JP4007976B2

JP4007976B2 - 照明具

Info

Publication number: JP4007976B2
Application number: JP2004186178A
Authority: JP
Inventors: 光男吉田; 晴彦馬渕
Original assignee: Toyo Glass Co Ltd
Current assignee: Toyo Glass Co Ltd
Priority date: 2004-06-24
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2024-06-24
Also published as: JP2006012526A

Description

本発明は、自然石風の幾何学模様を有するガラス体を透過して柔らかい光を発散する新規な照明具に関する。

下記の特許文献１には、複数個のガラス粒を加熱して軟化融着し、ガラス粒の外周部分が針状のβ−ウオラストナイトの結晶となっているガラス物品が開示されている。これは、β−ウオラストナイトの結晶を生じやすい特殊な配合のバッチを溶融したガラスから形成した水砕物、粒体、小球、小破片、ムク棒をガラス粒として使用するものである。加熱温度は約１１５０℃で約５分保持する。

下記の特許文献２には、複数個のガラス粒を加熱して軟化融着し、ガラス粒の外周部分がＮａ_２Ｏ・２ＣａＯ・３ＳｉＯ_２からなる結晶となっている結晶化ガラス材が開示されている。これは、Ｎａ_２Ｏ・２ＣａＯ・３ＳｉＯ_２の結晶を生じやすい特殊な配合のバッチを溶融したガラスから形成したガラス粒を使用するものである。加熱温度は８００〜９５０℃である。
特公昭５５−２９０１８号公報特開平６−７２７４１号公報

上記の従来技術は、天然石風の美感を有するガラス材に関するものであるが、いずれも特殊な配合のバッチを溶融したガラスからガラス粒を形成し、これを原料とするものである。したがって、原料のガラス粒を得るためにはかなりのエネルギー、手間、コストを必要とする。一方、現在市場にはガラスびんに代表されるソーダ石灰ガラスが多量に出回っており、資源としての再利用が課題となっている。

また、ガラス粒を焼成し、軟化融着させて製造したガラスパネルは衝撃強度が弱く、割れたときに破片が飛び散るので危険であり、照明具に使用することは考えられなかった。さらに、ものに取り付ける場合の取り付け方法が限定され、用途が狭いという問題があった。

本発明の第一の課題は、廃棄、回収されたこれらのソーダ石灰ガラスを破砕してガラスカレットとなったものを使用でき、照明具としてリサイクルする技術を開発することである。本発明の第二の課題は、自然石風の幾何学模様を有するガラス体の用途を広げ、照明具に利用できるようにすることである。

（構成１）本発明は、金属枠内に充填した複数のガラス粒を焼成し、前記金属枠内に、前記ガラス粒が一体化したガラス体を形成した枠付ガラスパネルを、光源を内包する函状の照明具本体の光を発散する部分に装着し、光が前記ガラス体を透過して発散することを特徴とする照明具である。

（構成２）また本発明は、筒状の金属枠内に充填した複数のガラス粒を焼成し、前記金属枠内に、前記ガラス粒が一体化したガラス体を、前記金属枠の一方の開放端部を閉塞するように形成し、前記金属枠内に光源を設け、光が前記ガラス体を透過して発散することを特徴とする照明具である。

金属枠の膨張係数（ステンレスの場合１８７×１０^−７／℃程度）がガラスの膨張係数（８５×１０^−７／℃程度）よりも大きいため、焼成後に冷却すると金属枠が内部のガラス体を締め付けることとなり、ガラス体が金属枠から抜けることがないばかりか、ガラス体に圧縮応力が発生し、衝撃強度が強くなると共に、万一割れた場合でも破片が飛散しないで大部分が金属枠内に留まり、安全である。また、外周が金属であるため、穴加工したり、ビスで取り付けたり、溶接で取り付けたりできるので、種々の取り付け方法が可能となる。金属枠の材質は、焼成温度に耐えるものであれば特に限定されないが、例えば鉄鋼のように高温で酸化するものはスケールの発生があり、スケールの除去が必要となるので、ステンレスのようにスケールの発生のないものが好ましい。また、焼成後に金属枠をメッキ、塗装などすることで美感を高めることができる。

光源から出た光は自然石風の幾何学模様を有するガラス体を透過して柔らかい光を発散し、独特の雰囲気が演出される。

（構成３）また本発明は、前記構成１又は２の照明具において、前記ガラス粒がＳｉ０_２を７０〜７３mass％、Ｎａ_２Ｏを１２〜１４mass％、ＣａＯを１０〜１２mass％、Ａｌ_２Ｏ_３を１．５〜３．０mass％含有する組成であり、８８０℃〜９６０℃の温度で１〜２時間加熱して焼成し、ガラス粒を軟化融着させてガラス体を形成することを特徴とする照明具である。

（構成４）また本発明は、前記構成１〜３のいずれかの照明具において、前記ガラス粒がソーダ石灰ガラスカレットであることを特徴とする照明具である。

ソーダ石灰ガラスカレットを８８０℃〜９６０℃で１〜２時間加熱することにより軟化融着させて、泡のない幾何学的模様を持った平滑なガラス体が得られる。市場より回収される大部分のソーダ石灰ガラスびんの組成は、Ｓｉ０_２が７０〜７３mass％、Ｎａ_２Ｏが１２〜１４mass％、ＣａＯが１０〜１２mass％、Ａｌ_２Ｏ_３が１．５〜３．０mass％であるから、ソーダ石灰ガラスカレットの組成も同様となっている。したがって、本発明におけるガラス体は１００％ソーダ石灰ガラスカレット（廃棄、回収されたソーダ石灰ガラスを破砕したガラスカレット）を原料のガラス粒として使用でき、美感に優れた照明具を安価、容易に製造でき、ガラスのリサイクルにも貢献する。

ソーダ石灰ガラスの組成から前記焼成温度で生成する結晶はデビトライト（Ｎａ_２Ｏ・３ＣａＯ・６ＳｉＯ_２）である。カレット粒界より約０．５ｍｍ内側迄デビトライトが生成し乳白色を呈し、ガラス粒の内部は透明な非結晶のままとすることで、透光性を有する幾何学模様となる。このガラス体は自然石風の独特な風合いを持ち、研磨などの表面処理を施すことも可能である。

本発明におけるガラス粒の加熱処理温度は８８０℃〜９６０℃が好適である。８８０℃以下の場合、溶解したガラスの粘性が高く充分な流動性が得られないため平滑な表面が得られない、ガラス粒同士が完全に溶着しないため空洞が形成され、強度低下の要因となる、デビトライトの結晶の生成が充分でなく、明確な幾何学模様が得られない、という不都合が生じる。９６０℃以上の場合、カレット同士が完全に融合してしまい、結晶生成のトリガーとなる界面が失われるため、幾何学的模様が形成できない、という不都合が生じる。

（構成５）また本発明は、前記構成１〜４のいずれかの照明具において、前記ガラス粒の粒径が３〜１５ｍｍのものが９０mass％以上であることを特徴とする照明具である。

ガラス粒の粒径は３ｍｍ以下の小さなものは粒子内の結晶化の比率が高くなり白濁する。このため、透明感が失われ透光性が低下するとともに幾何学模様が形成されない。１５ｍｍ以上の大きいものは、ガラス粒の間に空隙が生じやすくなる。また、ガラスカレットはほとんど１５ｍｍ以下のガラス粒で構成されているので、ガラスカレットを使用する観点からもガラス粒の粒径は３〜１５ｍｍとするのが合理的である。

（構成６）また本発明は、前記構成１〜５のいずれかの照明具において、前記ガラス粒が異なる色の２種類以上のガラスカレットを混合したものであることを特徴とする枠付ガラスパネルである。

異種カレットを併用すると、その特性を生かした模様をガラス体に形成することができる。最も簡単でデザイン的にも効果のあるのは、フリントガラス（無色透明ガラス）カレットをベースに着色カレットを混合して焼成する方法である。フリントガラスの中に着色カレットが点在し、着色カレットの粒度、添加率を変えることにより、種々の斑点模様の入った透光性のある美しいガラス体が得られる。特に、ガラスびんの場合、多種類の着色ガラスびんが市場に流通しているため、これらのカレットを活用するのが、リサイクルの観点からも望ましい。

（構成７）また本発明は、前記構成１〜５のいずれかの照明具において、前記ガラス体が、フリントガラスカレットから生成された第一の層と、着色ガラスカレット又は着色ガラスカレットとフリントガラスカレットの混合物から生成された第二の層とを有することを特徴とする照明具である。

ガラス体を厚く形成する場合、着色カレットのみで成形すると光の吸収が大きく充分な透光性が得られない。この場合、フリントガラス＋着色ガラスの二層構造にすることにより、実質的に着色ガラス層を薄くすることで良好な透光性のあるガラス体が得られる。

（構成８）また本発明は、１〜７の照明具において、前記複数のガラス粒が、８８０℃〜９６０℃では結晶化しない組成の非結晶性ガラス粒を含むものであることを特徴とする照明具である。

８８０℃〜９６０℃で結晶が生成しないガラス粒を併用すると、その部分だけ透明度が高く光沢のあるガラスとなり、独特の美感を呈するガラス体を得ることができる。但し、併用するガラスの特性値として重要な点は、ソーダ石灰ガラスの膨張係数にできるだけ近似させることである。膨張係数の差が大きいと、粒子溶着界面に引張応力が発生し、クラックの発生、破損の原因となる。ちなみに、市場に流通する多くのソーダ石灰ガラスは約８５×１０^−７ｃｍ／℃である。

どちらを多く使用するかで、状態は異なる。例えば、ソーダ石灰ガラスカレットを多く使用すれば乳白模様の中に透明な不規則な領域が形成され、逆に結晶化しない非結晶性ガラスカレットを多く使用すれば、透明ガラス内に乳白模様の島が点在するような模様が得られる。いずれにしても、デザイン的には魅力のあるものであり、着色ガラスとの組み合わせにより、その効果は増強される。

（構成９）また本発明は、前記構成１又は２の照明具において、前記ガラス体が、ソーダ石灰ガラスカレットにより第一の層を形成し、８８０℃〜９６０℃では結晶化しない組成の非結晶性ガラス粒により第二の層を形成し、これを８８０℃〜９６０℃で１〜２時間加熱して前記カレット又はガラス粒を軟化融着させてなるもので、前記第一の層のカレットの中の少なくとも一部のものが、外周部分が結晶化し内部が非結晶となっており、前記第二の層のガラス粒は非結晶となっていることを特徴とする照明具である。

第一層にフリントのソーダ・石灰ガラスカレットを第二層に結晶化しない非結晶性の着色ガラスカレットを使用することにより、カレットの周囲が結晶化した乳白色の第一層と結晶化していないほとんど透明な第二層の２層構造のガラスパネルとなる。非結晶の層を有するために、厚くて強度がある割りには光の透過性が飛躍的に優れたガラス体となる。また、独特の美感を呈するのでデザインの多様化が期待できる。

本発明照明具におけるガラス体は、原料のガラス粒として、特別な組成のガラスを溶融して形成する必要がなく、１００％ソーダ石灰ガラスカレットを使用することができるので、きわめて容易、安価に製造できるばかりでなく、ガラスカレットの需要を促進しリサイクルにも貢献する。また、着色カレットや結晶化しないガラス粒を併用したり、２層構造とすることで、種々の美感を得ることができたり、透光性を改善することができる。

さらに本発明におけるガラス体は、衝撃強度が大きく丈夫であり、万一割れた場合でも大部分の破片が金属枠内に留まり飛散しないので安全である。また、金属枠を有するため照明具本体などに容易に取り付けることができる。また、各カレット粒子はデビトライトの圧縮層に覆われているため、耐熱衝撃強度が大幅に改善されている。熱衝撃強度は、通常のソーダライムは８０℃差前後であるのに対し、このガラスパネルは２００℃差以上でも破損しない。すなわち、光源により加熱されていて雨水がかかったとしても、熱衝撃による破損は起こらないといえる。

本発明の照明具は、光源から出た光が自然石風の幾何学模様を有するガラス体を透過し、柔らかい光となって発散するので、従来にない独特の雰囲気を演出することができる。

以下、実施例に関する図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は照明具１の断面図、図２は照明具１の正面図、図３は照明具１０の断面図、図４は枠付ガラスパネル１２の平面図、図５は金属枠２にガラス体３を形成する方法の説明図、図６は枠付ガラスパネルの製造方法の説明図である。

図１、２の照明具１は、筒状の金属枠２、ガラス体３、背面板４（鉄板）、光源５（電球）等からなる。金属枠２はステンレス製の円筒で、両端が開放されている。その正面側の端面を閉塞してガラス体３が形成されている。背面板４には光源５が取り付けられ、金属枠２の背面側の端面を閉塞するようにして、ビス６で取り付けられ、これにより光源５が金属枠２の内部に設けられている。

金属枠２にガラス体３を形成するには、図５に示すように、底枠８（鉄板）の上に金属枠２をセットし、この中に粒径３〜７ｍｍのガラス粒７（フリントガラスカレット）を適量充填し、ほぼ均一に均す。これを加熱炉に入れ昇温速度２００℃／時で９３０℃迄加熱する。９３０℃で２時間保持したのち、冷却速度１００℃／時で室温迄冷却する。これにより、透光性があり、美しい石風の幾何学的模様を有するガラス体３が形成された。なお、金属枠２の内側には予め離型剤を塗布しておくことが望ましい。これにより、金属枠とガラスの境界付近においてガラスにクラックが入るのを防止できる。離型剤はカリオン、窒化ボロン、アルミナなどガラスと金属の接着を防ぐ物質である。

光源５を点灯すると、光源から出た光が自然石風の幾何学模様を有するガラス体３を透過し、柔らかい光となって発散するので、従来にない独特の雰囲気を演出することができる。また、自然石風の幾何学模様を有するガラス体３が発光して見え、照明具自体を美しく見せることができる。

図３の照明具１０は、薄い鉄板で函状に形成された本体１１内に光源１５（蛍光灯）が設けられている。本体１１の開放している端面に枠付ガラスパネル１２がはめ込まれ、ビス１６で固定されている。枠付ガラスパネル１２は、長方形の金属枠１３内に金属枠高さとほぼ同じ厚みのガラス体１４を形成したもので、図６に示すように、底型８上に２個の金属枠１３、１３を重ねてセットし、これに粒径３〜７ｍｍのガラス粒７（フリントガラスカレット）を適量充填し、ほぼ均一に均し、加熱炉で焼成したのち徐冷して製造した。ガラスカレットは、空隙を持つため、焼成後には体積が約半分となる。従って、焼成後は下の金属枠内にほぼ収まり、上の金属枠は空になって残る。空の金属枠は、次回の焼成時に利用できる。

光源１５を点灯すると、光源から出た光が自然石風の幾何学模様を有するガラス体１４を透過し、柔らかい光となって発散するので、従来にない独特の雰囲気を演出することができる。また、自然石風の幾何学模様を有するガラス体１４が発光して見え、照明具自体を美しく見せることができる。

上記の実施例のガラス体を、前記したように、着色カレットや結晶化しないガラス粒を併用して形成したガラス体としたり、２層構造のガラス体とすることで、種々の美しい照明効果を有する照明具を得ることができる。

照明具１の断面図である。照明具１の正面図である。照明具１０の断面図である。枠付ガラスパネル１２の平面図である。金属枠２にガラス体３を形成する方法の説明図である。枠付ガラスパネルの製造方法の説明図である。

符号の説明

１照明具
２金属枠
３ガラス体
４背面板
５光源
６ビス
７ガラス粒
８底枠
１０照明具
１１本体
１２枠付ガラスパネル
１３金属枠
１４ガラス体
１５光源
１６ビス

Claims

金属枠内に充填した複数のガラス粒を焼成し、前記金属枠内に、前記ガラス粒が一体化したガラス体を形成した枠付ガラスパネルを、光源を内包する函状の照明具本体の光を発散する部分に装着し、光が前記ガラス体を透過して発散することを特徴とする照明具。
筒状の金属枠内に充填した複数のガラス粒を焼成し、前記金属枠内に、前記ガラス粒が一体化したガラス体を、前記金属枠の一方の開放端部を閉塞するように形成し、前記金属枠内に光源を設け、光が前記ガラス体を透過して発散することを特徴とする照明具。
請求項１又は２の照明具において、前記ガラス粒がＳｉ０_２を７０〜７３mass％、Ｎａ_２Ｏを１２〜１４mass％、ＣａＯを１０〜１２mass％、Ａｌ_２Ｏ_３を１．５〜３．０mass％含有する組成であり、８８０℃〜９６０℃の温度で１〜２時間加熱して焼成し、ガラス粒を軟化融着させてガラス体を形成することを特徴とする照明具。
請求項１〜３のいずれかの照明具において、前記ガラス粒がソーダ石灰ガラスカレットであることを特徴とする照明具。
請求項１〜４のいずれかの照明具において、前記ガラス粒の粒径が３〜１５ｍｍのものが９０mass％以上であることを特徴とする照明具。
請求項１〜５のいずれかの照明具において、前記ガラス粒が異なる色の２種類以上のガラスカレットを混合したものであることを特徴とする照明具。
請求項１〜５のいずれかの照明具において、前記ガラス体が、フリントガラスカレットから生成された第一の層と、着色ガラスカレット又は着色ガラスカレットとフリントガラスカレットの混合物から生成された第二の層とを有することを特徴とする照明具。
請求項１〜７の照明具において、前記複数のガラス粒が、８８０℃〜９６０℃では結晶化しない組成の非結晶性ガラス粒を含むものであることを特徴とする照明具。
請求項１又は２の照明具において、前記ガラス体が、ソーダ石灰ガラスカレットにより第一の層を形成し、８８０℃〜９６０℃では結晶化しない組成の非結晶性ガラス粒により第二の層を形成し、これを８８０℃〜９６０℃で１〜２時間加熱して前記カレット又はガラス粒を軟化融着させてなるもので、前記第一の層のカレットの中の少なくとも一部のものが、外周部分が結晶化し内部が非結晶となっており、前記第二の層のガラス粒は非結晶となっていることを特徴とする照明具。