JP2023082564A - Molded article production method and molded article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラス体を主要部とする造形物を製作する方法に関するもので、特にガラス体の内部に着色層を形成するための技術に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of manufacturing a model having a glass body as a main part, and more particularly to a technique for forming a colored layer inside the glass body.
ガラスを着色するための一般的な方法の1つとして、無機金属化合物を含むペーストをガラスの表面に塗布して加熱する方法(イオン交換法)が知られている。イオン交換法は、ペースト中の遷移金属イオンがガラス内部のアルカリイオンと交換されてガラスの内部に拡散し、それらのイオンの還元により生じた原子等から形成されるコロイド粒子により所定の波長域の光が吸収される現象を利用するものである(非特許文献1を参照。)。 As one of the general methods for coloring glass, a method of applying a paste containing an inorganic metal compound to the surface of glass and heating the paste (ion exchange method) is known. In the ion exchange method, the transition metal ions in the paste are exchanged with the alkali ions inside the glass and diffuse inside the glass. It utilizes the phenomenon of light absorption (see Non-Patent Document 1).
その他の着色方法を示す文献として、以下の3つの特許文献をあげる。
特許文献1には、有機金属化合物を主成分として含む溶液が塗布されたガラス材料を150~700℃の温度で焼成することにより、金属酸化物を主体とする薄膜をガラス表面に形成することが記載されている。
The following three patent documents are cited as documents showing other coloring methods.
Patent Document 1 discloses that a thin film mainly composed of a metal oxide can be formed on a glass surface by baking a glass material coated with a solution containing an organometallic compound as a main component at a temperature of 150 to 700°C. Are listed.
特許文献2には、徐冷前の500°Cから650°Cのガラス製品の表面に金属化合物を溶解した有機溶媒によるコーティング液を噴霧し、ガラス製品表面の温度を利用して金属酸化物を主体とする着色皮膜をつくる方法が開示されている。
In
特許文献3には、複数の区画が形成された金属枠をガラス板に重ね合わせ、各区画に着色された粒状ガラスを散布または塗布した後、ガラス板を下、金属枠を上として加熱し、軟化状態となったガラスに金属枠の桟を圧着させてガラスを切断することにより、区画ごとに分離された着色ガラス片を製作することが記載されている。
In
太田 博紀 「ガラスの着色技術」,実務表面技術1985年32巻8号,1985年8月1日発行,432-436頁 (https://doi.org/10.4139/sfj1970.32.432より取得。) Hiroki Ota "Glass Coloring Technology", Jitsugyo Surface Technology 1985, Vol.32, No.8, August 1, 1985, pp.432-436 (Retrieved from https://doi.org/10.4139/sfj1970.32.432)
上記の各文献に記載された技術はいずれも、成形済みのガラス体または成形されていないガラス板を、その形状を大きく変化させずに着色するもので、そのために着色剤を用いた化学反応や着色された材料を融合する方法を採用している。ガラス体を一般的な金属体と係わらせながらガラス体の変形と着色とを同時期に進行させる方法や、金属体と結合したガラス体から金属体を剥がすことによって着色された箇所が表面に現れるようにする方法はまだ知られていない。 All of the techniques described in the above documents are intended to color a molded glass body or an unmolded glass plate without significantly changing its shape. It adopts a method of fusing colored materials. A method in which deformation and coloring of the glass body progresses at the same time while the glass body is in contact with a general metal body, and a colored part appears on the surface by peeling off the metal body from the glass body bonded to the metal body. It is not yet known how to do so.
上記の点に着目し、本発明は、ガラス体を粘性流動が生じる温度まで加熱し、粘性流体となったガラス体を変形させながら金属体に密着させて着色のための化学現象を生じさせた後に、冷めて金属体と結合する状態になったガラス体から金属体を剥がし取ることによって、ユニークな形態と明瞭な着色層とを有する造形物を製作することを課題とする。 Focusing on the above points, the present invention heats a glass body to a temperature at which viscous flow occurs, deforms the glass body that has become a viscous fluid, and adheres it to a metal body to cause a chemical phenomenon for coloring. An object of the present invention is to manufacture a shaped article having a unique shape and a clear colored layer by peeling off a metal body from a glass body that has cooled and joined with the metal body.
ガラス体を粘性流体になるまで加熱すると、ガラス体の主体となる二酸化ケイ素(SiO2)による網目構造が緩み、上記ガラス体より濃度の高い化学物質がガラス体に密着すると、その物質を構成する粒子や当該粒子から電離したイオンがガラス体へと移って網目構造の中で活発に動く(拡散する)状態になる。 When the glass body is heated until it becomes a viscous fluid, the network structure of silicon dioxide (SiO 2 ), which is the main component of the glass body, is loosened. Particles and ions ionized from the particles migrate to the glass body and enter a state of active movement (diffusing) in the network structure.
したがって、ガラス体と共に遷移金属元素を含む金属体を加熱し、粘性流体となったガラス体を金属体の表面に所定時間密着させると、両者の密着部分においてガラス側の二酸化ケイ素中の酸素イオンと金属体の側の遷移金属イオンとの化学反応が生じて金属酸化物が生成され、当該金属酸化物の粒子や当該金属酸化物に含まれる遷移金属イオンがガラス体の内部に拡散する現象が生じると考えられる。特に、ガラス体の金属体への密着部分の表層部では上記の粒子やイオンの分布密度が高くなり、それらの粒子やイオンに吸収される光の波長域に応じた特有の色彩が現われる。 Therefore, when the metal body containing the transition metal element is heated together with the glass body and the glass body, which has become a viscous fluid, is brought into close contact with the surface of the metal body for a predetermined period of time, oxygen ions in the silicon dioxide on the glass side and A chemical reaction occurs with the transition metal ions on the metal body side to generate a metal oxide, and a phenomenon occurs in which the particles of the metal oxide and the transition metal ions contained in the metal oxide diffuse inside the glass body. it is conceivable that. In particular, the surface layer of the portion of the glass body that is in close contact with the metal body has a high distribution density of the above-mentioned particles and ions, and a unique color appears according to the wavelength range of light absorbed by these particles and ions.
本発明では、上記の考察に基づき、遷移金属元素を含む金属体とガラス体とを所定の位置関係をもたせて窯の中に入れてこの窯を加熱し、加熱により粘性流体となったガラス体と金属体とを高温状態の窯の中で密着させる。この密着により上述した現象が生じて、ガラス体の金属体との密着部分の表層部に当該金属体との密着により生じた金属酸化物に由来する着色層が形成される。 In the present invention, based on the above considerations, a metal body containing a transition metal element and a glass body are placed in a kiln with a predetermined positional relationship, the kiln is heated, and the glass body becomes a viscous fluid by heating. and the metal body are brought into close contact in a high-temperature kiln. This close contact causes the phenomenon described above, and a colored layer derived from the metal oxide generated by the close contact with the metal body is formed on the surface layer of the portion of the glass body that is in close contact with the metal body.
このように、本発明は、ガラス体を粘性流動が生じるほどの高温にして、当該ガラスを変形させながらその一部分を金属体に密着させ、両者の間に生じる化学反応によって着色層の元になる金属酸化物を生成する。前出の特許文献1,2や非特許文献1に記載された従来の方法は、いずれもガラス体を大きく変形させずに着色層を形成することを前提とし、着色のために生成される金属酸化物にもガラスに由来する成分は含まれていない。特許文献3に記載された方法では、ガラス体と金属体とを重ね合わせて加熱しているものの、金属体を着色のための手段として使用することも、着色対象のガラス体を大きく変形させることも、全く記載されていない。
Thus, in the present invention, the temperature of the glass body is raised to the extent that viscous flow occurs, and a portion of the glass body is brought into close contact with the metal body while the glass is deformed. Produces metal oxides. The conventional methods described in the above-mentioned
なお、窯の加熱は、ガラス体の温度が作業点以上の所定温度に達した後の適当なタイミングで停止させてよい。また、窯に入れられるときの金属体とガラス体とを重ね合わせられた状態で支持すれば、流動したガラス体を金属体に密着させるのが容易になるが、加熱により粘性流体となったガラス体が金属体に密着できるのであれば、両者の位置関係はどのように設定してもよい。 The heating in the kiln may be stopped at an appropriate timing after the temperature of the glass body reaches a predetermined temperature equal to or higher than the working point. Also, if the metal body and the glass body are supported in a superimposed state when put into the kiln, it becomes easy to bring the flowing glass body into close contact with the metal body. As long as the body can be in close contact with the metal body, any positional relationship between the two may be set.
本発明では、さらに、着色層が形成されたガラス体と金属体とを、両者の密着状態を保って両者が結合された状態になるまで冷ました後に、ガラス体から当該金属体の少なくとも一部分を剥がし取る処理を実施する。こうすることによって、着色層が形成された箇所が表に現れて正面から観察することが可能になる。また、ガラス体が透明または半透明であれば、光を遮る金属体が取り除かれたことにより、ガラス体の着色層が形成されていない箇所の表面からも着色層を透視することが可能になる。 In the present invention, the glass body having the colored layer formed thereon and the metal body are further cooled until they are bonded together while keeping the two bodies in close contact with each other, and then at least part of the metal body is removed from the glass body. Carry out the peeling process. By doing so, the part where the colored layer is formed appears on the surface and can be observed from the front. Further, if the glass body is transparent or translucent, the colored layer can be seen through from the surface of the glass body where the colored layer is not formed by removing the metal body that blocks the light. .
ガラス転移点より低い温度になって固まったガラス体から金属体を引き剥がすためには、金属体を比較的容易に撓ませることができるようにする必要がある。その観点から、金属体の形態は薄肉体とするのが望ましい。 In order to peel off the metal body from the glass body that has hardened at a temperature lower than the glass transition point, it is necessary to bend the metal body relatively easily. From that point of view, it is desirable to make the metal body thin.
窯の内部において金属体とガラス体とを上下に並べて支持する場合は、いずれを上にしても構わない。たとえば、金属体が下でガラス体が上となる関係をもって両者を支持した場合には、加熱により粘性流体となったガラス体を金属体の表面で流動させて変形させることができる。 When the metal body and the glass body are arranged vertically and supported inside the kiln, either one may be on top. For example, when both are supported so that the metal body is at the bottom and the glass body is at the top, the glass body, which has been turned into a viscous fluid by heating, can be caused to flow and deform on the surface of the metal body.
上記とは逆に、ガラス体が下で金属体が上となる関係をもって、両者を窯の内部に支持した場合には、加熱により粘性流体となったガラス体を金属体の押圧力により変形させることができる。 Contrary to the above, when both are supported inside the kiln with the glass body at the bottom and the metal body at the top, the glass body, which has become a viscous fluid due to heating, is deformed by the pressing force of the metal body. be able to.
本発明において、厚み部分を貫く貫通部が少なくとも一つ設けられた金属体を使用する場合には、この金属体を、厚み部分を上下方向に沿わせ、下面となった面内の貫通部の開口部が塞がれない状態にして窯の内底面より高い位置に支持する。そして、金属体の上面となった面内の貫通部を含む所定範囲に向き合うようにガラス体を配置し、高温状態の窯の中で流動したガラス体が金属体の上面に密着し、さらにその一部分が貫通部に入った後に当該貫通部より下の所定位置に移動するまでガラス体を流動させる。 In the present invention, when a metal body provided with at least one through-hole penetrating through the thickness portion is used, the metal body is arranged such that the thickness portion of the metal body extends along the vertical direction, and the through-hole portion in the plane serving as the lower surface is formed. Support it at a position higher than the inner bottom of the kiln so that the opening is not blocked. Then, the glass body is arranged so as to face a predetermined range including the in-plane through portion that is the upper surface of the metal body, and the glass body that has flowed in the kiln in a high temperature state adheres to the upper surface of the metal body, and furthermore, After a portion enters the penetration, the glass body is allowed to flow until it moves into position below the penetration.
上記の処理によれば、金属体の貫通部の周囲に密着していた部分に着色層が形成され、その部分に凸状体を連続させた形態の造形物(たとえば、後述する図4の造形物201)を得ることができる。
なお、上記の貫通部は、金属体の厚み部分を貫く完全な穴として形成される場合もあれば、穴の一部分が欠落した形態または切り欠きとして金属体の端縁部に形成される場合もある(以下の実施形態でも同じ。)。
According to the above process, a colored layer is formed on the portion that was in close contact with the perimeter of the through portion of the metal body, and a modeled object (for example, the modeled object shown in FIG. 201) can be obtained.
The above-mentioned penetrating portion may be formed as a complete hole that penetrates the thickness of the metal body, or may be formed in the edge portion of the metal body as a form in which a part of the hole is missing or as a notch. There is (the same applies to the following embodiments).
貫通部を有する金属体を使用する場合には、さらに、上記の金属体より低い高さ範囲の前記貫通部に対向する位置に遷移金属元素を含む第2の金属体を支持し、貫通部に入ったガラス体の先端部分が第2の金属体の表面に密着するようにガラス体を流動させてもよい。こうすると、貫通部の周囲にあった部分のほか、凸状体の先端部分にも、第2の金属体との密着により生成された酸化金属物やその中の遷移金属イオンが当該先端部分に拡散されたことによる着色層を形成することができる(たとえば、後述する図6の造形物202)。
When using a metal body having a penetrating portion, a second metal body containing a transition metal element is further supported at a position facing the penetrating portion in a lower height range than the metal body. The glass body may be made to flow so that the tip portion of the glass body that has entered is in close contact with the surface of the second metal body. In this way, the metal oxide produced by the close contact with the second metal body and the transition metal ions therein are not only present around the penetrating portion but also at the tip of the convex body. A colored layer can be formed by being diffused (for example, a modeled
第1、第2の金属体は同一種の金属材料によるものでも良いが、それぞれ異なる種類の金属材料によるものにすれば、金属に密着した部分の色彩を金属の種によって異ならせることができる。 The first and second metal bodies may be made of the same type of metal material, but if they are made of different types of metal material, the color of the portion in close contact with the metal can be made different depending on the type of metal.
内面を湾曲させた有底穴を有する金属体を使用し、この有底穴の開口端面にガラス体を載せる、または穴の内部の内底面より高い位置にガラス体が配置された状態にして、窯を加熱することもできる。この場合には、流動したガラス体が有底穴の内面に沿って当該内底面に密着する状態に変化するようにガラス体を変形させることによって、有底穴に応じた湾曲面を形成し、その湾曲面の表層部に着色層が形成されたガラス体による造形物を得ることができる。 A metal body having a bottomed hole with a curved inner surface is used, and the glass body is placed on the open end surface of the bottomed hole, or the glass body is placed at a position higher than the inner bottom surface inside the hole, You can also heat the kiln. In this case, the curved surface corresponding to the bottomed hole is formed by deforming the glass body so that the flowed glass body changes to a state in which the glass body is in close contact with the inner bottom surface of the bottomed hole along the inner surface of the bottomed hole, It is possible to obtain a modeled object with a glass body in which a colored layer is formed on the surface layer portion of the curved surface.
本発明では、遷移金属元素を含む金属体を少なくとも一端面が開放された穴を有する形態(たとえば上述した有底穴を有する形態や円筒体など)にし、その穴の中に複数のガラス体(ある程度の大きさのガラス板、球状のガラス、小さなガラス片など)が入った金属体を窯の中に入れて、加熱を開始することもできる。この場合には、加熱により粘性流体となった各ガラス体を高温状態の窯の中で融合させて穴の内面に沿って当該内面に密着する単一のガラス体に変化させることにより、当該ガラス体と金属体との密着により生じた金属酸化物および当該金属酸化物中の遷移金属イオンを当該ガラス体の内部に拡散させて、当該ガラス体の当該金属体への密着部分の表層部に金属酸化物に由来する着色層を形成することができる。 In the present invention, a metal body containing a transition metal element is formed into a form having a hole with at least one open end face (for example, a form having a bottomed hole or a cylindrical body as described above), and a plurality of glass bodies ( It is also possible to put a metal object containing a glass plate of a certain size, a spherical glass, a small piece of glass, etc. into the kiln and start heating. In this case, each glass body that has become a viscous fluid by heating is fused in a kiln in a high temperature state to change into a single glass body that adheres to the inner surface of the hole along the inner surface of the hole. The metal oxide produced by the contact between the body and the metal body and the transition metal ions in the metal oxide are diffused inside the glass body, and the metal is formed on the surface layer of the portion of the glass body that is in close contact with the metal body. A colored layer derived from the oxide can be formed.
本発明において遷移金属元素を含む2種類の金属体を使用する場合には、その一方(第1の金属体)をガラス体から剥がし取る対象とし、他方(第2の金属体)を1以上の貫通部とを有するものにして、以下の方法を実施することができる。 In the present invention, when two kinds of metal bodies containing a transition metal element are used, one of them (the first metal body) is to be peeled off from the glass body, and the other (the second metal body) is subjected to one or more The following method can be implemented by having a through portion.
まず、第1の金属体の上に貫通部の貫通方向を上下方向に沿わせて第2の金属体を配置し、第2の金属体の上面となった面内の貫通部を含む所定範囲に向き合うようにガラス体を配置した状態をもって、各金属体およびガラス体を窯の内部に支持して窯を加熱する。 First, a second metal body is placed on the first metal body so that the penetration direction of the through part is along the vertical direction, and a predetermined range including the in-plane through part which is the upper surface of the second metal body is formed. Each metal body and glass body are supported inside the kiln and heated in the kiln.
その後は、加熱により粘性流体となったガラス体を高温状態の窯の中で第2の金属体の上面に密着させながら流動させて当該ガラス体の一部分が貫通部を通って第1の金属体の表面にも密着するように当該ガラス体を変形させる。これにより、ガラス体と各金属体との密着により生じた金属酸化物および当該金属酸化物中の遷移金属イオンをガラス体の内部に拡散させて、当該ガラス体の各金属体への密着部分の表層部に金属酸化物による着色層を形成することができる。 After that, the glass body, which has become a viscous fluid by heating, is allowed to flow in a kiln at a high temperature while being in close contact with the upper surface of the second metal body, so that a part of the glass body passes through the through-hole and enters the first metal body. The glass body is deformed so that it also adheres to the surface of the As a result, the metal oxide generated by the contact between the glass body and each metal body and the transition metal ions in the metal oxide are diffused inside the glass body, and the portion of the glass body that is in close contact with each metal body is dissipated. A colored layer of metal oxide can be formed on the surface layer.
さらに、上記のガラス体と各金属体との密着状態を保ってガラス体が各金属体に結合された状態になるまでこれらを冷ました後にガラス体から第1の金属体を剥がし取る。第2の金属体は、ガラス体に結合された状態で保持される。 Furthermore, after the glass body and each metal body are kept in close contact with each other and cooled until the glass body is bonded to each metal body, the first metal body is peeled off from the glass body. The second metal body is held bonded to the glass body.
上記の方法によれば、ガラス体と第1の金属体との密着により生じた金属酸化物に由来する着色層と、ガラス体と第2の金属体との密着により生じた金属酸化物に由来する着色層とを含むガラス体に第2の金属体が一体に設けられた構成の造形物を得ることができる。なお、この場合も、第1の金属体と第2の金属体とは同種の金属材料によるものにしても良いが、それぞれを異なる金属材料によるものにすることによって、各金属酸化物に由来する着色層の色彩も異ならせることができる。 According to the above method, the colored layer derived from the metal oxide produced by the close contact between the glass body and the first metal body and the colored layer derived from the metal oxide produced by the close contact between the glass body and the second metal body It is possible to obtain a shaped article having a configuration in which the second metal body is integrally provided with the glass body including the colored layer. In this case as well, the first metal body and the second metal body may be made of the same kind of metal material. The colors of the colored layers can also be different.
上記の貫通部を有する第2の金属体に代えて、第1の金属体に載る大きさの複数の第2の金属体を互いの間に所定の間隔をもたせて第1の金属体の上に配置してもよい。この場合にも、第2の金属体が分布する範囲に向き合うようにガラス体を配置した状態をもって、各金属体およびガラス体を窯の内部に支持して窯を加熱し、加熱により粘性流体となったガラス体を高温状態の窯の中で第2の金属体の第1の金属体に接触していない部分に密着させながら流動させて当該ガラス体の一部分が各第2の金属体の間の間隙を通って第1の金属体の表面にも密着するように当該ガラス体を変形させることにより、ガラス体の各金属体に密着している部分の表層部に、それぞれその密着により生じた金属酸化物に由来する着色層を形成することができる。 Instead of the second metal bodies having the through-holes, a plurality of second metal bodies having a size that can be placed on the first metal bodies are provided above the first metal bodies with a predetermined interval therebetween. can be placed in In this case as well, the glass bodies are arranged so as to face the range in which the second metal bodies are distributed. The formed glass body is brought into close contact with the portion of the second metal body that is not in contact with the first metal body in a kiln in a high temperature state, and is caused to flow so that a portion of the glass body is placed between the second metal bodies. By deforming the glass body so that it also adheres to the surface of the first metal body through the gap, the surface layer of the part of the glass body that is in close contact with each metal body is formed by the contact. A colored layer derived from a metal oxide can be formed.
さらに、上記のガラス体と各金属体との密着状態を保ってガラス体が各金属体に結合された状態になるまでこれらを冷ました後に、当該ガラス体から第1の金属体を剥がし取ることにより、第1の金属体に基づく着色層と第2の金属体に基づく着色層とを含むガラス体に複数の第2の金属体が一体に設けられた構成の造形物を得ることができる。 Furthermore, after the glass body and each metal body are kept in close contact with each other and cooled until the glass body is bonded to each metal body, the first metal body is peeled off from the glass body. As a result, it is possible to obtain a shaped object having a configuration in which a plurality of second metal bodies are provided integrally with a glass body including a colored layer based on the first metal body and a colored layer based on the second metal body.
本発明によれば、加熱により粘性流体となったガラス体と金属体とを高温の環境下で密着させると共に、粘性流動や金属体による押圧力等によってガラス体を変形させることにより、ユニークな形態を有するガラス体の表層部に遷移金属イオンに由来する明瞭な着色層を形成することができる。 According to the present invention, a glass body that has become a viscous fluid by heating and a metal body are brought into close contact with each other in a high-temperature environment, and the glass body is deformed by the viscous flow or the pressing force of the metal body, thereby obtaining a unique shape. A clear colored layer derived from transition metal ions can be formed on the surface layer of the glass body having
さらに本発明では、冷却されて金属体に結合された状態になったガラス体から遮光体である金属体を引き剥がすことによって、上記の着色層を種々の方向から透視可能にすることができる。 Furthermore, in the present invention, the colored layer can be seen through from various directions by peeling off the metal body, which is a light shielding body, from the glass body that has been cooled and bonded to the metal body.
図1は、本発明による造形方法の例を模式的に表したものである。
この方法では、遷移金属元素を含む金属(たとえば銅)を含む板部材1(以下「金属板1」という。)と、板ガラス2とが使用される。
FIG. 1 schematically shows an example of a modeling method according to the invention.
In this method, a plate member 1 (hereinafter referred to as "metal plate 1") containing a metal containing a transition metal element (for example, copper) and a
金属板1は1mm程度までの厚みの薄板である。板ガラス2は一般的なソーダガラスにより成る透明のガラス体であって、厚みは金属板1より大きいが主面は金属板1より小さいものが使用される。なお、金属板1、板ガラス2ともに、主面は任意の形状にすることができ、各々の形状を合わせる必要もない。
The metal plate 1 is a thin plate with a thickness up to about 1 mm. The
この実施例では、上記の金属板1の上に板ガラス2を載せ、これらを耐熱性を有する支持台4の上に載せて図示しない電気窯(以下、単に「窯」という。)の中に入れ(図1(A))、窯の内部温度を700~800°C程度に維持して所定時間加熱する。この間に板ガラス2は軟化して粘性流体となり、金属板1の表面で表面張力により変形する(図1(B))。金属板1も、加熱により表面が酸化して色彩が変化する。
なお、上記の加熱処理に使用する窯は、電気窯に限る必要はない。
In this embodiment, a
In addition, the kiln used for the above heat treatment need not be limited to an electric kiln.
以下では、軟化して粘性流体となったガラスを「流体ガラス」または単に「ガラス」と呼び、図中に符号20により示す。また変形した流体ガラスが冷めて再び固まった状態になったものを「造形ガラス」と呼び、図中に符号21により示す。文中で板ガラス2を含む各状態のガラス2,20,21について言及する場合には、それらが表されている図の説明をしているときのみ、符号をつけて説明することにする。
Hereinafter, glass that has softened to become a viscous fluid will be referred to as "fluid glass" or simply "glass" and indicated by
この実施例では、流体ガラス20が図1(B)のような形状に変化したところで加熱を停止し、金属板1との密着状態を保ったまま窯の中で徐冷する。そして、流体ガラス20が冷めて造形ガラス21となって金属板1と結合したところで、その結合体を窯から取り出し、さらに結合体を室温下でしばらく冷ます。そして、造形ガラス21や金属板1が手で触れることができる程度の温度(40~50°C)になったところで、図1(C)に示すように、金属板1を造形ガラス21から引き剥がし、造形ガラス21のみによる最終形態の造形物を得る。
In this embodiment, the heating is stopped when the
上記の加熱工程において、流体ガラス20が大きく変形した頃には、ガラスの金属板1に密着している箇所の表層部に所定の色彩による着色層3が含まれた状態になる(図1(B)を参照。)。この着色層3は、造形ガラス21でも維持され、金属板1が剥がし取られることによって、着色層3が形成された箇所が表面に現れる状態になる。
In the above heating process, when the
上記の着色層3は、粒子やイオンが活発に動く粘性流体となったガラス20と金属板1との界面に生成された金属酸化物の粒子や金属酸化物中の遷移金属イオンが流体ガラス20の表層部に拡散され、これらの粒子やイオンに特定の波長域の光が吸収されたことにより生じたもの(粒子やイオンに吸収されなかった波長域に対応する色彩による着色)と考えられる。
The above-mentioned
実際に発明者らが、厚みが0.1mmの銅製の金属板1と厚みが3mmの板ガラス2とを図1(A)の支持状態にして電気窯に入れて加熱し、窯の内部温度を750°C前後で約5分間維持したところ、流体ガラス20の金属板1(銅板)に密着している箇所にえんじ色の着色層3が形成されていることを確認することができた。流体ガラス20が冷めて造形ガラスになったところで着色層3の厚みを計測すると、その厚みは約100μmであった。この場合の着色層3は、酸化銅に由来するものと思われる。
In fact, the inventors placed a copper metal plate 1 with a thickness of 0.1 mm and a
銅板をステンレス板(SUS430)に代えて上記と同様の実験を行ったところ、流体ガラス20の金属板(ステンレス板)に密着している箇所に薄緑色の着色層3が形成された。この着色層3も流体ガラス20が造形ガラスになった後も維持され、計測により約100μmの厚みが確認された。この場合の着色層3は、主として酸化クロムに由来するものと思われる。
When the same experiment as described above was performed by replacing the copper plate with a stainless steel plate (SUS430), a light green
いずれの着色層も、造形ガラスの着色層が形成されていない箇所を介して透視することができた。さらに、造形ガラスや金属板が手で触れることができる程度の温度(40~50°C)になったところで、金属板を造形ガラスから引き剥がすことによって、上記の着色層が形成された側の面が露出すると共に、凸状に湾曲した面にも着色層が映り込んで、ほぼ全体が着色されているように見えるガラス製の造形物を得ることができた。 All of the colored layers could be seen through the part of the shaped glass where the colored layer was not formed. Furthermore, when the temperature of the modeling glass and the metal plate reaches a temperature (40 to 50°C) where they can be touched by hand, the metal plate is peeled off from the modeling glass to remove the side on which the colored layer is formed. As the surface was exposed, the colored layer was also reflected on the convexly curved surface, and a glass modeled object that seemed to be colored almost entirely could be obtained.
図1に示した基本の方法では、金属板1の平坦な面の上に板ガラス2を載せて、両者を窯の中で加熱したが、図2に示すように、椀状に成形された金属体12を開口端面を下に向けて支持台4(この図では上面のみを示す。)の上に載せ、金属体12の凸状の面の上に板ガラス2を載せて加熱する方法を採用してもよい。この場合、当初の板ガラス2で金属体12に接触するのは中央部分のみである(図2(A))が、加熱により変化した流体ガラス20では、重力の作用により下面のほぼ全体が金属体12に密着し、その密着部分の表層部に着色層3が形成される状態になる(図2(B))。この場合の着色層3も、流体ガラス20が冷めて造形ガラス21となった後も維持され、造形ガラス21から金属体12が剥がし取られることによって、着色層3が形成された箇所が表面に現れる状態になる(図2(C))。
In the basic method shown in FIG. 1, the
図1や図2の例では、金属板1や金属体12の上に板ガラス2を重ね合わせて窯の中に入れたが、粘性流体となったガラス20を金属面に密着させることができるのであれば、吊り下げ等の方法により板ガラス2を金属面から少し離れた高さ位置に支持してもよい。
In the examples of FIGS. 1 and 2, the
金属板1または金属体12と板ガラス2との間隔をあけて支持する場合には、図1,2の例とは逆に、板ガラス2を下とし、その上面に対向するように金属板1や金属体12を支持してもよい(金属体12を板ガラス2の上に配置する場合は、その向きを図2とは逆にする。)。上下の関係に関わりなく、所定の間隔を隔てて上下に対向する金属体とガラス体とを、それらの一番上の面に錘を乗せる方法によって接近させ、密着させることもできる。
または、金属板1や金属体12と板ガラス2を横並びにして支持台4の上に配置してもよい。
When the metal plate 1 or the
Alternatively, the metal plate 1 or the
以下、図1に示した製作方法を応用し、高温環境で流体ガラスを金属体に密着させながら大きく変形させて、ユニークな形態と遷移金属イオンに由来する着色層とを有する造形物を製作する例について説明する。いずれの例も、発明者らが実際に試みて着色層の形成に成功した例に基づくものである。 In the following, by applying the manufacturing method shown in Fig. 1, a shaped object having a unique shape and a colored layer derived from transition metal ions is manufactured by greatly deforming the fluid glass while adhering it to the metal body in a high-temperature environment. An example will be described. All of the examples are based on examples in which the inventors actually tried and succeeded in forming a colored layer.
図3は、第1の応用例にあたる造形方法を表したものである。
この例で使用する金属板10は、厚みは図1の例と同様であるが、中央部に厚み方向を貫く貫通穴hが形成されている。この金属板10は、窯の内部に対向配備された一対の支持台4a,4bの上に貫通穴hの周囲の部分が載せられることによって、各支持台4a,4bの間の空間に貫通穴hを対向させた状態で支持される。板ガラス2は、図1の例と同様の構成のもので、上記のように支持された金属板10の上面に重ねられる(図3(A))。ただし、この例でも、金属板10から所定距離だけ離れた位置に板ガラス2が支持されるようにしてもよい。
FIG. 3 shows a modeling method corresponding to a first application.
The
上記のセッティング後に窯が加熱されると、窯の内部温度の上昇に伴って粘性流体に変化したガラス20が金属板10の表面に密着かつ流動し、貫通穴hの上に配置されていた部分が重力の作用によって下降しはじめる(図3(B))。貫通穴hの周囲の部分も追随して下降し、これにより流体ガラス20は、金属板10の表面に留まる部分24と貫通穴hから大きく垂れ下がる部分25とを有する形状になる(図3(C))。
When the kiln is heated after the setting described above, the
流体ガラス20の金属板10の表面に留まった部分24の底面側の表層部には、金属板10との密着により生じた金属酸化物の粒子や当該金属酸化物中の遷移金属イオンがガラス20の内部に拡散し、これらに特定の波長域の光が吸収されたことによる着色層3が形成される。金属に密着せずに穴に流入して垂れ下がった部分25には金属酸化物の粒子や遷移金属イオンは殆ど拡散されないため、着色層3も形成されない。
Metal oxide particles generated by the close contact with the
第1の応用例では、図3(C)の状態に変形した流体ガラス20が冷却されて金属板10と結合する造形ガラス21になった後に、造形ガラス21から金属板10を引き剥がし、造形ガラス21のみから成る最終形態の造形物を得る。
In the first application example, after the
図4は、第1の応用例により製作された最終形態の造形物201にあたる造形ガラス21を斜め下方向から表したものである。
この造形物201では、流体ガラス20であったときに金属板10の表面に留まっていた部分24が鍔部24aとなり、貫通穴hから垂れ下がっていた部分25が空洞部を有する透明の凸状体25aとなって鍔部24aの中央部に連続する状態になる。鍔部24aの底面は平坦面に近いが、上面や端部には流動ガラスであったときの変形を反映した湾曲面や凹凸面が含まれる。凸状体25aの表面も流動中の形態を反映した湾曲面となる。
FIG. 4 shows the shaped
In this modeled
上記鍔部24aの底面の表層部には、ほぼ全域にわたって前述した着色層3が形成される。この着色層3は、造形ガラス21の上方や斜め上方向からも透視することができる。また視線の方向によっては、透明の曲面体25aにも着色層3が映り込み、模様のようにキラキラと輝いて装飾性が高められる。
The above-described
図5は、第2の応用例にあたる造形方法を表したものである。
この例でも、第1の応用例と同様の構成の金属板10と板ガラス2を、図3(A)の例と同様の関係をもたせて窯の内部に配置する。さらに、金属板10を支持する一対の支持台4a,4bの間に、これらと大きな差がある低い支持台4cを配置し、その上に第2の金属板11を載せる(図5(A))。
FIG. 5 shows a modeling method corresponding to a second application.
In this example as well, the
2枚の金属板10,11は同じ種類の金属材料によるものでも良いが、この例では、それぞれ異なる金属材料によるものを使用する。たとえば、上方の金属板10は中央部に貫通穴hが設けられたステンレス板であり、下方の金属板11は穴のない銅板である。
The two
第2の応用例でも、第1の応用例と同様の方法により粘性流体となったガラス20を貫通穴hから垂れ下がるように変形させ(図5(B))、さらに、垂れ下がり部分25の先端が下方の金属板11に届いて所定時間密着状態が維持されるまでガラス20の流動が続くように管理する(図5(C))。この結果、変形した流体ガラス20では、金属板10の上に留まった部分24の底面の表層部に当該金属板10との密着により生じた金属酸化物に由来する第1の着色層3が形成されると共に、垂れ下がった部分25の先端部分の表層部にも、金属板11との密着により生じた金属酸化物に由来する第2の着色層30が形成される。
In the second application example, the
この実施例でも、図5(C)の状態にまで変形した流体ガラス20が冷却されて各金属板10,11と結合する造形ガラス21になった後に、当該造形ガラスから各金属板10,11を引き剥がすことにより、造形ガラス21のみから成る最終形態の造形物を得る。
In this embodiment as well, after the
図6は、第2の応用例により形成された造形ガラス21による最終形態の造形物202を表したものである。この造形物202の形状は図4に示した造形物201に近いが、凸状体5aの先端部(金属板11に結合されていた部分)の面は平坦面となる。また鍔部24aの底面と凸状体25aの先端部とに、それぞれ異なる色彩が現れる。前者の色彩は第1の着色層3によるものであり、後者の色彩は第2の着色層30によるものである。
FIG. 6 shows a final modeled
このように、流体ガラス20に密着させる2枚の金属板10,11の素材をそれぞれ異なる種類の金属にしたことにより、2種類の色彩による着色が施された造形物202を得ることができ、装飾効果をより一層高めることができる。
In this way, the two
図7は、図3に示した第1の応用例の変形例を示すものである。この例では、図2の例を応用して、中央部に貫通穴hが設けられた椀状の金属体13を、開口端面を下に向けて支持台4(この図では上面のみを示す。)の上に載せ、貫通穴hを含む範囲に板ガラス2を載せた状態として、両者を窯の中に配置する(図7(A))。
FIG. 7 shows a modification of the first application shown in FIG. In this example, by applying the example of FIG. 2, a bowl-shaped
板ガラス2の下面は、貫通穴hに対応する部分のほか、端縁部でも金属体13から離れた状態になっている。しかし、加熱により粘性流体となったガラス20では、端縁部や貫通穴hの上にある部分が重力の作用により下降して、金属体13の貫通穴hより外側の湾曲面に密着する部分26と貫通穴hから垂れ下がる部分27とが連なった形に変化する(図7(B))。また湾曲面に密着する部分26の底面側の表層部には、金属体13との界面に生じた金属酸化物に由来する着色層3が形成される。
The lower surface of the
この後、流体ガラス20が冷却されて金属体13と結合された造形ガラスとなった後に、造形ガラスから金属体13を引き剥がすことにより、着色層3を有する鍔部に凹部を有する凸状体を連続させた最終形態のガラス造形物(図示せず。)を得ることができる。
After that, the
さらに図7の例において、支持台4の貫通穴hに対向する場所に第2の金属板11を配置して、流体ガラス20の貫通穴hから垂れ下がった部分27が金属板11に密着して所定時間が経過するまでガラス20を変形させることにより、最終形態の造形物の凸状体の先端部を平坦面にしてその表層部に第2の着色層を含ませることができる。
Further, in the example of FIG. 7, the
図8は、第3の応用例にあたる造形方法を表したものである。
この例では、椀状の金属体14(内面を湾曲させた有底穴14aを有する薄肉体である。)が開口端面を上に向けた姿勢で支持台4に載せられ、当該金属体14の穴14aの上端部分にその部分に下端縁部が引っ掛かる大きさの円形の板ガラス2が、同部分に引っ掛かった状態で支持される(図8(A))。
FIG. 8 shows a modeling method corresponding to a third application example.
In this example, a bowl-shaped metal body 14 (a thin body having a bottomed
窯の中でも上記の支持状態が維持されて加熱が開始される。加熱により粘性流体となったガラス20は、重力の作用により中央部分から順に下降してゆき(図8(B))、やがて金属体14の穴14aの内面に密着する状態になる(図8(C))。この状態でしばらくガラス20の流動が続けられると、流体ガラス20と金属体14との界面に生じた金属酸化物やその中の遷移金属イオンが流体ガラス20の内部に拡散した結果、ガラス20の金属体14に密着した部分の表層部に金属酸化物に由来する着色層3が形成される。
Heating is started in the kiln while maintaining the above support state. The
図9は、図8(C)の状態になった流体ガラス20の冷却により生成された造形ガラス21と金属体14との結合体の一例を表したものである。この実施例の金属体14は薄肉体であるので、素手またはペンチなどの道具を用いて造形ガラス21から引き剥がし、造形ガラス21のみから成る最終形態の造形物203を得ることができる。
FIG. 9 shows an example of a combination of the shaped
金属体14の引き剥がしにより露出した造形ガラス21の外周面は金属体14の穴14aの内面と同様の湾曲面となり、その湾曲面のほぼ全体に沿って着色層3が形成される。造形ガラス21の上部にも緩やかな湾曲面による透明の凹面(図8(C)中の符号28の部分に対応する。)が形成され、その凹面にも着色層3が映り込んで、視線の方向によって色合いが変化するような興趣が得られる。
The outer peripheral surface of the shaping
第3の応用例による方法では、さらに金属体14の有底穴14aの上部に配備された板ガラス2の下に、細かく砕いたガラス片を複数個入れておくことによって、これらのガラス片を板ガラス2から変化した流体ガラス20に融合して、金属体14の内面による空間のほぼ全体を埋める大きさの造形ガラスを得ることもできる。ガラス片の数を増やしたり、大きめの球状ガラスを入れるなどすれば、板ガラス2を使用せずに、複数のガラス片を融合させるのみでも同様の形態の造形ガラスを得ることができる。
これらの造形ガラスでも、金属体14に密着した外周部分の表層部に、金属酸化物に由来する着色層3が形成される。
In the method according to the third application example, a plurality of finely crushed glass pieces are put under the
In these shaped glasses as well, the
図8の例の金属体14の板ガラス2の下の空間には、複数のガラス片と共に金属の小片を複数入れることもできる。これらのガラス片や金属小片は、流体ガラス20の内部に混ざり込み、流体ガラス20の各金属小片に密着する部分にも着色層が形成される。この結果、冷却によりできあがった造形ガラスでは、外周部に密着していた金属体による着色層3の色彩をベースとして、その中に金属の小片による着色層の色彩が模様として分布し、高い装飾性を得ることができる。なお、金属の小片は、金属体14と同種の金属材料によるものであってもよいが、金属体14と異なる種類の金属材料によれば、より映える模様を現すことができる。
In the space under the
第3の応用例やその変形例に使用される金属体は有底穴を有するものに限らず、円筒体などの貫通する穴を有する金属体と、この金属体の一方の開口端面を塞ぐ大きさの金属板との組み合わせを使用して、図8に示したのと同様の方法を実施することできる。または、ガラスが入った円筒体を、開口端面を塞がずに穴の貫通方向を横に向けて支持台の上に配置することによっても、図8に示したのと同様の方法により、各ガラス片から融合された流体ガラスを穴の内面に密着させることもできる。 The metal bodies used in the third application example and its modifications are not limited to those having bottomed holes. A method similar to that shown in FIG. 8 can be implemented using a combination with a thin metal plate. Alternatively, by placing the cylindrical body containing the glass on the support base without closing the open end face, with the direction of penetration of the hole facing sideways, the same method as shown in FIG. Fluid glass fused from glass pieces can also adhere to the inner surface of the hole.
図10は、第4の応用例にあたる造形方法を表したものである。
この実施例でも、第2の応用例と同様に、2種類の金属板101,102を用いる。一方の金属板102は他方の金属板101より小さく、2つの貫通穴h1,h2が形成されている。板ガラス2は金属板102とほぼ同じ大きさと形状の主面を有する。
FIG. 10 shows a modeling method corresponding to a fourth application example.
Also in this embodiment, two types of
貫通穴が設けられていない金属板101は支持台4の上に直接に載せられ、その上に貫通穴h1,h2を有する金属板102が載せられ、さらに金属板102の上に板ガラス2が載せられる(図10(A))。
A
上記の位置関係を維持して支持台4および金属板101,102ならびに板ガラス2を窯に入れ、窯を加熱すると、粘性流体となったガラス20が金属板102の表面を流動し、流体ガラス20の貫通穴h1,h2の上に配備された部分が穴h1,h2の中に入って下降しはじめる(図10(B))。流体ガラス20の穴h1,h2の周囲の部分も追随して穴h1,h2の方へと移動してその一部が下降する。やがて、下降した部分の先端部が金属板101に届き、金属板101にも密着する状態になる(図10(C))。
The support table 4, the
上記の流体ガラス20の金属板102に密着した部分の表層部には、金属板102との密着により生成された金属酸化物やその中の遷移金属イオンが拡散され、これらの拡散に伴う第1の着色層31が形成される。さらに穴h1,h2から下降して金属板101に密着した部分の表層部にも、金属板101との密着により生成された金属酸化物やその中の遷移金属イオンが拡散され、これらの拡散に伴う第2の着色層32が形成される。
In the surface layer of the portion of the
第4の応用例では、図10(C)の状態に変形した流体ガラス20が冷却されて金属板101,102に結合された造形ガラス21となった後に、当該造形ガラス21から金属板101を引き剥がすことにより、造形ガラス21と金属板102との結合体による最終形態の造形物を得る。
In the fourth application example, after the
図11(A)は、図10に示した方法を実施した後に金属板101を引き剥がすことにより得られた最終形態の造形物204を、窯の中で上方に向けられていた部分(以下、「表面部」という。)を正面として表したものである。図11(B)は、当該造形物204の金属板101に結合されていた部分(以下、「裏面部」という。)を表したものである。
FIG. 11(A) shows the final form of the
表面部は造形ガラス21で覆われており、そのガラス面から、金属板102との密着部分に生じた第1の着色層31や金属板101に密着していた箇所に生じた第2の着色層32を透視することができる。
The surface portion is covered with the shaping
裏面部には、金属板102の面と造形ガラス21の貫通穴h1,h2から露出した部分の面(金属板101に密着していた部分)とが含まれる。この造形ガラス21の面には、第2の着色層32による色彩が現れている。
The back surface portion includes the surface of the
上記第4の応用例では、貫通穴h1,h2を有する金属板102に代えて、端縁部の1箇所または数箇所に切り欠きが設けられた金属板を使用してもよい。この場合も、切り欠きが設けられた金属板の表面で流体ガラスを流動させながら、その一部を切り欠き部分から下降させて金属板101に密着させることにより、流体ガラスの各金属板に密着する部分の表面層にそれぞれ第1および第2の着色層を形成することができる。さらに、流体ガラスが冷却されて各金属板に結合する造形ガラスとなった後に、当該造形ガラスから金属板101を引き剥がすことによって、切り欠きが設けられた金属板に応じた形状の第1の着色層と切り欠き部分に応じた形状の第2の着色層とによる色彩が現れた表面部と、切り欠きのある金属板の切り欠き部分に第2の着色層が現れた裏面部とを有する造形物を得ることができる。
In the fourth application example, instead of the
上記の金属板102は、より多くの貫通穴を有する薄い金属体に変更することもできる。たとえば、格子状に加工された金属体を金属板101の上に載せ、その上に板ガラスを載せて加熱し、粘性流体となったガラスを格子の各穴を通過して金属板101に密着する状態になるまで変形させ、その密着状態をしばらく維持することによって、格子状の金属体に基づく第1の着色層の色彩による格子パターンの穴の中に金属板101に基づく第2の着色層の色彩が現れた構成の表面部を有する造形物を得ることができる。この造形物の裏面部でも、格子状の金属体の穴の中に第2の着色層による色彩が現れた状態になる。
The
金属板102に代えて、複数の金属片を互いの間に所定の間隔を設けて金属板101の上面に配置してもよい。この場合も、金属片が分布する範囲に板ガラスを載せて加熱することにより、粘性流体となったガラスを各金属片に密着させながらそれらの間の隙間を通過して金属板101にも密着させ、流体ガラスの各金属片に密着した部分および金属板101に密着した部分に、それぞれ密着により生じた金属酸化物に由来する着色層を形成することができる。さらに、変形した流体ガラスが冷却されて造形ガラスに変化した後に当該造形ガラスから金属板101を引き剥がすことによって、表面部および裏面部の双方で金属板101に基づく着色層の色彩を現すと共に、裏面部に複数の金属片の分布による模様を出現させ、表面部にも、金属片に基づく着色層の色彩の分布により同様の模様を現すことができる。
Instead of the
図12は、第5の応用例にあたる造形方法を表したものである。
この実施例では、円形状の板部111の外周縁の複数箇所からそれぞれ所定長さの棒片112を起立させた形態に造形された金属体110と、板部111よりやや大きな面積の円形の板ガラス2とを使用する。
FIG. 12 shows a modeling method corresponding to a fifth application example.
In this embodiment, a
各棒片112の長さは等しく、互いの間の間隔もほぼ同等である。板ガラス2は、上記の金属体110の棒片112の上端面に載せられることにより、板部111に対向する関係をもって支持される(図12(A))。
Each
上記の関係を維持して両者を窯の中に入れて加熱すると、粘性流体となったガラス20の板部111に対向する部分が下降しはじめ、やがて中央部分が板部111に届いてその面に密着する状態になる。流体ガラス20の各棒片112より外側に突出していた部分も変形し、棒片112の上端面に接触したまま下降し、棒片112の上部を包むように変形する。
When both are placed in a kiln while maintaining the above relationship and heated, the portion of the
上記の方法により、流体ガラス20の冷却により生成された造形ガラス21は、板部111に結合された底部と、各棒片112に結合された壁部とを有する器のような形となる(図12(B))。
According to the above method, the shaped
造形ガラス21の底部の面は板部111に従って平坦になるが、壁部の外周面や内周面は、流体ガラス20が板部111に向かって流れていたときの状態を反映した湾曲面となる。また、流体ガラス20の板部111や棒片112に密着した部分の表層部には、それぞれその部分と板部111または棒片112との界面に生成された金属酸化物の粒子やその中の遷移金属イオンの拡散による着色層33が形成される。これらの着色層33は、流体ガラス20が冷めて造形ガラス21となった後も維持され、造形ガラス21の着色層が形成されていない箇所からも透視することができる。
The surface of the bottom of the
この実施例では、この造形ガラス21と金属体110との結合物を最終形態の造形物205とする。ただし、板部111や各棒片112をそれぞれ独立の個体とし、板部111の端面に設けられたスリットに各棒片112を差し込む等の方法により各棒片112が板部111に着脱可能に連結される構成に変更した場合には、冷却後に各棒片112を板部111から外した後に造形ガラス21からも引き剥がすことによって、棒片112との密着箇所に形成された着色層33が造形ガラス21の外側の面に現れるようにすることができる。板部111も同様に造形ガラス21から引き剥がすことができるが、造形ガラス21に結合されたままにしてもよい。
In this embodiment, the combination of the shaped
第1~第5の各応用例や変形例に使用された各種の金属体は、先に述べた銅やステンレスのほか、銀、コバルト、チタンなどの遷移金属を主材とする金属体を使用することができる。また図10の第4の応用例の金属板102や第5の応用例の金属体110以外の造形ガラス21から剥がし取られる金属体は、いずれも薄肉体で、造形ガラス21が結合される面が結合範囲より大きいので、造形ガラス21に結合された後の引き剥がし作業でも、造形ガラス21に結合されていない部分を指や道具により把持して力を加えることにより、比較的容易に剥がし取ることができる。
なお、これらの金属体は、必ずしも全て剥がす必要はなく、一部分を造形ガラス21に結合させたままにしてもよい。
Various metal bodies used in each of the first to fifth application examples and modifications are metal bodies mainly composed of transition metals such as silver, cobalt, and titanium, in addition to copper and stainless steel as described above. can do. 10 and the
It should be noted that these metal bodies do not necessarily need to be completely peeled off, and a part of them may be left bonded to the
第4の応用例の金属板102や第5の応用例の金属体110は、造形ガラス21に結合されたまま最終形態の造形物に含められるため、これらの金属体にはガラス材料に熱膨張率が近い金属によるものを使用するのが望ましい。金属体とガラス材料との熱膨張率の差が小さくなれば、冷却時における両者間の収縮の度合いも小さくなり、両者を強固に結合することができるので、造形ガラス21が金属体から外れるのを防ぐことができる。また、冷却中の金属部分からの引張り力や押圧力によるガラス体の歪みも小さくできるので、最終形態に残す金属体を厚みのあるものにしても、造形ガラスが割れることを防ぐことができる。
Since the
各実施例で使用する板ガラス2の原材料のソーダガラスの熱膨張率は概ね80×10-7~120×10-7/°Cの範囲である。この数値範囲に熱膨張率が含まれるステンレス鋼は、第4の応用例の金属板102や第5の応用例の金属体111に適した金属材料であると考えられる。
たとえば、SUS430の熱膨張率は104×10-7/°Cであり、SUS410の熱膨張率は99×10-7/°Cであるから、これらは金属板102や金属体111に適した金属材料であるといえる。
The coefficient of thermal expansion of soda glass, which is the raw material of the
For example, SUS430 has a coefficient of thermal expansion of 104×10 −7 /°C, and SUS410 has a coefficient of thermal expansion of 99×10 −7 /°C. It can be said that it is a material.
ここまでに説明した実施例では、透明のガラス体を加熱して変形および着色を施すものとしたが、ガラス体は透明に限らず、半透明または不透明のガラス体、もしくは有色のガラス体を使用することもできる。そうした場合には、ガラスの色彩と着色層3の色彩との混合色を出現させることができる。
In the embodiments described so far, the transparent glass body is heated to be deformed and colored. You can also In such a case, a mixed color of the color of the glass and the color of the
上記の実施例では、金属体の上にガラス体を配置し、加熱により粘性流体となったガラス体を流動させながら変形させるようにしたが、これとは反対にガラス体の上方に平坦でない面を有する金属体を当該面をガラス体の側に向けた状態で支持し、両者を加熱することもできる。この場合、流体ガラスに金属体が密着した状態が所定時間維持されると、概略比重3のガラス体に概略比重が3より大きい金属体が重力の作用によってガラス体の内部に侵入しようとする力が生じる。この力により流体ガラスが押圧されて変形すると共に、当該密着部分の表面層に金属酸化物に由来する着色層が形成される。よって、流動ガラスが冷めて金属体と結合した造形ガラスになった後に、造形ガラスから金属体を剥がし取ることによって、当該金属体の表面形状を反映した形状の面に着色層に基づく色彩が現れたガラス製の造形物を得ることができる。 In the above embodiment, the glass body is arranged on the metal body, and the glass body, which has become a viscous fluid due to heating, is made to flow and deform. can be supported with the surface facing the glass body, and both can be heated. In this case, when the state in which the metal body is in close contact with the fluid glass is maintained for a predetermined period of time, the metal body having the approximate specific gravity of 3 or more tends to enter the inside of the glass body due to the action of gravity. occurs. This force presses and deforms the fluid glass, and a colored layer derived from the metal oxide is formed on the surface layer of the contact portion. Therefore, after the fluid glass cools down to become the shaped glass bonded with the metal body, by peeling off the metal body from the shaped glass, the color based on the colored layer appears on the surface of the shape reflecting the surface shape of the metal body. It is possible to obtain a modeled object made of glass.
1,10,11,101,102 金属板
12,13,14 金属体
2 板ガラス
3,30,31,32,33 着色層
14a 有底穴
20 流体ガラス
21 造形ガラス
201,202,203,204,造形物
1, 10, 11, 101, 102
Claims (10)
前記加熱により粘性流体となったガラス体と金属体とを高温状態の窯の中で密着させることにより、その密着により生じた金属酸化物および当該金属酸化物中の遷移金属イオンをガラス体の内部に拡散させて、当該ガラス体の当該金属体への密着部分の表層部に前記金属酸化物に由来する着色層を形成し、
前記着色層が形成されたガラス体と前記金属体とを、両者の密着状態を保って両者が結合された状態になるまで冷ました後に、当該ガラス体から当該金属体の少なくとも一部分を剥がし取る、
ことを特徴とする造形物の製作方法。 A metal body containing a transition metal element and a glass body are placed in a kiln with a predetermined positional relationship, and the kiln is heated,
The glass body and the metal body, which have been turned into a viscous fluid by the heating, are brought into close contact with each other in a kiln at a high temperature. to form a colored layer derived from the metal oxide on the surface layer of the portion of the glass body that is in close contact with the metal body,
After the glass body on which the colored layer is formed and the metal body are cooled until they are bonded together while maintaining their adhesion state, at least a portion of the metal body is peeled off from the glass body.
A method for producing a modeled object characterized by:
請求項1に記載された造形物の製作方法。 With the glass body at the bottom and the metal body at the top, both are supported inside the kiln and the kiln is heated to deform the glass body, which has become a viscous fluid, by the pressing force of the metal body.
A method for manufacturing a modeled article according to claim 1 .
前記金属体を、厚み部分を上下方向に沿わせ、下面となった面内の前記貫通部の開口部が塞がれない状態にして前記窯の内底面より高い位置に支持すると共に、当該金属体の上面となった面内の前記貫通部を含む所定範囲に向き合うように前記ガラス体を配置し、
前記高温状態の窯の中で流動したガラス体が金属体の上面に密着し、さらにその一部分が前記貫通部に入った後に当該貫通部より下の所定位置に移動するまでガラス体を流動させる、
請求項1に記載された造形物の製作方法。 At least one penetrating portion penetrating through the thickness portion is provided in the metal body,
The metal body is supported at a position higher than the inner bottom surface of the kiln in such a manner that the thickness portion of the metal body extends in the vertical direction and the opening of the through portion in the lower surface is not blocked, and the metal body is arranging the glass body so as to face a predetermined range including the through portion in the plane that is the upper surface of the body;
The glass body that has flowed in the kiln in the high temperature state adheres to the upper surface of the metal body, and the glass body is allowed to flow until it moves to a predetermined position below the penetration part after a part of it has entered the penetration part.
A method for manufacturing a modeled article according to claim 1 .
前記貫通部に入ったガラス体の先端部分が前記第2の金属体の表面に密着して所定時間が経過するまで当該ガラス体を流動させる、
請求項4に記載された造形物の製作方法。 supporting a second metal body containing a transition metal element at a position facing the through portion in a height range lower than the metal body of the kiln;
causing the glass body to flow until a predetermined time elapses after the tip portion of the glass body that has entered the through portion is brought into close contact with the surface of the second metal body;
5. A method for manufacturing a modeled article according to claim 4.
前記有底穴の開口端面または穴の内部の内底面より高い位置に前記ガラス体が配置された状態の金属体を窯の中に入れて窯を加熱し、流動したガラス体が有底穴の内面に沿って当該内面に密着するように当該ガラス体を変形させる、
請求項1に記載された造形物の製作方法。 The metal body has a bottomed hole with a curved inner surface,
The metal body in which the glass body is arranged at a position higher than the opening end face of the bottomed hole or the inner bottom surface inside the hole is placed in a kiln, the kiln is heated, and the flowing glass body flows into the bottomed hole. deforming the glass body along the inner surface so as to adhere to the inner surface;
A method for manufacturing a modeled article according to claim 1 .
前記加熱により粘性流体となった各ガラス体を高温状態の窯の中で融合させて前記穴の内面に沿って当該内面に密着する単一のガラス体に変化させることにより、当該ガラス体と金属体との密着により生じた金属酸化物および当該金属酸化物中の遷移金属イオンを当該ガラス体の内部に拡散させて、当該ガラス体の当該金属体への密着部分の表層部に前記金属酸化物に由来する着色層を形成し、
前記着色層が形成されたガラス体と前記金属体とを、両者の密着状態を保って両者が結合された状態になるまで冷ました後に、当該ガラス体から当該金属体の少なくとも一部分を剥がし取る、
ことを特徴とする造形物の製作方法。 A metal body containing a transition metal element and having a hole with at least one open end face, and a plurality of glass bodies having a size to fit into the hole are arranged so that each glass body is kept in the hole. and put it in the kiln and heat this kiln,
By fusing each glass body that has become a viscous fluid by the heating in a kiln in a high temperature state and changing it into a single glass body that adheres to the inner surface along the inner surface of the hole, the glass body and the metal The metal oxide generated by the contact with the body and the transition metal ions in the metal oxide are diffused inside the glass body, and the metal oxide is formed on the surface layer of the part of the glass body that is in close contact with the metal body. Form a colored layer derived from
After the glass body on which the colored layer is formed and the metal body are cooled until they are bonded together while maintaining their adhesion state, at least a portion of the metal body is peeled off from the glass body.
A method for producing a modeled object characterized by:
前記加熱により粘性流体となったガラス体を高温状態の窯の中で第2の金属体の上面に密着させながら流動させて当該ガラス体の一部分が前記貫通部を通って第1の金属体の表面にも密着するように当該ガラス体を変形させることにより、ガラス体と各金属体との密着により生じた金属酸化物および当該金属酸化物中の遷移金属イオンをガラス体の内部に拡散させて、当該ガラス体の各金属体への密着部分の表層部に前記金属酸化物に由来する着色層を形成し、
前記着色層が形成されたガラス体と各金属体との密着状態を保ってガラス体が各金属体に結合された状態になるまでこれらを冷ました後に、当該ガラス体から第1の金属体を剥がし取る、
ことを製作することを特徴とする造形物の製作方法。 A first metal body containing a transition metal element, a second metal body containing a transition metal element and having one or more through portions, and a glass body having a size capable of facing a formation range of the through portions. A second metal body is arranged on the first metal body so that the penetration direction of the penetration part is along the vertical direction, and the penetration part in the plane that is the upper surface of the second metal body is included. supporting each of the metal bodies and the glass bodies inside the kiln and heating the kiln in a state in which the glass bodies are arranged so as to face each other in a predetermined range;
The glass body, which has become a viscous fluid by the heating, is allowed to flow in a kiln at a high temperature while being in close contact with the upper surface of the second metal body, so that a part of the glass body passes through the through-hole and enters the first metal body. By deforming the glass body so as to adhere to the surface as well, the metal oxide generated by the adhesion between the glass body and each metal body and the transition metal ions in the metal oxide are diffused inside the glass body. , forming a colored layer derived from the metal oxide on the surface layer of the portion of the glass body that is in close contact with each metal body,
After the glass body on which the colored layer is formed and the metal bodies are kept in close contact with each other and cooled until the glass body is bonded to the metal bodies, the first metal body is removed from the glass body. peel off,
A method of manufacturing a modeled object, characterized by manufacturing a
前記加熱により粘性流体となったガラス体を高温状態の窯の中で第2の金属体の第1の金属体に接触していない部分に密着させながら流動させて当該ガラス体の一部分が各第2の金属体の間の間隙を通って第1の金属体の表面にも密着するように当該ガラス体を変形させることにより、当該ガラス体と各金属体との密着により生じた金属酸化物および当該金属酸化物中の遷移金属イオンをガラス体の内部に拡散させて、当該ガラス体の各金属体への密着部分の表層部に前記金属酸化物に由来する着色層を形成し、
前記着色層が形成されたガラス体と各金属体との密着状態を保ってガラス体が各金属体に結合された状態になるまでこれらを冷ました後に、当該ガラス体から第1の金属体を剥がし取る、
ことを特徴とする造形物の製作方法。 a first metal body containing a transition metal element; a plurality of second metal bodies containing a transition metal element and sized to be placed on the first metal body; and a glass body having a surface larger than that of the second metal bodies. The plurality of second metal bodies are arranged on the first metal body with a predetermined gap therebetween, and the glass bodies are arranged so as to face the range in which the second metal bodies are distributed. With this state, each metal body and glass body are supported inside the kiln and the kiln is heated,
The glass body, which has become a viscous fluid due to the heating, is allowed to flow in a kiln at a high temperature while being brought into close contact with the portion of the second metal body that is not in contact with the first metal body. By deforming the glass body so as to pass through the gap between the two metal bodies and adhere to the surface of the first metal body, the metal oxide and the metal oxide produced by the contact between the glass body and each metal body Diffusion of the transition metal ions in the metal oxide into the glass body to form a colored layer derived from the metal oxide on the surface layer of the portion of the glass body in close contact with each metal body,
After the glass body on which the colored layer is formed and the metal bodies are kept in close contact with each other and cooled until the glass body is bonded to the metal bodies, the first metal body is removed from the glass body. peel off,
A method for producing a modeled object characterized by:
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