(57)【要約】      （修正有）【課題】優れた表面性状を有するガラス曲板を製造し得る方法を提供する。【解決手段】ガラス平板３０の上端部３２と配置面１０ａとの間に、第１のセラミックペーパー２１がガラス平板３０と接触して介在するように、かつ、変形工程により得られたガラス曲板と配置面１０ａとの間に、第２のセラミックペーパー２２がガラス曲板と接触して介在するように、第１及び第２のセラミックペーパー２１，２２が配置面１０ａの上に配されている。第１のセラミックペーパー２１に含まれるセラミック繊維の平均繊維長が、第２のセラミックペーパー２２に含まれるセラミック繊維の平均繊維長よりも短く、かつ、第１のセラミックペーパー２１のかさ密度が、第２のセラミックペーパー２２のかさ密度よりも高い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲面部を含む配置面を有するトチの前記配置面の上に、ガラス平板を水平に対して傾斜するように配置するガラス平板配置工程と、
前記ガラス平板を軟化させ、前記配置面の曲面部に沿わせることにより、前記曲面部に沿った形状の部分を有するガラス曲板を得る変形工程と、
を備え、
前記ガラス平板配置工程において、配置されたガラス平板の上端部と前記配置面との間に、セラミック繊維を含む第１のセラミックペーパーが前記ガラス平板と接触して介在するように、かつ、前記変形工程により得られた前記ガラス曲板と前記配置面との間に、セラミック繊維を含む第２のセラミックペーパーが前記ガラス曲板と接触して介在するように、前記第１及び第２のセラミックペーパーが前記配置面の上に配されており、
前記第１のセラミックペーパーに含まれるセラミック繊維の平均繊維長が、前記第２のセラミックペーパーに含まれるセラミック繊維の平均繊維長よりも短く、かつ、前記第１のセラミックペーパーのかさ密度が、前記第２のセラミックペーパーのかさ密度よりも高い、ガラス曲板の製造方法。
【請求項２】
前記ガラス平板配置工程において、前記ガラス平板が前記第１のセラミックペーパーに食い込まないように前記ガラス平板を配置する、請求項１に記載のガラス曲板の製造方法。
【請求項３】
前記ガラス平板の重量が１．５ｋｇ以上である、請求項１または２に記載のガラス曲板の製造方法。
【請求項４】
前記変形工程において、前記ガラス平板の上端部が前記配置面上を１００ｍｍ以上移動する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラス曲板の製造方法。
【請求項５】
前記ガラス平板の重量をＷ、前記ガラス平板の前記第１のセラミックペーパーに接する部分の長さをＬとしたときに、Ｗ／Ｌが４ｋｇ／ｍ以上である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラス曲板の製造方法。
【請求項６】
前記第１のセラミックペーパーに含まれるセラミック繊維の平均繊維長が、前記第２のセラミックペーパーに含まれるセラミック繊維の平均繊維長の０．７５倍以下である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガラス曲板の製造方法。
【請求項７】
前記第１のセラミックペーパーのかさ密度が、前記第２のセラミックペーパーのかさ密度の１．２５倍以上である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のガラス曲板の製造方法。
【請求項８】
前記ガラス平板配置工程において、前記ガラス平板の水平方向に対する傾斜角が５°〜４５°となるように前記ガラス平板を配置する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のガラス曲板の製造方法。
【請求項９】
前記セラミックペーパー配置工程において、前記ガラス平板配置工程において配置されたガラス平板の下方全体の上に前記第２のセラミックペーパーを配置し、前記第２のセラミックペーパーの上に前記第１のセラミックペーパーを配置する、請求項１〜８のいずれか一項に記載のガラス曲板の製造方法。
【請求項１０】
前記変形工程の後に、前記ガラス曲板を結晶化させる工程をさらに備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載のガラス曲板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス曲板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
主結晶としてβ−石英固溶体結晶またはβ−スポジュメン結晶を含む結晶化ガラス板は、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、横断面円弧状である結晶化ガラス板（以下、「円弧状結晶化ガラス曲板」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２０１１−１７３７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のように、円弧状結晶化ガラス曲板を製造する方法としては、横断面円弧状の配置面を有するトチ（ｓｅｔｔｅｒ）の上に、結晶性ガラス平板を配置し、その状態で結晶性ガラス平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、結晶性ガラス平板が軟化してトチの表面に沿う。その結果、横断面円弧状に形成される。その後、結晶性ガラス板を結晶化させることにより円弧状結晶化ガラス曲板が得られる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の製造方法では、円弧状結晶化ガラス曲板がトチに融着したり、円弧状結晶化ガラス曲板の表面にトチの表面形状が転写されたりする場合がある。よって、優れた表面性状を有する円弧状結晶化ガラス曲板を製造することが困難であるという問題がある。
【０００７】
本発明の主な目的は、優れた表面性状を有するガラス曲板を製造し得る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】
本発明に係るガラス曲板の製造方法は、ガラス平板配置工程と、変形工程とを備える。ガラス平板配置工程では、曲面部を含む配置面を有するトチの配置面の上に、ガラス平板を水平に対して傾斜するように配置する。変形工程では、ガラス平板を軟化させ、配置面の曲面部に沿わせることにより、曲面部に沿った形状の部分を有するガラス曲板を得る。ガラス平板配置工程において配置されたガラス平板の上端部と配置面との間に、セラミック繊維を含む第１のセラミックペーパーがガラス平板と接触して介在するように、かつ、変形工程により得られたガラス曲板と配置面との間に、セラミック繊維を含む第２のセラミックペーパーがガラス曲板と接触して介在するように、第１及び第２のセラミックペーパーが配置面の上に配されている。第１のセラミックペーパーに含まれるセラミック繊維の平均繊維長が、第２のセラミックペーパーに含まれるセラミック繊維の平均繊維長よりも短く、かつ、第１のセラミックペーパーのかさ密度が、第２のセラミックペーパーのかさ密度よりも高い。
【０００９】
ガラス平板配置工程において、ガラス平板が第１のセラミックペーパーに食い込まないようにガラス平板を配置することが好ましい。
【００１０】
ガラス平板の重量が１．５ｋｇ以上であることが好ましい。
【００１１】
変形工程において、ガラス平板の上端部が配置面上を１００ｍｍ以上移動することが好ましい。
【００１２】
ガラス平板の重量をＷ、ガラス平板の第１のセラミックペーパーに接する部分の長さをＬとしたときに、Ｗ／Ｌが４ｋｇ／ｍ以上であることが好ましい。
【００１３】
第１のセラミックペーパーに含まれるセラミック繊維の平均繊維長が、第２のセラミックペーパーに含まれるセラミック繊維の平均繊維長の０．７５倍以下であることが好ましい。
【００１４】
第１のセラミックペーパーのかさ密度が、第２のセラミックペーパーのかさ密度の１．２５倍以上であることが好ましい。
【００１５】
ガラス平板配置工程において、ガラス平板の水平方向に対する傾斜角が５°〜４５°となるようにガラス平板を配置することが好ましい。
【００１６】
セラミックペーパー配置工程において、ガラス平板配置工程において配置されたガラス平板の下方全体の上に第２のセラミックペーパーを配置し、第２のセラミックペーパーの上に第１のセラミックペーパーを配置することが好ましい。
【００１７】
変形工程の後に、ガラス曲板を結晶化させる工程をさらに行ってもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、優れた表面性状を有するガラス曲板を製造し得る方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態におけるガラス曲板の製造工程を説明するための模式的側面図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるガラス平板の模式的平面図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるガラス曲板の製造工程を説明するための模式的側面図である。
【図４】本発明の一実施形態において製造されるガラス曲板の模式的斜視図である。
【図５】セラミックペーパーがガラス曲板の下方に巻き込まれた例の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本実施形態では、図４に示されるガラス曲板１の製造方法について、図１〜図３を参照しながら説明する。
【００２１】
図４に示されるガラス曲板１は、横断面形状が円弧状である部分を含む。具体的には、ガラス曲板１は、全体の横断面形状が円弧状である。但し、本発明は、これに限定されない。ガラス曲板は、少なくとも一部が曲板状に設けられているガラス板をすべて含む。従って、ガラス曲板は、曲板部と、平板部とを含んでいてもよい。曲板部の横断面形状は、円弧状でなくてもよい。曲板部の横断面形状は、例えば、楕円弧状であってもよいし、放物線状であってもよい。ガラス曲板は、曲率半径が異なる複数の曲板部を含んでいてもよい。
【００２２】
ガラス曲板１を構成するガラスの種類は特に限定されない。ガラス曲板１は、結晶を実質的に含まないガラスからなるものであってもよいし、結晶化ガラスからなるものであってもよい。
【００２３】
まず、図１に示すように、ガラス平板配置工程において、ガラス平板３０を、トチ１０の配置面１０ａの上に水平に対して傾斜するように配置する。配置面１０ａは、曲面部１０ａ１と、延設部１０ａ２とを含む。曲面部１０ａ１は、ガラス曲板１の形状に即した形状を有する。本実施形態では、ガラス曲板１の全体の横断面形状が円弧状であるため、曲面部１０ａ１の横断面形状も円弧状とされている。曲面部１０ａ１の一方側端部には、延設部１０ａ２が接続されている。延設部１０ａ２は、例えば、横断面円弧状であってもよいし、横断面直線状であってもよい。
【００２４】
配置面１０ａの構成材料は特に限定されない。配置面１０ａは、例えば、アルミナやシリカなどのセラミックスや耐熱性のガラスにより構成することができる。
【００２５】
配置面１０ａの上には、第１のセラミックペーパー２１と、第２のセラミックペーパー２２とが配されている。第２のセラミックペーパー２２は、配置面１０ａの実質的に全体の上に配されている。
【００２６】
第１のセラミックペーパー２１は、配置面１０ａのｘ軸方向（水平方向）のｘ２側端部の周辺領域上に配されている。図１において、第１のセラミックペーパー２１は、延設部１０ａ２上に配されている。より具体的には、第１のセラミックペーパー２１は、延設部１０ａ２及びトチ１０のＸ２側上端部に跨って配されている。第１のセラミックペーパー２１が、延設部１０ａ２及びトチ１０のＸ２側上端部に跨って配されることで、第１のセラミックペーパーの位置ずれを抑制することができるため好ましい。第１のセラミックペーパー２１は、第２のセラミックペーパー２２の一部と重なるようにして、第２のセラミックペーパー２２の上に配されている。よって、配置面１０ａのｘ２側端部の周辺領域上には、第１及び第２のセラミックペーパー２１，２２が積層されてなる。
【００２７】
第１及び第２のセラミックペーパー２１，２２は、例えば、アルミナやシリカなどのセラミックからなるセラミック繊維を含む。第１及び第２のセラミックペーパー２１，２２は、例えば、セラミック繊維の不織布であることが好ましい。第１及び第２のセラミックペーパー２１，２２は、有機化合物を含むバインダー等をさらに含んでいてもよい。但し、後述する変形工程等においてバインダーは消失するため、ガラス曲板１の製造に供された後においては、第１及び第２のセラミックペーパー２１，２２は、バインダーを含まない。
【００２８】
ガラス平板３０のｘ２側の上端部３２が、ｘ１側の下端部３１よりも上方に位置し、ガラス平板３０のｘ１側の下端部３１が第２のセラミックペーパー２２の上に位置し、ｘ２側の上端部３２が第１のセラミックペーパー２１の上に位置するようにガラス平板３０を載置する。従って、ガラス平板配置工程において配置されたガラス平板３０の上端部３２と配置面１０ａとの間に、第１のセラミックペーパー２１がガラス平板３０と接触して介在する。
【００２９】
ガラス平板３０は、ガラス曲板１の母材である。よって、ガラス平板３０は、例えば、ガラス曲板１と同じ材料により構成されていてもよい。また、ガラス曲板１が結晶化ガラス曲板である場合には、ガラス平板３０を結晶性ガラスにより構成してもよい。
【００３０】
次に、変形工程を行う。変形工程では、ガラス平板３０を加熱し、軟化させる。すると、下端部３１は移動せずに固定されたまま、上端部３２が第１及び第２のセラミックペーパー２１，２２上を移動し、図３に示されるように、ガラス平板３０が、配置面１０ａの曲面部１０ａ１に沿った形状に変形する。その結果、曲面部１０ａ１に沿った形状の部分を有するガラス曲板１が得られる。ガラス曲板１と配置面１０ａとの間には、第２のセラミックペーパー２２が、ガラス曲板１と接触して介在する。ガラス曲板１の凸面全体が、第２のセラミックペーパー２２に接触し、かつ、第１のセラミックペーパー２１に接触しないように、第１及び第２のセラミックペーパー２１，２２が配置面１０ａ上に配される。ガラス曲板１の凸面全体が、第１のセラミックペーパー２１に接触しないようするため、第１のセラミックペーパー２１は、延設部１０ａ２のみに配されることが好ましい。
【００３１】
尚、配置されたガラス平板３０と水平方向とのなす角度θは、５°〜４５°であることが好ましい。角度θを５°以上とすることにより、下端部３１の移動をより効果的に規制することができる。但し、角度θが大きすぎるとトチ１０が大型化するため、角度θは、４５°以下であることが好ましい。より好ましい角度θは、１５°〜３５°である。
【００３２】
変形工程の後に、ガラス曲板１を結晶化させる工程をさらに行ってもよい。そうすることにより、結晶化ガラスからなるガラス曲板１を得ることができる。
【００３３】
本実施形態のように、第１及び第２のセラミックペーパー２１，２２を配置面１０ａの上に配置しておくことにより、配置面１０ａとガラス曲板１との融着を抑制することができる。従って、ガラス曲板１を配置面１０ａから取り外しやすい。
【００３４】
ところで、優れた表面性状を有するガラス曲板を得る観点からは、配置面の全体の上に、平均繊維長が長く、かさ密度が低い緩衝性に優れたセラミックペーパーを配置しておくことが好ましい。そうすることにより、セラミックペーパーとの接触に起因してガラス曲板が擦傷しにくくなる。
【００３５】
しかしながら、本発明者らは、鋭意研究の結果、配置面の全体の上に、平均繊維長が長く、かさ密度が低いセラミックペーパーを配置した場合、優れた表面性状を有するガラス曲板が得難いことを見出した。平均繊維長が長く、かさ密度が低いセラミックペーパーに、ガラス平板の上端部が引っかかりやすく、変形時にガラス平板の上端部が移動するに伴って、セラミックペーパーが引っ張られて変形しやすい。場合によっては、図５に示される写真の点線部で囲んだ部分のように、セラミックペーパーがガラス曲板の下に巻き込まれてしまう場合もある。その結果、得られるガラス曲板の形状精度及び表面性状が悪化することが見出された。
【００３６】
一方、セラミックペーパーの変形を抑制するために、配置面の全体の上に、平均繊維長が短く、かさ密度が高いセラミックペーパーを配置した場合は、セラミックペーパーの緩衝性が低くなり、ガラス曲板の表面に擦傷が生じやすいことが見出された。
【００３７】
そこで、本実施形態では、ガラス曲板１の全体が接触する部分である、ガラス曲板１の下方には、平均繊維長が相対的に長く、かさ密度が相対的に低い第２のセラミックペーパー２２を配する。一方、ガラス平板３０の上端部３２には、平均繊維長が相対的に短く、かさ密度が相対的に高い第１のセラミックペーパー２１を接触させる。平均繊維長が相対的に短く、かさ密度が相対的に高い第１のセラミックペーパー２１には、変形工程において、上端部３２が引っかかりにくく、上端部３２が第１のセラミックペーパー２１上をスムーズに摺動しやすくなる。よって、上端部３２の移動により、第１のセラミックペーパー２１が巻き込まれることに起因するガラス平板３０の不所望な変形や表面性状の悪化を抑制することができる。また、ガラス曲板１の全体が接触する部分である、ガラス曲板１の凸面と刃一面の間には、平均繊維長が相対的に長く、かさ密度が相対的に低い緩衝性に優れた第２のセラミックペーパー２２がガラス曲板１に接触するように配される。従って、第２のセラミックペーパー２２とガラス曲板１とが接触した際に、ガラス曲板１が擦傷しにくい。よって、本実施形態の製造方法によれば、表面性状に優れたガラス曲板１を高い形状精度で製造することができる。
【００３８】
第１のセラミックペーパー２１の巻き込みをより効果的に抑制する観点からは、ガラス平板配置工程において、ガラス平板３０の上端部３２が第１のセラミックペーパー２１に食い込まないようにガラス平板３０を配置することが好ましい。ここで、ガラス平板３０の上端部３２が第１のセラミックペーパー２１に食い込まないとは、第１のセラミックペーパー２１の上端部３２と接触している部分の厚みが、その両側部分の厚みの０．７５倍以上であることをいう。
【００３９】
第１のセラミックペーパー２１の変形や食い込みをより効果的に抑制すると共に、ガラス曲板１が第２のセラミックペーパー２２と接触することにより擦傷することをより効果的に抑制する観点からは、第１のセラミックペーパー２１に含まれるセラミック繊維の平均繊維長が、第２のセラミックペーパー２２に含まれるセラミック繊維の平均繊維長の０．７５倍以下であることが好ましく、０．５倍以下であることがより好ましい。
【００４０】
具体的には、第１のセラミックペーパー２１に含まれるセラミック繊維の平均繊維長は、７ｍｍ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。第２のセラミックペーパー２２に含まれるセラミック繊維の平均繊維長は、８ｍｍ以上であることが好ましく、１０ｍｍ以上であることがより好ましい。
【００４１】
第１のセラミックペーパー２１のかさ密度が、第２のセラミックペーパー２２のかさ密度の１．２５倍以上であることが好ましく、１．３５倍以上であることがより好ましい。
【００４２】
具体的には、第１のセラミックペーパー２１のかさ密度は、０．２４〜０．２８ｇ／ｃｍ３であることが好ましく、０．２５〜０．２７ｇ／ｃｍ３であることがより好ましい。第２のセラミックペーパー２２のかさ密度は、０．１６〜０．２２ｇ／ｃｍ３であることが好ましく、０．１８〜０．２０ｇ／ｃｍ３であることがより好ましい。
【００４３】
ガラス平板３０の変形時に第２のセラミックペーパー２２が巻き込まれたりすることを抑制する観点からは、第２のセラミックペーパー２２を第１のセラミックペーパー２１の下方にも配置しておくことが好ましい。具体的には、セラミックペーパー配置工程において、ガラス平板配置工程において配置されたガラス平板３０が軟化変形し、ガラス曲板１となった時に、ガラス曲板１の前記が接触する部分である、ガラス平板３０の下方全体の上に第２のセラミックペーパー２２を配置し、第２のセラミックペーパー２２の上に第１のセラミックペーパー２１を配置することが好ましい。
【００４４】
なお、セラミックペーパーの変形や巻き込みという問題、ガラス平板に擦傷が生じるという問題は、ガラス平板３０が重い場合に生じやすい。また、ガラス平板３０の上端部３２の移動距離が長いほど上記問題が生じやすい。また、上端部３２が第１のセラミックペーパー２１に加える単位面積あたりの加重が大きいほど上記問題が生じやすい。従って、本実施形態の製造方法は、ガラス平板３０の重量が１．５ｋｇ以上、さらには、３ｋｇ以上である場合に特に好適である。変形工程において、ガラス平板３０の上端部３２が配置面１０ａ上を１００ｍｍ以上、さらには１５０ｍｍ以上移動する場合に特に好適である。ガラス平板３０の重量をＷ（ｇ）、ガラス平板３０の第１のセラミックペーパー２１に接する部分の長さをＬ（ｍ）としたときに、Ｗ／Ｌが４ｋｇ／ｍ以上、さらには、６ｋｇ／ｍ以上である場合に特に好適である。
【００４５】
（実施例）
下記の条件で、上記実施形態において説明した方法でガラス曲板を作製した。その結果、第１のセラミックペーパー（アルミナペーパー）の巻き込みは観察されず、また、得られたガラス曲板の表面に擦傷も観察されなかった。
【００４６】
ガラス平板：日本電気硝子社製ネオセラムからなるガラス板（厚み：４．０ｍｍ、幅（Ｌ）：４２０ｍｍ、長さ：４３２ｍｍ、重量（Ｗ）：１．８ｋｇ、Ｗ／Ｌ：４．２ｋｇ／ｍ）
ガラス曲板：全体が、曲率半径約２２９ｍｍの円弧状
第１のセラミックペーパー：イビデン社製イビウール（アルミナペーパー）、平均繊維長：６．７ｍｍ、かさ密度：０．２６ｇ／ｃｍ３、厚み：１．０ｍｍ。
【００４７】
第２のセラミックペーパー：田中製紙工業社製（品番：ＴＡＰ−Ｌ）のアルミナペーパー、平均繊維長：１０．０ｍｍ、かさ密度：０．１９ｇ／ｃｍ３、厚み：１．０ｍｍ。
【００４８】
（比較例１）
上記実施例において第１のセラミックペーパーとして使用したものと同じアルミナペーパーのみを配置面の全体に設けたこと以外は、実施例と同様にしてガラス曲板を製造した。その結果、セラミックペーパーの変形や巻き込みは観察されなかったものの、得られたガラス曲板の表面に擦傷が観察された。
【００４９】
（比較例２）
上記実施例において第２のセラミックペーパーとして使用したものと同じアルミナペーパーのみを配置面の全体に設けたこと以外は、実施例と同様にしてガラス曲板を製造した。その結果、得られたガラス曲板の表面に擦傷は観察されなかったものの、セラミックペーパーの変形や巻き込みは観察され、所望の形状を有するガラス曲板が得られなかった。
【符号の説明】
【００５０】
１…ガラス曲板
１０…トチ
１０ａ…配置面
１０ａ１…曲面部
１０ａ２…延設部
２１…第１のセラミックペーパー
２２…第２のセラミックペーパー
３０…ガラス平板
３１…下端部
３２…上端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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