JP2020083679A - ガラス物品の製造方法、及び薄板ガラスの加熱方法 - Google Patents
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Abstract
Description
薄板ガラスは、厚さのあるガラスと比較して、熱容量が小さいことから外部の温度の影響を受けて冷めやすい。そのため、薄板ガラスを目的温度に加熱した状態を保持する場合には、薄板ガラスに赤外線を照射して輻射熱により薄板ガラス自体を発熱させる方法が有効である。一方、赤外線を照射して薄板ガラスを加熱する場合、厚さが薄いことから赤外線の透過率が高くなり、消費電力に対する加熱効率が悪くなる。したがって、薄板ガラスの加熱に上記の加熱工程を適用した場合には、加熱対象物の加熱に要する消費電力を低減できる効果がより顕著に得られる。
上記構成によれば、加熱時における加熱対象物の温度分布を容易に制御できる。
上記構成によれば、赤外線吸収部からの赤外線放射部への熱伝導が効率的に行われる。これにより、赤外線放射部(変換部)の加熱対象物側の表面の温度を早く高めることができ、応答性が向上する。
本実施形態の膜付きガラスの製造方法では、薄板ガラスを加熱するとともに、加熱されたガラス基板に対してCVD(Chemical Vapor Deposition)法又はスパッタリング法を用いた成膜処理を行い、薄板ガラスの主面に対して薄膜を形成するものである。上記薄膜としては、例えば、酸化インジウムスズ膜、フッ素ドープ酸化スズ膜、酸化亜鉛膜、アンチモンドープ酸化スズ膜等の金属酸化物膜が挙げられる。
図3に示すように、加熱装置10の放射熱源12から放射された赤外線W1は、集光ミラー13により集光されて変換部14の赤外線吸収部16に吸収される。赤外線W1を吸収した赤外線吸収部16は、熱輻射により発熱する。赤外線吸収部16が発熱すると、赤外線吸収部16に接する赤外線放射部15が熱伝導により加熱され、加熱された赤外線放射部15の第2表面15bから、赤外線放射部15を構成するSi元素を含有する物質の放射特性に基づくスペクトルの赤外線W2が放射される。
(1)ガラス物品の製造方法は、ガラスにより構成される加熱対象物(薄板ガラスG)を加熱する加熱工程を有する。加熱工程は、赤外線W1を放射する放射熱源12と加熱対象物との間に、放射熱源12から放射される赤外線W1のスペクトルを変換する変換部14を配置し、変換部14から放射される赤外線W2を加熱対象物に吸収させて発熱させることにより加熱対象物を加熱する工程である。変換部14は、放射熱源12から放射される赤外線W1を吸収して発熱する赤外線吸収部16と、Si元素を含有する物質により構成され、赤外線吸収部16からの熱伝導により加熱される赤外線放射部15とを備える。変換部14における加熱対象物側の表面の少なくとも一部は、赤外線放射部15により構成されている。
薄板ガラスは、厚さのあるガラスと比較して、熱容量が小さいことから外部の温度の影響を受けて冷めやすい。そのため、薄板ガラスを目的温度に加熱した状態を保持する場合には、薄板ガラスに赤外線を照射して輻射熱により薄板ガラス自体を発熱させる方法が有効である。一方、赤外線を照射して薄板ガラスを加熱する場合、厚さが薄いことから赤外線の透過率が高くなり、消費電力に対する加熱効率が悪くなる。したがって、薄板ガラスの加熱に上記の加熱工程を適用した場合には、加熱対象物の加熱に要する消費電力を低減できる効果がより顕著に得られる。
上記構成によれば、赤外線吸収部16からの赤外線放射部15への熱伝導が効率的に行われる。これにより、赤外線放射部15の第2表面15b(変換部14の加熱対象物側の表面)の温度を早く高めることができ、応答性が向上する。
上記構成によれば、赤外線吸収部16からの熱伝導により、赤外線放射部15の第2表面15b(変換部14の加熱対象物側の表面)の温度を早く高めることができ、応答性が向上する。
・変換部14の加熱対象物側の表面は、少なくとも一部が赤外線放射部15により構成されていればよく、Si元素を含有する物質以外の材質からなる部分が部分的に設けられていてもよい。
(イ)前記変換部には、前記放射熱源から放射される赤外線を第1パターンのスペクトルの赤外線に変換する第1変換部分と、前記第1パターンと異なる第2パターンのスペクトルの赤外線に変換する第2変換部分とが設けられ、前記変換部における前記加熱対象物側の表面は、前記第1変換部分により構成される部分と、前記第2変換部分により構成される部分とを有する前記ガラス物品の製造方法。
(実施例1)
図3に示すように、赤外線W1を放射する放射熱源12と薄板ガラスGとの間に、放射熱源12から放射される赤外線W1のスペクトルを変換する変換部14を配置し、変換部14から放射される赤外線W2を薄板ガラスGに吸収させることにより薄板ガラスGを加熱する加熱試験を行った。そして、薄板ガラスGが600℃に加熱されるまでに放射熱源12が消費した電力を測定した。その結果を表1に示す。
放射熱源 :ハロゲンランプ
赤外線放射部 :縦50mm×横350mm×厚さ1.5mmの結晶化ガラス
赤外線吸収部 :黒体塗料(ジャパンセンサー株式会社製JSC−3号)
(比較例1)
変換部14に代えて、板状の赤外線放射部15の放射熱源12側の表面(第1表面15a)、及び加熱対象物側の表面(第2表面15b)の両面の全体に、黒体塗料を塗布してなる赤外線吸収部16を設けたものを用いた。上記の点を除いて、実施例1と同様にして加熱試験を行い、薄板ガラスGが600℃に加熱されるまでに放射熱源12が消費した電力を測定した。その結果を表1に示す。
変換部14に代えて、赤外線吸収部16を設けていない板状の赤外線放射部15を用いた。上記の点を除いて、実施例1と同様にして加熱試験を行い、薄板ガラスGが600℃に加熱されるまでに放射熱源12が消費した電力を測定した。その結果を表1に示す。
Claims (8)
- ガラスにより構成される加熱対象物を加熱する加熱工程を有するガラス物品の製造方法であって、
前記加熱工程は、
赤外線を放射する放射熱源と前記加熱対象物との間に、前記放射熱源から放射される赤外線のスペクトルを変換する変換部を配置し、前記変換部から放射される赤外線を前記加熱対象物に吸収させることにより前記加熱対象物を加熱する工程であり、
前記変換部は、
前記放射熱源から放射される赤外線を吸収して発熱する赤外線吸収部と、
Si元素を含有する物質により構成され、前記赤外線吸収部からの熱伝導により加熱される赤外線放射部とを備え、
前記変換部における前記加熱対象物側の表面の少なくとも一部は、前記赤外線放射部により構成されていることを特徴とするガラス物品の製造方法。 - 前記赤外線吸収部は、黒体により構成されてなる請求項1に記載のガラス物品の製造方法。
- 前記赤外線放射部は、ガラスにより構成されてなる請求項1又は請求項2に記載のガラス物品の製造方法。
- 前記加熱対象物は、厚さが0.3mm以下の薄板ガラスである請求項1〜3のいずれか一項に記載のガラス物品の製造方法。
- 前記ガラス物品は、前記薄板ガラスの表面に薄膜が形成された膜付きガラスであり、
前記薄板ガラスの表面にCVD法又はスパッタリング法により前記薄膜を形成する過程において、前記加熱工程により前記薄板ガラスを加熱する請求項4に記載のガラス物品の製造方法。 - 前記赤外線放射部は、前記赤外線吸収部に接している請求項1〜5のいずれか一項に記載のガラス物品の製造方法。
- 前記変換部には、前記放射熱源から放射される赤外線を透過させる透過部分が設けられている請求項1〜6のいずれか一項に記載のガラス物品の製造方法。
- 厚さが0.3mm以下の薄板ガラスの加熱方法であって、
赤外線を放射する放射熱源と前記薄板ガラスとの間に、前記放射熱源から放射される赤外線のスペクトルを変換する変換部を配置し、前記変換部から放射される赤外線を前記薄板ガラスに吸収させることにより前記薄板ガラスを加熱し、
前記変換部は、
前記放射熱源から放射される赤外線を吸収して発熱する赤外線吸収部と、
Si元素を含有する物質により構成され、前記赤外線吸収部からの熱伝導により加熱される赤外線放射部とを備えることを特徴とする薄板ガラスの加熱方法。
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