂层11以制造涂覆玻璃鳞片12。涂层11最好由金属和金属氧化物其中 至少之一形成。涂层11可为单层、混合层、及多层结构中的任意一种。更具体地，涂层11由银、金、钼、钯和镍中的至少一种金属形成。或者，涂层11由钛氧化物、氧化铝、铁氧化物、钴氧化物、氧化锆、氧化锌、锡氧化物和硅氧化物 中的至少一种形成。在这些物质中，以折射率和透明度较高且干扰色的着色令人满意的 氧化钛和可产生特征色的铁氧化物为佳。涂层11可为包括主要成份为金属的第一膜和主要成份为金属氧化物的第二膜的
层叠膜。涂层11可形成在作为芯材的玻璃鳞片10的整个表面上。或者，涂层11可形成 在玻璃10的一部分表面上。涂层11的厚度可根据应用来设置。可采用公知工 艺等任何工艺作为在玻璃鳞 片10上形成涂层11的工艺。例如，可采用溅镀工艺、溶胶-凝胶工艺、化学气相沉积 (CVD)、或者LPD工艺(用于从金属盐工艺沉积氧化物的液相沉积工艺)之类的公知工 艺。LPD工艺(液相沉积工艺)为用于从反应溶液在基底等之上沉积金属氧化物的方法。应用(树脂组合物、涂料、墨组合物、及化妆品)玻璃鳞片10或者涂覆的玻璃鳞片12作为颜料或增强填料通过公知的方法与树脂 组合物、涂料、墨组合物、及化妆品等混合。这增强了树脂组合物、涂料、墨组合物、 及化妆品的色调和光泽。此外，使用此种树脂组合物、涂料、墨组合物时的尺寸精度和 强度等得以提高。图3为其表面上涂覆有通过将玻璃鳞片10与涂料混合而制得的涂覆膜的基底13 的例子的示意剖视图。如图3所示，玻璃鳞片10或者涂覆玻璃鳞片12分散在涂覆膜14 的树脂基15中。可根据应用按需选择和使用树脂组合物、涂料、墨组合物、及化妆品，主要它 们是公知的。玻璃鳞片10和这些材料的混合比可按需设置。此外，将玻璃鳞片10与这 些材料混合的方法可为任何公知的方法。例如，当将玻璃鳞片10或涂覆玻璃鳞片12与 涂料混合时，可按需选择热固树脂、热塑树脂、或固化剂，并与基质材料树脂混合。热固树脂并不具体限定，可为丙烯酸树脂、聚脂树脂、环氧树脂、酚树脂、脲 醛树脂、氟碳树脂、聚酯-聚氨酯可固化树脂、环氧-聚酯可固化树脂、丙烯-聚酯树 月旨、丙烯-聚氨酯可固化树脂、丙烯-三聚氰胺可固化树脂、聚酯-三聚氰胺可固化树脂寸。热塑树脂并不具体限定，例如可为聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚 酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚丁烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯(或者形成这些物质之单体的 共聚物)、聚苯硫醚、聚苯醚、聚醚醚酮、液晶聚合物(I型、II型、或III型)、热塑氟 碳树脂等。固化剂并不具体限定，可为聚异氰酸酯、胺、聚酰胺、多元酸、酸酐、多硫化 物、三氟化硼酸、酸二胼(acid dihydrazide)、咪唑等。此外，当将玻璃鳞片10或涂覆的玻璃鳞片12与树脂组合物混合时，任何上述的 热固树脂和热塑树脂可用作基质树脂。墨组合物可为用于书写工具的墨，诸如任何类型的圆珠笔和毡尖笔，或者打印 墨，诸如轮转凹印墨或者胶印墨。玻璃鳞片10或者涂覆的玻璃鳞片12可应用于任何所 述墨组合物。形成墨组合物的展色剂使得颜料分散，并且用以将墨固化在指上。所述展 色剂又树脂、油、或溶剂形成。
用于书写工具墨之展色剂的树脂的例子包括丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚 物、聚乙烯醇、聚丙烯酸脂、丙烯酸单体-乙酸乙烯酯共聚物、黄原胶之类的微生物多 糖、及胍尔豆胶之类的水可溶多糖。此外，溶剂的例子包括水、乙醇、烃、酯等。轮转凹印墨展色 剂的例子包括树脂，诸如松香、木松香、浮油松香、石灰松 香、松香脂、马来树脂、聚酰胺树脂、乙烯树脂、硝酸纤维素、醋酸纤维素、乙基纤维 素、氯化橡胶、环化橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂、聚氨基甲酸酯树脂、聚脂树 月旨、醇酸树脂、黑浙青、达马树脂、虫漆等，这些树脂的混合物，及其中溶解有上述树 脂的水可溶树脂或乳化树脂。溶剂的例子包括烃、乙醇、乙醚、酯和水。胶印墨展色剂的例子包括树脂，诸如松香改性苯酚树脂、石油树脂、醇酸树 月旨、及从这些树脂其中任一获得的干改性树脂，以及油类，诸如亚麻籽油、桐油、及大 豆油。溶剂的例子包括正构烷烃、异链烷烃、芳香族化合物、环烷属烃、α-烯烃、及 水。可选择染料、颜料、表面活性剂、润滑剂、消沫剂及勻染剂之类的现有添加剂，并 使之与上述各展色剂成份混合。化妆品的例子包括多种化妆品，诸如面部化妆品、彩妆化妆品和美发化妆品。 这些化妆品中，最优的应用是彩妆化妆品，诸如粉底、扑面粉、眼影、隔离霜、指甲 油、眼线膏、睫毛膏、唇膏和霜粉(fancypowder)。根据化妆品的应用，可在需要时对玻璃鳞片10进行疏水处理。可通过下述五种 方法中的任何一种进行疏水处理。(1)使用甲基含氢硅油、高粘度硅油或者有机硅树脂之类硅酮化合物的处理。(2)使用阴离子表面活性剂或者阳离子表面活性剂之类表面活性剂的处理。(3)使用尼龙、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、各种类型的氟碳树脂[聚四氟乙烯 树脂(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基乙醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚 物(FEP)、氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚三氟氯乙烯(PCTFE) 等]、聚氨基酸之类的聚合物化合物的处理。(4)使用含全氟基团化合物、卵磷脂、胶原蛋白、金属皂、亲油蜡、多元醇偏酯 或全酯等的处理。(5)兼有上述处理的处理。可使用上述处理之外的处理，只要其能是疏水粉末。需要时，化妆品常用的其它材料可与上述化妆品混合。例如，可使用无机粉、 有机粉、颜料或着色剂、酯、油成份、有机溶剂、树脂、塑化剂、紫外线吸收剂、抗氧 化剂、防腐剂、表面活性剂、湿润剂、香料、水、乙醇、及增稠剂。无机粉的例子包括滑石、高岭土、绢云母、白云母、黑云母、锂云母、蛭石、 碳酸镁、碳酸钙、硅藻土、硅酸镁、硅酸铝、硫酸钡、钨酸的金属盐类、硅石、羟磷灰 石、沸石、氮化硼及陶瓷粉。有机粉的例子包括尼龙粉、聚乙烯粉、聚苯乙烯粉、苯代三聚氰胺粉、聚四氟 乙烯粉、(二苯乙烯苯聚合物粉)、环氧树脂粉、丙烯酸树脂粉、及微晶纤维素。颜料主要分为无机颜料和有机颜料。无机颜料的例子包括下文根据颜色的分类。无机白颜料氧化钛和氧化锌。无 机红颜料氧化铁(铁丹)和钛铁矿。无机棕颜料氧化Y铁。无机黄颜料氧化铁黄、黄土。无机黑颜料氧化黑铁和炭黑。无机紫颜料芒果紫和钴紫。无机绿颜料 钛钴。无机蓝颜料诸如群青和普鲁士蓝。珠光颜料的例子包括涂氧化钛的云母、涂氧化钛的氯氧化铋、氯氧化铋、涂氧 化钛的滑石、鱼鳞箔、及着色的涂氧化钛的云母。此外，金属粉颜料包括铝粉和铜粉。有机颜料的例子包括201号红、202号红、204号红、205号红、220号红、226 号红、228号红、405号红、203号橙、204号橙、205号黄、401号黄、及404号蓝。对于，滑石、碳酸钙、硫酸钡、氧化锆及铝白 之类的扩展剂颜料(extender pigment),使用下述的通过色淀染料而获得的有机颜料。染料的例子包括3号红、104号 红、106号红、227号红、230号红、401号红、505号红、205号橙、4号黄、5号黄、202 号黄、203号黄、3号绿、及1号蓝。此外，着色剂的例子包括叶绿素和胡萝卜素之 类的自然着色剂。烃的例子包括角鲨烷、流体烷烃、流体聚异丁烯、凡士林、微晶蜡、石蜡、地 腊、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、异硬脂酸、鲸蜡醇、己基癸醇、油醇、十六烷 2-乙酸乙酯、2-乙基己基棕榈酸酯、2-辛基十二醇肉豆蔻酸酯、双-2-乙基己基新戊二 醇酯、2-乙基己酸三甘油酯、油酸-2-辛基十二烷酯、肉豆蔻酸异丙酯、三异硬脂酸甘 油酯、三(椰子油脂肪酸)甘油酯、橄榄油、鳄梨油、蜂蜡、肉苴蔻酸肉苴蔻脂、貂油、 及羊毛脂。酯的其它例子包括硅油、高级脂肪酸、油、及脂肪等。油成份的例子包括高级 乙醇蜡等。有机溶剂的例子包括丙酮、甲苯、乙酸丁酯、乙酸酯。树脂的例子包括醇酸 树脂及脲醛树脂等。塑化剂的例子包括萜酮、柠檬酸乙酰三丁基酯等。此外，可使用 紫外线吸收剂、抗氧化剂、防腐剂、表面活性剂、湿润剂、香料、水、乙醇、及增稠剂寸。化妆品的形式并无具体限定，其形式可为粉状、饼状、笔状、条状、糊状、液 体状、乳液状、膏状等。现描述上述具体实施方式
的优点。在本具体实施方式
的玻璃鳞片10中，用于制造玻璃鳞片10的玻璃基材的组 成设为65<Si02《70且5<Α1203《15。这获得了足够含量的二氧化硅和氧化铝，并 且二氧化硅和氧化铝用以充分地形成玻璃的骨架。此外，玻璃化温度为高，溶解度 令人满意，且耐酸性和耐水性得以增加。此外，氧化锂、氧化钠及氧化钾的含量设为 0.h(Li20+Na20+K20)^4。这以令人满意的方式调整了失透温度和粘度。此外，氧化镁 和氧化钙的含量设为RMgCKlO且10《Ca(K25。这以令人满意的方式调整了失透温度和 粘度，同时维持了玻璃的耐热性。因此，玻璃鳞片10的耐热性和化学稳定性得以增加。优良的耐热性在玻璃鳞片 10被加热至高温时抑制其变形。此外，因优良的耐酸性，玻璃鳞片10可应用于处于酸环 境下的耐腐蚀内衬，并且可有效用作使用酸溶液进行液相处理而形成的涂层的基材。此 夕卜，可将工作温度控制为相对低的温度。这便于玻璃鳞片10的制造。制造玻璃鳞片10的玻璃基材的工作温度减去失透温度而得到的温度差设为 0°C 200°C。这抑制了形成玻璃时的失透，并且获得更加均质的玻璃鳞片10。制造玻璃鳞片10的玻璃基材的玻璃化温度设为580°C 800°C。这增加了玻璃鳞片10的耐酸性。表征制造玻璃鳞片10的玻璃基材的耐酸性的指标Δ W设为0.05 0.8%质量。 这增加了玻璃鳞片的耐酸性。在涂覆的玻璃鳞片12中，玻璃鳞片10的表面涂覆有主要成份为金属或者金属氧 化物的涂层11。涂层11允许着色为金属色或干扰色。因此，涂覆的玻璃鳞片23很适合 用作光泽颜料。现进一步具体描述上述的具体实施方式
。然而，本发明不限于这些实施例。实施例1 20和对照例1 5表1 3所示的组合物系这样制备，即混合现有的玻璃原料(诸如硅砂等)以 制得用于各实施例和对照例的多批玻璃基材。使用电熔炉将各批材料加热至1400°C 1600°C并且熔化这批材料。然后，将这一状态保持约四小时直至该组合物变得均勻。此 后，将熔化的玻璃基材倒入钢板，并且在电炉中慢慢冷却至室温以获得玻璃样品。使用市售的膨胀计(理学株式会社，热机械分析仪TMA 8510)来测量以此方式 所制备之玻璃样品的热膨胀系数，并且从热膨胀系数的曲线获得玻璃化温度。使用现有 的钼球提升法(platinum ball lifting process)测得粘度与温度之间的关系，并且从此结果获 得工作温度。在钼球提升法中，首先将钼球浸没在熔化的玻璃中。然后，将当勻速向上 拉钼球时的作用载荷(阻力)与作用在钼球上的重力或浮力之间的关系应用于斯托克斯定 律(Stokes’ law)(该定律指出了粘度和在流体中下落的细颗粒的下降速度之间的关系)， 以测得粘度。将玻璃样品压碎，并且将尺寸为可通过1.0mm标准目筛(如JIS Z 8801规定 的)但无法通过2.8_标准目筛的碎片放入钼皿中，并且在电炉中以温度梯度(900 1400°C)加热2个小时。然后，从与出现结晶的位置相对应的电炉的最高温度获得失透 温度。为了对基于电炉中位置的温度表现变化作出补偿，预先测量电炉中预定位置的温 度表现。将玻璃样品放置在预定位置以测量失透温度。表1 3示出了测量结果。表1 3所示的玻璃组成中的所有数值都以质量百 分比表示。此处，Δ T为如前所述的从工作温度减去失透温度所得到的温度差，且AW 为如前所述用于耐酸性的指标。将玻璃样本压碎。收集一定量的尺寸可通过710 μ m补 充目筛和590 μ m标准目筛(由JIS Z 8801规定)且无法穿过420 μ m标准筛孔(对应于 与玻璃比重相同的克数)的玻璃粉，并将其浸入IOOmL 80°C的10%质量的硫酸水溶液中 72小时，以获得质量减损率。对照例1的玻璃是现有的平板玻璃组成，其SiO2,、Al2O3和CaO的含量以及碱 金属氧化物(Li20+Na20+K20)的总含量在本发明的范围之外。对照例2为现有的C玻璃，其Al2O3和CaO的含量以及碱金属氧化物 (Li20+Na20+K20)的总含量在本发明的范围之外。对照例3为现有的E玻璃，其SiO2和MgO的含量在本发明的范围之外。在对照例4的玻璃中，SiO2的含量在本发明的范围之外。在对照例5的玻璃中，碱金属氧化物(Li20+Na20+K20)的总含量在本发明的范 围之外。表 权利要求
1.一种玻璃鳞片，其特征在于所述玻璃鳞片由玻璃基材形成，所述玻璃基材包括以 质量百分比表示的65 < Si02<70 ； 5<A1203<15 ； l<MgO<10 ； 10<CaO<25；及 0.1< (Li20+Na20+K20) <4。
2.如权利要求1所述的玻璃鳞片，其特征在于由所述玻璃基材的工作温度减去失透温度而得到的温度差ΔΤ为0°C 200°C。
3.如权利要求1或2所述的玻璃鳞片，其特征在于 所述玻璃基材的玻璃化温度为580°C 800°C。
4.如权利要求1 3中任一项所述的玻璃鳞片，其特征在于 所述玻璃基材的耐酸性指标Δ W为0.05 0.8%质量。
5.—种涂覆的玻璃鳞片，其特征在于，包括 如权利要求1 4中任一项所述的玻璃鳞片，及覆盖所述玻璃鳞片的涂层，所述涂层的主要成份为金属或金属氧化物。
6.一种制造如权利要求1所述之玻璃鳞片的方法，包括 熔化玻璃基材，该玻璃基材包括以质量百分比表示的 65 < Si02<70,(5<A1203<15,(l<MgO<10,(10<CaO<25,及(0.1< (Li20+Na20+K20) <4 ；且然后破碎所述玻璃基材。
7.一种用于形成如权利要求1所述之玻璃鳞片的玻璃基材，所述玻璃基材包括以质量 百分比表示的 (65 < Si02<70 ； 5<A1203<15 ； l<MgO<10 ； 10<CaO<25；及 0.1< (Li20+Na20+K20) <4。
全文摘要
揭露了一种具有改进的耐热性和化学稳定性的鳞片状玻璃(10)，其由满足以质量百分比表示为65＜SiO2≤70、5≤Al2O3≤15、1≤MgO≤10、10≤CaO≤25且0.1≤(Li2O+Na2O+K2O)≤4之玻璃基材组成。通过从玻璃基材的工作温度减去其失透温度而获得的温度差ΔT的范围以0℃～200℃为佳。玻璃基材的玻璃化温度的范围以580℃～800℃为佳。此外，用作形成鳞片状玻璃(10)的玻璃基材之耐酸性指数ΔW的值的范围以0.05～0.8％质量为佳。
文档编号C03B37/005GK102026930SQ200980118510
公开日2011年4月20日 申请日期2009年5月28日 优先权日2008年6月18日
发明者小山昭浩, 藤原浩辅 申请人:日本板硝子株式会社