KR100648245B1 - 크리스탈 인조보석 착색용 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

크리스탈 인조보석 착색용 조성물 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 크리스탈 인조보석 착색용 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 바, 금속알콕사이드와 알콜을 이용하여 가수분해, 산을 해교제로 하여 실리카 졸을 생성하고, 이를 숙성 및 중축합반응시켜 글라스-겔을 얻고, 이것을 알콜류의 용매에 희석한 다음 일정량의 안료나 염료를 첨가하여 얻어진 착색용 조성물로서 이를 이용한 투명 크리스탈 인조보석의 착색하는 방법은 용융법이나 감광유리 발색법 등을 통해서는 미흡했던 분홍색, 적색계통의 발색기술을 국산화할 수 있고 또한 이는 용융법으로 제조된 제품에 비해 품질이 우수하며, 천연보석과 같은 효과를 나타낼 수 있다.
크리스탈, 인조보석, 저온합성, 핑크유리, 글라스발색

Description

크리스탈 인조보석 착색용 조성물 및 그 제조방법{Glass-gel coating Liquid composition for crystal rhinestone coloring and its manufacturing method}
도 1은 본 발명의 크리스탈 인조보석 착색용 조성물의 제조방법 및 이를 이용한 크리스탈 인조보석의 착색방법의 공정을 개략적으로 나타낸 것이고,
도 2a, 2b는 나노미립자 글라스-겔의 미세조직을 TEM 분석한 사진이다.
본 발명은 크리스탈 인조보석 착색용 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 크리스탈 인조보석, 즉 크리스탈 라인스톤에 박막 코팅하여, 열처리함으로써 핑크색상 등 다양한 색상으로 크리스탈 라인스톤을 착색하는 데 사용하는 착색용 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 크리스탈 인조보석에서 색상을 발현하는 기술로는 용융법 및 감 광유리 발색법이 주로 활용되었다.
먼저, 유리 용융에 의한 발색기술을 살펴 본다.
수정은 무색 투명하거나 흰색 반투명이며 노랑, 빨강 또는 핑크, 녹색, 파랑, 보라, 흑갈색 등의 아름다운 색을 띄고 있는데, 색상에 따라 홍수정, 연수정, 자수정, 황수정, 흑수정 등으로 불리고 있다. 이와 같이 수정이 색을 띄는 것은 수정 내에 미량으로 함유되어 있는 불순물 원소나 결정 구조속의 격자결합에 의한 것으로 알려져 있다. 수정에 나타나는 색상은 자연의 색으로 맑고 아름다우며 빛의 산란현상이 적어 부드럽고 눈이 피로해지지 않는다.
이러한 천연보석과 유사한 특성을 가진 인조보석을 제조하기 위하여 크리스탈 유리 조성에 미량의 산화금속물을 첨가하여 결정구조 속에 격자 결합시키도록 한 인공착색법이 용융법이다. 이같은 유리의 인공착색법은 금속산화물을 유리 원료와 배합하는 과정이 물리적인 혼합방법인 바, 균일한 혼합이 이루어지지 못하게 되어 용융 상태에서도 이온결합이 균일하지 못해 착색된 크리스탈 인조보석은 색도가 일정치 않을 뿐만 아니라 그 색상이 둔하고 고르지 못하며 화학결합이 균일하지 않아 선택적 흡수반사율이 다르고 비선택적 반사율이 크기 때문에 색상이 고르지 못해 저급으로 활용되는 추세이다.
한편, 감광유리 발색법은 크리스탈 발색을 위해 보통 할로겐화은을 함유한 유리 조성으로, 붕규산 유리, 붕산염계 유리, 인산염게 유리로서, 이들 조성의 원료 혼합물을 충분히 균일하게 용융시킨 후 적당한 형태로 성형하여 유리의 연화점 과 항복점 사이에서 열처리하여 Agx 결정을 석출시킨다.Agx 결정의 융점은 입자의 크기에 의해서 차이가 있으며, 일반적으로 유리의 항복점 이하에서 열처리에 의해 석출되는 Agx는 콜로이드 입자이다. 이들 입자의 성장은 확산속도에 비례하여 가열 초기는 시간1/2 에 비례하여 입경이 증가하지만, 그 후는 융합(ripening) 기구에 의하여 성장이 진행되고 시간1/3에 의해 입경이 증가한다. 보통 포토 크로믹 유리 중에 존재하는 결정의 크기는 50~150℃, 결정입자간의 간격은 600~1000℃ 정도이다. 이 유리 착색의 중심은 광 조사에 의해 스펙트럼의 변화로 추정되며, 광 조사중 퇴색반응이 일어나므로 퇴색을 피하기 위해서 조사 광파장 및 시간을 조절해야 하는 어려움이 있다. 감광성 발색기술의 단점은 공정조건이 복잡하며 정밀제어가 요구된다는 점, 노광 조사시 파장 및 시간에 따라 색상이 청, 보라, 적색, 주황색으로 변화된다는 점, 열처리 온도에 따라 550℃ 이상에서 재결정 입자의 크기가 변화되어 색상이 탁하다는 점, 미세결정을 석출시키기 위해 핵형성제로 미량의 금, 은 등이 첨가되어 용해도가 낮아서 환원되기 쉽기 때문에 환원분위기 용융분위기가 부적합하다는 점 등을 들 수 있다.
본 발명은 종래 용융법이나 감광유리 발색법을 통한 크리스탈 인조보석에의 색상발현의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 여러 가지 색상을 가지면서, 투명도, 반사율과 굴절율이 높은 고품질 크리스탈 인조보석을 제조하기 위해 금속알콕사이드를 이용한 저온합성법을 통해 나노미립자 글라스-겔을 제조하고 이것을 안료나 염료 및 혼합용매와 균일하게 분산시켜 착색 조성물을 얻고, 이것을 투명 크리스탈 인조보석 비드에 스프레이 또는 디핑방법으로 박막코팅한 후 열처리하여 발색시키는 기술을 개발하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 용융법으로 발색한 크리스탈 인조보석에 비해 반사율, 색상 등이 우수한 크리스탈 인조보석을 제조할 수 있도록 하는 착색용 조성물을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명은 이같은 착색용 조성물을 제조하는 방법을 제공하는 데도 그 목적이 있다.
삭제
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 크리스탈 인조보석 착색용 조성물은 Si(OR)4(여기서, R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기이다) 단독 또는 M(OR')n(여기서, M은 Al, Ti 또는 Zr이고, R'는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고, n은 1 내지 5 이다.)로 표시되는 금속 알콕사이드류로부터 선택된 1종 이상의 금속 알콕사이드와의 혼합물을 알콜류와 혼합하여 출발 금속알콕사이드 용액을 제조하는 제 1단계, 상기 출발 알콕사이드 용액을 가수분해하여 Si(OH)x(OR)4-x 용액을 얻는 제 2 단계, 제 2 단계의 결과물에 해교제(stabilizer)로 산을 첨가하여 투명한 졸 화합물을 얻 는 제 3 단계 및 제 3 단계의 졸 화합물을 숙성하여 중축합 반응시켜 nSiO2-y-z(OH)2y(OR)2z로 표시되는 실리카 겔을 생성하는 제 4 단계를 거쳐 얻어진 나노미립자 글라스-겔; 안료 또는 염료; 및 용매를 포함하는 것임을 그 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 나노미립자 글라스-겔을 용매와 혼합한 다음, 여기에 일정량의 안료 또는 염료를 혼합하여 크리스탈 인조보석 착색용 조성물을 제조하는 방법에도 그 특징이 있다.
삭제
이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 크리스탈 인조보석 착색용 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다. 크리스탈 인조보석 착색용 조성물, 일명 글라스-겔 코팅액 조성물과 이를 이용한 칼라 크리스탈 인조보석의 제조과정을 개략적으로 도 1에 나타내었다. 이하에서는 이를 참조한다.
(1)크리스탈 인조보석 착색용 조성물
본 발명에서 크리스탈 인조보석, 일명 크리스탈 라인스톤을 착색하는 데 사용되는 조성물은 나노미립자 글라스-겔, 안료 또는 염료, 및 용매로 이루어진다.
여기서, 나노미립자 글라스-겔은 금속알콕사이드를 이용한 저온합성법으로 600℃ 이하의 전이점 부근의 온도에서 유리화가 가능하도록 겔로 제조한 글라스이다.
구체적으로 나노미립자 글라스 겔은 다음과 같은 방법을 통해 얻어진 것이다.
<제1단계: 출발 금속알콕사이드 용액의 제조단계>
Si(OR)4(상기 식에서, R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기이다) 단독 또는 M(OR')n(여기서, M은 Al, Ti 또는 Zr이고, R'는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이며, n은 1 내지 5 이다)으로 표시되는 금속 알콕사이드와의 혼합물을 알콜류와 혼합하여 출발 알콕사이드 용액을 제조한다. 이때, 알콜류로서는 특별히 한정되는 것은 아니나 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜, n-부틸알콜 중 선택하여 단독 또는 혼합사용할 수 있다. 바람직하기로는 이소프로필 알콜이다.
알콜류를 혼합할 때 부피 혼합비는 금속알콕사이드에 대해 0.4 내지 2.0부피비인 것이 바람직하다. 알콜 함량이 0.4 미만에서는 가수분해시 Si(OH)x(OR)4-x의 입자생성이 저하되며, 2.0을 초과하면 반응성이 떨어지는 경향이 있다. 최적으로는 금속 알콕사이드에 대해 알콜류를 0.8부피비로 혼합할 때, 비표면적 280㎡/g이다.
Si(OR)4의 함량은 30 내지 150부인 바, 30부 미만에서는 코팅막의 형성이 잘 이루어지지 못하며 150부 초과면 코팅 막의 균열이 발생되어 박리되는 경우가 생길 수 있다. 본 발명에서는 Si(OR)4로는 주로 테트라 메틸 오르쏘 실리케이트 (Si(OCH3)4 또는 테트라 에틸 오르쏘 실리케이트(Si(OC2H5) 4)를 사용한다.
M(OR')n은 5 내지 20중량부로 첨가하는 것이 내마모성, 광택도, 굴절율, 반사도 등이 현저히 향상될 수 있어 바람직하다.
<제 2 단계; 가수분해>
가수분해는 상기 출발 알콕사이드 용액에 물을 첨가하고 상온에서 90℃ 범위로 반응시간 30분 정도, 교반속도 50rpm 정도로 반응시키는 방법으로 수행된다. 최적 온도는 80℃ 이상이다. 반응온도 80℃ 이상에서는 Si 수화물의 비표면적값이 350㎡/g으로 초미립자로 생성될 수 있다.
가수분해 반응은 다음 반응식 1로서 요약되어질 수 있다.
Si(OR)4 + xH2O ----> Si(OH)x(OR)4-x + xROH ---(1)
Si(OH)x(OR)4-x + Si(OR)4 ----> (OR)4-x(OH)x-1 .Si.O.Si.(OR)3 + ROH ---(2)
2Si(OH)x(OR)4-x + H2O ----> (OR)3-x(OH)x.Si(OH) x(OR)3-x + 2ROH --- (3)
2Si(OH)x(OR)4-x-->(OR)4-x(OH)x-1.Si.O.Si(OH)x-1 (OR)4-x+H2O ---- (4)
<제3단계; 투명한 졸의 생성단계>
상기 제2단계를 통해서 나노미립자 콜로이드상을 얻게 되는 바, 여기에 해교제로서 산을 첨가하여 반응시키면 투명한 졸 화합물을 얻을 수 있다.
구체적으로, 해교제로는 질산, 염산, 아세트산, 프로피온산 및 개미산 중에서 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 금속알콕사이드(Si(OR)4)에 대하여 0.03~0.15mol% 되도록 첨가하여 90℃에서 교반하면서 2~20시간 동안 반응시켜서 투명 졸 화합물을 얻을 수 있다.
해교제의 첨가량이 증가할수록 평균입경이 감소하고, 매우 균일한 기공분포를 얻을 수 있다.
이와같이 얻어진 투명 졸 화합물의 평균입경은 56.1 ~ 37.1Å이고, 비표면적 226~193㎡/g이다.
<제4단계; 글라스-겔의 제조단계>
상기 제 3 단계로부터 얻어진 투명한 졸을 숙성, 중축합시키면 글라스-겔을 얻을 수 있는 바, 구체적으로는 투명한 졸을 30 내지 150℃ 범위로 48시간 정도 숙성하여 가수분해시 생성한 단량체 (Si(OH)x(OR)4-x)를 중합 혹은 탈수 축합반응에 의하여 2량체 Si2.O(OH)4(OR)6-x, 3량체 Si3.O2(OH) 4(OR)8-x, 4량체 Si4.O3(OH)4(OR)10-x, 등을 생성하여, 이들이 중축합반응으로 Si-O-Si결합을 진행하면 고분자 nSiO2-y-z(OH)2y(OR)2z로 표시되는 글라스-겔을 제조할 수 있다. 고분자가 생성되면 용액의 점도는 증대하여 유동성이 없는 겔 상으로 되는 것이다. 다음에 겔은 시간의 경과로 생성한 알콜 및 용매, 물을 유리하여 수축한다. 유리한 알콜과 물을 증발시켜 건조시킨 겔 상은 표면은 OH기가 함유된 것으로서, 입자직경 10Å의 SiO2와 가까운 조성을 갖는 미립자로 응집한 다공체이다. 이 겔은 가열하여 잔류 OR기를 분해, 승온과 함께 Si-OH기의 탈수축합을 촉진하여 입자의 소결에 의해 기공이 없는 실리카 글라스를 제조한다.
얻어진 나노미립자 글라스-겔의 미세조직을 TEM(JSM-2000FX)을 통해 관찰한 사진을 도 2a, 2b에 나타내었다.
도 2a, 2b로부터 알 수 있듯이, 나노미립자 글라스-겔은 10 내지 30nm의 미립자로서 비정질, 결정질의 중간상으로 구형의 미세조직을 나타냄을 알 수 있다.
한편, 이와같이 얻어진 나노미립자 글라스-겔과 일반 글라스를 대비하여 다음 표 1에 정리한다.
나노미립자 글라스-겔 일반 글라스
밀도(g/㎤) 2.2 2.21
굴절율(nd) 1.457 1.458
비커스경도(kg/㎠) 680 ±20 680-700
Young/s modulus(K bar) 710 ±10 730
탄성율(K bar) 310 314
이와 같은 나노미립자 글라스-겔을 이용하여 크리스탈 인조보석 착색용 조성물을 제조하기 위해서는, 이를 용매와 혼합하여 점도 10,000 내지 50,000psi로 조정한 다음, 여기에 안료 또는 염료를 일정량 첨가하여 균일하게 반응시키면 된다.
나노미립자 글라스-겔을 희석하는 용매는 알콜류이면 되는데, 구체적으로는 이소프로필 알콜과 n-부틸알콜의 5:5~8:2의 혼합용매인 것이다. 바람직하게는 이소프로필 알콜과 n-부틸알콜을 동량으로 혼합하는 것이다.
안료로는 무기계 또는 유기계 안료를 사용할 수 있음은 물론이다.
(2)크리스탈 인조보석의 착색
상기와 같이 얻어진 착색용 조성물을 이용한 투명한 크리스탈 인조보석에의 색 발현은, 얻어진 조성물을 크리스탈 인조보석에 스프레이 코팅하거나 침적하는 방법을 통해 수행될 수 있다.
구체적으로, 건 스프레이(Gun Spary) 코팅 방법은, 착색용 조성물을 탱크 내에서 스터링하여 분산시키면서 초미립자 에어 건으로 분무코팅한다. 스프레이 코팅시 분무입자가 초미립으로 분무되어야 인조보석의 각진 부분의 라운딩 현상을 방지할 수 있다.
투명 크리스탈 인조보석으로는 1400~1500℃로 고온 용융하여 유리용탕을 로터리 금형으로 성형하여 8각~15각으로 성형된 글라스 비드를 제조한 다음, 연마기에 의하여 상하면 연마한 것을 사용한다.
침적 또는 스프레이 방법으로 코팅한 다음 100 ~ 400℃ 온도로 가열하여 유리화한다. 이때의 코팅박막의 두께는 0.5 ~ 3.0㎛로 한다.
이와같은 크리스탈의 착색기술은 비단 인조보석에서만 활용하는 것이 아니라, 크리스탈 유리제품, 플라즈마디스플레이용(PDP) 글라스, 프린터와 지지기록장치용 결정화 글라스, 진공관 스페이서, 광 섬유 코넥터용 결정품 등에도 활용될 수 있다.
특히, 의류의 핫픽스용 크리스탈 인조보석으로서 바람직한 바, 핫멜트 접착제를 이용하여 의류에 접착시 peel strength가 최고 35N 정도로서, 종래의 크리스 탈 인조보석에 비해서도 우수한 강도를 나타낸다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예1) 핑크발색
Si(OC2H5)4, Si(OCH3)4, 또는 Si{CH3(CH 2)3O}4 금속알콕사이드 용액에 이소프로필알콜(IPA)을 금속알콕사이드에 대해 0.8부피비 되도록 첨가한 다음 균일하게 혼합하였다. 이때 티타늄알콕사이드를 Si(OC2H5)4, Si(OCH3)4 , 또는 Si{CH3(CH2)3O}4 금속알콕사이드와 혼합하면 고광택을 발휘한다. 티타늄알콕사이드로는 Ti(OC2H5)4)(TEOT, Tetra Ethyl Orthotitanate), Ti(OC3H5 )4)(TPOT, Tetra Iso-Propyl Orthotitanate), Ti(OC4H9)4)(TBOT, Tetra n-Buthyl Orthotitanate) 중 단독 또는 혼합하여 사용하였다.
구체적으로 Si(OR)4 30~150부와 M(OR')n 5~20부로 혼합사용하는 것이 바람직하다.
이온교환수지 필터를 통과한 순수한 물을 금속알콕사이드 1몰에 대해 100몰 되도록 첨가하고, 열판 상에서 온도 80℃, 교반속도 500rpm으로 30분간 반응시켜 가수분해하였다.
해교제로 질산을 금속알콕사이드에 대해 0.05몰% 되도록 첨가하여 90℃에서 교반하면서 3시간 반응시켜 평균입경이 40Å이고 비표면적이 230㎡/g인 투명한 졸 화합물을 얻었다.
90℃ 건조로에서 밀폐 비이커내에서 48시간 숙성하여 가수분해시 생성한 단량체를 중축합반응시켜 글라스-겔을 생성시켰다.
얻어진 글라스-겔을 이소프로필알콜(IPA):n-부틸알콜 1:1 혼합용매로 점도 10,000 ~ 50,000psi로 조정하여 희석하고, 네오자폰 염료 핑크칼라 분말을 2g 첨가하여 교반 균일하게 분산시켜 착색용 조성물을 제조하였다.
투명 크리스탈 라인스톤 표면에 스프레이 건으로 스프레이 코팅하여 150℃ 온도로 30분간 가열처리하여 핑크색상의 크리스탈 인조보석을 제조하였다. 이때 착색 조성의 코팅두께는 0.5 ~ 3.0㎛이었다.
코팅 발색 제품의 성능을 평가한 결과는 다음과 같다.
1)밀도: 2.28
2)선팽창계수: 32℃x107
3)색상: L: 31.4, a: 27.30, b: -4.70
4)굴절율: 1.48
5)비커스경도: 680kgf/㎠
실시예2) 적색발색
상기 실시예1)과 같이 동일한 방법으로 착색용 조성물을 제조하고, 다만 네오자폰 염료 적색분말을 2g 첨가하여 균일하게 분산시켰다.
이후 공정은 상기 실시예1)과 동일하게 제조하였다.
또한 적색 코팅발색 크리스탈 라인스톤의 성능평가도 색도 외에는 실시예1)과 같았다.
-색도: L: 41.50 a: 16.20 b: 7.00
실시예3) 주황색 발색
상기 실시예1)과 같이 동일한 방법으로 착색용 조성물을 제조하고, 다만 네오자폰 염료 주황색분말을 2g 첨가하여 균일하게 분산시켰다.
이후 공정은 상기 실시예1)과 동일하게 제조하였다.
또한 주황색 코팅발색 크리스탈 라인스톤의 성능평가도 색도 외에는 실시예1)과 같았다.
-색도: L: 47.00, a: 24.20, b: 17.84
실시예4) 청색
상기 실시예1)과 같이 동일한 방법으로 착색용 조성물을 제조하고, 다만 네오자폰 염료 청색분말을 2g 첨가하여 균일하게 분산시켰다.
이후 공정은 상기 실시예1)과 동일하게 제조하였다.
또한 청색 코팅발색 크리스탈 라인스톤의 성능평가도 색도 외에는 실시예1)과 같았다.
-색도: L: 23.96, a: 12.72, b: -24.54
실시예5) 보라색
상기 실시예1)과 같이 동일한 방법으로 착색용 조성물을 제조하고, 다만 네 오자폰 염료 보라색분말을 2g 첨가하여 균일하게 분산시켰다.
이후 공정은 상기 실시예1)과 동일하게 제조하였다.
또한 보라색 코팅발색 크리스탈 라인스톤의 성능평가도 색도 외에는 실시예1)과 같았다.
-색도: L: 32.29, a: 4.34, b: -10.47
실시예6) 녹색
상기 실시예1)과 같이 동일한 방법으로 착색용 조성물을 제조하고, 다만 네오자폰 염료 녹색분말을 2g 첨가하여 균일하게 분산시켰다.
이후 공정은 상기 실시예1)과 동일하게 제조하였다.
또한 녹색 코팅발색 크리스탈 라인스톤의 성능평가도 색도 외에는 실시예1)과 같았다.
-색도: L: 26.51, a: -4.36, b: 3.24
실시예7) 노란색
상기 실시예1)과 같이 동일한 방법으로 착색용 조성물을 제조하고, 다만 네오자폰 염료 노란색분말을 2g 첨가하여 균일하게 분산시켰다.
이후 공정은 상기 실시예1)과 동일하게 제조하였다.
또한 노란색 코팅발색 크리스탈 라인스톤의 성능평가도 색도 외에는 실시예1)과 같았다.
-색도: L: 38.42, a: -1.76, b: 20.08
실시예8) 회색
상기 실시예1)과 같이 동일한 방법으로 착색용 조성물을 제조하고, 다만 네오자폰 염료 회색분말을 2g 첨가하여 균일하게 분산시켰다.
이후 공정은 상기 실시예1)과 동일하게 제조하였다.
또한 회색 코팅발색 크리스탈 라인스톤의 성능평가도 색도 외에는 실시예1)과 같았다.
-색도: L: 38.99, a: -0.41, b: 1.42
실시예9) 검정색
상기 실시예1)과 같이 동일한 방법으로 착색용 조성물을 제조하고, 다만 네오자폰 염료 검정색분말을 2g 첨가하여 균일하게 분산시켰다.
이후 공정은 상기 실시예1)과 동일하게 제조하였다.
또한 검정색 코팅발색 크리스탈 라인스톤의 성능평가도 색도 외에는 실시예1)과 같았다.
-색도: L: 20.96, a: 0.17, b: -1.28
참고적으로, 상기 실시예 1을 통해 핑크색으로 착색된 인조보석과 시판되고 있는 핑크 라인스톤(Swarovski사 제품)과 칼라분석기로 분석한 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
색도값*`
L a b
실시예 1 31.4 27.30 -4.70
종래 30.9 27.06 -4.25
L : white(+), black(-); a : red(+), green(-); b : yellow(+), blue(-) *10회측정 평균 데이터임
상기 표 2의 결과로부터, 종래 시판되고 있는 핑크 라인스톤과 칼라분석기로 분석해본 결과 거의 유사한 색도로 분석됨을 알 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 금속알콕사이드와 알콜을 이용하여 가수분해하고, 산을 해교제로 하여 실리카 졸을 생성하고, 이를 숙성 및 중축합반응시켜 나노미립자 글라스-겔을 얻고, 이것을 알콜류의 용매에 희석한 다음 일정량의 안료나 염료를 첨가하여 얻어진 착색용 조성물을 이용하여 투명 크리스탈 인조보석을 착색하는 경우 용융법이나 감광유리 발색법 등을 통해서는 미흡했던 적색계통의 발색기술을 국산화할 수 있고 또한 이는 용융법으로 제조된 제품에 비해 품질이 우수하며, 천연보석과 같은 효과를 나타낼 수 있다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. Si(OR)4(여기서, R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기이다) 30~150부와 M(OR')n(여기서, M은 Al, Ti 또는 Zr이고, R'는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고, n은 1 내지 5이다.) 5~20부를 금속알콕사이드에 대해 0.4 내지 2.0부피비 되는 알콜류와 혼합하여 출발 알콕사이드 용액을 제조하는 제 1 단계; 상기 출발 알콕사이드 용액을 가수분해하여 Si(OH)x(OR)4-x 용액을 얻는 제 2 단계; 제 2 단계 결과물에 해교제로서 산을 0.03 내지 0.2몰%로 첨가하여 평균입경 56.1 내지 37.1Å이고 비표면적 226 내지 193㎡/g의 투명한 졸 화합물을 생성하는 제 3 단계; 및 제 3 단계의 투명한 졸 화합물을 30 내지 150℃ 범위로 숙성하고 중축합 반응시켜 nSiO2-y-z(OH)2y(OR)2z로 표시되는 실리카 겔을 생성하는 제 4 단계를 거쳐 얻어진 나노미립자 글라스-겔;
    안료 또는 염료; 및
    용매를 포함하는 크리스탈 인조보석 착색용 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 용매는 이소프로필알콜과 n-부틸알콜의 5:5 내지 8:2의 혼합용액인 것임을 특징으로 하는 크리스탈 인조보석 착색용 조성물.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 나노미립자와 용매를 혼합할 때의 점도가 10,000 내지 50,000psi인 것임을 특징으로 하는 크리스탈 인조보석 착색용 조성물.
  5. 삭제
  6. Si(OR)4(여기서, R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기이다) 30~150부와 M(OR')n(여기서, M은 Al, Ti 또는 Zr이고, R'는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고, n은 1 내지 5이다.) 5~20부를 금속알콕사이드에 대해 0.4 내지 2.0부피비 되는 알콜류와 혼합하여 출발 알콕사이드 용액을 제조하는 제 1 단계; 상기 출발 알콕사이드 용액을 가수분해하여 Si(OH)x(OR)4-x 용액을 얻는 제 2 단계; 제 2 단계 결과물에 해교제로서 산을 0.03 내지 0.2몰%로 첨가하여 평균입경 56.1 내지 37.1Å이고 비표면적 226 내지 193㎡/g의 투명한 졸 화합물을 생성하는 제 3 단계; 및 제 3 단계의 투명한 졸 화합물을 30 내지 150℃ 범위로 숙성하고 중축합 반응시켜 nSiO2-y-z(OH)2y(OR)2z로 표시되는 실리카 겔을 생성하는 제 4 단계를 거쳐 나노미립자 글라스-겔을 제조하는 단계;
    상기 나노미립자 글라스-겔을 용매와 혼합하는 단계; 및
    안료 또는 염료를 일정량 첨가하는 단계;로 이루어진 크리스탈 인조보석 착색용 조성물의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 나노미립자와 용매의 혼합은 점도가 10,000 내지 50,000psi 되도록 수행되는 것을 특징으로 하는 크리스탈 인조보석 착색용 조성물의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
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