オパール複合材料およびその製造方法
【課題】視点の角度によらず安定して多彩な色合いを視認できる優れた遊色効果を有するとともに、加工性し易いオパール複合材料を提供すること。
【解決手段】複数のシリカ粒子からなる集合体を複数第１の樹脂中に含むオパール複合材料であって、集合体は、ブラッグ回折面となる主面を有していること。
【解決手段】複数のシリカ粒子からなる集合体を複数第１の樹脂中に含むオパール複合材料であって、集合体は、ブラッグ回折面となる主面を有していること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はオパール複合材料およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
天然のオパールは、シリカのコロイド粒子の集合体であり、バルク状の鉱石として採取される。
【０００３】
他方、オパールは人工的にも製造されており、例えば重合性物質中にシリカのコロイド粒子を分散させてから、重合性物質を重合させることによって、コロイド粒子を規則配列させてオパールとすることが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００３／１００１３９号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のようなオパールは、図４のようにシリカ粒子からなる集合体中に樹脂を含浸させている。そのため、図３、図４に示すように集合体２０の主面３が１つの方向を向くために、視点の角度によって、例えば赤色〜黄色〜緑色〜青色など一定の色合いに変化するに留まり、様々な方向から多彩な色合いを同時に視認することはできない場合があった。
【０００６】
また、オパールは曲げ強度が弱かったため、曲面上にフレキシブルに貼り付けることが難しい場合があった。また、シリカ粒子１を沈殿させるのに時間を有するために、所定の厚みのオパールを得ることが難しい場合があった。
【０００７】
本発明の目的は、視点の角度によらず安定して多彩な色合いを視認できる優れた遊色効果を有するとともに、加工性し易いオパール複合材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のオパール複合材料は、複数のシリカ粒子からなる集合体を複数第１の樹脂中に含むオパール複合材料であって、前記集合体は、ブラッグ回折面となる主面を有していることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のオパール複合材料の製造方法は、薄膜状のオパールを粉砕することによって、複数の前記集合体を得る第１工程と、前記複数の集合体を前記第１の樹脂中に分散させる第２工程と、前記集合体が分散された前記第１の樹脂を固化して固化物を得る第３工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のオパール複合材料によれば、オパール複合材料中でブラッグ回折面が様々な方向を向き易くなるので、オパール複合材料に対する視点の角度や、オパール複合材料中の集合体におけるシリカ粒子の配向の異方性に影響されることなく、安定した遊色効果を高い輝度で視認することができる。
【００１１】
また、本発明のオパール複合材料の製造方法によれば、加工性や用途の自由度を広げたオパール複合材料を効率よく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態のオパール複合材料の模式図である。
【図２】本実施形態のオパール複合材料の各シリカ粒子径別の集合体の状態を示す図面代用写真である。
【図３】従来のオパールの模式図である。
【図４】図３の従来のオパールの主面の図面代用写真である。
【図５】本実施形態のオパール複合材料の他の実施形態における模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を用いて本発明の一実施形態を説明する。
（オパール複合材料）
本実施形態のオパール複合材料は、複数のシリカ粒子からなる集合体を複数第１の樹脂中に含むオパール複合材料であって、集合体は、ブラッグ回折面となる主面を有している。
【００１４】
図１においてシリカ粒子１とは、シリカのコロイド粒子のことであり、シリカ粒子１が凝集して集合体２が形成されている。
【００１５】
集合体２は、ブラッグ回折面となる主面３を有している。主面３では、シリカ粒子１が規則的に配列されており、この規則的な配列を光路５が通過してブラッグ回折した回折光５ｂによって遊色効果を有する。主面３は例えば長軸が平均で５０〜２０００μｍである。
【００１６】
集合体２は、上述のような主面を少なくとも１つ有していれば良く、その形状は特に制限されない。
【００１７】
なお、図１において、光路５は一方向からのみを例示しているが、実際はあらゆる方向から光が入射している。
【００１８】
主面３におけるシリカ粒子１の配列は、光路５のブラッグ回折を発生させる程度の規則性を有していればよく、一部にシリカ粒子１の脱粒があっても構わない。
【００１９】
また、主面３におけるシリカ粒子１の構造についても、光路５のブラッグ回折を発生させ得るものであればよく、図１に示す配列構造以外のものであっても構わない。配列構造としては、例えば立方晶構造、正方晶構造、六方細密構造などが挙げられる。
【００２０】
この集合体２は例えばオパールの粉砕物等があり、その形状としては多面体、特に主面を大きくできる板状体等が挙げられる。この板状体の場合、例えば表面および裏面を主面とすることができる。
【００２１】
集合体２は、第１の樹脂４ａ中に複数分散されて、オパール複合材料１０を成している。このように、主面３が第１の樹脂中で様々な方向に向くと、主面３での反射光５ａによって、様々な色相の遊色効果が得られる。
【００２２】
図２は、シリカ粒子１の平均粒径毎に得られる集合体２を含むオパール複合材料１０の電子顕微鏡写真である。図２中で白く見える部分が集合体２であり、黒く見える部分が樹脂である。このように樹脂中に集合体２が分散されていることがわかる。
【００２３】
これらの集合体２の主面３はそれぞれ別の方向に向いていることが好ましく、例えば集合体は、１の方向を向く主面を有する第１の集合体と、１の方向と異なる方向を向く主面を有する第２の集合体とを少なくとも有していることが好ましい。
【００２４】
具体的には、図１に示される３つの集合体２に同一方向から入射する光路５は、それぞれ異なる方向に反射されるとともに、異なる方向にブラッグ回折されている。
【００２５】
これにより、オパール複合材料１０の表面を見る視点の角度に依存することなく、複数の色合いを有する遊色効果を一定の輝度で得ることができる。
ここで、主面３の少なくとも１つは劈開面であることが、集合体２の主面３と側面とでシリカ粒子１の配向性が異なることによる色ムラの影響を受けることなく、安定して多彩な遊色効果を有する点で好ましく、より好ましくは、集合体２の主面３の算術平均表面粗さが、４００ｎｍＲａ以下であることが、高い輝度と遊色効果を呈する点で好ましい。
【００２６】
さらに本実施形態によれば、シリカ粒子の平均粒径は、２００〜４００ｎｍであることが好ましい。
【００２７】
この範囲において、シリカ粒子１が小さければ青系の発色が強くなり、シリカ粒子１が大きければ赤系の発色が強くなる。特に平均粒径が異なるシリカ粒子１の集合体２が複数存在することが好ましい。例えば、平均粒径が２００ｎｍのシリカ粒子１の集合体２は青色に視認され、平均粒径が３００ｎｍのシリカ粒子１の集合体２は黄緑色に視認され、平均粒径が４００ｎｍのシリカ粒子１の集合体２は赤色に視認される。これらの平均粒径が異なる３種類のシリカ粒子１の集合体２がオパール複合材料１０中に含まれることによって、さらなる遊色効果を発揮する。
【００２８】
平均粒径が異なるシリカ粒子１の集合体２が複数存在する場合、例えば、第１集合体と第２集合体との平均粒径の差が１００ｎｍ以上有することが好ましい。このように平均粒径の差がある場合、コントラストがより高くなる。集合体２を３以上含む場合は、ある集合体２の群（第１集合体群）と残りの集合体２の群（第２集合体群）との平均粒径の差が１００ｎｍ以上あればよい。例えば、第１集合体群の平均粒径が２００ｎｍであり、第２集合体群の平均粒径が３００ｎｍである場合、第３集合体群の平均粒径は４００ｎｍとすれば、さらにコントラストがより高くなり易い。
【００２９】
さらに本実施形態によれば、集合体の主面の長軸の平均長さは、５０〜２０００μｍであることが好ましい。
【００３０】
これにより、集合体２が分散しやすく凝集しがたい点で好ましい。
ここで、集合体２同士の距離は２０〜２０００μｍであることが、集合体２同士が重ならない点で遊色効果を効率的に発揮させる点で好ましく、これは後述するような集合体２同士の静電反発で制御できる。
【００３１】
さらに本実施形態によれば第１の樹脂は、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂である。
【００３２】
第１の樹脂４ａは、含有されるシリカ粒子１の集合体２が視認できるものであればよく、特に制限されない。例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂などが挙げられる。シリカ粒子１の集合体２を均一に分散して固定化できる観点から、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂が好ましい。特に、エポキシ樹脂は、シリカ粒子１の集合体２との屈折率差が大きくなり易く、優れた遊色効果を発揮する。
ここで、第１の樹脂４ａの屈折率は１．０５〜２．００であることが、色相、輝度を向上させる点で好ましい。
【００３３】
さらに本実施形態によれば、集合体と第１の樹脂との割合は、質量比で３：７〜７:３である。
【００３４】
これにより、シート状のオパール複合材料１０では、遊色効果を損なうことなく曲げ強度を向上させることができ、様々な曲面にオパール複合材料１０を貼り付けることが容易になる。その他の含有物としては、第１の樹脂４ａ中に着色用に顔料が含まれていてもよく、あるいは、集合体２に種類の異なる樹脂が含浸されていても良い。
【００３５】
曲げ強度はオパール複合材料１０の厚さや材料によっても依存するが、シート状に加工した時に０．５〜２ｍｍの厚さとすれば、十分な曲げ強度と柔軟性を満足することができる。
【００３６】
（製造方法）
本実施形態のオパール複合材料の製造方法は、薄膜状のオパールを粉砕することによって、複数の集合体を得る第１工程と、複数の集合体を第１の樹脂中に分散させる第２工程と、集合体が分散された第１の樹脂を固化して固化物を得る第３工程とを含む。
【００３７】
第１工程においては、薄膜状のオパールを粉砕して複数の集合体２を得る。
まず、シリカ粒子１を分散媒に少量ずつ混ぜ、最終的には質量比でシリカ粒子１に対して分散媒が１〜５倍程度になるようにして１〜３分間攪拌する。
【００３８】
分散媒は極性を有する液体であれば特に制限されない。例えば水、アルコール、これらの混合物などが挙げられる。特に水のような極性の高い液体が好ましく、アルコールなどの揮発性の高い液体を分散媒に用いることも可能である。
【００３９】
次に、シリカ粒子１の分散液をビュレットに入れて、平板上に塗布して、シート状のオパールの前駆体を形成させる。ここで平板は親水性を有するものが用いられことが好ましい。
【００４０】
次に、平板上の前駆体を崩さないように乾燥室へ移動して、シリカ粒子１の分散液の分散媒を少しずつ蒸発させ、シリカ粒子１が沈殿するとともに、シリカ粒子１が凝集するように、シリカ粒子１の分散液の分散媒が少しずつ蒸発させていくのが良い。乾燥する温度と時間は、シリカ粒子１が沈殿するとともに、シリカ粒子１が凝集する時間を満足すればよく、３０〜４０℃、１〜１０分間くらいが目安である。
【００４１】
次に、乾燥した薄膜状のオパールを平板からリムバーなどで擦り落すなどの粉砕方法によって、集合体２を得る。あるいは、薄膜状のオパールを水やアルコールなどの分散媒で洗い落として、濾過して分散媒とシリカ粒子１とを分離して集合体２を得ても良い。または、薄膜状のオパールをミル内に投入してもよい。
【００４２】
このように、薄膜状のオパールを粉砕すれば、主面を大部分有する集合体２を得ることができる、
なお、平板に形成された薄膜上のオパールに事前に樹脂を添加して含浸させることによって、リムバーなどで擦り落とす際に、集合体２が崩れて主面３が損なわれてしまうことを低減することができる。
【００４３】
これによって、安定して集合体２を再現性良く、かつ、効率的に製造することができるので、大量生産することが可能である。
【００４４】
樹脂を含浸させた薄膜状のオパールは、また、その後の粉砕においても、板状の形を崩さないままで主面３を維持することができる。
【００４５】
なお、樹脂を含浸しない薄膜状のオパールを粉砕した場合、集合体２は不定形な形状となり易いが、ブラッグ回折面となる主面３を大部分に有していればよく、さらには、表裏の関係に主面３があればより好ましい。
【００４６】
樹脂を含浸しない集合体２がオパール複合材料１０中に含まれる場合、より多彩な色合いを有する遊色効果が得られる。
【００４７】
このような粉砕された集合体２は、粒径が揃うように分級しても良い。分級方法としては、フィルターでろ過すると集合体２同士が張り付いてしまうので、集合体２を水に分散させた分散液を遠心分離によって分級した後に、撹拌した分散媒中で保管するのが好ましい。
【００４８】
第２工程および第３工程においては、複数の集合体２を第１の樹脂４の中に分散し、第１の樹脂４ａを固化する。
【００４９】
分散工程において、集合体２と第１の樹脂４ａとの比重の差により両者が混合しない場合、第１の樹脂４ａを撹拌あるいは対流させながら集合体２を分散する、あるいはさらに、徐々に加熱することで第１の樹脂４ａを固化した固化物とすればよい。
【００５０】
このような分散工程により各集合体２のブラッグ回折面がそれぞれ異なる方向に面したオパール複合材料１０が得られる。
【００５１】
得られたオパール複合材料は、最終的な表面仕上げとして、バフ研磨を用いてもよいが、研磨の有無および研磨の種類はこの限りではない。あるいは研磨しないで表面にニスなどを塗布して平滑にすることも可能である。
【００５２】
なお、このようなオパール複合材料１０は、ワイヤーソー等でスライス加工してシート状にすることで、壁紙、包装紙、パッケージ、あるいは工芸品の螺鈿模様等の装飾に用いることができるものである。
【００５３】
また、このようなオパール複合材料１０は、シート状ではなくバルクの状態でも利用することができ、宝石等の多様なカット形状が簡便に実現できる。
【００５４】
さらに、このようなオパール複合材料１０は、建築用材等の大きなものにも利用することができる。
【００５５】
さらに本実施形態によれば、第２工程において、第１の樹脂中で集合体を超音波振動させることで、集合体同士を静電反発させて分散させる。
【００５６】
これによって、静電反発させて均一分散させることができるので、集合体２同士が重なってしまうことを低減することができる。
【００５７】
例えば、第１の樹脂４ａを固化をする前に、第１の樹脂４ａと集合体２を含む混合物を超音波洗浄機にて処理して、集合体２同士を摩擦させて静電気を帯びさせることで、集合体２同士が相互に反発するように帯電させることができる。
【００５８】
この第１の樹脂４ａと集合体２との混合物を超音波洗浄機にて帯電させる場合、第１の樹脂４ａと集合体２とを含む混合物中の集合体２の濃度を、最終的に使用する際の集合体２の濃度よりも高くしておけば、効率的に集合体２を帯電させることができる。
【００５９】
そしてこの最終的な濃度調整は、別途第１の樹脂４ａをさらに加える等によって行えばよい。
【００６０】
ここで、第１の樹脂４ａを加える場合、集合体２の帯電が除電されてしまわないように、第１の樹脂４ａと集合体２との混合物の電位と、加える第１の樹脂４ａの電位とを合わせておく必要がある。
【００６１】
さらに本実施形態によれば、第３工程において得られた固化物を粉砕することによって、粒状体を得る第４工程と、粒状体を第２の樹脂中に分散させる第５工程と、粒状体が分散された第２の樹脂を固化させる第６工程とをさらに含む。
【００６２】
これによって、オパール複合材料１０中において、集合体２の高密度領域と、集合体２の低密度領域とを得ることが可能になる。
【００６３】
例えば図５において、樹脂中における集合体２は、オパール複合材料１０の表面部８における密度が、オパール複合材料１０の中心部７における密度よりも大きいことが好ましい。
【００６４】
オパール複合材料１０の表面部８では、図５の点線の円で示される領域（粒状体６）が多く、粒状体６（集合体２）の占める割合が比較的多くなるので高密度領域となる。
【００６５】
すなわち、オパール複合材料１０の表面部８付近に集合体２を偏らせ高密度領域とし、遊色効果に寄与しないオパール複合材料１０の中心部７付近における集合体２を減らし低密度領域とすることで、オパール複合材料１０全体の厚さが厚くなっても、オパール複合材料１０全体における光の透過率の低下を抑えて、輝度を高く維持することができる。
【００６６】
具体的には以下の方法により得られる。
【００６７】
まず、第１の樹脂４ａを固化した後に、これをミルなどで、例えば粒径１〜１０ｍｍ程度の粒状体６になるまで粉砕する。
【００６８】
そして、改めてこの粒状体６と、新たに追加された第２の樹脂４ｂを混ぜることで、第２の樹脂４ｂ中に粒状体６が浮遊した状態になる。
【００６９】
そしてこれを固化することによって、図５において点線で示されるような、集合体２の高密度領域と、集合体２の低密度領域とを得ることができる。
【００７０】
ここで、最初に固化させた第１の樹脂４ａと、後で追加して固化させた第２の樹脂４ｂは同じであってもよいが、それぞれ屈折率の異なる樹脂（例えばエポキシ樹脂とアクリル樹脂等）を用いれば、集合体２の高密度領域と低密度領域とのコントラストをさらに高くできる点で好ましい。
【００７１】
また、第１の樹脂４ａの比重が異なる粒状体６を用意することで、第２の樹脂４ｂ中において粒状体６を沈殿もしくは浮遊させることができ、オパール複合材料１０の表面部８に粒状体６（集合体２）を偏らせることができ、さらには、遠心分離法によって、オパール複合材料１０の表面部８に粒状体６（集合体２）を偏らせることを促進することもできる。
【００７２】
あるいは単純に、集合体２の密度が小さいオパール複合材料１０を、集合体２の密度が大きいオパール複合材料１０で挟んで貼り合わせてもよい。
【００７３】
さらに本実施形態によれば、第５工程において、第２の樹脂中で粒状体を超音波振動させることで、粒状体同士を静電反発させて分散させることが好ましい。
【００７４】
これにより、粒状体６同士での静電反発を容易にすることができ、集合体２の高密度領域と低密度領域とのコントラストをさらに高くすることができる点で好ましい。
【実施例】
【００７５】
以下、実施例および比較例に係るオパール複合材料の試料作製について説明する。
【００７６】
＜実施例１＞
（試料作製）
試料番号１〜１９について以下のように作製した。
【００７７】
まず、平均粒径１００、２００、３００、４００、５００ｎｍのシリカ粒子１を用意し、それぞれ水に少量ずつ混ぜながら、最終的には質量比でシリカ粒子１に対して分散媒が３倍程度になるようにして１時間攪拌して、スラリー状のシリカ粒子１の分散液を用意した。
【００７８】
次に、スラリー状のシリカ粒子１の分散液をロールコーターを用いて、厚さ２ｍｍで平板上に塗布して、シート状のオパールの前駆体を形成させた。ここで平板は親水性のシートを用いた。
【００７９】
次に、平板上のオパールの前駆体を崩さないように乾燥室へ移動して、大気中にて温度８０℃湿度３０％の雰囲気中で静置し、前駆体（スラリー状のシリカ粒子１の分散液）の分散媒を少しずつ蒸発させ、シリカ粒子１を沈殿させていくとともに、シリカ粒子１同士が凝集するようした。
【００８０】
次に、乾燥したシリカ粒子１の集合体２を平板からリムバーで擦り落とし、これを篩にかけて、集合体２の平均の長軸長さを５０、１００、５００、１０００、２０００、３０００μｍでそれぞれ揃えたものを用意した。
【００８１】
この場合、篩にかける方法としては、水中に集合体２を分散させて、遠心分離法で分級させる方法を用いた。
【００８２】
この集合体２を２液性のエポキシ樹脂に対して２：８〜８：２の質量比で撹拌させながら分散させていき、真空脱泡しながら１３０℃で３時間加熱してオパール複合材料１０を得た。
【００８３】
そしてこれをワイヤーソーで厚さ１ｍｍ、１０ｃｍ角で切り出して、さらに、切り出した各試料は、表面をバフ研磨で処理して光沢面とし、各試料を１枚ずつ用意した。
評価用試料とした。
【００８４】
なお、比較例となる試料番号２０については、特許文献１のエポキシ樹脂を含有したシリカのコロイド粒子を分散させてから、エポキシ樹脂を重合させることによって、コロイド粒子をエポキシ樹脂中に規則配列させたオパールを用いて、厚さ１ｍｍ、１０ｃｍ角で切り出して、さらに、表面をバフ研磨で処理して光沢面とし、１枚用意した。
【００８５】
（試料評価）
遊色効果（輝度を含む）の評価方法については、評価者を任意に１０人選出し、オパール複合材料１０の表面に対して、目視で視点の角度を変えながら観察した。
【００８６】
そして比較例である試料番号２０と比較対比して、遊色効果（輝度を含む）が優れていれば○、同等であれば△、劣っていれば×とした。
【００８７】
以下、オパール複合材料１０の遊色効果の評価結果を表１に示す。
【００８８】
【表１】
【００８９】
表１において、試料番号１〜１９は実施例、試料番号２０は比較例であり、試料番号３，９，１６は同一条件で作製した本実施例の最適条件の試料である。
【００９０】
試料番号１〜５では、平均粒径の条件を変えたものであり、平均粒径２００〜４００ｎｍにおいて優れた遊色効果を呈した。
【００９１】
これはオパール複合材料１０が、赤色〜黄色〜緑色〜青色を同時に視認し易かったことによるものである。
【００９２】
試料番号６〜１２では、長軸の長さの条件を変えたものであり、長軸の長さ５０〜２０００μｍにおいて優れた遊色効果を呈した。
【００９３】
これはオパール複合材料１０の斑の大きさ（集合体２の大きさ）を視認可能な大きさにするとともに、単位面積当たりで様々な色合いを呈し易かったことによるものである。
【００９４】
試料番号１３〜１９では、集合体２と樹脂４との質量比を２：８〜８：２の範囲で変えたものであり優れた遊色効果を呈した。より好ましくは３：７〜７：３となる範囲において、オパール複合材料１０は優れた遊色効果を呈した。
【００９５】
また、第１の樹脂４ａの質量比が多いほど、オパール複合材料１０の加工性や曲げ強度を満足した結果となった。
【００９６】
一方、試料２０では加工途中で割れてしまいそもそも評価に耐えなかったが、バルク状のオパールで評価した場合であっても、表面を見る角度が浅くなると白っぽくなってしまい、遊色効果が弱いものであった。
【００９７】
なお、本実施例では第１の樹脂４ａとしてエポキシ樹脂を用いた結果で説明しているが、アクリル樹脂を用いた場合であっても同様の遊色効果（輝度を含む）の結果が得られているので省略している。
【００９８】
＜実施例２＞
（試料作製）
試料番号２１〜２５については実施例１における試料番号３に基づいて作製した固化物をミルなどで一度粒状（平均粒径５ｍｍ程度）に粉砕して粒状体６を得た。
粒状体６と第２の樹脂４ｂとを混ぜ、第２の樹脂４ｂ中で粒状体６を超音波振動させ、粒状体６同士を静電反発させて分散させた。
【００９９】
断面視したときの集合体２の面積比が表２のようになるように、集合体２と第２の樹脂４ｂとの質量比を変えて、オパール複合材料１０を作製し、オパール複合材料１０の中心部７用の板状体と表面部８用の板状体とをそれぞれ１００×１００×１０ｍｍで作製し、それぞれの板状体の主面で接着して組み合わせることで、図５のような分布のオパール複合材料１０を得た。
【０１００】
（試料評価）
遊色効果（輝度を含む）の評価方法については、実施例１と同様に行った。
背景の明るさの評価方法については、評価者を任意に１０人選出し、オパール複合材料１０の表面に対して、目視で視点の角度を変えながら観察した。
【０１０１】
そして、実施例１の試料番号３，９，１６と比較対比して、背景の明るさが優れていれば○、同等であれば△、劣っていれば×とした。
【０１０２】
以下、オパール複合材料１０の遊色効果と背景の明るさの評価結果を表２に示す。
【０１０３】
【表２】
【０１０４】
表２において、特に試料番号２１、２２では、優れた背景の明るさと、優れた遊色効果とを呈した。
【０１０５】
これはオパール複合材料１０の中心部７における集合体２の密度が低く、表面部８における集合体２の密度が高いため、光の透過性が優れていることによるものである。
【符号の説明】
【０１０６】
１：シリカ粒子
２：集合体
３：主面
４ａ：第１の樹脂
４ｂ：第２の樹脂
５：光路
５ａ：反射光
５ｂ：回折光
６：粒状体
７：中心部
８：表面部
１０：オパール複合材料
２０：集合体
【技術分野】
【０００１】
本発明はオパール複合材料およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
天然のオパールは、シリカのコロイド粒子の集合体であり、バルク状の鉱石として採取される。
【０００３】
他方、オパールは人工的にも製造されており、例えば重合性物質中にシリカのコロイド粒子を分散させてから、重合性物質を重合させることによって、コロイド粒子を規則配列させてオパールとすることが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００３／１００１３９号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のようなオパールは、図４のようにシリカ粒子からなる集合体中に樹脂を含浸させている。そのため、図３、図４に示すように集合体２０の主面３が１つの方向を向くために、視点の角度によって、例えば赤色〜黄色〜緑色〜青色など一定の色合いに変化するに留まり、様々な方向から多彩な色合いを同時に視認することはできない場合があった。
【０００６】
また、オパールは曲げ強度が弱かったため、曲面上にフレキシブルに貼り付けることが難しい場合があった。また、シリカ粒子１を沈殿させるのに時間を有するために、所定の厚みのオパールを得ることが難しい場合があった。
【０００７】
本発明の目的は、視点の角度によらず安定して多彩な色合いを視認できる優れた遊色効果を有するとともに、加工性し易いオパール複合材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のオパール複合材料は、複数のシリカ粒子からなる集合体を複数第１の樹脂中に含むオパール複合材料であって、前記集合体は、ブラッグ回折面となる主面を有していることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のオパール複合材料の製造方法は、薄膜状のオパールを粉砕することによって、複数の前記集合体を得る第１工程と、前記複数の集合体を前記第１の樹脂中に分散させる第２工程と、前記集合体が分散された前記第１の樹脂を固化して固化物を得る第３工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のオパール複合材料によれば、オパール複合材料中でブラッグ回折面が様々な方向を向き易くなるので、オパール複合材料に対する視点の角度や、オパール複合材料中の集合体におけるシリカ粒子の配向の異方性に影響されることなく、安定した遊色効果を高い輝度で視認することができる。
【００１１】
また、本発明のオパール複合材料の製造方法によれば、加工性や用途の自由度を広げたオパール複合材料を効率よく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態のオパール複合材料の模式図である。
【図２】本実施形態のオパール複合材料の各シリカ粒子径別の集合体の状態を示す図面代用写真である。
【図３】従来のオパールの模式図である。
【図４】図３の従来のオパールの主面の図面代用写真である。
【図５】本実施形態のオパール複合材料の他の実施形態における模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を用いて本発明の一実施形態を説明する。
（オパール複合材料）
本実施形態のオパール複合材料は、複数のシリカ粒子からなる集合体を複数第１の樹脂中に含むオパール複合材料であって、集合体は、ブラッグ回折面となる主面を有している。
【００１４】
図１においてシリカ粒子１とは、シリカのコロイド粒子のことであり、シリカ粒子１が凝集して集合体２が形成されている。
【００１５】
集合体２は、ブラッグ回折面となる主面３を有している。主面３では、シリカ粒子１が規則的に配列されており、この規則的な配列を光路５が通過してブラッグ回折した回折光５ｂによって遊色効果を有する。主面３は例えば長軸が平均で５０〜２０００μｍである。
【００１６】
集合体２は、上述のような主面を少なくとも１つ有していれば良く、その形状は特に制限されない。
【００１７】
なお、図１において、光路５は一方向からのみを例示しているが、実際はあらゆる方向から光が入射している。
【００１８】
主面３におけるシリカ粒子１の配列は、光路５のブラッグ回折を発生させる程度の規則性を有していればよく、一部にシリカ粒子１の脱粒があっても構わない。
【００１９】
また、主面３におけるシリカ粒子１の構造についても、光路５のブラッグ回折を発生させ得るものであればよく、図１に示す配列構造以外のものであっても構わない。配列構造としては、例えば立方晶構造、正方晶構造、六方細密構造などが挙げられる。
【００２０】
この集合体２は例えばオパールの粉砕物等があり、その形状としては多面体、特に主面を大きくできる板状体等が挙げられる。この板状体の場合、例えば表面および裏面を主面とすることができる。
【００２１】
集合体２は、第１の樹脂４ａ中に複数分散されて、オパール複合材料１０を成している。このように、主面３が第１の樹脂中で様々な方向に向くと、主面３での反射光５ａによって、様々な色相の遊色効果が得られる。
【００２２】
図２は、シリカ粒子１の平均粒径毎に得られる集合体２を含むオパール複合材料１０の電子顕微鏡写真である。図２中で白く見える部分が集合体２であり、黒く見える部分が樹脂である。このように樹脂中に集合体２が分散されていることがわかる。
【００２３】
これらの集合体２の主面３はそれぞれ別の方向に向いていることが好ましく、例えば集合体は、１の方向を向く主面を有する第１の集合体と、１の方向と異なる方向を向く主面を有する第２の集合体とを少なくとも有していることが好ましい。
【００２４】
具体的には、図１に示される３つの集合体２に同一方向から入射する光路５は、それぞれ異なる方向に反射されるとともに、異なる方向にブラッグ回折されている。
【００２５】
これにより、オパール複合材料１０の表面を見る視点の角度に依存することなく、複数の色合いを有する遊色効果を一定の輝度で得ることができる。
ここで、主面３の少なくとも１つは劈開面であることが、集合体２の主面３と側面とでシリカ粒子１の配向性が異なることによる色ムラの影響を受けることなく、安定して多彩な遊色効果を有する点で好ましく、より好ましくは、集合体２の主面３の算術平均表面粗さが、４００ｎｍＲａ以下であることが、高い輝度と遊色効果を呈する点で好ましい。
【００２６】
さらに本実施形態によれば、シリカ粒子の平均粒径は、２００〜４００ｎｍであることが好ましい。
【００２７】
この範囲において、シリカ粒子１が小さければ青系の発色が強くなり、シリカ粒子１が大きければ赤系の発色が強くなる。特に平均粒径が異なるシリカ粒子１の集合体２が複数存在することが好ましい。例えば、平均粒径が２００ｎｍのシリカ粒子１の集合体２は青色に視認され、平均粒径が３００ｎｍのシリカ粒子１の集合体２は黄緑色に視認され、平均粒径が４００ｎｍのシリカ粒子１の集合体２は赤色に視認される。これらの平均粒径が異なる３種類のシリカ粒子１の集合体２がオパール複合材料１０中に含まれることによって、さらなる遊色効果を発揮する。
【００２８】
平均粒径が異なるシリカ粒子１の集合体２が複数存在する場合、例えば、第１集合体と第２集合体との平均粒径の差が１００ｎｍ以上有することが好ましい。このように平均粒径の差がある場合、コントラストがより高くなる。集合体２を３以上含む場合は、ある集合体２の群（第１集合体群）と残りの集合体２の群（第２集合体群）との平均粒径の差が１００ｎｍ以上あればよい。例えば、第１集合体群の平均粒径が２００ｎｍであり、第２集合体群の平均粒径が３００ｎｍである場合、第３集合体群の平均粒径は４００ｎｍとすれば、さらにコントラストがより高くなり易い。
【００２９】
さらに本実施形態によれば、集合体の主面の長軸の平均長さは、５０〜２０００μｍであることが好ましい。
【００３０】
これにより、集合体２が分散しやすく凝集しがたい点で好ましい。
ここで、集合体２同士の距離は２０〜２０００μｍであることが、集合体２同士が重ならない点で遊色効果を効率的に発揮させる点で好ましく、これは後述するような集合体２同士の静電反発で制御できる。
【００３１】
さらに本実施形態によれば第１の樹脂は、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂である。
【００３２】
第１の樹脂４ａは、含有されるシリカ粒子１の集合体２が視認できるものであればよく、特に制限されない。例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂などが挙げられる。シリカ粒子１の集合体２を均一に分散して固定化できる観点から、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂が好ましい。特に、エポキシ樹脂は、シリカ粒子１の集合体２との屈折率差が大きくなり易く、優れた遊色効果を発揮する。
ここで、第１の樹脂４ａの屈折率は１．０５〜２．００であることが、色相、輝度を向上させる点で好ましい。
【００３３】
さらに本実施形態によれば、集合体と第１の樹脂との割合は、質量比で３：７〜７:３である。
【００３４】
これにより、シート状のオパール複合材料１０では、遊色効果を損なうことなく曲げ強度を向上させることができ、様々な曲面にオパール複合材料１０を貼り付けることが容易になる。その他の含有物としては、第１の樹脂４ａ中に着色用に顔料が含まれていてもよく、あるいは、集合体２に種類の異なる樹脂が含浸されていても良い。
【００３５】
曲げ強度はオパール複合材料１０の厚さや材料によっても依存するが、シート状に加工した時に０．５〜２ｍｍの厚さとすれば、十分な曲げ強度と柔軟性を満足することができる。
【００３６】
（製造方法）
本実施形態のオパール複合材料の製造方法は、薄膜状のオパールを粉砕することによって、複数の集合体を得る第１工程と、複数の集合体を第１の樹脂中に分散させる第２工程と、集合体が分散された第１の樹脂を固化して固化物を得る第３工程とを含む。
【００３７】
第１工程においては、薄膜状のオパールを粉砕して複数の集合体２を得る。
まず、シリカ粒子１を分散媒に少量ずつ混ぜ、最終的には質量比でシリカ粒子１に対して分散媒が１〜５倍程度になるようにして１〜３分間攪拌する。
【００３８】
分散媒は極性を有する液体であれば特に制限されない。例えば水、アルコール、これらの混合物などが挙げられる。特に水のような極性の高い液体が好ましく、アルコールなどの揮発性の高い液体を分散媒に用いることも可能である。
【００３９】
次に、シリカ粒子１の分散液をビュレットに入れて、平板上に塗布して、シート状のオパールの前駆体を形成させる。ここで平板は親水性を有するものが用いられことが好ましい。
【００４０】
次に、平板上の前駆体を崩さないように乾燥室へ移動して、シリカ粒子１の分散液の分散媒を少しずつ蒸発させ、シリカ粒子１が沈殿するとともに、シリカ粒子１が凝集するように、シリカ粒子１の分散液の分散媒が少しずつ蒸発させていくのが良い。乾燥する温度と時間は、シリカ粒子１が沈殿するとともに、シリカ粒子１が凝集する時間を満足すればよく、３０〜４０℃、１〜１０分間くらいが目安である。
【００４１】
次に、乾燥した薄膜状のオパールを平板からリムバーなどで擦り落すなどの粉砕方法によって、集合体２を得る。あるいは、薄膜状のオパールを水やアルコールなどの分散媒で洗い落として、濾過して分散媒とシリカ粒子１とを分離して集合体２を得ても良い。または、薄膜状のオパールをミル内に投入してもよい。
【００４２】
このように、薄膜状のオパールを粉砕すれば、主面を大部分有する集合体２を得ることができる、
なお、平板に形成された薄膜上のオパールに事前に樹脂を添加して含浸させることによって、リムバーなどで擦り落とす際に、集合体２が崩れて主面３が損なわれてしまうことを低減することができる。
【００４３】
これによって、安定して集合体２を再現性良く、かつ、効率的に製造することができるので、大量生産することが可能である。
【００４４】
樹脂を含浸させた薄膜状のオパールは、また、その後の粉砕においても、板状の形を崩さないままで主面３を維持することができる。
【００４５】
なお、樹脂を含浸しない薄膜状のオパールを粉砕した場合、集合体２は不定形な形状となり易いが、ブラッグ回折面となる主面３を大部分に有していればよく、さらには、表裏の関係に主面３があればより好ましい。
【００４６】
樹脂を含浸しない集合体２がオパール複合材料１０中に含まれる場合、より多彩な色合いを有する遊色効果が得られる。
【００４７】
このような粉砕された集合体２は、粒径が揃うように分級しても良い。分級方法としては、フィルターでろ過すると集合体２同士が張り付いてしまうので、集合体２を水に分散させた分散液を遠心分離によって分級した後に、撹拌した分散媒中で保管するのが好ましい。
【００４８】
第２工程および第３工程においては、複数の集合体２を第１の樹脂４の中に分散し、第１の樹脂４ａを固化する。
【００４９】
分散工程において、集合体２と第１の樹脂４ａとの比重の差により両者が混合しない場合、第１の樹脂４ａを撹拌あるいは対流させながら集合体２を分散する、あるいはさらに、徐々に加熱することで第１の樹脂４ａを固化した固化物とすればよい。
【００５０】
このような分散工程により各集合体２のブラッグ回折面がそれぞれ異なる方向に面したオパール複合材料１０が得られる。
【００５１】
得られたオパール複合材料は、最終的な表面仕上げとして、バフ研磨を用いてもよいが、研磨の有無および研磨の種類はこの限りではない。あるいは研磨しないで表面にニスなどを塗布して平滑にすることも可能である。
【００５２】
なお、このようなオパール複合材料１０は、ワイヤーソー等でスライス加工してシート状にすることで、壁紙、包装紙、パッケージ、あるいは工芸品の螺鈿模様等の装飾に用いることができるものである。
【００５３】
また、このようなオパール複合材料１０は、シート状ではなくバルクの状態でも利用することができ、宝石等の多様なカット形状が簡便に実現できる。
【００５４】
さらに、このようなオパール複合材料１０は、建築用材等の大きなものにも利用することができる。
【００５５】
さらに本実施形態によれば、第２工程において、第１の樹脂中で集合体を超音波振動させることで、集合体同士を静電反発させて分散させる。
【００５６】
これによって、静電反発させて均一分散させることができるので、集合体２同士が重なってしまうことを低減することができる。
【００５７】
例えば、第１の樹脂４ａを固化をする前に、第１の樹脂４ａと集合体２を含む混合物を超音波洗浄機にて処理して、集合体２同士を摩擦させて静電気を帯びさせることで、集合体２同士が相互に反発するように帯電させることができる。
【００５８】
この第１の樹脂４ａと集合体２との混合物を超音波洗浄機にて帯電させる場合、第１の樹脂４ａと集合体２とを含む混合物中の集合体２の濃度を、最終的に使用する際の集合体２の濃度よりも高くしておけば、効率的に集合体２を帯電させることができる。
【００５９】
そしてこの最終的な濃度調整は、別途第１の樹脂４ａをさらに加える等によって行えばよい。
【００６０】
ここで、第１の樹脂４ａを加える場合、集合体２の帯電が除電されてしまわないように、第１の樹脂４ａと集合体２との混合物の電位と、加える第１の樹脂４ａの電位とを合わせておく必要がある。
【００６１】
さらに本実施形態によれば、第３工程において得られた固化物を粉砕することによって、粒状体を得る第４工程と、粒状体を第２の樹脂中に分散させる第５工程と、粒状体が分散された第２の樹脂を固化させる第６工程とをさらに含む。
【００６２】
これによって、オパール複合材料１０中において、集合体２の高密度領域と、集合体２の低密度領域とを得ることが可能になる。
【００６３】
例えば図５において、樹脂中における集合体２は、オパール複合材料１０の表面部８における密度が、オパール複合材料１０の中心部７における密度よりも大きいことが好ましい。
【００６４】
オパール複合材料１０の表面部８では、図５の点線の円で示される領域（粒状体６）が多く、粒状体６（集合体２）の占める割合が比較的多くなるので高密度領域となる。
【００６５】
すなわち、オパール複合材料１０の表面部８付近に集合体２を偏らせ高密度領域とし、遊色効果に寄与しないオパール複合材料１０の中心部７付近における集合体２を減らし低密度領域とすることで、オパール複合材料１０全体の厚さが厚くなっても、オパール複合材料１０全体における光の透過率の低下を抑えて、輝度を高く維持することができる。
【００６６】
具体的には以下の方法により得られる。
【００６７】
まず、第１の樹脂４ａを固化した後に、これをミルなどで、例えば粒径１〜１０ｍｍ程度の粒状体６になるまで粉砕する。
【００６８】
そして、改めてこの粒状体６と、新たに追加された第２の樹脂４ｂを混ぜることで、第２の樹脂４ｂ中に粒状体６が浮遊した状態になる。
【００６９】
そしてこれを固化することによって、図５において点線で示されるような、集合体２の高密度領域と、集合体２の低密度領域とを得ることができる。
【００７０】
ここで、最初に固化させた第１の樹脂４ａと、後で追加して固化させた第２の樹脂４ｂは同じであってもよいが、それぞれ屈折率の異なる樹脂（例えばエポキシ樹脂とアクリル樹脂等）を用いれば、集合体２の高密度領域と低密度領域とのコントラストをさらに高くできる点で好ましい。
【００７１】
また、第１の樹脂４ａの比重が異なる粒状体６を用意することで、第２の樹脂４ｂ中において粒状体６を沈殿もしくは浮遊させることができ、オパール複合材料１０の表面部８に粒状体６（集合体２）を偏らせることができ、さらには、遠心分離法によって、オパール複合材料１０の表面部８に粒状体６（集合体２）を偏らせることを促進することもできる。
【００７２】
あるいは単純に、集合体２の密度が小さいオパール複合材料１０を、集合体２の密度が大きいオパール複合材料１０で挟んで貼り合わせてもよい。
【００７３】
さらに本実施形態によれば、第５工程において、第２の樹脂中で粒状体を超音波振動させることで、粒状体同士を静電反発させて分散させることが好ましい。
【００７４】
これにより、粒状体６同士での静電反発を容易にすることができ、集合体２の高密度領域と低密度領域とのコントラストをさらに高くすることができる点で好ましい。
【実施例】
【００７５】
以下、実施例および比較例に係るオパール複合材料の試料作製について説明する。
【００７６】
＜実施例１＞
（試料作製）
試料番号１〜１９について以下のように作製した。
【００７７】
まず、平均粒径１００、２００、３００、４００、５００ｎｍのシリカ粒子１を用意し、それぞれ水に少量ずつ混ぜながら、最終的には質量比でシリカ粒子１に対して分散媒が３倍程度になるようにして１時間攪拌して、スラリー状のシリカ粒子１の分散液を用意した。
【００７８】
次に、スラリー状のシリカ粒子１の分散液をロールコーターを用いて、厚さ２ｍｍで平板上に塗布して、シート状のオパールの前駆体を形成させた。ここで平板は親水性のシートを用いた。
【００７９】
次に、平板上のオパールの前駆体を崩さないように乾燥室へ移動して、大気中にて温度８０℃湿度３０％の雰囲気中で静置し、前駆体（スラリー状のシリカ粒子１の分散液）の分散媒を少しずつ蒸発させ、シリカ粒子１を沈殿させていくとともに、シリカ粒子１同士が凝集するようした。
【００８０】
次に、乾燥したシリカ粒子１の集合体２を平板からリムバーで擦り落とし、これを篩にかけて、集合体２の平均の長軸長さを５０、１００、５００、１０００、２０００、３０００μｍでそれぞれ揃えたものを用意した。
【００８１】
この場合、篩にかける方法としては、水中に集合体２を分散させて、遠心分離法で分級させる方法を用いた。
【００８２】
この集合体２を２液性のエポキシ樹脂に対して２：８〜８：２の質量比で撹拌させながら分散させていき、真空脱泡しながら１３０℃で３時間加熱してオパール複合材料１０を得た。
【００８３】
そしてこれをワイヤーソーで厚さ１ｍｍ、１０ｃｍ角で切り出して、さらに、切り出した各試料は、表面をバフ研磨で処理して光沢面とし、各試料を１枚ずつ用意した。
評価用試料とした。
【００８４】
なお、比較例となる試料番号２０については、特許文献１のエポキシ樹脂を含有したシリカのコロイド粒子を分散させてから、エポキシ樹脂を重合させることによって、コロイド粒子をエポキシ樹脂中に規則配列させたオパールを用いて、厚さ１ｍｍ、１０ｃｍ角で切り出して、さらに、表面をバフ研磨で処理して光沢面とし、１枚用意した。
【００８５】
（試料評価）
遊色効果（輝度を含む）の評価方法については、評価者を任意に１０人選出し、オパール複合材料１０の表面に対して、目視で視点の角度を変えながら観察した。
【００８６】
そして比較例である試料番号２０と比較対比して、遊色効果（輝度を含む）が優れていれば○、同等であれば△、劣っていれば×とした。
【００８７】
以下、オパール複合材料１０の遊色効果の評価結果を表１に示す。
【００８８】
【表１】
【００８９】
表１において、試料番号１〜１９は実施例、試料番号２０は比較例であり、試料番号３，９，１６は同一条件で作製した本実施例の最適条件の試料である。
【００９０】
試料番号１〜５では、平均粒径の条件を変えたものであり、平均粒径２００〜４００ｎｍにおいて優れた遊色効果を呈した。
【００９１】
これはオパール複合材料１０が、赤色〜黄色〜緑色〜青色を同時に視認し易かったことによるものである。
【００９２】
試料番号６〜１２では、長軸の長さの条件を変えたものであり、長軸の長さ５０〜２０００μｍにおいて優れた遊色効果を呈した。
【００９３】
これはオパール複合材料１０の斑の大きさ（集合体２の大きさ）を視認可能な大きさにするとともに、単位面積当たりで様々な色合いを呈し易かったことによるものである。
【００９４】
試料番号１３〜１９では、集合体２と樹脂４との質量比を２：８〜８：２の範囲で変えたものであり優れた遊色効果を呈した。より好ましくは３：７〜７：３となる範囲において、オパール複合材料１０は優れた遊色効果を呈した。
【００９５】
また、第１の樹脂４ａの質量比が多いほど、オパール複合材料１０の加工性や曲げ強度を満足した結果となった。
【００９６】
一方、試料２０では加工途中で割れてしまいそもそも評価に耐えなかったが、バルク状のオパールで評価した場合であっても、表面を見る角度が浅くなると白っぽくなってしまい、遊色効果が弱いものであった。
【００９７】
なお、本実施例では第１の樹脂４ａとしてエポキシ樹脂を用いた結果で説明しているが、アクリル樹脂を用いた場合であっても同様の遊色効果（輝度を含む）の結果が得られているので省略している。
【００９８】
＜実施例２＞
（試料作製）
試料番号２１〜２５については実施例１における試料番号３に基づいて作製した固化物をミルなどで一度粒状（平均粒径５ｍｍ程度）に粉砕して粒状体６を得た。
粒状体６と第２の樹脂４ｂとを混ぜ、第２の樹脂４ｂ中で粒状体６を超音波振動させ、粒状体６同士を静電反発させて分散させた。
【００９９】
断面視したときの集合体２の面積比が表２のようになるように、集合体２と第２の樹脂４ｂとの質量比を変えて、オパール複合材料１０を作製し、オパール複合材料１０の中心部７用の板状体と表面部８用の板状体とをそれぞれ１００×１００×１０ｍｍで作製し、それぞれの板状体の主面で接着して組み合わせることで、図５のような分布のオパール複合材料１０を得た。
【０１００】
（試料評価）
遊色効果（輝度を含む）の評価方法については、実施例１と同様に行った。
背景の明るさの評価方法については、評価者を任意に１０人選出し、オパール複合材料１０の表面に対して、目視で視点の角度を変えながら観察した。
【０１０１】
そして、実施例１の試料番号３，９，１６と比較対比して、背景の明るさが優れていれば○、同等であれば△、劣っていれば×とした。
【０１０２】
以下、オパール複合材料１０の遊色効果と背景の明るさの評価結果を表２に示す。
【０１０３】
【表２】
【０１０４】
表２において、特に試料番号２１、２２では、優れた背景の明るさと、優れた遊色効果とを呈した。
【０１０５】
これはオパール複合材料１０の中心部７における集合体２の密度が低く、表面部８における集合体２の密度が高いため、光の透過性が優れていることによるものである。
【符号の説明】
【０１０６】
１：シリカ粒子
２：集合体
３：主面
４ａ：第１の樹脂
４ｂ：第２の樹脂
５：光路
５ａ：反射光
５ｂ：回折光
６：粒状体
７：中心部
８：表面部
１０：オパール複合材料
２０：集合体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリカ粒子からなる集合体を複数第１の樹脂中に含むオパール複合材料であって、
前記集合体は、ブラッグ回折面となる主面を有している、
オパール複合材料。
【請求項２】
前記集合体は、１の方向を向く主面を有する第１の集合体と、前記１の方向と異なる方向を向く主面を有する第２の集合体とを少なくとも有している、
請求項１に記載のオパール複合材料。
【請求項３】
表面部における前記集合体の密度は、中心部における前記集合体の密度よりも大きい、
請求項１または２に記載のオパール複合材料。
【請求項４】
前記シリカ粒子の平均粒径は、２００〜４００ｎｍである、
請求項１〜３のいずれかに記載のオパール複合材料。
【請求項５】
前記集合体の前記主面の長軸の平均長さは、５０〜２０００μｍである、
請求項１〜４のいずれかに記載のオパール複合材料。
【請求項６】
前記第１の樹脂は、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂である、
請求項１〜５のいずれかに記載のオパール複合材料。
【請求項７】
前記集合体と前記第１の樹脂との割合は、質量比で３：７〜７:３である、
請求項１〜６のいずれかに記載のオパール複合材料。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のオパール複合材料の製造方法であって、
薄膜状のオパールを粉砕することによって、複数の前記集合体を得る第１工程と、
前記複数の集合体を前記第１の樹脂中に分散させる第２工程と、
前記集合体が分散された前記第１の樹脂を固化して固化物を得る第３工程とを含む、
オパール複合材料の製造方法。
【請求項９】
前記第２工程において、前記第１の樹脂中で前記集合体を超音波振動させることで、前記集合体同士を静電反発させて分散させる、
請求項８に記載のオパール複合材料の製造方法。
【請求項１０】
前記第３工程において得られた固化物を粉砕することによって、粒状体を得る第４工程と、
前記粒状体を第２の樹脂中に分散させる第５工程と、
前記粒状体が分散された前記第２の樹脂を固化させる第６工程とをさらに含む、
請求項８または９に記載のオパール複合材料の製造方法。
【請求項１１】
前記第５工程において、前記第２の樹脂中で前記粒状体を超音波振動させることで、前記粒状体同士を静電反発させて分散させる、
請求項１０に記載のオパール複合材料の製造方法。
【請求項１】
複数のシリカ粒子からなる集合体を複数第１の樹脂中に含むオパール複合材料であって、
前記集合体は、ブラッグ回折面となる主面を有している、
オパール複合材料。
【請求項２】
前記集合体は、１の方向を向く主面を有する第１の集合体と、前記１の方向と異なる方向を向く主面を有する第２の集合体とを少なくとも有している、
請求項１に記載のオパール複合材料。
【請求項３】
表面部における前記集合体の密度は、中心部における前記集合体の密度よりも大きい、
請求項１または２に記載のオパール複合材料。
【請求項４】
前記シリカ粒子の平均粒径は、２００〜４００ｎｍである、
請求項１〜３のいずれかに記載のオパール複合材料。
【請求項５】
前記集合体の前記主面の長軸の平均長さは、５０〜２０００μｍである、
請求項１〜４のいずれかに記載のオパール複合材料。
【請求項６】
前記第１の樹脂は、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂である、
請求項１〜５のいずれかに記載のオパール複合材料。
【請求項７】
前記集合体と前記第１の樹脂との割合は、質量比で３：７〜７:３である、
請求項１〜６のいずれかに記載のオパール複合材料。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のオパール複合材料の製造方法であって、
薄膜状のオパールを粉砕することによって、複数の前記集合体を得る第１工程と、
前記複数の集合体を前記第１の樹脂中に分散させる第２工程と、
前記集合体が分散された前記第１の樹脂を固化して固化物を得る第３工程とを含む、
オパール複合材料の製造方法。
【請求項９】
前記第２工程において、前記第１の樹脂中で前記集合体を超音波振動させることで、前記集合体同士を静電反発させて分散させる、
請求項８に記載のオパール複合材料の製造方法。
【請求項１０】
前記第３工程において得られた固化物を粉砕することによって、粒状体を得る第４工程と、
前記粒状体を第２の樹脂中に分散させる第５工程と、
前記粒状体が分散された前記第２の樹脂を固化させる第６工程とをさらに含む、
請求項８または９に記載のオパール複合材料の製造方法。
【請求項１１】
前記第５工程において、前記第２の樹脂中で前記粒状体を超音波振動させることで、前記粒状体同士を静電反発させて分散させる、
請求項１０に記載のオパール複合材料の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１０９２４（Ｐ２０１３−１０９２４Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−４２６７６（Ｐ２０１２−４２６７６）
【出願日】平成２４年２月２９日（２０１２．２．２９）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月２９日（２０１２．２．２９）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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