DE112019005808T5

DE112019005808T5 - Verfahren zum herstellen eines glasgegenstands und verfahren zum erwärmen einen dünnen flachglases

Info

Publication number: DE112019005808T5
Application number: DE112019005808.8T
Authority: DE
Inventors: Takayoshi Saitoh
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2021-08-26
Also published as: CN113039165A; WO2020105345A1; JP7211029B2; US20210395894A1; JP2020083679A; CN113039165B; US11814729B2

Abstract

Dieses Verfahren zum Herstellen eines Glasgegenstands enthält einen Schritt zum Erwärmen eines Erwärmungsobjektes G, das aus Glas besteht. Der Erwärmungsschritt enthält Folgendes: Umwandeln des Spektrums der Infrarotstrahlen W1, die von einer Strahlungswärmequelle 12 ausgestrahlt werden, mittels eines Umwandlungsteils 14, der zwischen der Strahlungswärmequelle 12, die die Infrarotstrahlen W1 ausstrahlt, und dem Erwärmungsobjekt G angeordnet ist; und Erwärmen des Erwärmungsobjektes G, indem bewirkt wird, dass das Erwärmungsobjekt G Infrarotstrahlen W2 absorbiert, die von dem Umwandlungsteil 14 ausgestrahlt werden. Der Umwandlungsteil 14 enthält Folgendes: einen Teil 16 zum Absorbieren von Infrarotstrahlen, der die von der Strahlungswärmequelle 12 ausgestrahlten Infrarotstrahlen W1 absorbiert und Wärme erzeugt; und einen Teil 15 zum Ausstrahlen von Infrarotstrahlen, der aus einer Substanz besteht, die ein Si-Element enthält, und mittels Wärmeleitung von dem Teil 16 zum Absorbieren von Infrarotstrahlen erwärmt wird. Zumindest ein Abschnitt einer Oberfläche des Umwandlungsteils 14, die Oberfläche, die dem Erwärmungsobjekt G gegenüberliegt, enthält zumindest einen Abschnitt einer Oberfläche des Teils 15 zum Ausstrahlen von Infrarotstrahlen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Glasgegenstands und ein Verfahren zum Erwärmen einer Dünnglasfolie.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Patentschrift 1 offenbart eine bekannte Technik als ein Verfahren zum Erwärmen eines Glassubstrates, bei der Infrarotlicht, das von einer Strahlungswärmequelle, wie beispielsweise eine Halogenlampe, ausgestrahlt wird, durch das Glassubstrat absorbiert wird, um das Glassubstrat zu erwärmen.
DOKUMENTE DES STANDS DER TECHNIK
Patentschriften
Patentschrift 1: Offengelegte japanische Patentschrift Nr. 6-260422
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Probleme, die die Erfindung lösen soll
Der Absorptionswellenlängenbereich von Glas in dem Infrarotbereich ist begrenzt. Wenn Infrarotlicht durch ein aus Glas bestehendes Erwärmungsobjekt absorbiert wird, um das Erwärmungsobjekt zu erwärmen, wird somit der größte Teil des von der Strahlungswärmequelle ausgestrahlten Infrarotlichts durch das Erwärmungsobjekt durchgelassen, ohne durch das Erwärmungsobjekt absorbiert zu werden. Folglich wird verhindert, dass das von der Strahlungswärmequelle ausgestrahlte Infrarotlicht effizient in die Wärme des Erwärmungsobjektes umgewandelt wird. Dies erhöht den Leistungsverbrauch, der zum Erwärmen des Erwärmungsobjektes auf eine Soll-Temperatur erforderlich ist.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, den Leistungsverbrauch zum Erwärmen eines aus Glas bestehenden Erwärmungsobjektes zu verringern.
Mittel zum Lösen der Probleme
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung liefert ein Verfahren zum Herstellen eines Glasgegenstands. Das Verfahren enthält einen Erwärmungsschritt, der ein aus Glas bestehendes Erwärmungsobjekt erwärmt. Der Erwärmungsschritt enthält das Erwärmen des Erwärmungsobjektes durch Umwandeln durch einen Wandler, der zwischen dem Erwärmungsobjekt und einer Strahlungswärmequelle angeordnet ist, die Infrarotlicht ausstrahlt, eines Spektrums des von der Strahlungswärmequelle ausgestrahlten Infrarotlichts und Verursachen, dass das Erwärmungsobjekt das von dem Wandler ausgestrahlte Infrarotlicht absorbiert. Der Wandler enthält Folgendes: einen Infrarotlichtabsorber, der durch Absorbieren des von der Strahlungswärmequelle ausgestrahlten Infrarotlichts Wärme erzeugt; und einen Infrarotlichtstrahler, der aus einem siliziumhaltigen Material besteht. Der Infrarotlichtstrahler wird durch Wärmeleitung von dem Infrarotlichtabsorber erwärmt. Zumindest ein Teil einer Oberfläche des Wandlers, die dem Erwärmungsobjekt gegenüberliegt, enthält zumindest einen Teil einer Oberfläche des Infrarotlichtstrahlers.
In einigen Ausführungsformen kann der Infrarotlichtabsorber aus einem schwarzkörperähnlichen Material bestehen.
In einigen Ausführungsformen kann der Infrarotlichtstrahler aus Glas bestehen.
In einigen Ausführungsformen kann das Erwärmungsobjekt eine Dünnglasfolie mit einer Dicke von 0,3 mm oder weniger sein.
In einigen Ausführungsformen kann der Glasgegenstand eine mit einem Film beschichtete Glasfolie sein, die durch Ausbilden eines dünnen Films auf einer Oberfläche der Dünnglasfolie erhalten wird. Der Erwärmungsschritt kann zum Erwärmen der Dünnglasfolie während der Ausbildung des dünnen Films auf der Oberfläche der Dünnglasfolie durch CVD oder Sputtern durchgeführt werden.
In einigen Ausführungsformen kann der Wandler einen Transmissionsabschnitt enthalten, durch welchen das von der Strahlungswärmequelle ausgestrahlte Infrarotlicht durchgelassen wird.
In einigen Ausführungsformen kann der Infrarotlichtstrahler mit dem Infrarotlichtabsorber in Kontakt stehen.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung liefert ein Verfahren zum Erwärmen einer Dünnglasfolie, die eine Dicke von 0,3 mm oder weniger aufweist. Das Verfahren enthält das Erwärmen der Dünnglasfolie durch Umwandeln durch einen Wandler, der zwischen der Dünnglasfolie und einer Strahlungswärmequelle angeordnet ist, die Infrarotlicht ausstrahlt, eines Spektrums des von der Strahlungswärmequelle ausgestrahlten Infrarotlichts und Verursachen, dass die Dünnglasfolie das von dem Wandler ausgestrahlte Infrarotlicht absorbiert. Der Wandler enthält Folgendes: einen Infrarotlichtabsorber, der durch Absorbieren des von der Strahlungswärmequelle ausgestrahlten Infrarotlichts Wärme erzeugt; und einen Infrarotlichtstrahler, der aus einem siliziumhaltigen Material besteht. Der Infrarotlichtstrahler wird durch Wärmeleitung von dem Infrarotlichtabsorber erwärmt.
Effekte der Erfindung
Die vorliegende Erfindung verringert den Leistungsverbrauch zum Erwärmen eines aus Glas bestehenden Erwärmungsobjektes.
Figurenliste

1 ist eine Darstellung, die ein Verfahren zum Herstellen einer mit einem Film beschichteten Glasfolie zeigt.
2 ist eine Darstellung, die die Erwärmungsvorrichtung zeigt.
3 ist eine Darstellung, die eine durch den Wandler durchgeführte Wellenlängenumwandlung zeigt.
4 ist eine Querschnittsansicht, die den Wandler nach einer Modifikation zeigt.
5A ist eine Ansicht von vorne, die den Wandler nach einer Modifikation zeigt.
5B ist eine Querschnittsansicht, die den Wandler nach der Modifikation zeigt.
6A ist eine Ansicht von vorne, die den Wandler nach einer Modifikation zeigt.
6B ist eine Querschnittsansicht, die den Wandler nach der Modifikation zeigt.
7 ist eine Darstellung, die das Verhältnis zwischen der Position des Transmissionsabschnitts in dem Wandler und einer Temperaturverteilung des Erwärmungsobjektes veranschaulicht.

ARTEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Ein Verfahren zum Herstellen eines Glasgegenstands nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine mit einem Film beschichtete Glasfolie her, die einen auf der Oberfläche einer Dünnglasfolie ausgebildeten dünnen Film aufweist. Das Verfahren zum Herstellen der mit einem Film beschichteten Glasfolie enthält das Erwärmen der Dünnglasfolie und Ausbilden des dünnen Films auf der Oberfläche der Dünnglasfolie durch Durchführen eines filmbildenden Prozesses auf dem erwärmten Glassubstrat durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD; engl. chemical vapor deposition) oder Sputtern. Beispiele des dünnen Films enthalten einen Metalloxidfilm, wie beispielsweise ein Indiumzinnoxidfilm, ein mit Fluor dotierter Zinnoxidfilm, ein Zinkoxidfilm und ein mit Antimon dotierter Zinnoxidfilm.
Beispiele der Dünnglasfolie enthalten ein Silikatglas, ein Boratglas, ein alkalifreies Glas, ein Phosphatglas und ein kristallisiertes Glas. In einigen Ausführungsformen ist die Dünnglasfolie vorzugsweise Glas, bei dem der Emissionsgrad einer Wellenlänge von 5 bis 8 µm 90% oder mehr beträgt. Bei einem Silikatglas, einem alkalifreien Glas und einem kristallisierten Glas beträgt der Emissionsgrad einer Wellenlänge von 5 bis 8 µm 90% oder mehr. In einigen Ausführungsformen beträgt die Dicke der Dünnglasfolie 0,3 mm oder weniger und vorzugsweise 0,2 mm oder weniger. Der untere Grenzwert der Dicke der Dünnglasfolie beträgt beispielsweise 3 µm.
Wie in 1 gezeigt, enthält die Ausführungsform einen Erwärmungsprozess für eine längliche Dünnglasfolie G, die von einer ersten Glasrolle R1 kontinuierlich zugeführt wird. Die Dünnglasfolie G wird einem Erwärmungsprozess unter Verwendung von Erwärmungsvorrichtungen 10 und einem filmbildenden Prozess unter Verwendung einer filmbildenden Vorrichtung 20 unterzogen. Der filmbildende Prozess bildet eine mit einem Film beschichtete Glasfolie Ga (Glasgegenstand), die gesammelt wird, indem dieselbe auf eine zweite Glasrolle R2 aufgewickelt wird.
Die Erwärmungsvorrichtungen 10 sind derart angeordnet, dass die Erwärmungsvorrichtungen 10 die Dünnglasfolie G erwärmen können, die sich in einem Erwärmungsbereich A2 befindet. Der Erwärmungsbereich A2 ist festgelegt, um einen filmbildenden Bereich A1 zu enthalten, in dem ein dünner Film durch die filmbildende Vorrichtung 20 gebildet wird. In einigen Ausführungsformen sind zwei Erwärmungsvorrichtungen 10 auf jeweils gegenüberliegenden Seiten der filmbildenden Vorrichtung 20 angeordnet. In der in 1 gezeigten Ausführungsform sind die Erwärmungsvorrichtungen 10 auf der stromaufwärts gelegenen Seite bzw. der stromabwärts gelegenen Seite der filmbildenden Vorrichtung 20 in der Richtung angeordnet, in die sich die Dünnglasfolie G bewegt.
Wie in 2 gezeigt, enthält die Erwärmungsvorrichtung 10 ein Gehäuse 11 mit einer Öffnung 11a, eine Strahlungswärmequelle 12, die in dem Gehäuse 11 angeordnet ist, und einen lichtsammelnden Spiegel 13. Der lichtsammelnde Spiegel 13 wandelt Infrarotlicht, das von der Strahlungswärmequelle 12 ausgestrahlt wird, in einen parallelen Strahl um, der sich in Richtung der Öffnung 11a bewegt. Beispiele der Strahlungswärmequelle 12 enthalten eine Strahlungswärmequelle, wie beispielsweise eine Halogenlampe oder einen Xenonlampe, die ein Erwärmungsobjekt unter Verwendung von Strahlungswärme erwärmt.
Die Öffnung 11a des Gehäuses 11 ist mit einem Wandler 14 versehen, der das Spektrum des von der Strahlungswärmequelle 12 ausgestrahlten Infrarotlichts umwandelt. Der Wandler 14 enthält einen plattenförmigen Infrarotlichtstrahler 15, der aus einem siliziumhaltigen Material (nachstehend als Si-haltiges Material bezeichnet) besteht. Beispiele des Si-haltigen Materials des Infrarotlichtstrahlers 15 enthalten Glas, Siliziumnitrid, Mullit, Aluminiumsilikat, Cordierit und Zirkon. Beispiele des Glases enthalten ein Silikatglas, ein alkalifreies Glas und ein kristallisiertes Glas.
In einigen Ausführungsformen weist das Si-haltige Material des Infrarotlichtstrahlers 15 vorzugsweise eine Abstrahlungscharakteristik ähnlich der der Dünnglasfolie G (Erwärmungsobjekt) auf, beispielsweise einen Emissionsgrad bei der Wellenlänge von 5 bis 8 µm von 90% oder mehr. Bevorzugter weist das Si-haltige Material des Infrarotlichtstrahlers 15 die gleiche Abstrahlungscharakteristik wie die Dünnglasfolie G auf. Das Glas des Infrarotlichtstrahlers 15 weist vorzugsweise eine beschränkte Wärmeausdehnung auf (weist beispielsweise einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 60 oder weniger auf).
Der Infrarotlichtstrahler 15 enthält eine erste Oberfläche 15a und eine zweite Oberfläche 15b gegenüber der ersten Oberfläche 15a. Die erste Oberfläche 15a ist derart angeordnet, dass das Infrarotlicht von der Strahlungswärmequelle 12 in die erste Oberfläche 15a eintritt. Die zweite Oberfläche 15b liegt dem Erwärmungsobjekt (Dünnglasfolie G) gegenüber. Die Dicke des Infrarotlichtstrahlers 15, die als der Abstand zwischen der ersten Oberfläche 15a und der zweiten Oberfläche 15b definiert ist, beträgt vorzugsweise 5 mm oder weniger und bevorzugter 2 mm oder weniger.
Die erste Oberfläche 15a des Infrarotlichtstrahlers 15 ist mit einem Infrarotlichtabsorber 16 versehen. In einigen Ausführungsformen besteht der Infrarotlichtabsorber 16 aus einem schwarzkörperähnlichen Material. In einigen Ausführungsformen ist der Infrarotlichtabsorber 16 ein filmförmiger Abschnitt, der durch Auftragen eines schwarzkörperähnlichen Lacks auf die erste Oberfläche 15a des Infrarotlichtstrahlers 15 ausgebildet wird, und der Infrarotlichtabsorber 16 wird auf der gesamten ersten Oberfläche 15a gleichmäßig angeordnet. Beispielsweise beträgt der Emissionsgrad des Infrarotlichtabsorbers 16 vorzugsweise 90% oder mehr und bevorzugter 95% oder mehr. Jede beliebige Art des schwarzkörperähnlichen Lacks kann für den Infrarotlichtabsorber 16 verwendet werden. Beispielsweise kann ein handelsüblicher schwarzkörperähnlicher Lack (JSC-3, produziert von Japan Sensor Corporation) verwendet werden. Der Infrarotlichtabsorber 16 kann aus einer schwarzen Substanz, wie beispielsweise Kohlenstoff, bestehen.
Die zweite Oberfläche 15b des Infrarotlichtstrahlers 15 ist außen freiliegend. Somit enthält zumindest ein Teil der Oberfläche des Wandlers 14, die dem Erwärmungsobjekt gegenüberliegt, zumindest einen Teil der zweiten Oberfläche 15b des Infrarotlichtstrahlers 15.
Nun wird der Erwärmungsprozess (Erwärmungsschritt) unter Verwendung der Erwärmungsvorrichtung 10 beschrieben werden.
Wie in 3 gezeigt, wird Infrarotlicht W1 von der Strahlungswärmequelle 12 der Erwärmungsvorrichtung 10 ausgestrahlt. Dann wird das Infrarotlicht W1 durch den lichtsammelnden Spiegel 13 in einen parallelen Strahl umgewandelt und durch den Infrarotlichtabsorber 16 des Wandlers 14 absorbiert. Nach dem Absorbieren des Infrarotlichts W1 erzeugt der Infrarotlichtabsorber 16 Wärme durch Wärmeabstrahlung. Wenn der Infrarotlichtabsorber 16 Wärme erzeugt, wird der Infrarotlichtstrahler 15, der mit dem Infrarotlichtabsorber 16 in Kontakt steht, durch Wärmeleitung erwärmt. Von der erwärmten zweiten Oberfläche 15b des Infrarotlichtstrahlers 15 wird Infrarotlicht W2 emittiert. Das Infrarotlicht W2 weist ein Spektrum basierend auf der Abstrahlungscharakteristik des Si-haltigen Materials des Infrarotlichtstrahlers 15 auf.
Somit absorbiert der Wandler 14 das Infrarotlicht W1, das von der Strahlungswärmequelle 12 emittiert wird, und strahlt das Infrarotlicht W2 aus, das sich von dem Infrarotlicht W1 hinsichtlich des Spektrums unterscheidet. Das heißt, der Wandler 14 wandelt das Spektrum des Infrarotlichts W1, das von der Strahlungswärmequelle 12 ausgestrahlt wird, in das Spektrum basierend auf der Abstrahlungscharakteristik des Si-haltigen Materials des Infrarotlichtstrahlers 15 um.
Wie in den 1 und 3 gezeigt, absorbiert die Dünnglasfolie G das Infrarotlicht W2 in dem Erwärmungsbereich A2, in dem das Infrarotlicht W2 von der Erwärmungsvorrichtung 10 ausgestrahlt wird. Durch Erzeugen von Wärme durch Wärmeabstrahlung wird die Dünnglasfolie G, die das Infrarotlicht W2 absorbiert hat, auf eine Temperatur erwärmt, die für den filmbildenden Prozess geeignet ist, (beispielsweise in etwa 500 bis 600°C).
Das Infrarotlicht W2, das das Spektrum basierend auf der Abstrahlungscharakteristik des Si-haltigen Materials aufweist, weist einen großen Anteil der Wellenlänge, die durch das Glas absorbiert wird, und einen kleinen Anteil der Wellenlänge auf, die nicht durch das Glas absorbiert wird. Beispielsweise beträgt der Anteil der Strahldichte der Wellenlänge, die durch das Glas absorbiert wird, relativ zu der Strahldichte der gesamten Wellenlänge des Infrarotlichts W2 80% oder mehr. Somit wird der größte Teil des Infrarotlichts W2 durch die Dünnglasfolie G absorbiert, ohne durch die Dünnglasfolie G durchgelassen zu werden. Dies ermöglicht, dass das von der Erwärmungsvorrichtung 10 ausgestrahlte Infrarotlicht W2 effizient in die Wärme der Dünnglasfolie G umgewandelt wird.
Wie in 1 gezeigt, wird die filmbildende Vorrichtung 20 verwendet, um den filmbildenden Prozess in dem filmbildenden Bereich A1 für die Dünnglasfolie G durchzuführen, die durch die Erwärmungsvorrichtung 10 erwärmt wurde. Die filmbildende Vorrichtung 20 kann eine allgemeine filmbildende Vorrichtung sein, die auf einen filmbildenden Prozess unter Verwendung von CVD oder Sputtern angewandt wird.
Die mit einem Film beschichtete Glasfolie Ga, auf der ein dünner Film gebildet ist, geht durch den Erwärmungsbereich A2 der Erwärmungsvorrichtung 10 hindurch und erreicht eine Position, an der das Infrarotlicht W2 nicht von der Erwärmungsvorrichtung 10 einfallend ist. Dies verringert scharf die Temperatur der mit einem Film beschichteten Glasfolie Ga. Nach dem Durchlaufen des Erwärmungsbereiches A2 und der Verringerung der Temperatur wird die mit einem Film beschichtete Glasfolie Ga auf die zweite Glasrolle R2 aufgewickelt und gesammelt.
Die vorliegende Ausführungsform erzielt die folgenden Vorteile.

(1) Das Verfahren zum Herstellen des Glasgegenstands enthält den Schritt zum Erwärmen des Erwärmungsobjektes, das aus Glas besteht, (Dünnglasfolie G). Der Erwärmungsschritt enthält das Erwärmen des Erwärmungsobjektes durch Umwandeln des Spektrums des Infrarotlichts W1, das von der Strahlungswärmequelle 12 ausgestrahlt wird, durch den Wandler 14, der zwischen dem Erwärmungsobjekt und der Strahlungswärmequelle 12 angeordnet ist, die das Infrarotlicht W1 ausstrahlt, und Verursachen, dass das Erwärmungsobjekt das Infrarotlicht W2 absorbiert, das von dem Wandler 14 ausgestrahlt wird. Der Wandler 14 enthält den Infrarotlichtabsorber 16, der Wärme durch Absorbieren des von der Strahlungswärmequelle 12 ausgestrahlten Infrarotlichts W1 erzeugt, und den Infrarotlichtstrahler 15, der aus einem siliziumhaltigen Material besteht und durch Wärmeleitung von dem Infrarotlichtabsorber 16 erwärmt wird. Zumindest ein Teil der Oberfläche des Wandlers 14, die dem Erwärmungsobjekt gegenüberliegt, enthält zumindest einen Teil der Oberfläche des Infrarotlichtstrahlers 15.

Bei dieser Struktur wird das Infrarotlicht W2, das einen großen Anteil der Wellenlänge, die durch das Glas absorbiert wird, und einen kleinen Anteil der Wellenlänge aufweist, die nicht durch das Glas absorbiert wird, von dem Wandler 14 ausgestrahlt. Dies ermöglicht, dass der größte Teil des von dem Wandler 14 ausgestrahlten Infrarotlichts W2 durch das Erwärmungsobjekt absorbiert wird, das aus Glas besteht, ohne durch das Erwärmungsobjekt durchgelassen zu werden. Folglich wird das von dem Wandler 14 ausgestrahlte Infrarotlicht W2 effizient in Wärme des Erwärmungsobjektes umgewandelt. Dies verringert den Leistungsverbrauch, der zum Erwärmen des Erwärmungsobjektes erforderlich ist.
(2) Wenn der Infrarotlichtabsorber 16 aus einem schwarzkörperähnlichen Material besteht, kann der Infrarotlichtabsorber 16 das Infrarotlicht W1 effizienter absorbieren.

(3) Wenn der Infrarotlichtstrahler 15 aus Glas besteht, wird das von dem Wandler 14 ausgestrahlte Infrarotlicht effizienter in die Wärme des Erwärmungsobjektes umgewandelt.
(4) Das Erwärmungsobjekt ist eine Dünnglasfolie mit einer Dicke von 0,3 mm oder weniger.

Verglichen zu einem dickeren Glas, weist die Dünnglasfolie eine geringere Wärmekapazität auf und kühlt daher aufgrund der Außentemperatur eher ab. Um die Dünnglasfolie auf einer Soll-Temperatur erwärmt zu halten, ist es somit effektiv, die Dünnglasfolie mit Infrarotlicht zu bestrahlen, so dass die Strahlungswärme verursacht, dass die Dünnglasfolie Wärme erzeugt. Das Bestrahlen der Dünnglasfolie mit Infrarotlicht und Erwärmen der Dünnglasfolie erhöhen jedoch den Transmissionsgrad des Infrarotlichts aufgrund der geringen Dünne der Dünnglasfolie und verschlechtert die Erwärmungseffizienz relativ zu dem Leistungsverbrauch. Folglich verringert der Einsatz des oben beschriebenen Prozesses zum Erwärmen der Dünnglasfolie ferner den Leistungsverbrauch, der zum Erwärmen des Erwärmungsobjektes erforderlich ist.
(5) Der Glasgegenstand ist die mit einem Film beschichtete Glasfolie Ga, die durch Bilden eines dünnen Films auf der Oberfläche der Dünnglasfolie G erhalten wird. In dem Verfahren zum Herstellen des Glasgegenstands wird der oben beschriebene Erwärmungsschritt durchgeführt, um die Dünnglasfolie G während der Bildung des dünnen Films auf der Oberfläche der Dünnglasfolie G durch CVD oder Sputtern zu erwärmen.
Wenn CVD oder Sputtern durchgeführt wird, um einen dünnen Film zu bilden, wird ein striktes Management für die Temperatur eines Objektes erfordert, auf dem der dünne Film gebildet wird. In dem oben beschriebenen Schritt, der das Erwärmungsobjekt unter Verwendung des durch den Wandler 14 umgewandelten Infrarotlichts W2 erwärmt, wird das Erwärmungsobjekt auf die Soll-Temperatur erwärmt und die Temperatur desselben von dem erwärmten Zustand in einer kurzen Zeitdauer verringert. Somit ist dieser Schritt für das Erwärmungsverfahren geeignet, wenn ein dünner Film durch CVD oder Sputtern gebildet wird.
(6) Der Infrarotlichtstrahler 15 steht mit dem Infrarotlichtabsorber 16 in Kontakt.
Bei dieser Struktur wird Wärme effizient von dem Infrarotlichtabsorber 16 zu dem Infrarotlichtstrahler 15 übertragen. Dies erhöht schnell die Temperatur der zweiten Oberfläche 15b des Infrarotlichtstrahlers 15 (die Oberfläche des Wandlers 14, die dem Erwärmungsobjekt gegenüberliegt) mit einer verbesserten Verantwortung.
(7) Der Infrarotlichtstrahler 15 weist eine Dicke von 5 mm oder weniger auf.
Bei dieser Struktur erhöht die Wärmeleitung von dem Infrarotlichtabsorber 16 schnell die Temperatur der zweiten Oberfläche 15b des Infrarotlichtstrahlers 15 (die Oberfläche des Wandlers 14, die dem Erwärmungsobjekt gegenüberliegt) mit einer verbesserten Verantwortung.
Die oben beschriebene Ausführungsform kann wie folgt modifiziert werden. Die oben beschriebene Ausführungsform und die folgenden Modifikationen können kombiniert werden, solange die kombinierten Modifikationen miteinander technisch übereinstimmend bleiben.
Die Oberfläche des Wandlers 14, die dem Erwärmungsobjekt gegenüberliegt, kann teilweise mit einem Abschnitt versehen werden, der aus einem anderen Material als dem Si-haltigen Material besteht.
Der Infrarotlichtabsorber 16 muss nicht aus einem schwarzkörperähnlichen Lack bestehen. Beispiele anderer Materialen, die verwendet werden können, um den Infrarotlichtabsorber 16 zu bilden, enthalten ein schwarzkörperähnliches Band und Keramik, wie beispielsweise Siliziumkarbid.
Der Infrarotlichtstrahler 15 muss nicht plattenförmig sein. Stattdessen kann der Infrarotlichtstrahler 15 beispielsweise eine Blockform oder Linsenform aufweisen. In diesem Fall müssen die Oberfläche (erste Oberfläche 15a), an der das Infrarotlicht W1 von der Strahlungswärmequelle 12 einfallend ist, und die Oberfläche (zweite Oberfläche 15b), an der das Infrarotlicht W2 in Richtung des Erwärmungsobjektes ausgestrahlt wird, nicht in entgegengesetzte Richtungen gerichtet sein.
Der Infrarotlichtstrahler 15 kann eine Filmform aufweisen. Beispielsweise kann der Infrarotlichtabsorber 16 plattenförmig sein und aus Keramik bestehen und der Infrarotlichtstrahler 15 eine Glasbeschichtung sein, die aus einem pulverisierten Glas gebildet wird, das an der Oberfläche des Infrarotlichtabsorbers 16 anhaftet.
Wie in 4 gezeigt, kann der Wärmeleitungsabschnitt 17 zwischen dem Infrarotlichtstrahler 15 und dem Infrarotlichtabsorber 16 des Wandlers 14 angeordnet werden. Der Wärmeleitungsabschnitt 17 besteht beispielsweise aus einer wärmeleitenden Substanz, die zum Übertragen der Wärme des Infrarotlichtabsorbers 16 zu dem Infrarotlichtstrahler 15 fähig ist.
Der Wandler 14 kann einen Transmissionsabschnitt enthalten, durch welchen das von der Strahlungswärmequelle 12 ausgestrahlte Infrarotlicht W1 durchgelassen wird. Wie beispielsweise in den 5A, 5B, 6A und 6B gezeigt, enthält die Oberseite der ersten Oberfläche 15a des Infrarotlichtstrahlers 15 teilweise Abschnitte, auf welchen der Infrarotlichtabsorber 16 nicht vorgesehen ist. In Übereinstimmung mit den Abschnitten, auf welchen der Infrarotlichtabsorber 16 nicht vorgesehen ist, weist der Infrarotlichtstrahler 15 Abschnitte (Transmissionsabschnitte 18) auf, durch welche das von der Strahlungswärmequelle 12 einfallende Infrarotlicht W1 durchgelassen wird. Das Anordnen der Transmissionsabschnitte 18 steuert leicht die Temperaturverteilung des Erwärmungsobjektes, wenn dasselbe erwärmt wird. Beispielsweise ist es möglich, das gesamte Erwärmungsobjekt gleichmäßig zu erwärmen, und auch möglich, die Temperatur eines spezifischen Teils des Erwärmungsobjektes teilweise zu erhöhen.
Der Graph der 7 zeigt die Temperaturverteilung der Dünnglasfolie G, wenn der Erwärmungsprozess unter Verwendung des Wandlers 14 der Erwärmungsvorrichtung 10, der keine Transmissionsabschnitte 18 enthält (Testbeispiel 1), oder des Wandlers 14, der den/die Transmissionsabschnitt(e) 18 enthält (Testbeispiele 2 und 3), durchgeführt wird. Bei dem Wandler 14 des Testbeispiels 1 ist die gesamte erste Oberfläche 15a mit dem Infrarotlichtabsorber 16 versehen. Bei dem Wandler 14 des Testbeispiels 2 enthält der Abschnitt, der einem mittleren Teil der Dünnglasfolie G (Erwärmungsobjekt) entspricht, mehrere Abschnitte, die nicht mit dem Infrarotlichtabsorber 16 versehen sind. Bei dem Wandler 14 des Testbeispiels 3 enthält der gesamte Abschnitt, der dem mittleren Teil der Dünnglasfolie G (Erwärmungsobjekt) entspricht, keinen Infrarotlichtabsorber 16.
Wie in dem Graphen der 7 gezeigt, weist die Dünnglasfolie G bei Verwendung des Wandlers 14 des Testbeispiels 1 eine höhere Temperatur an dem mittleren Teil als an den gegenüberliegenden Kanten auf. Wenn die Wandler 14 des Testbeispiels 2 und Testbeispiels 3 verwendet werden, weist der mittlere Teil der Dünnglasfolie G Abschnitte mit einer relativ geringen Temperatur in Übereinstimmung mit den Abschnitten (Transmissionsabschnitte 18) auf, die den Infrarotlichtabsorber 16 nicht enthalten. Somit ermöglicht das Anordnen der Transmissionsabschnitte 18, dass die Temperatur jedes Abschnitts des Erwärmungsobjektes gesteuert werden kann. Ferner ermöglicht das Einstellen der Positionen der Transmissionsabschnitte 18, dass das gesamte Erwärmungsobjekt gleichmäßiger erwärmt wird und die Temperatur eines spezifischen Teils des Erwärmungsobjektes relativ hoch oder niedrig ist.
Der Wandler 14 kann einen ersten Umwandlungsabschnitt und einen zweiten Umwandlungsabschnitt enthalten. Der erste Umwandlungsabschnitt wandelt das Infrarotlicht W1, das von der Strahlungswärmequelle 12 ausgestrahlt wird, in das Infrarotlicht W2 eines Spektrums mit einem ersten Muster um. Der zweite Umwandlungsabschnitt wandelt das Infrarotlicht W1 in das Infrarotlicht W2 eines Spektrums um, das sich von dem ersten Muster unterscheidet aufweist. Beispielsweise ist ein Teil des Infrarotlichtstrahlers 15 mit einem Abschnitt aus einem zweiten Si-haltigen Material versehen, das eine andere Abstrahlungscharakteristik aufweist, so dass das Infrarotlicht des Spektrums, das ein zweites Muster basierend auf dem zweiten Si-haltigen Material aufweist, von dem zweiten Si-haltigen Material ausgestrahlt wird. Mit anderen Worten kann der Infrarotlichtstrahler 15 zumindest zwei Arten eines Si-haltigen Materials enthalten, die Infrarotlicht der Spektren mit Mustern ausstrahlen, die sich voneinander unterscheiden.
In gleicher Weise wie das Vorsehen der Transmissionsabschnitte 18 steuert das Versehen des Wandlers 14 mit dem ersten Umwandlungsabschnitt und dem zweiten Umwandlungsabschnitt leicht die Temperaturverteilung des Erwärmungsobjektes, wenn dasselbe erwärmt wird. Ferner können mehrere zweite Umwandlungsabschnitte vorgesehen werden. In diesem Fall können die Spektren des von den zweiten Umwandlungsabschnitten ausgestrahlten Infrarotlichts einander gleichen oder sich voneinander unterscheiden.
Die Atmosphäre des Bereiches zwischen der Erwärmungsvorrichtung 10 und dem Erwärmungsobjekt ist nicht besonders beschränkt. In einigen Ausführungsformen kann die Atmosphäre des Bereiches zwischen der Erwärmungsvorrichtung 10 und dem Erwärmungsobjekt vorzugsweise eine Wasserdampfmenge von 2 g/m³ oder weniger (beispielsweise Vakuum) aufweisen. Wenn die Atmosphäre des Bereiches eine geringe Wasserdampfmenge aufweist, wird das von dem Wandler 14 der Erwärmungsvorrichtung 10 ausgestrahlte Infrarotlicht W2 weniger wahrscheinlich durch den in dem Bereich enthaltenen Wasserdampf absorbiert. Somit wird verhindert, dass das Infrarotlicht W2, das das Erwärmungsobjekt erreicht, abgeschwächt wird. Dies ermöglicht, dass das Erwärmungsobjekt das von dem Wandler 14 ausgestrahlte Infrarotlicht W2 effizient absorbiert, und wandelt das Infrarotlicht W2 effizient in die Wärme des Erwärmungsobjektes um. Infolgedessen nimmt der zum Erwärmen des Erwärmungsobjektes erforderliche Leistungsverbrauch weiter ab.
Die Anordnung der Erwärmungsvorrichtung 10 ist nicht besonders beschränkt. In einigen Ausführungsformen kann es bevorzugt werden, die Erwärmungsvorrichtung 10 derart anzuordnen, dass der Abstand zwischen dem Erwärmungsobjekt und der Oberfläche des Infrarotlichtstrahlers 15, die dem Erwärmungsobjekt gegenüberliegt, 2 bis 20 mm beträgt. Das Festlegen des Abstands auf 2 mm oder mehr verhindert, dass das Erwärmungsobjekt und die Erwärmungsvorrichtung 10 einander berühren, wenn das Erwärmungsobjekt bewegt wird. Wenn der Bereich zwischen der Erwärmungsvorrichtung 10 und dem Erwärmungsobjekt eine Substanz (beispielsweise Wasserdampf) enthält, die das von dem Wandler 14 ausgestrahlte Infrarotlicht W2 absorbiert, schwächt sich das Infrarotlicht W2 stark ab, wenn dasselbe durch den Bereich hindurch geht, wobei dadurch eine Temperaturerhöhung in dem Erwärmungsobjekt beschränkt wird. Solch eine Situation wird durch Festlegen des Abstands auf 20 mm oder weniger verhindert.
In dem Verfahren zum Herstellen der mit einem Film beschichteten Glasfolie kann ein dünner Film auf einem Glaselement (Erwärmungsobjekt) mit einer Dicke von größer als 0,3 mm gebildet werden.
Der Erwärmungsprozess (Erwärmungsschritt) unter Verwendung der Erwärmungsvorrichtung 10 muss nicht mit dem Ziel des Erwärmens des filmbildenden Objektes beim Bilden eines Films durch CVD oder Sputtern durchgeführt werden. Stattdessen kann der Erwärmungsprozess zum Erwärmen des aus Glas bestehenden Erwärmungsobjektes mit verschiedenen Zielen durchgeführt werden.
Der technische Gedanke, der von der oben beschriebenen Ausführungsform und den Modifikationen erhältlich ist, wird beschrieben werden.

(i) Ein Verfahren zum Herstellen eines Glasgegenstands, wobei der Wandler Folgendes enthält:
- einen ersten Umwandlungsabschnitt, der das von der Strahlungswärmequelle ausgestrahlte Infrarotlicht in Infrarotlicht eines Spektrums mit einem ersten Muster umwandelt; und
- einen zweiten Umwandlungsabschnitt, der das von der Strahlungswärmequelle ausgestrahlte Infrarotlicht in Infrarotlicht eines Spektrums mit einem zweiten Muster umwandelt, das sich von dem ersten Muster unterscheidet, und
- die Oberfläche des Wandlers, die dem Erwärmungsobjekt gegenüberliegt, eine Oberfläche des ersten Umwandlungsabschnitts und eine Oberfläche des zweiten Umwandlungsabschnitts enthält.

Beispiele
Die vorliegende Ausführungsform wird nun in Bezug auf ein Beispiel und Vergleichsbeispiele beschrieben werden, wenngleich die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.
Beispiel 1
Wie in 3 gezeigt, wurde der Wandler 14, der das Spektrum des von der Strahlungswärmequelle 12 ausgestrahlten Infrarotlichts W1 umwandelte, zwischen der Strahlungswärmequelle 12, die das Infrarotlicht W1 ausstrahlte, und der Dünnglasfolie G angeordnet. Ferner wurde ein Erwärmungstest ausgeführt, bei dem die Dünnglasfolie G erwärmt wurde, indem verursacht wurde, dass die Dünnglasfolie G das von dem Wandler 14 ausgestrahlte Infrarotlicht W2 absorbiert. Zudem wurde die Leistung gemessen, die durch die Strahlungswärmequelle 12 verbraucht wurde, bis die Dünnglasfolie G auf 600°C erhitzt war. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.
Wie in 3 gezeigt, enthielt der Wandler 14 den Infrarotlichtabsorber 16, bei dem ein schwarzkörperähnlicher Lack auf die gesamte Oberfläche (erste Oberfläche 15a) des plattenförmigen Infrarotlichtstrahlers 15, die der Strahlungswärmequelle 12 gegenüberliegt, aufgetragen wurde. Das Detail jedes Elements, das für den Erwärmungstest verwendet wurde, ist wie folgt.
Dünnglasfolie: Alkalifreies Glas mit einer Länge von 50 mm, Breite von 300 mm und Dicke von 50 µm
Strahlungswärmequelle: Halogenlampe
Infrarotlichtstrahler: Kristallisiertes Glas mit einer Länge von 50 mm, Breite von 350 mm und Dicke von 1,5 mm
Infrarotlichtabsorber: Schwarzkörperähnlicher Lack (JSC-3, produziert von Japan Sensor Corporation)
Vergleichsbeispiel 1
Anstelle des Wandlers 14 des Beispiels 1 enthielt der Wandler 14 des Vergleichsbeispiels 1 den Infrarotlichtabsorber 16, bei dem der schwarzkörperähnliche Lack auf die gesamte Oberfläche (erste Oberfläche 15a) des plattenförmigen Infrarotlichtstrahlers 15, die der Strahlungswärmequelle 12 gegenüberliegt, und die gesamte Oberfläche (zweite Oberfläche 15b) des Infrarotlichtstrahlers 15, die dem Erwärmungsobjekt gegenüberliegt, aufgetragen wurde. Mit Ausnahme von dieser Bedingung wurde der Erwärmungstest in der gleichen Weise wie der des Beispiels 1 ausgeführt. Die Leistung, die durch die Strahlungswärmequelle 12 verbraucht wurde, bis die Dünnglasfolie G auf 600°C erwärmt wurde, wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 2

Anstelle des Wandlers 14 des Beispiels 1 wurde der plattenförmige Infrarotlichtstrahler 15 verwendet, der den Infrarotlichtabsorber 16 nicht enthielt. Mit Ausnahme von dieser Bedingung wurde der Erwärmungstest in der gleichen Weise wie der des Beispiels 1 ausgeführt. Die Leistung, die durch die Strahlungswärmequelle 12 verbraucht wurde, bis die Dünnglasfolie G auf 600°C erwärmt wurde, wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1

	Infrarotlichtabsorber		Leistungs-verbrauch (W)
	Seite der Strahlungswärmequelle (auf erster Oberfläche 15a)	Seite des Erwärmungsobjektes (auf zweiter Oberfläche 15b)	Leistungs-verbrauch (W)
Beispiel 1	Enthalten	Nicht enthalten	3350
Vergleichs-beispiel 1	Enthalten	Enthalten	3570
Vergleichs-beispiel 2	Nicht enthalten	Nicht enthalten	>4000

Wie in Tabelle 1 gezeigt, war der Leistungsverbrauch zum Erwärmen der Dünnglasfolie G auf die Soll-Temperatur im Beispiel 1 geringer als im Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2. In dem Erwärmungstest des Vergleichsbeispiels 2 erreichte die Temperatur der Dünnglasfolie G nicht 600°C zu dem Zeitpunkt, zu dem der Leistungsverbrauch 4000 W überstieg, und somit wurde der Test an diesem Punkt beendet. Diese Ergebnisse indizieren, dass bei Verwendung der Strahlungswärmequelle zum Erwärmen des Erwärmungsobjektes, das aus Glas besteht, der Leistungsverbrauch durch Anordnen des Wandlers mit einer spezifischen Struktur zwischen der Strahlungswärmequelle und dem Erwärmungsobjekt verringert wird.
Bezugszeichenliste

G): Dünnglasfolie;
Ga): Mit einem Film beschichtete Glasfolie;
W1, W2): Infrarotlicht;
10): Erwärmungsvorrichtung;
11): Gehäuse;
12): Strahlungswärmequelle;
13): Lichtsammelnder Spiegel;
14): Wandler;
15): Infrarotlichtstrahler;
15a): Erste Oberfläche;
15b): Zweite Oberfläche;
16): Infrarotlichtabsorber;
17): Wärmeleitungsabschnitt;
18): Transmissionsabschnitt;
20): Filmbildende Vorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 6260422 [0003]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Glasgegenstands, wobei das Verfahren einen Erwärmungsschritt aufweist, der ein aus Glas bestehendes Erwärmungsobjekt erwärmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Erwärmungsschritt das Erwärmen des Erwärmungsobjektes durch Umwandeln durch einen Wandler, der zwischen dem Erwärmungsobjekt und einer Strahlungswärmequelle angeordnet ist, die Infrarotlicht ausstrahlt, eines Spektrums des von der Strahlungswärmequelle ausgestrahlten Infrarotlichts und Verursachen, dass das Erwärmungsobjekt das von dem Wandler ausgestrahlte Infrarotlicht absorbiert, enthält, der Wandler Folgendes enthält: einen Infrarotlichtabsorber, der Wärme durch Absorbieren des von der Strahlungswärmequelle ausgestrahlten Infrarotlichts erzeugt; und einen Infrarotlichtstrahler, der aus einem siliziumhaltigen Material besteht, wobei der Infrarotlichtstrahler durch Wärmeleitung von dem Infrarotlichtabsorber erwärmt wird, und zumindest ein Teil einer Oberfläche des Wandlers, die dem Erwärmungsobjekt gegenüberliegt, zumindest einen Teil einer Oberfläche des Infrarotlichtstrahlers enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Infrarotlichtabsorber aus einem schwarzkörperähnlichen Material besteht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Infrarotlichtstrahler aus Glas besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Erwärmungsobjekt eine Dünnglasfolie mit einer Dicke von 0,3 mm oder weniger ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Glasgegenstand eine mit einem Film beschichtete Glasfolie ist, die durch Bilden eines dünnen Films auf einer Oberfläche der Dünnglasfolie erhalten wird, und der Erwärmungsschritt zum Erwärmen der Dünnglasfolie während der Bildung des dünnen Films auf der Oberfläche der Dünnglasfolie durch CVD oder Sputtern durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Infrarotlichtstrahler mit dem Infrarotlichtabsorber in Kontakt steht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Wandler einen Transmissionsabschnitt enthält, durch welchen das von der Strahlungswärmequelle ausgestrahlte Infrarotlicht durchgelassen wird.
Verfahren zum Erwärmen einer Dünnglasfolie, die eine Dicke von 0,3 mm oder weniger aufweist, wobei das Verfahren das Erwärmen der Dünnglasfolie durch Umwandeln durch einen Wandler, der zwischen der Dünnglasfolie und einer Strahlungswärmequelle angeordnet ist, die Infrarotlicht ausstrahlt, eines Spektrums des von der Strahlungswärmequelle ausgestrahlten Infrarotlichts und Verursachen, dass die Dünnglasfolie das von dem Wandler ausgestrahlte Infrarotlicht absorbiert, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler Folgendes enthält: einen Infrarotlichtabsorber, der Wärme durch Absorbieren des von der Strahlungswärmequelle ausgestrahlten Infrarotlichts erzeugt; und einen Infrarotlichtstrahler, der aus einem siliziumhaltigen Material besteht, wobei der Infrarotlichtstrahler durch Wärmeleitung von dem Infrarotlichtstrahler erwärmt wird.