ガラスのアニーリングにおいて熱安定性を確保するためには、細心の注意が必要です。アニーリングを行う際、冷却曲線の設定を少しでも間違えると、割れ目が生じるだけでなく、内部応力によって装置全体が粉々に壊れてしまう可能性があります。
そのため、私たちは中波赤外線ランプを使用しています。このランプはシリカやホウケイ酸ガラスに対して最適に作用します。適切な吸収帯に作用するのですが、短波ランプではその効果が得られないことが多いのです。
なぜ0.1℃という精度を求めるのか？
なぜこんなにも微細な精度を重視するのか疑問に思うかもしれません。それは、ガラスの転移温度に関係しています。加熱要素の温度が数度でも変動すると、容器の壁面に温度勾配が生じ、結果として応力が発生します。そして、ガラスが作業台に置かれる瞬間に、自然に割れてしまいます。
これを防ぐために、私たちは中波赤外線ランプと高精度のPIDコントローラーを組み合わせて使用します。電圧が変動すると、ランプはほぼ即座に反応します。これにより、分子構造全体が一緒に緩和されるように、一定の温度を維持することができます。
中波赤外線の優れている点
中波赤外線ランプは、浸透力と安定性の両方を兼ね備えています。表面だけを加熱するのではなく、材料の内部まで十分に熱を伝えることができます。つまり、均一な熱流が得られるのです。抵抗コイルの場合のような「ホットスポット」はありません。
ただし、注意点もあります。出力密度に注意しなければなりません。あまりにも多くのワット数を狭い空間に集中させると、ランプの端が焼損してしまいます。また、反射板もチェックする必要があります。汚れや傷があると、エネルギーが無駄になり、ランプが故障する危険性があります。
実際の現場での利用方法
実際に効果的に使うためには、ランプをSCRドライブに接続する必要があります。これにより、機械式リレーによる不要なちらつきを避けつつ、出力を調整することができます。
最後に、高精度の赤外線加熱装置は多くの廃熱を発生させます。筐体の換気が不十分だと、内部の空気が熱くなり、設定した温度を超えてしまいます。十分に換気を行えば、問題ありません。