結晶化ガラス板製造用トチ及び結晶化ガラス板の製造方法
【課題】屈曲構造を有する結晶化ガラス板を高い形状精度で製造するための結晶化ガラス板製造用トチ、及び屈曲構造を有する結晶化ガラス板を高い形状精度で製造し得る結晶化ガラス板の製造方法を提供する。
【解決手段】結晶化ガラス板製造用トチ１は、ガラス板２０を結晶化させることによって屈曲構造を有する結晶化ガラス板を製造する際に用いられる結晶化ガラス板製造用トチである。結晶化ガラス板製造用トチ１は、ガラス板２０が載置される載置面であって、屈曲構造を持つ載置面１１を有する。載置面１１には、複数の開口１２ａ〜１２ｅが形成されている。
【解決手段】結晶化ガラス板製造用トチ１は、ガラス板２０を結晶化させることによって屈曲構造を有する結晶化ガラス板を製造する際に用いられる結晶化ガラス板製造用トチである。結晶化ガラス板製造用トチ１は、ガラス板２０が載置される載置面であって、屈曲構造を持つ載置面１１を有する。載置面１１には、複数の開口１２ａ〜１２ｅが形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結晶化ガラス板製造用トチ及びそれを用いた結晶化ガラス板の製造方法に関する。特には、本発明は、屈曲構造を有する結晶化ガラス板の製造において、ガラス板の結晶化工程に用いられるトチ及びそれを用いた屈曲構造を有する結晶化ガラス板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
結晶化ガラス板は、高い耐熱性を有すると共に、熱膨張率を小さくできるという利点を有する。このため、従来、例えばストーブや暖炉などの暖房装置の熱線透過部品などとして、結晶化ガラス板が広く用いられている（例えば、下記の特許文献１など）。
【０００３】
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、暖房装置に応じた形状に形成されていることが求められる。例えば、暖房装置の内部に配置されている燃焼装置の視認性を高めるために、屈曲構造を有する結晶化ガラス板（以下、「結晶化ガラス屈曲板」と称する。）が求められることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２２９８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
結晶化ガラス屈曲板を製造する方法としては、製造しようとする結晶化ガラス屈曲板の形状に応じた形状の載置面を有するコーディエライトやムライトなどの耐火セラミックス製のトチの上に、結晶化されていないガラス板を載置し、その状態で、ガラス板を熱処理する方法が挙げられる。この製造方法では、熱処理工程において、結晶化されていないガラス板が軟化してトチの表面に沿うと共に、ガラス板の結晶化が進行する。その結果、結晶化ガラス屈曲板が形成される。
【０００６】
しかしながら、本発明者らが鋭意研究した結果、上記製造方法では、部分的に反りや膨れなどの変形が発生し、高い形状精度を有する結晶化ガラス屈曲板を製造することが困難であることが分かった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、屈曲構造を有する結晶化ガラス板を高い形状精度で製造するための結晶化ガラス板製造用トチ、及び屈曲構造を有する結晶化ガラス板を高い形状精度で製造し得る結晶化ガラス板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意研究した結果、ガラス板を結晶化させるための熱処理工程において、ガラス板に生じた温度むらに起因して、ガラス板中に、結晶化が速く進行する部分と、結晶化が遅く進行する部分とが生じているため、高い形状精度の結晶化ガラス板が得難いことを見出した。すなわち、トチの上にガラス板を載置して熱処理工程を行った場合、ガラス板のうち、トチ側の裏面側表層は、加熱されにくく、冷却されにくい。一方、ガラス板のうち、トチとは反対側の表面側表層は、外雰囲気に直接接触しているため、加熱されやすく、冷却されやすい。このため、ガラス板の表面側表層と裏面側表層とでは、結晶化の進行開始時期、進行速度に差が生じる。また、熱処理工程後のガラス板の冷却速度にも差が生じる。よって、熱処理工程及び熱処理工程後の冷却工程において、ガラス板に応力が生じる。従って、ガラス板に所望しない変形が生じてしまい、得られる結晶化ガラス板の形状精度が低下してしまう。このことを踏まえ、本発明者らは、さらに鋭意研究の結果、結晶化ガラス板製造用トチを工夫することにより高い形状精度で結晶化ガラス板を製造し得ることを見出し、その結果、本発明を成すに至った。
【０００９】
すなわち、本発明に係る結晶化ガラス板製造用トチは、ガラス板を結晶化させることによって屈曲構造を有する結晶化ガラス板を製造する際に用いられる結晶化ガラス板製造用トチに関する。本発明に係る結晶化ガラス板製造用トチは、ガラス板が載置される載置面であって、屈曲構造を持つ載置面を有する。載置面には、複数の開口が形成されている。
【００１０】
なお、本発明において、「屈曲構造を持つ載置面」とは、少なくとも一部に屈曲している部分が形成されている載置面のことをいう。従って、「屈曲構造を持つ載置面」には、全体が屈曲している載置面、一部が屈曲している載置面、などが含まれる。
【００１１】
また、本発明において、「屈曲」には、「湾曲」が含まれるものとする。
【００１２】
本発明において、「トチ（ｓｅｔｔｅｒ）」とは、ガラス板の焼成中に、ガラス板の形状が所望の形状とは異なった形状となることを抑制するための支持台のことをいう。
【００１３】
本発明に係る結晶化ガラス板の製造方法は、上記本発明に係る結晶化ガラス板製造用トチを用いた結晶化ガラス板の製造方法に関する。本発明に係る結晶化ガラス板の製造方法は、載置面の上にガラス板を載置する工程と、載置面上に載置したガラス板を加熱して結晶化させることによって結晶化ガラス板を得る工程とを備えている。
【００１４】
本発明においては、ガラス板が載置される載置面に複数の開口が形成される。このため、ガラス板の載置面側の表面の一部が結晶化ガラス板製造用トチに接触し、残りの部分は、結晶化ガラス板製造用トチに接触しない。よって、本発明においては、ガラス板の加熱や冷却が結晶化ガラス板製造用トチにより阻害され難い。すなわち、載置面に開口が形成されておらず、ガラス板の全体が載置面と接触している場合と比較して、ガラス板の載置面側の表層の加熱及び冷却が結晶化ガラス板製造用トチによって阻害され難い。このため、ガラス板の熱処理工程及びその後の冷却工程において、ガラス板の載置面側の表層と、ガラス板の載置面とは反対側の表層とで温度差が生じにくい。よって、ガラス板内において、加熱速度及び冷却速度を均一化できると共に、結晶化の進行開始時期及び進行速度も均一化することができる。その結果、熱処理工程及びその後の冷却工程において、ガラス板に応力が生じ難い。従って、ガラス板に所望しない変形が生じ難く、高い形状精度の結晶化ガラス屈曲板を製造することができる。
【００１５】
ガラス板の加熱や冷却が結晶化ガラス板製造用トチによりさらに阻害され難くするためには、載置面における複数の開口が占める面積割合（（複数の開口の面積）／（載置面の面積））は、高い方が好ましい。具体的には、載置面における複数の開口が占める面積割合は、３６％以上であることが好ましく、５６％以上であることがより好ましい。
【００１６】
但し、載置面における複数の開口が占める面積割合が大きすぎると、ガラス板の熱処理工程において、結晶化ガラス板製造用トチによりガラス板を好適に支持できない場合がある。具体的には、軟化したガラス板が開口内に入り込むことにより、ガラス板の表面に凹凸が形成されてしまう場合がある。このため、載置面における複数の開口が占める面積割合は、９６％以下であることが好ましく、８８％以下であることがより好ましい。
【００１７】
また、ガラス板の加熱や冷却が結晶化ガラス板製造用トチによりさらに阻害され難くするためには、載置面に開口している複数の貫通孔が形成されていることが好ましい。貫通孔は、解放空間であるため、複数の貫通孔を形成することにより、結晶化ガラス板製造用トチの放熱性を高めることができるためである。
【００１８】
具体的には、例えば、結晶化ガラス板製造用トチは、相互に平行に間隔をおいて配置されている複数の板状部材を有するものであってもよい。また、結晶化ガラス板製造用トチは、複数の板状部材を連結する連結部材をさらに有するものであってもよい。この場合、載置面は、複数の板状部材の頂面により構成され、開口は、複数の板状部材の頂面間に形成される。
【００１９】
また、結晶化ガラス板製造用トチが複数の板状部材を有する場合、ガラス板の加熱や冷却が結晶化ガラス板製造用トチによりさらに阻害され難くする観点からは、隣接する板状部材間の間隔が広く、板状部材の厚みが薄いことが好ましい。具体的には、隣接する板状部材間の間隔は、１５ｍｍ以上であることが好ましく、２２ｍｍ以上であることがより好ましい。板状部材の厚みは、１０ｍｍ以下であることが好ましく、６ｍｍ以下であることがより好ましい。板状部材の厚みに対する隣接する板状部材間の間隔の比（（板状部材間の間隔）／（板状部材の厚み））は、１．５以上であることが好ましく、２．５以上であることがより好ましい。
【００２０】
但し、隣接する板状部材間の間隔が広すぎたり、板状部材の厚みが薄すぎたりすると、ガラス板の熱処理工程において、結晶化ガラス板製造用トチによりガラス板を好適に支持できない場合がある。このため、隣接する板状部材間の間隔は、４４ｍｍ以下であることが好ましく、３０ｍｍ以下であることがより好ましい。板状部材の厚みは、２ｍｍ以上であることが好ましく、４ｍｍ以上であることがより好ましい。板状部材の厚みに対する隣接する板状部材間の間隔の比（（板状部材間の間隔）／（板状部材の厚み））は、２２以下であることが好ましく、１５以下であることがより好ましい。
【００２１】
本発明において、結晶化ガラス板製造用トチの材質は、特に限定されない。結晶化ガラス板製造用トチは、例えば、耐火セラミックスからなるものであってもよいし、β−スポジュメン固溶体やβ−クオーツを主結晶とする結晶化ガラスからなるものであってもよい。なかでも、結晶化ガラス板製造用トチは、熱容量が小さな結晶化ガラスからなるものであることが好ましく、さらには、β−スポジュメン固溶体を主結晶とする結晶化ガラスからなるものであることが好ましく、β−スポジュメン固溶体の含有率が９０質量％以上である結晶化ガラスからなるものであることがさらに好ましい。β−スポジュメン固溶体を主結晶とする結晶化ガラスは、高い耐熱性を有するからである。
【００２２】
また、熱処理工程における結晶化ガラス板製造用トチの変形を抑制する観点から、結晶化ガラス板製造用トチは、低い熱膨張係数を有することが好ましい。具体的には、結晶化ガラス板製造用トチの３０℃〜７５０℃における平均線熱膨張係数が、−１０×１０−７／℃〜３０×１０−７／℃の範囲内にあることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、ガラス板が載置される載置面には、複数の開口が形成されている。このため、ガラス板の熱処理工程等においてガラス板内に温度むらが生じ難い。従って、高い形状精度の結晶化ガラス屈曲板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を実施した一実施形態に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的斜視図である。
【図２】本発明を実施した一実施形態に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的平面図である。
【図３】ガラス板の熱処理工程を説明するための熱処理装置の模式図である。
【図４】第１の変形例に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的斜視図である。
【図５】第２の変形例に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的斜視図である。
【図６】第２の変形例に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的平面図である。
【図７】実施例において製造した結晶化ガラス屈曲板の写真である。
【図８】比較例において製造した結晶化ガラス屈曲板の写真である。
【図９】第３の変形例における板状部材の略図的平面図である。
【図１０】第４の変形例に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的斜視図である。
【図１１】第４の変形例に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施した好ましい形態について、図１及び図２に示す結晶化ガラス板製造用トチ１を例に挙げて説明する。但し、結晶化ガラス板製造用トチ１は、単なる例示である。本発明に係る結晶化ガラス板製造用トチは、結晶化ガラス板製造用トチ１に何ら限定されない。
【００２６】
図１は、本実施形態に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的斜視図である。図２は、本実施形態に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的平面図である。
【００２７】
図１及び図２に示す結晶化ガラス板製造用トチ１は、ガラス板２０を結晶化させることによって屈曲構造を有する結晶化ガラス板（結晶化ガラス屈曲板）を製造する際に用いられる結晶化ガラス板製造用トチである。
【００２８】
図１及び図２に示すように、結晶化ガラス板製造用トチ１は、複数の板状部材１０ａ〜１０ｆを有する。複数の板状部材１０ａ〜１０ｆのそれぞれは、ｘ方向及びｚ方向に平行に配置されている。複数の板状部材１０ａ〜１０ｆは、ｙ方向に沿って相互に平行に等間隔に配列されている。複数の板状部材１０ａ〜１０ｆのそれぞれは、屈曲構造を有する頂面１１ａ〜１１ｆを有する。これら頂面１１ａ〜１１ｆにより、ガラス板２０を載置するための載置面１１が形成されている。このため、載置面１１は、屈曲構造を有する。載置面１１には、頂面１１ａ〜１１ｆ相互間に複数の開口１２ａ〜１２ｅが形成されている。なお、本実施形態では、載置面１１の全体が湾曲している場合について説明する。但し、載置面１１の一部は、平面状であってもよい。
【００２９】
板状部材１０ａ〜１０ｆの幅Ｗ（図２を参照）は、特に限定されないが、２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内であることが好ましく、４ｍｍ〜６ｍｍの範囲内であることがより好ましい。また、隣接する板状部材１０ａ〜１０ｆ間の間隔Ｌも、特に限定されないが、１５ｍｍ〜４４ｍｍの範囲内であることが好ましく、２２ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であることがより好ましい。板状部材１０ａ〜１０ｆの幅Ｗに対する隣接する板状部材１０ａ〜１０ｆ間の間隔Ｌの比（Ｌ／Ｗ）は、１．５〜２２の範囲内であることが好ましく、２．５〜１５の範囲内であることが好ましい。よって、載置面１１における複数の開口１２ａ〜１２ｅが占める面積割合も、３６％〜９６％の範囲内であることが好ましく、５１％〜８８％の範囲内であることが好ましい。
【００３０】
板状部材１０ａ〜１０ｆの材質、すなわち、結晶化ガラス板製造用トチ１の材質は、特に限定されない。結晶化ガラス板製造用トチ１は、例えば、コーディエライトやムライトなどの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。なかでも、結晶化ガラス板製造用トチ１は、β−スポジュメン固溶体やβ−クオーツ固溶体などを主結晶とする結晶化ガラスからなることが好ましく、β−スポジュメン固溶体を主結晶とする結晶化ガラスからなることがより好ましく、β−スポジュメン固溶体の含有率が９０質量％以上である結晶化ガラスからなることがさらに好ましい。
【００３１】
また、板状部材１０ａ〜１０ｆは、小さな熱膨張係数を有することが好ましい。具体的には、板状部材１０ａ〜１０ｆの３０℃〜７５０℃における平均線熱膨張係数は、−１０×１０−７／℃〜３０×１０−７／℃の範囲内にあることが好ましい。
【００３２】
以下、本実施形態では、結晶化ガラス板製造用トチ１が、３０℃〜７５０℃における平均線熱膨張係数が−１０×１０−７／℃〜３０×１０−７／℃の範囲内にあり、β−スポジュメン固溶体の含有率が９０質量％以上である結晶化ガラスからなる場合について説明する。
【００３３】
次に結晶化ガラス板製造用トチ１を用いた結晶化ガラス屈曲板の製造方法の一例について、図１〜図３を参照しながら説明する。
【００３４】
なお、製造される結晶化ガラス屈曲板は、透明結晶化ガラスからなるものであってもよいし、不透明結晶化ガラスからなるものであってもよい。
【００３５】
まず、図１及び図２に示すように、結晶化ガラス板製造用トチ１の載置面１１の形状にほぼ即した形状の、結晶化されていないガラス板２０を用意し、載置面１１上に載置する。この状態で、図３に示す熱処理装置４０を用いてガラス板２０の熱処理を行うことにより結晶化ガラス屈曲板を製造する。
【００３６】
図３に示すように、熱処理装置４０は、熱処理炉４１を備えている。熱処理炉４１の内部には、図示しないヒーターが複数設けられている。これら複数のヒーターにより、熱処理炉４１の入口４１ａから出口４１ｂ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４１の入口４１ａ及び出口４１ｂ付近は、低い温度に設定されており、熱処理炉４１の中央部は、ガラス板２０が結晶化する程度の高温に設定されている。
【００３７】
熱処理装置４０においては、熱処理炉４１内を結晶化ガラス板製造用トチ１を搬送するための搬送装置４２が設けられており、この搬送装置４２上をセッター４３上に載置された結晶化ガラス板製造用トチ１が入口４１ａから出口４１ｂまで搬送される。これにより、ガラス板２０を結晶化させる熱処理工程と、結晶化したガラス板を冷却する冷却工程とが行われる。その結果、ガラス板２０から結晶化ガラス屈曲板が形成される。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態では、ガラス板２０が載置される載置面１１には複数の開口１２ａ〜１２ｅが形成される。このため、ガラス板２０の載置面１１側の表面の一部が結晶化ガラス板製造用トチ１に接触し、残りの部分は、結晶化ガラス板製造用トチ１に接触しない。よって、載置面に開口が形成されておらず、ガラス板の全体が載置面と接触している場合と比較して、ガラス板２０の載置面１１側の表層の加熱及び冷却が結晶化ガラス板製造用トチ１によって阻害され難い。このため、ガラス板２０の載置面１１側の表層と、ガラス板２０の載置面１１とは反対側の表層とで温度差が生じにくい。よって、ガラス板２０内において、加熱速度及び冷却速度を均一化できると共に、結晶化の進行開始時期及び進行速度も均一化することができる。その結果、熱処理工程及びその後の冷却工程において、ガラス板２０に応力が生じ難い。従って、ガラス板２０に所望しない変形が生じ難く、高い形状精度の結晶化ガラス屈曲板を製造することができる。
【００３９】
ガラス板２０の加熱や冷却が結晶化ガラス板製造用トチ１によりさらに阻害され難くするためには、載置面１１における複数の開口１２ａ〜１２ｅが占める面積割合（（複数の開口１２ａ〜１２ｅの面積）／（載置面１１の面積））は、高い方が好ましい。具体的には、載置面１１における複数の開口１２ａ〜１２ｅが占める面積割合は、３６％以上であることが好ましく、５１％以上であることがより好ましい。
【００４０】
また、隣接する板状部材１０ａ〜１０ｆ間の間隔Ｌは、１５ｍｍ以上であることが好ましく、２２ｍｍ以上であることがより好ましい。板状部材１０ａ〜１０ｆの厚みＷは、１０ｍｍ以下であることが好ましく、６ｍｍ以下であることがより好ましい。板状部材１０ａ〜１０ｆの厚みＷに対する隣接する板状部材１０ａ〜１０ｆ間の間隔Ｌの比（（板状部材間の間隔Ｌ）／（板状部材の厚みＷ））は、１．５以上であることが好ましく、２．５以上であることがより好ましい。
【００４１】
但し、載置面１１における複数の開口１２ａ〜１２ｅが占める面積割合が高すぎると、ガラス板２０の熱処理工程において、結晶化ガラス板製造用トチ１によりガラス板２０を好適に支持できない場合がある。具体的には、ガラス板２０の開口１２ａ〜１２ｅ上に位置する部分が開口１２ａ〜１２ｅ内に入り込み、ガラス板２０の表面に凹凸が形成されてしまう場合がある。このため、載置面１１における複数の開口１２ａ〜１２ｅが占める面積割合は、９６％以下であることが好ましく、８８％以下であることがより好ましい。
【００４２】
また、隣接する板状部材１０ａ〜１０ｆ間の間隔Ｌは、４４ｍｍ以下であることが好ましく、３０ｍｍ以下であることがより好ましい。板状部材１０ａ〜１０ｆの厚みＷは、２ｍｍ以上であることが好ましく、４ｍｍ以上であることがより好ましい。板状部材１０ａ〜１０ｆの厚みＷに対する隣接する板状部材１０ａ〜１０ｆ間の間隔Ｗの比（（板状部材１０ａ〜１０ｆ間の間隔Ｗ）／（板状部材１０ａ〜１０ｆの厚みＷ））は、２２以下であることが好ましく、１５以下であることがより好ましい。
【００４３】
また、本実施形態では、開口１２ａ〜１２ｅは、板状部材１０ａ〜１０ｆの間に形成されている。このため、開口１２ａ〜１２ｅは、開放空間である。よって、本実施形態の結晶化ガラス板製造用トチ１は、高い放熱性を有する。従って、本実施形態では、ガラス板２０の載置面１１側の表層と、載置面１１とは反対側の表層とで温度差がより生じ難い。従って、ガラス板２０に所望しない変形がより生じ難く、より高い形状精度の結晶化ガラス屈曲板を製造することができる。
【００４４】
本実施形態では、結晶化ガラス板製造用トチ１は、熱容量の小さな結晶化ガラスからなる。このため、ガラス板２０の載置面１１側の表層と、載置面１１とは反対側の表層とで温度差がさらに生じ難い。従って、ガラス板２０に所望しない変形がさらに生じ難く、さらに高い形状精度の結晶化ガラス屈曲板を製造することができる。
【００４５】
詳細には、結晶化ガラス板製造用トチ１は、β−スポジュメン固溶体を主結晶とする結晶化ガラスからなるものであり、より詳細には、β−スポジュメン固溶体の含有率が９０質量％以上である結晶化ガラスからなるものである。このため、本実施形態の結晶化ガラス板製造用トチ１は、高い耐熱性を有する。従って、結晶化ガラス板製造用トチ１は、熱処理工程においても、高剛性かつ高強度である。よって、熱処理工程において、結晶化ガラス板製造用トチ１が変形しにくい。さらに、結晶化ガラス板製造用トチ１の３０℃〜７５０℃における平均線熱膨張係数は、−１０×１０−７／℃〜３０×１０−７／℃の範囲内にある。このため、熱処理工程において、結晶化ガラス板製造用トチ１がより変形しにくい。従って、さらに高い形状精度の結晶化ガラス屈曲板を製造することができる。
【００４６】
以下、上記実施形態の変形例について説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
【００４７】
（第１の変形例）
図４は、第１の変形例に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的斜視図である。図４に示すように、本変形例に係る結晶化ガラス板製造用トチは、複数の板状部材１０ａ〜１０ｆの底部を連結する連結部材１３を備えている。本変形例では、複数の板状部材１０ａ〜１０ｆと連結部材１３とは、一体に形成されている。もっとも、連結部材１３は、複数の板状部材１０ａ〜１０ｆと別体であってもよい。
【００４８】
本変形例のように、連結部材１３を設けることにより、複数の板状部材１０ａ〜１０ｆが相対的に変位することを抑制することができる。また、複数の板状部材１０ａ〜１０ｆが傾くことを抑制することができる。
【００４９】
（第２の変形例）
図５は、第２の変形例に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的斜視図である。図６は、第２の変形例に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的平面図である。
【００５０】
上記実施形態では、結晶化ガラス板製造用トチが複数の板状部材により構成されている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、図５及び図６に示すように、載置面１１に開口している複数の貫通孔１４が設けられており、これら複数の貫通孔１４により複数の開口１２が形成されていてもよい。
【００５１】
具体的に、本変形例では、複数の貫通孔１４のそれぞれは、平面視略矩形状に形成されている。複数の貫通孔１４は、マトリクス状に配置されている。すなわち、本変形例では、ｙ方向において等間隔に配置されており、ｘ方向に延びる複数の第１の壁部と、ｘ方向において等間隔に配置されており、ｙ方向に延び、かつ、複数の第１の壁部と交差している複数の第２の壁部とにより結晶化ガラス板製造用トチが構成されている。
【００５２】
本変形例の場合、載置面１１上に載置されるガラス板をより好適に支持することができる。このため、軟化したガラス板が開口１２内に入り込んでしまうことによりガラス板の表面に凹凸が形成されることをより効果的に抑制することができる。従って、より高い形状精度を有する結晶化ガラス屈曲板を製造し得る。
【００５３】
また、開口１２が上記実施形態と同様に解放空間とされている。このため、本変形例の結晶化ガラス板製造用トチも高い放熱性を有する。従って、本変形例の結晶化ガラス板製造用トチを用いた場合も、上記実施形態の結晶化ガラス板製造用トチ１を用いた場合と同様に、ガラス板に所望しない変形がより生じ難く、より高い形状精度の結晶化ガラス屈曲板を製造することができる。
【００５４】
なお、本変形例の結晶化ガラス板製造用トチは、例えば、プレス成形などにより、セラミックペーストを結晶化ガラス板製造用トチに即した形状に成形し、その後焼成することにより作製することができる。
【００５５】
なお、本変形例においては、開口１２が矩形状である場合について説明したが、開口１２は、例えば、平行四辺形状や菱形状などの矩形状以外の四辺形状に形成されていてもよいし、例えば、円形状、楕円形状、長円形状、多角形状に形成されていてもよい。
【００５６】
また、本実施形態において、結晶化ガラス板製造用トチは、一体に形成されている例について説明したが、結晶化ガラス板製造用トチは、複数の部材が組み合わせられたものであってもよい。結晶化ガラス板製造用トチは、例えば、ｙ方向において等間隔に配置されており、ｘ方向に延びる複数の第１の壁状部材と、ｘ方向において等間隔に配置されており、ｙ方向に延び、かつ、複数の第１の壁状部材と交差している複数の第２の壁状部材とが組み合わされたものであってもよい。
【００５７】
（第３の変形例）
図９は、第３の変形例における板状部材の略図的平面図である。
【００５８】
本変形例では、上記実施形態の板状部材１０ａ〜１０ｆが、図９に示す板状部材１０により構成されている。図９に示すように、板状部材１０は、屈曲構造を有する頂面１０Ａと、平面上の第１及び第２の側面１０Ｂ，１０Ｃと、平面状の底面１０Ｄとを有する。第１及び第２の側面１０Ｂ，１０Ｃの高さ方向における中央部には、円弧面状の切欠部１０Ｂ１，１０Ｃ１が形成されている。同様に、底面１０Ｄにも、円弧面状の切欠部１０Ｄ１が形成されている。また、板状部材１０には、一対の主面間を貫通する複数の円柱状の貫通孔１０Ｅ１，１０Ｅ２が形成されている。このため、本変形例では、ｙ方向における対流が板状部材１０によって規制されにくい。よって、本変形例の結晶化ガラス板製造用トチを用いた場合は、結晶化ガラス板の製造工程において、結晶化ガラス板製造用トチが配置された雰囲気で対流が生じやすい。また、本変形例では、切欠部１０Ｂ１，１０Ｃ１，１０Ｄ１及び貫通孔１０Ｅ１，１０Ｅ２が設けられているため、板状部材１０の体積が小さい。よって、板状部材１０の熱容量も小さい。このため、結晶化ガラス板製造用トチ上に配置されたガラス板２０の温度むらをより小さくすることができる。従って、より均一な結晶化ガラス屈曲板の製造が可能となる。
【００５９】
なお、対流の阻害をより効果的に抑制する観点及び結晶化ガラス製造用トチの熱容量をより小さくする観点からは、板状部材に切欠や貫通孔をより多く設けることが好ましい。しかしながら、板状部材に切欠や貫通孔を多く形成した場合、板状部材の剛性が低くなりすぎる場合がある。従って、切欠や貫通孔は、板状部材の十分に高い剛性が維持できる範囲において形成することが好ましい。
【００６０】
（第４の変形例）
図１０は、第４の変形例に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的斜視図である。図１１は、第４の変形例に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的平面図である。
【００６１】
図１０及び図１１に示すように、本変形例では、隣り合う板状部材１０ａ〜１０ｆ同士が、スペーサとしての機能を兼ね備える接続部材１５を介して固定されている。このため、結晶化ガラス製造用トチは一体化されている。よって、例えば、製造工程において、結晶化ガラス製造用トチに振動等が加わった際においても、結晶化ガラス製造用トチが変形し難い。従って、本変形例の結晶化ガラス製造用トチを用いることによって、高い形状精度を有する結晶化ガラス屈曲板を製造することができる。
【００６２】
なお、本変形例では、接続部材１５は、板状部材１０ａ〜１０ｆのｘ方向における両端部に設けられている。このため、接続部材１５は、ガラス板２０から離れた位置に位置している。接続部材１５の高さは、板状部材１０ａ〜１０ｆの高さの１／３程度以下であることが好ましい。接続部材１５のｘ方向に沿った幅は、板状部材１０ａ〜１０ｆのｘ方向に沿った幅の１／１０以下であることが好ましい。
【００６３】
本変形例では、接続部材１５が直方体状であるが、接続部材１５の形状は特に限定されない。接続部材１５は、例えば、四角柱状、多角柱状、円柱状、円錐台状等であってもよい。
【００６４】
接続部材１５は、十分に高い耐熱性を有するものである限りにおいて特に限定されず、例えば、板状部材１０ａ〜１０ｆと同様の材質を有するものであってもよい。また、接続部材１５は、多孔質体であってもよい。
【００６５】
（実施例）
上記実施形態に記載の結晶化ガラス板製造用トチ１を用いて、下記の条件で、結晶化ガラス屈曲板を製造した。図７に、実施例において製造した結晶化ガラス屈曲板の写真を示す。
【００６６】
比較例として、結晶化ガラス板製造用トチ１を用いずに、開口が形成されていない耐火セラミックス製のトチを用いたこと以外は、上記実施例と同様にして、結晶化ガラス屈曲板を製造した。図８に、比較例において製造した結晶化ガラス屈曲板の写真を示す。
【００６７】
図８の写真から明らかなように、載置面に開口が形成されていないトチを使用した場合は、得られた結晶化ガラス屈曲板の一部に所望しない大きな変形が生じており、所望の形状の結晶化ガラス屈曲板が得られなかった。一方、図７の写真から明らかなように、載置面１１に開口が形成されているトチ１を用いた実施例においては、結晶化ガラス屈曲板に所望しない大きな変形は見られず、所望の形状の結晶化ガラス屈曲板が得られた。これらの結果から、載置面に開口が形成されているトチを用いることにより、高い形状精度で結晶化ガラス屈曲板を製造できることが分かる。
【００６８】
＜実施例における条件＞
結晶化ガラス板製造用トチ１の材質：β−スポジュメン固溶体を主結晶とする結晶化ガラス
板状部材１０ａ〜１０ｆの枚数：２５枚
板状部材１０ａ〜１０ｆの厚みＷ：５ｍｍ
板状部材１０ａ〜１０ｆの間隔Ｌ：２５ｍｍ
載置面１１の曲率半径：１６３〜１８００ｍｍＲ
載置面１１の幅及び長さ：６００ｍｍ×１０００ｍｍ
ガラス板２０：下記の熱処理を行うことで、β−スポジュメン固溶体を主結晶として析出する性質を有するガラス
ガラス板２０の熱処理工程：常温から８００℃まで２５分かけて加熱し、８００℃で４０分間保持し、その後、１１００℃まで２５分かけて加熱し、１１００℃で２０分間保持した。その後、常温まで２５分かけて冷却した。
【符号の説明】
【００６９】
１…結晶化ガラス板製造用トチ
１０ａ〜１０ｆ，１０…板状部材
１０Ｂ，１０Ｃ…側面
１０Ｄ…底面
１０Ｂ１，１０Ｃ１，１０Ｄ１…切欠部
１０Ｅ１，１０Ｅ２…貫通孔
１１…載置面
１１ａ〜１１ｆ，１０Ａ…板状部材の頂面
１２，１２ａ〜１２ｅ…開口
１３…連結部材
１４…貫通孔
１５…接続部材
２０…ガラス板
４０…熱処理装置
４１…熱処理炉
４１ａ…熱処理炉の入口
４１ｂ…熱処理炉の出口
４２…搬送装置
４３…セッター
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結晶化ガラス板製造用トチ及びそれを用いた結晶化ガラス板の製造方法に関する。特には、本発明は、屈曲構造を有する結晶化ガラス板の製造において、ガラス板の結晶化工程に用いられるトチ及びそれを用いた屈曲構造を有する結晶化ガラス板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
結晶化ガラス板は、高い耐熱性を有すると共に、熱膨張率を小さくできるという利点を有する。このため、従来、例えばストーブや暖炉などの暖房装置の熱線透過部品などとして、結晶化ガラス板が広く用いられている（例えば、下記の特許文献１など）。
【０００３】
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、暖房装置に応じた形状に形成されていることが求められる。例えば、暖房装置の内部に配置されている燃焼装置の視認性を高めるために、屈曲構造を有する結晶化ガラス板（以下、「結晶化ガラス屈曲板」と称する。）が求められることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２２９８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
結晶化ガラス屈曲板を製造する方法としては、製造しようとする結晶化ガラス屈曲板の形状に応じた形状の載置面を有するコーディエライトやムライトなどの耐火セラミックス製のトチの上に、結晶化されていないガラス板を載置し、その状態で、ガラス板を熱処理する方法が挙げられる。この製造方法では、熱処理工程において、結晶化されていないガラス板が軟化してトチの表面に沿うと共に、ガラス板の結晶化が進行する。その結果、結晶化ガラス屈曲板が形成される。
【０００６】
しかしながら、本発明者らが鋭意研究した結果、上記製造方法では、部分的に反りや膨れなどの変形が発生し、高い形状精度を有する結晶化ガラス屈曲板を製造することが困難であることが分かった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、屈曲構造を有する結晶化ガラス板を高い形状精度で製造するための結晶化ガラス板製造用トチ、及び屈曲構造を有する結晶化ガラス板を高い形状精度で製造し得る結晶化ガラス板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意研究した結果、ガラス板を結晶化させるための熱処理工程において、ガラス板に生じた温度むらに起因して、ガラス板中に、結晶化が速く進行する部分と、結晶化が遅く進行する部分とが生じているため、高い形状精度の結晶化ガラス板が得難いことを見出した。すなわち、トチの上にガラス板を載置して熱処理工程を行った場合、ガラス板のうち、トチ側の裏面側表層は、加熱されにくく、冷却されにくい。一方、ガラス板のうち、トチとは反対側の表面側表層は、外雰囲気に直接接触しているため、加熱されやすく、冷却されやすい。このため、ガラス板の表面側表層と裏面側表層とでは、結晶化の進行開始時期、進行速度に差が生じる。また、熱処理工程後のガラス板の冷却速度にも差が生じる。よって、熱処理工程及び熱処理工程後の冷却工程において、ガラス板に応力が生じる。従って、ガラス板に所望しない変形が生じてしまい、得られる結晶化ガラス板の形状精度が低下してしまう。このことを踏まえ、本発明者らは、さらに鋭意研究の結果、結晶化ガラス板製造用トチを工夫することにより高い形状精度で結晶化ガラス板を製造し得ることを見出し、その結果、本発明を成すに至った。
【０００９】
すなわち、本発明に係る結晶化ガラス板製造用トチは、ガラス板を結晶化させることによって屈曲構造を有する結晶化ガラス板を製造する際に用いられる結晶化ガラス板製造用トチに関する。本発明に係る結晶化ガラス板製造用トチは、ガラス板が載置される載置面であって、屈曲構造を持つ載置面を有する。載置面には、複数の開口が形成されている。
【００１０】
なお、本発明において、「屈曲構造を持つ載置面」とは、少なくとも一部に屈曲している部分が形成されている載置面のことをいう。従って、「屈曲構造を持つ載置面」には、全体が屈曲している載置面、一部が屈曲している載置面、などが含まれる。
【００１１】
また、本発明において、「屈曲」には、「湾曲」が含まれるものとする。
【００１２】
本発明において、「トチ（ｓｅｔｔｅｒ）」とは、ガラス板の焼成中に、ガラス板の形状が所望の形状とは異なった形状となることを抑制するための支持台のことをいう。
【００１３】
本発明に係る結晶化ガラス板の製造方法は、上記本発明に係る結晶化ガラス板製造用トチを用いた結晶化ガラス板の製造方法に関する。本発明に係る結晶化ガラス板の製造方法は、載置面の上にガラス板を載置する工程と、載置面上に載置したガラス板を加熱して結晶化させることによって結晶化ガラス板を得る工程とを備えている。
【００１４】
本発明においては、ガラス板が載置される載置面に複数の開口が形成される。このため、ガラス板の載置面側の表面の一部が結晶化ガラス板製造用トチに接触し、残りの部分は、結晶化ガラス板製造用トチに接触しない。よって、本発明においては、ガラス板の加熱や冷却が結晶化ガラス板製造用トチにより阻害され難い。すなわち、載置面に開口が形成されておらず、ガラス板の全体が載置面と接触している場合と比較して、ガラス板の載置面側の表層の加熱及び冷却が結晶化ガラス板製造用トチによって阻害され難い。このため、ガラス板の熱処理工程及びその後の冷却工程において、ガラス板の載置面側の表層と、ガラス板の載置面とは反対側の表層とで温度差が生じにくい。よって、ガラス板内において、加熱速度及び冷却速度を均一化できると共に、結晶化の進行開始時期及び進行速度も均一化することができる。その結果、熱処理工程及びその後の冷却工程において、ガラス板に応力が生じ難い。従って、ガラス板に所望しない変形が生じ難く、高い形状精度の結晶化ガラス屈曲板を製造することができる。
【００１５】
ガラス板の加熱や冷却が結晶化ガラス板製造用トチによりさらに阻害され難くするためには、載置面における複数の開口が占める面積割合（（複数の開口の面積）／（載置面の面積））は、高い方が好ましい。具体的には、載置面における複数の開口が占める面積割合は、３６％以上であることが好ましく、５６％以上であることがより好ましい。
【００１６】
但し、載置面における複数の開口が占める面積割合が大きすぎると、ガラス板の熱処理工程において、結晶化ガラス板製造用トチによりガラス板を好適に支持できない場合がある。具体的には、軟化したガラス板が開口内に入り込むことにより、ガラス板の表面に凹凸が形成されてしまう場合がある。このため、載置面における複数の開口が占める面積割合は、９６％以下であることが好ましく、８８％以下であることがより好ましい。
【００１７】
また、ガラス板の加熱や冷却が結晶化ガラス板製造用トチによりさらに阻害され難くするためには、載置面に開口している複数の貫通孔が形成されていることが好ましい。貫通孔は、解放空間であるため、複数の貫通孔を形成することにより、結晶化ガラス板製造用トチの放熱性を高めることができるためである。
【００１８】
具体的には、例えば、結晶化ガラス板製造用トチは、相互に平行に間隔をおいて配置されている複数の板状部材を有するものであってもよい。また、結晶化ガラス板製造用トチは、複数の板状部材を連結する連結部材をさらに有するものであってもよい。この場合、載置面は、複数の板状部材の頂面により構成され、開口は、複数の板状部材の頂面間に形成される。
【００１９】
また、結晶化ガラス板製造用トチが複数の板状部材を有する場合、ガラス板の加熱や冷却が結晶化ガラス板製造用トチによりさらに阻害され難くする観点からは、隣接する板状部材間の間隔が広く、板状部材の厚みが薄いことが好ましい。具体的には、隣接する板状部材間の間隔は、１５ｍｍ以上であることが好ましく、２２ｍｍ以上であることがより好ましい。板状部材の厚みは、１０ｍｍ以下であることが好ましく、６ｍｍ以下であることがより好ましい。板状部材の厚みに対する隣接する板状部材間の間隔の比（（板状部材間の間隔）／（板状部材の厚み））は、１．５以上であることが好ましく、２．５以上であることがより好ましい。
【００２０】
但し、隣接する板状部材間の間隔が広すぎたり、板状部材の厚みが薄すぎたりすると、ガラス板の熱処理工程において、結晶化ガラス板製造用トチによりガラス板を好適に支持できない場合がある。このため、隣接する板状部材間の間隔は、４４ｍｍ以下であることが好ましく、３０ｍｍ以下であることがより好ましい。板状部材の厚みは、２ｍｍ以上であることが好ましく、４ｍｍ以上であることがより好ましい。板状部材の厚みに対する隣接する板状部材間の間隔の比（（板状部材間の間隔）／（板状部材の厚み））は、２２以下であることが好ましく、１５以下であることがより好ましい。
【００２１】
本発明において、結晶化ガラス板製造用トチの材質は、特に限定されない。結晶化ガラス板製造用トチは、例えば、耐火セラミックスからなるものであってもよいし、β−スポジュメン固溶体やβ−クオーツを主結晶とする結晶化ガラスからなるものであってもよい。なかでも、結晶化ガラス板製造用トチは、熱容量が小さな結晶化ガラスからなるものであることが好ましく、さらには、β−スポジュメン固溶体を主結晶とする結晶化ガラスからなるものであることが好ましく、β−スポジュメン固溶体の含有率が９０質量％以上である結晶化ガラスからなるものであることがさらに好ましい。β−スポジュメン固溶体を主結晶とする結晶化ガラスは、高い耐熱性を有するからである。
【００２２】
また、熱処理工程における結晶化ガラス板製造用トチの変形を抑制する観点から、結晶化ガラス板製造用トチは、低い熱膨張係数を有することが好ましい。具体的には、結晶化ガラス板製造用トチの３０℃〜７５０℃における平均線熱膨張係数が、−１０×１０−７／℃〜３０×１０−７／℃の範囲内にあることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、ガラス板が載置される載置面には、複数の開口が形成されている。このため、ガラス板の熱処理工程等においてガラス板内に温度むらが生じ難い。従って、高い形状精度の結晶化ガラス屈曲板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を実施した一実施形態に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的斜視図である。
【図２】本発明を実施した一実施形態に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的平面図である。
【図３】ガラス板の熱処理工程を説明するための熱処理装置の模式図である。
【図４】第１の変形例に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的斜視図である。
【図５】第２の変形例に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的斜視図である。
【図６】第２の変形例に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的平面図である。
【図７】実施例において製造した結晶化ガラス屈曲板の写真である。
【図８】比較例において製造した結晶化ガラス屈曲板の写真である。
【図９】第３の変形例における板状部材の略図的平面図である。
【図１０】第４の変形例に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的斜視図である。
【図１１】第４の変形例に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施した好ましい形態について、図１及び図２に示す結晶化ガラス板製造用トチ１を例に挙げて説明する。但し、結晶化ガラス板製造用トチ１は、単なる例示である。本発明に係る結晶化ガラス板製造用トチは、結晶化ガラス板製造用トチ１に何ら限定されない。
【００２６】
図１は、本実施形態に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的斜視図である。図２は、本実施形態に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的平面図である。
【００２７】
図１及び図２に示す結晶化ガラス板製造用トチ１は、ガラス板２０を結晶化させることによって屈曲構造を有する結晶化ガラス板（結晶化ガラス屈曲板）を製造する際に用いられる結晶化ガラス板製造用トチである。
【００２８】
図１及び図２に示すように、結晶化ガラス板製造用トチ１は、複数の板状部材１０ａ〜１０ｆを有する。複数の板状部材１０ａ〜１０ｆのそれぞれは、ｘ方向及びｚ方向に平行に配置されている。複数の板状部材１０ａ〜１０ｆは、ｙ方向に沿って相互に平行に等間隔に配列されている。複数の板状部材１０ａ〜１０ｆのそれぞれは、屈曲構造を有する頂面１１ａ〜１１ｆを有する。これら頂面１１ａ〜１１ｆにより、ガラス板２０を載置するための載置面１１が形成されている。このため、載置面１１は、屈曲構造を有する。載置面１１には、頂面１１ａ〜１１ｆ相互間に複数の開口１２ａ〜１２ｅが形成されている。なお、本実施形態では、載置面１１の全体が湾曲している場合について説明する。但し、載置面１１の一部は、平面状であってもよい。
【００２９】
板状部材１０ａ〜１０ｆの幅Ｗ（図２を参照）は、特に限定されないが、２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内であることが好ましく、４ｍｍ〜６ｍｍの範囲内であることがより好ましい。また、隣接する板状部材１０ａ〜１０ｆ間の間隔Ｌも、特に限定されないが、１５ｍｍ〜４４ｍｍの範囲内であることが好ましく、２２ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であることがより好ましい。板状部材１０ａ〜１０ｆの幅Ｗに対する隣接する板状部材１０ａ〜１０ｆ間の間隔Ｌの比（Ｌ／Ｗ）は、１．５〜２２の範囲内であることが好ましく、２．５〜１５の範囲内であることが好ましい。よって、載置面１１における複数の開口１２ａ〜１２ｅが占める面積割合も、３６％〜９６％の範囲内であることが好ましく、５１％〜８８％の範囲内であることが好ましい。
【００３０】
板状部材１０ａ〜１０ｆの材質、すなわち、結晶化ガラス板製造用トチ１の材質は、特に限定されない。結晶化ガラス板製造用トチ１は、例えば、コーディエライトやムライトなどの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。なかでも、結晶化ガラス板製造用トチ１は、β−スポジュメン固溶体やβ−クオーツ固溶体などを主結晶とする結晶化ガラスからなることが好ましく、β−スポジュメン固溶体を主結晶とする結晶化ガラスからなることがより好ましく、β−スポジュメン固溶体の含有率が９０質量％以上である結晶化ガラスからなることがさらに好ましい。
【００３１】
また、板状部材１０ａ〜１０ｆは、小さな熱膨張係数を有することが好ましい。具体的には、板状部材１０ａ〜１０ｆの３０℃〜７５０℃における平均線熱膨張係数は、−１０×１０−７／℃〜３０×１０−７／℃の範囲内にあることが好ましい。
【００３２】
以下、本実施形態では、結晶化ガラス板製造用トチ１が、３０℃〜７５０℃における平均線熱膨張係数が−１０×１０−７／℃〜３０×１０−７／℃の範囲内にあり、β−スポジュメン固溶体の含有率が９０質量％以上である結晶化ガラスからなる場合について説明する。
【００３３】
次に結晶化ガラス板製造用トチ１を用いた結晶化ガラス屈曲板の製造方法の一例について、図１〜図３を参照しながら説明する。
【００３４】
なお、製造される結晶化ガラス屈曲板は、透明結晶化ガラスからなるものであってもよいし、不透明結晶化ガラスからなるものであってもよい。
【００３５】
まず、図１及び図２に示すように、結晶化ガラス板製造用トチ１の載置面１１の形状にほぼ即した形状の、結晶化されていないガラス板２０を用意し、載置面１１上に載置する。この状態で、図３に示す熱処理装置４０を用いてガラス板２０の熱処理を行うことにより結晶化ガラス屈曲板を製造する。
【００３６】
図３に示すように、熱処理装置４０は、熱処理炉４１を備えている。熱処理炉４１の内部には、図示しないヒーターが複数設けられている。これら複数のヒーターにより、熱処理炉４１の入口４１ａから出口４１ｂ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４１の入口４１ａ及び出口４１ｂ付近は、低い温度に設定されており、熱処理炉４１の中央部は、ガラス板２０が結晶化する程度の高温に設定されている。
【００３７】
熱処理装置４０においては、熱処理炉４１内を結晶化ガラス板製造用トチ１を搬送するための搬送装置４２が設けられており、この搬送装置４２上をセッター４３上に載置された結晶化ガラス板製造用トチ１が入口４１ａから出口４１ｂまで搬送される。これにより、ガラス板２０を結晶化させる熱処理工程と、結晶化したガラス板を冷却する冷却工程とが行われる。その結果、ガラス板２０から結晶化ガラス屈曲板が形成される。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態では、ガラス板２０が載置される載置面１１には複数の開口１２ａ〜１２ｅが形成される。このため、ガラス板２０の載置面１１側の表面の一部が結晶化ガラス板製造用トチ１に接触し、残りの部分は、結晶化ガラス板製造用トチ１に接触しない。よって、載置面に開口が形成されておらず、ガラス板の全体が載置面と接触している場合と比較して、ガラス板２０の載置面１１側の表層の加熱及び冷却が結晶化ガラス板製造用トチ１によって阻害され難い。このため、ガラス板２０の載置面１１側の表層と、ガラス板２０の載置面１１とは反対側の表層とで温度差が生じにくい。よって、ガラス板２０内において、加熱速度及び冷却速度を均一化できると共に、結晶化の進行開始時期及び進行速度も均一化することができる。その結果、熱処理工程及びその後の冷却工程において、ガラス板２０に応力が生じ難い。従って、ガラス板２０に所望しない変形が生じ難く、高い形状精度の結晶化ガラス屈曲板を製造することができる。
【００３９】
ガラス板２０の加熱や冷却が結晶化ガラス板製造用トチ１によりさらに阻害され難くするためには、載置面１１における複数の開口１２ａ〜１２ｅが占める面積割合（（複数の開口１２ａ〜１２ｅの面積）／（載置面１１の面積））は、高い方が好ましい。具体的には、載置面１１における複数の開口１２ａ〜１２ｅが占める面積割合は、３６％以上であることが好ましく、５１％以上であることがより好ましい。
【００４０】
また、隣接する板状部材１０ａ〜１０ｆ間の間隔Ｌは、１５ｍｍ以上であることが好ましく、２２ｍｍ以上であることがより好ましい。板状部材１０ａ〜１０ｆの厚みＷは、１０ｍｍ以下であることが好ましく、６ｍｍ以下であることがより好ましい。板状部材１０ａ〜１０ｆの厚みＷに対する隣接する板状部材１０ａ〜１０ｆ間の間隔Ｌの比（（板状部材間の間隔Ｌ）／（板状部材の厚みＷ））は、１．５以上であることが好ましく、２．５以上であることがより好ましい。
【００４１】
但し、載置面１１における複数の開口１２ａ〜１２ｅが占める面積割合が高すぎると、ガラス板２０の熱処理工程において、結晶化ガラス板製造用トチ１によりガラス板２０を好適に支持できない場合がある。具体的には、ガラス板２０の開口１２ａ〜１２ｅ上に位置する部分が開口１２ａ〜１２ｅ内に入り込み、ガラス板２０の表面に凹凸が形成されてしまう場合がある。このため、載置面１１における複数の開口１２ａ〜１２ｅが占める面積割合は、９６％以下であることが好ましく、８８％以下であることがより好ましい。
【００４２】
また、隣接する板状部材１０ａ〜１０ｆ間の間隔Ｌは、４４ｍｍ以下であることが好ましく、３０ｍｍ以下であることがより好ましい。板状部材１０ａ〜１０ｆの厚みＷは、２ｍｍ以上であることが好ましく、４ｍｍ以上であることがより好ましい。板状部材１０ａ〜１０ｆの厚みＷに対する隣接する板状部材１０ａ〜１０ｆ間の間隔Ｗの比（（板状部材１０ａ〜１０ｆ間の間隔Ｗ）／（板状部材１０ａ〜１０ｆの厚みＷ））は、２２以下であることが好ましく、１５以下であることがより好ましい。
【００４３】
また、本実施形態では、開口１２ａ〜１２ｅは、板状部材１０ａ〜１０ｆの間に形成されている。このため、開口１２ａ〜１２ｅは、開放空間である。よって、本実施形態の結晶化ガラス板製造用トチ１は、高い放熱性を有する。従って、本実施形態では、ガラス板２０の載置面１１側の表層と、載置面１１とは反対側の表層とで温度差がより生じ難い。従って、ガラス板２０に所望しない変形がより生じ難く、より高い形状精度の結晶化ガラス屈曲板を製造することができる。
【００４４】
本実施形態では、結晶化ガラス板製造用トチ１は、熱容量の小さな結晶化ガラスからなる。このため、ガラス板２０の載置面１１側の表層と、載置面１１とは反対側の表層とで温度差がさらに生じ難い。従って、ガラス板２０に所望しない変形がさらに生じ難く、さらに高い形状精度の結晶化ガラス屈曲板を製造することができる。
【００４５】
詳細には、結晶化ガラス板製造用トチ１は、β−スポジュメン固溶体を主結晶とする結晶化ガラスからなるものであり、より詳細には、β−スポジュメン固溶体の含有率が９０質量％以上である結晶化ガラスからなるものである。このため、本実施形態の結晶化ガラス板製造用トチ１は、高い耐熱性を有する。従って、結晶化ガラス板製造用トチ１は、熱処理工程においても、高剛性かつ高強度である。よって、熱処理工程において、結晶化ガラス板製造用トチ１が変形しにくい。さらに、結晶化ガラス板製造用トチ１の３０℃〜７５０℃における平均線熱膨張係数は、−１０×１０−７／℃〜３０×１０−７／℃の範囲内にある。このため、熱処理工程において、結晶化ガラス板製造用トチ１がより変形しにくい。従って、さらに高い形状精度の結晶化ガラス屈曲板を製造することができる。
【００４６】
以下、上記実施形態の変形例について説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
【００４７】
（第１の変形例）
図４は、第１の変形例に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的斜視図である。図４に示すように、本変形例に係る結晶化ガラス板製造用トチは、複数の板状部材１０ａ〜１０ｆの底部を連結する連結部材１３を備えている。本変形例では、複数の板状部材１０ａ〜１０ｆと連結部材１３とは、一体に形成されている。もっとも、連結部材１３は、複数の板状部材１０ａ〜１０ｆと別体であってもよい。
【００４８】
本変形例のように、連結部材１３を設けることにより、複数の板状部材１０ａ〜１０ｆが相対的に変位することを抑制することができる。また、複数の板状部材１０ａ〜１０ｆが傾くことを抑制することができる。
【００４９】
（第２の変形例）
図５は、第２の変形例に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的斜視図である。図６は、第２の変形例に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的平面図である。
【００５０】
上記実施形態では、結晶化ガラス板製造用トチが複数の板状部材により構成されている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、図５及び図６に示すように、載置面１１に開口している複数の貫通孔１４が設けられており、これら複数の貫通孔１４により複数の開口１２が形成されていてもよい。
【００５１】
具体的に、本変形例では、複数の貫通孔１４のそれぞれは、平面視略矩形状に形成されている。複数の貫通孔１４は、マトリクス状に配置されている。すなわち、本変形例では、ｙ方向において等間隔に配置されており、ｘ方向に延びる複数の第１の壁部と、ｘ方向において等間隔に配置されており、ｙ方向に延び、かつ、複数の第１の壁部と交差している複数の第２の壁部とにより結晶化ガラス板製造用トチが構成されている。
【００５２】
本変形例の場合、載置面１１上に載置されるガラス板をより好適に支持することができる。このため、軟化したガラス板が開口１２内に入り込んでしまうことによりガラス板の表面に凹凸が形成されることをより効果的に抑制することができる。従って、より高い形状精度を有する結晶化ガラス屈曲板を製造し得る。
【００５３】
また、開口１２が上記実施形態と同様に解放空間とされている。このため、本変形例の結晶化ガラス板製造用トチも高い放熱性を有する。従って、本変形例の結晶化ガラス板製造用トチを用いた場合も、上記実施形態の結晶化ガラス板製造用トチ１を用いた場合と同様に、ガラス板に所望しない変形がより生じ難く、より高い形状精度の結晶化ガラス屈曲板を製造することができる。
【００５４】
なお、本変形例の結晶化ガラス板製造用トチは、例えば、プレス成形などにより、セラミックペーストを結晶化ガラス板製造用トチに即した形状に成形し、その後焼成することにより作製することができる。
【００５５】
なお、本変形例においては、開口１２が矩形状である場合について説明したが、開口１２は、例えば、平行四辺形状や菱形状などの矩形状以外の四辺形状に形成されていてもよいし、例えば、円形状、楕円形状、長円形状、多角形状に形成されていてもよい。
【００５６】
また、本実施形態において、結晶化ガラス板製造用トチは、一体に形成されている例について説明したが、結晶化ガラス板製造用トチは、複数の部材が組み合わせられたものであってもよい。結晶化ガラス板製造用トチは、例えば、ｙ方向において等間隔に配置されており、ｘ方向に延びる複数の第１の壁状部材と、ｘ方向において等間隔に配置されており、ｙ方向に延び、かつ、複数の第１の壁状部材と交差している複数の第２の壁状部材とが組み合わされたものであってもよい。
【００５７】
（第３の変形例）
図９は、第３の変形例における板状部材の略図的平面図である。
【００５８】
本変形例では、上記実施形態の板状部材１０ａ〜１０ｆが、図９に示す板状部材１０により構成されている。図９に示すように、板状部材１０は、屈曲構造を有する頂面１０Ａと、平面上の第１及び第２の側面１０Ｂ，１０Ｃと、平面状の底面１０Ｄとを有する。第１及び第２の側面１０Ｂ，１０Ｃの高さ方向における中央部には、円弧面状の切欠部１０Ｂ１，１０Ｃ１が形成されている。同様に、底面１０Ｄにも、円弧面状の切欠部１０Ｄ１が形成されている。また、板状部材１０には、一対の主面間を貫通する複数の円柱状の貫通孔１０Ｅ１，１０Ｅ２が形成されている。このため、本変形例では、ｙ方向における対流が板状部材１０によって規制されにくい。よって、本変形例の結晶化ガラス板製造用トチを用いた場合は、結晶化ガラス板の製造工程において、結晶化ガラス板製造用トチが配置された雰囲気で対流が生じやすい。また、本変形例では、切欠部１０Ｂ１，１０Ｃ１，１０Ｄ１及び貫通孔１０Ｅ１，１０Ｅ２が設けられているため、板状部材１０の体積が小さい。よって、板状部材１０の熱容量も小さい。このため、結晶化ガラス板製造用トチ上に配置されたガラス板２０の温度むらをより小さくすることができる。従って、より均一な結晶化ガラス屈曲板の製造が可能となる。
【００５９】
なお、対流の阻害をより効果的に抑制する観点及び結晶化ガラス製造用トチの熱容量をより小さくする観点からは、板状部材に切欠や貫通孔をより多く設けることが好ましい。しかしながら、板状部材に切欠や貫通孔を多く形成した場合、板状部材の剛性が低くなりすぎる場合がある。従って、切欠や貫通孔は、板状部材の十分に高い剛性が維持できる範囲において形成することが好ましい。
【００６０】
（第４の変形例）
図１０は、第４の変形例に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的斜視図である。図１１は、第４の変形例に係る結晶化ガラス板製造用トチの略図的平面図である。
【００６１】
図１０及び図１１に示すように、本変形例では、隣り合う板状部材１０ａ〜１０ｆ同士が、スペーサとしての機能を兼ね備える接続部材１５を介して固定されている。このため、結晶化ガラス製造用トチは一体化されている。よって、例えば、製造工程において、結晶化ガラス製造用トチに振動等が加わった際においても、結晶化ガラス製造用トチが変形し難い。従って、本変形例の結晶化ガラス製造用トチを用いることによって、高い形状精度を有する結晶化ガラス屈曲板を製造することができる。
【００６２】
なお、本変形例では、接続部材１５は、板状部材１０ａ〜１０ｆのｘ方向における両端部に設けられている。このため、接続部材１５は、ガラス板２０から離れた位置に位置している。接続部材１５の高さは、板状部材１０ａ〜１０ｆの高さの１／３程度以下であることが好ましい。接続部材１５のｘ方向に沿った幅は、板状部材１０ａ〜１０ｆのｘ方向に沿った幅の１／１０以下であることが好ましい。
【００６３】
本変形例では、接続部材１５が直方体状であるが、接続部材１５の形状は特に限定されない。接続部材１５は、例えば、四角柱状、多角柱状、円柱状、円錐台状等であってもよい。
【００６４】
接続部材１５は、十分に高い耐熱性を有するものである限りにおいて特に限定されず、例えば、板状部材１０ａ〜１０ｆと同様の材質を有するものであってもよい。また、接続部材１５は、多孔質体であってもよい。
【００６５】
（実施例）
上記実施形態に記載の結晶化ガラス板製造用トチ１を用いて、下記の条件で、結晶化ガラス屈曲板を製造した。図７に、実施例において製造した結晶化ガラス屈曲板の写真を示す。
【００６６】
比較例として、結晶化ガラス板製造用トチ１を用いずに、開口が形成されていない耐火セラミックス製のトチを用いたこと以外は、上記実施例と同様にして、結晶化ガラス屈曲板を製造した。図８に、比較例において製造した結晶化ガラス屈曲板の写真を示す。
【００６７】
図８の写真から明らかなように、載置面に開口が形成されていないトチを使用した場合は、得られた結晶化ガラス屈曲板の一部に所望しない大きな変形が生じており、所望の形状の結晶化ガラス屈曲板が得られなかった。一方、図７の写真から明らかなように、載置面１１に開口が形成されているトチ１を用いた実施例においては、結晶化ガラス屈曲板に所望しない大きな変形は見られず、所望の形状の結晶化ガラス屈曲板が得られた。これらの結果から、載置面に開口が形成されているトチを用いることにより、高い形状精度で結晶化ガラス屈曲板を製造できることが分かる。
【００６８】
＜実施例における条件＞
結晶化ガラス板製造用トチ１の材質：β−スポジュメン固溶体を主結晶とする結晶化ガラス
板状部材１０ａ〜１０ｆの枚数：２５枚
板状部材１０ａ〜１０ｆの厚みＷ：５ｍｍ
板状部材１０ａ〜１０ｆの間隔Ｌ：２５ｍｍ
載置面１１の曲率半径：１６３〜１８００ｍｍＲ
載置面１１の幅及び長さ：６００ｍｍ×１０００ｍｍ
ガラス板２０：下記の熱処理を行うことで、β−スポジュメン固溶体を主結晶として析出する性質を有するガラス
ガラス板２０の熱処理工程：常温から８００℃まで２５分かけて加熱し、８００℃で４０分間保持し、その後、１１００℃まで２５分かけて加熱し、１１００℃で２０分間保持した。その後、常温まで２５分かけて冷却した。
【符号の説明】
【００６９】
１…結晶化ガラス板製造用トチ
１０ａ〜１０ｆ，１０…板状部材
１０Ｂ，１０Ｃ…側面
１０Ｄ…底面
１０Ｂ１，１０Ｃ１，１０Ｄ１…切欠部
１０Ｅ１，１０Ｅ２…貫通孔
１１…載置面
１１ａ〜１１ｆ，１０Ａ…板状部材の頂面
１２，１２ａ〜１２ｅ…開口
１３…連結部材
１４…貫通孔
１５…接続部材
２０…ガラス板
４０…熱処理装置
４１…熱処理炉
４１ａ…熱処理炉の入口
４１ｂ…熱処理炉の出口
４２…搬送装置
４３…セッター
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス板を結晶化させることによって屈曲構造を有する結晶化ガラス板を製造する際に用いられる結晶化ガラス板製造用トチであって、
ガラス板が載置される載置面であって、屈曲構造を持つ載置面を有し、
前記載置面には、複数の開口が形成されている結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項２】
前記載置面における前記複数の開口が占める面積割合は、３６％〜９６％の範囲内にある請求項１に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項３】
相互に平行に間隔をおいて配置されており、前記載置面を構成している頂面を有する複数の板状部材を有する請求項１または２に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項４】
前記複数の板状部材を連結する連結部材をさらに有する請求項３に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項５】
隣接する前記板状部材間の間隔は、１５ｍｍ〜４４ｍｍの範囲内にある、請求項３または４に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項６】
前記板状部材の厚みは、２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内にある、請求項３〜５のいずれか一項に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項７】
前記載置面に開口している複数の貫通孔が形成されている請求項１または２に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項８】
結晶化ガラスからなる請求項１〜７のいずれか一項に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項９】
主結晶がβ−スポジュメン固溶体である結晶化ガラスからなる請求項８に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項１０】
前記結晶化ガラスにおける前記β−スポジュメン固溶体の含有率が９０質量％以上である請求項９に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項１１】
３０℃〜７５０℃における平均線熱膨張係数が、−１０×１０−７／℃〜３０×１０−７／℃の範囲内にある請求項１〜１０のいずれか一項に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の結晶化ガラス板製造用トチを用いた結晶化ガラス板の製造方法であって、
前記載置面の上にガラス板を載置する工程と、
前記載置面上に載置したガラス板を加熱して結晶化させることによって前記結晶化ガラス板を得る工程とを備える結晶化ガラス板の製造方法。
【請求項１】
ガラス板を結晶化させることによって屈曲構造を有する結晶化ガラス板を製造する際に用いられる結晶化ガラス板製造用トチであって、
ガラス板が載置される載置面であって、屈曲構造を持つ載置面を有し、
前記載置面には、複数の開口が形成されている結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項２】
前記載置面における前記複数の開口が占める面積割合は、３６％〜９６％の範囲内にある請求項１に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項３】
相互に平行に間隔をおいて配置されており、前記載置面を構成している頂面を有する複数の板状部材を有する請求項１または２に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項４】
前記複数の板状部材を連結する連結部材をさらに有する請求項３に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項５】
隣接する前記板状部材間の間隔は、１５ｍｍ〜４４ｍｍの範囲内にある、請求項３または４に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項６】
前記板状部材の厚みは、２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内にある、請求項３〜５のいずれか一項に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項７】
前記載置面に開口している複数の貫通孔が形成されている請求項１または２に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項８】
結晶化ガラスからなる請求項１〜７のいずれか一項に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項９】
主結晶がβ−スポジュメン固溶体である結晶化ガラスからなる請求項８に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項１０】
前記結晶化ガラスにおける前記β−スポジュメン固溶体の含有率が９０質量％以上である請求項９に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項１１】
３０℃〜７５０℃における平均線熱膨張係数が、−１０×１０−７／℃〜３０×１０−７／℃の範囲内にある請求項１〜１０のいずれか一項に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の結晶化ガラス板製造用トチを用いた結晶化ガラス板の製造方法であって、
前記載置面の上にガラス板を載置する工程と、
前記載置面上に載置したガラス板を加熱して結晶化させることによって前記結晶化ガラス板を得る工程とを備える結晶化ガラス板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１７３７８１（Ｐ２０１１−１７３７８１Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５７９２５（Ｐ２０１０−２５７９２５）
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【出願人】（５９３０４６４２９）日電硝子加工株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【出願人】（５９３０４６４２９）日電硝子加工株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
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