(57)【要約】      （修正有）【課題】少なくとも一部が凹状または凸状に形成されている板状の結晶化ガラス成形体の製造方法であって、高い形状精度を有し、かつ高い均一性で結晶化している結晶化ガラス成形体を製造し得る方法を提供する。【解決手段】結晶性ガラス板２を用意する。結晶性ガラス板２の少なくとも一部２Ａにバーナー１１の炎を直接当てることにより結晶性ガラス板２の少なくとも一部２Ａを加熱する。結晶性ガラス板２の加熱部２Ａをプレスにより凹状または凸状に成形する。少なくとも一部２Ａが凹状または凸状に成形された結晶性ガラス板２を熱処理することにより結晶化させる。【選択図】図４
2012041212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が凹状または凸状に形成されている板状の結晶化ガラス成形体の製造方法であって、
結晶性ガラス板を用意する工程と、
前記結晶性ガラス板の少なくとも一部にバーナーの炎を直接当てることにより前記結晶性ガラス板の少なくとも一部を加熱する工程と、
前記結晶性ガラス板の前記加熱部をプレスにより凹状または凸状に成形する工程と、
前記少なくとも一部が凹状または凸状に成形された結晶性ガラス板を熱処理することにより結晶化させる工程と、
を備える、結晶化ガラス成形体の製造方法。
【請求項２】
前記バーナーを移動させて前記バーナーの炎を前記結晶性ガラス板の少なくとも一部に直接当てることにより前記結晶性ガラス板の少なくとも一部を加熱する、請求項１に記載の結晶化ガラス成形体の製造方法。
【請求項３】
前記結晶性ガラス板上を、前記バーナーを第１の方向に沿って往復変位させることにより前記バーナーの炎を前記結晶性ガラス板の少なくとも一部に直接当て、
前記バーナーを前記結晶性ガラス板の少なくとも一部の前記第１の方向に沿った両端部で一旦停止させる、請求項２に記載の結晶化ガラス成形体の製造方法。
【請求項４】
前記結晶性ガラス板の少なくとも一部の両表面にバーナーの炎を直接当てることにより前記結晶性ガラス板の少なくとも一部を加熱する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の結晶化ガラス成形体の製造方法。
【請求項５】
前記バーナーが前記第１の方向に垂直な第２の方向に沿って直線状に複数配列された加熱手段を前記第１の方向に沿って変位させることにより、前記結晶性ガラス板のプレスにより変形させようとする部分を含む前記第２の方向の一方側端部から他方側端部にわたる第１の領域を加熱し、
当該加熱工程において、前記第１の領域の前記第２の方向の一方側端面と他方側端面との両方に炎が接触するように前記加熱手段を配置した状態で前記第１の方向に沿って変位させる、請求項３または４に記載の結晶化ガラス成形体の製造方法。
【請求項６】
前記第１の領域を加熱した後に、前記第１の領域のプレスにより変形させようとする部分を除く領域の少なくとも一部を覆うように遮蔽板を配置した状態で前記バーナーにより前記第１の領域をさらに加熱する、請求項５に記載の結晶化ガラス成形体の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の結晶化ガラス成形体の製造方法により製造された結晶化ガラス成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結晶化ガラス成形体の製造方法及び結晶化ガラス成形体に関する。特に、本発明は、調理器用トッププレートなどの、少なくとも一部が凹状または凸状に形成されている板状の結晶化ガラス成形体を加熱プレスにより製造する方法及びその方法により製造された結晶化ガラス成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、調理器用トッププレートなどの高い耐熱性が要求される用途において、非平面状の結晶化ガラス成形体が求められている。例えば下記の特許文献１には、調理器用トッププレート用の結晶化ガラス成形体として、球面状に形成された結晶化ガラス成形体が開示されている。また、特許文献１には、非平面状の結晶化ガラス成形体の製造方法として、結晶性ガラスプリフォームを加熱プレスすることにより、所定の形状に成形した後に、熱処理により結晶化させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３０２３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
確かに、非結晶性のガラスプリフォームの成形方法として、加熱プレス成形方法は非常に有用である。しかしながら、結晶性ガラスプリフォームは、例えば軟化点以上の成形可能な温度で保持していると、結晶化が進行してしまう。このため、加熱炉内で結晶性ガラスプリフォームを成形可能温度にまで加熱し、その後プレス成形する場合、加熱工程またはプレス工程において失透が発生し、高い形状精度での成形が困難となったり、不均一に結晶化し、十分に高い機械的強度の結晶化ガラス成形体が得られなかったりする場合がある。
【０００５】
本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、その目的は、少なくとも一部が凹状または凸状に形成されている板状の結晶化ガラス成形体の製造方法であって、高い形状精度を有し、かつ高い均一性で結晶化している結晶化ガラス成形体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】
【０００６】
本発明に係る結晶化ガラス成形体の製造方法は、少なくとも一部が凹状または凸状に形成されている板状の結晶化ガラス成形体の製造方法に関する。本発明に係る結晶化ガラス成形体の製造方法では、結晶性ガラス板を用意する。結晶性ガラス板の少なくとも一部にバーナーの炎を直接当てることにより結晶性ガラス板の少なくとも一部を加熱する。結晶性ガラス板の加熱部をプレスにより凹状または凸状に成形する。少なくとも一部が凹状または凸状に成形された結晶性ガラス板を熱処理することにより結晶化させる。
【０００７】
本発明に係る結晶化ガラス成形体の製造方法では、プレスに際して、バーナーの炎を結晶性ガラス板に直接当てることにより、結晶性ガラス板の少なくとも一部を加熱する。このため、結晶性ガラス板を短時間のうちにプレス可能な温度にまで上昇させることができる。このため、加熱工程及びプレス工程において、結晶性ガラス板に失透が生じることにより、プレス成形精度が低下したり、結晶性ガラス板が不均一に結晶化し、得られる結晶化ガラス成形体の機械的強度が低くなったりすることを効果的に抑制することができる。従って、本発明に係る結晶化ガラス成形体の製造方法によれば、高い形状精度を有し、かつ高い均一性で結晶化している結晶化ガラス成形体を製造し得る。
【０００８】
なお、本発明において、「結晶性ガラス板」とは、熱処理により結晶化し、結晶化ガラス板となり得るガラス板のことをいう。
【０００９】
本発明に係る結晶化ガラス成形体の製造方法では、バーナーを移動させてバーナーの炎を結晶性ガラス板の少なくとも一部に直接当てることにより結晶性ガラス板の少なくとも一部を加熱することが好ましい。例えば、結晶性ガラス板のうち、加熱しようとする部分の面積が大きい場合は、例えばマトリクス状に配列された複数のバーナーを用いて結晶性ガラス板を加熱することも考えられる。しかしながら、その場合は、複数のバーナーのうち、内側に位置しているバーナーに対して酸素やガスを好適に供給することが困難である。従って、バーナーによって火力が異なりやすく、その結果、結晶性ガラス板を均一に加熱しにくい。結晶性ガラス板が不均一に加熱されると、結晶性ガラス板にクラックや割れが生じたりする虞もある。
【００１０】
それに対して、バーナーを移動させて結晶性ガラス板の加熱しようとする部分を加熱する場合は、バーナーをマトリクス状に配置する必要が必ずしもない。例えば、ひとつのバーナーで加熱を行うことも可能であるし、直線状に配列された複数のバーナーにより加熱することも可能である。よって、上記のようなバーナー間の火力ムラが生じ難い。従って、結晶性ガラス板を均一に加熱することができる。その結果、高い形状精度で結晶性ガラス板を成形できると共に、結晶性ガラス板に割れや欠けが生じることを効果的に抑制することができる。
【００１１】
本発明に係る結晶化ガラス成形体の製造方法では、結晶性ガラス板上を、バーナーを第１の方向に沿って往復変位させることによりバーナーの炎を結晶性ガラス板の少なくとも一部に直接当て、バーナーを結晶性ガラス板の少なくとも一部の第１の方向に沿った両端部で一旦停止させることが好ましい。
【００１２】
例えば、バーナーを第１の方向に沿って往復変位させた場合、結晶性ガラス板の加熱しようとする部分の第１の方向に沿った両端部の加熱時間が短くなる。よって、結晶性ガラス板の加熱しようとする部分の第１の方向に沿った両端部の温度が、第１の方向の中央部の温度よりも低くなってしまう。従って、結晶性ガラス板の加熱しようとする部分に温度むらが生じ、例えば、プレス工程などにおいて、比較的温度が低い、第１の方向に沿った両端部に割れや欠けが生じやすくなる。
【００１３】
それに対して、バーナーを結晶性ガラス板の少なくとも一部の第１の方向に沿った両端部で一旦停止させた場合は、結晶性ガラス板の加熱しようとする部分の第１の方向に沿った両端部の温度が中央部の温度よりも低くなり難い。従って、例えば、プレス工程などにおいて、第１の方向に沿った両端部に割れや欠けが生じ難い。また、より高い形状精度で結晶性ガラス板を成形することができるため、より高い形状精度の結晶化ガラス成形体を製造することが可能となる。
【００１４】
本発明に係る結晶化ガラス成形体の製造方法では、結晶性ガラス板の少なくとも一部の両表面にバーナーの炎を直接当てることにより結晶性ガラス板の少なくとも一部を加熱することが好ましい。この場合、結晶性ガラス板の加熱しようとする部分をより均一に加熱することができる。従って、さらに高い形状精度の結晶化ガラス成形体を製造することが可能となる。
【００１５】
本発明に係る結晶化ガラス成形体の製造方法では、バーナーが第１の方向に垂直な第２の方向に沿って直線状に複数配列された加熱手段を第１の方向に沿って変位させることにより、結晶性ガラス板のプレスにより変形させようとする部分を含む第２の方向の一方側端部から他方側端部にわたる第１の領域を加熱し、当該加熱工程において、第１の領域の第２の方向の一方側端面と他方側端面との両方に炎が接触するように加熱手段を配置した状態で第１の方向に沿って変位させることが好ましい。この場合、第１の領域の第２の方向の一方側端面と他方側端面とが炎により直接あぶられる。その結果、第１の領域の両端面に微少なクラックなどが存在していた場合においても、この加熱工程において、クラックが修復される。従って、両端面に微少なクラックが存在している場合であっても、結晶性ガラス板に割れや欠けなどが生じにくい。
【００１６】
本発明に係る結晶化ガラス成形体の製造方法では、第１の領域を加熱した後に、第１の領域のプレスにより変形させようとする部分を除く領域の少なくとも一部を覆うように遮蔽板を配置した状態でバーナーにより第１の領域をさらに加熱する。このようにすることにより、結晶性ガラス板の成形しようとする部分を成形可能な温度にまで加熱しつつ、それ以外の部分の温度が高くなり過ぎ、変形してしまうことを抑制することができる。従って、より高い形状精度で結晶化ガラス成形体を製造することができる。
【００１７】
本発明に係る結晶化ガラス成形体は、上記本発明に係る結晶化ガラス成形体の製造方法により製造されたものである。従って、本発明に係る結晶化ガラス成形体は、高い形状精度を有している。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、少なくとも一部が凹状または凸状に形成されている板状の結晶化ガラス成形体の製造方法であって、高い形状精度を有し、かつ高い均一性で結晶化している結晶化ガラス成形体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いて製造される調理器用トッププレートの略図的平面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩにおける略図的断面図である。
【図３】本発明の一実施形態における調理器用トッププレートの製造工程を説明するための模式的断面図である。
【図４】本発明の一実施形態における調理器用トッププレートの製造工程を説明するための模式的平面図である。
【図５】図４の線Ｖ−Ｖにおける略図的断面図である。
【図６】本発明の一実施形態における調理器用トッププレートの製造工程を説明するための模式的平面図である。
【図７】本発明の一実施形態における調理器用トッププレートの製造工程を表すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好ましい実施形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は単なる一例である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００２１】
図１は、本実施形態において製造される調理器用トッププレートの略図的平面図である。図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩにおける略図的断面図である。
【００２２】
まず、図１及び図２を参照しながら、本実施形態において製造される、調理器用トッププレート１について説明する。調理器用トッププレート１は、板状の結晶化ガラス成形体により構成されている。調理器用トッププレート１を構成する結晶化ガラスの種類は、調理器用トッププレート１の要求特性などに応じて適宜選択することができる。調理器用トッププレート１は、例えば、β−スポジュメン固溶体やβ−石英固溶体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。
【００２３】
調理器用トッププレート１の少なくとも一部は、凹状または凸状に形成されている。具体的には、本実施形態では、調理器用トッププレート１の一部が凹状に形成されている。すなわち、調理器用トッププレート１は、平板部１ａと、凹部１ｂとを有する。
【００２４】
平板部１ａの厚みｔ０と、凹部１ｂの厚みｔ１とは等しい。ここで、平板部１ａの厚みｔ０と、凹部１ｂの厚みｔ１とが等しいことには、ｔ０とｔ１とが完全に等しい場合のみならず、ｔ１がｔ０の０．９倍〜１．１倍の範囲内である場合が含まれるものとする。
【００２５】
具体的には、平板部１ａの厚みｔ０は、例えば、２ｍｍ〜８ｍｍの範囲内にあることが好ましく、３ｍｍ〜５ｍｍの範囲内にあることがより好ましい。
【００２６】
本実施形態において、凹部１ｂの平面形状は、円形である。凹部１ｂの直径Ｌ（図１を参照）に対する深さＤ（図２を参照）の比（Ｄ／Ｌ）は、０．０２〜０．５の範囲内であることが好ましく、０．０２〜０．２の範囲内にあることがより好ましい。また、厚みｔ１に対する深さＤの比（Ｄ／ｔ１）は、２〜３０の範囲内にあることが好ましく、２〜１５の範囲内にあることがより好ましい。
【００２７】
次に、調理器用トッププレート１の製造方法について、図３〜図７を参照しながら説明する。まず、図３及び図４に示す平板状の結晶性ガラス板２を用意する。結晶性ガラス板２の種類は、製造しようとする調理器用トッププレート１の結晶化ガラスの種類に応じて適宜選択することができる。
【００２８】
次に、結晶性ガラス板２のうちの、変形させようとする被成形部２Ａにバーナー１１の炎１２を直接当てることにより被成形部２Ａ（図４を参照）を加熱する。具体的には、本実施形態では、被成形部２Ａの加熱には、図３に示す加熱手段１０ａ、１０ｂを用いる。加熱手段１０ａは、結晶性ガラス板２の一方側に配置されている一方、加熱手段１０ｂは、結晶性ガラス板２の他方側に配置されている。これら加熱手段１０ａ、１０ｂによって、結晶性ガラス板２の両面が加熱される。
【００２９】
加熱手段１０ａ、１０ｂは、ｙ方向に沿って直線状に配列された複数のバーナー１１を有する。加熱手段１０ａ、１０ｂのそれぞれにおいて、複数のバーナー１１のうちｙ方向のｙ１側端部位置しているバーナー１１ａ及びｙ２側端部に位置しているバーナー１１ｂは、結晶性ガラス板２のｙ方向における端部２ａ、２ｂの上に位置している。従って、図５に示すように、バーナー１１ａ、１１ｂの炎１２は、端部２ａ、２ｂの端面に当たる。
【００３０】
本実施形態では、上記加熱手段１０ａ、１０ｂをｙ方向に垂直なｘ方向に沿って変位させる。具体的には、図３及び図４に示すように、加熱手段１０ａ、１０ｂをｘ方向に沿って、Ａ０からＡ１の間で往復変位させることにより、変形させようとする被成形部２Ａを含むｙ方向のｙ１側端部からｙ２側端部にわたる領域Ａの両表面及び両端面を加熱する。この加熱は、領域Ａの両端面のクラックが修復される程度にまで領域Ａが軟化するまで行われる。
【００３１】
より詳細には、図７に示すように、まずは、加熱手段１０ａ、１０ｂをＡ０からＡ１へと一定速度で変位させた後に、Ａ１において一旦停止させる。その後、再度、Ａ１からＡ０へと一定速度で変位させた後に、Ａ０において一旦停止させる。これを複数回繰り返す。すなわち、加熱手段１０ａ、１０ｂをＡ０とＡ１とにおいて一旦停止させながらＡ０とＡ１との間を複数回にわたって往復変位させる。その後、図６に示すように、結晶性ガラス板２のうちの被成形部２Ａ及びその周辺を除く領域の両表面を覆うように、遮蔽板２０を配置する。そして、遮蔽板２０の上から、加熱手段１０ａ、１０ｂにより被成形部２Ａをさらに加熱する。この被成形部２Ａの加熱は、被成形部２Ａがガラス転移点〜ガラス転移点よりも１００℃高い温度程度の成形可能温度になるまで続けられる。
【００３２】
次に、一対の成形型を用いて、結晶性ガラス板２の被成形部２Ａをプレスにより凹状に成形する。これにより、結晶性ガラス板２の形状が、実質的に調理器用トッププレート１と等しい形状となる。
【００３３】
次に、その成形された結晶性ガラス板２を熱処理することにより結晶化させる。これにより、調理器用トッププレート１を完成させることができる。なお、この結晶化工程は、加熱雰囲気において間接加熱により行うことが好ましい。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態では、プレスに際して、バーナー１１の炎１２を結晶性ガラス板２に直接当てることにより、結晶性ガラス板２の被成形部２Ａを加熱する。このため、被成形部２Ａを、例えば数分程度といった短時間のうちにプレス可能な温度にまで上昇させることができる。よって、加熱工程及びプレス工程において、結晶性ガラス板２に失透が生じることにより、プレス成形精度が低下したり、結晶性ガラス板２が不均一に結晶化し、得られる調理器用トッププレート１の機械的強度が低くなったりすることを効果的に抑制することができる。従って、高い形状精度を有し、かつ高い均一性で結晶化している調理器用トッププレート１を製造することができる。
【００３５】
また、本実施形態では、複数のバーナー１１は、直線状に配列されている。このため、複数のバーナー１１に対して、酸素やガスを均一に供給することができる。よって、バーナー１１間の火力ばらつきを小さくすることができる。従って、結晶性ガラス板２の被成形部２Ａを均一に加熱することができる。その結果、高い形状精度で結晶性ガラス板２を成形できると共に、結晶性ガラス板２に割れや欠けが生じることを効果的に抑制することができる。
【００３６】
さらに、本実施形態では、被成形部２Ａの加熱工程において、バーナー１１ａ、１１ｂの炎１２が被成形部２Ａの端部２ａ、２ｂの端面に当たる。これにより、端部２ａ、２ｂに、端面から延びるクラックが存在している場合であっても、クラックが修復される。従って、結晶性ガラス板２に割れや欠けが生じることをより効果的に抑制することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、Ａ０、Ａ１において加熱手段１０ａ、１０ｂを一旦停止させる。このため、領域Ａのｘ方向における端部の温度と、中央部の温度との差を小さくすることができる。従って、例えば、プレス工程などにおいて、結晶性ガラス板２に割れや欠けが生じることを効果的に抑制することができる。また、より高い形状精度で結晶性ガラス板２を成形することができるため、より高い形状精度の調理器用トッププレート１を製造することが可能となる。
【００３８】
また、本実施形態では、被成形部２Ａの両表面に対して炎１２を当てる。従って、結晶性ガラス板２の被成形部２Ａをより均一に加熱することができる。従って、さらに高い形状精度の調理器用トッププレート１を製造することが可能となる。
【００３９】
また、本実施形態では、遮蔽板２０により、プレス成形時に特に高い温度とした部分以外を遮蔽した状態でさらなる加熱を行う。従って、被成形部２Ａ以外の部分の温度が高くなり過ぎ、変形してしまうことを抑制することができる。従って、より高い形状精度で調理器用トッププレート１を製造することができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、調理器用トッププレート１の一部に凹部が形成されている場合について説明した。但し、本発明に係る結晶化ガラス成形体の製造方法によれば、全体が凹状または凸状である結晶化ガラス成形体や、凹状の部分及び凸状の部分のみにより形成されており、平面部を有さない結晶化ガラス成形体も好適に製造することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１…調理器用トッププレート
１ａ…平板部
１ｂ…凹部
２…結晶性ガラス板
２Ａ…被成形部
２ａ、２ｂ…端部
１０ａ、１０ｂ…加熱手段
１１、１１ａ、１１ｂ…バーナー
１２…炎
２０…遮蔽板
【図１】
2012041212.tif 000003
【図２】
2012041212.tif 000004
【図３】
2012041212.tif 000005
【図４】
2012041212.tif 000006
【図５】
2012041212.tif 000007
【図６】
2012041212.tif 000008
【図７】
2012041212.tif 000009