ガラスのアニーリングにおける「寒点」の対処法
一度は、ガラス製品が突然割れてしまった経験はありませんか？すべてを正しく行っているのに、フラスコや特注の容器がアニーリング中に割れてしまうことがあります。とてもイライラしますよね。通常、これはガラスが均一に冷却されず、内部に応力が残ってしまい、それが原因でガラスが割れてしまうのです。
実際の原因は、「寒点」です。標準的な対流式オーブンを使う場合、熱い空気がガラスに直接当たらないと効果がありません。しかし、形状が複雑な場合、ガラスの形状が空気の流れを阻害してしまいます。その結果、空気が届かない場所に寒点ができてしまいます。
そこで役立つのが赤外線ランプです。
空気に頼る代わりに、短波長の赤外線を利用します。これは、太陽光が肌に当たるのと同じです。風がなくても温かさを感じられます。赤外線は直線的に進み、ガラスの中に直接浸透します。複数の角度からランプを配置することで、空気が届かない場所にも熱を与えることができます。そうすることで、どんなに形状が奇妙であっても、ガラス全体を破壊されない状態に保つことができます。
ただし、適当な電球を使ってはいけません。一般的にはクォーツハロゲン管が適しています。クォーツは極端な高温下でも変形しないため、またハロゲン回路によってフィラメントの寿命が延びるからです。
しかし、ここに難しい点があります。使用するワット数は、ガラスの質量に合わせて調整する必要があります。ワット数が高すぎると、急激に温度が上昇し、「ホットスポット」ができてしまいます。一方で、ある部分だけが過度に加熱され、他の部分がまだ冷たい状態になると、元々解決しようとしていた問題が再び発生してしまいます。つまり、バランスを取る必要があります。
現実的な問題点
赤外線加熱は速く、正確です。しかし、魔法ではありません。直線的に作用するため、ランプの位置を正確に設定する必要があります。数度でもずれてしまうと、また寒点ができてしまいます。
また、電力の面も問題です。高ワット数のランプを多数使用すると、電力供給に負荷がかかります。配線がその負荷に耐えられないと、途中でショートしてしまいます。そして、ケースの断熱処理も忘れてはいけません。作業員の手が火傷するほど熱くなっては困りますよね。