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３０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３０が載置される載置面１０ａであって、屈曲構造を持つ載置面１０ａを有し、結晶化ガラスからなるトチ本体１０を備えている。
【解決手段】結晶化ガラス板製造用トチ１は、ガラス板３０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３０が載置される載置面１０ａであって、屈曲構造を持つ載置面１０ａを有し、結晶化ガラスからなるトチ本体１０を備えている。
【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、耐火セラミックス製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、熱容量が大きな耐火セラミックス製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、耐火セラミックス製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、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、トチ本体を備えている。トチ本体は、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。トチ本体は、結晶化ガラスからなる。
【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】
結晶化ガラスからなるトチ本体は、例えば耐火セラミックスからなるトチ本体とは異なり、内部に多数の空隙を有さない。また、トチ本体を結晶化ガラスにより形成する場合、トチ本体を薄く形成することができる。このため、トチ本体が結晶化ガラスからなる場合は、例えば、トチ本体が耐火セラミックスからなる場合と比較して、トチ本体の熱容量を小さく、かつ均一にすることができる。よって、本発明の結晶化ガラス板製造用トチを用いてガラス板の熱処理工程を行った場合、熱処理工程及びその後の冷却工程において、ガラス板のトチ側部分と、トチとは反対側部分とで温度差が生じにくい。従って、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】
より高い形状精度の結晶化ガラス屈曲板を製造するためには、トチ本体の熱容量がより小さいことが好ましい。このため、トチ本体は、板状に形成されていることが好ましい。その場合において、トチ本体の厚みは、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内にあることが好ましく、３ｍｍ〜９ｍｍの範囲内にあることがより好ましい。トチ本体の厚みが厚すぎると、トチ本体の熱容量が大きくなるため、得られる結晶化ガラス屈曲板の形状精度が低下する場合がある。トチ本体の厚みが薄すぎると、トチ本体の形状精度が低下し、熱処理工程において、トチ本体が変形してしまうため、得られる結晶化ガラス屈曲板の形状精度がかえって低下する場合がある。なお、「板状」とは、厚みが略均一であることをいう。
【００１６】
トチ本体の材質は、結晶化ガラスである限りにおいて特に限定されない。トチ本体は、例えば、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ものであってもよい。また、トチ本体は、非透明の結晶化ガラスからなるものであってもよいし、透明の結晶化ガラスからなるものであってもよい。
【００１７】
但し、熱処理工程においてトチ本体の変形を抑制する観点から、トチ本体は、耐熱性が高い結晶化ガラスからなることが好ましい。より具体的には、トチ本体は、結晶化温度において高剛性及び高強度を有する結晶化ガラスからなることが好ましい。従って、トチ本体は、耐熱性の高い、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ことが好ましい。さらには、トチ本体は、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ことが好ましい。
【００１８】
トチ本体を耐熱性の高いβ−スポジュメン固溶体を主結晶とする結晶化ガラスにより形成することにより、トチ本体を薄く形成した場合であっても、熱処理工程におけるトチ本体の変形を抑制することができる。従って、トチ本体の熱容量をより小さくすることができる。その結果、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。
【００１９】
また、熱処理工程におけるトチ本体の変形を抑制する観点から、トチ本体は、低い熱膨張係数を有することが好ましい。具体的には、トチ本体の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。
【００２０】
本発明の結晶化ガラス板製造用トチは、トチ本体を支持する支持部材を有することが好ましい。支持部材を設けることにより、トチ本体の変形の抑制や、トチ本体の剛性や強度の向上を図れるため、トチ本体をより薄くできる。従って、トチ本体の熱容量をより小さくできるためである。
【００２１】
支持部材を設ける場合、支持部材は、トチ本体の載置面とは反対側の面のうちの一部に接触していることが好ましい。
【００２２】
例えば、支持部材がトチ本体の載置面とは反対側の面の全面に接触している場合、トチ本体の熱容量が小さくても、支持部材の影響によって、トチ本体の温度が変化し難くなる。トチ本体の温度が変化しにくくなると、熱処理工程及びその後の冷却工程において、ガラス板のトチ側部分と、トチとは反対側部分とで温度差が生じやすくなる。従って、ガラス板内において、加熱速度及び冷却速度のばらつきが大きくなると共に、結晶化の進行開始時期及び進行速度のばらつきも大きくなる。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やすくなる。従って、ガラス板に所望しない変形が生じやすくなり、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なくなる場合がある。
【００２３】
それに対して、支持部材がトチ本体の載置面とは反対側の面のうちの一部に接触している場合は、トチ本体に及ぼす支持部材の影響を小さくできる。すなわち、トチ本体の温度変化が支持部材によって妨げられにくい。このため、熱処理工程及びその後の冷却工程において、ガラス板のトチ側部分と、トチとは反対側部分とで温度差が生じにくい。従って、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。
【００２４】
具体的には、支持部材は、各々、トチ本体の載置面とは反対側の面から下方に延びており、間隔をおいて配置されている複数の板状部材を有していることが好ましい。この場合、支持部材とトチ本体との接触面積を小さくしつつ、トチ本体を好適に支持できるためである。
【００２５】
なお、支持部材の材質は、特に限定されない。支持部材は、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、支持部材は、トチ本体と同様に、結晶化ガラスからなることが好ましく、トチ本体と同種の結晶化ガラスからなることがより好ましい。この場合、支持部材がトチ本体の温度変化をより妨げにくいためである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明では、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トチ本体が結晶化ガラスからなる。このため、トチ本体の熱容量が小さくかつ均一である。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】
【００２７】
【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正面図である。
【図３】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側面図である。
【図４】図１の線ＩＶ−ＩＶにおける断面図である。
【図５】ガラス板の熱処理工程を説明するための結晶化ガラス板製造用トチの略図的正面図である。
【図６】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７】トチ本体の製造方法を説明するための模式図である。
【図８】第１の変形例における支持部材の略図的斜視図である。
【図９】第２の変形例における支持部材の略図的斜視図である。
【図１０】第２の変形例における支持部材の略図的平面図である。
【図１１】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１２】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１３】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１４】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１５】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側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施した好ましい形態について、図１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。
【００２９】
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正面図である。図３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側面図である。図４は、図１の線ＩＶ−ＩＶにおける断面図である。
【００３０】
図１〜図４に示す結晶化ガラス板製造用トチ１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（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。図１〜図４に示すように、結晶化ガラス板製造用トチ１は、トチ本体１０と、支持部材２０とを備えている。
【００３１】
トチ本体１０は、結晶化対象となる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部材である。本実施形態では、トチ本体１０は、板状に形成されている。具体的には、本実施形態では、トチ本体１０は、湾曲板状に形成されている。トチ本体１０は、凹状の第１の主面１０ａと、凸状の第２の主面１０ｂとを有する。上記載置面は、凹状の第１の主面１０ａによって構成されている。
【００３２】
なお、本実施形態では、載置面としての第１の主面１０ａ全体が湾曲している場合について説明する。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、載置面の一部は、平面状であってもよい。
【００３３】
トチ本体１０の厚みは、特に限定されないが、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内にあることが好ましく、３ｍｍ〜９ｍｍの範囲内にあることがより好ましい。
【００３４】
本実施形態において、トチ本体１０は、結晶化ガラスからなる。具体的には、本実施形態では、トチ本体１０は、主結晶がβ−スポジュメン固溶体であり、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。
【００３５】
トチ本体１０の熱膨張係数も特に限定されないが、トチ本体１０の熱膨張係数は、小さい方が好ましい。具体的には、トチ本体１０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。
【００３６】
トチ本体１０は、支持部材２０によって支持されている。本実施形態では、支持部材２０は、トチ本体１０の第２の主面１０ｂのうちの一部にのみ接触するように設けられている。具体的には、支持部材２０は、複数の板状部材２０ａ〜２０ｃを有する。複数の板状部材２０ａ〜２０ｃの各々は、トチ本体１０の載置面を構成している第１の主面１０ａとは反対側の第２の主面１０ｂから下方に向かって延びている。複数の板状部材２０ａ〜２０ｃは、相互に間隔をおいて配置されている。
【００３７】
複数の板状部材２０ａ〜２０ｃ相互間の間隔は、特に限定されないが、例えば、板状部材２０ａ〜２０ｃの厚みの５倍以上１００倍以下であることが好ましく、１５倍以上６０倍以下であることがより好ましい。すなわち、第２の主面１０ｂにおいて、支持部材２０が接している部分が占める面積割合は、１％〜２０％の範囲内にあることが好ましく、１．５％〜７％の範囲内にあることがより好ましい。具体的には、板状部材２０ａ〜２０ｃの厚みは、２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内とすることが好ましく、４ｍｍ〜６ｍｍの範囲内にあることがより好ましい。複数の板状部材２０ａ〜２０ｃ相互間の間隔は、２０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲内とすることが好ましく、６０ｍｍ〜２４０ｍｍの範囲内にあることがより好ましい。
【００３８】
なお、支持部材２０の材質は、特に限定されない。支持部材２０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、支持部材２０は、トチ本体１０と同様に、結晶化ガラスからなることが好ましく、トチ本体１０と同種の結晶化ガラスからなることがより好ましい。
【００３９】
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５及び図６を参照しながら説明する。
【００４０】
図５は、ガラス板の熱処理工程を説明するための結晶化ガラス板製造用トチの略図的正面図である。図６は、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。
【００４１】
まず、図５に示すように、トチ本体１０の第１の主面１０ａ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３０を用意し、第１の主面１０ａ上に載置する。この状態で、図６に示す熱処理装置４０を用いてガラス板３０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。
【００４２】
図６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３０が結晶化する程度の高温に設定されている。
【００４３】
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３０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３０から結晶化ガラス屈曲板が形成される。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態のトチ本体１０は、結晶化ガラスからなるものである。このため、トチ本体１０の内部には、空隙が少ない。また、例えば、耐火セラミックス製トチと比べて、トチ本体１０を薄く形成することができる。よって、トチ本体１０の熱容量は、例えば耐火セラミックス製トチと比較して熱容量が小さい。このため、結晶化ガラス板製造用トチ１を用いてガラス板３０の熱処理工程を行った場合、熱処理工程及びその後の冷却工程において、ガラス板３０の結晶化ガラス板製造用トチ１側部分と、結晶化ガラス板製造用トチ１とは反対側部分とで温度差が生じにくい。従って、ガラス板３０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、ガラス板３０の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３０に応力が生じ難い。従って、ガラス板３０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。
【００４５】
また、本実施形態では、トチ本体１０は、板状に形成されている。このため、トチ本体１０が塊状の場合と比較して、トチ本体１０の熱容量がより小さい。従って、ガラス板３０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が得られる。
【００４６】
トチ本体１０の熱容量を小さくする観点からは、トチ本体１０の厚みは、１０ｍｍ以下であることが好ましく、９ｍｍ以下であることがより好ましい。但し、トチ本体１０の厚みが小さすぎると、ガラス板３０の熱処理工程において、トチ本体１０が変形してしまい、その結果、高い形状精度の結晶化ガラス屈曲板が得られなくなる場合がある。このため、トチ本体１０の厚みは、１ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上であることがより好ましい。
【００４７】
また、本実施形態では、トチ本体１０が、耐熱性の高い、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。このため、トチ本体１０を薄く形成した場合であっても、熱処理工程におけるトチ本体１０の変形を抑制することができる。従って、トチ本体１０の熱容量をさらに小さくすることができる。その結果、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。
【００４８】
より高い形状精度の結晶化ガラス屈曲板を製造する観点からは、トチ本体１０の耐熱性がさらに高いことが好ましい。従って、トチ本体１０において、β−スポジュメン固溶体の含有率は、９０質量％以上であることが好ましい。
【００４９】
また、本実施形態では、トチ本体１０は、支持部材２０により支持されている。このため、支持部材２０によりトチ本体１０の変形の抑制や、トチ本体１０の剛性や強度の向上を図れる。よって、トチ本体１０をより薄くできる。従って、トチ本体１０の熱容量をより小さくできる。よって、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。
【００５０】
また、本実施形態では、トチ本体１０を支持している支持部材２０は、トチ本体１０の第２の主面１０ｂの一部にのみ接触している。このため、トチ本体１０に及ぼす支持部材２０の影響を小さくできる。すなわち、トチ本体１０の温度変化が支持部材２０によって妨げられにくい。よって、熱処理工程及びその後の冷却工程において、ガラス板３０のトチ本体１０側部分と、トチ本体１０とは反対側部分とで温度差が生じにくい。従って、ガラス板３０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、ガラス板３０の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３０に応力が生じ難い。従って、ガラス板３０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。
【００５１】
トチ本体１０及びトチ本体１０の上に載置されているガラス板３０の温度変化が、支持部材２０によりさらに妨げられにくくする観点からは、トチ本体１０の第２の主面１０ｂのうち、支持部材２０が接触している部分が占める面積割合が２０％以下であることが好ましい。例えば、本実施形態のように、支持部材２０が等間隔に配置された複数の板状部材２０ａ〜２０ｃにより構成されている場合は、板状部材２０ａ〜２０ｃ相互間の間隔を、板状部材２０ａ〜２０ｃの厚みの５倍以上とすることが好ましく、１５倍以上とすることがより好ましい。
【００５２】
但し、板状部材２０ａ〜２０ｃ相互間の間隔の、板状部材２０ａ〜２０ｃの厚みに対する比が大きすぎると、トチ本体１０が好適に支持されず、熱処理工程において、トチ本体１０が変形しやすくなる。このため、板状部材２０ａ〜２０ｃ相互間の間隔の、板状部材２０ａ〜２０ｃの厚みに対する比は、１００倍以下であることが好ましく、６０倍以下であることがより好ましい。すなわち、トチ本体１０の第２の主面１０ｂのうち、支持部材２０が接触している部分が占める面積割合は、１％〜２０％であることが好ましく、１．５％〜７％であることがより好ましい。
【００５３】
さらに高い形状精度の結晶化ガラス屈曲板を得るためには、熱処理工程においてトチ本体１０が変形しないことが好ましい。すなわち、熱処理工程における最低温度と最高温度との間でトチ本体１０の熱膨張係数が小さいことが好ましい。具体的には、トチ本体１０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。
【００５４】
なお、トチ本体１０の作製方法は、特に限定されない。以下、トチ本体１０の作製方法の一例を、図７を参照しながら説明する。
【００５５】
まず、結晶化されていないガラス板５２（図７を参照）を用意する。ここでは、ガラス板５２は、湾曲構造を有するものであるが、ガラス板５２は、例えば平板であってもよい。次に、図７に示すように、ガラス板５２を相互に平行に等間隔に配置された複数の板状体５１からなる支持具５０の上に載置する。この状態で、ガラス板５２を熱処理して結晶化させることにより、高い形状精度の結晶化ガラス製トチ本体１０を作製することができる。
【００５６】
（変形例）
図８は、第１の変形例における支持部材の略図的斜視図である。図９は、第２の変形例における支持部材の略図的斜視図である。図１０は、第２の変形例における支持部材の略図的平面図である。
【００５７】
上記実施形態では、支持部材２０が、相互に平行に等間隔に配置された複数の板状部材２０ａ〜２０ｃ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。
【００５８】
例えば、図８に示すように、支持部材２０は、相互に平行に等間隔に配置された複数の板状部６０ａ〜６０ｆと、複数の板状部６０ａ〜６０ｆの底部を連結する平板状の連結部６１とにより構成されていてもよい。
【００５９】
また、図９及び図１０に示すように、支持部材２０は、高さ方向ｚに延びる複数の貫通孔６２がマトリクス状に形成されているものであってもよい。
【００６０】
（第３の変形例）
図１３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。
【００６１】
本変形例では、上記実施形態の板状部材２０ａ〜２０ｃが、図１３に示す板状部材２１により構成されている。図１３に示すように、板状部材２１は、屈曲構造を有する頂面２０Ａと、平面上の第１及び第２の側面２０Ｂ，２０Ｃと、平面状の底面２０Ｄとを有する。第１及び第２の側面２０Ｂ，２０Ｃの高さ方向における中央部には、円弧面状の切欠部２０Ｂ１，２０Ｃ１が形成されている。同様に、底面２０Ｄにも、円弧面状の切欠部２０Ｄ１が形成されている。また、板状部材２１には、一対の主面間を貫通する複数の円柱状の貫通孔２０Ｅ１，２０Ｅ２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２１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２０Ｂ１，２０Ｃ１，２０Ｄ１及び貫通孔２０Ｅ１，２０Ｅ２が設けられているため、板状部材２１の体積が小さい。よって、板状部材２１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トチ本体１０及びトチ本体１０の上に載置されたガラス板３０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。
【００６２】
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。
【００６３】
（第４の変形例）
図１４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１５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側面図である。
【００６４】
図１４及び図１５に示すように、本変形例では、隣り合う板状部材２０ａ〜２０ｃ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、板状部材２０ａ〜２０ｃの相互関係が変化しにくい。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。
【００６５】
なお、本変形例では、接続部材１５は、板状部材２０ａ〜２０ｃの両端部に設けられている。このため、接続部材１５は、トチ本体１０及びトチ本体１０の上に載置されたガラス板３０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２０ａ〜２０ｃ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の幅は、板状部材２０ａ〜２０ｃの幅の１／１０以下であることが好ましい。
【００６６】
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。
【００６７】
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２０ａ〜２０ｃ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。
【００６８】
（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１１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。
【００６９】
比較例として、結晶化ガラス板製造用トチ１を用いずに、下記の円柱面状の凹部が形成された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１２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。
【００７０】
図１２の写真から明らかなように、耐火セラミックス製の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１１の写真から明らかなように、結晶化ガラス板製造用トチ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、結晶化ガラス板製造用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。
【００７１】
＜実施例における条件＞
トチ本体１０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
トチ本体１０の形状寸法：厚さ４ｍｍ、幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍ、半径９００ｍｍの円柱面状
支持部材を構成する板状部材の枚数：３枚
支持部材を構成する板状部材の厚み：４ｍｍ
支持部材を構成する板状部材の間隔：２３０ｍｍ
支持部材を構成する板状部材の材質：β−スポジュメン固溶体を主結晶とする結晶化ガラス
ガラス板３０：下記の熱処理を行うことで、β−石英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３０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、９００℃まで２５分かけて加熱し、９００℃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】
【００７２】
１…結晶化ガラス板製造用トチ
１０…トチ本体
１０ａ…第１の主面（トチ本体の載置面）
１０ｂ…第２の主面
１５…接続部材
２０…支持部材
２０ａ〜２０ｃ，２１…板状部材
２０Ａ…頂面
２０Ｂ，２０Ｃ…側面
２０Ｄ…底面
２０Ｂ１，２０Ｃ１，２０Ｄ１…切欠部
２０Ｅ１，２０Ｅ２…貫通孔
３０…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
５０…支持具
５１…板状体
５２…ガラス板
６０ａ〜６０ｆ…板状部
６１…連結部
６２…貫通孔
【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、耐火セラミックス製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、熱容量が大きな耐火セラミックス製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、耐火セラミックス製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、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、トチ本体を備えている。トチ本体は、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。トチ本体は、結晶化ガラスからなる。
【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】
結晶化ガラスからなるトチ本体は、例えば耐火セラミックスからなるトチ本体とは異なり、内部に多数の空隙を有さない。また、トチ本体を結晶化ガラスにより形成する場合、トチ本体を薄く形成することができる。このため、トチ本体が結晶化ガラスからなる場合は、例えば、トチ本体が耐火セラミックスからなる場合と比較して、トチ本体の熱容量を小さく、かつ均一にすることができる。よって、本発明の結晶化ガラス板製造用トチを用いてガラス板の熱処理工程を行った場合、熱処理工程及びその後の冷却工程において、ガラス板のトチ側部分と、トチとは反対側部分とで温度差が生じにくい。従って、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】
より高い形状精度の結晶化ガラス屈曲板を製造するためには、トチ本体の熱容量がより小さいことが好ましい。このため、トチ本体は、板状に形成されていることが好ましい。その場合において、トチ本体の厚みは、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内にあることが好ましく、３ｍｍ〜９ｍｍの範囲内にあることがより好ましい。トチ本体の厚みが厚すぎると、トチ本体の熱容量が大きくなるため、得られる結晶化ガラス屈曲板の形状精度が低下する場合がある。トチ本体の厚みが薄すぎると、トチ本体の形状精度が低下し、熱処理工程において、トチ本体が変形してしまうため、得られる結晶化ガラス屈曲板の形状精度がかえって低下する場合がある。なお、「板状」とは、厚みが略均一であることをいう。
【００１６】
トチ本体の材質は、結晶化ガラスである限りにおいて特に限定されない。トチ本体は、例えば、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ものであってもよい。また、トチ本体は、非透明の結晶化ガラスからなるものであってもよいし、透明の結晶化ガラスからなるものであってもよい。
【００１７】
但し、熱処理工程においてトチ本体の変形を抑制する観点から、トチ本体は、耐熱性が高い結晶化ガラスからなることが好ましい。より具体的には、トチ本体は、結晶化温度において高剛性及び高強度を有する結晶化ガラスからなることが好ましい。従って、トチ本体は、耐熱性の高い、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ことが好ましい。さらには、トチ本体は、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ことが好ましい。
【００１８】
トチ本体を耐熱性の高いβ−スポジュメン固溶体を主結晶とする結晶化ガラスにより形成することにより、トチ本体を薄く形成した場合であっても、熱処理工程におけるトチ本体の変形を抑制することができる。従って、トチ本体の熱容量をより小さくすることができる。その結果、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。
【００１９】
また、熱処理工程におけるトチ本体の変形を抑制する観点から、トチ本体は、低い熱膨張係数を有することが好ましい。具体的には、トチ本体の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。
【００２０】
本発明の結晶化ガラス板製造用トチは、トチ本体を支持する支持部材を有することが好ましい。支持部材を設けることにより、トチ本体の変形の抑制や、トチ本体の剛性や強度の向上を図れるため、トチ本体をより薄くできる。従って、トチ本体の熱容量をより小さくできるためである。
【００２１】
支持部材を設ける場合、支持部材は、トチ本体の載置面とは反対側の面のうちの一部に接触していることが好ましい。
【００２２】
例えば、支持部材がトチ本体の載置面とは反対側の面の全面に接触している場合、トチ本体の熱容量が小さくても、支持部材の影響によって、トチ本体の温度が変化し難くなる。トチ本体の温度が変化しにくくなると、熱処理工程及びその後の冷却工程において、ガラス板のトチ側部分と、トチとは反対側部分とで温度差が生じやすくなる。従って、ガラス板内において、加熱速度及び冷却速度のばらつきが大きくなると共に、結晶化の進行開始時期及び進行速度のばらつきも大きくなる。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やすくなる。従って、ガラス板に所望しない変形が生じやすくなり、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なくなる場合がある。
【００２３】
それに対して、支持部材がトチ本体の載置面とは反対側の面のうちの一部に接触している場合は、トチ本体に及ぼす支持部材の影響を小さくできる。すなわち、トチ本体の温度変化が支持部材によって妨げられにくい。このため、熱処理工程及びその後の冷却工程において、ガラス板のトチ側部分と、トチとは反対側部分とで温度差が生じにくい。従って、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。
【００２４】
具体的には、支持部材は、各々、トチ本体の載置面とは反対側の面から下方に延びており、間隔をおいて配置されている複数の板状部材を有していることが好ましい。この場合、支持部材とトチ本体との接触面積を小さくしつつ、トチ本体を好適に支持できるためである。
【００２５】
なお、支持部材の材質は、特に限定されない。支持部材は、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、支持部材は、トチ本体と同様に、結晶化ガラスからなることが好ましく、トチ本体と同種の結晶化ガラスからなることがより好ましい。この場合、支持部材がトチ本体の温度変化をより妨げにくいためである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明では、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トチ本体が結晶化ガラスからなる。このため、トチ本体の熱容量が小さくかつ均一である。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】
【００２７】
【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正面図である。
【図３】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側面図である。
【図４】図１の線ＩＶ−ＩＶにおける断面図である。
【図５】ガラス板の熱処理工程を説明するための結晶化ガラス板製造用トチの略図的正面図である。
【図６】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７】トチ本体の製造方法を説明するための模式図である。
【図８】第１の変形例における支持部材の略図的斜視図である。
【図９】第２の変形例における支持部材の略図的斜視図である。
【図１０】第２の変形例における支持部材の略図的平面図である。
【図１１】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１２】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１３】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１４】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１５】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側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施した好ましい形態について、図１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。
【００２９】
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正面図である。図３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側面図である。図４は、図１の線ＩＶ−ＩＶにおける断面図である。
【００３０】
図１〜図４に示す結晶化ガラス板製造用トチ１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（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。図１〜図４に示すように、結晶化ガラス板製造用トチ１は、トチ本体１０と、支持部材２０とを備えている。
【００３１】
トチ本体１０は、結晶化対象となる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部材である。本実施形態では、トチ本体１０は、板状に形成されている。具体的には、本実施形態では、トチ本体１０は、湾曲板状に形成されている。トチ本体１０は、凹状の第１の主面１０ａと、凸状の第２の主面１０ｂとを有する。上記載置面は、凹状の第１の主面１０ａによって構成されている。
【００３２】
なお、本実施形態では、載置面としての第１の主面１０ａ全体が湾曲している場合について説明する。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、載置面の一部は、平面状であってもよい。
【００３３】
トチ本体１０の厚みは、特に限定されないが、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内にあることが好ましく、３ｍｍ〜９ｍｍの範囲内にあることがより好ましい。
【００３４】
本実施形態において、トチ本体１０は、結晶化ガラスからなる。具体的には、本実施形態では、トチ本体１０は、主結晶がβ−スポジュメン固溶体であり、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。
【００３５】
トチ本体１０の熱膨張係数も特に限定されないが、トチ本体１０の熱膨張係数は、小さい方が好ましい。具体的には、トチ本体１０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。
【００３６】
トチ本体１０は、支持部材２０によって支持されている。本実施形態では、支持部材２０は、トチ本体１０の第２の主面１０ｂのうちの一部にのみ接触するように設けられている。具体的には、支持部材２０は、複数の板状部材２０ａ〜２０ｃを有する。複数の板状部材２０ａ〜２０ｃの各々は、トチ本体１０の載置面を構成している第１の主面１０ａとは反対側の第２の主面１０ｂから下方に向かって延びている。複数の板状部材２０ａ〜２０ｃは、相互に間隔をおいて配置されている。
【００３７】
複数の板状部材２０ａ〜２０ｃ相互間の間隔は、特に限定されないが、例えば、板状部材２０ａ〜２０ｃの厚みの５倍以上１００倍以下であることが好ましく、１５倍以上６０倍以下であることがより好ましい。すなわち、第２の主面１０ｂにおいて、支持部材２０が接している部分が占める面積割合は、１％〜２０％の範囲内にあることが好ましく、１．５％〜７％の範囲内にあることがより好ましい。具体的には、板状部材２０ａ〜２０ｃの厚みは、２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内とすることが好ましく、４ｍｍ〜６ｍｍの範囲内にあることがより好ましい。複数の板状部材２０ａ〜２０ｃ相互間の間隔は、２０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲内とすることが好ましく、６０ｍｍ〜２４０ｍｍの範囲内にあることがより好ましい。
【００３８】
なお、支持部材２０の材質は、特に限定されない。支持部材２０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、支持部材２０は、トチ本体１０と同様に、結晶化ガラスからなることが好ましく、トチ本体１０と同種の結晶化ガラスからなることがより好ましい。
【００３９】
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５及び図６を参照しながら説明する。
【００４０】
図５は、ガラス板の熱処理工程を説明するための結晶化ガラス板製造用トチの略図的正面図である。図６は、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。
【００４１】
まず、図５に示すように、トチ本体１０の第１の主面１０ａ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３０を用意し、第１の主面１０ａ上に載置する。この状態で、図６に示す熱処理装置４０を用いてガラス板３０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。
【００４２】
図６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３０が結晶化する程度の高温に設定されている。
【００４３】
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３０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３０から結晶化ガラス屈曲板が形成される。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態のトチ本体１０は、結晶化ガラスからなるものである。このため、トチ本体１０の内部には、空隙が少ない。また、例えば、耐火セラミックス製トチと比べて、トチ本体１０を薄く形成することができる。よって、トチ本体１０の熱容量は、例えば耐火セラミックス製トチと比較して熱容量が小さい。このため、結晶化ガラス板製造用トチ１を用いてガラス板３０の熱処理工程を行った場合、熱処理工程及びその後の冷却工程において、ガラス板３０の結晶化ガラス板製造用トチ１側部分と、結晶化ガラス板製造用トチ１とは反対側部分とで温度差が生じにくい。従って、ガラス板３０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、ガラス板３０の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３０に応力が生じ難い。従って、ガラス板３０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。
【００４５】
また、本実施形態では、トチ本体１０は、板状に形成されている。このため、トチ本体１０が塊状の場合と比較して、トチ本体１０の熱容量がより小さい。従って、ガラス板３０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が得られる。
【００４６】
トチ本体１０の熱容量を小さくする観点からは、トチ本体１０の厚みは、１０ｍｍ以下であることが好ましく、９ｍｍ以下であることがより好ましい。但し、トチ本体１０の厚みが小さすぎると、ガラス板３０の熱処理工程において、トチ本体１０が変形してしまい、その結果、高い形状精度の結晶化ガラス屈曲板が得られなくなる場合がある。このため、トチ本体１０の厚みは、１ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上であることがより好ましい。
【００４７】
また、本実施形態では、トチ本体１０が、耐熱性の高い、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。このため、トチ本体１０を薄く形成した場合であっても、熱処理工程におけるトチ本体１０の変形を抑制することができる。従って、トチ本体１０の熱容量をさらに小さくすることができる。その結果、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。
【００４８】
より高い形状精度の結晶化ガラス屈曲板を製造する観点からは、トチ本体１０の耐熱性がさらに高いことが好ましい。従って、トチ本体１０において、β−スポジュメン固溶体の含有率は、９０質量％以上であることが好ましい。
【００４９】
また、本実施形態では、トチ本体１０は、支持部材２０により支持されている。このため、支持部材２０によりトチ本体１０の変形の抑制や、トチ本体１０の剛性や強度の向上を図れる。よって、トチ本体１０をより薄くできる。従って、トチ本体１０の熱容量をより小さくできる。よって、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。
【００５０】
また、本実施形態では、トチ本体１０を支持している支持部材２０は、トチ本体１０の第２の主面１０ｂの一部にのみ接触している。このため、トチ本体１０に及ぼす支持部材２０の影響を小さくできる。すなわち、トチ本体１０の温度変化が支持部材２０によって妨げられにくい。よって、熱処理工程及びその後の冷却工程において、ガラス板３０のトチ本体１０側部分と、トチ本体１０とは反対側部分とで温度差が生じにくい。従って、ガラス板３０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、ガラス板３０の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３０に応力が生じ難い。従って、ガラス板３０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。
【００５１】
トチ本体１０及びトチ本体１０の上に載置されているガラス板３０の温度変化が、支持部材２０によりさらに妨げられにくくする観点からは、トチ本体１０の第２の主面１０ｂのうち、支持部材２０が接触している部分が占める面積割合が２０％以下であることが好ましい。例えば、本実施形態のように、支持部材２０が等間隔に配置された複数の板状部材２０ａ〜２０ｃにより構成されている場合は、板状部材２０ａ〜２０ｃ相互間の間隔を、板状部材２０ａ〜２０ｃの厚みの５倍以上とすることが好ましく、１５倍以上とすることがより好ましい。
【００５２】
但し、板状部材２０ａ〜２０ｃ相互間の間隔の、板状部材２０ａ〜２０ｃの厚みに対する比が大きすぎると、トチ本体１０が好適に支持されず、熱処理工程において、トチ本体１０が変形しやすくなる。このため、板状部材２０ａ〜２０ｃ相互間の間隔の、板状部材２０ａ〜２０ｃの厚みに対する比は、１００倍以下であることが好ましく、６０倍以下であることがより好ましい。すなわち、トチ本体１０の第２の主面１０ｂのうち、支持部材２０が接触している部分が占める面積割合は、１％〜２０％であることが好ましく、１．５％〜７％であることがより好ましい。
【００５３】
さらに高い形状精度の結晶化ガラス屈曲板を得るためには、熱処理工程においてトチ本体１０が変形しないことが好ましい。すなわち、熱処理工程における最低温度と最高温度との間でトチ本体１０の熱膨張係数が小さいことが好ましい。具体的には、トチ本体１０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。
【００５４】
なお、トチ本体１０の作製方法は、特に限定されない。以下、トチ本体１０の作製方法の一例を、図７を参照しながら説明する。
【００５５】
まず、結晶化されていないガラス板５２（図７を参照）を用意する。ここでは、ガラス板５２は、湾曲構造を有するものであるが、ガラス板５２は、例えば平板であってもよい。次に、図７に示すように、ガラス板５２を相互に平行に等間隔に配置された複数の板状体５１からなる支持具５０の上に載置する。この状態で、ガラス板５２を熱処理して結晶化させることにより、高い形状精度の結晶化ガラス製トチ本体１０を作製することができる。
【００５６】
（変形例）
図８は、第１の変形例における支持部材の略図的斜視図である。図９は、第２の変形例における支持部材の略図的斜視図である。図１０は、第２の変形例における支持部材の略図的平面図である。
【００５７】
上記実施形態では、支持部材２０が、相互に平行に等間隔に配置された複数の板状部材２０ａ〜２０ｃ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。
【００５８】
例えば、図８に示すように、支持部材２０は、相互に平行に等間隔に配置された複数の板状部６０ａ〜６０ｆと、複数の板状部６０ａ〜６０ｆの底部を連結する平板状の連結部６１とにより構成されていてもよい。
【００５９】
また、図９及び図１０に示すように、支持部材２０は、高さ方向ｚに延びる複数の貫通孔６２がマトリクス状に形成されているものであってもよい。
【００６０】
（第３の変形例）
図１３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。
【００６１】
本変形例では、上記実施形態の板状部材２０ａ〜２０ｃが、図１３に示す板状部材２１により構成されている。図１３に示すように、板状部材２１は、屈曲構造を有する頂面２０Ａと、平面上の第１及び第２の側面２０Ｂ，２０Ｃと、平面状の底面２０Ｄとを有する。第１及び第２の側面２０Ｂ，２０Ｃの高さ方向における中央部には、円弧面状の切欠部２０Ｂ１，２０Ｃ１が形成されている。同様に、底面２０Ｄにも、円弧面状の切欠部２０Ｄ１が形成されている。また、板状部材２１には、一対の主面間を貫通する複数の円柱状の貫通孔２０Ｅ１，２０Ｅ２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２１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２０Ｂ１，２０Ｃ１，２０Ｄ１及び貫通孔２０Ｅ１，２０Ｅ２が設けられているため、板状部材２１の体積が小さい。よって、板状部材２１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トチ本体１０及びトチ本体１０の上に載置されたガラス板３０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。
【００６２】
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。
【００６３】
（第４の変形例）
図１４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１５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側面図である。
【００６４】
図１４及び図１５に示すように、本変形例では、隣り合う板状部材２０ａ〜２０ｃ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、板状部材２０ａ〜２０ｃの相互関係が変化しにくい。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。
【００６５】
なお、本変形例では、接続部材１５は、板状部材２０ａ〜２０ｃの両端部に設けられている。このため、接続部材１５は、トチ本体１０及びトチ本体１０の上に載置されたガラス板３０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２０ａ〜２０ｃ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の幅は、板状部材２０ａ〜２０ｃの幅の１／１０以下であることが好ましい。
【００６６】
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。
【００６７】
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２０ａ〜２０ｃ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。
【００６８】
（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１１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。
【００６９】
比較例として、結晶化ガラス板製造用トチ１を用いずに、下記の円柱面状の凹部が形成された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１２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。
【００７０】
図１２の写真から明らかなように、耐火セラミックス製の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１１の写真から明らかなように、結晶化ガラス板製造用トチ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、結晶化ガラス板製造用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。
【００７１】
＜実施例における条件＞
トチ本体１０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
トチ本体１０の形状寸法：厚さ４ｍｍ、幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍ、半径９００ｍｍの円柱面状
支持部材を構成する板状部材の枚数：３枚
支持部材を構成する板状部材の厚み：４ｍｍ
支持部材を構成する板状部材の間隔：２３０ｍｍ
支持部材を構成する板状部材の材質：β−スポジュメン固溶体を主結晶とする結晶化ガラス
ガラス板３０：下記の熱処理を行うことで、β−石英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３０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、９００℃まで２５分かけて加熱し、９００℃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】
【００７２】
１…結晶化ガラス板製造用トチ
１０…トチ本体
１０ａ…第１の主面（トチ本体の載置面）
１０ｂ…第２の主面
１５…接続部材
２０…支持部材
２０ａ〜２０ｃ，２１…板状部材
２０Ａ…頂面
２０Ｂ，２０Ｃ…側面
２０Ｄ…底面
２０Ｂ１，２０Ｃ１，２０Ｄ１…切欠部
２０Ｅ１，２０Ｅ２…貫通孔
３０…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
５０…支持具
５１…板状体
５２…ガラス板
６０ａ〜６０ｆ…板状部
６１…連結部
６２…貫通孔
【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、結晶化ガラスからなるトチ本体を備える結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項２】
前記トチ本体は、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１に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項３】
前記トチ本体において、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２に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項４】
前記トチ本体は、板状に形成されている請求項１〜３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５】
前記トチ本体の厚みは、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内にある請求項４に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項６】
前記トチ本体を支持する支持部材をさらに備え、
前記支持部材は、前記トチ本体の前記載置面とは反対側の面のうちの一部に接触している請求項１〜５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】
前記支持部材は、各々、前記トチ本体の前記載置面とは反対側の面から下方に延びており、間隔をおいて配置されている複数の板状部材を有する請求項６に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項８】
前記トチ本体の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】
請求項１〜８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、結晶化ガラスからなるトチ本体を備える結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項２】
前記トチ本体は、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１に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項３】
前記トチ本体において、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２に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項４】
前記トチ本体は、板状に形成されている請求項１〜３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５】
前記トチ本体の厚みは、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内にある請求項４に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項６】
前記トチ本体を支持する支持部材をさらに備え、
前記支持部材は、前記トチ本体の前記載置面とは反対側の面のうちの一部に接触している請求項１〜５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】
前記支持部材は、各々、前記トチ本体の前記載置面とは反対側の面から下方に延びており、間隔をおいて配置されている複数の板状部材を有する請求項６に記載の結晶化ガラス板製造用トチ。
【請求項８】
前記トチ本体の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】
請求項１〜８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１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−１７３７８２（Ｐ２０１１−１７３７８２Ａ）
【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２０１０−２５７９２６（Ｐ２０１０−２５７９２６）
【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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