JP2001348243A - スランピング硝子形成方法 - Google Patents

スランピング硝子形成方法

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JP2001348243A JP2000205870A JP2000205870A JP2001348243A JP 2001348243 A JP2001348243 A JP 2001348243A JP 2000205870 A JP2000205870 A JP 2000205870A JP 2000205870 A JP2000205870 A JP 2000205870A JP 2001348243 A JP2001348243 A JP 2001348243A
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/06Construction of plunger or mould
    • C03B11/08Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • C03B11/082Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses having profiled, patterned or microstructured surfaces

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Abstract

(57)【要約】 【目的】彫食刻の精度が大幅に向上した硝子材の片面も
し〈は両面に凹凸模様付け加工がなされたスランピング
硝子を提供する。 【構成】定型耐火物(セラミックス板)を基材とし、こ
の基材面にサンドブラスト用感光性フィルムを用いてブ
ラスト加工し、原型とする。続いてこの原型に水酸化ア
ルミニウム50〜95重量%とセラミック質粉体5〜5
0重量%を混合して生成した離型粉末や、水酸化アルミ
ニウム50〜70重量%とセルロース繊維を主体とする
繊維質物質10〜30重量%とセラミック質粉体10〜
25重量%とを混合抄紙したシートからなる離型紙を使
用して離型剤層を設ける。この上に硝子材を一体に設け
て置き、炉内で原型に硝子材をそわせて軟化させ、冷却
後に原型より剥離してなるスランピング硝子とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、硝子工芸品の一種
類であるスランピング硝子(イタリア国・テルマート、
英語圏・モールドと呼ばれている硝子)製品の製法とし
て好適に用いられ、かつ硝子材の表裏面に適用して有効
な彫刻立体的な装飾硝子形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来スランピング製品と呼ばれている硝
子工芸品は、硝子が非結晶物であり、固体状態(10
16P)から液体状態(10P)までの広い範囲におい
て温度に対して連続的に粘性が変化する性質を利用して
製造されている。通常硝子の粘度が軟化点(4.5×1
P(logη=7.65))から作業点(10
P)付近までの温度範囲で板硝子を加熱して冷却後に
原型とした基材より剥離された装飾硝子であり、該製法
を用いて製造された製品の総称である。
【0003】次に製造方法としては、まずタタラ陶土を
手彫りして凹凸模様付け加工し、十分に陶土を自然乾燥
させて陶土乾燥後に加熱炉内で1000〜1450℃前
後の温度で本焼成する。冷却後に陶土加工面に離型剤を
布し、該離型処理面に板硝子を一体に設けて置き、ソー
ダ石灰硝子系の場合は800℃前後の温度で再度焼成す
ることにより、陶土加工面に板硝子をそわせて溶け込ま
せる方法と、凹凸模様付け加工された筒状のセラミック
板、又は金属板を輪転機にセットして800℃前後の加
熱炉内で筒状板の間に板硝子を通して型押しし、急速に
空気冷却して得る方法と、加熱炉で流動点(10
(logη=5))から軟化点の温度範囲で軟化した硝
子材を取り出して空気中で型押しし、徐冷炉で徐々に冷
却して製造する形成方法等がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のタタラ
陶土を原型とする形成方法では、陶土の自然乾燥に要す
る時間が必要であり、短期間での製作は難しい。焼成が
原型時と板硝子時とに必要で、二度手間である。又、本
焼成による陶土の収縮率の問題や、硝子材と離型性がよ
い陶土の選定等、深い専門知識と経験を必要とする。次
にセラミック板、または金属板を用いて自動で量産する
形成方法では、加熱炉内で型押しする方法において形成
後に急速に空気冷却される板硝子は熱強化硝子となり、
徐冷硝子に比べて密度が小さくもろいという問題があ
る。又、加熱炉と徐冷炉を併用する方法では成型が空気
中であり、加熱炉より取り出された硝子材の保持する温
度で常温下の原型基材や受け皿(軟化された硝子材を置
く棚板)が急激な熱衝撃を受け、成型時間が3分間程で
あるにも拘らず破壊されやすく、離型剤も透明硝子材に
付着するという問題がある。しかも自動による形成方法
は高度の技術と設備を必要とする。更に上記の3種の形
成方法では板硝子両面に凹凸模様付け加工ができないと
いう欠点がある。
【0005】本発明は、上述した欠点を解消し、さらに
従来のスランピング製品にない繊細な表現が可能で、か
つ板硝子両面に凹凸模様付け加工ができるスランピング
硝子の形成方法を提供することを目的としたものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、平板あるいは
曲げ板、定型耐火物や金属物の表裏面をサンドブラスト
技法を用いて凹凸模様付け加工をし、離型紙や離型粉末
塗布の方法を用いて該加工面を覆い、次に該離型処理面
に硝子材を一体に設けて置き、片面が該3積層体物を硝
子材の軟化点(硝子粘度が4.5×10P(logη
=7.65))以上の温度で、作業点(10P)以下
の温度範囲で焼成して冷却後に離型剤層より剥離したこ
とを特徴とする彫刻立体的形成方法を提出するものであ
る。
【0007】ここでいう定型耐火物は、一般的には酸化
物あるいは酸化物と非酸化物との混合物であり、又同様
に硝子材も酸化物である。よって一般的に使用する板硝
子(ソーダ石灰硝子)と定型耐火物とを重ね合わせて焼
成すると付着する。又焼成後、徐冷する過程において硝
子強度を保持するのに重要な温度である軟化点(4.5
×10P(logη=7.65))より徐冷点(10
13P(logη=13.0))までの冷却温度時に、
硝子材と定型耐火物や金属物との熱収縮率の違いと思わ
れる原因により硝子材に応力の集中効果が起こり、ほと
んど塑性変化を起こさない性質の硝子材は破壊するとい
う実験結果であった。
【0008】そこで本出願人は、先例にならって定型耐
火物や金属物と硝子材との間に離型剤層を設けて焼成実
験を行った。結果、本発明に使用する耐火物や金属物と
硝子材の材質や品質の違いにも拘わらず、請求項2に係
わる離型粉末を使用して均一に10μm〜150μm厚
の離型剤層を設けることにより定型耐火物や金属物から
硝子材が離型するという結果を得た。
【0009】上記の請求項2に係わる離型粉末は、水酸
化アルミニウム50〜95重量%とセラミック質粉体5
〜50重量%を混合して生成した粉末。
【0010】本発明で使用される板硝子は特殊な用途を
省き、一般的にはソーダ石灰硝子であり、装飾硝子形成
に要する焼成温度は800℃前後が好適な温度として定
められる。本出願人は上記の離型剤として、水酸化アル
ミニウムが水を結晶水の形で34.5%も含有してお
り、加熱温度200℃付近で急激な脱水分解反応(2A
l(OH)+3HO)を起こし、多量の熱を吸収す
るという特性を生かして使用するものである。一般的に
離型剤として使用される酸化アルミニウム、窒化ホウ素
を単独、あるいはセラミック質粉体と混合して使用した
場合、板硝子の成形温度800℃前後で焼成して冷却後
に剥離した透明硝子の表裏面に白っぽくて薄い皮膜が付
着する結果となった。これは、定型耐火物やセラミック
質粉体が再加熱されることにより発生するガス(煙)
や、離型紙の場合セルロース繊維質物質の炭化作用によ
る黒煙などが付着、あるいは軟化した板硝子が硝子自体
の重量により離型粉末を食い込み、板硝子面に残存して
生じたと考えられる。
【0011】そこで離型剤として上記した特性を生か
し、水酸化アルミニウムを単独、あるいはセラミック質
粉体と混合して使用することを考えて実験を行った。加
熱炉内で200℃付近より発生する水が原型上の板硝子
裏面に水滴上に覆って付着し、温度上昇されるとともに
ゆっくり雫化し始め、離型剤層を通して定型耐火物の表
面気孔部に染み入り、吸熱反応を起こす。その結果、離
型剤と定型耐火物の側面よりゆっくりとガスや黒煙が水
とともに気化することできわめて低発煙となり、板硝子
両面に不純物が付着しないという効果を得た。しかし、
水酸化アルミニウムを単独で使用した場合は、硝子材の
面積や重量等の違い、又は定型耐火物の材質の種類の違
い等により、一部分白っぽくて薄い皮膜が付着する欠点
が認められた。その欠点は、セラミック質粉体を混合し
使用することや、離型剤層の膜厚を調節すること等によ
り解決した。
【0012】又、水が定型耐火物の表面気孔部に染み込
むことで起こる吸熱反応によって熱衝撃性が弱められ、
急激な温度上昇に伴う定型耐火物の破壊を防ぎ、3時間
前後の焼成時間でスランピング硝子製品が形成されるこ
とを可能にした。
【0013】上記した知見に基づき、本発明で原型とす
る定型耐火物として、特公平7−5348号公報、特開
平10−236867号公報に開示されている針状結晶
鉱物でβ−CaO、SiOを含有する原料でアスベク
ト比が20以上の珪灰石を主成分とした陶板「ケラミッ
ト」(株)クレーバーン、セラミックス製)、「エバー
セラ」(株)セラックス製)と改良品で磁器質鉱物を含
有させた「メガセラム」(株)クレーバーン、セラミッ
クス製)と特開平1−47434号公報に開示され、特
許権1527730、特許権1383969を有する定
型耐火物「エクセレム」(日本ガイシ(株)製)、「ソ
フラン」(伊勢久(株)製)と「タイカライト1号」
(日本インシュレーション(株)製)に代表されるケイ
酸と石灰を主成分とする100%無機質のケイ酸カルシ
ウム板と、ケイ酸カルシウムとリチウムアルミノ珪酸塩
との混合物「アドセラム−CS」(大村耐火(株)製)
と結晶ガラス「ネオセラム」(日本電気硝子(株)
製)、酸化アルミニウム含有が45重量%以上の高アル
ミナ質耐火断熱レンガー「GM−30」(丸越工業
(株)製)、「ISO−COR」(イソライト工業
(株)製)等が挙げられ使用することができる。又、必
要に応じてタルク質「アガトス」((株)イナックス
製)、磁器質「セラプレート」(不二見セラミックス
(株)製)等の大型タイル陶板やその他のタイル製品と
Si含浸炭化ケイ素質、再結晶炭化ケイ素質、窒素ケイ
素結合炭化ケイ素質、酸化物結合炭化ケイ素質、ムライ
トー炭化ケイ素質、ムライト質、ムライトーコーディラ
イト質、アルミナ質、ジルコニア質などの定型耐火物を
適宜選択して使用することができる。又、ステンレス
系、白金系の金属物等が使用できる。
【0014】本発明で使用されるサンドブラスト用感光
性フィルムとしては、特開平6−161097号公報に
開示されている感光性フィルム「オーディルBF−41
0X、オーディルBF405」(東京応加工業(株)
製)と、特開平3−79270号公報に開示されている
感光性フィルム「APMフィルム」(アイセロ化学
(株)製)と、感光性組成物が液状である「ASAマス
ク」(旭化成工業(株)製)等が挙げられ使用すること
ができる。又必要に応じてゴム板、軟質塩化ビ板等のカ
ッティングマスクやスクリーン用レジストインクなどを
適宜選択して使用することができる。
【0015】本発明で使用されるセラミック質粉体とし
ては、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ジ
ルコニウム、酸化ケイ素等の酸化物と、炭化ケイ素、窒
化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等の炭化物や
窒化物とカオリナイト、パイロフィライト、セリサイ
ト、タルク等の珪酸塩鉱物とムライト、ムライトーコー
ディライト、シャモット等の耐火物と石英硝子、高ケイ
酸硝子、アルミノケイ酸硝子、ホウケイ酸硝子等の硝子
繊維と無機接着剤として珪酸ソーダ等が挙げられ、これ
らの1種又は2種以上を適宜選択して混合し使用するこ
とができる。
【0016】本発明で使用される離型紙としては、特開
平6−286092号公報に開示されている「FKC」
(日鉄鉱業(株)製)と「アルミナ紙」(伊勢久(株)
製)等が挙げられ使用することができる。なお、離型紙
の成分比が水酸化アルミニウム50〜70重量%とセル
ロース繊維を主体とする繊維質物質10〜30重量%と
セラミック質粉体10〜25重量%とを混合抄紙したシ
ートからなる耐熱紙を最も好適に使用することができ
る。又、必要に応じて水酸化アルミニウム紙「OK−コ
スモ」(王子製紙(株)製)に代表されるリンテック
(株)製、紀州製紙(株)製、日鉄鉱業(株)製等の不
燃紙を単独あるいは不燃紙面上にセラミック質粉体を塗
布し、表面を覆って使用することができる。
【0017】又、本発明で使用される離型粉末を塗料や
インクとする場合に、油性ネジウム「80661」、水
性ネジウム「80858」「80840」(ドイツ国・
デグサ社製)等が使用することができる。上記のネジウ
ムは接着剤としては珪酸ソーダ等が挙げられるが、仮止
め接着剤として使用することができる。なお、離型塗料
として「TB−6900」(オキツキ(株)製)等を使
用することができる。
【0018】
【発明の実施形態】発明の実施形態について、図面を参
照しながら以下に説明する。
【0019】図1にスランピング硝子製品を形成する工
程時に使用されるサンドブラスト用感光性フィルム(以
後、ドライフィルム)の例を示す。可塑性フィルム1上
に水溶性樹脂層2が塗布され、その上に感光性樹脂組成
物層3が形成されている。さらにその上に離型フィルム
4が載せられて一体化されている。
【0020】図2は上記によって作成したドライフィル
ムを用いて凹凸模様付け加工(以後、彫食刻)をする方
法の様子を示したものである。同図(a)では図1に示
したドライフィルムの離型フィルム4を剥ぎ取り、定型
耐火物や金属物(以後、被彫食刻材5)上に感光性樹脂
組成物層3を密着させている。
【0021】次に同図(b)で可塑性フィルム1を剥ぎ
取り、写真製版用ポジフィルムの膜面であるマスクパタ
ーン6を水溶性樹脂層2に密着させて超高圧水銀灯を用
いて紫外線7を照射し露光させる。この露光後にマスク
パターン6を取り去り、アルカリ現像液を用いて現像を
行う。
【0022】同図(c)は現像後の様子を示したもので
ある。現像によって水溶液樹脂層2、及び感光性樹脂組
成物3の内の紫外線非露光部が除去され、露光部の樹脂
層8のみが残留している。
【0023】同図(d)は上記の2積層体物をサンドブ
ラスト機を用いて目的の深さまで彫食刻を終了させた様
子を示すものである。最後に樹脂層8をアルカリ溶液で
剥離させ、同図(e)に示す彫食刻された製品を完成さ
せる。
【0024】図3の同図(f)は、前記の過程を経て片
面が彫食刻された被彫食刻材5の基材を2枚用意し、こ
の彫食刻面に離型剤層10を形成、この1枚の基材上に
板硝子9を載せて置き、さらにもう1枚の基材の離型剤
層面10を合わせて置いて一体化させた様子を示すもの
である。
【0025】同図(g)は上記の5積層体物を離型処理
した棚板上に置き、この棚板を電気炉内に窯入れし、8
00℃前後の温度で焼成して冷却後に窯出しし、最後に
2枚の基材より離型して剥離することで両面が彫食刻さ
れてできあがったスランピング硝子11製品を完成させ
た様子を示すものである。
【0026】
【実施例】以下に本発明に基づく実施例を挙げて説明す
るが、本発明はこれによって限定されるものではない。
なお、実施例中の「%」は重量基準を表す。
【0027】原型として使用する定型耐火物の選定方法
として、電気容量5kw、電圧・電流単相200V・2
5A、プログラム制御の電気炉を用いて点火より30分
後190℃、60分後252℃、90分後306℃、1
20分後472℃、150分後675℃、180分後8
00℃の温度上昇で加熱し、5分間キープ後に加熱終了
させた。この条件下で連続使用可能な回数を実験する
と、磁器、石器、陶器、土器質等のタイルは平均3回数
で破壊した。5回数以上で破壊しない定型耐火物は「ケ
ラミット」、「メガセラム」((株)クレーバーンセラ
ミックス製)、「エバーセラ」((株)セラックス
製)、「エクセレム」(日本ガイシ(株)製)、「ソフ
ラン」(伊勢久(株)製)、「ネオセラム」(日本電気
硝子(株)製)「タイカライト1号」(日本インシュレ
ーション(株)製)に代表されるケイ酸カルシウム板、
「アドセラム−CS」(大村耐火(株)製)や耐火断熱
レンガ、炭化ケイ素質、窒化ケイ素質、ムライト質、ム
ライトコーディライト質を主構成物とした棚板等が挙げ
られる。又、加熱炉より取り出し空中で成型する板硝子
の受け皿として「アドセラム−CS・AHP」(大村耐
火(株)製)が耐熱衝撃性1000℃の特性を有するこ
とにより破壊しないという実験結果を得た。その他、S
iO・40.25%、Al・57.75%,F
・0.58%の「GM−30」(丸越工業
(株)製)に代表されるAl含有量が45%以上
の高アルミナ質耐火断熱レンガは、3回数まで離型剤を
必要とせず板硝子に付着しないという結果も得た。
【0028】離型粉末としては水酸化アルミニウム「ハ
イジライト、H−32」(平均粒子径8μm・昭和電気
(株)製)69%とカオリン25%と硝子繊維(繊維径
6μm、繊維長3mm、日本電気硝子(株)製)6%を
混合分散せしめて調製した。
【0029】離型紙としては針葉樹晒クラフトパルプを
離解後通常のダブル.ディスク.レファイナーにて濾水
度350mlに叩解したパルプ15%と、硝子繊維(繊
維径6μm、繊維長3mm.日本電気硝子(株)製)2
%を混合分散せしめて紙量を調製。さらに水酸化アルミ
ニウム「ハイジライト、H−32」(平均粒子径8μ
m、昭和電工(株)製)62%とカオリン21%とを紙
料原質に配合し、そこにアルキルケテンダイマー系サイ
ズ剤0.2%(全固形分に対して)、変成ポリアミド樹
脂系湿潤紙力増強剤0.5%(全固形分に対して)、ポ
リアクリルアミド系結合剤0.2%(全固形分に対し
て)を添加し、長網抄紙機で坪量が350g/mのシ
ートを抄造した。
【0030】上記より、被彫食刻材として原型基材に見
掛け気孔率20%「エバーセラ」((株)セラックス
製)を、ドライフィルムに膜厚100μm「オーディル
BF410X」(東京応加(株)製)を使用する。まず
最初に、ドライフィルムの離型フィルムを剥がして表出
した感光性樹脂組成物を、80℃に温めた「エバーセ
ラ」((株)セラックス製)300mm×300mm×
5mmサイズの片面にゴムローラでラミネートし、可塑
製フィルムを除去して水溶性樹脂層を露出させた。この
水溶性樹脂層にマスクパターン(ポジフィルム)を密着
させ、超高圧水銀灯により150mJ/cmの照射量
で紫外線露光を行った。そして液温が25℃の0.2
%、NaCO水溶液により1.2kg/cmの噴
射圧で120秒間のスプレー現象を行った。これを研磨
材SiC#400でブラスト圧5kg/cm、ノズル
径φ7mm、ノズル距離100mmでブラスト加工し、
「エバーセラ」(株)セラックス製)の片面上に1〜4
mm程の凹面を形成、最後に樹脂層を剥離させて彫食刻
された原型を完成する。
【0031】次に本発明に係わる離型粉末と「ボロンコ
ート」(窒化ホウ素をエアーゾル化、オキツモ(株)
製)と酸化アルミニウム「A−42−2」(昭和電工
(株)製)とを上記の原型加工面にそれぞれ均一に60
μm厚に塗布し、この上に290mm×290mm×6
mmの板硝子(日本板硝子(株)製)を一体に設けて置
き、電気炉で上記の温度設定により焼成して冷却後に原
型と板硝子との離型性を比較した。この結果、「ボロン
コート」(オキツモ(株)製)と「A−42−2」(昭
和電工(株)製)を使用のものは離型効果は認められた
が、薄い乳白色の付着が部分的にあり不良であった。本
発明品に関しては離型効果は完全であり、一切の不純物
の付着も認められず良好であった。又、本発明品を用い
て抄造された離型紙と「FKC」(日鉄鉱業(株)
製)、「アルミナ紙」(伊勢久(株)製)と「OK−コ
スモ」(王子製紙(株)製)とを上述した条件で同様に
試験を行った。この結果、「FKC」(日本鉱業(株)
製)、 「アルミナ紙」(伊勢久(株)製)を使用した
ものは離型効果は十分認められ、薄い乳白色の付着も一
部分に若干認められる程度であり、やや良好であった。
「OK−コスモ」(王子製紙(株)製)に代表される水
酸化アルミニウム紙は、セルロース繊維質物質の熱収縮
率による原因と思われる縮みが起こり、部分的に付着し
不良であった。本発明品を用いて抄造された離型紙の離
型効果は完全であり、一切不純物の付着が認められず良
好であり、満足し得る特性をもたらした。
【0032】又、上記のやや良好である「FKC」(日
鉄鉱業(株)製)や「アルミナ紙」(伊勢久(株)製)
に関しては、仮止め剤として水溶性ネジウム「8085
8」、「80840」(ドイツ国・デグサ社製)等を塗
布されたもの、あるいはこの離型紙上に水を塗布された
ものは良好となる特性をもたらした。又、「OK−コス
モ」(王子製紙(株)製)に関しては、本発明品に係わ
る離型粉末をこの離型紙上に塗布されたものは良好とな
る特性をもたらした。
【0033】
【発明の効果】以上、説明したように本発明のスランピ
ング硝子形成方法によれば、4mm×25mm膜厚の定
型耐火物を原型基材として用いることにより基材表面が
良好となるため、サンドブラスト用感光性フィルムの使
用を可能にし、精度の高い彫食刻を行うことができる。
又、ポジフィルムやカッティングマスクを用いることに
より版下原稿に忠実に再現できる。さらに薄い平板であ
るため、原型の保存が楽であり、かつ両面にスランピン
グ形成ができる。さらに短期間で製作されるので、製造
コストも安価に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に使用するドライフィルムの例を示す断
面図
【図2】本発明のドライフィルムを用いて彫食刻する方
法を示す工程図
【図3】本発明の板硝子両面に彫食刻する方法を示す断
面図
【符号の説明】
1 フィルム 2 水溶性樹脂層 3 感光性樹脂組成物 4 離型フィルム 5 被彫食刻材 6 マスクパターン(ポジフィルム) 7 紫外線 8 樹脂層 9 板硝子 10 離型剤層 11 スランピング硝子製品

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】定型耐火物や金属の表裏面をサンドブラス
    ト用感光性フィルム又はカッティングマスクを用いて凹
    凸模様付け加工し、該ブラスト加工面に離型剤層を一体
    に設けた離型紙を接着剤を介して表面に貼着、あるいは
    離型粉末剤で表面を覆って塗布し、更に該離型処理面に
    硝子材を一体に設けて置き、片面を3積層体とした。次
    に、該3積層体物を加熱炉内で硝子材の粘度が軟化点
    4.5×10P(logη=7.65)から作業点
    (10P)の温度範囲で燃成して冷却後に離型剤層よ
    り剥離したことを特徴とする彫刻立体的硝子形成方法。
  2. 【請求項2】請求項1に係わる離型粉末は、水酸化アル
    ミニウム(Al・3HO)50〜95重量%と
    セラミック質粉体5〜50重量%を混合して生成した粉
    末。
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