JP2006290669A - 装飾板ガラス及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
板ガラスの表面に球状又は球状に近い凸部からなる凹凸模様を形成。
【解決方法】
スクリーン印刷法によりインクのみを板ガラス上に塗布し、インクが乾燥する前にインク層上にガラスビーズを振りかけ、板ガラス上にガラスビーズを付着させる。その後、インクを乾燥させてガラスビーズを板ガラス表面上に固着させた後、その板ガラスを加熱炉に入れて４００〜７００℃で約１０分程度加熱してガラスビーズそれぞれの一部を溶融させ、ガラスビーズの球形状を保った状態で板ガラスに溶着させる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、インテリア装飾品や照明灯又は反射板などとして用いられる装飾板ガラスに関し、特に、板ガラスの表面に凹凸模様を形成することによる光の乱反射を利用したガラスの装飾技術に関するものである。

装飾ガラスの代表的なものはガラス表面に凹凸模様を施したものである。
ガラスに凹凸模様を形成する方法にはいくつかあるが、その代表的な方法はロール法である。ロール法では、溶融炉から溶融ガラス素地を供給し、形成ロールで板状ガラスに成形し、この板状ガラスが完全に硬化する前に、外周面に型模様を刻設したロールと平滑ロールとからなる型ロールに通すことによって板ガラス表面に凹凸模様をつける。その後、冷却して板ガラスを硬化させ、徐冷室で徐冷することにより、一方の面が凹凸模様で他方の面が平滑面である板ガラスを得る。この場合、凹凸模様の突起部と底部の高低差を大きくすることにより光の乱反射を大きくすることができる。

ガラス板の表面に球状に近い凸部をもつ凹凸を形成することができれば、光の乱反射がより大きくなり、装飾的効果も、照明や反射の効果もより大きいものが期待できる。しかし、ロール法は本質的に成型法であるため、凹凸の高低差を大きくすることはできるものの、凸部の形状を球状にすることは原理的に不可能であり、半球状又はその高さを高くしたものを形成できるにすぎない。
本発明は、板ガラスの表面に球状又は球状に近い凸部からなる凹凸模様を形成した装飾板ガラスとその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の装飾板ガラスは、板ガラスの表面が多数のガラスビーズの固着による球状凸部をもつ凹凸面となっているものである。
板ガラスの表面にガラスビーズが固着されている形態として、溶着と接着がある。溶着はガラスビーズそれぞれ一部が溶融することにより板ガラス表面に固着したものであり、ガラスビーズの一部を溶融させるための高温を必要とするが、固着強度が強い。一方、接着は接着剤により固着されたものであり、溶着に比べて固着強度が弱くなるが、低温処理ですむ。

固着の形態が溶着であるか接着であるかは、主として装飾板ガラスの用途により決まる。道路標識などのように屋外や過酷な条件で使用される用途の場合には、ガラスビーズと板ガラスとの固着強度の強い溶着が好ましい。一方、インテリア装飾品など、それほど過酷でない環境で使用される用途に対しては、固着強度はそれほど強くはないが安価に製造できる接着が好ましい。
そのガラスビーズの色彩は板ガラスの色彩とは異なったものとすることもできる。

本発明の装飾板ガラス製造方法の第１の方法は以下の工程をその順に備えている。
（Ａ）樹脂を主成分とする塗布液にガラスビーズを含有させて板ガラスの表面に塗布する塗布工程、及び
（Ｂ）塗布液を乾燥させてガラスビーズを板ガラスに固着する固着工程。
この段階で塗布液中の樹脂が接着剤となって板ガラスの表面にガラスビーズが固着されているので、装飾板ガラスとしての機能を果たすことができる。

ガラスビーズと板ガラスとの固着強度を強めるために、（Ｂ）の固着工程の後に、さらに、加熱によってガラスビーズそれぞれの一部を溶融させることにより、ガラスビーズを球状を保った状態で板ガラスに溶着させる溶着工程を備えていることが好ましい。

塗布液の塗布工程は特に限定されるものではないが、１つの方法としてスクリーン印刷工程とすることができる。この場合、ガラスビーズの直径はスクリーン印刷工程で使用するスクリーンのメッシュサイズ以下である。

本発明の装飾板ガラス製造方法の第２の方法は以下の工程をその順に備えている。
（Ａ１）樹脂を主成分とする塗布液を板ガラスの表面に塗布する塗布工程、
（Ａ２）塗布液が粘着性をもっている状態で、その上にガラスビーズを付着させる工程、及び
（Ｂ）前記塗布液を乾燥させて前記ガラスビーズを前記板ガラスに固着する固着工程。
第２の方法においても、この段階で塗布液中の樹脂が接着剤となって板ガラスの表面にガラスビーズが固着されているので、装飾板ガラスとしての機能を果たすことができる。

第２の方法においても、ガラスビーズと板ガラスとの固着強度を強めるために、（Ｂ）の固着工程の後に、さらに、加熱によってガラスビーズそれぞれの一部を溶融させることにより、ガラスビーズを球状を保った状態で板ガラスに溶着させる溶着工程を備えていることが好ましい。

第１の方法と比べると、第１の方法では工程（Ａ）で塗布する塗布液中にガラスビーズを含有させておくのに対し、第２の方法では、その工程を塗布液だけを塗布する工程（Ａ１）と、その後その塗布液層にガラスビーズを付着させる工程（Ａ２）の２つの工程に分けることによって使用するガラスビーズのサイズに対する制約をなくす。
第２の方法においても塗布液の塗布工程は特に限定されるものではないが、１つの方法としてスクリーン印刷工程とすることができる。

第２の方法ではガラスビーズのサイズに制約はないので、塗布工程をスクリーン印刷工程としたとしても、ガラスビーズの直径はそのスクリーン印刷工程で使用するスクリーンのメッシュサイズとは関係なく、それ以下であってもそれ以上であってもよい。この第２の方法は、直径の大きいガラスビーズを溶着させるのに都合がよい。

本発明において、「ガラスビーズ」の語は、そのサイズの大きさに拘わらず、数十μｍの粉体状のものから２ｍｍ程度の大きさのものまで含んでいる。
固着工程の温度は塗布液に使用した樹脂により異なるが、１２０〜１８０℃が適当である。また、溶着工程の温度はガラスビーズの材質により異なるが、４００〜７００℃が適当である。

本発明の装飾板ガラスは板ガラスの表面が球状凸部をもつ凹凸面となっているので、これまでのロール法の成型による凹凸に比べて光の屈折による効果がより大きくなり、これまでにない光学的な効果と装飾性を実現することができる。
そのガラスビーズの色彩を板ガラスの色彩と異なったものとすれば、さらに異なった光学的な効果と装飾性を実現することができる。

本発明の装飾板ガラス製造方法は、板ガラスの表面に塗布液によりガラスビーズを付着させ、その塗布液を乾燥させてガラスビーズを板ガラスに固着させるようにしたので、種々の板ガラスの表面にガラスビーズによる球状凸部をもつ凹凸面を容易に形成することができる。

さらに、ガラスビーズそれぞれの一部を溶融させて板ガラスに溶着させれば、ガラスビーズと板ガラスとの固着強度を強めることができる。
従来のロール法では板ガラスが硬化する前に加工しなければならないので、溶融炉を備えた設備が必要であるのに対し、本発明は製品となった板ガラスの表面に加工するので、溶融炉を備える必要がない。

塗布液の塗布方法としてスクリーン印刷工程を採用すれば、塗布領域に塗布液を均一に塗布することが容易である。また、塗布領域を任意の形状とすることができるので、表面に凹凸面を形成する領域をパターン化して装飾性を高めるのが容易である。
塗布液の塗布工程とガラスビーズ付着工程を別工程とすれば、ガラスビーズのサイズに対する制約がなくなるので、大きいサイズのガラスビーズによる表面凹凸を形成することもできるようになる。

本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１は装飾板ガラスの一実施例を示す断面模式図である。ガラスビーズ３が球状を保った状態で板ガラス１の表面に接着又は溶着により固着して球状凸部をもつ凹凸面を形成している。ガラスビーズ３は互いに接するように配置され、平坦な板ガラス１の表面に沿って単一の層をなしている。

ガラスビーズ３は種々のサイズのものを使用することができ、数十μｍ〜２ｍｍの範囲で任意に選択することができる。使用するガラスビーズは分級されて狭い範囲に粒径が揃えられていることが好ましい。分級されたガラスビーズの粒径の分布範囲は、例えば４０〜６０μｍ、６０〜８０μｍ、８０〜１００μｍ、１００〜２００μｍ、２００〜５００μｍ、５００〜１０００μｍ、１．０〜１．２ｍｍ、１．４〜２．０ｍｍなど、適当な粒径分布のものを容易に入手することができる。
ガラスビーズ３の材質も特に限定されるものではなく、一般的なソーダライムガラス、耐熱性及び耐薬品性のよいホウ珪酸ガラスなど、屈折率で１．５〜２．２のものが容易に入手できる。

板ガラス１は両面が平滑面となったものであり、例えばフロート法により製造された板ガラスである。フロート法はガラスの融液を溶融スズの上に流し、そのまま固化させる方法であり、ガラスの一方の表面は自由表面、他方の表面はガラス／スズの界面であるため、両面とも研磨することなしに平滑面となっている。ガラスの材質は特に限定されるものではなく、例えば強化ガラス、耐熱ガラスなどを使用することができる。

板ガラス１とガラスビーズ３はともに透明な材質のものとしてもよく、又は一方もしくは両方を着色されたものとしてもよい。両方を着色されたものとする場合も、同じ色彩に限らず、異なった色彩であってもよい。

図２は本発明の装飾板ガラスの製造方法の第１の実施例を示すフローチャート図である。
板ガラスとしては一般的なソーダライムガラス又は強化ガラスを用意する。この実施例では塗布方法としてスクリーン印刷法を採用するため、ガラスビーズとしてはそこで使用するスクリーンのメッシュのサイズよりも小さいものを用意する。ガラスビーズの直径は例えば１５０μｍのものを用意する。

板ガラスの一方の表面にスクリーン印刷法により、ガラスビーズを混入させた塗布液を塗布する。塗布液はスクリーン印刷法では一般にインクと称されるので、以下では塗布液をインクと呼ぶ。

インクには有機インクと無機インクがあるが、いずれも使用できる。インクは樹脂を主成分として、それにフィラー（充填材）を配合したものである。
インクの主成分となる樹脂としては、ガラスビーズを板ガラス表面に接着した状態で装飾板ガラス製品とする場合には、接着剤となるものが好ましく、例えばウレタン系樹脂、エポキシ樹脂などを使用する。また、ガラスビーズを板ガラス表面に固着した後、ガラスビーズそれぞれの一部を溶融して溶着させる場合は、樹脂はガラスビーズを仮留めすることができればよく、ガラスビーズの一部溶融のための高温加熱処理によって除去されるものが好ましく、例えばアクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、セルローズ系樹脂などを用いる。これらの樹脂を溶剤に溶解して溶液として、微細ガラスビーズをフィラーとして配合する。
有機インクの一例はフィラーとしてメチルセロソルブを主成分樹脂溶液に対して１０〜２０重量％含有したものであり、無機インクの一例はフィラーとして酸化鉛又は酸化亜鉛を主成分樹脂溶液に対して３０〜４０重量％含有したものである。

次に、板ガラスの表面に塗布されたインクを乾燥させ、インクに混入されていたガラスビーズを板ガラスの表面に固着させる。固着のための乾燥条件は、インクとして有機インクを使用した場合は１４０℃で３０分程度、またインクとして無機インクを使用した場合は１６０℃で３０分程度である。
この段階で装飾板ガラス製品とすることもできる。

この実施例では、ガラスビーズを板ガラスに溶着させるために、ガラスビーズが固着されている板ガラスを、加熱炉に入れ、４００〜７００℃で約１０分程度加熱する。この加熱により、ガラスビーズそれぞれの一部が溶融し、ガラスビーズの球形状を保った状態で板ガラスに溶着する。
その後、板ガラスを加熱炉から取り出して室温まで冷却させる。

第２の実施例を図３に示す。
第１の実施例と同様に板ガラスとガラスビーズを用意するが、今度はガラスビーズとして直径の大きいもの、例えば直径が１．０〜１．２ｍｍで均一な粒径になるように分級されたものを用意する。

まず、スクリーン印刷法によりインクのみを板ガラス上に塗布する。
次に、インクが乾燥する前の状態でインク層上にガラスビーズを振りかけ、板ガラス上にガラスビーズを付着させる。
その後、第１の実施例と同様に、インクを乾燥させてガラスビーズを板ガラス表面上に固着させる。
この段階で装飾板ガラス製品とすることもできる。

この実施例では、ガラスビーズを板ガラスに溶着させるために、ガラスビーズが固着され板ガラスを加熱炉に入れて、４００〜７００℃で約１０分程度加熱してガラスビーズそれぞれの一部を溶融させ、ガラスビーズの形状を保った状態で板ガラスに溶着させる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、ガラスビーズを板ガラスに溶着させるときの加熱温度や加熱時間は板ガラスとガラスビーズの材質により適当な値に設定できる。

本発明は、インテリア装飾品や反射鏡として用いられる装飾板ガラスに利用することができる。

装飾板ガラスの一実施例を示す概略断面図である。 製造方法の一実施例を示すフローチャート図である。 製造方法の他の実施例を示すフローチャート図である。

符号の説明

１ 板ガラス
３ ガラスビーズ

Claims (10)

1. 板ガラスの表面が多数のガラスビーズの固着による球状凸部をもつ凹凸面となっている装飾板ガラス。
2. 前記ガラスビーズは板ガラスの表面に溶着されている請求項１に記載の装飾板ガラス。
3. 前記ガラスビーズは板ガラスの表面に接着されている請求項１に記載の装飾板ガラス。
4. 前記ガラスビーズの色彩は前記板ガラスの色彩とは異なったものである請求項１に記載の装飾板ガラス。
5. 以下の工程をその順に備えた装飾板ガラス製造方法。
   （Ａ）樹脂を主成分とする塗布液にガラスビーズを含有させて板ガラスの表面に塗布する塗布工程、及び
   （Ｂ）前記塗布液を乾燥させて前記ガラスビーズを前記板ガラスに固着する固着工程。
6. 前記塗布工程はスクリーン印刷工程であり、前記ガラスビーズの直径は前記スクリーン印刷工程で使用するスクリーンのメッシュサイズ以下である請求項５に記載の装飾板ガラス製造方法。
7. 以下の工程をその順に備えた装飾板ガラス製造方法。
   （Ａ１）樹脂を主成分とする塗布液を板ガラスの表面に塗布する塗布工程、
   （Ａ２）塗布液が粘着性をもっている状態で、その上にガラスビーズを付着させる工程、及び
   （Ｂ）前記塗布液を乾燥させて前記ガラスビーズを前記板ガラスに固着する固着工程。
8. 前記塗布工程はスクリーン印刷工程である請求項７に記載の装飾板ガラス製造方法。
9. 前記ガラスビーズの直径は前記スクリーン印刷工程で使用するスクリーンのメッシュサイズ以上である請求項８に記載の装飾板ガラス製造方法。
10. 前記固着工程の後に、加熱によって前記ガラスビーズそれぞれの一部を溶融させることにより、前記ガラスビーズを球状を保った状態で前記板ガラスに溶着させる溶着工程をさらに備えている請求項５から９のいずれかに記載の装飾板ガラス製造方法。

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