(57)【要約】【課題】ソーダライムガラスよりなるガラス表面に圧縮応力層を形成した食器において、高い強度と耐熱性を有し、破損時のガラス片の飛散を抑えることができる多目的強化ガラス食器を提供する。【解決手段】ソーダライムガラスよりなるガラス表面に冷却風をあてて冷却強化され圧縮応力値が２４〜６４ＭＰａの範囲内の圧縮応力層が形成された表面層を有し、口部２１側が大きく底部２３側が小さくなるよう成形され、同一形状のものを多重に積み重ね可能な形状に形成された食器本体２０と、前記食器本体２０の口部２１の外周に形成された鍔部３０と、前記食器本体２０の下胴部２４Ａの外周に形成された複数の保護リブ４０と、前記食器本体２０の底部２３外側に形成された少なくとも３つの保持突部５０とを有することを特徴とする多目的強化ガラス食器１０を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソーダライムガラスよりなるガラス表面に冷却風をあてて冷却強化され圧縮応力値が２４〜６４ＭＰａの範囲内の圧縮応力層が形成された表面層を有し、口部側が大きく底部側が小さくなるよう成形され、同一形状のものを多重に積み重ね可能な形状に形成された食器本体と、
前記食器本体の口部の外周に形成された鍔部と、
前記食器本体の下胴部の外周に形成された複数の保護リブと、
前記食器本体の底部外側に形成された少なくとも３つの保持突部
とを有することを特徴とする多目的強化ガラス食器。
【請求項２】
前記食器本体が逆角錐台形状又は逆円錐台形状を有する請求項１に記載の多目的強化ガラス食器。
【請求項３】
前記食器本体の口部の外周に形成された鍔部に嵌合する嵌着部を備えた蓋体を有する請求項１又は２に記載の多目的強化ガラス食器。
【請求項４】
前記食器本体の下胴部の外周に形成された保護リブの幅が１．５〜２．０ｍｍで、高さが０．３〜０．７ｍｍである請求項１ないし３のいずれかに記載の多目的強化ガラス食器。
【請求項５】
前記食器本体の底部外側に形成された保持突部の高さが０．５〜１．０ｍｍである請求項１ないし４のいずれかに記載の多目的強化ガラス食器。
【請求項６】
前記食器本体の底部外側に形成された保持突部が円弧状に４ケ所形成されている請求項５に記載の多目的強化ガラス食器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多目的強化ガラス食器に関し、特に、強度、安全、安心に優れ、食器であるとともに保存用容器としても使用でき、透明性が高く、電子レンジでの使用もでき、しかも安価である、多目的強化ガラス食器に関する。
【背景技術】
【０００２】
コップ、鉢、皿等のガラス食器又は飲料用びん等のガラス容器は、通常ソーダライムガラスと称されるガラス組成から構成される。このソーダライムガラス製の容器は透明性が高く経済的である長所を有する一方において、耐熱強度（温度差）はせいぜい５０〜６０℃であり、このガラス容器内に高温の内容物を入れた直後に水等に接触して急激に冷やされると熱衝撃によって破損するおそれがあった。
【０００３】
そこで、従来から強化ガラスとして、イオン交換による化学的強化法あるいは冷却風による風冷強化法によってガラス表面に圧縮応力層を形成し、耐熱強度の向上を図ることがなされてきた。
【０００４】
化学的強化法では、ナトリウムイオンを含有したガラス表面をカリウムの溶融塩に接触させることにより、ガラス表面層のナトリウムイオンをよりイオン径の大きいカリウムイオンに交換することにより、ガラスの表面層に圧縮応力層を形成して強化するものである。
【０００５】
風冷強化法においては、周知のように６００〜７００℃の温度域にあるガラス表面を冷却風によって急冷してガラス表面に圧縮応力層を形成することによってガラス表面を強化する。この風冷強化法では、ガラス表面に均一に圧縮応力層が形成されなければ、ガラス容器は均一な強度を有さなくなり脆弱化する。このことから、ガラス容器の表面に冷却風によって圧縮応力層を均一に形成するために、ガラス容器の好ましい形状範囲が提案されている（特許文献１参照。）。
【０００６】
従来の強化ガラスは、ガラス表面に一般には８０ＭＰａ以上の圧縮応力層が形成されるのであるが、このような大きな応力層は応力値のばらつきを生ずることが避けられず、局部的に非常に高い応力値を有する箇所ができ大きな面歪みを生じており、破損時には大きな音で破裂して、ガラス片が散逸することがある。一般消費者にとって、このような使用時における破裂は大きな不安のもととなる。
【０００７】
一方、耐熱ガラスとして、ホウケイ酸ガラス（Ｂｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ  ｇｌａｓｓ）からなるものが知られている。ホウケイ酸ガラスは熱膨張率が低く、通常のガラスと比して３分の１程度であり、温度差に起因する熱応力が減少し熱衝撃に強い。ただし、この耐熱ガラスはその透明性は一般のソーダライムガラスに劣り、またその強度、耐久性も強化ガラスほどではない。また耐熱ガラスはなによりも高価である。
【０００８】
日常一般的に家庭で使用されるガラス製品は、万一の破損の際にも大きな音で破裂したりガラス片が散逸する不安のない、安全、安心なものが好ましい。もちろん日常時において適度な強度があり耐久性が望まれる。さらに、ガラス食器としてもガラス容器としても使用可能であることも好ましい。もちろん安価であることは当然の要請である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平３−２８５８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は、前記の点に鑑みなされたものであり、安価で透明性に優れるソーダライムガラスよりなり、そのガラス表面に歪の少ない適度な圧縮応力層を形成した強化ガラスであって、万一の破損の際に大きな音で破裂したりガラス片が散逸する不安のない、安全、安心なものであり、ガラス食器としても、ガラス容器としても使用可能な多目的ガラス食器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち、請求項１の発明は、ソーダライムガラスよりなるガラス表面に冷却風をあてて冷却強化され圧縮応力値が２４〜６４ＭＰａの範囲内の圧縮応力層が形成された表面層を有し、口部側が大きく底部側が小さくなるよう成形され、同一形状のものを多重に積み重ね可能な形状に形成された食器本体と、前記食器本体の口部の外周に形成された鍔部と、前記食器本体の下胴部の外周に形成された複数の保護リブと、前記食器本体の底部外側に形成された少なくとも３つの保持突部とを有することを特徴とする多目的強化ガラス食器に係る。
【００１２】
また、請求項２の発明は、前記食器本体が逆角錐台形状又は逆円錐台形状を有する請求項１に記載の多目的強化ガラス食器に係る。
【００１３】
請求項３の発明は、前記食器本体の口部の外周に形成された鍔部に嵌合する嵌着部を備えた蓋体を有する請求項１又は２に記載の多目的強化ガラス食器に係る。
【００１４】
請求項４の発明は、前記食器本体の下胴部の外周に形成された保護リブの幅が１．５〜２．０ｍｍで、高さが０．３〜０．７ｍｍである請求項１ないし３のいずれかに記載の多目的強化ガラス食器に係る。
【００１５】
また、請求項５の発明は、前記食器本体の底部外側に形成された保持突部の高さが０．５〜１．０ｍｍである請求項１ないし４のいずれかに記載の多目的強化ガラス食器に係る。
【００１６】
さらに、請求項６の発明は、前記食器本体の底部外側に形成された保持突部が円弧状に４ケ所形成されている請求項５に記載の多目的強化ガラス食器に係る。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明に係る多目的強化ガラスによると、ソーダライムガラスよりなるガラス表面に冷却風をあてて冷却強化され圧縮応力値が２４〜６４ＭＰａの範囲内の圧縮応力層が形成された表面層を有し、口部側が大きく底部側が小さくなるよう成形され、同一形状のものを多重に積み重ね可能な形状に形成された食器本体と、前記食器本体の口部の外周に形成された鍔部と、前記食器本体の下胴部の外周に形成された複数の保護リブと、前記食器本体の底部外側に形成された少なくとも３つの保持突部とを有するソーダライムガラスよりなるガラス表面を、風冷強化によって、ガラス表面の圧縮応力値が２４．２５〜６３．７４ＭＰａ（２５０〜６５０ｋｇ／ｃｍ2）の圧縮応力層を形成した食器であって、平面視正方形又は円形の逆角錐台又は逆円錐台形状の食器本体と、前記食器本体の口部の外周に形成された鍔部と、前記食器本体の底部近傍の外周に形成された複数の外周突状部と、前記食器本体の底部外側に形成された少なくとも３つの底面突起部とを有することから、安価で透明性に優れるソーダライムガラスよりなり、そのガラス表面に歪の少ない適度な圧縮応力層を形成した強化ガラスであって、万一の破損の際に大きな音とともに破損したりガラス片が散逸する不安のない、安全、安心なものであり、ガラス食器としても、ガラス容器としても、使用可能な多目的ガラス食器を提供することができたものである。
【００１８】
また、請求項２の発明によれば、請求項１において、前記食器本体が逆角錐台形状又は逆円錐台形状を有するものであるから、積み重ね、ストックを効果的かつ効率よくおこなうことができる。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記食器本体の口部の外周に形成された鍔部に嵌合する嵌着部を備えた蓋体を有することから、食器に蓋体を付けて使用できるのみならず、蓋付き容器としても使用できる利点がある。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記食器本体の下胴部の外周に形成された保護リブの幅が１．５〜２．０ｍｍで、高さが０．３〜０．７ｍｍであることから、積み重ね時に、互いの側部表面を傷つけることなく、また合着面に水が入り分離できないなどのトラブルを防ぐことができる。
【００２１】
また、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記食器本体の底部外側に形成された保持突部の高さが０．５〜１．０ｍｍであることから、使用時における底面の保護のほか、積み重ね時に、互いの底部表面を傷つけることなく、また合着面に水が入り分離できないなどのトラブルを防ぐことができる。
【００２２】
さらに、請求項６の発明は、請求項５において、前記食器本体の底部外側に形成された保持突部が円弧状に４ケ所形成されていることから、底部が安定して使用できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の一実施例に係る多目的強化ガラス食器の斜視図である。
【図２】図１の多目的強化ガラス食器の側面図である。
【図３】図１の多目的強化ガラス食器に蓋体を取り付けた断面図である。
【図４】図３の要部拡大図である。
【図５】この発明の別の実施例を表す斜視図である。
【図６】実験で用いる落下体の斜視図である。
【図７】実験状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下添付の図面とともに、この発明の多目的強化ガラスについて説明すると、図１はこの発明の一実施例にかかる多目的強化ガラス食器１０の斜視図である。図において、符号２０は食器本体、２１は口部、２２は胴部、２３は底部を表す。
【００２５】
図示したように、このガラス食器１０はソーダライムガラスよりなるガラス表面に冷却風をあてて冷却強化された圧縮応力層が形成された食器である。ソーダライムガラスからなるため、比較的安価でありながら透明性が高く、日常用の食器として好ましく使用することができる。
【００２６】
この発明の多目的強化ガラス食器１０は、圧縮応力値が２４〜６４ＭＰａの範囲内の圧縮応力層が形成されたガラス表面層を有する。すなわち、前記したように、圧縮応力層の応力値はその値に比例してガラス自体の強度が向上するものであるが、通常の強化ガラスにおいては６４ＭＰａ以上の応力層が形成されるのであるが、この高い応力層を形成した場合には応力値のばらつきが生ずることが避けられず、したがって局部的に高い応力値を有する箇所ができ、これにより面歪みが生じ、破損時に大きな音とともにガラス片が散逸することがあり、一般消費者に不安感を与える。一方、ガラス表面の圧縮応力層の応力値が２４ＭＰａ未満であると、所望する強度及び耐熱強度（温度差１２０℃以上）が得られない。
【００２７】
このことから、ガラス食器の表面に形成される圧縮応力層は２４〜６４ＭＰａの範囲の応力値であることが望ましい。このような応力値の圧縮応力層は、後述するように、ガラス食器成形後の冷却風による強化を緩やかに行うことによって実現される。この範囲であれば、ガラス表面に歪の少ない適度な圧縮応力層を形成することができ、日常使用されるガラス食器又は容器としての強度及び耐熱強度を備えかつ、万一の破損の際に大きな音とともに破損したりガラス片が散逸する不安のない、安全、安心なものとすることができる。
【００２８】
また、この発明の多目的強化ガラス食器１０は、口部２１側が大きく底部２３側が小さくなるよう成形され、同一形状のものを多重に積み重ね可能な形状に形成された食器本体２０を有する。すなわち、図１に図示した食器１０のように、平面視四角（正方形）形状の逆角錐台形状の食器本体２０や、図５に図示した食器１０Ｂのように、平面視円形状の逆円錐台形状の食器本体２０Ｂが例示される。このような形状とすることによって、食器の積み重ね、ストックを効果的かつ効率よく行うことができる。なお、図５の食器１０Ｂにおいて、図１の食器１０と同一符号は同一構成部分を示す。 
【００２９】
図２ないし図４からよく解るように、この発明の多目的強化ガラス食器１０の食器本体２０の口部２１の外周には鍔部３０が形成される。この鍔部３０は、口部２１自体の厚みを増し軽い衝撃から保護するとともに、必要に応じて、図３及び図４に図示したように、この鍔部３０の突条部３３（図４）に嵌合する嵌着部６３を備えた蓋体６０を被せて蓋付き容器１０Ａとして使用することができる。
【００３０】
図３に図示の蓋体６０はプラスチックからなる蓋本体６１の外周に嵌着部６３を有するシリコーン樹脂、ゴム等の弾性を有する素材からなる嵌着部材６２を備えたものである。蓋本体６１はガラス、木、陶器等から構成してもよく、また保存容器のための公知のバックル式等の密閉器具（装置）を備えてもよい。なお、図４に示すように、鍔部３０をその上面から下面に向かって傾斜させかつ鍔部３０先端を先細り形状に形成することによって、食器本体２０の口部２１の使用感がよくなるとともに、蓋体６０の取付が容易になる。
【００３１】
この発明の多目的強化ガラス食器１０の食器本体２０の胴部２２の下半部である下胴部２４の外周には複数の保護リブ４０が形成されている。図示の実施例では食器本体２０の胴部２２外側に周回する３本の帯状に突出した保護リブ４０が形成されている。この保護リブ４０は、食器本体２０の胴部２２の特に下半部の強度を上げるとともに、積み重ね合着時に摩擦により互いの側部表面に傷がつくこと防止し、また合着面に水が入り分離できないなどのトラブルを防ぐことができる。この保護リブ４０は上の目的からリブの幅が１．５〜２．０ｍｍ（実施例は１．８ｍｍ）で、高さが０．３〜０．７ｍｍ（実施例は０．５ｍｍ）が好ましい。
【００３２】
また、発明の多目的強化ガラス食器１０の食器本体２０の底部２３外側には少なくとも３つの保持突部５０を有する。この保持突部５０は、食器本体２０の底部２３を安定させかつ底部２３を衝撃等から保護するものである。また、積み重ね合着時に互いの底部２３表面を傷つけることなく、また合着面に水が入り分離できないなどのトラブルを防ぐことができる。この目的から、保持突部５０は、突部の高さが０．５〜１．０ｍｍ（実施例では０．７ｍｍ）で、実施例のように、円弧状に４ケ所形成されることが望ましい。
【００３３】
なお、保持突部５０により食器本体２０の底部２３外側に隙間ができることにより、ガラス食器１０を電子レンジに入れて加熱調理等を行う場合に、底部２３と電子レンジの載置面との間に空気が閉じ込められなくなり、膨張した空気の逃げ道ができて効果的な加熱調理を行うことができる。
【００３４】
次にこの発明の多目的ガラス食器１０の冷却風による風冷強化の実施例について説明する。実施例のガラス食器は次の組成からなるソーダライムガラスガラスからなる小鉢である。単位は重量パーセントである。
ＳｉＯ2  ：７２．５
ＣａＯ    ：１１．５
Ｎａ2Ｏ  ：１３．０
Ａｌ2Ｏ3：１．５
Ｋ2Ｏ    ：１．０
ＭｇＯ    ：０．５
実施例の小鉢の形状は、口部が１７８ｍｍ、底部が１２７ｍｍ、胴部高さが６０．７ｍｍの平面視角丸正方形の逆角錐台形状である。ちなみに底部の肉厚は５．５ｍｍである。上のガラス食器の成形後、予熱、調温工程の後の風冷強化工程を緩やかに行う。実施例では、通常の風冷強化法による冷却の約５分の１の熱伝導率の低下速度４．２Ｊ／ｓｅｃ・ｍ2・℃（０．００１ｃａｌ／ｓｅｃ・ｍ2・℃）で行い、３５〜４５ＭＰａの範囲内の応力値を有する圧縮応力層を有するガラス食器を得た。
【００３５】
このガラス食器においては、ガラス表面に風冷強化法による圧縮応力層が形成されており、該圧縮応力層が引張応力による破壊応力を改善させているので、ガラス破損時のガラス片の散逸が防止されるとともに、圧縮応力層の存在によって熱疲労が大幅に防止されるため、急冷時の温度差による熱衝撃に対する強度が上がり、耐熱強度が向上する。これにより、高周波電子レンジによる加熱時や、冷蔵庫などに入れた際の急冷時であっても亀裂が生じることがない。
【実験例】
【００３６】
次の製品による破壊実験を行った。
（１）本発明品（実施例）
上記実施例による３５〜４５ＭＰａの範囲内の応力値を有する圧縮応力層を備えたガラス食器
（２）従来強化ガラス品（対比例１）
実施例と同一形状で従来の風冷強化法による７０ＭＰａ以上の応力値を有する圧縮応力層を備えたガラス食器
（３）非強化ガラス品（対比例２）
実施例と同一形状でいかなる強化も行っていないガラス食器
実施例並びに対比例の上記ガラス食器（１）（２）（３）に対して、図５に示す重さ４５ｇの落下体Ｆを衝突させる衝突実験を行った。図６に示すように、該落下体を高さ４ｍからパイプＰ内において垂直落下させてガラス食器に衝突させて破損させ、破損時のガラス片の散逸半径とガラス片の大きさ比較した。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
実施例の本発明品は落下体Ｆが衝突してガラス片は大きく割れ、半径約２５ｃｍの範囲内に散逸した。これに対し、対比例１の従来強化品はガラス片が小かく砕けた一方、半径約１００ｃｍの範囲に飛散した。対比例１の非強化品は底部が崩れただけでガラス片は大きくガラス片の散逸はほとんどなかった。
【００３９】
上の実験結果から、対比例２の非強化品は、破損時にガラス片が飛び散らず、また、ガラス片が大きいためガラス片で怪我を負う危険性は小さい。しかし、未強化であることからガラス食器の耐久性が低く、割れやすいことから扱いにくい。対比例１の従来強化品はガラス表面に圧縮応力層を有することから、耐久性が高く割れにくいが、破損した場合には、小さいガラス片が大きな飛散半径で飛び散るから怪我を負う危険性が高くなる。また音も大きい。
【００４０】
これに比べて、本発明品の実施例は風冷強化法により圧縮応力層を有するため高い耐久性を有することから割れにくく、かつ破損したとしてもガラス片の散逸半径が小さく、ガラス片が大きいことから、怪我を負う危険性が小さく安全性が高い。つまり、実施例は割れにくいため扱いやすく、破損時の危険性が小さい。
【００４１】
また、次の製品による非飛散性、透明性、耐久性、電子レンジによる加熱、価格について一般的評価を行った。
（１）本発明品（実施例）
上記実施例と同一のガラス食器
（２）従来強化ガラス品（対比例１）
上記従来強化ガラス品（対比例１）と同一のガラス食器
（３）耐熱ガラス品（対比例３）
従来のホウケイ酸ガラスよりなる耐熱ガラス食器
実施例並びに対比例の上記ガラス食器（１）（２）（３）に対して、
非飛散性    破損時のガラス片の飛散距離
透明性      ガラス食器の透明性
耐久性      ガラス食器の割れにくさ
電子レンジ  電子レンジによる加熱調理によるガラス食器の変形
価格        各ガラス食器の販売価格
総合評価    各項目の評価に基づく総合評価
について比較した。
【００４２】
【表２】
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【００４３】
非飛散性において、上記の破壊実験のように実施例は「○」、対比例１は「×」であり、対比例３は実施例と同様にガラス片の飛散距離が小さく「○」であった。透明性においては、実施例は透明度が高く「◎」、対比例１は実施例ほど透明度が高くないため「○」、対比例３は透明度が低く「△」である。耐久性においては、実施例及び対比例１の耐久性が高く割れにくいため「○」、対比例３は耐久性が低く割れやすいため「×」である。電子レンジにおいては各ガラス食器に変形や割れ等がなく「○」である。価格においては、実施例及び対比例１は加工コストが低いため安価でありことから「○」、対比例３は耐熱ガラスのコストが高いため高価となり「×」である。表中の評価項目において、「×」および「△」が０個のガラス食器は『Ａ』の総合評価とした。「×」が１個のガラス食器は『Ｂ』の総合評価とし、「×」が２個以上のガラス食器は『Ｃ』の総合評価とした。
【００４４】
表に開示の結果より、実施例はいずれの項目においても他の対比例のガラス食器よりも有意に優れている。対比例１においては、上記のとおり、破損時にガラス片が飛散しやすいことから安全性が高くなく望ましくない。対比例３においては、破損時にガラス片が飛散しにくいが、割れやすく、また製造コストがかかることから高価であるため扱いにくい。これに対して実施例のガラス食器は安価な製造コストで割れにくく、安全性が高く扱いやすい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の多目的強化ガラス食器は、ソーダライムガラスよりなり、透明性が高く耐熱性を有する。風冷強化によってガラス表面の圧縮応力値が２４．２５〜６３．７４ＭＰａ（２５０〜６５０ｋｇ／ｃｍ2）圧縮応力層を形成することから、安価に作成することができ、耐久性を有し、割れにくく扱いやすい。さらに、破損時にガラス片が飛散しにくいことから、安全性が高い。また、多目的強化ガラス食器の構造より、多目的強化ガラス食器同士を積み重ねて収納することができるとともに、蓋部を嵌着させることにより、食料を保存することができる保存容器としても用いることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０，１０Ｂ  多目的強化ガラス食器
１０Ａ  蓋付き容器
２０  食器本体
２１  口部
２２  胴部
２３  底部
２４  下胴部
３０  鍔部
４０  保護リブ
５０  保持突状部
６０  蓋部
６１  蓋本体
６２  嵌着部材
６３  嵌着部
Ｆ  落下体
Ｐ  パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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