中波石英ヒーターを使って、適切なガラスのアニーリングを実現するには
もし、内部応力のためにガラスが割れてしまった経験があるなら、その仕方ない状況がどれほど厄介かわかるでしょう。そのような応力を取り除くためには正確な加熱が必要ですが、高速で動作する生産ラインでは、そのバランスを取るのが難しいのです。
そこで役立つのが中波石英ヒーターです。これは、長波の熱よりも強力でありながら、短波の熱よりも深く浸透するという理想的な特徴を持っています。
波長が重要な理由
実は、ガラスはどんな熱源からも熱を受け取るわけではありません。中波赤外線（2.0〜4.0μm）は、ガラスの吸収スペクトルに最も合致しているのです。そのため、熱は表面で跳ね返るのではなく、実際にガラスの内部に浸透します。
そして、その速度は非常に速いのです。ラインの速度を上げても、数秒で目標温度に到達します。古式の抵抗式オーブンのような不快な熱遅延の問題もありません。電源を入れればすぐに機能します。
管内の構造
タングステンフィラメントを固定するために、高純度の融成石英が使用されています。なぜかというと、石英は耐久性が高く、急激な加熱や冷却の影響にも耐えられるからです。
連続的に生産を行うために、より多くのワット数を短い管に込めています。これにより、ガラスがトンネルを通過する間、一定の温度が保たれます。冷たい場所や予期せぬ問題もありません。
ボトルネックの解消
最大の利点は、もはや別のアニーリングオーブンを使って一括処理する必要がないことです。アニーリング処理を直接製造ラインに組み込むことで、全体の工程がずっとスムーズに進みます。
ちなみに、PIDコントローラーや高速なサーミスタを使用すると、誤ってガラスを焼きすぎるのを防げます。
注意点
ただし、この高ワット数の石英管は壊れやすいので注意が必要です。ラインが過度に振動したり、固定具が少しでもずれると、管が破損してしまいます。
ケースをしっかり固定し、配線を熱源から離しておくことが大切です。また、出力を最大限に設定しすぎないようにしましょう。出力密度が高すぎると、管の寿命が大幅に短くなります。重要なのは、ラインの速度とランプの寿命のバランスを取ることです。