JP2014047973A - 熱処理用セッター及びそれを用いた熱処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理物を載置して熱処理するための熱処理用セッターの破損を可及的に低減する。
【解決手段】結晶性板ガラス８等の被処理物を載置して熱処理するための熱処理用セッター１を、複数枚の平板状のセッター部材２₁，２₂を重ねると共に、重ねられるセッター部材２₁，２₂間に、それら間の熱伝導を抑制するアルミナペーパー３等の中間部材を介在させて構成する。これによって、１枚のセッター部材のみで構成される従来例の熱処理用セッターに比べて、熱処理時、特に急冷却時に、各セッター部材２₁，２₂における温度むらを抑制して各セッター部材２₁，２₂の破損を低減する。
【選択図】図４

Description

本発明は、熱処理される被処理物が載置される熱処理用セッター及びそれを用いた熱処理方法に関し、更に詳しくは、結晶性ガラスを加熱処理して結晶化ガラスを製造するのに好適な熱処理用セッター及び熱処理方法に関する。

一般的に、結晶化ガラスは、結晶性ガラスを加熱処理して結晶を析出させる、すなわち、結晶化させることにより得られ、耐熱性や耐熱衝撃性に優れるため、例えばストーブや暖炉などの暖房装置において、内部の燃焼状態を視認するための前面窓ガラスなどとして、透明な結晶化ガラス板が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

このような用途に使用される結晶化ガラス板には、暖房装置の意匠性を向上させるために、暖房装置に応じた形状、例えば、平板、曲げ板、Ｒ曲げ板の各種形状の結晶化ガラス板が用いられている。

かかる結晶化ガラス板は、ロール成型等によって板状とされた結晶性板ガラスを、前記各種形状に対応した加工面を有する支持台、いわゆる、トチの上に載置して熱処理し、前記加工面に沿った形状に軟化変形させ、更に、結晶化させることによって得ることができる。

この熱処理工程においては、生産性を高めるため、前記加工面上に結晶性板ガラスをそれぞれ支持した複数のトチを、１枚の熱処理用セッター上に載置すると共に、これらトチを熱処理用セッター上で、耐熱煉瓦等の比較的重量のある固定用治具で位置固定したうえで、熱処理用セッターを、ローラーハースキルン等の熱処理炉内を搬送ローラーにより搬送して熱処理するようにしている。

この場合、熱処理炉内では、所定の温度プロファィルに従って、昇温、温度保持、冷却といった順で熱処理が行われるが、形状不良などが生じないように、結晶性板ガラスの温度が、熱処理炉内の設定された雰囲気温度となるように熱処理用セッターの搬送速度等が制御される。

被処理物である結晶性板ガラスを支持する上記トチは、一般に、コーディエライトやムライトなどの耐火セラミックス、あるいは、ネオセラムなどの結晶化ガラスからなる（例えば特許文献２参照）。

前記耐火セラミックス製のトチは、熱容量が大きいために、上記熱処理工程において、結晶性板ガラスの温度を、熱処理炉内の設定された雰囲気温度にするのに時間がかかる。

これに対して、前記結晶化ガラス製のトチは、耐火セラミックス製のトチに比べて、内部に空隙が少なく、熱容量が小さいので、上記熱処理工程において、結晶性板ガラスの温度を、熱処理炉内の設定された雰囲気温度にするのに要する時間を短縮することができる、すなわち、熱処理に要する時間を短縮して結晶化ガラス板の生産性を高めることができる。

特開平５−２２９８５１号公報 特開２０１２−９１９９５号公報

しかしながら、生産性を高めるために熱処理時間を短縮すると、熱処理用セッター、その上に載置されるトチ及び結晶性板ガラスは、熱処理工程において、急速に加熱、冷却されることになり、熱処理用セッター及びトチは、繰返し使用されるものであるために、急加熱、急冷却による熱衝撃を繰返し受けることになる。

特に、トチ及び結晶性板ガラスの荷重を受けて、搬送ローラーに当接しながら熱処理炉内を搬送される熱処理用セッターは、前記熱処理工程、特に急冷却時の熱衝撃によって破損する場合がある。

熱処理用セッターが破損すると、その上に載置されているトチやその一部等が、破損箇所から搬送ローラー上に落下して搬送ローラー間にはまり込み、熱処理用セッターが熱処理炉内で詰まったりするなどの大きな炉内事故が生じる虞がある。

本発明は、上述のような点に鑑みてなされたものであって、熱処理用セッターの破損を可及的に低減することを目的とする。

本件発明者は、上記目的を達成するために、熱処理用セッターの破損について鋭意研究した。

生産効率を高めるために、熱処理用セッター上には、被処理物である結晶性板ガラスを支持した各種形状の多くのトチ、及び、トチの位置を固定するための固定用治具等が積載され、これら積載物から大きな荷重を受けている。

そこで、熱処理用セッターの破損を防止する上で、熱処理用セッターの厚みを厚くして強度を高めることが容易に考えられたが、熱処理用セッターの厚みを単に厚くしただけでは、熱処理用セッターの破損を防止できるには至らなかった。

更に、鋭意研究を重ねたところ、熱処理工程における熱処理用セッターの破損は、熱処理用セッターの温度むらに起因するものと考えられた。

すなわち、熱処理用セッターの積載物が載置される側の面である表面側表層において、積載物が載置されて、該積載物に直接接している箇所は、熱処理の際に加熱されにくく、冷却されにくい。特に、トチの位置を固定するための耐熱煉瓦等の比較的重量のある固定用治具のように熱容量の大きい積載物に直接接している箇所は、加熱されにくく、冷却されにくい。

これに対して、熱処理用セッターの表面側表層において、積載物が載置されていない箇所は、熱処理炉内の雰囲気に直接接しているので、加熱されやすく、冷却されやすい。

このように熱処理用セッターの表面側表層には、熱容量の大きな積載物が載置されて、加熱されにくく、冷却されにくい箇所と、積載物が載置されておらず、熱処理炉内の雰囲気に直接接して、加熱されやすく、冷却されやすい箇所とが存在する。

一方、積載物が載置されない熱処理用セッターの裏面側表層は、全面が、熱処理炉内の雰囲気に直接接しているので、均一に加熱されやすく、冷却されやすい。

熱処理用セッターが破損しやすい急冷却時には、熱処理用セッターは、表面側及び裏面側から主に冷却されるのであるが、特に、全面が熱処理炉内の雰囲気に直接接している裏面側から効率的に冷却される。

このとき、熱処理用セッターの表面側表層の、積載物が載置されていない箇所は、冷却されやすいので、裏面側から効率的に冷却されて急速に温度が低下するのに対して、熱処理用セッターの表面側表層の、積載物が載置されている箇所は、熱容量の大きな積載物に直接接しているので、冷却されにくく、その温度の低下速度は遅い。

このように、急冷却時には、熱処理用セッターの表面側表層の、積載物が載置されていない箇所は、その温度が急速に低下するのに対して、熱処理用セッターの表面側表層の、熱容量の大きな積載物が載置されている箇所は、その温度の低下速度が遅い。

このため、熱処理用セッターの表面側表層の積載物が載置されていない箇所と、積載物が載置されている箇所との間に大きな温度差、いわゆる、温度むらが生じ、それに起因する熱応力によって、熱処理用セッターの破損が生じるものと考えられる。

そこで、本件発明者は、このような点に着目して、鋭意研究し、熱処理工程における破損を低減できる熱処理用セッターを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、（１）本発明に係る熱処理用セッターは、被処理物を載置して熱処理するための熱処理用セッターであって、複数枚の平板状のセッター部材を重ねると共に、重ねられるセッター部材間に、それらセッター部材間の熱伝導を抑制する中間部材を介在させるものである。

ここで、本発明の作用効果の理解を容易にするために、平板状のセッター部材の枚数を２枚とし、２枚のセッター部材間に、それらの間の熱伝導を抑制する中間部材を介在させて熱処理用セッターを構成した場合について説明する。

この構成では、表面（上面）に積載物が載置される上側セッター部材と、裏面（下面）の全面が熱処理炉内の雰囲気に直接接している下側セッター部材との間には、それらの間の熱伝導を抑制する中間部材が介在することになる。

１枚のセッターで構成される従来例では、急冷却時には、セッターの表面側表層の、積載物が載置されていない箇所は、裏面側から効率的に冷却されて、その温度が急速に低下するのに対して、熱容量の大きな積載物が載置されている箇所は、その温度の低下速度が遅く、前記両箇所の間には、大きな温度差が生じていた。

これに対して、本発明の上側セッター部材と下側セッター部材との間には、熱伝導を抑制する中間部材が介在するので、急冷却時に、全面が熱処理炉内の雰囲気に直接接している下側セッター部材の裏面側から冷却されても、中間部材によって熱伝導が抑制されるために、上側セッター部材の表面側表層の、積載物が載置されていない箇所の温度が急速に低下することはなく、温度低下の速度は遅くなる。

その結果、上側セッター部材の表面側表層の、積載物が載置されていない箇所と、熱容量の大きな積載物が載置されている箇所との温度差が相対的に小さくなる、すなわち、温度むらが抑制されることになり、温度むらに起因する破損を低減することができる。

また、下側セッター部材は、中間部材によって上側セッター部材の温度むらの影響を受けることなく、下側セッター部材の裏面側表層は、その全面が熱処理炉内の雰囲気に直接接しているので、均一に冷却されるので、温度むらによる破損を防止することができる。

急加熱時においても、急冷却時と同様に各セッター部材の温度むらを抑制することができる。

したがって、上側セッター部材及び下側セッター部材を含む熱処理用セッターは、全体として、熱処理工程における温度むらを抑制し、熱応力を緩和して、破損を低減することができる。

なお、３枚以上のセッター部材を重ねると共に、重ねたセッター部材の間に中間部材を介在させた場合にも、２枚の場合と同様に熱処理用セッターの破損を低減することができる。

各セッター部材の材質は、特に限定されず、従来の熱処理用セッターと同様の材質とすることができる。複数枚の各セッター部材の材質は、同じ材質とするのが好ましいが、異なる材質としてもよい。

複数枚の各セッター部材の厚みは、等しくてもよいし、異なっていてもよい。

また、セッター部材を３枚以上重ねる場合、例えば、３枚重ねるときには、上側のセッター部材と中間のセッター部材との間、及び、中間のセッター部材と下側のセッター部材との間のように、中間部材をそれぞれ２箇所に介在させてもよいが、いずれか一箇所に中間部材を介在させてもよい。すなわち、本発明では、中間部材は、少なくとも一箇所のセッター部材間に介在させればよい。

中間部材は、該中間部材を挟むセッター部材間の熱伝導を抑制するものであればよく、前記セッター部材よりも熱伝導率の低いものであるのが好ましい。この中間部材は、重ねられる平板状のセッター部材間に介在させるものであるので、シート状であるのが好ましいが、薄い平板状であってもよい。

（２）本発明の熱処理用セッターの好ましい実施態様では、前記複数枚が、２枚であり、前記中間部材が、セラミックシートである。

平板状のセッター部材の板厚は、５〜９ｍｍ程度が好ましい。セッター部材の板厚が薄すぎると、枚数を多くしなければ、載置される積載物の荷重に耐えられず、逆に、板厚が厚すぎると、熱容量が大きくなり、好ましくない。

中間部材は、セラミックシートであるのが好ましい。このセラミックシートとしては、例えば、アルミナ、シリカ、あるいは、ジルコニアなどのセラミックスファイバーを含むペーパー状のシートが好ましい。

この実施態様によると、セッター部材の枚数を最小枚数の２枚とすることによって、熱処理用セッターを構成する作業が簡素化される。

（３）本発明の熱処理用セッターの他の実施態様では、前記被処理物が、支持台に支持されて当該熱処理用セッター上に載置されるものであり、前記支持台及び前記複数枚のセッター部材が、Ｌｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系結晶化ガラスからなる。

この実施態様によると、被処理物を支持する支持台は、Ｌｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系結晶化ガラスからなるので、耐火セラミックス製の支持台に比べて、熱容量及び熱膨張係数が小さく、被処理物の温度を所望の熱処理温度にするのに要する時間を短縮することができ、熱処理時間を短縮することができる。

（４）本発明の熱処理方法は、被処理物を熱処理用セッター上に載置して熱処理する方法であって、複数枚の平板状のセッター部材を重ねると共に、重ねられる前記セッター部材間に、それらセッター部材間の熱伝導を抑制する中間部材を介在させて前記熱処理用セッターを構成する工程と、構成した前記熱処理用セッター上に、前記被処理物を載置する工程と、前記被処理物が載置された前記熱処理用セッターを、熱処理炉内に搬入して熱処理する工程とを備える。

熱処理用セッター上に、被処理物を載置する工程では、熱処理用セッター上に、被処理物を直接載置してもよいし、支持台等を介して被処理物を載置してもよい。

本発明の熱処理方法によると、複数枚の平板状のセッター部材を重ねると共に、重ねられるセッター部材間に、それらの間の熱伝導を抑制する中間部材を介在させて熱処理用セッターを構成し、この熱処理用セッター上に、被処理物を載置して熱処理炉内に搬入して熱処理するので、中間部材によって仕切られた各セッター部材における温度むらを抑制して、熱処理工程、特に急冷却時の各セッター部材の破損を低減することができる。

（５）本発明の熱処理方法の好ましい実施態様では、前記複数枚が、２枚であり、前記中間部材が、セラミックシートである。

この実施態様によると、セッター部材の枚数を最小枚数の２枚とすることによって、熱処理用セッターを構成する工程が簡素化される。

（６）本発明の熱処理方法の他の実施態様では、前記被処理物が、結晶性ガラスであり、前記熱処理する工程が、前記結晶性ガラスを結晶化する工程を含む。

結晶性ガラスとは、熱処理するとガラスマトリクス中から結晶が析出する性質を有する非晶質のガラスをいう。

この実施態様によると、被処理物である結晶性ガラスを熱処理して結晶化ガラスを得ることができる。

結晶性ガラスや結晶化ガラスとしては、具体的には、Ｌｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系結晶性ガラスやＬｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系結晶化ガラスが例示される。

（７）上記（６）の実施態様では、前記被処理物を載置する前記工程では、前記被処理物が、支持台に支持されて前記熱処理用セッター上に載置され、前記被処理物が、板状の結晶性ガラスであり、前記支持台が、前記板状の結晶性ガラスを支持する屈曲面を有するものであり、前記熱処理する工程が、前記板状の結晶性ガラスを、前記支持台の前記屈曲面に沿って変形させる工程を含むものとしてもよい。

この実施態様によると、被処理物である板状の結晶性ガラスを、屈曲面を有する支持台に支持して熱処理することによって、板状の結晶性ガラスを屈曲面に沿って変形させることができると共に、結晶化させて結晶化ガラス曲板を得ることができる。

（８）上記（７）の実施態様では、前記複数枚のセッター部材及び前記支持台が、Ｌｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系結晶化ガラスからなるものとしてもよい。

この実施態様によると、支持台は、Ｌｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系結晶化ガラスからなるので、耐火セラミックス製の支持台に比べて、熱容量及び熱膨張係数が小さく、被処理物の温度を所望の熱処理温度にするのに要する時間を短縮することができ、熱処理時間を短縮することができる。

本発明では、複数枚の平板状のセッター部材を重ねると共に、重ねられるセッター部材間に、それらの間の熱伝導を抑制する中間部材を介在させるので、中間部材によって仕切られた各セッター部材における温度むらを抑制することができ、特に、急冷却時において、セッター部材に熱応力が生じるのを抑制して、セッター部材の破損を低減することができる。

本発明の一実施形態に係る熱処理用セッターの斜視図である。 図１の熱処理用セッターの分解斜視図である。 結晶性板ガラスを支持するトチ及びトチを保持する治具を示す斜視図である。 図３のトチ及び治具を熱処理用セッター上に載置した状態を示す側面図である。 熱処理される結晶性板ガラスの斜視図である。 熱処理炉における熱処理を模式的に示す図である。 結晶性板ガラスが変形した状態を示す側面図である。 実施例の結晶化ガラス曲板を示す斜視図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る熱処理用セッターの斜視図であり、図２は、その分解斜視図である。

この実施形態の熱処理用セッター１は、矩形平板状の複数枚、この例では２枚のセッター部材２₁，２₂と、両セッター部材２₁，２₂間に挟まれる中間部材として主成分がアルミナからなるファイバーをバインダーで紙状に成形したアルミナペーパー３とを備える。

セッター部材２₁，２₂の材質は、従来の熱処理用セッターと同様の材質、例えば、結晶化ガラスやセラミックス焼結体とすることができるが、熱膨張係数の小さい結晶化ガラスが好ましく、Ｌｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系結晶化ガラスがより好ましい。

この実施形態では、各セッター部材２₁，２₂は、結晶化ガラス、例えば日本電気硝子（株）製のネオセラムＮ−１１からなり、３０℃〜７５０℃の温度範囲での熱膨張係数が１３×１０^-7／Ｋであり、熱伝導率は、８００℃で１．５（Ｗ／ｍＫ）程度である。

各セッター部材２₁，２₂の材質は、同一であるのが好ましいが、異なる材質としてもよい。各セッター部材２₁，２₂は、透明であってもよいし、不透明であってもよい。

矩形平板状の各セッター部材２₁，２₂のサイズは、同一であり、例えば、長さが２４００ｍｍ、幅が９５０ｍｍ、厚さが６．５ｍｍである。このサイズは、熱処理炉の大きさなどに応じて適宜選択すればよい。

各セッター部材２₁，２₂のサイズは、必ずしも同一でなくてもよく、少なくとも、結晶性ガラス等の被処理物やそれを支持する支持台としてのトチ等の積載物が載置される領域において、重ね合わせることができるサイズであればよい。

両セッター部材２₁，２₂間に挟まれる中間部材としてのアルミナペーパー３は、両セッター部材２₁，２₂間の熱伝導を抑制することができる。

このように中間部材は、両セッター部材２₁，２₂間の熱伝導を抑制するものであり、セッター部材２₁，２₂よりも熱伝導率の低いものであるのが好ましい。

セッター部材の熱伝導率は、８００℃で０．９〜２．０（ｗ／ｍＫ）であるのが好ましく、中間部材の熱伝導率は、８００℃で０．１〜１．０（ｗ／ｍＫ）であるのが好ましい。

この実施形態のアルミナペーパー３の熱伝導率は、８００℃で０．２（Ｗ／ｍＫ）程度である。

中間部材は、熱処理に対する耐熱性を有するセラミックシートであるのが好ましく、上記アルミナペーパー３以外に、例えば、シリカやジルコニアなどのセラミックスファイバーを含むペーパー状のシートが好ましい。中間部材は、シート状であるのが好ましいが、薄板（プレート）状であってもよい。

中間部材としてのアルミナペーパー３は、矩形であり、その長さ及び幅は、各セッター部材２₁，２₂と同じである。このアルミナペーパー３の厚さは、０．５〜３．０ｍｍであるのが好ましく、０．７ｍｍ〜２．０ｍｍであるのがより好ましい。

なお、アルミナペーパー３の長さ及び幅は、各セッター部材２₁，２₂と同じでなくてもよく、例えば、各セッター部材２₁，２₂よりも小さい複数枚のアルミナペーパーを、隙間のないように、下側のセッター部材２₂上に敷き詰め、上側のセッター部材２₁を載せてアルミナペーパー３を挟むようにしてもよい。

このアルミナペーパー３は、少なくとも、結晶性ガラス等の被処理物やそれを支持する支持台としてのトチ等の積載物が載置される領域において、セッター部材２₁，２₂間に介在させることができるサイズであればよい。

この実施形態の熱処理用セッター１は、本発明の実施形態に係る熱処理方法に使用されるものである。

この実施形態の熱処理方法は、２枚の平板状のセッター部材２₁，２₂を重ねると共に、重ねられるセッター部材２₁，２₂間に、それらセッター部材２₁，２₂間の熱伝導を抑制する中間部材としてのアルミナペーパー３を介在させて熱処理用セッター１を構成し、構成した熱処理用セッター１上に、被処理物として結晶性ガラスをトチに支持して載置し、トチが載置された熱処理用セッター１を、熱処理炉内に搬入して熱処理するものである。

具体的には、熱処理用セッター１上に、結晶性板ガラスを支持した支持台としてのトチを複数載置し、この状態で、ローラーハースキルン等の熱処理炉内へ搬入して前記結晶性板ガラスを熱処理し、トチの形状に沿って変形させ、更に結晶化させて、結晶化板ガラス曲板を得るものである。

図３は、熱処理用セッター１に載置されるトチ及びトチを保持するための治具の一例を示す斜視図である。

この例のトチ４は、結晶性のガラス平板を軟化させて、自重により変形させることにより円弧状結晶化ガラス曲板を製造する際に使用されるものである。トチ４は、複数の板状部材５を有する。複数の板状部材５は、同一形状であって、等間隔で互いに平行に配列される。

隣り合う板状部材５の間隔は、軟化した結晶性板ガラスが間隔内に入り込まない程度の大きさであればよく、隣り合う板状部材５の間隔は、例えば、０ｍｍ〜５０ｍｍ程度とすることができる。

複数の板状部材５を、等間隔に立設するために、各板状部材５の間には、その長手方向の両端部に、間隔保持用治具６（図では一端部側の治具６のみ示されている）がそれぞれ配置されると共に、配列方向の両端の板状部材５、すなわち、手前側及び奥側の各板状部材５の長手方向の両端部には、それぞれ固定用治具７が配置されている（図では手前側の板状部材５についての２つの固定用治具７のみが示されている）。

隣合う板状部材５の間隔を保つための間隔保持用治具６は、例えば、セラミックの多孔体（セラミックフォーム）からなり、その材質は、コージェライトやアルミナ等のセラミックである。配列方向の両端の板状部材５を固定する固定用治具７は、安定的に固定するために或る程度の重量が必要であり、例えば、耐熱煉瓦からなる。

複数の板状部材５のそれぞれは、円弧状である屈曲面５ａを有する。板状部材５の材質は特に限定されないが、例えば、耐火セラミックスや結晶化ガラスにより形成することができる。

この実施形態では、結晶化ガラス、例えば、上記各セッター部材２₁，２₂と同じ材質であるネオセラムＮ−１１からなる。

以上の構成を有するトチ４が、図４の側面図に示されるように、熱処理用セッター１上に載置されると共に、トチ４上には、被処理物としての結晶性板ガラス８が、水平方向に対して傾斜された状態で載置される。

結晶性板ガラス８は、図５に示されるように、矩形平板状である。この結晶性板ガラス８の寸法は特に限定されないが、一辺の長さ及び厚みは、例えば、それぞれ、５０ｍｍ〜２０００ｍｍ程度、３ｍｍ〜８．５ｍｍ程度とすることができる。

結晶性板ガラス８は、水平方向に対して傾斜した状態でトチ４上に載置されるのであるが、このように平板状の結晶性板ガラス８を、水平方向に対して傾斜するように配置することによって、ねじれの少ない円弧状ガラス曲板を安定して得ることができる。

熱処理用セッター１上には、生産効率を高めるために、結晶性板ガラス８が載置されたトチ４及びトチ４を保持するための上記各部材６，７以外に、結晶性ガラスを支持した形状の異なる各種のトチ及びトチを保持するための各部材等が載置される。

このようにトチ等が載置された状態で、図６に模式的に示す熱処理装置１０を用いて結晶性板ガラス８の熱処理を行うことによって、結晶化ガラス曲板を製造する。

熱処理装置１０は、熱処理炉１１を備えている。熱処理炉１１の内部の加熱ゾーンには、上下に図示しないバーナーやヒーターなどの加熱手段が複数設けられる一方、冷却ゾーンには、上下に冷却用のエアを噴出する図示しない冷却手段が複数設けられている。

これら複数の加熱手段及び冷却手段により、熱処理炉１１の入口１１ａから出口１１ｂにかけて温度勾配が形成されている。具体的には、熱処理炉１１の入口１１ａ及び出口１１ｂ付近は、低い温度に設定されており、熱処理炉１１の中央部にかけては、結晶性板ガラス板８０が軟化する程度の高温、更に、結晶化する程度の高温に設定されている。

熱処理装置１０においては、熱処理用セッター１を搬送して熱処理炉１１内の各ゾーンを通過させるために、多数の搬送ローラー１２が設けられており、これら搬送ローラー１２によって熱処理用セッター１が、入口１１ａから出口１１ｂまで搬送される。これによって、結晶性板ガラス８をガラス転移温度以上の温度にまで加熱し、軟化させる。これによって、図７に示すように、結晶性板ガラス８は、自重により、トチ４の屈曲面５ａに沿うように変形し、横断面円弧状の結晶性ガラス曲板９が成形される。

次に、結晶化工程を連続的に行うことにより、結晶性ガラス曲板９を結晶化させ、円弧状結晶化ガラス曲板を完成させることができる。すなわち、本実施形態では、変形工程後、温度を実質的に低下させることなく、さらに昇温し、結晶化工程を行う。このように、変形工程と結晶化工程とを連続的に行うことによって、結晶を高い均一性で析出させることができる。従って、高い形状精度を有し、かつ高剛性な円弧状結晶化ガラス曲板を製造することができる。

なお、本発明の他の実施形態として、被処理物、例えば、平板状の結晶性ガラスを曲げ変形させることなく、結晶化のみを行うようにしてもよい。

従来の熱処理用セッターは、１枚で構成されており、急冷却時には、熱処理用セッターの表面側表層の、積載物が載置されていない箇所は、その温度が急速に低下するのに対して、熱処理用セッターの表面側表層の、熱容量の大きな積載物が載置されている箇所は、その温度の低下速度が遅い。

このため、急冷却時には、熱処理用セッターの表面側表層の積載物が載置されていない箇所と、積載物が載置されている箇所との間に大きな温度差、いわゆる、温度むらが生じ、それに起因する熱応力によって、熱処理用セッターの破損が生じるものと考えられる。

これに対して、この実施形態の熱処理用セッター１では、２枚の平板状のセッター部材２₁，２₂を重ねると共に、重ねられるセッター部材２₁，２₂間に、熱伝導を抑制するアルミナペーパー３を介在させている。

このため、急冷却時に、全面が熱処理炉内の雰囲気に直接接している下側セッター部材２₂の裏面側表層から冷却されても、アルミナペーパー３によって熱伝導が抑制される結果、上側セッター部材２₁の表面側表層の、積載物が載置されていない箇所の温度が急速に低下することはなく、温度低下の速度は遅くなる。

その結果、上側セッター部材２₁の表面側表層の、積載物が載置されていない箇所と、熱容量の大きな積載物が載置されている箇所との温度差が相対的に小さくなる、すなわち、温度むらが抑制されることになり、温度むらに起因する破損を低減することができる。

また、下側セッター部材２₂は、アルミナペーパー３によって上側セッター部材２₁の温度むらの影響を受けることなく、下側セッター部材２₂の裏面側表層は、その全面が熱処理炉内の雰囲気に直接接しているので、均一に冷却されるので、温度むらによる破損を防止することができる。

したがって、上側セッター部材２₁及び下側セッター部材２₂を含む熱処理用セッター１は、全体として、熱処理工程における温度むらを抑制し、熱応力を緩和して、破損を低減することができる。

［実施例］
以下の条件で、結晶性板ガラスを熱処理して結晶化ガラス曲板を得ると共に、熱処理用セッターの破損の頻度を評価した。

熱処理は、約１時間で常温から８００℃まで上昇させ、８００℃で２時間維持し、３０分で９００℃まで上昇させる。９００℃で１５分維持した後に、３０分で６００℃まで冷却させ、３０分で４００℃に冷却、その後は常温雰囲気にトチや熱処理用セッターを開放する。

熱処理用セッターを構成する２枚のセッター部材は、材質がネオセラムＮ−１１であって、サイズは、長さが２４００ｍｍ、幅が９５０ｍｍ、厚さが６．５ｍｍである。

２枚のセッター部材の一方を、熱処理炉外の搬送ローラー上に置き、その上にセッター部材よりもサイズが小さい複数枚のアルミナペーパーを隙間なく敷き詰める。アルミナペーパーを敷き詰めたセッター部材の上に、他方のセッター部材を置いて熱処理用セッターを構成する。

構成された長さが２４００ｍｍ、幅が９５０ｍｍの平面の熱処理用セッター１上に、様々なトチとトチの位置を固定するための治具を置く。

トチの材質は、ネオセラムのＮ−１１であって、トチを構成する複数の板状部材の厚みは、４ｍｍまたは５ｍｍとし、製品のサイズや形状に合わせて任意のサイズや形状にものを使用する。トチを構成する複数の板状部材を立てて組み合わせた後に、この立体的な形状を維持する為に、耐熱煉瓦等の固定用治具やコーディライト等の間隔保持用治具を配置する。

固定用治具である耐熱煉瓦は、サイズが２１０×５０×６０ｍｍである。また、トチを構成する複数の板状部材の間隔を保持する間隔保持用治具は、セラミックフォームからなり、その材質は、コーディライトやアルミナである。

生産効率を高めるには、熱処理用セッターへの積載効率を高める必要がある。積載効率を高めるために、熱処理用セッターに隙間なくトチ等を並べて載置することになる。熱処理用セッター上に、トチを隙間なく並べる為には、様々な種類のトチを並べる必要がある。

例えば、図８に示す円弧半径Ｒが６００ｍｍ、円弧長Ｌが６００ｍｍ、高さＨが５００ｍｍサイズの製品である結晶化ガラス曲板１５を製造する場合、熱処理用セッター上には３つのトチのセットを置くことが出来る。この場合の熱処理用セッター上面の面積は、２．２８ｍ²であるが、トチの熱処理用セッターとの接触面積は、０．２５７ｍ²であり、重量は約７２ｋｇである。

トチの位置を固定する固定用治具である耐熱煉瓦の熱処理用セッターとの接触面積は、０．１２６ｍ²であり、重量は１５．６ｋｇである。

トチの板状部材の間隔を保持する間隔保持用治具であるセラミックフォームと熱処理用セッターとの接触面積は、０．１８ｍ²であり、重量は４．５ｋｇである。

このようにしてトチ等を載置した熱処理用セッターを、熱処理炉に搬入して上記条件で熱処理を行い、製品を生産した。

この生産において、熱処理用セッターが破損する頻度を評価した。

具板的には、４００回の熱処理に対して、熱処理用セッターが破損する割合を求めた。

その結果、従来の１枚の熱処理用セッターを用いた熱処理では、平均すると、２０回程度に１回の割合で、熱処理用セッターに破損が生じたのに対して、実施例の熱処理用セッターでは、６７回程度に１回の割合で熱処理用セッターの破損が生じた。

なお、従来の１枚の熱処理用セッターを用いた熱処理は、上記実施例において、熱処理用セッターを、セッター部材１枚で構成した以外は、同じ条件で熱処理を行った。

このように実施例の熱処理用セッターでは、従来例の１枚の熱処理用セッターに比べて、破損が１／３以下に低減された。

１ 熱処理用セッター
２₁，２₂ セッター部材
３ アルミナペーパー（中間部材）
４ トチ（支持台）
５ 板状部材
６ 間隔保持用治具
７ 固定用治具
８ 結晶性板ガラス
９ 結晶性ガラス曲板
１０ 熱処理装置

Claims (8)

1. 被処理物を載置して熱処理するための熱処理用セッターであって、
   複数枚の平板状のセッター部材を重ねると共に、重ねられるセッター部材間に、それらセッター部材間の熱伝導を抑制する中間部材を介在させる、
   ことを特徴とする熱処理用セッター。
2. 前記複数枚が、２枚であり、
   前記中間部材が、セラミックシートである、
   請求項１に記載の熱処理用セッター。
3. 前記被処理物が、支持台に支持されて当該熱処理用セッター上に載置されるものであり、
   前記支持台及び前記複数枚のセッター部材が、Ｌｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系結晶化ガラスからなる、
   請求項１または２に記載の熱処理用セッター。
4. 被処理物を熱処理用セッター上に載置して熱処理する方法であって、
   複数枚の平板状のセッター部材を重ねると共に、重ねられる前記セッター部材間に、それらセッター部材間の熱伝導を抑制する中間部材を介在させて前記熱処理用セッターを構成する工程と、
   構成した前記熱処理用セッター上に、前記被処理物を載置する工程と、
   前記被処理物が載置された前記熱処理用セッターを、熱処理炉内に搬入して熱処理する工程と、
   を備えることを特徴とする熱処理方法。
5. 前記複数枚が、２枚であり、
   前記中間部材が、セラミックシートである、
   請求項４に記載の熱処理方法。
6. 前記被処理物が、結晶性ガラスであり、
   前記熱処理する工程が、前記結晶性ガラスを結晶化する工程を含む、
   請求項４または５に記載の熱処理方法。
7. 前記被処理物を載置する前記工程では、前記被処理物が、支持台に支持され
   て前記熱処理用セッター上に載置され、
   前記被処理物が、板状の結晶性ガラスであり、
   前記支持台が、前記板状の結晶性ガラスを支持する屈曲面を有するものであり、
   前記熱処理する工程が、前記板状の結晶性ガラスを、前記支持台の前記屈曲面に沿って変形させる工程を含む、
   請求項６に記載の熱処理方法。
8. 前記複数枚のセッター部材及び前記支持台が、Ｌｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系結晶化ガラスからなる、
   請求項７に記載の熱処理用方法。

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