JP4707238B2 - Method and apparatus for uniformly heating glass and / or glass ceramic using infrared radiation - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤外線を用いて半透明及び／又は透明なガラス及び／又はガラスセラミックの均一な加熱を行い、これにより、このガラス及び／又はガラスセラミックに、２０℃〜３０００℃の領域での熱処理を施す方法、及び、半透明及び／又は透明なガラス及び／又はガラスセラミックを均一に加熱するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半透明もしくは透明なガラス及び／又はガラスセラミックは、例えば、セラミック化といった所定の材料特性を設定するため、大抵の場合、好ましくは低温側アニーリング温度（unterer Kuehlpunkt；lower annealing point）（粘性率η＝１０14.5 dPaS）以上の温度に加熱される。成形工程の際、とりわけ、高温再加工の際には、半透明もしくは透明なガラス及び／又はガラスセラミックは、加工温度（Verarbeitungspunkt）（粘性率η＝１０4 dPaS）まで、あるいは、それ以上に加熱される。典型的な低温側アニーリング温度は、ガラスの種類にもよるが、２８２℃と７９０℃の間、また、典型的な加工温度は、１７０５℃までに存在し得る。
【０００３】
これまでのところ、半透明もしくは透明なガラス及び／又はガラスセラミックは、例えばセラミック化のため、従来技術により、特に表面加熱を用いて加熱されていた。表面加熱とは、熱源から放出される熱量全体の少なくとも５０％が、加熱すべき対象物の表面または表面近くの層にもたらされる方法のことをいう。
【０００４】
放射源が黒色あるいは灰色で、１５００Ｋの色温度を有する場合、放射源は、２．７μｍ以上の波長領域に、全放射出力の５１％を放射する。大半の電気抵抗ヒータ等のように、色温度が１５００Ｋより低い場合は、２．７μｍを超える波長領域に、５１％よりもはるかに多い放射出力が放射される。
【０００５】
大抵のガラスは、このような波長領域に吸収端を有するから、放射出力の５０％またはそれ以上が表面または表面近くの層に吸収される。それゆえこれは表面加熱と呼んでもよいものであろう。別の方法は、ガス焔を用いてガラス及びガラスセラミックを加熱することである。この場合、典型的な焔の温度は、１０００℃辺りにある。この種の加熱は、大部分において高温ガスの熱エネルギーが、ガラスまたはガラスセラミックの表面に直接伝達されることによるもので、だいたい表面加熱に根ざすものということができる。
【０００６】
一般に、上述した表面加熱に際して、表面もしくは表面近くの層は、熱源に対向して配置されたガラスあるいはガラスセラミックの位置で加熱される。したがって、残りのガラスの内部もしくはガラスセラミックの内部は、必然的にガラスやガラスセラミックの内側の熱伝導を介することによって熱せられることになる。
【０００７】
ガラスもしくはガラスセラミックは、通常、１Ｗ／（ｍＫ）の領域の非常に低い熱伝導率を有している。従って、ガラスもしくはガラスセラミック内の応力を小さく抑えるため、ガラスもしくはガラスセラミックは、材料の厚みが増すにつれて、それだけ一層冗長に熱せられなければならなくなる。
【０００８】
周知のシステムのさらなる欠点は、表面の均一な加熱を達成するために、ガラスまたはガラスセラミックの表面を、できるだけ完全にヒータで覆わなければならないことである。
【０００９】
このとき、従来の加熱方法には限界がある。よく使用されるように、電熱線（Kanthaldraht）からなる電気抵抗ヒータを用いると、例えば、１０００℃における壁面に対する負荷（Wandbelastung）は、同じ温度で全面にわたって黒体放射をする物体が１４９ｋＷ／ｍ2の出力密度で放射できるはずであるにもかかわらず、最大で６０ｋＷ／ｍ2までしか実現され得ない。
【００１０】
いくつものヒータによって密に覆えば、より大きな壁面負荷をもたらすことを意味し、これらのヒータは互いに加熱し合うことになるであろう。これにより、熱溜まりが結果的に生じ、したがってヒータの寿命が極端に縮められる事態を招くことになろう。
【００１１】
ガラスまたはガラスセラミックが一様に加熱されなかったり、あるいは加熱のされ方が完全に一様で無かったりすると、工程及び／又は製品の品質が一定しないという結果が必然的にもたらされる。例えば、ガラスセラミックをセラミック化する工程の際、工程の途中でいかなる不規則性が起こっても、ガラスセラミックが完全に曲がったり、破裂したりする結果が招来される。
【００１２】
独国特許第 42 02 944 号公報より、２５００ｎｍを超える領域での吸収が高い材料を素早く加熱するため、赤外線放射体を用いた方法及び装置が周知である。赤外線放射体から放射された熱を素早く材料の中にもたらすことができるように、独国特許第 42 02 944 号公報では、１次光の波長領域に対して、２次光が長波長側にシフトされた波長領域で放射される光線波長変換器を用いることが提案されている。
【００１３】
短波長の赤外線を用いて、透明なガラスの深部を一様に加熱することは、米国特許第 3 620 706 号明細書に記載されている。米国特許第 3 620 706 号明細書に記載の方法によれば、用いられる光線のガラスに対する吸収長は、加熱すべき対象物のガラスの寸法よりもはるかに大きく、これにより、入射する光線が大部分ガラスを通過させられ、単位体積あたりの吸収エネルギーは、ガラス体のどの点においてもほとんど等しくなる。ただし、斯かる方法における欠点は、対象物のガラスをその表面にわたり一様に照射することが保証されていないため、赤外線源の強度分布が加熱されるべきガラスにそのまま投影されてしまうということである。加えて、斯かる方法においては、ガラスを加熱するために、消費された電気エネルギーのほんの僅かな部分しか使われない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、したがって、半透明及び／又は透明なガラス及び／又はガラスセラミックの均一な加熱を行うための方法及び装置を提供することにあり、これによって前記の不利点を克服することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このような課題は本発明により以下のように解決される。すなわち、おいて書き部分に記載の方法において、半透明及び／又は透明なガラス及び／又はガラスセラミックの加熱が、前記ガラス及び／又は前記ガラスセラミックに直接的に作用する赤外線、及び、前記ガラス及び／又は前記ガラスセラミックに間接的に作用する赤外線によって行われる。ここで、前記ガラス及び／又は前記ガラスセラミックに間接的に作用する光線の割合は、全放射出力の５０％以上、好ましくは６０％以上、さらに好ましくは７０％以上、特に好ましくは８０％以上、特に好ましくは９０％以上、とりわけ９８％以上である。
【００１６】
前記赤外線が、１５００Ｋより大きい色温度、特に好ましくは２０００Ｋより大きく、非常に好ましくは２４００Ｋより大きく、特に２７００Kより大きく、特に好ましくは３０００Kより大きい色温度を有する短波長赤外線であることが好ましい。
【００１７】
本発明の第一の態様において、ガラス及び／又はガラスセラミックに間接的に作用する赤外線には、少なくとも、反射された、及び／又は散乱された、特に拡散されて散乱された光線の成分が含まれている。ガラスもしくはガラスセラミックによって一度の入射では吸収されない短波長赤外線の割合、すなわち反射、散乱もしくば通過された短波長赤外線の割合は、平均して、赤外線放射体から放射された全放射出力の５０％以上になることが都合がよい。
【００１８】
例えば、ゆっくりとした冷却や、素早い加熱を行なおうとする場合、本発明の適した態様によれば、本発明に係る方法は、囲まれた空間内、とりわけ、赤外線放射空洞室内において実施される。この種の方法のとりわけ適した態様においては、反射された及び／又は散乱された前記赤外線は、壁、床、及び／又は天井の少なくとも一部から反射又は散乱される。赤外線放射空洞室は、例えば、米国特許第 4 789 771 号明細書、ならびに欧州特許第 0 133 847 号公開公報に示されており、これらの開示内容は本願に包括的に取り入れられている。前記壁、前記床、及び／又は前記天井の表面の前記一部から反射された及び／又は散乱された前記赤外線の割合が、これらの表面に入射する光線の５０％以上であることがよい。
【００１９】
とくに好ましいのは、前記壁、前記床、及び／又は前記天井の表面の前記一部から反射された及び／又は散乱された前記赤外線の割合は、９０％以上、あるいはむしろ９５％以上、とりわけ、９８％以上である場合である。
【００２０】
赤外線放射空洞室を使用する特に有利な点は、非常に強く反射、及び／又は散乱する壁、床、及び／又は天井の材料を用いた場合、高いQ値の共振器を用いることとみなせる点である。このような共振器は、損失が少なく、確実に高い効率でエネルギーを利用することができる。
【００２１】
上記態様に代わる別種の本発明の態様において、前記ガラス及び／又は前記ガラスセラミックに間接的に作用する赤外線は、支持体によって吸収され、熱に変換され、そして、前記支持体に熱的に接続された前記ガラス及び／又は前記ガラスセラミックに放熱される割合を含んでいる。
【００２２】
この別種の第一の態様においては、前記支持体としてセラミック板が用いられる。
【００２３】
とくに都合が良いのは、前記支持体が、例えば、SiSiC から円盤状に形成された、できるだけ高い放射率を有した高い熱伝導率の支持体である場合である。
【００２４】
前記支持体の熱伝導率は、熱処理の温度の領域において、処理されるべき前記ガラス又は前記ガラスセラミックの熱伝導率に比べ、少なくとも５倍大きいことがとりわけ好ましい。
【００２５】
本発明は、このような方法の他に、この方法を実施するための装置も提供する。この装置は、特に以下のような特徴を有する。すなわち、前記ガラス及び／又は前記ガラスセラミックに間接的に作用する赤外線の生成手段が、前記ガラス及び／又は前記ガラスセラミックに作用する光線の割合を全放射出力の５０％以上となるように設けられている。
【００２６】
この発明の第一の態様において、前記ガラス及び／又は前記ガラスセラミックに間接的に作用する赤外線の前記生成手段は、赤外線を反射もしくは散乱するための反射体及び／又は拡散体を有している。
【００２７】
拡散反射する壁の材料としては例えば厚さ３０mmの研磨された焼結された石英ガラス（Quarzal）からなる板などが使用される。
【００２８】
赤外線を反射もしくは後方散乱する他の材料も、使用することができる。例えば以下の材料のいずれか１つまたは複数が可能である。
すなわち、
Al2O3；BaF2；BaTiO3；CaF2；CaTiO3；
MgO・3,5Al2O3；MgO,SrF2；SiO2；
SrTiO3；TiO2；スピネル；コージエライト；
コージエライト＝焼結ガラスセラミック
である。
【００２９】
素早い加熱や、ゆっくりとした冷却を達成しようとするなら、上記の装置を囲まれた空間内、とりわけ、赤外線放射空洞室内に置くことが有利である。
【００３０】
本発明の具体的な一態様において、前記囲まれた空間、とりわけ前記赤外線放射空洞室の前記壁、前記床、及び／又は前記天井の表面は、前記反射体もしくは前記拡散体を有している。
【００３１】
拡散体の一態様は、例えば散乱板等であろう。
【００３２】
特に好ましいのは、前記反射体もしくは前記拡散体は、前記表面に入射する光線の５０％以上が反射され、もしくは散乱されるように形成されている場合である。
【００３３】
これに代わる実施態様において、間接的な光線の生成手段は、支持体を有し、該支持体は、前記ガラスもしくは前記ガラスセラミックと熱的に接触し、前記間接的な赤外線の一部を吸収する。
【００３４】
特に好ましいのは、前記支持体が、例えば SiSiC からなるセラミック板を有し、前記支持体の放射率は、０．５より大きい場合である。 SiSiC は、高い伝導率、及び低い多孔度を有し、また、ガラスに対して低い付着傾向（Klebeneigung）を有している。多孔度が低いことによって、望ましくない微粒子も、結果的に、空孔にわずかしか集積されない。したがって、 SiSiC は、ガラスに接触させて用いるには、極めて適したものである。
【００３５】
特に適した態様において、前記支持体の熱伝導率は、熱処理の温度の領域において、処理されるべき前記ガラス又は前記ガラスセラミックの熱伝導率に比べ、少なくとも５倍大きいものとされている。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下に、本願を図面と実施形態に基づいて例を挙げながら説明する。
【００３７】
図１は、本発明の対比実験に用いられたガラスの波長に対する透過率を示している。このガラスは、１０ｍｍの厚さを有している。明らかに、典型的な吸収端が２．７μｍに存在することが分かる。この吸収端を超えると、ガラス又はガラスセラミックは、不透明となる。したがって、全ての入射する光線が表面ないしは表面近くの層で吸収される。
【００３８】
図２は、特に使用されるに至った赤外線源の放射強度分布を示す。用いられる赤外線放射体は、例えば、２３０Ｖの電圧で２０００Ｗの定格出力を有する直線型ハロゲン石英管赤外線放射体で、好適に２４００Kの色温度を有している。このような赤外線放射体においては、ウィーンの変位則に従って波長が１２１０ｎｍの時に最大の放射強度が得られる。
【００３９】
赤外線源の強度分布は、２４００Ｋの温度を有した黒体に対してプランクの放射法則を適用させることによって与えられる。有意な強度での放射、つまり、放射強度の最大値の５％より大きい強度での放射は、５００〜５０００ｎｍの波長領域で生じる。そして、全放射出力のおよそ７５％が１２１０ｎｍを超える波長領域に分布する。
【００４０】
本発明の第一の実施形態において、周囲は冷えた状態のままで、加熱する材料のみが熱せられる。加熱する材料を通り過ぎる光線は、反射体、または拡散散乱体、または拡散後方散乱体によって加熱する材料に向けられる。出力密度が高い場合、また、とりわけ金属製の反射体の場合、反射体は水冷される。というのも、さもないと反射体材料が曇ってしまうからである。このようなおそれは、短波長赤外線領域におけるその優れた反射特性のゆえに、とくに大きな放射出力を有する放射体に好んで用いられるアルミニウムの場合にとくに顕著となる。金属製の反射体の代わりに、拡散して後方散乱するセラミック製の拡散体、または、釉薬等で表面が照りを持つように処理された、部分的に反射して部分的に後方散乱するAl2O3などのセラミック製の反射体を用いてもよい。
【００４１】
加熱する材料だけが熱せられる構成は、加熱後にゆっくりとした冷却が必要でない場合にのみ用いることができる。このゆっくりとした冷却は、断熱された空間を用いず、常に再加熱しながら行なう場合にのみ、そして、多大な手間をかけ、許容される温度の一様性を保った場合にのみ実現できるものである。
【００４２】
このような構成の長所は、加熱する材料に簡単にアクセスできる点であり、これは、例えば、高温成形の際に極めて重要な把持具等に対して有用である。
【００４３】
上記の実施形態に代わる他の実施形態において、加熱装置および加熱する材料は、赤外線放射体が設けられた赤外線放射空洞室内に設けられている。この前提として石英ガラス放射体自体が十分に耐温度性能を有しているか、適切に冷却されていなければならない。石英ガラス管は、およそ１１００℃まで使用可能である。石英ガラス管をヒーティング・スパイラルよりもはるかに長く形成し、加熱領域から外に出るように設けると良い。このように形成すると接続端子が温度の低い側に位置し、電気的接続端子が過熱されない。石英ガラス管はコーティングを設けても設けなくても形成できる。
【００４４】
図３Ａには、赤外線放射空洞室を備えた本発明による加熱装置の一実施形態が示されており、この装置を用いて、本発明による成形方法を実施することができるが、本発明がこれに限定されることはない。
【００４５】
図３Ａに示す装置は、多数の赤外線放射体１を有し、これらは強力に反射または強力に後方散乱する素材からなる反射体３の下側に設けられている。反射体３によって、熱せられるべきガラスもしくはガラスセラミック５が上側から加熱される。赤外線放射体から放射される赤外線の一部は、このような波長領域では概ね透明なガラスもしくはガラスセラミック５を貫通し、強く反射または強く拡散する材料からなる支持板７に当たる。支持板の材料として特に好適なのは焼結された石英ガラスで、赤外線の場合、当たった光線のおよそ９０％を後方散乱する。あるいは、十分な厚さがあれば約９８％の後方散乱率、つまり、拡散反射率を有する高純度の焼結されたAl2O3も用いられる。支持板７には、焼結された石英ガラスまたはAl2O3の細長い部材９を用いてガラスまたはガラスセラミック５が載置される。ガラスまたはガラスセラミックの温度は支持板に設けられた穴１１を介して図示されぬパイロメータによって測定される。
【００４６】
壁１０は、天井としての反射体３、及び床としての支持板７と協働して、反射する材料、例えば焼結された石英ガラスやAl2O3を用いて相応に形成されることにより、高いＱ値の放射空洞室を形成する。
【００４７】
図４は、本発明に係る方法によるホウケイ酸ガラスの加熱曲線を示す。このガラスプローブの寸法はおよそ１００mm、厚みは３mmであった。
【００４８】
加熱方法または熱処理は以下のように行われた。
【００４９】
まず図３Ａに示すような焼結された石英ガラスで囲まれた赤外線放射空洞室内でガラスプローブの加熱を行った。この空間の天井は、下方に赤外線放射体が設けられたアルミニウム反射体によって形成した。ガラスプローブ又はガラスセラミック体は、適したやり方で焼結された石英ガラスに支持させた。
【００５０】
赤外線放射空洞室において、ガラスまたはガラスセラミックを、複数のハロゲン型赤外線放射体によって直接照射した。これらの赤外線放射体は、１０mm〜１５０mmの距離だけ離間されて、成形すべきガラスまたはガラスセラミックの上方に設けられた。
【００５１】
個々のガラスまたはガラスセラミックの加熱は、サイリスタ制御装置を介して赤外線放射体を制御することにより、吸収、反射および拡散の工程に基づいて行われた。その方法は以下に詳細に説明する通りである。
【００５２】
使用される短波長の赤外線のガラス又はガラスセラミックにおける吸収長は、加熱すべき対象の寸法よりもはるかに大きいので、照射された赤外線の大部分はプローブを通過させられる。一方、単位体積あたりの吸収エネルギーは、ガラス又はガラスセラミック体のどの点においてもほとんど等しいので、体積全体にわたって均一な加熱が実現される。図４に示す実験では、赤外線放射体、および加熱すべきガラスは空洞室に設けられる。この空洞室の壁、床、及び／又は天井は、反射性もしくは後方散乱性の高い表面を有する材料から成り、壁、床、及び／又は天井の少なくとも一部に当たった光線を、大半において拡散反射する。従って、まずガラスまたはガラスセラミックを通過した光線の大部分は壁、床、天井の少なくともいずれか一つで反射または拡散された後に、再度加熱すべき対象の内部に達し、再びその一部が吸収される。２回目の工程においてもガラスまたはガラスセラミックを通過した光線は同様の経過をたどる。このような方法により深部において均一な加熱が行われるだけでなく、投入されたエネルギーもガラスまたはガラスセラミックを一回だけ通過する場合に比べてはるかに効率よく使用される。ここで記述された方法に対して、前記壁、床、天井の表面に入射した光線が方向性を有して反射されるのではなく、拡散されて散乱反射されることが特に好ましい。これにより、光線は、ガラスもしくはガラスセラミックに、全ての方向から、また、全ての可能な角度で達し、同時に表面にわたる一様な加熱が行われるようになり、そして、これまでの先行技術のように、赤外線源の強度分布が加熱されるべき対象にそのまま反映されるということが生じない。
【００５３】
図５は、上述の方法に代わる本発明に係る他の方法に従い、吸収する支持体を用いた場合のガラスの加熱曲線を示す。ガラスの直径は、１００ｍｍとし、厚さは１０ｍｍとした。
【００５４】
加熱は以下に記載されるように行われた。
【００５５】
先ず、ガラスプローブを放射空洞室の外で SiSiC からなる厚さ５ｍｍの支持体に載置した。続いて、この SiSiC からなる支持体を焼結された石英ガラスによって囲まれた赤外線放射空洞室内に挿入する。
【００５６】
最後に、一つのハロゲン型赤外線放射体、あるいは、ガラスやガラスセラミックの形状に合わせて複数のハロゲン型赤外線放射体を用いてガラスまたはガラスセラミックを直接照射する。これらの赤外線放射体は、反射体内に、成形すべきガラスのブランクまたはガラスセラミックのブランクの上方に１０mm〜１５０mmの距離だけ離間されて設けられた。
【００５７】
個々のガラスまたはガラスセラミックの加熱は、以後、サイリスタ制御装置を介して赤外線放射体を制御することにより、直接的、及び間接的な加熱を組み合わせて行われる。
【００５８】
ガラスまたはガラスセラミックの透明性に起因して、放射出力のかなりの部分が、ガラスまたはガラスセラミックを抜けて支持体に照射される。黒色の SiSiC 製の支持体は、ほぼ全光線を吸収し、その高い熱伝導率のゆえに、吸収された光線を熱の形で迅速かつ一様に支持体の全表面にわたって配分する。支持体の熱は、こういうわけで、同様に一様にガラスまたはガラスセラミックに放出され、これらを下側から加熱する。この過程は、先に述べた方法において、加熱の際の間接的な成分に相当するものである。
【００５９】
加熱による直接的な寄与は、二つの成分から構成される。一番目の成分は、透明な領域の外側の全ての波長において、ガラスまたはガラスセラミックが不透明になり、このため、単に表面もしくは表面近くの層が光線によって加熱されうるということからもたらされる。二番目の成分は、光線の僅かに吸収される成分によって提供される。この場合、光線の波長は、ガラスまたはガラスセラミックに弱く吸収されるような領域に存在している。この成分は、ガラスまたはガラスセラミックの深い層を加熱することにつながる。
【００６０】
とはいえ、赤外線の大部分はガラスを抜け、結果として支持体を介した間接的な加熱に至る。この方法においても、ガラスの表面全体に高い温度一様性が達成され、先行技術における如く、ガラスに光線源の像が投影される事態も回避される。
【００６１】
図４及び図５に示されている方法において、ガラスまたはガラスセラミックを間接的に加熱する割合は、本発明によれば５０％以上となる。
【００６２】
本発明により、ガラスもしくはガラスセラミックを加熱するための、もしくは、ガラスもしくはガラスセラミックを他の加熱手段を補助しながら、あるいは他の加熱手段を用いずに温めるための方法及び装置が初めて提供される。本発明に係る方法及び装置によれば、ガラスもしくはガラスセラミックの一様な加熱が保証され、エネルギーの使用効率が高く、また、光線源の像が加熱すべき対象に投影されることも回避される。上記の方法及び装置は、ガラス加工の多くの分野に用いることができる。以下に、本発明に係る方法の応用例を挙げるが、これらは、単なる例にすぎず、また、これに尽きるというものではない。
【００６３】
セラミック化の際にガラスセラミックのブランクを一様な温度で加熱するときに用いる。
後に続けて高温成形するため、ガラスのブランクを素早く再加熱するときに用いる。
ファイバー束を一様に引き伸ばし温度まで温めるときに用いる。
混合物を溶かし込む際、他の加熱手段を補助しながら、あるいは、他の加熱手段を用いずに温めるときに用いる。
ガラス及び／又はガラスセラミックを溶かして純化するときに用いる。
成形する際、とりわけ、引き伸ばし、圧延、型入れ、遠心分離、押圧、ブロウ−アンド−ブロウ工程の際の吹き込み、プレス−アンド−ブロウ工程の際の吹き込み、平らなガラスをするためのリボン工程の際の吹き込み、及びフロート法を用いる際、他の加熱手段を補助しながら、あるいは、他の加熱手段を用いずに温めるときに用いる。
冷却する際、溶融する際、熱的に硬化させる際、安定化させ、あるいは、所望の仮温度、所望の屈折率、引き続く熱処理の際の所望の締固めの設定を行うために細やかに冷却する際、温度計ガラスを経時変化させる際、分解する際、曇りガラスを着色する際、制御して結晶化させる際、とくに化学的に硬化させる際等、拡散処理する際、とくに、下げ降ろし、曲げ、引き伸ばし、吹き込み等、成形する際、溶融による分離、折り、打ち抜き、打ち砕き等、引き離す際、切断する際、継ぎ合わす際、及びコーティングする際に、他の加熱手段を補助しながら、あるいは、他の加熱手段を用いずに温めるときに用いる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 １ｃｍの厚さを有した、典型的な加熱対象のガラスの透過率曲線を示す図である。
【図２】 ２４００Kの温度を有する使用された赤外線のプランク曲線を示す図である。
【図３Ａ】 放射空洞室を有する本発明による加熱装置の基本構造を示す図である。
【図３Ｂ】 近赤外線波長領域において、拡散反射率が９５％より大きい Troisdorf 所在の Morgan Matroc 社製の酸化アルミニウムからなる Sintox AL の波長に対して得られる拡散反射曲線を示す図である。
【図４】 拡散体と反射体とを有する加熱装置内に設けられたガラスセラミックの加熱曲線を示す図である。
【図５】 吸収する支持体を有する加熱装置内に設けられたガラスセラミックの加熱曲線を示す図である。
【符号の説明】
１・・・赤外線放射体
３・・・反射体
５・・・ガラス（ガラスセラミック）
７・・・支持板
１０・・・壁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention performs uniform heating of translucent and / or transparent glass and / or glass ceramic using infrared rays, and thereby heat-treats the glass and / or glass ceramic in a range of 20 ° C. to 3000 ° C. And a device for uniformly heating translucent and / or transparent glass and / or glass ceramic.
[0002]
[Prior art]
Translucent or transparent glass and / or glass-ceramics, in order to set certain material properties such as, for example, ceramization, are often preferably lower annealing temperatures (unterer Kuehlpunkt; lower annealing point) (viscosity η = 10 14.5 dPaS) or higher. During the molding process, in particular during high-temperature reworking, the translucent or transparent glass and / or glass ceramic is heated to the processing temperature (Verarbeitungspunkt) (viscosity η = 10 4 dPaS) or higher. Is done. Typical low temperature annealing temperatures depend on the glass type, but can be between 282 ° C. and 790 ° C., and typical processing temperatures can be up to 1705 ° C.
[0003]
So far, translucent or transparent glasses and / or glass-ceramics have been heated according to the prior art, in particular using surface heating, for example for ceramization. Surface heating refers to a method in which at least 50% of the total amount of heat released from a heat source is brought to or near the surface of the object to be heated.
[0004]
When the radiation source is black or gray and has a color temperature of 1500 K, the radiation source emits 51% of the total radiation output in the wavelength region of 2.7 μm or more. When the color temperature is lower than 1500 K, as in most electric resistance heaters, much more radiation output than 51% is emitted in the wavelength region exceeding 2.7 μm.
[0005]
Most glasses have an absorption edge in such a wavelength region, so that 50% or more of the radiation output is absorbed by the surface or a layer near the surface. This may therefore be called surface heating. Another method is to heat the glass and glass ceramic using a gas soot. In this case, the typical salmon temperature is around 1000 ° C. This type of heating is mostly due to the direct transfer of the thermal energy of the hot gas to the surface of the glass or glass ceramic, and is generally rooted in surface heating.
[0006]
In general, in the surface heating described above, the surface or a layer near the surface is heated at the position of the glass or glass ceramic disposed opposite the heat source. Therefore, the inside of the remaining glass or the inside of the glass ceramic is inevitably heated by the heat conduction inside the glass or the glass ceramic.
[0007]
Glass or glass ceramic usually has a very low thermal conductivity in the region of 1 W / (mK). Therefore, to keep the stress in the glass or glass ceramic small, the glass or glass ceramic must be heated more redundantly as the thickness of the material increases.
[0008]
A further disadvantage of the known system is that the surface of the glass or glass ceramic has to be covered with a heater as completely as possible in order to achieve a uniform heating of the surface.
[0009]
At this time, the conventional heating method has a limit. As is often used, when an electric resistance heater composed of a heating wire (Kanthaldraht) is used, for example, a load on a wall at 1000 ° C. is 149 kW / m 2 for an object that emits a black body at the same temperature over the entire surface. Up to 60 kW / m 2 can only be realized, although it should be able to radiate at a power density of.
[0010]
Closely covered by a number of heaters will mean a greater wall load, and these heaters will heat each other. This will result in a thermal pool and thus lead to extreme shortening of the heater life.
[0011]
If the glass or glass-ceramic is not heated uniformly or if it is not completely uniform, it will necessarily result in inconsistent process and / or product quality. For example, during the process of ceramizing the glass ceramic, any irregularities that occur during the process result in the glass ceramic being completely bent or ruptured.
[0012]
From DE 42 02 944, a method and an apparatus using infrared emitters are known for quickly heating materials with high absorption in the region above 2500 nm. In German Patent No. 42 02 944, the secondary light is placed on the longer wavelength side of the primary light wavelength region so that heat radiated from the infrared emitter can be quickly brought into the material. It has been proposed to use a light wavelength converter that emits in the shifted wavelength region.
[0013]
US Pat. No. 3,620,706 describes the uniform heating of transparent glass deep using short-wave infrared radiation. According to the method described in U.S. Pat.No. 3,620,706, the absorption length of the light beam used for the glass is much larger than the glass size of the object to be heated, so that the incident light beam is large. Passed through the partial glass, the absorbed energy per unit volume is almost equal at any point of the glass body. However, a disadvantage of such a method is that the intensity distribution of the infrared source is projected directly onto the glass to be heated because it is not guaranteed to irradiate the target glass uniformly over its surface. is there. In addition, in such a method, only a small portion of the consumed electrical energy is used to heat the glass.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is therefore to provide a method and apparatus for the uniform heating of translucent and / or transparent glasses and / or glass ceramics, thereby overcoming the aforementioned disadvantages. is there.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
Such a problem is solved by the present invention as follows. That is, in the method described in the writing section, the heating of the translucent and / or transparent glass and / or glass ceramic directly acts on the glass and / or the glass ceramic, and the glass and / Or by infrared rays acting indirectly on the glass ceramic. Here, the ratio of the light rays acting indirectly on the glass and / or the glass ceramic is 50% or more of the total radiation output, preferably 60% or more, more preferably 70% or more, particularly preferably 80% or more, Particularly preferred is 90% or more, especially 98% or more.
[0016]
The infrared is preferably a short wavelength infrared having a color temperature greater than 1500K, particularly preferably greater than 2000K, very preferably greater than 2400K, in particular greater than 2700K, particularly preferably greater than 3000K.
[0017]
In the first aspect of the invention, the infrared rays acting indirectly on the glass and / or glass-ceramic contain at least components of reflected and / or scattered, in particular diffusely scattered light. It is. The proportion of short-wavelength infrared that is not absorbed by glass or glass-ceramic at a single incidence, that is, the proportion of shortwave infrared that is reflected, scattered or passed through, is on average 50% of the total radiated power emitted from the infrared emitter. This is convenient.
[0018]
For example, in the case of slow cooling or rapid heating, according to a suitable aspect of the invention, the method according to the invention is carried out in an enclosed space, in particular in an infrared radiation cavity. . In a particularly suitable embodiment of this type of method, the reflected and / or scattered infrared light is reflected or scattered from at least a part of the wall, floor and / or ceiling. Infrared emitting cavities are shown, for example, in U.S. Pat. No. 4,789,771, as well as in EP 0 133 847, the disclosure of which is hereby incorporated in its entirety. The proportion of the infrared light reflected and / or scattered from the part of the walls, the floor, and / or the surface of the ceiling may be 50% or more of the light incident on these surfaces.
[0019]
Particularly preferably, the proportion of the infrared light reflected and / or scattered from the part of the wall, floor and / or ceiling surface is greater than 90%, or rather greater than 95%, in particular This is a case of 98% or more.
[0020]
A particular advantage of using an infrared radiation cavity is that it can be considered to use a high-Q resonator when using highly reflective and / or scattering wall, floor and / or ceiling materials. It is. Such a resonator has low loss and can reliably use energy with high efficiency.
[0021]
In another embodiment of the present invention in place of the above embodiment, infrared rays acting indirectly on the glass and / or the glass ceramic are absorbed by the support, converted to heat, and thermally connected to the support. The ratio of heat released to the glass and / or the glass ceramic is included.
[0022]
In this different first aspect, a ceramic plate is used as the support.
[0023]
Particularly advantageous is the case where the support is, for example, a support made of SiSiC in the form of a disk and having a high thermal conductivity with the highest possible emissivity.
[0024]
It is particularly preferred that the thermal conductivity of the support is at least 5 times greater than the thermal conductivity of the glass or glass ceramic to be treated in the region of the temperature of the heat treatment.
[0025]
In addition to such a method, the present invention also provides an apparatus for performing this method. This device has the following characteristics in particular. That is, the infrared ray generating means acting indirectly on the glass and / or the glass ceramic is provided so that the ratio of light rays acting on the glass and / or the glass ceramic is 50% or more of the total radiation output. ing.
[0026]
In the first aspect of the present invention, the infrared ray generating means that indirectly acts on the glass and / or the glass ceramic has a reflector and / or a diffuser for reflecting or scattering infrared rays. .
[0027]
As the material of the diffusely reflecting wall, for example, a plate made of polished and sintered quartz glass (Quarzal) having a thickness of 30 mm is used.
[0028]
Other materials that reflect or backscatter infrared radiation can also be used. For example, any one or more of the following materials are possible.
That is,
Al 2 O 3 ; BaF 2 ; BaTiO 3 ; CaF 2 ; CaTiO 3 ;
MgO · 3,5Al 2 O 3 ; MgO, SrF 2 ; SiO 2 ;
SrTiO 3 ; TiO 2 ; spinel; cordierite;
Cordierite = sintered glass ceramic.
[0029]
If fast heating or slow cooling is to be achieved, it is advantageous to place the device in an enclosed space, in particular in an infrared radiation cavity.
[0030]
In a specific aspect of the present invention, the enclosed space, in particular, the wall, floor, and / or ceiling surface of the infrared radiation cavity has the reflector or the diffuser. .
[0031]
One embodiment of the diffuser would be a scattering plate, for example.
[0032]
Particularly preferred is the case where the reflector or diffuser is formed such that 50% or more of the light incident on the surface is reflected or scattered.
[0033]
In an alternative embodiment, the indirect light generating means comprises a support that is in thermal contact with the glass or the glass ceramic and absorbs part of the indirect infrared radiation. To do.
[0034]
Particularly preferred is the case where the support has a ceramic plate, for example made of SiSiC, and the emissivity of the support is greater than 0.5. SiSiC has a high conductivity, a low porosity, and a low tendency to adhere to glass (Klebeneigung). Due to the low porosity, the unwanted particulates also accumulate only slightly in the pores as a result. Therefore, SiSiC is extremely suitable for use in contact with glass.
[0035]
In a particularly suitable embodiment, the thermal conductivity of the support is at least 5 times greater than the thermal conductivity of the glass or glass ceramic to be treated in the region of the temperature of the heat treatment.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Below, this application is demonstrated, giving an example based on drawing and embodiment.
[0037]
FIG. 1 shows the transmittance with respect to the wavelength of the glass used in the comparison experiment of the present invention. This glass has a thickness of 10 mm. Clearly, it can be seen that a typical absorption edge is present at 2.7 μm. Beyond this absorption edge, the glass or glass ceramic becomes opaque. Thus, all incident light is absorbed by the surface or a layer near the surface.
[0038]
FIG. 2 shows the radiation intensity distribution of an infrared source that has come to be used in particular. The infrared radiator used is, for example, a linear halogen quartz tube infrared radiator having a rated output of 2000 W at a voltage of 230 V, and preferably has a color temperature of 2400K. In such an infrared radiator, the maximum radiation intensity is obtained when the wavelength is 1210 nm in accordance with the Wien displacement law.
[0039]
The intensity distribution of the infrared source is given by applying Planck's radiation law to a black body with a temperature of 2400K. Radiation with significant intensity, i.e. with an intensity greater than 5% of the maximum of the radiation intensity, occurs in the wavelength region of 500-5000 nm. And approximately 75% of the total radiation output is distributed in a wavelength region exceeding 1210 nm.
[0040]
In the first embodiment of the present invention, only the material to be heated is heated while the surroundings remain cold. Light rays that pass through the heating material are directed to the heating material by a reflector, or diffuse scatterer, or diffuse backscatter. When the power density is high, and especially in the case of a metallic reflector, the reflector is water-cooled. This is because otherwise the reflector material becomes cloudy. Such a fear becomes particularly conspicuous in the case of aluminum which is preferably used for a radiator having a large radiation output because of its excellent reflection characteristics in the short wavelength infrared region. Instead of metal reflectors, diffused and backscattered ceramic diffusers, or partially reflected and partially backscattered Al treated with glaze etc. A ceramic reflector such as 2 O 3 may be used.
[0041]
A configuration in which only the material to be heated is heated can be used only when slow cooling is not required after heating. This slow cooling can only be achieved if it is always reheated without using an insulated space, and only if it takes a lot of effort and maintains acceptable temperature uniformity. It is.
[0042]
The advantage of such a configuration is that it allows easy access to the material to be heated, which is useful, for example, for grippers that are very important during high temperature molding.
[0043]
In another embodiment instead of the above embodiment, the heating device and the material to be heated are provided in an infrared radiation cavity chamber provided with an infrared radiator. As a precondition for this, the quartz glass radiator itself must have sufficient temperature resistance or be cooled appropriately. Quartz glass tubes can be used up to approximately 1100 ° C. The quartz glass tube is preferably formed so as to be much longer than the heating spiral so as to go out of the heating area. When formed in this way, the connection terminal is positioned on the low temperature side, and the electrical connection terminal is not overheated. The quartz glass tube can be formed with or without a coating.
[0044]
FIG. 3A shows an embodiment of a heating device according to the invention with an infrared radiation cavity, which can be used to carry out the molding method according to the invention. It is not limited to.
[0045]
The device shown in FIG. 3A has a number of infrared emitters 1 which are provided underneath the reflector 3 made of a material that is strongly reflected or strongly backscattered. The glass or
[0046]
The
[0047]
FIG. 4 shows the heating curve of borosilicate glass by the method according to the invention. The glass probe had a size of about 100 mm and a thickness of 3 mm.
[0048]
The heating method or heat treatment was performed as follows.
[0049]
First, the glass probe was heated in an infrared radiation cavity chamber surrounded by sintered quartz glass as shown in FIG. 3A. The ceiling of this space was formed by an aluminum reflector provided with an infrared radiator below. Glass probes or glass ceramic bodies were supported on quartz glass sintered in a suitable manner.
[0050]
In the infrared radiation cavity, glass or glass ceramic was directly irradiated by a plurality of halogen-type infrared radiators. These infrared emitters were placed above the glass or glass ceramic to be molded, separated by a distance of 10 mm to 150 mm.
[0051]
The heating of individual glasses or glass ceramics was done on the basis of absorption, reflection and diffusion processes by controlling the infrared emitter via a thyristor controller. The method is as described in detail below.
[0052]
Since the absorption length in the short wavelength infrared glass or glass-ceramic used is much larger than the size of the object to be heated, most of the irradiated infrared is passed through the probe. On the other hand, the absorbed energy per unit volume is almost equal at any point of the glass or glass-ceramic body, so that uniform heating over the entire volume is achieved. In the experiment shown in FIG. 4, the infrared radiator and the glass to be heated are provided in the hollow chamber. The walls, floors, and / or ceilings of the hollow chamber are made of a material having a highly reflective or back-scattering surface that diffuses most of the light that strikes the walls, floors, and / or ceilings. reflect. Therefore, most of the light rays that have passed through the glass or glass ceramic are first reflected or diffused by at least one of the wall, floor, and ceiling, and then reach the interior of the object to be heated again. Is done. In the second step, the light beam that has passed through the glass or glass ceramic follows the same course. This method not only provides uniform heating in the deep part, but the input energy is used much more efficiently than if it passes through the glass or glass ceramic only once. In contrast to the method described here, it is particularly preferred that the light rays incident on the surfaces of the walls, floor and ceiling are not diffusely reflected but scattered and reflected. This allows the light rays to reach the glass or glass ceramic from all directions and at all possible angles, while at the same time providing uniform heating across the surface, and as in the prior art In addition, it does not occur that the intensity distribution of the infrared source is directly reflected on the object to be heated.
[0053]
FIG. 5 shows the heating curve of the glass when using an absorbing support according to another method according to the present invention instead of the method described above. The diameter of the glass was 100 mm and the thickness was 10 mm.
[0054]
Heating was performed as described below.
[0055]
First, the glass probe was placed on a 5 mm thick support made of SiSiC outside the radiation cavity. Subsequently, the SiSiC support is inserted into an infrared radiation cavity chamber surrounded by sintered quartz glass.
[0056]
Finally, glass or glass ceramic is directly irradiated using one halogen type infrared radiator or a plurality of halogen type infrared radiators in accordance with the shape of glass or glass ceramic. These infrared emitters were placed in the reflector above the glass blank or glass-ceramic blank to be formed and separated by a distance of 10 mm to 150 mm.
[0057]
The heating of the individual glass or glass ceramic is thereafter performed by combining direct and indirect heating by controlling the infrared emitter via a thyristor control device.
[0058]
Due to the transparency of the glass or glass ceramic, a significant portion of the radiant power is irradiated through the glass or glass ceramic to the support. The black SiSiC support absorbs almost all light and, due to its high thermal conductivity, distributes the absorbed light quickly and uniformly over the entire surface of the support. For this reason, the heat of the support is likewise released uniformly into the glass or glass ceramic and heats them from below. This process corresponds to an indirect component during heating in the method described above.
[0059]
The direct contribution from heating consists of two components. The first component comes from the fact that at all wavelengths outside the transparent region, the glass or glass-ceramic becomes opaque, so that the surface or a layer near the surface can simply be heated by the light beam. The second component is provided by a slightly absorbed component of light. In this case, the wavelength of the light beam exists in a region where it is weakly absorbed by glass or glass ceramic. This component leads to heating a deep layer of glass or glass ceramic.
[0060]
Nevertheless, most of the infrared radiation passes through the glass, resulting in indirect heating through the support. This method also achieves high temperature uniformity across the entire surface of the glass and avoids the projection of the source image onto the glass as in the prior art.
[0061]
In the method shown in FIGS. 4 and 5, the rate of indirectly heating the glass or glass ceramic is 50% or more according to the present invention.
[0062]
The present invention provides for the first time a method and apparatus for heating glass or glass-ceramic, or for heating glass or glass-ceramic with or without the aid of other heating means. . The method and apparatus according to the present invention ensure uniform heating of the glass or glass ceramic, is highly energy efficient, and avoids projecting the image of the light source onto the object to be heated. The The above methods and apparatus can be used in many fields of glass processing. In the following, application examples of the method according to the present invention will be listed, but these are merely examples and are not exhaustive.
[0063]
Used when a ceramic glass blank is heated at a uniform temperature during ceramization.
Used to quickly reheat a glass blank for subsequent high temperature molding.
Used to uniformly stretch the fiber bundle to warm it to the temperature.
When the mixture is melted, it is used while warming without assisting other heating means or using other heating means.
Used when melting and purifying glass and / or glass ceramic.
In forming, in particular, drawing, rolling, casting, centrifuging, pressing, blowing during blow-and-blow process, blowing during press-and-blow process, ribbon process for flat glass When using the blow-in method and the float method, it is used when warming while assisting other heating means or without using other heating means.
When cooling, melting, thermally curing, stabilizing, or cooling finely to set desired temporary temperature, desired refractive index, desired compaction during subsequent heat treatment When the thermometer glass changes over time, when it decomposes, when it colors the cloudy glass, when it is controlled and crystallized, especially when it is chemically cured, especially when it is diffused, it is lowered and bent. , Stretching, blowing, etc., molding, separation by melting, folding, punching, crushing, etc., separating, cutting, splicing, and coating, assisting other heating means, or others Used when heating without using the heating means.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the transmission curve of a typical glass to be heated having a thickness of 1 cm.
FIG. 2 shows the infrared plank curve used with a temperature of 2400K.
FIG. 3A is a diagram showing the basic structure of a heating device according to the present invention having a radiation cavity.
FIG. 3B is a diagram showing a diffuse reflection curve obtained for a wavelength of Sintox AL made of aluminum oxide manufactured by Morgan Matroc, Troisdorf, having a diffuse reflectance of greater than 95% in the near-infrared wavelength region.
FIG. 4 is a diagram showing a heating curve of a glass ceramic provided in a heating device having a diffuser and a reflector.
FIG. 5 is a diagram showing a heating curve of a glass ceramic provided in a heating device having a support to absorb.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Infrared radiator 3 ...
7 ...
Claims (25)
前記ガラス及び／又は前記ガラスセラミックに直接的に作用する赤外線、及び、前記ガラス及び／又は前記ガラスセラミックに間接的に作用する赤外線によって前記加熱を行い、前記ガラス及び／又は前記ガラスセラミックに間接的に作用する光線の割合を、全放射出力の５０％以上にし、
前記赤外線は、１５００Ｋより大きい色温度を有し、
前記赤外線において、赤外線放射体から放射された全放射出力の平均して５０％以上が少なくとも一度前記ガラスを通過し、
壁、床、及び前記赤外線放射体を備える天井により囲まれた空間内において実施され、前記赤外線放射体は前記ガラス及び／又は前記ガラスセラミックの上方に設けられ、
前記ガラス及び／又は前記ガラスセラミックに間接的に作用する赤外線は、その上に前記ガラス及び／又は前記ガラスセラミックを載置する支持体によって吸収され、熱に変換され、そして、前記支持体に熱的に接続された前記ガラス及び／又は前記ガラスセラミックに放熱される割合を含んでいることを特徴とするガラス及び／又はガラスセラミックを均一に加熱するための方法。Glass that is subjected to uniform heating of translucent and / or transparent glass and / or glass ceramic using infrared rays, and thereby heat-treats the glass and / or glass ceramic in a range of 20 ° C. to 3000 ° C. and A method for uniformly heating a glass ceramic,
The heating is performed by infrared rays acting directly on the glass and / or the glass ceramic, and infrared rays acting indirectly on the glass and / or the glass ceramic, and indirectly to the glass and / or the glass ceramic. The ratio of the light rays acting on is set to 50% or more of the total radiation output,
The infrared has a color temperature greater than 1500K;
In the infrared, an average of 50% or more of the total radiation output radiated from the infrared radiator passes through the glass at least once,
Carried out in a space surrounded by a wall, a floor and a ceiling comprising the infrared radiator, the infrared radiator being provided above the glass and / or the glass ceramic;
Infrared rays acting indirectly on the glass and / or the glass ceramic are absorbed by a support on which the glass and / or the glass ceramic are placed, converted into heat, and heat is applied to the support. A method for uniformly heating glass and / or glass ceramic, characterized in that it includes a rate of heat dissipation to the glass and / or glass ceramic that are connected to each other.
前記赤外線は２０００Ｋより大きい色温度を有する赤外線であることを特徴とする方法。The method of claim 1, wherein
The method wherein the infrared is an infrared having a color temperature greater than 2000K.
前記ガラス及び／又は前記ガラスセラミックに間接的に作用する前記赤外線は、少なくとも、反射された及び／又は散乱された光線の成分を有していることを特徴とする方法。The method according to claim 1 or 2,
Method according to claim 1, characterized in that the infrared rays acting indirectly on the glass and / or the glass ceramic have at least a component of reflected and / or scattered light rays.
赤外線放射空洞室内において実施することを特徴とする方法。The method according to any one of claims 1 to 3,
A method characterized in that it is carried out in an infrared radiation cavity.
反射された及び／又は散乱された前記赤外線を、前記壁、前記床、及び／又は前記天井の少なくとも一部で反射及び／又は散乱させることを特徴とする方法。5. A method according to any one of claims 1 to 4,
A method characterized in that the reflected and / or scattered infrared is reflected and / or scattered by at least a part of the wall, the floor and / or the ceiling.
前記壁、前記床、及び／又は前記天井の表面の前記一部で反射させた及び／又は散乱させた前記赤外線の割合を、これらの表面に入射する光線の５０％以上とすることを特徴とする方法。The method of claim 5, wherein
The ratio of the infrared light reflected and / or scattered by the part of the surface of the wall, the floor, and / or the ceiling is 50% or more of the light incident on these surfaces. how to.
前記壁、前記床、及び／又は前記天井の表面の前記一部で反射させた及び／又は散乱させた前記赤外線の割合を、これらの表面に入射する光線の９０％以上とすることを特徴とする方法。The method of claim 5, wherein
The ratio of the infrared light reflected and / or scattered by the part of the surface of the wall, the floor, and / or the ceiling is 90% or more of the light incident on these surfaces. how to.
前記熱を、前記支持体に熱的に接続された前記ガラスに、熱放射、及び／又は熱伝導、及び／又は対流によって伝達させることを特徴とする方法。The method according to any one of claims 1 to 7,
A method of transferring the heat to the glass thermally connected to the support by thermal radiation and / or heat conduction and / or convection.
前記支持体としてセラミック板を用いることを特徴とする方法。A method according to any one of claims 1 to 8,
A method comprising using a ceramic plate as the support.
前記支持体は、SiC又はSiSiCを有していることを特徴とする方法。The method according to any one of claims 1 to 9,
The method wherein the support comprises SiC or SiSiC.
前記支持体の熱伝導率は、熱処理の温度の領域において、処理されるべき前記ガラス又は前記ガラスセラミックの熱伝導率に比べ、少なくとも５倍大きいことを特徴とする方法。The method according to any one of claims 1 to 10, wherein
The method according to claim 1, characterized in that the thermal conductivity of the support is at least 5 times greater than the thermal conductivity of the glass or glass ceramic to be treated in the region of the temperature of the heat treatment.
赤外線を放射する赤外線源（１）と、ガラス及び／又はガラスセラミックに間接的に作用する赤外線の生成手段とを有してなるガラス及び／又はガラスセラミックを均一に加熱するための装置であって、
前記ガラス及び／又は前記ガラスセラミックに間接的に作用する赤外線の前記生成手段は、前記ガラス及び／又は前記ガラスセラミックに間接的に作用する光線の割合が、全放射出力の５０％以上となるように設けられ、
前記赤外線は、１５００Ｋより大きい色温度を有し、
前記赤外線において、赤外線放射体から放射された全放射出力の平均して５０％以上が少なくとも一度前記ガラスを通過するよう構成され、
壁、床、及び前記赤外線放射体を備える天井により囲まれた空間を有し、前記赤外線放射体は前記ガラス及び／又は前記ガラスセラミックの上方に設けられ、
前記ガラス及び／又は前記ガラスセラミックに間接的に作用する光線の前記生成手段は、その上に前記ガラス及び／又は前記ガラスセラミックを載置する支持体を有し、該支持体は、前記ガラスもしくは前記ガラスセラミックと熱的に接続し、前記間接的に作用する赤外線の一部を吸収することを特徴とするガラス及び／又はガラスセラミックを均一に加熱するための装置。In an apparatus for performing uniform heating of translucent and / or transparent glass and / or glass ceramic in the region of 20 ° C. to 3000 ° C.,
An apparatus for uniformly heating glass and / or glass ceramic, comprising an infrared source (1) that emits infrared light and means for generating infrared light that indirectly acts on glass and / or glass ceramic. ,
The infrared generation means acting indirectly on the glass and / or the glass ceramic is such that the proportion of light rays acting indirectly on the glass and / or the glass ceramic is 50% or more of the total radiation output. Provided in
The infrared has a color temperature greater than 1500K;
In the infrared, 50% or more of the total radiation output radiated from the infrared radiator is configured to pass through the glass at least once,
A space surrounded by a wall, a floor, and a ceiling including the infrared radiator, the infrared radiator is provided above the glass and / or the glass ceramic;
The means for generating a light beam acting indirectly on the glass and / or the glass ceramic has a support on which the glass and / or the glass ceramic is placed, and the support is the glass or An apparatus for uniformly heating glass and / or glass ceramic, wherein the glass and / or glass ceramic is thermally connected to the glass ceramic and absorbs part of the indirectly acting infrared rays.
前記ガラス及び／又は前記ガラスセラミック（５）に間接的に作用する赤外線の前記生成手段は、赤外線を反射もしくは散乱するための反射体（３）又は拡散体を有していることを特徴とする装置。The apparatus of claim 12, wherein
The infrared ray generating means acting indirectly on the glass and / or the glass ceramic (5) includes a reflector (3) or a diffuser for reflecting or scattering infrared rays. apparatus.
赤外線放射空洞室を有していることを特徴とする装置。The apparatus according to claim 12 or 13,
An apparatus having an infrared radiation cavity.
前記囲まれた空間の前記壁、及び／又は前記床、及び／又は前記天井の表面は、前記反射体もしくは前記拡散体を有していることを特徴とする装置。The device according to any one of claims 12 to 14,
The wall of the enclosed space and / or the surface of the floor and / or the ceiling has the reflector or diffuser.
前記反射体もしくは前記拡散体は、前記表面に入射する光線に対する反射され、もしくは散乱される赤外線の割合が５０％以上であるように形成されていることを特徴とする装置。The apparatus of claim 15, wherein
The apparatus according to claim 1, wherein the reflector or the diffuser is formed so that a ratio of an infrared ray reflected or scattered with respect to a light ray incident on the surface is 50% or more.
前記反射体もしくは前記拡散体は、前記表面に入射する光線に対する反射され、もしくは散乱される赤外線の割合が９０％以上であるように形成されていることを特徴とする装置。The apparatus of claim 16.
The apparatus according to claim 1, wherein the reflector or the diffuser is formed so that a ratio of infrared rays reflected or scattered with respect to a light ray incident on the surface is 90% or more.
前記反射体（３）もしくは前記拡散体（３）は、以下の物質、
Al2O3； BaF2； BaTiO3； CaF2； CaTiO3；
MgO・3,5Al2O3； MgO； SrF2； SiO2；
SrTiO3； TiO2；焼結された石英ガラス；スピネル；
コージエライト、の一つ、ないしはこれらの複数からなる混合物を有していることを特徴とする装置。The apparatus according to any one of claims 13 to 17,
The reflector (3) or the diffuser (3) includes the following substances:
Al 2 O 3; BaF 2; BaTiO 3; CaF 2; CaTiO 3;
MgO · 3,5Al 2 O 3 ; MgO; SrF 2 ; SiO 2 ;
SrTiO 3 ; TiO 2 ; sintered quartz glass; spinel;
A device comprising one of cordierite or a mixture of these.
前記支持体は、セラミック板を有していることを特徴とする装置。The device according to any one of claims 12 to 18,
The said support body has a ceramic board, The apparatus characterized by the above-mentioned.
前記支持体は、SiC又はSiSiCを有していることを特徴とする装置。20. The device according to any one of claims 12 to 19,
The said support body has SiC or SiSiC, The apparatus characterized by the above-mentioned.
前記支持体の熱伝導率は、熱処理の温度の領域において、処理されるべき前記ガラス又は前記ガラスセラミックの熱伝導率に比べ、少なくとも５倍大きいものとされていることを特徴とする装置。21. The device according to any one of claims 12 to 20,
The apparatus is characterized in that the thermal conductivity of the support is at least five times greater than the thermal conductivity of the glass or glass ceramic to be treated in the temperature range of the heat treatment.
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