WO2020105345A1 - ガラス物品の製造方法、及び薄板ガラスの加熱方法 - Google Patents

ガラス物品の製造方法、及び薄板ガラスの加熱方法

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WO2020105345A1
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隆義 齊藤
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日本電気硝子株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a glass article and a method for heating thin glass.
  • Patent Document 1 As disclosed in Patent Document 1, as a method for heating a glass substrate, a technique is known in which infrared rays emitted from a radiant heat source such as a halogen lamp are absorbed in the glass substrate and heated.
  • a radiant heat source such as a halogen lamp
  • the absorption wavelength range of glass in the infrared region is narrow. Therefore, when infrared rays are absorbed by a heating target made of glass to be heated, most of the infrared rays emitted from the radiant heat source pass through the heating target without being absorbed. Therefore, the infrared rays radiated from the radiant heat source cannot be efficiently converted into the heat of the heating target, and the power consumption required to heat the heating target to the target temperature becomes large.
  • the purpose of this invention is to reduce the power consumption when heating a heating object made of glass.
  • a method for manufacturing a glass article has a step of heating a heating object made of glass, and the heating step includes a radiant heat source emitting infrared rays and the heating object. Heating the heating object by converting the spectrum of infrared rays radiated from the radiant heat source by the conversion section arranged between the heating section and absorbing the infrared rays radiated from the conversion section into the heating object.
  • the conversion section is composed of an infrared absorption section that absorbs infrared rays emitted from the radiant heat source to generate heat, and an infrared ray that is heated by heat conduction from the infrared absorption section.
  • the radiation part, and at least one part of the surface which opposes the said heating object in the said conversion part contains at least one part of the surface of the said infrared radiation part.
  • the infrared absorption section may be composed of a black body. In some embodiments, the infrared emitting section may be made of glass.
  • the object to be heated may be thin glass having a thickness of 0.3 mm or less.
  • the glass article may be film-coated glass in which a thin film is formed on the surface of the thin glass plate.
  • the heating step may be performed to heat the thin glass sheet in the process of forming the thin film on the surface of the thin glass sheet by the CVD method or the sputtering method.
  • the conversion unit may be provided with a transmissive portion that transmits infrared light emitted from the radiant heat source.
  • the infrared radiation part may be in contact with the infrared absorption part.
  • a method for heating a thin glass sheet having a thickness of 0.3 mm or less wherein a conversion unit arranged between the radiant heat source that emits infrared rays and the thin glass is Converting the spectrum of the emitted infrared radiation, including heating the thin glass by absorbing the infrared radiation emitted from the conversion unit, the conversion unit, the infrared emitted from the radiant heat source.
  • An infrared absorbing part that absorbs heat and generates heat
  • an infrared radiating part that is made of a substance containing a Si element and that is heated by heat conduction from the infrared absorbing part.
  • Explanatory drawing of the manufacturing method of glass with a film Explanatory drawing of a heating apparatus.
  • Explanatory drawing of wavelength conversion by a conversion part Sectional drawing of the conversion part of a modification.
  • (A) is a front view of the conversion part of a modification
  • (b) is sectional drawing of the conversion part of a modification.
  • (A) is a front view of the conversion part of a modification
  • (b) is sectional drawing of the conversion part of a modification.
  • the method for producing a glass article is a method for producing a film-coated glass in which a thin film is formed on the surface of a thin glass plate.
  • the method for producing film-coated glass is to heat thin glass and perform film formation using the CVD (Chemical Vapor Deposition) method or sputtering method on the heated glass substrate to form a thin film on the surface of the thin glass. Including doing.
  • the thin film include metal oxide films such as indium tin oxide film, fluorine-doped tin oxide film, zinc oxide film, and antimony-doped tin oxide film.
  • thin glass examples include silicate glass, borate glass, alkali-free glass, phosphate glass, and crystallized glass.
  • the thin glass is preferably a glass having an emissivity of 90% or more at a wavelength of 5 to 8 ⁇ m.
  • Silicate glass, alkali-free glass, and crystallized glass have an emissivity of 90% or more at a wavelength of 5 to 8 ⁇ m.
  • the thin glass has a thickness of 0.3 mm or less, preferably 0.2 mm or less. The lower limit of the thickness of the thin glass plate is, for example, 3 ⁇ m.
  • the heat treatment by the heating device 10 and the film formation treatment by the film formation device 20 are performed on the long thin glass sheet G continuously fed from the first glass roll R1. Then, the film-coated glass Ga (glass article) having a thin film formed by the film forming process is collected by being wound around the second glass roll R2.
  • the heating device 10 is arranged at a position capable of heating the thin glass sheet G in the heating range A2 set so as to include the film forming range A1 in which the thin film is formed by the film forming device 20 inside.
  • two heating devices 10 are arranged on both sides of the film forming device 20.
  • the heating device 10 is arranged on the upstream side and the downstream side of the film forming apparatus 20 with respect to the traveling direction of the thin glass sheet G.
  • the heating device 10 has a casing 11 having an opening 11a, a radiant heat source 12 disposed in the casing 11, and an infrared ray radiated from the radiant heat source 12 to be a parallel beam directed toward the opening 11a. And a condenser mirror 13 of.
  • a radiant heat source 12 that heats an object to be heated using radiant heat, such as a halogen lamp or a xenon lamp, can be used.
  • the conversion unit 14 includes a plate-shaped infrared radiation unit 15 made of a substance containing Si element (hereinafter, referred to as “Si-containing substance”).
  • Si-containing substance a substance containing Si element
  • Examples of the Si-containing substance that constitutes the infrared emitting unit 15 include glass, silicon nitride, mullite, aluminum silicate, cordierite, and zircon. Examples of the glass include silicate glass, alkali-free glass, and crystallized glass.
  • the Si-containing substance that constitutes the infrared radiation unit 15 has a radiation characteristic close to that of the thin glass sheet G that is an object to be heated (for example, the emissivity at a wavelength of 5 to 8 ⁇ m is 90% or more). Is preferable, and a substance having the same radiation characteristics as the thin glass sheet G is more preferable. It is preferable that the glass constituting the infrared emitting section 15 is glass whose thermal expansion is suppressed (for example, glass having a thermal expansion coefficient of 60 or less).
  • the infrared radiation part 15 is located on the side where the infrared rays from the radiant heat source 12 are incident, and the second surface which is located on the opposite side of the first surface 15a and faces the object to be heated (thin glass G). 15b and.
  • the thickness of the infrared radiation part 15 defined as the distance between the first surface 15a and the second surface 15b is, for example, preferably 5 mm or less, and more preferably 2 mm or less.
  • the infrared absorbing section 16 is provided on the first surface 15a of the infrared emitting section 15.
  • the infrared absorber 16 comprises a black body.
  • the infrared absorbing portion 16 is a film-like portion formed by applying a black body paint to the first surface 15a of the infrared emitting portion 15, and the infrared absorbing portion 16 is formed on the entire surface of the first surface 15a. Is provided.
  • the emissivity of the infrared absorption section 16 is, for example, preferably 90% or more, and more preferably 95% or more.
  • the black body coating material that constitutes the infrared absorbing portion 16 is not particularly limited. As an example, a commercially available black body paint (for example, JSC-3 manufactured by Japan Sensor Co., Ltd.) can be used.
  • the infrared absorption section 16 may be made of a black material such as carbon.
  • the second surface 15b of the infrared radiation part 15 is exposed to the outside. Therefore, at least a part of the surface of the conversion unit 14 facing the heating target includes at least a part of the second surface 15b of the infrared radiation unit 15.
  • the infrared rays W1 radiated from the radiant heat source 12 of the heating device 10 are collimated by the condenser mirror 13 and absorbed by the infrared absorption section 16 of the conversion section 14.
  • the infrared absorption section 16 that has absorbed the infrared rays W1 generates heat by thermal radiation.
  • the infrared absorbing part 16 generates heat
  • the infrared emitting part 15 in contact with the infrared absorbing part 16 is heated by heat conduction, and the second surface 15b of the heated infrared emitting part 15 causes the Si-containing substance of the infrared emitting part 15 to be formed.
  • Infrared light W2 having a spectrum based on the radiation characteristic is radiated.
  • the conversion unit 14 absorbs the infrared ray W1 emitted from the radiant heat source 12 and emits the infrared ray W2 having a different spectrum. That is, the conversion unit 14 converts the spectrum of the infrared ray W1 radiated from the radiant heat source 12 into a spectrum based on the radiation characteristic of the Si-containing substance forming the infrared radiation unit 15.
  • the thin glass plate G absorbs the infrared rays W2 in the heating range A2, which is the range in which the infrared rays W2 are radiated from the heating device 10.
  • the thin glass sheet G which has absorbed the infrared rays W2 is heated to a temperature (for example, about 500 to 600 ° C.) suitable for the film forming process by generating heat by heat radiation.
  • the infrared ray W2 which has a spectrum based on the radiation characteristics of the Si-containing substance, has a large proportion of the wavelength range absorbed by the glass and a small proportion of the wavelength range not absorbed by the glass.
  • the ratio of the radiance in the wavelength range absorbed by the glass to the radiance in the entire wavelength range of the infrared ray W2 is 80% or more. Therefore, most of the infrared rays W2 are absorbed by the thin glass sheet G without passing through the thin glass sheet G. Thereby, the infrared rays W2 emitted from the heating device 10 can be efficiently converted into the heat of the thin glass sheet G.
  • the thin glass sheet G heated by the heating device 10 is subjected to a film forming process by the film forming device 20 in the film forming range A1.
  • the film forming apparatus 20 a general film forming apparatus applied to a film forming process using a CVD method or a sputtering method can be used.
  • the glass Ga with a thin film formed thereon passes through the heating range A2 of the heating device 10 and reaches a position where infrared rays W2 do not enter from the heating device 10, whereby the temperature thereof rapidly decreases.
  • the film-coated glass Ga that has passed through the heating range A2 and whose temperature has dropped is collected by being wound around the second glass roll R2.
  • the method for manufacturing a glass article has a step of heating an object to be heated (thin glass G) made of glass.
  • the spectrum of the infrared rays W1 emitted from the radiant heat source 12 is converted by the conversion section 14 arranged between the radiant heat source 12 that emits infrared rays W1 and the object to be heated, and the spectrum is radiated from the conversion section 14. Heating the object to be heated by making the object to be heated absorb infrared rays W2.
  • the conversion unit 14 is composed of an infrared absorption unit 16 that absorbs the infrared rays W1 radiated from the radiant heat source 12 to generate heat, and a substance containing a Si element, and infrared radiation that is heated by heat conduction from the infrared absorption unit 16. And a section 15. At least a part of the surface of the conversion unit 14 facing the heating target includes at least a part of the surface of the infrared radiation unit 15.
  • the infrared ray W2 having a spectrum in which the wavelength range absorbed by glass is large and the wavelength range not absorbed by glass is small is emitted from the conversion unit 14. Therefore, the heating target made of glass can absorb most of the infrared rays W2 emitted from the conversion unit 14 without transmitting the infrared rays W2. Thereby, the infrared rays W2 radiated from the conversion unit 14 can be efficiently converted into the heat of the heating target object, and the power consumption required for heating the heating target object can be reduced.
  • the infrared absorbing section 16 When the infrared absorbing section 16 is composed of a black body, the infrared absorbing section 16 can absorb the infrared rays W1 more efficiently. (3) When the infrared radiation unit 15 is made of glass, the infrared rays W2 radiated from the conversion unit 14 can be more efficiently converted into heat of the heating target.
  • the object to be heated is a thin glass plate having a thickness of 0.3 mm or less. Since thin glass has a smaller heat capacity than thicker glass, it is likely to cool due to the influence of external temperature. Therefore, in the case where the thin glass is kept heated to the target temperature, it is effective to irradiate the thin glass with infrared rays so that the thin glass itself is heated by radiant heat. On the other hand, in the case of irradiating infrared rays to heat the thin glass plate, since the thin glass has a small thickness, the infrared ray transmittance becomes high and the heating efficiency with respect to the power consumption becomes poor. Therefore, when the above heating process is applied to the heating of the thin glass sheet, the effect of reducing the power consumption required for heating the object to be heated can be more remarkably obtained.
  • the glass article is a film-coated glass Ga in which a thin film is formed on the surface of a thin glass plate G.
  • the heating step is performed to heat the thin glass sheet G in the process of forming a thin film on the surface of the thin glass sheet G by the CVD method or the sputtering method.
  • the CVD method or the sputtering method When forming a thin film by the CVD method or the sputtering method, it is required to strictly control the temperature of the film-forming target on which the thin film is formed.
  • the above-described step of heating the heating target with the infrared rays W2 converted by the conversion unit 14 can heat the heating target up to the target temperature and reduce the temperature from the heating state in a shorter time, and thus the CVD method.
  • it is suitable as a heating method when forming a thin film by a sputtering method.
  • the infrared radiation part 15 is in contact with the infrared absorption part 16. According to the above configuration, heat is efficiently conducted from the infrared absorbing section 16 to the infrared radiating section 15. As a result, the temperature of the second surface 15b of the infrared radiation unit 15 (the surface of the conversion unit 14 that faces the object to be heated) can be quickly raised, and the responsiveness is improved.
  • the thickness of the infrared radiation part 15 is 5 mm or less. According to the above configuration, the temperature of the second surface 15b of the infrared emitting section 15 (the surface of the conversion section 14 on the side of the object to be heated) can be quickly increased by the heat conduction from the infrared absorbing section 16, and the response is improved. To do.
  • the above embodiment can be modified and implemented as follows.
  • the above-described embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
  • -A part made of a material other than the Si-containing material may be partially provided on the surface of the conversion unit 14 facing the object to be heated.
  • the infrared absorption portion 16 may be made of a material other than a black body paint. Examples of other materials that form the infrared absorbing portion 16 include black body tape and ceramics such as silicon carbide.
  • the shape of the infrared radiation part 15 is not limited to a plate shape, and may be another shape such as a block shape or a lens shape.
  • the surface on which the infrared rays W1 are incident from the radiant heat source 12 (first surface 15a) and the surface on which the infrared rays W2 are emitted toward the object to be heated (second surface 15b) do not have to be surfaces that face each other. Good.
  • the infrared radiation part 15 may be formed in a film shape.
  • the infrared absorbing portion 16 may be a plate-like body made of ceramic, and the infrared emitting portion 15 may be a vitreous film made of powdery glass attached to the surface of the infrared absorbing portion 16. ..
  • the heat conduction part 17 may be interposed between the infrared radiation part 15 and the infrared absorption part 16 in the conversion part 14.
  • the heat conducting unit 17 is made of, for example, a substance capable of conducting the heat of the infrared absorbing unit 16 to the infrared emitting unit 15.
  • the conversion unit 14 may be provided with a transparent portion that transmits the infrared rays W1 radiated from the radiant heat source 12. For example, as shown in FIGS. 5A and 5B and FIGS. 6A and 6B, a portion where the infrared absorption portion 16 is not formed is partially formed on the first surface 15 a of the infrared radiation portion 15. To be provided. In this case, in the infrared radiation part 15, a part (transmission part 18) through which the infrared rays W1 incident from the radiant heat source 12 pass is generated corresponding to the part where the infrared absorption part 16 is not formed.
  • the transparent portion 18 the temperature distribution of the heating object during heating can be easily controlled. For example, the entire object to be heated can be heated more uniformly, or the temperature of a specific portion of the object to be heated can be partially increased.
  • the graph of FIG. 7 shows that the conversion unit 14 of the heating device 10 is either the conversion unit 14 without the transparent portion 18 (Test Example 1) or the conversion unit 14 with the transparent portion 18 (Test Examples 2 and 3). It shows the temperature distribution of the thin glass sheet G when heat treatment is performed using one of them.
  • Test Example 1 is the conversion unit 14 in which the infrared absorption unit 16 is provided on the entire first surface 15a.
  • Test Example 2 is a conversion unit 14 in which a plurality of portions where the infrared absorption portion 16 does not exist are provided in a portion corresponding to the central portion of the thin glass sheet G that is an object to be heated.
  • Test Example 3 is the conversion unit 14 in which the infrared absorption unit 16 does not exist over the entire portion corresponding to the central portion of the thin glass sheet G to be heated.
  • the temperature of the central portion of the thin glass sheet G becomes higher than that of the edge portions on both sides.
  • the temperature was relatively increased in the central portion of the thin glass sheet G corresponding to the portion (transmission portion 18) where the infrared absorption portion 16 does not exist. Lower part of the.
  • the transparent portion 18 it is possible to control the temperature of each portion of the heating target object, and by adjusting the position of the transparent portion 18, the entire heating target object is heated more uniformly. That is, the temperature of a specific portion of the heating target can be relatively increased or decreased.
  • the conversion unit 14 includes a first conversion portion for converting the infrared rays W1 radiated from the radiant heat source 12 into infrared rays W2 having a spectrum of the first pattern and a second conversion portion for converting infrared rays W2 having a spectrum different from the first pattern. And may be provided. For example, a part composed of a second Si-containing substance having a different radiation characteristic is provided in a part of the infrared radiation unit 15, and a spectrum of a second pattern based on the radiation characteristic of the second Si-containing substance is obtained. Emit infrared rays.
  • the infrared emitting section 15 may include at least two kinds of Si-containing substances that emit infrared rays having different spectrums.
  • the temperature distribution of the heating object during heating can be easily controlled, as in the case where the transmission part 18 is provided.
  • a plurality of second conversion parts may be provided.
  • the spectra of the infrared rays emitted from the respective second conversion parts may be the same or different.
  • the atmosphere in the area between the heating device 10 and the object to be heated is not particularly limited. However, in some embodiments, it may be preferable that the atmosphere in the region between the heating device 10 and the object to be heated has a water vapor amount of 2 g / m 3 or less (for example, vacuum).
  • the area is set to an atmosphere with a small amount of water vapor, the infrared rays W2 radiated from the conversion unit 14 of the heating device 10 are absorbed by the water vapor contained in the area, and the infrared rays W2 reaching the heating target are weakened. Can be suppressed.
  • the infrared rays W2 radiated from the conversion unit 14 can be efficiently absorbed by the object to be heated and efficiently converted into heat of the object to be heated. As a result, the effect of reducing the power consumption required for heating the object to be heated is further improved.
  • the arrangement of the heating device 10 is not particularly limited. In some embodiments, it may be preferable to arrange the infrared radiation unit 15 so that the distance between the surface on the heating target side and the heating target is 2 to 20 mm. By setting the distance to 2 mm or more, it is possible to prevent the heating object from coming into contact with the heating device 10 when the heating object is moved.
  • the distance By setting the distance to 20 mm or less, even if a substance (for example, water vapor) that absorbs the infrared rays W2 emitted from the conversion unit 14 exists in the region between the heating device 10 and the heating target, It is possible to prevent the infrared rays W2 from being greatly attenuated when passing through the region and making it difficult for the temperature of the heating target object to rise.
  • a substance for example, water vapor
  • the heat treatment (heating step) using the heating device 10 is not limited to the purpose of heating the film formation target when forming a film by the CVD method or the sputtering method, and is made of glass for various purposes. It can be applied to heat an object to be heated.
  • the conversion unit converts the infrared rays emitted from the radiant heat source into infrared rays having a first pattern spectrum and infrared rays having a second pattern spectrum different from the first pattern.
  • Example 1 As shown in FIG. 3, between the radiant heat source 12 that radiates infrared rays W1 and the thin glass plate G, a conversion unit 14 that converts the spectrum of the infrared rays W1 radiated from the radiant heat source 12 is arranged and radiated from the conversion unit 14. A heating test was performed in which the thin glass sheet G was heated by absorbing the infrared rays W2 produced by the thin glass sheet G. Then, the electric power consumed by the radiant heat source 12 before the thin glass sheet G was heated to 600 ° C. was measured. The results are shown in Table 1.
  • an infrared absorption unit 16 in which a black body paint is applied to the entire surface (first surface 15a) of the plate-shaped infrared radiation unit 15 facing the radiant heat source 12 is used.
  • the provided one was used. Details of each member used in the heating test are as follows.
  • Example 1 the power consumption for heating the thin glass sheet G to the target temperature was lower than in Comparative Examples 1 and 2.
  • the temperature of the thin glass sheet G did not reach 600 ° C. when the power consumption exceeded 4000 W, so the heating test was terminated at that time. From these results, when using a radiant heat source to heat an object to be heated made of glass, by arranging a converter with a specific structure between the radiant heat source and the object to be heated, power consumption is reduced. It can be seen that it can be reduced.
  • G Thin glass, Ga ... Glass with film, W1, W2 ... Infrared, 10 ... Heating device, 11 ... Casing, 12 ... Radiant heat source, 13 ... Condensing mirror, 14 ... Conversion part, 15 ... Infrared emitting part, 15a ... 1st surface, 15b ... 2nd surface, 16 ... Infrared absorption part, 17 ... Heat conduction part, 18 ... Transmission part, 20 ... Film-forming apparatus.

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Abstract

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Ｇを加熱する工程を有する。加熱する工程は、赤外線Ｗ１を放射する放射熱源１２と加熱対象物Ｇとの間に配置された変換部１４によって、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し、変換部１４から放射される赤外線Ｗ２を加熱対象物Ｇに吸収させることにより加熱対象物Ｇを加熱することを含む。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Ｇに対向する表面の少なくとも一部は、赤外線放射部１５の表面の少なくとも一部を含む。

Description

ガラス物品の製造方法、及び薄板ガラスの加熱方法
　本発明は、ガラス物品の製造方法、及び薄板ガラスの加熱方法に関する。
　特許文献１に開示されるように、ガラス基板の加熱方法として、ハロゲンランプ等の放射熱源から放射される赤外線をガラス基板に吸収させて加熱する技術が知られている。
特開平６－２６０４２２号公報
　赤外領域におけるガラスの吸収波長の範囲は狭い。そのため、赤外線をガラスにより構成される加熱対象物に吸収させて加熱する場合、放射熱源から放射される赤外線の大部分が加熱対象物に吸収されずに透過してしまう。そのため、放射熱源から放射された赤外線を効率的に加熱対象物の熱に変換することができず、加熱対象物を目的温度に加熱するために必要な消費電力が大きくなる。
　この発明の目的は、ガラスにより構成される加熱対象物を加熱する際の消費電力を低減することにある。
　本発明の一態様によれば、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を加熱する工程を有し、前記加熱する工程は、赤外線を放射する放射熱源と前記加熱対象物との間に配置された変換部によって、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ことを含み、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に対向する表面の少なくとも一部は、前記赤外線放射部の表面の少なくとも一部を含む。
　いくつかの実施形態において、前記赤外線吸収部は、黒体により構成されていてもよい。
　いくつかの実施形態において、前記赤外線放射部は、ガラスにより構成されていてもよい。
　いくつかの実施形態において、前記加熱対象物は、厚さが０．３ｍｍ以下の薄板ガラスであってもよい。
　いくつかの実施形態において、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ってもよい。前記加熱する工程は、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、前記薄板ガラスを加熱するために実施され得る。
　いくつかの実施形態において、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てもよい。
　いくつかの実施形態において、前記赤外線放射部は、前記赤外線吸収部に接していてもよい。
　本発明の別の態様によれば、厚さが０．３ｍｍ以下の薄板ガラスの加熱方法は、赤外線を放射する放射熱源と前記薄板ガラスとの間に配置された変換部によって、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することを含み、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。
　本発明によれば、ガラスにより構成される加熱対象物を加熱する際の消費電力を低減できる。
膜付きガラスの製造方法の説明図。 加熱装置の説明図。 変換部による波長変換の説明図。 変更例の変換部の断面図。 （ａ）は、変更例の変換部の正面図、（ｂ）は、変更例の変換部の断面図。 （ａ）は、変更例の変換部の正面図、（ｂ）は、変更例の変換部の断面図。 変換部における透過部分の位置と加熱対象物の温度分布との関係を示す説明図。
　本発明の一実施形態によれば、ガラス物品の製造方法は、薄板ガラスの表面に薄膜が形成された膜付きガラスを製造する方法である。膜付きガラスの製造方法は、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、薄板ガラスの表面に薄膜を形成することを含む。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。
　薄板ガラスとしては、例えば、珪酸塩系ガラス、硼酸塩系ガラス、無アルカリガラス、リン酸塩系ガラス、結晶化ガラスが挙げられる。いくつかの実施形態において、薄板ガラスは、５～８μｍの波長の放射率が９０％以上であるガラスであることが好ましい。珪酸塩系ガラス、無アルカリガラス、結晶化ガラスは、５～８μｍの波長の放射率が９０％以上である。いくつかの実施形態において、薄板ガラスの厚さは、０．３ｍｍ以下であり、０．２ｍｍ以下であることが好ましい。薄板ガラスの厚みの下限値は、例えば、３μｍである。
　図１に示す実施形態では、第１ガラスロールＲ１から連続的に送り出される長尺状の薄板ガラスＧに対して、加熱装置１０による加熱処理、及び成膜装置２０による成膜処理が行われる。そして、成膜処理により薄膜が形成された膜付きガラスＧａ（ガラス物品）は、第２ガラスロールＲ２に巻き取られることで回収される。
　加熱装置１０は、成膜装置２０により薄膜が形成される成膜範囲Ａ１を内側に含むように設定された加熱範囲Ａ２にある薄板ガラスＧを加熱可能な位置に配置される。いくつかの実施形態において、成膜装置２０の両側に２個の加熱装置１０が配置される。図１に示す実施形態では、薄板ガラスＧの進行方向に対し、成膜装置２０を挟んで上流側及び下流側に加熱装置１０が配置されている。
　図２に示すように、加熱装置１０は、開口１１ａを有するケーシング１１と、ケーシング１１内に配置された放射熱源１２と、放射熱源１２から放射された赤外線を開口１１ａに向かう平行ビームにするための集光ミラー１３とを備えている。放射熱源１２としては、輻射熱を利用して加熱対象物を加熱する放射熱源、例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ等を用いることができる。
　ケーシング１１の開口１１ａには、放射熱源１２から放射される赤外線のスペクトルを変換する変換部１４が配置されている。変換部１４は、Ｓｉ元素を含有する物質（以下、「Ｓｉ含有物質」という）により構成される板状の赤外線放射部１５を備えている。赤外線放射部１５を構成するＳｉ含有物質としては、ガラス、窒化ケイ素、ムライト、ケイ酸アルミニウム、コーディエライト、ジルコンが挙げられる。ガラスとしては、例えば、珪酸塩系ガラス、無アルカリガラス、結晶化ガラスが挙げられる。
　いくつかの実施形態において、赤外線放射部１５を構成するＳｉ含有物質は、加熱対象物である薄板ガラスＧと近い放射特性（例えば、５～８μｍの波長の放射率が９０％以上）を有する物質であることが好ましく、薄板ガラスＧと同じ放射特性を有する物質であることがより好ましい。赤外線放射部１５を構成するガラスは、熱膨張が抑制されたガラス（例えば、熱膨張係数が６０以下のガラス）であることが好ましい。
　赤外線放射部１５は、放射熱源１２からの赤外線が入射する側に位置する第１表面１５ａと、第１表面１５ａの反対側に位置し、加熱対象物（薄板ガラスＧ）に対向する第２表面１５ｂとを有する。第１表面１５ａと第２表面１５ｂとの間の距離として規定される赤外線放射部１５の厚さは、例えば、５ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下であることがより好ましい。
　赤外線放射部１５の第１表面１５ａには、赤外線吸収部１６が設けられている。いくつかの実施形態において、赤外線吸収部１６は黒体により構成されている。いくつかの実施形態において、赤外線吸収部１６は、赤外線放射部１５の第１表面１５ａに黒体塗料を塗布することにより形成される膜状の部分であり、第１表面１５ａの表面全体に一様に設けられている。赤外線吸収部１６の放射率は、例えば、９０％以上であることが好ましく、９５％以上であることがより好ましい。赤外線吸収部１６を構成する黒体塗料は特に限定されるものではない。一例として、市販の黒体塗料（例えば、ジャパンセンサー株式会社製ＪＳＣ－３号）を用いることができる。赤外線吸収部１６はカーボン等の黒色の物質から構成されてもよい。
　赤外線放射部１５の第２表面１５ｂは、外部に露出している。したがって、変換部１４の加熱対象物に対向する表面の少なくとも一部は、赤外線放射部１５の第２表面１５ｂの少なくとも一部を含む。
　次に、加熱装置１０を用いた加熱処理（加熱工程）について説明する。
　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により平行ビームにされて変換部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含有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。
　したがって、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、スペクトルの異なる赤外線Ｗ２を放射する。すなわち、変換部１４は、放射熱源１２から放射される赤外線Ｗ１のスペクトルを、赤外線放射部１５を構成するＳｉ含有物質の放射特性に基づくスペクトルに変換する。
　図１及び図３に示すように、薄板ガラスＧは、加熱装置１０から赤外線Ｗ２が放射される範囲である加熱範囲Ａ２において、赤外線Ｗ２を吸収する。赤外線Ｗ２を吸収した薄板ガラスＧは、熱輻射により発熱することにより、成膜処理に適切な温度（例えば、５００～６００℃程度）に加熱される。
　Ｓｉ含有物質の放射特性に基づくスペクトルを有する赤外線Ｗ２は、ガラスに吸収される波長域の割合が大きく、ガラスに吸収されない波長域の割合が小さいスペクトルの赤外線である。例えば、赤外線Ｗ２の全波長域の放射輝度に対するガラスに吸収される波長域の放射輝度の割合は８０%以上である。そのため、赤外線Ｗ２の大部分は、薄板ガラスＧを透過することなく薄板ガラスＧに吸収される。これにより、加熱装置１０から放射される赤外線Ｗ２を薄板ガラスＧの熱に効率的に変換できる。
　図１に示すように、加熱装置１０により加熱された状態にある薄板ガラスＧには、成膜範囲Ａ１において、成膜装置２０による成膜処理が行われる。成膜装置２０としては、ＣＶＤ法又はスパッタリング法を利用した成膜処理に適用される一般的な成膜装置を用いることができる。
　薄膜が形成された膜付きガラスＧａは、加熱装置１０の加熱範囲Ａ２を通過して、加熱装置１０から赤外線Ｗ２が入射しない位置に達することにより温度が急速に低下する。加熱範囲Ａ２を通過して温度が低下した膜付きガラスＧａは、第２ガラスロールＲ２に巻き取られて回収される。
　次に、上記実施形態の効果について記載する。
　（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）を加熱する工程を有する。加熱する工程は、赤外線Ｗ１を放射する放射熱源１２と加熱対象物との間に配置された変換部１４によって、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ることにより加熱対象物を加熱することを含む。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に対向する表面の少なくとも一部は、赤外線放射部１５の表面の少なくとも一部を含む。
　上記構成によれば、ガラスに吸収される波長域の割合が大きく、ガラスに吸収されない波長域の割合が小さいスペクトルの赤外線Ｗ２が変換部１４から放射される。そのため、ガラスにより構成される加熱対象物は、変換部１４から放射される赤外線Ｗ２の大部分を透過させることなく吸収できる。これにより、変換部１４から放射される赤外線Ｗ２を加熱対象物の熱に効率的に変換することができ、加熱対象物の加熱に要する消費電力を低減できる。
　（２）赤外線吸収部１６が黒体により構成されている場合、赤外線吸収部１６はより効率的に赤外線Ｗ１を吸収することができる。
　（３）赤外線放射部１５がガラスにより構成されている場合、変換部１４から放射される赤外線Ｗ２をより効率的に加熱対象物の熱に変換することができる。
　（４）加熱対象物は、厚さが０．３ｍｍ以下の薄板ガラスである。
　薄板ガラスは、より厚いガラスと比較して、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の低減効果がより顕著に得られる。
　（５）ガラス物品は、薄板ガラスＧの表面に薄膜が形成された膜付きガラスＧａである。ガラス物品の製造方法において、上記の加熱工程は、薄板ガラスＧの表面にＣＶＤ法又はスパッタリング法により薄膜を形成する過程において、薄板ガラスＧを加熱するために実施される。
　ＣＶＤ法又はスパッタリング法により薄膜を形成する場合、薄膜が形成される成膜対象物の温度を厳密に管理することが求められる。変換部１４により変換された赤外線Ｗ２により加熱対象物を加熱する上記の工程は、目的温度までの加熱対象物の加熱、及び加熱状態からの降温をより短時間で行うことができるため、ＣＶＤ法又はスパッタリング法により薄膜を形成する際の加熱方法として適している。
　（６）赤外線放射部１５は、赤外線吸収部１６に接している。
　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の加熱対象物に対向する表面）の温度を早く高めることができ、応答性が向上する。
　（７）赤外線放射部１５の厚さは、５ｍｍ以下である。
　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。
　上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
　・変換部１４の加熱対象物に対向する表面には、Ｓｉ含有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。
　・赤外線吸収部１６は黒体塗料以外の材料から構成されてもよい。赤外線吸収部１６を構成する他の材料としては、例えば、黒体テープ、炭化ケイ素等のセラミックが挙げられる。
　・赤外線放射部１５の形状は、板状に限定されるものではなく、例えば、ブロック状やレンズ状等のその他の形状であってもよい。この場合、放射熱源１２から赤外線Ｗ１が入射する面（第１表面１５ａ）、及び加熱対象物に向かって赤外線Ｗ２を放射する面（第２表面１５ｂ）は、互いに反対を向く面でなくてもよい。
　赤外線放射部１５は、膜状に形成されてもよい。例えば、赤外線吸収部１６はセラミックにより構成される板状体であり、赤外線放射部１５は、その赤外線吸収部１６の表面に付着させた粉末状のガラスからなるガラス質の皮膜であってもよい。
　・図４に示すように、変換部１４における赤外線放射部１５と赤外線吸収部１６との間に熱伝導部１７を介在させてもよい。熱伝導部１７は、例えば、赤外線吸収部１６の熱を赤外線放射部１５へ熱伝導可能な物質により構成される。
　・変換部１４には、放射熱源１２から放射される赤外線Ｗ１を透過させる透過部分が設けられていてもよい。例えば、図５（ａ），（ｂ）及び図６（ａ），（ｂ）に示すように、赤外線放射部１５の第１表面１５ａ上に、赤外線吸収部１６が形成されていない部分を部分的に設ける。この場合、赤外線放射部１５には、赤外線吸収部１６が形成されていない部分に対応して、放射熱源１２から入射した赤外線Ｗ１が透過する部分（透過部分１８）が生じる。透過部分１８を設けることにより、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。例えば、加熱対象物の全体をより均一に加熱することや、加熱対象物の特定部位の温度を部分的に高めることができる。
　図７のグラフは、加熱装置１０の変換部１４として、透過部分１８を設けない変換部１４（試験例１）、透過部分１８を設けた変換部１４（試験例２及び試験例３）のいずれか一つを用いて加熱処理を行った場合の薄板ガラスＧの温度分布を示したものである。試験例１は、第１表面１５ａの全体に赤外線吸収部１６を設けた変換部１４である。試験例２は、加熱対象物となる薄板ガラスＧの中央部分に対応する部分に、赤外線吸収部１６が存在しない部分を複数、設けた変換部１４である。試験例３は、加熱対象物となる薄板ガラスＧの中央部分に対応する部分の全体にわたって赤外線吸収部１６が存在しない変換部１４である。
　図７のグラフに示すように、試験例１の変換部１４を用いた場合、薄板ガラスＧは、両側の縁部と比較して中央部分の温度が高くなる。これに対して、試験例２及び試験例３の変換部１４を用いた場合、赤外線吸収部１６が存在しない部分（透過部分１８）に対応して、薄板ガラスＧの中央部分に相対的に温度の低い部分が生じる。このように、透過部分１８を設けることにより、加熱対象物の部分毎の温度を制御することが可能であり、透過部分１８の位置を調整することにより、加熱対象物全体をより均一に加熱することや、加熱対象物の特定部分の温度を相対的に高くすること又は低くすることができる。
　・変換部１４には、放射熱源１２から放射される赤外線Ｗ１を第１パターンのスペクトルの赤外線Ｗ２に変換する第１変換部分と、第１パターンと異なるスペクトルの赤外線Ｗ２に変換する第２変換部分とが設けられていてもよい。例えば、赤外線放射部１５の一部に、放射特性の異なる第２のＳｉ含有物質により構成される部分を設けて、第２のＳｉ含有物質から当該物質の放射特性に基づく第２パターンのスペクトルの赤外線を放射させる。換言すれば、赤外線放射部１５は、互いに異なるパターンのスペクトルの赤外線を放射する少なくとも２種のＳｉ含有物質を含んでいてもよい。
　第１変換部分及び第２変換部分を備える変換部１４を設けた場合にも、透過部分１８を設けた場合と同様に、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。また、第２変換部分を複数、設けてもよい。この場合、各第２変換部分から放射される赤外線のスペクトルは全て同じであってもよいし、異なっていてもよい。
　・加熱装置１０と加熱対象物との間の領域の雰囲気は特に限定されるものではない。ただし、いくつかの実施形態において、加熱装置１０と加熱対象物との間の領域の雰囲気は水蒸気量が２ｇ／ｍ３以下（例えば、真空）であることが好ましい場合がある。上記領域を水蒸気量の少ない雰囲気にした場合には、加熱装置１０の変換部１４から放射される赤外線Ｗ２が上記領域に含まれる水蒸気に吸収されて、加熱対象物に達する赤外線Ｗ２が弱まることを抑制できる。これにより、変換部１４から放射される赤外線Ｗ２を加熱対象物に効率的に吸収させて加熱対象物の熱に効率的に変換できる。その結果、加熱対象物の加熱に要する消費電力の低減効果がより向上する。
　・加熱装置１０の配置は特に限定されるものではない。いくつかの実施形態において、赤外線放射部１５の加熱対象物側の表面と加熱対象物との距離が２～２０ｍｍとなるように配置することが好ましい場合がある。上記距離を２ｍｍ以上に設定することにより、加熱対象物を移動させる際に、加熱対象物と加熱装置１０とが接触してしまうことを抑制できる。上記距離を２０ｍｍ以下に設定することにより、加熱装置１０と加熱対象物との間の領域に、変換部１４から放射される赤外線Ｗ２を吸収する物質（例えば、水蒸気）が存在したとしても、上記領域を通過する際に赤外線Ｗ２が大きく減衰して加熱対象物の温度が上がり難くなってしまうことを抑制できる。
　・膜付きガラスの製造方法では、厚さが０．３ｍｍを超えるガラス部材（加熱対象物）に対して薄膜を形成してもよい。
　・加熱装置１０を用いた加熱処理（加熱工程）は、ＣＶＤ法又はスパッタリング法により成膜する際に成膜対象物を加熱する目的に限定されるものではなく、様々な目的でガラスにより構成される加熱対象物を加熱するために適用できる。
　上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想を以下に記載する。
　（ｉ）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に対向する表面は、前記第１変換部分の表面と、前記第２変換部分の表面とを有する前記ガラス物品の製造方法。
　以下に実施例及び比較例を挙げ、上記実施形態をさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
　（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。
　変換部１４としては、図３に示すように、板状の赤外線放射部１５の放射熱源１２に対向する表面（第１表面１５ａ）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。加熱試験に用いた各部材の詳細は以下のとおりである。
　薄板ガラス：縦５０ｍｍ×横３００ｍｍ×厚さ５０μｍの無アルカリガラス
　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）
　実施例１の変換部１４に代えて、板状の赤外線放射部１５の放射熱源１２に対向する表面（第１表面１５ａ）、及び加熱対象物に対向する表面（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。
　（比較例２）
　実施例１の変換部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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　表１に示すように、比較例１及び比較例２と比較して、実施例１では、薄板ガラスＧを目的温度に加熱するための消費電力が低くなった。比較例２の加熱試験においては、消費電力が４０００Ｗを超えた時点で、薄板ガラスＧの温度が６００℃に達していなかったため、その時点で加熱試験を終了した。これらの結果から、放射熱源を利用して、ガラスにより構成される加熱対象物を加熱する場合に、放射熱源と加熱対象物との間に特定構造の変換部を配置することにより、消費電力を低減できることが分かる。
　Ｇ…薄板ガラス、Ｇａ…膜付きガラス、Ｗ１，Ｗ２…赤外線、１０…加熱装置、１１…ケーシング、１２…放射熱源、１３…集光ミラー、１４…変換部、１５…赤外線放射部、１５ａ…第１表面、１５ｂ…第２表面、１６…赤外線吸収部、１７…熱伝導部、１８…透過部分、２０…成膜装置。

Claims (8)

  1. 　ガラスにより構成される加熱対象物を加熱する工程を有するガラス物品の製造方法であって、
    　前記加熱する工程は、
    　赤外線を放射する放射熱源と前記加熱対象物との間に配置された変換部によって、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ことを含み、
    　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に対向する表面の少なくとも一部は、前記赤外線放射部の表面の少なくとも一部を含むことを特徴とするガラス物品の製造方法。
  2. 　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。
  3. 　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。
  4. 　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。
  5. 　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、
    　前記加熱する工程は、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、前記薄板ガラスを加熱するために実施される請求項４に記載のガラス物品の製造方法。
  6. 　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。
  7. 　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。
  8. 　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配置された変換部によって、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することを含み、
    　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。
PCT/JP2019/041428 2018-11-20 2019-10-23 ガラス物品の製造方法、及び薄板ガラスの加熱方法 WO2020105345A1 (ja)

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DE112019005808.8T DE112019005808T5 (de) 2018-11-20 2019-10-23 Verfahren zum herstellen eines glasgegenstands und verfahren zum erwärmen einen dünnen flachglases
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3092025B1 (fr) * 2019-01-29 2021-06-18 Saint Gobain Procede d’obtention d’un substrat revetu d’une couche fonctionnelle

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55158487A (en) * 1979-05-29 1980-12-09 Asahi Glass Co Ltd Heating method
JPS63129986U (ja) * 1987-02-18 1988-08-25
JPH02192686A (ja) * 1989-01-20 1990-07-30 Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd 赤外線加熱装置
EP0554538A2 (de) * 1992-02-01 1993-08-11 Heraeus Noblelight GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Erwärmen eines Materials
JPH06349813A (ja) * 1993-03-02 1994-12-22 Leybold Ag サブストレートを加熱する装置
WO2013018483A1 (ja) * 2011-08-02 2013-02-07 日本電気硝子株式会社 薄膜付基板の製造方法及び製造装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH632628B (de) 1976-07-26 Ciba Geigy Ag Verfahren zur herstellung von benzofuranyl-benzimidazolen und deren verwendung als optische aufheller.
JPS6435887A (en) * 1987-07-31 1989-02-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Far infrared ray heater
JPH06260422A (ja) 1993-03-08 1994-09-16 Kokusai Electric Co Ltd ガラス基板加熱方法及びその装置
CA2368018A1 (en) * 1999-03-23 2000-09-28 Carl-Zeiss-Stiftung Trading As Schott Glas Method and device for the homogeneous heating of glass and/or glass-ceramic articles using infrared radiation
US8298629B2 (en) * 2009-02-25 2012-10-30 Crystal Solar Incorporated High throughput multi-wafer epitaxial reactor
CN102485935B (zh) * 2010-12-06 2013-11-13 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 均热板及应用该均热板的基片处理设备
JP6349813B2 (ja) 2014-03-17 2018-07-04 株式会社リコー 液滴吐出装置、画像形成装置、及び液滴吐出ヘッドの制御方法
DE102015119763A1 (de) * 2015-11-16 2017-05-18 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Infrarotstrahler
JPWO2018079386A1 (ja) * 2016-10-24 2019-08-08 日本碍子株式会社 赤外線ヒーター
CN110799264A (zh) * 2017-07-05 2020-02-14 日本碍子株式会社 红外线处理装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55158487A (en) * 1979-05-29 1980-12-09 Asahi Glass Co Ltd Heating method
JPS63129986U (ja) * 1987-02-18 1988-08-25
JPH02192686A (ja) * 1989-01-20 1990-07-30 Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd 赤外線加熱装置
EP0554538A2 (de) * 1992-02-01 1993-08-11 Heraeus Noblelight GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Erwärmen eines Materials
JPH06349813A (ja) * 1993-03-02 1994-12-22 Leybold Ag サブストレートを加熱する装置
WO2013018483A1 (ja) * 2011-08-02 2013-02-07 日本電気硝子株式会社 薄膜付基板の製造方法及び製造装置

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