JP2003095699A - 印刷部を有する強化ガラス製品の製法 - Google Patents
印刷部を有する強化ガラス製品の製法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガラス製品の強化処理後に印刷部の形成を行
う印刷部を有する強化ガラス製品の新規な製法を提案す
るもので、強化処理設備の稼働効率を高くし生産効率を
向上させ、少量ロットの製品に対しても効率よく印刷部
を形成することができる製法を提案する。 【解決手段】 ガラス製品表面の一部又は全面に表面空
冷法又はイオン交換法によって強化処理をなす工程と、
前記強化処理をなす工程後に３００℃以下の温度で硬化
する有機系塗料によってガラス製品表面に印刷をなし焼
き付けて印刷部を形成する工程を含む。
う印刷部を有する強化ガラス製品の新規な製法を提案す
るもので、強化処理設備の稼働効率を高くし生産効率を
向上させ、少量ロットの製品に対しても効率よく印刷部
を形成することができる製法を提案する。 【解決手段】 ガラス製品表面の一部又は全面に表面空
冷法又はイオン交換法によって強化処理をなす工程と、
前記強化処理をなす工程後に３００℃以下の温度で硬化
する有機系塗料によってガラス製品表面に印刷をなし焼
き付けて印刷部を形成する工程を含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、印刷部を有する
強化ガラス製品の製法に関する。
強化ガラス製品の製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガラス製品表面の一部又は全部を強化す
る手段として、表面空冷法やイオン交換法が多用されて
いる。前者の表面空冷法は、風冷強化（法）とも呼ば
れ、ガラス製品を加熱炉の中でガラスの軟化点以下に加
熱しておいて、炉から引き出し、室温の空気を吹き付け
て急冷することにより、物理的にガラス表面に圧縮応力
層を形成して強度を増大させるものである。表面空冷法
は、例えばガラスコップのように口部だけ部分的に行わ
れることもある。一方、後者のイオン交換法は、ガラス
製品を溶融塩に浸漬して、ガラス表面のアルカリイオン
をこれより大きい径を有するアルカリイオンと交換する
ことにより圧縮応力層を化学的に形成するものである。
イオン交換は温度が５００℃を超えると効果が弱まるの
で、５００℃以下で行われるのが通常である。
る手段として、表面空冷法やイオン交換法が多用されて
いる。前者の表面空冷法は、風冷強化（法）とも呼ば
れ、ガラス製品を加熱炉の中でガラスの軟化点以下に加
熱しておいて、炉から引き出し、室温の空気を吹き付け
て急冷することにより、物理的にガラス表面に圧縮応力
層を形成して強度を増大させるものである。表面空冷法
は、例えばガラスコップのように口部だけ部分的に行わ
れることもある。一方、後者のイオン交換法は、ガラス
製品を溶融塩に浸漬して、ガラス表面のアルカリイオン
をこれより大きい径を有するアルカリイオンと交換する
ことにより圧縮応力層を化学的に形成するものである。
イオン交換は温度が５００℃を超えると効果が弱まるの
で、５００℃以下で行われるのが通常である。
【０００３】これに対して、ガラス製品に印刷部を形成
する手段としては、通常、セラミックカラーよりなる着
色材料（絵の具）によって印刷し、これを加熱し焼き付
けすることにより行うのが一般である。この種のセラミ
ックカラー絵の具は、印刷後約５８０〜６２０℃の温度
で焼き付けられることによってガラス化してガラス表面
に融着し固定される。
する手段としては、通常、セラミックカラーよりなる着
色材料（絵の具）によって印刷し、これを加熱し焼き付
けすることにより行うのが一般である。この種のセラミ
ックカラー絵の具は、印刷後約５８０〜６２０℃の温度
で焼き付けられることによってガラス化してガラス表面
に融着し固定される。
【０００４】しかるに、印刷部を有する強化ガラス製品
を製造するには、まずもって、前記のセラミックカラー
の印刷及び焼き付けを行い、この印刷部の形成後に、前
記表面空冷法又はイオン交換法による強化処理を行わね
ばならなかった。強化処理工程後に印刷部形成工程を行
うと、絵の具を焼き付ける加熱工程において、ガラス表
面に形成された圧縮応力が緩和されて、強化が取れてし
まうからである。
を製造するには、まずもって、前記のセラミックカラー
の印刷及び焼き付けを行い、この印刷部の形成後に、前
記表面空冷法又はイオン交換法による強化処理を行わね
ばならなかった。強化処理工程後に印刷部形成工程を行
うと、絵の具を焼き付ける加熱工程において、ガラス表
面に形成された圧縮応力が緩和されて、強化が取れてし
まうからである。
【０００５】しかしながら、このような、印刷部の形成
後に強化処理工程を行う場合には、例えば、前記したよ
うなガラスコップの風冷強化にあっては、印刷後の表面
空冷工程における加熱炉の熱により印刷部が変色してし
まう（例えばセラミック絵の具に含有されている酸化鉛
が還元されて金属鉛になり、黒っぽく変色してしまう）
おそれがあ。また、印刷部を形成したガラス製品が少量
ロットの場合には、小ロット製品の強化のために大がか
りな強化処理設備を稼働させなければならず、この場合
には稼働効率が低く、生産効率が悪化する。特に、大量
生産された同一形状のガラス製品に顧客の求めにより各
種の印刷部を形成するような場合には、強化処理の工程
管理が煩雑となり、またエネルギーロスやコストアップ
を招く。
後に強化処理工程を行う場合には、例えば、前記したよ
うなガラスコップの風冷強化にあっては、印刷後の表面
空冷工程における加熱炉の熱により印刷部が変色してし
まう（例えばセラミック絵の具に含有されている酸化鉛
が還元されて金属鉛になり、黒っぽく変色してしまう）
おそれがあ。また、印刷部を形成したガラス製品が少量
ロットの場合には、小ロット製品の強化のために大がか
りな強化処理設備を稼働させなければならず、この場合
には稼働効率が低く、生産効率が悪化する。特に、大量
生産された同一形状のガラス製品に顧客の求めにより各
種の印刷部を形成するような場合には、強化処理の工程
管理が煩雑となり、またエネルギーロスやコストアップ
を招く。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明はこのような
点に鑑みなされたもので、ガラス製品の強化処理後に印
刷部の形成を行う印刷部を有する強化ガラス製品の新規
な製法を提案するもので、強化処理設備の稼働効率を高
くし生産効率を向上させ、少量ロットの製品に対しても
効率よく印刷部を形成することができる製法を提案する
ものである。
点に鑑みなされたもので、ガラス製品の強化処理後に印
刷部の形成を行う印刷部を有する強化ガラス製品の新規
な製法を提案するもので、強化処理設備の稼働効率を高
くし生産効率を向上させ、少量ロットの製品に対しても
効率よく印刷部を形成することができる製法を提案する
ものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
ガラス製品表面の一部又は全面に表面空冷法又はイオン
交換法によって強化処理をなす工程と、前記工程後に３
００℃以下の温度で硬化する有機系塗料によってガラス
製品表面に印刷をなし焼き付けて印刷部を形成する工程
を含むことを特徴とする印刷部を有する強化ガラス製品
の製法に係る。
ガラス製品表面の一部又は全面に表面空冷法又はイオン
交換法によって強化処理をなす工程と、前記工程後に３
００℃以下の温度で硬化する有機系塗料によってガラス
製品表面に印刷をなし焼き付けて印刷部を形成する工程
を含むことを特徴とする印刷部を有する強化ガラス製品
の製法に係る。
【０００８】また、請求項２の発明は、請求項１におい
て、前記印刷部形成工程の焼き付けを、８０ないし３０
０℃の温度で５ないし３０分間行う印刷部を有する強化
ガラス製品の製法に係る。
て、前記印刷部形成工程の焼き付けを、８０ないし３０
０℃の温度で５ないし３０分間行う印刷部を有する強化
ガラス製品の製法に係る。
【０００９】
【発明の実施の形態】この発明は、ガラス製品の強化処
理工程の後に、該ガラス製品表面に印刷部を形成する工
程を行うものである。なお、この発明において使用され
るガラス製品としては、一般的なガラス製の包装用容器
及び食器類（テーブルウエア）をはじめとして、置物や
装飾品あるいは意匠的に優れた工芸品等、印刷部を有し
かつ表面強化処理がなされる全てのガラス製品が該当す
る。
理工程の後に、該ガラス製品表面に印刷部を形成する工
程を行うものである。なお、この発明において使用され
るガラス製品としては、一般的なガラス製の包装用容器
及び食器類（テーブルウエア）をはじめとして、置物や
装飾品あるいは意匠的に優れた工芸品等、印刷部を有し
かつ表面強化処理がなされる全てのガラス製品が該当す
る。
【００１０】まず、強化処理工程は公知の表面空冷法又
はイオン交換法より行われ、ガラス製品表面の一部又は
全部の強化が図られる。表面空冷法にあっては、前記し
たように、ガラス製品を加熱炉の中で予め加熱しておい
て、加熱炉よりガラスを取り出し室温の空気を吹き付け
ガラス表面を急冷することによって、物理的にガラス表
面に圧縮応力層が形成される。
はイオン交換法より行われ、ガラス製品表面の一部又は
全部の強化が図られる。表面空冷法にあっては、前記し
たように、ガラス製品を加熱炉の中で予め加熱しておい
て、加熱炉よりガラスを取り出し室温の空気を吹き付け
ガラス表面を急冷することによって、物理的にガラス表
面に圧縮応力層が形成される。
【００１１】また、イオン交換法にあっては、前記のよ
うに、ガラス中のアルカリイオンよりイオン半径の大で
あるアルカリイオンを有する溶融塩を選択し、ガラスを
溶融塩中に浸漬して、ガラス表面のアルカリイオンと溶
融塩中のアルカリイオンとを交換するものであって、例
えばイオン半径の大きいカリウムイオンがガラス表面の
ナトリウムイオンと交換されることにより、ガラス表面
に圧縮応力層が形成される。
うに、ガラス中のアルカリイオンよりイオン半径の大で
あるアルカリイオンを有する溶融塩を選択し、ガラスを
溶融塩中に浸漬して、ガラス表面のアルカリイオンと溶
融塩中のアルカリイオンとを交換するものであって、例
えばイオン半径の大きいカリウムイオンがガラス表面の
ナトリウムイオンと交換されることにより、ガラス表面
に圧縮応力層が形成される。
【００１２】前記強化処理工程後に、該強化処理された
ガラス表面に、３００℃以下の温度で硬化する有機系塗
料によって印刷部が形成される。印刷に使用する有機系
塗料は、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹
脂、ＡＢＳ・ポリスチレン樹脂、ウレタン樹脂、ポリオ
レフィン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂
等の中から一種もしくは複数種選択された合成樹脂にト
ルエン、キシレン、アセトン、酢酸ブチル、カルビトー
ル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等の有機溶剤、顔
料、各種の助剤より配合される。特に本発明に使用され
る有機系塗料は、熱硬化型塗料であり、３００℃以下の
温度、一般的には１５０ないし２００℃の温度で硬化す
るようにアクリル樹脂、メラミン樹脂を選択し、適宜調
整された塗料が使用される。
ガラス表面に、３００℃以下の温度で硬化する有機系塗
料によって印刷部が形成される。印刷に使用する有機系
塗料は、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹
脂、ＡＢＳ・ポリスチレン樹脂、ウレタン樹脂、ポリオ
レフィン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂
等の中から一種もしくは複数種選択された合成樹脂にト
ルエン、キシレン、アセトン、酢酸ブチル、カルビトー
ル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等の有機溶剤、顔
料、各種の助剤より配合される。特に本発明に使用され
る有機系塗料は、熱硬化型塗料であり、３００℃以下の
温度、一般的には１５０ないし２００℃の温度で硬化す
るようにアクリル樹脂、メラミン樹脂を選択し、適宜調
整された塗料が使用される。
【００１３】ガラス表面への印刷は、スクリーン印刷等
の公知の印刷法が利用される。前記スクリーン印刷にお
いては、ガラス表面の所定位置にナイロン製、ステンレ
ス製等の所望の印刷模様を作り込んだスクリーンを設置
し、スクリーン上に前記有機系塗料を塗布した後、スキ
ージ等を用い、塗料をスクリーン中に浸透通過させ、ガ
ラス表面に転写される。
の公知の印刷法が利用される。前記スクリーン印刷にお
いては、ガラス表面の所定位置にナイロン製、ステンレ
ス製等の所望の印刷模様を作り込んだスクリーンを設置
し、スクリーン上に前記有機系塗料を塗布した後、スキ
ージ等を用い、塗料をスクリーン中に浸透通過させ、ガ
ラス表面に転写される。
【００１４】焼き付けを行う工程においては、ＬＰガ
ス、都市ガスを燃料とした直下式あるいは循環式の焼き
付け炉、抵抗発熱体やラジアントチューブを用いた電気
炉等の公知の炉において行われる。前記炉において、５
０ないし３００℃の温度範囲、より好ましくは８０ない
し３００℃の温度範囲において加熱することにより、塗
料を強固にガラス表面に固着させることが可能となる。
なお、焼き付けを行う時間は、塗料の特性（特に硬化温
度）及び焼き付け温度に応じ適宜決定されるが、量産と
いう観点からは６０分以内、望ましくは、請求項２の発
明として規定したように、８０ないし３００℃の温度で
５ないし３０分間行うことが薦められる。
ス、都市ガスを燃料とした直下式あるいは循環式の焼き
付け炉、抵抗発熱体やラジアントチューブを用いた電気
炉等の公知の炉において行われる。前記炉において、５
０ないし３００℃の温度範囲、より好ましくは８０ない
し３００℃の温度範囲において加熱することにより、塗
料を強固にガラス表面に固着させることが可能となる。
なお、焼き付けを行う時間は、塗料の特性（特に硬化温
度）及び焼き付け温度に応じ適宜決定されるが、量産と
いう観点からは６０分以内、望ましくは、請求項２の発
明として規定したように、８０ないし３００℃の温度で
５ないし３０分間行うことが薦められる。
【００１５】前記有機系塗料は、３００℃以下の温度帯
において硬化するため、ガラスの軟化温度（５００ない
し６００℃付近）より低温度側となり、強化処理後のガ
ラス表面に強度を喪失させることはない。
において硬化するため、ガラスの軟化温度（５００ない
し６００℃付近）より低温度側となり、強化処理後のガ
ラス表面に強度を喪失させることはない。
【００１６】
【実施例】実施例においては、既存の方法により成形さ
れたガラスコップに、表面空冷法により強化処理を施し
た後、一般的に入手できる複数の国内メーカーの有機系
塗料Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを使用し印刷した。なお、塗料Ａ，
Ｂ，Ｄは一液硬化型で、Ｃは二液反応型である。次の表
１に示すサンプル番号１〜１２のように、それぞれに記
した焼き付け温度、焼き付け時間に従い、電気炉を用い
て焼き付けを行い印刷部を形成した。
れたガラスコップに、表面空冷法により強化処理を施し
た後、一般的に入手できる複数の国内メーカーの有機系
塗料Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを使用し印刷した。なお、塗料Ａ，
Ｂ，Ｄは一液硬化型で、Ｃは二液反応型である。次の表
１に示すサンプル番号１〜１２のように、それぞれに記
した焼き付け温度、焼き付け時間に従い、電気炉を用い
て焼き付けを行い印刷部を形成した。
【００１７】
【表１】
【００１８】さらに、表１で得たサンプル番号１〜１２
の印刷部について、硬度試験、耐アルカリ性試験、耐酸
性試験、変色性の試験を施し、その結果を表２に示し
た。硬度試験は鉛筆硬度を用い、Ｈ以上が適である。耐
アルカリ性試験は、１０％水酸化ナトリウム水溶液を２
５℃の液温下、１時間浸漬し塗料の剥離を調べた。剥離
のないものが適である。また、耐酸性試験は、４％酢酸
水溶液を２０℃の液温下、３０分間浸漬し塗料の剥離を
調べた。剥離のないものが適である。変色性は、外観の
状態を目視により観察し、良又は不良の２段階評価とし
た。最後の欄に製品としての適否判定を記した。
の印刷部について、硬度試験、耐アルカリ性試験、耐酸
性試験、変色性の試験を施し、その結果を表２に示し
た。硬度試験は鉛筆硬度を用い、Ｈ以上が適である。耐
アルカリ性試験は、１０％水酸化ナトリウム水溶液を２
５℃の液温下、１時間浸漬し塗料の剥離を調べた。剥離
のないものが適である。また、耐酸性試験は、４％酢酸
水溶液を２０℃の液温下、３０分間浸漬し塗料の剥離を
調べた。剥離のないものが適である。変色性は、外観の
状態を目視により観察し、良又は不良の２段階評価とし
た。最後の欄に製品としての適否判定を記した。
【００１９】
【表２】
【００２０】表２において、サンプル番号１ないし９の
ものが製品としての適性を有する。これらの例からわか
るように、焼付温度が低くなれば焼付時間は長くなり
（サンプル番号６，７）、温度を高くすれば時間は短く
なる（サンプル番号９）。ただし、塗料の性質による。
また、塗料により硬度にも若干の差が生ずる。サンプル
番号１０では温度が２５０℃でも焼付時間が３分と短か
いので、塗料が十分硬化せず測定不能であった。サンプ
ル番号１１では、これに対して、温度を３２０℃として
１０分焼付けると、外観が焦げたように変色した。さら
に、サンプル番号１２では常温で７日間放置したが、硬
度が低く、耐アルカリ性に問題があった。
ものが製品としての適性を有する。これらの例からわか
るように、焼付温度が低くなれば焼付時間は長くなり
（サンプル番号６，７）、温度を高くすれば時間は短く
なる（サンプル番号９）。ただし、塗料の性質による。
また、塗料により硬度にも若干の差が生ずる。サンプル
番号１０では温度が２５０℃でも焼付時間が３分と短か
いので、塗料が十分硬化せず測定不能であった。サンプ
ル番号１１では、これに対して、温度を３２０℃として
１０分焼付けると、外観が焦げたように変色した。さら
に、サンプル番号１２では常温で７日間放置したが、硬
度が低く、耐アルカリ性に問題があった。
【００２１】実施例においては、ガラスコップに印刷、
焼き付けを行ったが、本発明は他のガラス容器及び食器
をはじめ、意匠形状的に優れたガラス工芸品等、他品種
少量生産の望まれるガラス製品への利用も可能である。
焼き付けを行ったが、本発明は他のガラス容器及び食器
をはじめ、意匠形状的に優れたガラス工芸品等、他品種
少量生産の望まれるガラス製品への利用も可能である。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の製法に
よれば、ガラスの軟化温度より有機系塗料の硬化温度が
低く設定されているため、強化処理後に印刷、焼き付け
を行ってもガラス表面に形成された圧縮応力層は影響を
受けることなく、その強度を保持するすることができ
る。従って、予めガラス製品に強化処理を施して大量に
量産した後に、印刷部を形成することができるようにな
り、強化ガラス製品に対する小ロットの印刷もたやすく
行うことができるようになる。また、無機系塗料より有
機系塗料の硬化温度が低く設定されているため、焼き付
けを行う炉の運転コストが圧縮できる。
よれば、ガラスの軟化温度より有機系塗料の硬化温度が
低く設定されているため、強化処理後に印刷、焼き付け
を行ってもガラス表面に形成された圧縮応力層は影響を
受けることなく、その強度を保持するすることができ
る。従って、予めガラス製品に強化処理を施して大量に
量産した後に、印刷部を形成することができるようにな
り、強化ガラス製品に対する小ロットの印刷もたやすく
行うことができるようになる。また、無機系塗料より有
機系塗料の硬化温度が低く設定されているため、焼き付
けを行う炉の運転コストが圧縮できる。
【００２３】このように、この発明によれば、ガラス製
品の強化処理工程後に印刷部の形成工程を行うことによ
り、強化処理設備の稼働効率を高くし生産効率を向上さ
せ、少量ロットの製品に対しても効率よく印刷部を形成
することができ、印刷部を有するガラス製品の製法とし
て極めて有用である。
品の強化処理工程後に印刷部の形成工程を行うことによ
り、強化処理設備の稼働効率を高くし生産効率を向上さ
せ、少量ロットの製品に対しても効率よく印刷部を形成
することができ、印刷部を有するガラス製品の製法とし
て極めて有用である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3E062 AA09 AA10 AC06 DA02 DA09
4G015 CA04 CB03
4G059 AA04 AA20 AB01 AB05 AB11
AC08 AC16 FA11 FA14 FA15
FA16 FA17 FA20 FA21 FB05
HB03 HB14
Claims (2)
- 【請求項１】 ガラス製品表面の一部又は全面に表面空
冷法又はイオン交換法によって強化処理をなす工程と、
前記工程後に３００℃以下の温度で硬化する有機系塗料
によってガラス製品表面に印刷をなし焼き付けて印刷部
を形成する工程を含むことを特徴とする印刷部を有する
強化ガラス製品の製法。 - 【請求項２】 請求項１において、前記印刷部形成工程
の焼き付けを、８０ないし３００℃の温度で５ないし３
０分間行う印刷部を有する強化ガラス製品の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001285110A JP2003095699A (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 印刷部を有する強化ガラス製品の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001285110A JP2003095699A (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 印刷部を有する強化ガラス製品の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003095699A true JP2003095699A (ja) | 2003-04-03 |
Family
ID=19108318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001285110A Pending JP2003095699A (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 印刷部を有する強化ガラス製品の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003095699A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11554986B2 (en) | 2013-02-26 | 2023-01-17 | Corning Incorporated | Decorative porous inorganic layer compatible with ion exchange processes |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1053733A (ja) * | 1996-08-09 | 1998-02-24 | Mitsuboshi Belting Ltd | すりガラス着色塗料およびすりガラス化した強化ガラスの製造方法 |
-
2001
- 2001-09-19 JP JP2001285110A patent/JP2003095699A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1053733A (ja) * | 1996-08-09 | 1998-02-24 | Mitsuboshi Belting Ltd | すりガラス着色塗料およびすりガラス化した強化ガラスの製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11554986B2 (en) | 2013-02-26 | 2023-01-17 | Corning Incorporated | Decorative porous inorganic layer compatible with ion exchange processes |
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