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JP7802276B2 - Method for producing sculptures and sculptures - Google Patents
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JP7802276B2 - Method for producing sculptures and sculptures - Google Patents

Method for producing sculptures and sculptures

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  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
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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。 The present invention relates to a method for producing a shaped object whose main component is a glass body, and in particular 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。)。 One common method for coloring glass is to apply a paste containing an inorganic metal compound to the surface of the glass and then heat it (the ion exchange method). The ion exchange method utilizes the phenomenon in which transition metal ions in the paste are exchanged with alkali ions inside the glass, diffusing into the glass and causing the ions to be reduced, resulting in the formation of colloidal particles from which light in a specific wavelength range is absorbed (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 describes the formation of a thin film mainly composed of a metal oxide on the 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.

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。 Patent Document 2 discloses a method in which a coating liquid made from an organic solvent in which a metal compound is dissolved is sprayed onto the surface of glassware at a temperature of 500°C to 650°C before annealing, and the temperature of the glassware surface is used to create a colored coating primarily made of metal oxide.

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。 Patent Document 3 describes a method of producing colored glass pieces separated into individual compartments by overlapping a metal frame with multiple compartments on a glass plate, scattering or applying colored granular glass to each compartment, and then heating the glass plate with the metal frame on top, and pressing the bars of the metal frame against the softened glass to cut it.

特開平10-203848号公報Japanese Patent Application Publication No. 10-203848 特開2008-74477号公報JP 2008-74477 A 特開昭60-204638号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-204638

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," Practical Surface Technology, Vol. 32, No. 8, 1985, 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 color formed glass bodies or unformed glass sheets without significantly changing their shape, and to achieve this, they use chemical reactions using colorants or methods of fusing colored materials. There are no known methods for simultaneously deforming and coloring a glass body by combining it with a standard metal body, or for peeling the metal body from a glass body bonded to a metal body to reveal colored areas on the surface.

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。 With the above in mind, the present invention aims to create a shaped object with a unique shape and a distinct colored layer by heating a glass body to a temperature at which viscous flow occurs, deforming the viscous fluid glass body while adhering it to a metal body, causing a chemical phenomenon that results in coloring, and then peeling the metal body off the glass body that has cooled and is ready to bond 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(SiO)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 a glass body is heated to the point where it becomes a viscous fluid, the mesh structure of silicon dioxide ( SiO2 ), which is the main component of the glass body, loosens, and when a chemical substance with a higher concentration than the glass body comes into contact with the glass body, the particles that make up the substance and the ions ionized from those particles move into the glass body and begin to move actively (diffuse) within the mesh 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 a metal body containing transition metal elements is heated together with a glass body and the glass body, which has become a viscous fluid, is placed in close contact with the surface of the metal body for a certain period of time, a chemical reaction occurs at the contact point between the oxygen ions in the silicon dioxide on the glass side and the transition metal ions on the metal body, producing metal oxide, and particles of this metal oxide and the transition metal ions contained in this metal oxide diffuse into the interior of the glass body. In particular, the distribution density of these particles and ions becomes high in the surface layer where the glass body is in close contact with the metal body, and a unique color appears that corresponds 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。 Based on the above considerations, in the present invention, 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 turned into viscous fluids through heating, are then brought into close contact in the high-temperature kiln. This close contact causes the phenomenon described above, and a colored layer derived from the metal oxide produced by the close contact with the metal body is formed on the surface of the area where the glass body is in 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。 In this way, the present invention heats a glass body to a temperature high enough to cause viscous flow, deforms the glass, and adheres a portion of it to a metal body, producing a metal oxide that forms the basis of a colored layer through a chemical reaction between the two. The conventional methods described in the aforementioned Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1 all assume that a colored layer is formed without significantly deforming the glass body, and the metal oxide produced for coloring does not contain components derived from the glass. The method described in Patent Document 3 involves heating a glass body and a metal body stacked on top of each other, but makes no mention of using a metal body as a means of coloring, nor of significantly deforming the glass body to be colored.

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 of the kiln may be stopped at an appropriate time after the temperature of the glass body reaches a predetermined temperature above the working point. Furthermore, if the metal body and glass body are supported in an overlapping state when placed in the kiln, it will be easier to make the fluidized glass body adhere to the metal body, but the relative positions of the two may be set in any way as long as the glass body, which has become a viscous fluid due to heating, can adhere to the metal body.

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 and metal body on which the colored layer has been formed are cooled while maintaining their tight contact until they are bonded together, and then at least a portion of the metal body is peeled off from the glass body. This exposes the area on which the colored layer has been formed, allowing it to be observed from the front. Furthermore, if the glass body is transparent or translucent, the removal of the light-blocking metal body makes it possible to see the colored layer through the surface of the glass body in areas where the colored layer has not been formed.

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 the metal body from the glass body that has solidified at a temperature below the glass transition point, the metal body needs to be able to bend relatively easily. From this perspective, it is desirable for the metal body to be thin-walled.

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 supporting a metal body and a glass body side by side inside a kiln, it does not matter which is on top. For example, if the metal body is on the bottom and the glass body is on top, the glass body, which has become a viscous fluid when heated, 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。 Conversely, if the glass body is placed on the bottom and the metal body on top and both are supported inside the kiln, the glass body, which has turned into a viscous fluid when heated, can be deformed by the pressing force of the metal body.

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。 When using a metal body with at least one through-hole that penetrates its thickness, the metal body is supported at a position higher than the inner bottom surface of the kiln, with the thickness aligned vertically and the opening of the through-hole in the surface that becomes the bottom surface unblocked. A glass body is then placed facing a predetermined area that includes the through-hole in the surface that becomes the top surface of the metal body, and the glass body is allowed to flow in the high-temperature kiln until it adheres to the top surface of the metal body and, after a portion of it enters the through-hole, moves to a predetermined position below the through-hole.

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 in the area that was in close contact with the periphery of the penetration portion of the metal body, and a molded object (for example, molded object 201 in Figure 4 described below) can be obtained in which a convex body is continuously formed in that area.
The above-mentioned through-hole may be formed as a complete hole penetrating the thickness of the metal body, or may be formed at the edge of the metal body as a partially missing hole or a notch (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 with a penetration, a second metal body containing a transition metal element may be supported at a position facing the penetration at a height lower than the metal body, and the glass body may be caused to flow so that the tip of the glass body that has entered the penetration adheres closely to the surface of the second metal body. In this way, a colored layer can be formed not only around the penetration but also at the tip of the convex body, due to the diffusion of metal oxide produced by adhesion with the second metal body and the transition metal ions therein to the tip (for example, the shaped object 202 in Figure 6, described below).

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 materials, the color of the part that is in close contact with the metal can be made to differ 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。 It is also possible to use a metal body having a bottomed hole with a curved inner surface, place a glass body on the open end of the bottomed hole, or position the glass body higher than the inner bottom surface inside the hole, and then heat the furnace. In this case, by deforming the glass body so that the flowing glass body conforms to the inner surface of the bottomed hole and adheres closely to the inner bottom surface, a curved surface corresponding to the bottomed hole is formed, and a shaped object can be obtained from the glass body with a colored layer formed on the surface 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 can be formed into a shape with a hole with at least one open end (for example, the shape with a bottomed hole described above or a cylinder), and the metal body with multiple glass bodies (glass plates, spherical glass, small glass pieces, etc.) placed in the holes can be placed in a kiln and heating can begin. In this case, the glass bodies, which have turned into viscous fluids through heating, are fused in the high-temperature kiln and transformed into a single glass body that adheres closely to the inner surface of the hole. This allows the metal oxides produced by the adhesion between the glass body and the metal body and the transition metal ions in the metal oxides to diffuse into the glass body, forming a colored layer derived from the metal oxide on the surface of the glass body where it is in contact with the metal body.

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。 When two types of metal bodies containing transition metal elements are used in the present invention, one of them (the first metal body) is the object to be peeled off from the glass body, and the other (the second metal body) has one or more penetrations , and the following method can be carried out.

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, the second metal body is placed on top of the first metal body with the penetration direction of the penetration part aligned vertically, and the glass body is placed so that it faces a predetermined area within the upper surface of the second metal body, including the penetration part. With this in mind, the metal bodies and glass body are supported inside a furnace and the furnace is heated.

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。 The glass body, which has been heated to a viscous fluid, is then flowed in a high-temperature furnace while being held in close contact with the top surface of the second metal body, deforming the glass body so that a portion of the glass body passes through the penetration and also adheres to the surface of the first metal body. This causes the metal oxides produced by the adhesion between the glass body and each metal body, and the transition metal ions in the metal oxides, to diffuse into the glass body, forming a colored layer of metal oxide on the surface of the portion of the glass body that is in close contact with each metal body.

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, 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, after which the first metal body is peeled off from the glass body. The second metal body remains 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。 The above method makes it possible to obtain a shaped object in which a second metal body is integrally formed on a glass body containing a colored layer derived from metal oxides formed by the adhesion between the glass body and the first metal body, and a colored layer derived from metal oxides formed by the adhesion between the glass body and the second metal body. In this case, too, the first metal body and the second metal body may be made of the same metal material, but by using different metal materials, the colors of the colored layers derived from the respective metal oxides can also be made 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 body having the above-mentioned through-holes, multiple second metal bodies large enough to fit on the first metal body can be placed on the first metal body with a predetermined distance between them. In this case, too, with the glass bodies arranged facing the area where the second metal bodies are distributed, the metal bodies and glass bodies are supported inside a kiln and the kiln is heated. The heated glass body, which has become a viscous fluid, flows in the high-temperature kiln while adhering to the portions of the second metal body that are not in contact with the first metal body, deforming the glass body so that a portion of the glass body passes through the gaps between the second metal bodies and also adheres to the surface of the first metal body. This allows a colored layer derived from the metal oxides produced by this adhesion to be formed on the surface of the portions of the glass body that are in contact with the metal bodies.

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, by cooling the glass body and each metal body while maintaining their tight contact until the glass body is bonded to each metal body, and then peeling the first metal body off the glass body, a shaped object can be obtained in which a glass body including a colored layer based on the first metal body and a colored layer based on the second metal body is integrally formed with multiple second metal bodies.

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 been heated to become a viscous fluid is brought into close contact with a metal body in a high-temperature environment, and the glass body is deformed by the viscous flow and the pressing force of the metal body, etc., thereby forming a distinct colored layer derived from transition metal ions on the surface of the glass body, which has a unique shape.

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, by peeling off the metal body, which acts as a light-shielding body, from the glass body that has cooled and become bonded to the metal body, the colored layer can be made visible from various directions.

本発明が適用された造形方法を表す図である。1A to 1C are diagrams illustrating a molding method to which the present invention is applied. 図1の方法の変形例を表す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a variation of the method of FIG. 1; 第1の応用例にあたる造形方法を表す図である。10A to 10C are diagrams illustrating a modeling method according to a first application example. 第1の応用例により製作された造形物の例を表す図である。10A and 10B are diagrams illustrating an example of a molded object produced by the first application example. 第2の応用例にあたる造形方法を表す図である。10A and 10B are diagrams illustrating a modeling method according to a second application example. 第2の応用例により形成された造形物の例を表す図である。10A and 10B are diagrams illustrating an example of a shaped object formed by the second application example. 第1の応用例の変形例を表す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a modified example of the first application example. 第3の応用例にあたる造形方法を表す図である。10A and 10B are diagrams illustrating a modeling method according to a third application example. 第3の応用例による造形ガラスと金属体との結合体を表す図である。10 is a diagram showing a combination of shaped glass and a metal body according to a third application example. FIG. 第4の応用例にあたる造形方法を表す図である。10A and 10B are diagrams illustrating a molding method according to a fourth application example. 第4の応用例により形成された造形物の例を表す図である。10A and 10B are diagrams illustrating an example of a shaped object formed by a fourth application example. 第5の応用例にあたる造形方法と形成された造形物の例を表す図である。10A to 10C are diagrams illustrating an example of a modeling method and a formed model according to a fifth application example.

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 is a schematic diagram showing an example of a molding method according to the present invention.
In this method, a plate member 1 (hereinafter referred to as "metal plate 1") containing a metal (for example, copper) containing a transition metal element, and a glass plate 2 are used.

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。 Metal plate 1 is a thin plate with a thickness of approximately 1 mm. Plate glass 2 is a transparent glass body made from ordinary soda glass, and although it is thicker than metal plate 1, its main surface is smaller than that of metal plate 1. The main surfaces of both metal plate 1 and plate glass 2 can be made into any shape, and there is no need to match their respective shapes.

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 glass sheet 2 is placed on the metal plate 1, and then these are placed on a heat-resistant support stand 4 and placed in an electric kiln (not shown) (hereinafter simply referred to as the "kiln") (FIG. 1(A)). The internal temperature of the kiln is maintained at approximately 700-800°C and heated for a predetermined period of time. During this time, the glass sheet 2 softens and becomes a viscous fluid, which deforms due to surface tension on the surface of the metal plate 1 (FIG. 1(B)). The surface of the metal plate 1 also oxidizes due to heating, causing a color change.
The furnace used for the heat treatment does not have to be limited to an electric furnace.

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。 In the following, glass that has softened into a viscous fluid will be referred to as "fluid glass" or simply "glass," and is designated by the reference numeral 20 in the figures. Furthermore, deformed fluid glass that has cooled and re-solidified will be referred to as "shaped glass," and is designated by the reference numeral 21 in the figures. When referring to glass 2, 20, and 21 in each state, including plate glass 2, in the text, the reference numerals will be used only when describing the figures in which they are depicted.

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, heating is stopped when the fluid glass 20 changes to the shape shown in Figure 1(B), and the fluid glass 20 is slowly cooled in the kiln while maintaining its intimate contact with the metal plate 1. Then, when the fluid glass 20 cools to become shaped glass 21 and bonds with the metal plate 1, the combined body is removed from the kiln and allowed to cool further at room temperature for a while. Then, when the shaped glass 21 and metal plate 1 reach a temperature that allows them to be touched by hand (40-50°C), the metal plate 1 is peeled off from the shaped glass 21, as shown in Figure 1(C), to obtain the final shaped object made only of shaped glass 21.

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。 When the fluid glass 20 has deformed significantly during the heating process, a colored layer 3 of a predetermined color is included in the surface of the glass where it is in close contact with the metal plate 1 (see Figure 1(B)). This colored layer 3 is maintained in the shaped glass 21, and when the metal plate 1 is peeled off, the area where the colored layer 3 was formed becomes visible on the surface.

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 colored layer 3 is thought to be formed when metal oxide particles and transition metal ions in the metal oxide generated at the interface between the glass 20, which has become a viscous fluid in which particles and ions actively move, and the metal plate 1 diffuse into the surface layer of the fluid glass 20, causing these particles and ions to absorb light in a specific wavelength range (coloration resulting from the color corresponding to the wavelength range not absorbed by the particles or ions).

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。 The inventors actually placed a 0.1 mm thick copper metal plate 1 and a 3 mm thick glass plate 2 in the support position shown in Figure 1(A) in an electric kiln and heated them. They maintained the internal temperature of the kiln at around 750°C for approximately 5 minutes, and were able to confirm that a dark red colored layer 3 had formed in the area of the fluid glass 20 that was in close contact with the metal plate 1 (copper plate). When the fluid glass 20 had cooled and become shaped glass, the thickness of the colored layer 3 was measured and found to be approximately 100 μm. It is believed that the colored layer 3 in this case is derived from copper oxide.

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 was conducted, but replacing the copper plate with a stainless steel plate (SUS430), a light green colored layer 3 was formed in the area where the fluid glass 20 was in close contact with the metal plate (stainless steel plate). This colored layer 3 was maintained even after the fluid glass 20 became shaped glass, and measurements confirmed a thickness of approximately 100 μm. In this case, the colored layer 3 is thought to be primarily derived from chromium oxide.

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 areas of the molded glass where no colored layer was formed. Furthermore, when the molded glass and metal plate reached a temperature (40-50°C) that allowed them to be touched by hand, the metal plate was peeled off from the molded glass, exposing the surface on which the colored layer was formed, and the colored layer was reflected on the convexly curved surface, resulting in a glass object that appeared to be colored almost entirely.

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 Figure 1, a glass sheet 2 is placed on the flat surface of a metal plate 1 and both are heated in a furnace. However, as shown in Figure 2, a method may also be used in which a bowl-shaped metal body 12 is placed on a support table 4 (only the top surface is shown in this figure) with the open end facing downward, and the glass sheet 2 is placed on the convex surface of the metal body 12 and heated. In this case, only the center of the original glass sheet 2 contacts the metal body 12 (Figure 2(A)). However, in the fluid glass 20 transformed by heating, gravity causes almost the entire lower surface to adhere to the metal body 12, and a colored layer 3 is formed on the surface of the adhered area (Figure 2(B)). In this case, the colored layer 3 remains even after the fluid glass 20 cools and becomes the shaped glass 21. When the metal body 12 is peeled off from the shaped glass 21, the area where the colored layer 3 was formed becomes visible (Figure 2(C)).

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 Figures 1 and 2, the glass sheet 2 is placed on top of the metal plate 1 or metal body 12 and then placed in the furnace, but if the glass 20, which has become a viscous fluid, can be made to adhere to the metal surface, the glass sheet 2 may be supported at a height slightly away from the metal surface by a method such as hanging it.

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 supporting the metal plate 1 or metal body 12 and the glass plate 2 with a gap therebetween, the glass plate 2 may be placed below and the metal plate 1 or metal body 12 may be supported so as to face its upper surface, in contrast to the examples in Figures 1 and 2 (when the metal body 12 is placed above the glass plate 2, its orientation should be reversed from that in Figure 2). Regardless of the vertical relationship, the metal body and glass body, which are vertically opposed with a predetermined gap between them, can also be brought close to each other and brought into close contact by placing weights on their uppermost surfaces.
Alternatively, the metal plate 1 or metal body 12 and the glass plate 2 may be arranged side by side on the support base 4 .

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。 Below, we will explain an example of applying the manufacturing method shown in Figure 1 to create a shaped object with a unique shape and a colored layer derived from transition metal ions by significantly deforming fluid glass while adhering it to a metal body in a high-temperature environment. Both examples are based on actual attempts by the inventors to successfully form 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 molding method corresponding to the first application example.
The metal plate 10 used in this example has the same thickness as the example shown in Fig. 1, but has a through hole h formed in the center in the thickness direction. The metal plate 10 is supported with the area surrounding the through hole h placed on a pair of support stands 4a, 4b arranged opposite each other inside the furnace, with the through hole h facing the space between the support stands 4a, 4b. The glass plate 2 has a configuration similar to that shown in Fig. 1 and is placed on top of the metal plate 10 supported as described above (Fig. 3(A)). However, even in this example, the glass plate 2 may be supported at a position a predetermined distance from the metal plate 10.

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 furnace is heated after the above setting, the glass 20, which has turned into a viscous fluid as the temperature inside the furnace rises, adheres to the surface of the metal plate 10 and flows, and the portion positioned above the through-hole h begins to descend due to the action of gravity (Figure 3(B)). The portion surrounding the through-hole h also follows suit and descends, resulting in the fluid glass 20 taking on a shape with a portion 24 that remains on the surface of the metal plate 10 and a portion 25 that hangs significantly down from the through-hole h (Figure 3(C)).

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。 In the surface layer on the bottom side of the portion 24 of the fluid glass 20 that remains on the surface of the metal plate 10, metal oxide particles and transition metal ions in the metal oxide that are produced by adhesion to the metal plate 10 diffuse into the glass 20, and a colored layer 3 is formed when light in a specific wavelength range is absorbed by these particles. In the portion 25 that does not adhere to the metal and flows into the hole and hangs down, almost no metal oxide particles or transition metal ions diffuse, so no colored layer 3 is formed.

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, the fluid glass 20 transformed into the state shown in Figure 3(C) is cooled to become shaped glass 21 that bonds with the metal plate 10, and then the metal plate 10 is peeled off from the shaped glass 21 to obtain the final shaped object consisting only of the shaped glass 21.

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 glass 21, which corresponds to the final shaped object 201 produced by the first application example, from a diagonal downward direction.
In this object 201, the portion 24 that remained on the surface of the metal plate 10 when it was fluid glass 20 becomes a flange 24a, and the portion 25 that hung down from the through-hole h becomes a transparent convex body 25a with a hollow portion that is continuous with the center of the flange 24a. The bottom surface of the flange 24a is nearly flat, but the top surface and edges include curved and uneven surfaces that reflect the deformation that occurred when it was fluid glass. The surface of the convex body 25a also becomes a curved surface that reflects the shape during flow.

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 aforementioned colored layer 3 is formed over almost the entire surface of the bottom surface of the flange 24a. This colored layer 3 can be seen through the shaped glass 21 from above or diagonally above. Depending on the viewing direction, the colored layer 3 can also be reflected in the transparent curved body 25a, creating a sparkling pattern and enhancing its decorativeness.

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 molding method corresponding to the second application example.
In this example, a metal plate 10 and a glass plate 2 having the same configuration as in the first application example are placed inside the furnace in the same relationship as in the example of Fig. 3(A). Furthermore, a lower support stand 4c, which is significantly lower than the pair of support stands 4a and 4b that support the metal plate 10, is placed between them, and a second metal plate 11 is placed on top of it (Fig. 5(A)).

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 metal plates 10, 11 may be made of the same type of metal material, but in this example, they are made of different metal materials. For example, the upper metal plate 10 is a stainless steel plate with a through hole h in the center, and the lower metal plate 11 is a copper plate with no hole.

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 glass 20, which has become a viscous fluid, is deformed in the same manner as in the first application example so that it hangs down from the through-hole h (Figure 5(B)). Furthermore, the flow of the glass 20 is controlled so that it continues until the tip of the hanging portion 25 reaches the metal plate 11 below and maintains a tight contact state for a predetermined time (Figure 5(C)). As a result, in the deformed fluid glass 20, a first colored layer 3 derived from metal oxides formed by contact with the metal plate 10 is formed on the surface of the bottom surface of the portion 24 that remains on the metal plate 10, and a second colored layer 30 derived from metal oxides formed by contact with the metal plate 11 is also formed on the surface of the tip of the hanging portion 25.

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, too, the fluid glass 20, which has been deformed to the state shown in Figure 5(C), is cooled to become the shaped glass 21 bonded to the metal plates 10, 11, and then the metal plates 10, 11 are peeled off from the shaped glass to obtain the final shaped object consisting only of the shaped glass 21.

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。 Figure 6 shows the final product 202 made from shaped glass 21 formed according to the second application example. The shape of this product 202 is similar to the product 201 shown in Figure 4, but the surface of the tip of the convex body 5a (the part that was joined to the metal plate 11) is flat. In addition, different colors appear on the bottom surface of the flange 24a and the tip of the convex body 25a. The former color is due to the first colored layer 3, and the latter color is due to the second colored layer 30.

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, by using different types of metal for the two metal plates 10, 11 that are in close contact with the fluid glass 20, it is possible to obtain a shaped object 202 that is colored in two different colors, further enhancing the decorative effect.

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))。 Figure 7 shows a modified version of the first application example shown in Figure 3. In this example, the example in Figure 2 is adapted by placing a bowl-shaped metal body 13 with a through hole h in the center on a support stand 4 (only the top surface is shown in this figure) with the open end facing downwards, and then placing a glass sheet 2 over the area including the through hole h, and both are placed in a furnace (Figure 7(A)).

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 underside of the glass sheet 2 is separated from the metal body 13 not only in the area corresponding to the through-hole h, but also at its edges. However, when the glass 20 turns into a viscous fluid upon heating, the edges and the area above the through-hole h fall due to gravity, forming a continuous shape consisting of a portion 26 that is in close contact with the curved surface of the metal body 13 outside the through-hole h and a portion 27 that hangs down from the through-hole h (Figure 7(B)). Furthermore, a colored layer 3 derived from metal oxides formed at the interface with the metal body 13 is formed on the surface of the bottom side of the portion 26 that is in close contact with the curved surface.

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 this, the fluid glass 20 is cooled and becomes shaped glass bonded to the metal body 13. By peeling the metal body 13 off from the shaped glass, the final glass shaped object (not shown) can be obtained, which has a continuous convex body with a concave portion on the flange portion having the colored layer 3.

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。 Furthermore, in the example of Figure 7, a second metal plate 11 is placed in a position facing the through-hole h of the support base 4, and the portion 27 of the fluid glass 20 hanging down from the through-hole h is brought into close contact with the metal plate 11. By deforming the glass 20 until a predetermined time has passed, the tip of the convex body of the final molded object can be made flat and the surface can contain a second colored layer.

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 the third application example.
In this example, a bowl-shaped metal body 14 (a thin body having a bottomed hole 14a with a curved inner surface) is placed on a support base 4 with the open end surface facing upward, and a circular glass plate 2 of a size that allows its lower edge to be caught in the upper end portion of the hole 14a of the metal body 14 is supported in a state where it is caught in the same portion (Figure 8 (A)).

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。 The above support state is maintained inside the kiln, and heating begins. The glass 20, which has become a viscous fluid through heating, gradually descends from the center due to the action of gravity (Figure 8(B)), and eventually comes into close contact with the inner surface of the hole 14a in the metal body 14 (Figure 8(C)). If the glass 20 continues to flow in this state for a while, the metal oxides formed at the interface between the fluid glass 20 and the metal body 14 and the transition metal ions therein diffuse into the interior of the fluid glass 20, resulting in the formation of a colored layer 3 derived from the metal oxides on the surface of the portion of the glass 20 that is in close contact with the metal body 14.

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。 Figure 9 shows an example of a combination of shaped glass 21 and metal body 14 produced by cooling the fluid glass 20 in the state shown in Figure 8 (C). Since the metal body 14 in this example is thin, it can be peeled off from the shaped glass 21 using bare hands or a tool such as pliers, to obtain the final shaped object 203 consisting only of the shaped glass 21.

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 surface of the shaped glass 21 exposed by peeling away the metal body 14 is curved like the inner surface of the hole 14a in the metal body 14, and the colored layer 3 is formed along almost the entire curved surface. A gently curved, transparent concave surface (corresponding to the part marked with the symbol 28 in Figure 8(C)) is also formed on the top of the shaped glass 21, and the colored layer 3 is reflected on this concave surface as well, creating the interesting effect of the color changing depending on the direction of the line of sight.

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, by placing a plurality of finely crushed glass pieces below the glass plate 2 placed above the bottomed hole 14a of the metal body 14, these glass pieces can be fused with the fluid glass 20 that has been transformed from the glass plate 2 to obtain a shaped glass piece large enough to fill almost the entire space created by the inner surface of the metal body 14. By increasing the number of glass pieces or adding larger spherical glass pieces, it is possible to obtain a shaped glass piece with a similar shape by simply fusing a plurality of glass pieces without using the glass plate 2.
In these shaped glasses, a colored layer 3 derived from metal oxide is formed on the surface layer of the outer periphery that is in close contact with the metal body 14 .

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 example of Figure 8, multiple small pieces of metal can be placed in the space below the glass plate 2 of the metal body 14 along with multiple pieces of glass. These glass and metal pieces mix into the fluid glass 20, and a colored layer is formed in the parts of the fluid glass 20 that are in close contact with each metal piece. As a result, in the shaped glass that is completed by cooling, the color of the colored layer 3 from the metal body that was in close contact with the outer periphery is used as the base, and the color of the colored layer from the small metal pieces is distributed as a pattern within it, resulting in a highly decorative effect. The small metal pieces may be made of the same type of metal material as the metal body 14, but using a different type of metal material from the metal body 14 can create a more eye-catching pattern.

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もできる。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ができる。
The metal body used in the third application example and its modified examples is not limited to those with bottomed holes, and a combination of a metal body with a through hole, such as a cylinder, and a metal plate large enough to cover one open end of the metal body can be used to carry out a method similar to that shown in Fig. 8. Alternatively, by placing the cylinder containing the glass on a support table with the through hole facing sideways without covering the open end, the fluid glass fused from each glass piece can be made to adhere to the inner surface of the hole in a similar manner to that shown in Fig. 8.

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 molding method corresponding to the fourth application example.
In this embodiment, as in the second application example, two types of metal plates 101 and 102 are used. One metal plate 102 is smaller than the other metal plate 101 and has two through holes h1 and h2 formed therein. The glass plate 2 has a main surface that is approximately the same size and shape as the metal plate 102.

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 metal plate 101 without through holes is placed directly on the support base 4, a metal plate 102 with through holes h1 and h2 is placed on top of that, and then a glass plate 2 is placed on top of the metal plate 102 (Figure 10(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))。 Maintaining the above positional relationship, the support base 4, metal plates 101, 102, and glass plate 2 are placed in a furnace, and the furnace is heated. The glass 20 becomes a viscous fluid and flows over the surface of the metal plate 102. The portion of the fluid glass 20 positioned above the through holes h1, h2 enters the holes h1, h2 and begins to descend (Figure 10(B)). The portion of the fluid glass 20 surrounding the holes h1, h2 also follows suit, moving toward the holes h1, h2 and partially descending. Eventually, the tip of the descending portion reaches the metal plate 101 and comes into close contact with the metal plate 101 (Figure 10(C)).

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。 Metal oxides produced by adhesion to the metal plate 102 and the transition metal ions therein are diffused into the surface layer of the fluid glass 20 in close contact with the metal plate 102, forming a first colored layer 31 due to this diffusion. Furthermore, metal oxides produced by adhesion to the metal plate 101 and the transition metal ions therein are diffused into the surface layer of the fluid glass 20 that descends from holes h1 and h2 and is in close contact with the metal plate 101, forming a second colored layer 32 due to this diffusion.

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, the fluid glass 20 transformed into the state shown in Figure 10 (C) is cooled to become the shaped glass 21 bonded to the metal plates 101 and 102, and then the metal plate 101 is peeled off from the shaped glass 21 to obtain the final shaped object formed by the bonded shaped glass 21 and metal plate 102.

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。 Figure 11(A) shows the final molded object 204 obtained by peeling off the metal plate 101 after carrying out the method shown in Figure 10, with the portion that faced upward in the kiln (hereinafter referred to as the "front surface") shown as the front. Figure 11(B) shows the portion of the molded object 204 that was attached to the metal plate 101 (hereinafter referred to as the "back surface").

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 is covered with shaped glass 21, and through this glass surface it is possible to see the first colored layer 31 that has formed in the area that is in close contact with the metal plate 102 and the second colored layer 32 that has formed in the area that was in close contact with the metal plate 101.

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 includes the surface of the metal plate 102 and the surface of the portion of the shaping glass 21 exposed through the through holes h1 and h2 (the portion that was in close contact with the metal plate 101). The color of the second colored layer 32 appears on this surface of the shaping glass 21.

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 described above, instead of the metal plate 102 having through holes h1 and h2, a metal plate with notches at one or more locations on its edge may be used. In this case, too, by flowing the fluid glass on the surface of the notched metal plate and lowering a portion of it through the notched portion to contact the metal plate 101, first and second colored layers can be formed on the surface layer of the fluid glass at the portion that is in close contact with each metal plate. Furthermore, after the fluid glass is cooled to become shaped glass that is bonded to each metal plate, peeling the metal plate 101 from the shaped glass can result in a shaped object having a surface portion that appears colored by the first colored layer shaped according to the notched metal plate and the second colored layer shaped according to the notched portion, and a back surface portion where the second colored layer appears in the notched portion of the notched metal plate.

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 above-mentioned metal plate 102 can also be changed to a thin metal body with more through holes. For example, a metal body processed into a grid pattern is placed on the metal plate 101, and a glass plate is placed on top of that and heated. The glass becomes a viscous fluid and is deformed until it passes through each hole in the grid and adheres to the metal plate 101. This adherence state is maintained for a while, resulting in a shaped object having a surface in which the color of the second color layer based on the metal plate 101 appears within the grid pattern holes formed by the color of the first color layer based on the grid-shaped metal body. The back surface of this object also has the color of the second color layer appear within the holes in the grid-shaped metal body.

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 metal plate 102, multiple metal pieces may be placed on the top surface of the metal plate 101 with a predetermined distance between them. In this case, a glass plate is placed on the area where the metal pieces are distributed and heated, causing the glass to become a viscous fluid, which then adheres to each metal piece while passing through the gaps between them and adhering to the metal plate 101. This allows colored layers derived from the metal oxides produced by the adhesion to be formed on the portions of the fluid glass that adhere to the metal pieces and on the portions that adhere to the metal plate 101. Furthermore, after the transformed fluid glass cools and transforms into shaped glass, the metal plate 101 is peeled off from the shaped glass, revealing the color of the colored layer based on the metal plate 101 on both the front and back surfaces, and a pattern due to the distribution of multiple metal pieces appears on the back surface. A similar pattern due to the distribution of colors in the colored layer based on the metal pieces also appears on the front surface.

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 molding method corresponding to the fifth application example.
In this embodiment, a metal body 110 is used, which is shaped in such a way that rod pieces 112 of a predetermined length are erected from multiple points on the outer edge of a circular plate portion 111, and a circular plate glass 2 having an area slightly larger than the plate portion 111.

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))。 The rods 112 are all the same length, and the distance between them is also approximately the same. The glass sheet 2 is placed on the upper end surfaces of the rods 112 of the metal body 110, and is supported facing the plate portion 111 (Figure 12(A)).

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 the two are placed in a furnace while maintaining the above relationship and heated, the portion of the viscous fluid glass 20 facing the plate portion 111 begins to descend, and eventually the central portion reaches the plate portion 111 and comes into close contact with its surface. The portions of the fluid glass 20 that protrude outward from each rod piece 112 also deform, descending while remaining in contact with the upper end surfaces of the rod pieces 112 and deforming so as to encase the upper portions of the rod pieces 112.

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))。 The shaped glass 21 produced by cooling the fluid glass 20 using the above method has a vessel-like shape with a bottom connected to the plate portion 111 and walls connected to each rod piece 112 (Figure 12(B)).

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 bottom surface of the shaped glass 21 becomes flat along the plate 111, but the outer and inner surfaces of the wall are curved, reflecting the state of the fluid glass 20 when it was flowing toward the plate 111. Furthermore, a colored layer 33 is formed on the surface of the portion of the fluid glass 20 that is in close contact with the plate 111 or the rod 112, due to the diffusion of metal oxide particles and transition metal ions therein that are generated at the interface between that portion and the plate 111 or the rod 112, respectively. These colored layers 33 remain even after the fluid glass 20 cools and becomes the shaped glass 21, and can be seen through the portions of the shaped glass 21 where no colored layer is formed.

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 shaping glass 21 and the metal body 110 constitutes the final shaped object 205. However, if the plate portion 111 and each rod piece 112 are each made into independent units, and the rod pieces 112 are removably connected to the plate portion 111 by, for example, inserting each rod piece 112 into a slit on the end face of the plate portion 111, the rod pieces 112 can be removed from the plate portion 111 after cooling and then peeled off from the shaping glass 21, so that the colored layer 33 formed at the contact points with the rod pieces 112 appears on the outer surface of the shaping glass 21. The plate portion 111 can also be peeled off from the shaping glass 21 in the same way, but it may also remain attached to the shaping glass 21.

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。
The various metal bodies used in each of the first to fifth application examples and modifications can be metal bodies primarily made of transition metals such as silver, cobalt, titanium, etc., in addition to the copper and stainless steel mentioned above. Furthermore, all of the metal bodies to be peeled off from the shaped glass 21, other than the metal plate 102 in the fourth application example and the metal body 110 in the fifth application example shown in Figure 10, are thin-walled bodies, and the surface to which the shaped glass 21 is bonded is larger than the bonding area. Therefore, even after being bonded to the shaped glass 21, the metal bodies can be peeled off relatively easily by grasping the portion not bonded to the shaped glass 21 with fingers or a tool and applying force.
It is not necessary to remove all of these metal bodies, and some of them may remain bonded to the shaping glass 21 .

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。 The metal plate 102 in the fourth application example and the metal body 110 in the fifth application example are included in the final shaped object while still bonded to the shaped glass 21, so it is desirable to use metal bodies made of a metal with a thermal expansion coefficient close to that of the glass material. If the difference in thermal expansion coefficient between the metal body and the glass material is small, the degree of contraction between the two during cooling is also small, allowing the two to be firmly bonded together, preventing the shaped glass 21 from coming off the metal body. In addition, distortion of the glass body due to tensile and compressive forces from the metal parts during cooling can be reduced, so even if the metal body remaining in the final shape is thick, the shaped glass can be prevented from breaking.

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 thermal expansion coefficient of soda glass, which is the raw material of the glass plate 2 used in each example, is generally in the range of 80×10 −7 to 120×10 −7 /° C. Stainless steel with a thermal expansion coefficient within this range is considered to be a suitable metal material for the metal plate 102 of the fourth application example and the metal body 111 of the fifth application example.
For example, the thermal expansion coefficient of SUS430 is 104×10 −7 /° C., and the thermal expansion coefficient of SUS410 is 99×10 −7 /° C., so these are suitable metal materials for the metal plate 102 and the metal body 111 .

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 examples described so far, a transparent glass body is heated to deform and color it, but the glass body is not limited to being transparent; translucent or opaque glass body, or colored glass body can also be used. In such cases, a mixed color of the color of the glass and the color of the colored layer 3 can be produced.

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 example, a glass body is placed on a metal body, and the glass body, which has turned into a viscous fluid upon heating, is deformed while flowing. However, conversely, a metal body with an uneven surface can be supported above the glass body with that surface facing the glass body, and both can be heated. In this case, if the metal body is maintained in close contact with the fluid glass for a predetermined period of time, a force will be generated in which the metal body with a specific gravity of more than 3 tries to penetrate into the glass body due to the action of gravity. This force compresses and deforms the fluid glass, and a colored layer derived from metal oxide is formed on the surface of the contact area. Therefore, after the fluid glass cools and becomes shaped glass bonded to the metal body, the metal body can be peeled off from the shaped glass, resulting in a glass object with a surface shaped to reflect the surface shape of the metal body and colored based on the colored layer.

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 Metal plate 12, 13, 14 Metal body 2 Plate glass 3, 30, 31, 32, 33 Colored layer 14a Bottomed hole 20 Fluid glass 21 Shaped glass 201, 202, 203, 204 Shaped object

Claims (9)

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、
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。
The metal body containing the transition metal element and the glass body are placed in a furnace with a predetermined positional relationship, and the furnace is heated.
The glass body, which has become a viscous fluid by heating, and the metal body are brought into close contact with each other in a high-temperature furnace, whereby the metal oxides produced by the contact and the transition metal ions in the metal oxides are diffused into the glass body, forming a colored layer derived from the metal oxides on the surface layer of the portion of the glass body that is in close contact with the metal body;
The glass body on which the colored layer is formed and the metal body are cooled while maintaining their close contact until they are bonded together, and then at least a portion of the metal body is peeled off from the glass body.
A method for producing a shaped object, comprising:
前記金属体が下で前記ガラス体が上となる関係をもって、両者を前記窯の内部に支持して窯を加熱し、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、請求項1に記載された造形物の製作方法。 The method for producing a shaped object described in claim 1, in which the metal body is positioned on the bottom and the glass body is positioned on the top, and both are supported inside the kiln, the kiln is heated, and the glass body, which has become a viscous fluid, is caused to flow and deform on the surface of the metal body. 前記ガラス体が下で前記金属体が上となる関係をもって、両者を前記窯の内部に支持して窯を加熱し、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、
請求項1に記載された造形物の製作方法。
The glass body is placed on the bottom and the metal body is placed on the top, and both are supported inside the furnace. The furnace is heated, and the glass body, which has become a viscous fluid, is deformed by the pressing force of the metal body.
A method for producing a shaped object according to claim 1.
前記金属体には厚み部分を貫く貫通部が少なくとも一つ設けられ、
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。
The metal body is provided with at least one through-hole penetrating through the thickness portion,
The metal body is supported at a position higher than the inner bottom surface of the furnace with the thickness portion aligned in the vertical direction and the opening of the through-hole in the surface that has become the lower surface not blocked, and the glass body is placed so as to face a predetermined range including the through-hole in the surface that has become the upper surface of the metal body,
The glass body is allowed to flow in the furnace at a high temperature until it comes into close contact with the upper surface of the metal body, and a portion of the glass body enters the through-hole and then moves to a predetermined position below the through-hole.
A method for producing a shaped object according to claim 1.
遷移金属元素を含む第2の金属体を、前記窯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支持し、
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。
A second metal body containing a transition metal element is supported at a position facing the penetration portion in a height range lower than the metal body of the furnace;
The tip portion of the glass body that has entered the penetration portion is brought into close contact with the surface of the second metal body, and the glass body is allowed to flow until a predetermined time has elapsed.
A method for producing a shaped object according to claim 4.
前記金属体は内面を湾曲させた有底穴を有し、
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,
a metal body with the glass body disposed at a position higher than the open end face of the bottomed hole or the inner bottom surface of the hole is placed in a furnace, the furnace is heated, and the flowing glass body is deformed so as to follow the inner surface of the bottomed hole and adhere closely to the inner surface;
A method for producing a shaped object according to claim 1.
遷移金属元素を含むと共に少なくとも一端面が開放された穴を有する金属体と、前記穴に入る大きさの複数のガラス体とを、各ガラス体が穴の中に入った状態が維持されるようにして窯の中に入れてこの窯を加熱し、
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 end surface open, and a plurality of glass bodies of a size that can fit into the hole are placed in a furnace so that each glass body is maintained in its hole, and the furnace is heated;
The glass bodies, which have become viscous fluids through heating, are fused in a high-temperature furnace to form a single glass body that adheres closely to the inner surface of the hole, thereby diffusing metal oxides produced by the adhesion between the glass body and the metal body and transition metal ions in the metal oxides into the glass body, forming a colored layer derived from the metal oxides on the surface of the glass body that is in close contact with the metal body;
The glass body on which the colored layer is formed and the metal body are cooled while maintaining their close contact until they are bonded together, and then at least a portion of the metal body is peeled off from the glass body.
A method for producing a shaped object, comprising:
遷移金属元素を含む第1の金属体と、遷移金属元素を含み1以上の貫通部を有する第2の金属体と、前記貫通部の形成範囲に向き合わせることが可能な大きさのガラス体とを、第1の金属体の上に前記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、
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-holes, and a glass body of a size that can face the area where the through-holes are formed, the second metal body being placed on top of the first metal body with the through-hole direction aligned along the vertical direction, and the glass body being placed so as to face a predetermined area including the through-holes within the plane that becomes the upper surface of the second metal body, and the metal bodies and the glass body being supported inside a furnace and the furnace being heated;
The glass body, which has been heated to a viscous fluid, is caused to flow in a high-temperature furnace while being in close contact with the upper surface of the second metal body, and the glass body is deformed so that a portion of the glass body passes through the through-hole and also comes into close contact with the surface of the first metal body. This causes metal oxides produced by the close contact between the glass body and the metal bodies and transition metal ions in the metal oxides to diffuse into the glass body, forming colored layers derived from the metal oxides on the surface layer portions of the glass body that are in close contact with the metal bodies.
the glass body on which the colored layer is formed and the metal bodies are cooled while maintaining their close contact with each other until the glass body is bonded to each metal body, and then the first metal body is peeled off from the glass body;
A method for producing a shaped object, comprising:
遷移金属元素を含む第1の金属体と、遷移金属元素を含み第1の金属体に載る大きさの複数の第2の金属体と、前記第2の金属体より大きな面を有するガラス体とを、第1の金属体の上に前記複数の第2の金属体を互いの間に所定の間隙をもたせて配置し、第2の金属体が分布する範囲に向き合うように前記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、
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 the 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 body, the plurality of second metal bodies being arranged on the first metal body with a predetermined gap between them, and the glass body being arranged so as to face the area in which the second metal bodies are distributed, and the metal bodies and the glass body being supported inside a furnace and the furnace being heated;
The glass body, which has been turned into a viscous fluid by heating, is caused to flow in a high-temperature furnace while being brought into close contact with the portions of the second metal body that are not in contact with the first metal body, and the glass body is deformed so that a portion of the glass body passes through the gaps between the second metal bodies and also comes into close contact with the surface of the first metal body. This causes metal oxides produced by the close contact between the glass body and the metal bodies and transition metal ions in the metal oxides to diffuse into the glass body, forming colored layers derived from the metal oxides on the surface portions of the glass body that are in close contact with the metal bodies.
the glass body on which the colored layer is formed and the metal bodies are cooled while maintaining their close contact with each other until the glass body is bonded to each metal body, and then the first metal body is peeled off from the glass body;
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