(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の硝子部材と第２の硝子部材を接合し、接合した間に密閉された空間が設けられ、前記空間が模様となって見える模様付き硝子の製造方法であって、第１の硝子部材の接合面に凹部を設ける工程と、第１の硝子部材の接合面及び第２の硝子部材の接合面の少なくとも一方に粗面部を設ける工程と、第１の硝子部材の接合面と第２の硝子部材の接合面を合わせて熱処理して、第１の硝子部材と第２の硝子部材を熱溶着する熱処理工程を有することを特徴とする模様付き硝子の製造方法。
【請求項２】
前記熱処理工程は、前記粗面部が消失させる程度に行われることを特徴とする請求項１に記載の模様付き硝子の製造方法。
【請求項３】
第１の硝子部材の接合面に凹部を設ける工程は、研磨によって行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の模様付き硝子の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの方法により製造されたことを特徴とする模様付き硝子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、文字や絵などの模様を付けた硝子及びその製造方法に関するものであり、特に、硝子内部に模様となる空間が設けられた硝子及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、硝子に文字や絵などを付け、硝子製の表示板や飾り物などを製作することが行われている。本願において、「模様」は装飾的なものに限られず、文字や絵のような線図等を含むものとして説明する。
【０００３】
従来より、硝子に文字や絵などの模様を付ける方法として、次のようなものがあった。例えば、硝子板の表面に、絵具等により描き、印刷し、転写紙で転写するなどして硝子板の表面に模様を形成する方法や、透明な硝子板の間に顔料などにより部分的に着色し、模様を設ける方法などが行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そして、本願発明者らは、これに変わるものとして、透明な硝子の内部に空間を設けて、前記空間によって模様を設けたものを試作した。この透明硝子の内部に模様となる空間を設けたものは、内部の空間が立体的となり、上記した方法で模様を形成したものに比べて、より美観を起こさせるものである。
【０００５】
しかし、前記の硝子の内部に模様となる空間を設けることは、技術的に難しいものであった。
すなわち、硝子を溶融状態で空気を吹き込むなどによって、内部に空間を設ける方法では、硝子内部の空間の形状は略球状となって模様の形状が限定される。したがって、複雑な形状の模様を設けるには、２以上の硝子を熱溶着等により硝子同士を接合する必要がある。硝子同士の熱溶着の際には、硝子が溶融する温度付近の高温にしなければならなかった。そして、硝子を高温にする際に、前記空間に有している密閉された空気が膨張して熱溶着を妨げて隙間ができ、また、密閉された空気の膨張などにより一旦形成した空間の形が変形してしまう。そのため、安定的に内部の空間を所定の形状とすることができず、模様となる空間の形状が変形してしまう。そして、接合面の強度不足や外観不良となってしまう。
【０００６】
また、熱処理を行わないで接着剤などにより接着する方法では、接合部分の強度が確保することができない場合があった。さらに、接着剤などを用いたのでは、接着剤が基材となる硝子と比較して、光の透過や光の反射などの光学的特性が異なるため、外部から接着面が見えることがあり、この場合には、美観に悪影響を与えてしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、内部に模様となる空間を有し、安定的に内部の空間を所定の形状とすることができる模様付き硝子及び模様付き硝子の製造方法の提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そして、上記した目的を達成するための請求項１の発明は、第１の硝子部材と第２の硝子部材を接合し、接合した間に密閉された空間が設けられ、前記空間が模様となって見える模様付き硝子の製造方法であって、第１の硝子部材の接合面に凹部を設ける工程と、第１の硝子部材の接合面及び第２の硝子部材の接合面の少なくとも一方に粗面部を設ける工程と、第１の硝子部材の接合面と第２の硝子部材の接合面を合わせて熱処理して、第１の硝子部材と第２の硝子部材を熱溶着する熱処理工程を有することを特徴とする模様付き硝子の製造方法である。
ここで、粗面状とは、硝子が一旦溶けて固化したときのような表面ではない微少な凹凸がある状態である。例えば、ヤスリやサンドブラストなどによって研磨された、すりガラスのような状態であり、また、表面はざらざらしている。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、第１の硝子部材の接合面に凹部を設ける工程で模様とするための凹部を形成し、少なくとも一方を粗面状とした、第１の硝子部材の接合面と第２の硝子部材の接合面とを合わせて加熱して熱溶着する方法であり、模様となる空間が設けられた硝子の製造ができ、また、結合面の隙間が発生し難い。さらに、模様とするための凹部が変形することもない。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記熱処理工程は、前記粗面部が消失させる程度に行われることを特徴とする請求項１に記載の模様付き硝子の製造方法である。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、前記熱処理工程によって前記粗面部が消失させることができるので、製造された模様付き硝子には粗面部が無く、全体が透明となる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、第１の硝子部材の接合面に凹部を設ける工程は、研磨によって行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の模様付き硝子の製造方法である。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、模様となる空間を設けるための凹部は、研磨によって形成されるので、容易に設けることができ、種々の形状に対応することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの方法により製造されたことを特徴とする模様付き硝子である。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、模様となる空間が設けられた硝子の製造することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下さらに本発明の具体的実施例について説明する。図１は、本発明の製造方法によって製造された模様付き硝子の斜視図である。図２は、本発明の製造方法によって製造された模様付き硝子の３面図である。図３は、本発明の製造方法に用いられる模様付き硝子の第１硝子板であり、（ａ）は凹部を設ける前の斜視図であり、（ｂ）は凹部を設けた後の表側面を前にした斜視図であり、（ｃ）は凹部を設けた後の裏側面を前にした斜視図である。図４は、本発明の製造方法に用いられる模様付き硝子の第２硝子板であり、（ａ）は粗面部を設ける前の斜視図であり、（ｂ）は粗面部を設けた後の斜視図である。図５は、本発明に用いられる熱処理の、熱処理温度と熱処理時間を示したグラフである。
【００１７】
本実施形態で製造される模様付き硝子１は、図１，図２に示されている。模様付き硝子１は、透明の板状であり、内部には空間模様部１０を有している。空間模様部１０は、内部が空間であり、正面から見ると「１Ｆ」と見えるように形成され、模様付き硝子１はビルなどの階段などに取り付けられて、一階を表示する表示板などに用いられる。
【００１８】
模様付き硝子１は、第１硝子板１２と第２硝子板１３を用い、以下に述べる第１〜第３の工程を有する製造方法により、第１硝子板１２の裏側面と第２硝子板１３の表側面を熱溶着して製造される。
第１硝子板１２及び第２硝子板１３は、図３（ａ），図４（ａ）に示されており、市販されている硝子板を用いて、所定の大きさに切断等したものである。本実施形態では、第１硝子板１２及び第２硝子板１３は、無色でありソーダ石灰ガラスが用いられており、第１硝子板１２と第２硝子板１３とは同じ材質である。また、第１硝子板１２及び第２硝子板１３の形状は共に長方形の板状であり、第１硝子板１２は、第２硝子板１３に比べて、大きさはやや小さく、厚みはほぼ同じである。本実施形態に用いられる硝子の材質は、ソーダ石灰ガラスであったが、他の材質でもよく、例えば、鉛ガラス、石英ガラス、硼硅酸ガラス等でもよい。
【００１９】
本実施形態の第１の工程は、第１硝子板１２に凹部１６を設ける工程である。具体的には、凹部１６は、第１硝子板１２の裏側を部分的に削って形成されるものであり、表側から見て必要な模様となるように削られる。第１硝子板１２に凹部１６を形成した後に表面側から見ると、図３（ｂ）に示されるように、透明な硝子の向こう側の裏面側に形成された凹部１６が「１Ｆ」と見えるものである。したがって、第１硝子板１２を裏面側から見ると、図３（ｃ）に示されるように、凹部１６は、模様の鏡像をしている。
【００２０】
凹部１６の形成は研磨により行われ、従来より用いられている硝子研磨用機器を用いることができる。本実施形態では、研磨材を部分的に噴射することにより、硝子を摩耗させる、いわゆるサンドブラストが用いられる。研磨材として粒度が＃２０〜＃２００の研磨材を用いることができ、さらに＃６０〜＃１００のアルミナ研磨材を用いることが望ましい。また、研磨材の噴射は圧縮空気によって行われる。本実施形態の凹部１６の形成はこのように行われるので、容易に凹部１６を形成することができ、操作しやすいので凹部１６の形状が複雑であっても、容易に形成することができる。さらに、凹部１６の断面は角状であることが望ましい。かかる場合には結合面の隙間が発生しにくく、また空間模様部１０も見やすい。また、凹部１６の断面形状は角状に限定されるものでなく、曲面状であってもよい。
【００２１】
第２の工程は、第２硝子板１３の接合面に粗面部１７を設ける工程である。粗面部１７は、後加工により面を粗くした部分である。そして、粗面部１７は硝子が一旦溶けて固化したときのような光沢のある表面ではなく、すりガラスのように不透明である。
図４（ｂ）に示されるように、粗面部１７は第２硝子板１３の表側面の全体に設けられている。本実施形態では、粗面部１７は第２硝子板１３の接合面である表側面にのみに設けたが、第１硝子板１２の接合面である裏側面にのみに設けてもよく、さらに第１硝子板１２の接合面及び第２硝子板１３の接合面の両側に設けてもよい。また、粗面部１７を第２硝子板１３の表側面の全体に設けずに、接合面となる部分のみに設けてもよい。
第２の工程は、第１の工程よりも先に行うこともでき、後で行ってもよく、さらに、同時平行で行うこともできる。
【００２２】
粗面部１７を形成する方法として、従来より用いられている硝子研磨機等を用いることができる。本実施形態では、上記した凹部１６を設ける際に用いられたサンドブラストによって行われる。
さらに、上記した粗面部１７を形成する方法は、機械的に削ることによって行うものであったが、これに限定されるものでなく、エッチングなどの化学的な腐食などによって行うこともできる。
【００２３】
第３の工程は、第１硝子板１２と第２硝子板１３を熱溶着し、第１硝子板１２の裏側面と第２硝子板１３の表側面を接合する工程である。
具体的には、第２硝子板１３を表側面を上にした状態で、第１硝子板１２を上にして載せる。このとき、第１硝子板１２の裏面側は第２硝子板１３の粗面部１７に接触し、第１硝子板１２の凹部１６は第２硝子板１３の側に位置している。そして、第１硝子板１２を第２硝子板１３に載せた状態で電気炉などの加熱炉により加熱する。
【００２４】
本実施形態では、接合面に粗面部１７を有しているので、接合面の隙間が発生し難く、接合面の強度を確保することできる。この理由として、以下のことが考えられる。
すなわち、接合面に粗面部１７があるために、熱処理前の接合面に有している空気が、硝子が溶けた際には微少な気泡として包み込むことができるので、接合面が大きな隙間として残ることが無く、接合面の強度が確保でき、また微少な気泡として残っても外観上ほとんど影響しない。
さらに、粗面部１７により、粗面部のない鏡面状に比べて表面積が大きくなるので熱処理の際に熱が伝わりやすく、接合面の温度のばらつきが少なくなり、熱溶着が安定する。
また、粗面部１７によって第１硝子板１２と第２硝子板１３との間に隙間ができて、凹部１６内の空気が加熱されて膨張したときに、外へ逃げやすいので、熱処理の際に凹部１６内の空間の圧力が低下する。
【００２５】
図５は、第３の工程における熱処理の温度と時間を示したグラフである。本発明に用いられる加熱炉は電気炉であり、一定温度での保温や、昇降温の速度を調節することができるものである。
第１硝子板１２と第２硝子板１３を電気炉に入れ、加熱を開始し、第１保持温度まで昇温する。そして、第１保持温度で一定時間保温する。さらに第２保持温度まで昇温し、一定時間保温の後、冷却していく。第２保持温度は、硝子が溶融する付近の温度であり、硝子表面は溶け始めている。また、第２保持温度で保持される一定時間によっては、全体が溶融することが無く、第１硝子板１２と第２硝子板１３が大きく変形することはなく、また、凹部１６もほとんど変形しない。
そして前記冷却は、第１保持温度以下の温度での冷却速度が、第２保持温度から第１保持温度までの冷却速度よりも遅くして行われる。
熱処理条件は上記したように構成されているので、熱処理の際に硝子が割れることが無く、第１硝子板１２と第２硝子板１３とが確実に接合して接合面の強度が確保できる。さらに、粗面部１７や凹部１６の表面に残っていた研磨の跡は、熱処理によって硝子表面が溶けて消失する。なお、この熱処理条件は、硝子の材質や形状などにより適宜変更される。
【００２６】
熱処理の冷却が終わると、図１，図２に示される模様付き硝子１が完成する。すなわち、第１硝子板１２と第２硝子板１３が接合されて、凹部１６が模様付き硝子１の内部に密閉された状態となり、模様付き硝子１の模様である空間模様部１０となる。
模様付き硝子１は、そのまま表示板として用いることができるが、さらに従来公知の装飾などを付することもできる。また、第２硝子板１３の裏側面を加工して、模様空間部１０をより目立つようにすることもできる。そして、前記第２硝子板１３の裏側面を加工を、型模様等を付した凹凸を有する台の上に載せて上記の熱処理して第２硝子板１３の裏面側に型模様等を転写することにより行うことができる。
【００２７】
また、使用する硝子は、無色でなくても良く、色つきの透明硝子を用いることができる。
さらに、空間模様部１０に着色することも可能である。この場合、上記した第３の工程である熱処理工程の前に、凹部１６に顔料などの着色剤を塗布して行われる。この着色剤は、後に熱処理されるので焼き付け用の顔料をを用いることが望ましい。
【００２８】
本実施形態において、凹部１６は第１硝子板１２のみに設けられているものであったが、第２硝子板１３のみに設けられるものでもよく、さらに、第１硝子板１２と第２硝子板１３の双方に設けてもよい。凹部を第１硝子板１２と第２硝子板１３の双方に設けることで、より立体感のある模様を付することができる。
【００２９】
また、硝子部材を３以上設けて接合面を２以上とし、２以上の模様空間部１０を設けてもよい。
硝子部材は板状でなくてもよく、接合面を形成できる形状の組み合わせてあればよい。また、接合面は平面でなく曲面状であってもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は上述の通りであり、上記製造方法によって製造された模様付き硝子は、内部に模様となる空間を有し、安定的に内部の空間を所定の形状とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の製造方法によって製造された模様付き硝子の斜視図である。
【図２】  本発明の製造方法によって製造された模様付き硝子の３面図である。
【図３】  本発明の製造方法に用いられる模様付き硝子の第１硝子板であり、（ａ）は凹部を設ける前の斜視図であり、（ｂ）は凹部を設けた後の表側面を前にした斜視図であり、（ｃ）は凹部を設けた後の裏側面を前にした斜視図である。
【図４】  本発明の製造方法に用いられる模様付き硝子の第２硝子板であり、（ａ）は粗面部を設ける前の斜視図であり、（ｂ）は粗面部を設けた後の斜視図である。
【図５】  本発明に用いられる熱処理の、熱処理温度と熱処理時間を示したグラフである。
【図１】
0003886411.tif 000002
【図２】
0003886411.tif 000003
【図３】
0003886411.tif 000004
【図４】
0003886411.tif 000005
【図５】
0003886411.tif 000006