ガラスのアニーリングにおける熱衝撃への対処法
もし、ガラス製品をアニーリング装置で処理したことがあるなら、その恐ろしさはよくわかるでしょう。突然「ピン」という音と共にガラスが割れてしまうのです。ここでの敵となるのが熱衝撃です。温度が急激に変化すると、ガラスは耐えきれずに壊れてしまいます。
これを防ぐために、私たちは短波長の赤外線ランプを利用します。なぜかというと、このランプを使えば、出力をほぼ即座に調整できるからです。
速度の重要性
ガラスを守るためには、加熱要素が十分に温まるのを待つ余裕はありません。だからこそ、石英ハロゲンランプを使用するのです。古いタイプの抵抗加熱器は反応が遅く、時間がかかります。しかし、このランプは数ミリ秒で最大出力に達します。つまり、ガラスがあるゾーンから別のゾーンへ移動する際に、即座に温度を調整できるのです。非常に速いのです。それによって、歩留まりを高く保つことができます。
さらに、小さな空間に多くのエネルギーを込めることができます。これにより、巨大でエネルギーを多く消費するオーブンを使わずとも、厚壁の容器の内部に熱を伝えることができます。
装置の内部構造
ランプは高純度の石英で覆われており、フィラメントの高温によって溶けるのを防ぎます。通常はR7やSk15といったコネクタを使用します。これらは頑丈で、機械が動いている間にコネクタが緩んだりすることはありません。
また、使用するガラスによっては、コーティングされたチューブを使用することもあります。このコーティングにより、光のスペクトルが変わり、ガラスが熱をどのように吸収するかに合わせて調整されます。これにより、表面が焦げるのを防ぎ、内部は依然として冷たく保たれます。
実際の問題点
しかし、問題点もあります。このような即時的な出力によって、局所的に大きな熱が発生します。配线やホルダーへの負荷を考慮せずにランプを接続してしまうと、ソケットが壊れてしまいます。したがって、冷却システムが十分に強力であることが不可欠です。そうでなければ、フィラメントは予想よりも早く燃え尽きてしまいます。