JP2015061809A - 繊維状ガラス組成物の製造方法、繊維状ガラス組成物の製造装置、繊維状ガラス組成物、およびガラス素材 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば、ＥＳ法に見られるようなゾル・ゲル法の実施工程などを行う必要もなく、製造時間の短縮化を図ることが可能な、繊維状ガラス組成物の製造方法、繊維状ガラス組成物の製造装置、繊維状ガラス組成物、および該繊維状ガラス組成物を備えるガラス素材を提供する。
【解決手段】レーザー光Ｌを板ガラス１００の表面におけるメルト領域１００内で走査させながら照射して、板ガラス１００におけるメルト領域１００内を、表面側から裏面側へかけて板ガラス１００の軟化点以上の温度に加熱することにより、板ガラス１００の裏面側に繊維状ガラス組成物１０１を生成させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば、平均繊維径が１［ｎｍ］〜２［μｍ］程度の微細な繊維状ガラス組成物の製造方法、繊維状ガラス組成物の製造装置、繊維状ガラス組成物、および該繊維状ガラス組成物を備えるガラス素材の技術に関する。

例えば、再生医療の分野においては、細胞を培養する際の基材（スキャフォールド）として、多孔質材料が多く用いられる。
前記多孔質材料としては、近年、平均繊維径がナノサイズとなる微細な繊維組成物（ナノファイバー）が知られている（例えば、「特許文献１」および「特許文献２」を参照）。
ここで、ナノファイバーの主な製造方法としては、従来から、エレクトロスピニング法（以下、「ＥＳ法」と記載）が知られている（例えば、「特許文献３」を参照）。

そして、ナノファイバーの中でも、ガラス製のナノファイバー（以下、「繊維状ガラス組成物」と記載）は、樹脂製のナノファイバーなどと比べて、化学的耐久性に優れているなどの理由から、大いに注目されている（例えば、「特許文献４」を参照）。

特開２００５−２９０６１０号公報 特開２００４−２９０１３３号公報 米国特許第１９７５５０４号明細書 特開２００７−３１９０７４号公報

しかしながら、このような繊維状ガラス組成物の製造方法に関する技術については、以下に示す理由から、未だ完全に確立されるに至っていない。

即ち、特許文献３に開示される前記ＥＳ法は、主に、樹脂製のナノファイバーに対して確立された製造方法であるところ、前記ＥＳ法に基づき、繊維状ガラス組成物を製造しようとすれば、該繊維状ガラス組成物の原材料を、ゾル・ゲル法によって液相中にて合成する工程が別途必要となり、製造時間が長くなるという問題があった。

本発明は、以上に示した問題点を鑑みてなされたものであり、例えば、ＥＳ法に見られるようなゾル・ゲル法の実施工程などを行う必要もなく、製造時間の短縮化を図ることが可能な、繊維状ガラス組成物の製造方法、繊維状ガラス組成物の製造装置、繊維状ガラス組成物、および該繊維状ガラス組成物を備えるガラス素材を提供することを課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、本発明の請求項１に係る繊維状ガラス組成物の製造方法は、対向する二面を備えるガラス素材にレーザー光を照射して繊維状のガラス組成物を製造する、繊維状ガラス組成物の製造方法であって、前記レーザー光を前記ガラス素材の一方の面における所定の領域内で走査させながら照射して、前記ガラス素材における前記所定の領域内を、一方の面側から他方の面側へかけて前記ガラス素材の軟化点以上の温度に加熱することにより、前記ガラス素材の他方の面側に前記繊維状のガラス組成物を生成させることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る繊維状ガラス組成物の製造方法は、前記レーザー光の前記ガラス素材の一方の面における照射点は、前記所定の領域内にて、渦巻形状の走査軌跡を描くように走査されることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る繊維状ガラス組成物の製造方法は、前記レーザー光の前記ガラス素材の一方の面における照射点は、前記所定の領域内にて、矩形波形状の走査軌跡を描くように走査されることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る繊維状ガラス組成物の製造方法は、前記レーザー光の照射点は、前記所定の領域内において予め定められた走査経路の始点から終点へ向けて、繰り返し走査され、または前記始点と前記終点とを往復するよう走査されることを特徴とする。

また、本発明の請求項５に係る繊維状ガラス組成物の製造方法は、前記レーザー光の照射による前記繊維状のガラス組成物の生成中に、前記ガラス素材における、レーザー光を照射する前記所定の領域の位置を、連続的または断続的に移動することを特徴とする。

また、本発明の請求項６に係る繊維状ガラス組成物の製造方法は、前記レーザー光の焦点位置を、該レーザー光の光源から見て前記ガラス素材より遠方に設定することを特徴とする。

また、本発明の請求項７に係る繊維状ガラス組成物の製造方法は、前記レーザー光の焦点位置を、前記ガラス素材内部に設定することを特徴とする。

また、本発明の請求項８に係る繊維状ガラス組成物の製造方法は、前記ガラス素材は円筒形状を成し、前記レーザー光を前記ガラス素材の外周面に照射し、前記レーザー光の照射による前記繊維状のガラス組成物の生成中に、前記ガラス素材を、前記円筒形状の軸心を中心として連続的または断続的に回転させるとともに、前記軸心方向に沿って連続的または断続的に移動させることを特徴とする。

一方、本発明の請求項９に係る繊維状ガラス組成物の製造装置は、対向する二面を備えるガラス素材にレーザー光を照射して繊維状のガラス組成物を製造するための、繊維状ガラス組成物の製造装置であって、レーザー光を照射するレーザー光照射手段を備え、前記レーザー光照射手段により、前記レーザー光を前記ガラス素材の一方の面における所定の領域内で走査させながら照射して、前記ガラス素材における前記所定の領域内を、一方の面側から他方の面側へかけて前記ガラス素材の軟化点以上の温度に加熱することにより、前記ガラス素材の他方の面側に前記繊維状のガラス組成物を生成させることを特徴とする。

さらに、本発明の請求項１０に係る繊維状ガラス組成物は、請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の繊維状ガラス組成物の製造方法によって製造された繊維状ガラス組成物であって、平均繊維径が１ｎｍ〜２μｍであることを特徴とする。

また、本発明の請求項１１に係る繊維状ガラス組成物は、前記平均繊維径より大きな直径の粒状部を有することを特徴とする。

さらに、本発明の請求項１２に係るガラス素材は、請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の繊維状ガラス組成物の製造方法によって製造された繊維状ガラス組成物、または、請求項１０もしくは請求項１１に記載の繊維状ガラス組成物を備えることを特徴とする。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

本発明の請求項１における繊維状ガラス組成物の製造方法によれば、例えば、ＥＳ法に見られるようなゾル・ゲル法の実施工程などを行う必要もなく、製造時間の短縮化を図ることができる。

また、本発明の請求項２における繊維状ガラス組成物の製造方法によれば、単純な渦巻形状の走査軌跡を描くようにレーザー光の照射点を走査するだけで、所定の領域内を隈なく走査することが可能であり、該所定の領域内に対して安定的、且つ均一的に熱量を加えることができる。

また、本発明の請求項３における繊維状ガラス組成物の製造方法によれば、直線的な往復移動からなる、単純な矩形波形状の走査軌跡を描くようにレーザー光の照射点を走査するだけで、所定の領域内を隈なく走査することが可能であり、該所定の領域内に対して安定的、且つ均一的に熱量を加えることができる。
その結果、極めて繊維径の細い繊維状ガラス組成物を安定して大量に製造できる。

また、本発明の請求項４における繊維状ガラス組成物の製造方法においては、レーザー光の照射点を走査する際の、渦巻形状の走査軌跡の方向を、中心側の位置から外周側へ向かう方向、または前記所定の領域の外周側の位置から中心側へ向買う方向の何れか一方向に限定したうえで、所定の領域内にてレーザー光の照射点を繰り返し走査するため、前記所定の領域内にて、一度通過したレーザー光が再び通過するタイミングは、全ての場所で同じであり、前記所定の領域内に対して安定的、且つ均一的に熱量を加えることができる。

また、本発明の請求項５における繊維状ガラス組成物の製造方法によれば、ガラス素材の移動方向に沿って、連続的または断続的に、該ガラス素材にレーザー光を照射することができ、繊維状ガラス組成物の製造作業の効率化を図りつつ、該繊維状ガラス組成物の生成量の増加を図ることができる。
また、形成される複数の繊維状ガラス組成物が互いに絡み合うことで、該繊維状ガラス組成物の形態が、安定して保持されるため、該繊維状ガラス組成物の回収作業の容易化を図ることができる。

また、本発明の請求項６における繊維状ガラス組成物の製造方法によれば、一方の面側から他方の面側に向かって、ガラス素材を板厚方向に一気に効率良く加熱できるため、繊維状ガラス組成物の成形速度を速くすることができる。

また、本発明の請求項７における繊維状ガラス組成物の製造方法によれば、レーザー光のエネルギーの拡散を抑制して、加熱不足に起因する繊維状ガラス組成物の成形不良等を抑制することができる。

また、本発明の請求項８における繊維状ガラス組成物の製造方法によれば、円筒形状のガラス素材の回転方向および移動方向に沿って、連続的または断続的に、該ガラス素材にレーザー光を照射することができ、繊維状ガラス組成物の製造作業の効率化を図りつつ、該繊維状ガラス組成物の生成量の増加を図ることができる。
また、形成される複数の繊維状ガラス組成物が互いに絡み合うことで、該繊維状ガラス組成物の形態が、安定して保持されるため、該繊維状ガラス組成物の回収作業の容易化を図ることができる。

一方、本発明の請求項９における繊維状ガラス組成物の製造装置によれば、繊維状ガラス組成物を製造する際の製造時間の短縮化、作業効率の改善、および設備コストの低減化を図ることができる。

さらに、本発明の請求項１０における繊維状ガラス組成物によれば、繊維状ガラス組成物を製造する際の製造時間の短縮化、作業効率の改善、および設備コストの低減化が図られた製造方法によって製造された繊維状ガラス組成物であって、複数の粒状の粒子を内部に有することにより、絡み合う複数の微細なガラス繊維同士の結合状態が、より強固なものとなり、全体的に安定した形態に保持された繊維状ガラス組成物を提供することができる。

また、本発明の請求項１１における繊維状ガラス組成物によれば、例えば、再生医療の分野において、化学的耐久性に優れているなどの理由から、近年大いに注目されている、繊維状ガラス組成物（ガラス製ナノファイバー）（以下、「繊維状ガラス組成物」と記載）を提供することができる。

さらに、本発明の請求項１２におけるガラス素材によれば、製造された繊維状ガラス組成物に直接手を触れることなく、ガラス素材を把持しつつ、該繊維状ガラス組成物を持ち運ぶことができるため、該繊維状ガラス組成物の取り扱いが容易である。

本発明の一実施形態に係る繊維状ガラス組成物製造装置の全体的な構成を示した図。 製造された繊維状ガラス組成物の回収方法の概略を示した図。 その他の、製造された繊維状ガラス組成物の回収方法の概略を示した図。 本発明の第一実施形態に係る繊維状ガラス組成物の製造方法の概略を示した図。 照射対象物にレーザー光Ｌを照射する際の、該レーザー光Ｌの走査軌跡を示した図であって、（ａ）は渦巻状の走査軌跡を示した概念図、（ｂ）は同心円形状の走査軌跡を示した概念図、（ｃ）は略矩形渦巻状の走査軌跡を示した概念図、（ｄ）は同心矩形状の走査軌跡を示した概念図、（ｅ）は矩形波形状の走査軌跡を示した概念図。 第一実施形態に係る繊維状ガラス組成物の製造方法によって製作された、繊維状ガラス組成物を備える板ガラスを示した図であって、（ａ）は繊維状ガラス組成物の全体を示した拡大図（×１５倍）、（ｂ）は図６（ａ）に記載の領域Ａを示した拡大図（×３０倍）。 第一実施形態に係る繊維状ガラス組成物の製造方法によって製作された、繊維状ガラス組成物を示した図であって、（ａ）は繊維状ガラス組成物の全体を示した拡大図（×１０００倍）、（ｂ）は図７（ａ）に記載の領域Ｂを示した拡大図（×５０００倍）。 本発明の第二実施形態に係る繊維状ガラス組成物の製造方法の概略を示した図。 第二実施形態に係る繊維状ガラス組成物の製造方法によって製作された、繊維状ガラス組成物を備える板ガラスを示した図であって、繊維状ガラス組成物の全体を示した拡大図（×２．５倍）。 本発明の第三実施形態に係る繊維状ガラス組成物の製造方法の概略を示した図。 第三実施形態に係る繊維状ガラス組成物の製造方法によって製作された、繊維状ガラス組成物を備える板ガラスを示した図であって、繊維状ガラス組成物の全体を示した拡大図（×２．５倍）。 本発明の第四実施形態に係る繊維状ガラス組成物の製造方法の概略を示した図。 検証実験におけるレーザーの走査方法を示した図。 検証実験における板ガラスのメルト領域の横断面形状を示した拡大図（×１００倍）。

次に、発明の実施の形態を説明する。

［繊維状ガラス組成物製造装置１の全体構成］
先ず、本発明における繊維状ガラス組成物の製造方法を具現化する繊維状ガラス組成物製造装置１（以下、単に「製造装置１」と記載する）の全体構成について、図１、図２、および図３を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、図１、図２、および図３の上下方向を製造装置１、または板ガラス１００の上下方向と規定して説明する。

本実施形態における製造装置１は、図１に示すように、対向する二面を備えるガラス素材（例えば、板ガラス１００）にレーザー光Ｌを照射することにより、平均繊維径が１［ｎｍ］〜２［μｍ］程度、より好ましくは１０［ｎｍ］〜１［μｍ］の微細な繊維状ガラス組成物（ガラス製ナノファイバー）１０１を製造するための装置である。
ここで、前記板ガラス１００は、無アルカリガラスや石英ガラス、ソーダガラス、ホウ酸塩ガラス、リン酸塩ガラス、アルミン酸塩ガラスなど、何れの材料のものであってもよい。

製造装置１には、レーザー光Ｌを照射するためのレーザー光照射手段１０が備えられる。
前記レーザー光照射手段１０は、主にレーザー発振器１１、ガルバノスキャナ１２、およびｆθ（エフシータ）レンズ１３などにより構成される。

レーザー発振器１１は、レーザー光Ｌを発振させて外部に放出するための機器である。
レーザー発振器１１によって発振されるレーザー光Ｌについては、後述するように、板ガラス１００のメルト領域１００Ａ（１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、または１００Ｅ。図４を参照）内を、局所的に軟化点以上の温度にまで加熱することが可能であれば、例えば、フェムト秒レーザーやピコ秒レーザーなど、何れのパルス幅であってもよく、また、炭酸ガスレーザーやエキシマレーザーなど、何れの波長であってもよい。

なお、レーザー発振器１１にて発振されたレーザー光Ｌは、その後、ガルバノスキャナ１２の内部へと導かれる。

次に、ガルバノスキャナ１２について説明する。
ガルバノスキャナ１２は、板ガラス１００の一側面に、レーザー発振器１１にて発振され放出されるレーザー光Ｌを走査するための、光学系の一つとしてレーザー光照射手段１０に配設されるものである。
ガルバノスキャナ１２には、複数（本実施形態においては、二個）のガルバノミラー１２１・１２１が内装される。

前記各ガルバノミラー１２１は、エンコーダーが内装された駆動モータ１２１ａ、および該駆動モータ１２１ａの出力軸の先端部に固設される鏡面体１２１ｂなどにより構成される。
また、鏡面体１２１ｂは、駆動モータ１２１ａの出力軸が、所定の回転方向、且つ回転角度だけ回転するのに伴って、平面部が所定の方向に向けられるようになっている。

このような構成からなるガルバノスキャナ１２に対して、レーザー発振器１１よりレーザー光Ｌが放出される。
レーザー発振器１１より放出されたレーザー光Ｌは、ガルバノスキャナ１２の内部へと導入される。
そして、レーザー光Ｌは、複数のガルバノミラー１２１・１２１の鏡面体１２１ｂ・１２１ｂによって反射されることにより屈曲され、ガルバノスキャナ１２の外部へと導出される。

ところで、各ガルバノミラー１２１における駆動モータ１２１ａの制御については、それぞれ所定のプログラムが予め設定されており、該プログラムに基づき、高速・高精度に駆動モータ１２１ａの運転が制御されることにより、鏡面体１２１ｂの平面部の向きがフレキシブルに変更され、ガルバノスキャナ１２より導出された後のレーザー光Ｌの進行方向が自在に変更されるようになっている。

なお、ガルバノスキャナ１２より導出されたレーザー光Ｌは、その後、ｆθレンズ１３へと導かれる。

次に、ｆθレンズ１３について説明する。
ｆθレンズ１３は、集光レンズの一種である。
ｆθレンズ１３には、互いに対向配置された複数枚のレンズ（図示せず）が備えられ、レンズ面の中心部と周辺部とにおいて該レンズ面を通過する様々なレーザー光の走査速度が常に一定の値となるように、また、レーザー光Ｌが板ガラス１００に常に垂直に照射されるよう設計されている。
なお、ｆθレンズには種々のものがあり、上記以外の構成のものを使用することも可能である。

そして、ガルバノスキャナ１２より導出されたレーザー光Ｌは、ｆθレンズ１３を通過して、板ガラス１００の表面（本実施形態においては、上面）に照射される。
ここで、レーザー光Ｌは、ｆθレンズ１３を通過することによって、所定のスポット径で、板ガラス１００の表面（上面）上に照射される。

なお、レーザー光Ｌの焦点位置は、レーザー光Ｌの焦点深度や板ガラス１００の特性等に応じて任意の位置に定めてよい。
例えば、レーザー光Ｌの焦点深度が比較的深い場合や、板ガラス１００の板厚が比較的薄い場合には、レーザー光Ｌの焦点位置はレーザー発振器１１から見て板ガラス１００より遠方（本実施形態においては板ガラス１００の下面より下に外れた位置）に位置することが好ましい。具体的には、板ガラス１００の下面を基準として０［ｍｍ］〜１０［ｍｍ］の範囲内に位置することが好ましい。
このような焦点位置とすることによって、板ガラス１００を板厚方向に下面側まで一気に効率良く加熱できるため、繊維状ガラス組成物１０１の成形速度を速くすることができる。

また、レーザー光Ｌの焦点深度が浅い場合や板ガラス１００の板厚が比較的厚い場合には、レーザー光Ｌの焦点位置は、板ガラス１００の内部（板ガラス１００の上面、下面、およびこれらの間の領域を含む）に位置することが好ましい。
このような焦点位置とすることによって、レーザー光Ｌのエネルギーの拡散を抑制して、加熱不足に起因する繊維状ガラス組成物１０１の成形不良等を抑制することができる。

なお、後述するように、板ガラス１００に照射されるレーザー光Ｌはガルバノミラー１２１の動作によって進行方向を変更され、板ガラス１００の表面におけるレーザー光Ｌの照射点Ｌｐ（図４を参照）が所定の走査軌跡を描くように走査される。
つまり、ガルバノミラー１２１の動作によって、ｆθレンズ１３を通過するレーザー光Ｌの照射方向が任意に変化することとなるが、前述したように、ｆθレンズ１３が、レンズ面の何れの箇所を通過するレーザー光に対しても、その走査速度が常に一定の値となるように構成されていることから、安定したスポット径をもって、板ガラス１００に前記レーザー光Ｌを照射することができる。

以上のような構成からなる製造装置１において、板ガラス１００が投入され、水平状態で所定の位置にセットされると、レーザー発振器１１よりレーザー光Ｌが発振される。
レーザー発振器１１より発振されたレーザー光Ｌは、ガルバノスキャナ１２、ｆθレンズ１３と順に通過した後、板ガラス１００の表面（上面）上に所定のスポット径をもって照射される。

その後、予め設定された所定のプログラムに基づき、ガルバノミラー１２１の動作が制御され、板ガラス１００の表面（上面）上にて、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐが、繰り返し走査される。
なお、この際のレーザー光Ｌの具体的な走査方法については、後述する、「レーザー光Ｌの走査方法（第一乃至第四実施形態）」によって示されるような、様々な方法が考えられる。

板ガラス１００の表面（上面）上における、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐが繰り返し走査される所定の領域（以下、「メルト領域１００Ａ（１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、または１００Ｅ）」と記載する）内は、前記レーザー光Ｌの照射による熱量が加えられ、当該所定の領域内の板ガラス１００は加熱される。
そして、後述するように、板ガラス１００のメルト領域１００Ａ（１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、または１００Ｅ）における加熱は、板ガラス１００の表面（上面）側から裏面（下面）側へ向けて進行し、やがて裏面（下面）にまで到達する。これにより、前記裏面（下面）において、繊維状ガラス組成物１０１が製造される。

このように、本実施形態にける、製造装置１による繊維状ガラス組成物１０１の製造方法においては、板ガラス１００の裏面（下面）に繊維状ガラス組成物１０１が製造されるため、レーザー光Ｌとの干渉を気にすることなく、該繊維状ガラス組成物１０１を回収することができるのである。

なお、図２に示すように、製造装置１においては、製造された繊維状ガラス組成物１０１の回収手段として、例えば、エアーＷａを繊維状ガラス組成物１０１に向けて放出するエアブロー手段１６や、繊維状ガラス組成物１０１周囲のエアーＷｂを吸気する吸気手段１７などが配設されている。
そして、エアブロー手段１６によるエアーＷａによって、製造された繊維状ガラス組成物１０１は、吸気手段１７側へと吹き流される一方、外気エアーＷｂとともに該吸気手段１７によって吸い込まれ、図示せぬ容器中に集められ回収される。

また、図３に示すように、製造装置１において、製造された繊維状ガラス組成物１０１の回収手段として、例えば、エアーＷａを繊維状ガラス組成物１０１に向けて放出するエアブロー手段１６や、軸心を中心に回動可能に配設される回転ドラム１８などを配設することとしてもよい。
即ち、エアブロー手段１６によるエアーＷａによって、製造された繊維状ガラス組成物１０１は、回転ドラム１８側へと吹き流され、該回転ドラム１８によって巻き取られて回収される。

こうして、回収された繊維状ガラス組成物１０１の量が、所定量に到達すると、レーザー発振器１１の動作は一旦停止し、レーザー光Ｌの照射が一時中断される。
そして、繊維状ガラス組成物１０１が回収された板ガラス１００は、製造装置１より取出される。
その後、新たな板ガラス１００が再び製造装置１に投入され、繊維状ガラス組成物１０１の製造が繰り返されるのである。

なお、製造された繊維状ガラス組成物１０１は、板ガラス１００より引き離されることなく、該板ガラス１００とともに回収されることとしてもよい。
このような、繊維状ガラス組成物１０１が備えられる板ガラス１００は、該繊維状ガラス組成物１０１に直接手を触れることなく、板ガラス１００を把持しつつ、前記繊維状ガラス組成物１０１を持ち運ぶことができるため、前記繊維状ガラス組成物１０１にとって、取り扱いが容易である。

［レーザー光Ｌの走査方法（第一実施形態）］
次に、繊維状ガラス組成物１０１を製造する際の、第一実施形態におけるレーザー光Ｌの走査方法について、図４、図５、図６、および図７を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、図４の上下方向を板ガラス１００の上下方向と規定して説明する。

前述したように、製造装置１による繊維状ガラス組成物１０１の製造において、板ガラス１００の表面（上面）上に照射されるレーザー光Ｌの照射点Ｌｐは、所定のプログラムに基づき該表面（上面）上にて繰り返し走査される。
ここで、第一実施形態におけるレーザー光Ｌの走査方法においては、図４に示すように、板ガラス１００の表面（上面）上の所定の箇所に、一箇所のメルト領域１００Ａ（１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、または１００Ｅ）を想定し、該メルト領域１００Ａ（１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、または１００Ｅ）内を隈なく塗り潰すようにして、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐを繰り返し走査させることを特徴とする。つまり、レーザー光Ｌを、板ガラス１００の表面（上面）における所定の領域（メルト領域１００Ａ（１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、または１００Ｅ））内で走査させながら照射する。

例えば、図５（ａ）に示すように、メルト領域１００Ａ内におけるレーザー光Ｌの照射点Ｌｐの走査軌跡は、渦巻形状とすることができる。
具体的には、円形状のメルト領域１００Ａを予め想定し、該メルト領域１００Ａの中心の位置（図５（ａ）におけるレーザー光Ｌの照射点Ｌａの位置）より、徐々に外周方向に広がるようにして、該メルト領域１００Ａ内を隈なく塗り潰すように、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐを繰り返し走査させるのである。
もちろん、メルト領域１００Ａの外周と内接する位置より、該メルト領域１００Ａの中心に向かって、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐを渦巻形状に繰り返し走査させることも可能である。

このように、本実施形態においては、レーザー光Ｌが走査されながら照射される所定の領域であるメルト領域１００Ａは円形状に想定され、該メルト領域１００Ａ内にて、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐは、前記メルト領域１００Ａと同心状の渦巻形状の走査軌跡を描くように走査される。
この際、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐは、メルト領域１００Ａ内において予め定められた走査経路の始点（即ち、メルト領域１００Ａの中心側の位置）から終点（即ち、メルト領域１００Ａの外周と内接する位置）へ向けて、繰り返し走査され、または前記始点と前記終点とを往復するよう走査されるようになっている。

また、例えば、図５（ｂ）に示すように、メルト領域１００Ｂ内におけるレーザー光Ｌの照射点Ｌｐの走査軌跡は、同心円形状とすることができる。
具体的には、円形状のメルト領域１００Ｂを予め想定し、先ず初めに、該メルト領域１００Ｂの中心近傍の位置（図５（ｂ）におけるレーザー光Ｌの照射点Ｌｂの位置）より、該メルト領域１００Ｂとの最小の同心円形状を描くようにして、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐを走査させる。
次に、直前の走査軌跡の外周に沿って、さらに拡大された同心円形状を描くようにしてレーザー光Ｌの照射点Ｌｐを走査させる。
こうして、同心円形状の走査を繰返しながら、徐々に外周方向に広がるようにして、該メルト領域１００Ｂ内を隈なく塗り潰すように、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐを繰り返し走査させるのである。
もちろん、メルト領域１００Ｂの外周と内接する同心円形状から、徐々に縮小された同心円形状を描くようにして、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐを繰り返し走査させることも可能である。

また、例えば、図５（ｃ）に示すように、メルト領域１００Ｃ内におけるレーザー光Ｌの照射点Ｌｐの走査軌跡は、略矩形渦巻形状とすることができる。
具体的には、角丸長方形状のメルト領域１００Ｃを予め想定し、該メルト領域１００Ｃの中心近傍の位置（図５（ｃ）におけるレーザー光Ｌの照射点Ｌｃの位置）より、徐々に外周方向に広がるようにして、該メルト領域１００Ｃ内を隈なく塗り潰すように、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐを繰り返し走査させるのである。
もちろん、メルト領域１００Ｃの外周と内接する位置より、該メルト領域１００Ｃの中心に向かって、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐを略矩形渦巻形状に繰り返し走査させることも可能である。

このように、本実施形態においては、レーザー光Ｌが走査されながら照射される所定の領域であるメルト領域１００Ｃは角丸長方形状に想定され、該メルト領域１００Ｃ内にて、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐは、直線的に往復移動を繰り返す矩形波形状の走査軌跡を描くように走査される。
この際、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐは、メルト領域１００Ｃ内において予め定められた走査経路の始点（即ち、メルト領域１００Ｃの中心近傍の位置）から終点（即ち、メルト領域１００Ｃの外周と内接する位置）へ向けて、繰り返し走査され、または前記始点と前記終点とを往復するよう走査されるようになっている。

また、例えば、図５（ｄ）に示すように、メルト領域１００Ｄ内におけるレーザー光Ｌの照射点Ｌｐの走査軌跡は、同心矩形状とすることができる。
具体的には、角丸長方形状のメルト領域１００Ｄを予め想定し、先ず初めに、該メルト領域１００Ｄの中心近傍の位置（図５（ｄ）におけるレーザー光Ｌの照射点Ｌｄの位置）より、該メルト領域１００Ｄとの最小の同心矩形状を描くようにして、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐを走査させる。
次に、直前の走査軌跡の外周に沿って、さらに拡大された同心矩形状を描くようにしてレーザー光Ｌの照射点Ｌｐを走査させる。
こうして、同心矩形状の走査を繰返しながら、徐々に外周方向に広がるようにして、該メルト領域１００Ｄ内を隈なく塗り潰すように、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐを繰り返し走査させるのである。
もちろん、メルト領域１００Ｄの外周と内接する同心矩形状から、徐々に縮小された同心矩形状を描くようにして、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐを繰り返し走査させることも可能である。

さらに、例えば、図５（ｅ）に示すように、メルト領域１００Ｅ内におけるレーザー光Ｌの照射点Ｌｐの走査軌跡は、矩形波形状とすることができる。
具体的には、長方形状のメルト領域１００Ｅを予め想定し、先ず初めに、該メルト領域１００Ｅの一方の隅部（図５（ｅ）におけるレーザー光Ｌの照射点Ｌｅの位置）より、該隅部との対向側の隅部に向かって、一直線状にレーザー光Ｌの照射点Ｌｐを走査させる。
次に、直前の走査軌跡に沿って、再び前記一方の隅部に向かって、一直線状にレーザー光Ｌの照射点Ｌｐを走査させる。
つまり、メルト領域１００Ｅを長方形状（矩形状）に想定し、該メルト領域１００Ｅ内にて、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐを、直線的に往復移動を繰り返す矩形波形状の走査軌跡を描くようにして、前記メルト領域１００Ｅ内を隈なく塗り潰すように、繰り返し走査させるのである。

なお、以上に示したレーザー光Ｌの照射点Ｌｐの走査軌跡の形状は、ほんの一例に過ぎず、予め想定されたメルト領域１００Ａ（１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、または１００Ｅ）内を隈なく塗り潰せるならば、何れのような走査軌跡の形状を採用してもよい。

このような様々な走査軌跡をもって、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐが繰り返し走査されることにより、メルト領域１００Ａ（１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、または１００Ｅ）内においては、安定的、且つ均一的に、前記レーザー光Ｌの照射による熱量が加えられて蓄積されることとなる。
但し、メルト領域１００Ａ（１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、または１００Ｅ）内において、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐを一回走査させると、該照射点Ｌｐが通過した箇所から、直ちに熱量が外部に奪われるため、前記メルト領域１００Ａ（１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、または１００Ｅ）内におけるレーザー光Ｌの照射点Ｌｐの走査は、連続的に複数回繰り返されることが好ましい。
これにより、メルト領域１００Ａ（１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、または１００Ｅ）内の全範囲に渡って熱量が蓄積され、該メルト領域１００Ａ（１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、または１００Ｅ）は、板ガラス１００の軟化点以上の温度に加熱されて軟化または溶融した、局所的なメルト部に形成される。

そして、図４に示すように、レーザー光Ｌの照射により、板ガラス１００の表面（上面）のメルト領域１００Ａ（１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、または１００Ｅ）内に蓄積された熱は、前記板ガラス１００の裏面（下面）側へ伝播し、該裏面（下面）にて前記メルト領域１００Ａ（１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、または１００Ｅ）と対向する位置に想定される裏側メルト領域１００ａ（１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、または１００ｅ）にまで蓄積される。
この際、裏側メルト領域１００ａ（１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、または１００ｅ）の少なくとも一部が板ガラス１００の軟化点に到達する温度にまで加熱されるように、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐの走査が行われる。
即ち、板ガラス１００のメルト領域１００Ａ（１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、または１００Ｅ）内においては、レーザー光Ｌの照射により、まず表面（上面）側が軟化または溶融した後、その軟化または溶融が裏面（下面）側へ進行して、裏面（下面）にまで到達する。

その結果、図６（ａ）の領域Ａによって示すように、板ガラス１００の裏面（下面）において、例えば裏側メルト領域１００ａの周囲には、繊維状ガラス組成物１０１が生成する。

ここで、図６（ｂ）に示すように、生成する繊維状ガラス組成物１０１は、平均繊維径が１［ｎｍ］〜２［μｍ］程度の微細なファイバー状の物質である。
具体的には、図７（ａ）の電子顕微鏡による撮像写真に示すように、複数の微細なガラス繊維が、互いに絡み合った状態の組成物である。
また、本図中の領域Ｂによって示すように、これらの複数のガラス繊維には、微細な粒状の粒子からなる球状物質１０１ａが所々に存在し、前記複数の微細なガラス繊維と絡み合って内在される。

ここで、図７（ｂ）の電子顕微鏡による撮像写真に示すような、複数のガラス繊維に絡み合う球状物質１０１ａは、以下のようにして製造されると考えられている。
即ち、繊維状ガラス組成物１０１は、裏側メルト領域１００ａ（１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、または１００ｅ）の温度が板ガラス１００の軟化点を越えることにより、軟化または溶融した裏側メルト領域１００ａ（１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、または１００ｅ）内の板ガラス１００が無数の粒子となって、糸を引くようにしてガラス繊維を伴いながら飛散することによって製造される。
この際の無数の粒子が、球状物質１０１ａとなって、繊維状ガラス組成物１０１内に残留すると考えられている。

このような無数の球状物質１０１ａ・１０１ａ・・・を内部に有することにより、絡み合う複数の微細なガラス繊維同士の結合状態が、より強固なものとなり、繊維状ガラス組成物１０１の形態が、安定して保持されるのである。

このように、本実施形態においては、レーザー光Ｌを板ガラス（ガラス素材）１００の一方の面（表面）における、メルト領域（所定の領域）１００Ａ（１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、または１００Ｅ）内で走査させながら照射して、板ガラス（ガラス素材）１００におけるメルト領域（所定の領域）１００Ａ（１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、または１００Ｅ）内を、一方の面（表面）側から他方の面（裏面）側へかけて板ガラス（ガラス素材）１００の軟化点以上の温度に加熱することにより、板ガラス（ガラス素材）１００の他方の面（裏面）側に繊維状ガラス組成物１０１を生成させることとしている。

これにより、繊維状ガラス組成物を製造する際の製造時間の短縮化、作業効率の改善、および設備コストの低減化を図ることが可能となっている。
具体的には、ガラス素材にレーザー光を照射することによって繊維状ガラス組成物を製造するために、従来のＥＳ法に見られるような、ゾル・ゲル法によって繊維状ガラス組成物の原材料を、液相中にて合成する必要もなく、繊維状ガラス組成物の製造時間の短縮化を図ることができる。

［レーザー光Ｌの走査方法（第二実施形態）］
次に、繊維状ガラス組成物２０１を製造する際の、第二実施形態におけるレーザー光Ｌの走査方法について、図８、図９を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、図８の上下方向を板ガラス２００の上下方向と規定して説明する。

第二実施形態におけるレーザー光Ｌの走査方法は、前述した第一実施形態におけるレーザー光Ｌの走査方法と略同等な構成を有する一方、一枚の板ガラス２００に対して複数の箇所において繊維状ガラス組成物２０１・２０１・・・を製造する点において、前記走査方法（第一実施形態）と相違する。
よって、以下の説明においては、主に前記走査方法（第一実施形態）との相違点について記載し、前記走査方法（第一実施形態）との同等な構成についての記述は省略する。

第二実施形態におけるレーザー光Ｌの走査方法においては、図８に示すように、板ガラス２００の表面（上面）上の所定の箇所に、複数箇所のメルト領域（図示せず）を想定し、該複数箇所のメルト領域内を隈なく塗り潰すようにして、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐ（図４を参照）を繰り返し走査させることを特徴とする。

具体的には、例えば、本実施形態の走査方法においては、複数のレーザー光照射手段を備える製造装置が用いられ、これら複数のレーザー光照射手段によって、複数のレーザー光Ｌ・Ｌ・・・が、板ガラス２００の表面（上面）上の、想起された複数のメルト領域内に同時に照射され、照射点Ｌｐが繰り返し走査される。
または、例えば、本実施形態の走査方法においては、一基のレーザー光照射手段を備える製造装置が用いられ、該レーザー光照射手段によって、レーザー光Ｌが、板ガラス２００の表面（上面）上の、想定された複数のメルト領域内に、順に連続して照射され、照射点Ｌｐが繰り返し走査される。

このようにして、板ガラス２００の表面（上面）上に複数のレーザー光Ｌ・Ｌ・・・の照射点Ｌｐ・Ｌｐ・・・を走査させることにより、図９に示すように、前記板ガラス２００の裏面（下面）には、複数の繊維状ガラス組成物２０１・２０１・・・が製造されることから、該繊維状ガラス組成物２０１・２０１・・・の生成量の増加を図ることができる。
また、この際、板ガラス２００の表面（上面）上にて想定される複数箇所のメルト領域の配置位置を、極力隣接させることによって、形成される複数の繊維状ガラス組成物２０１・２０１・・・が、互いに絡み合うこととなり、該繊維状ガラス組成物２０１・２０１・・・の形態が、全体的に安定して保持されるのである。

［レーザー光Ｌの走査方法（第三実施形態）］
次に、繊維状ガラス組成物３０１を製造する際の、第三実施形態におけるレーザー光Ｌの走査方法について、図１０、図１１を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、図１０の上下方向を板ガラス３００の上下方向と規定して説明する。
また、図１０においては、矢印Ｃの方向を板ガラス３００の搬送方向と規定して記述する。

第三実施形態におけるレーザー光Ｌの走査方法は、前述した第一実施形態におけるレーザー光Ｌの走査方法と略同等な構成を有する一方、一枚の板ガラス３００に対して、連続的に複数の繊維状ガラス組成物３０１・３０１・・・を製造する点において、前記走査方法（第一実施形態）と相違する。
よって、以下の説明においては、主に前記走査方法（第一実施形態）との相違点について記載し、前記走査方法（第一実施形態）との同等な構成についての記述は省略する。

第三実施形態におけるレーザー光Ｌの走査方法においては、図１０に示すように、板ガラス３００の表面（上面）上の所定の箇所に、複数箇所のメルト領域（図示せず）を一直線状に順番に想定していき、該複数箇所のメルト領域内を、順番に隈なく塗り潰すようにして、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐ（図４を参照）を繰り返し走査させることを特徴とする。

具体的には、例えば、本実施形態の走査方法においては、一基のレーザー光照射手段を備える製造装置が用いられ、該レーザー光照射手段によって、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐが、板ガラス３００の表面（上面）上の、想起されたメルト領域内に照射され繰り返し走査される。
また、板ガラス３００に対するレーザー光Ｌの照射とともに、該板ガラス３００は、前記製造装置と相対的に、一方側（図１０中における矢印Ｃの方向側）に向かって、連続的に、または断続的に搬送される。
換言すると、板ガラス（ガラス素材）３００は、レーザー光Ｌが照射される前記メルト領域（第一所定領域）の位置と相対的に、連続的または断続的に搬送（移動）される。

このようにして、板ガラス３００の表面（上面）上に、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐを、該板ガラス３００の搬送方向に沿って一直線状に連続して繰り返し走査させることにより、図１１に示すように、前記板ガラス３００の裏面（下面）には、複数の繊維状ガラス組成物３０１・３０１・・・が、連続的に一直線状に製造されることから、該繊維状ガラス組成物３０１・３０１・・・の製造作業の効率化を図りつつ、該繊維状ガラス組成物３０１・３０１・・・の生成量の増加を図ることができる。
また、この際、板ガラス３００の表面（上面）上に照射されるレーザー光Ｌのピッチを極力狭くすることにより、形成される複数の繊維状ガラス組成物３０１・３０１・・・が近接して互いに絡み合うこととなり、該繊維状ガラス組成物３０１・３０１・・・の形態が一体的となり、全体的に安定して保持されるのである。

［レーザー光Ｌの走査方法（第四実施形態）］
次に、繊維状ガラス組成物４０１を製造する際の、第四実施形態におけるレーザー光Ｌの走査方法について、図１２を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、図１２の上下方向を円筒ガラス４００の上下方向と規定して説明する。
また、図１２においては、矢印Ｄの方向を円筒ガラス４００の搬送方向と、また矢印Ｅの方向を円筒ガラス４００の回転方向と規定して記述する。

第四実施形態におけるレーザー光Ｌの走査方法は、前述した第一実施形態におけるレーザー光Ｌの走査方法と略同等な構成を有する一方、照射対象物を円筒ガラス４００とするとともに、該円筒ガラス４００に対して、連続的に複数の繊維状ガラス組成物４０１・４０１・・・を製造する点において、前記走査方法（第一実施形態）と相違する。
よって、以下の説明においては、主に前記走査方法（第一実施形態）との相違点について記載し、前記走査方法（第一実施形態）との同等な構成についての記述は省略する。

第四実施形態におけるレーザー光Ｌの走査方法においては、図１２に示すように、円筒ガラス４００の外周面上の所定の箇所に、複数箇所のメルト領域（図示せず）を円周方向および軸心方向に順番に想定していき、該複数箇所のメルト領域内を、順番に隈なく塗り潰すようにして、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐ（図４を参照）を繰り返し走査させることを特徴とする。

具体的には、例えば、本実施形態の走査方法においては、一基のレーザー光照射手段を備える製造装置が用いられ、該レーザー光照射手段によって、レーザー光Ｌが、円筒ガラス４００の外周面上の、想定されたメルト領域内に照射され走査される。
また、円筒ガラス４００に対するレーザー光Ｌの照射とともに、該円筒ガラス４００は、軸心を中心として一方側（図１２中における矢印Ｅの方向側）に連続的または断続的に回転されるとともに、軸心方向の一方側（図１２中における矢印Ｄの方向側）に向かって、連続的または断続的に搬送される。
換言すると、円筒ガラス（ガラス素材）４００を円筒形状に形成し、レーザー光Ｌを円筒ガラス（ガラス素材）４００の外周面に照射し、レーザー光Ｌの照射による繊維状ガラス組成物４０１の生成中に、円筒ガラス（ガラス素材）４００を、前記円筒形状の軸心を中心として連続的または断続的に回転させるとともに、前記軸心方向に沿って連続的または断続的に搬送（移動）させる。これにより、円筒ガラス４００の外周面上におけるレーザー光Ｌの照射点Ｌｐの位置が、円筒ガラス（ガラス素材）４００の動作に伴って移動することとなり、円筒ガラス４００の外周面上において、複数のメルト領域が、螺旋状に連続して配置されることとなる。

このようにして、円筒ガラス４００の外周面上に、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐを、該円筒ガラス４００の円周方向および軸心方向に沿って連続的に繰り返し走査させることにより、前記円筒ガラス４００の内周面上には、複数の繊維状ガラス組成物４０１・４０１・・・が、連続的に製造される。
この際、円筒ガラス４００の外周面上に照射されるレーザー光Ｌのピッチを極力狭くすることにより、形成される複数の繊維状ガラス組成物４０１・４０１・・・が近接して互いに絡み合うこととなり、該繊維状ガラス組成物４０１・４０１・・・の形態が一体的となり、全体的に安定して保持される。

また、円筒ガラス４００の内周部（内周面によって囲まれた空間）に、例えば圧縮空気Ｖなどを流通させることにより、製造された繊維状ガラス組成物４０１・４０１・・・の前記円筒ガラス４００からの回収作業を容易にすることができるのである。

［検証実験］
次に、本実施形態にける繊維状ガラス組成物の製造方法について、その有効性を判断するために、本発明者が行った検証実験について、図１３、および図１４を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、図１４の上下方向を板ガラスの上下方向と規定して説明する。

先ず初めに、本発明者は、製造装置によるレーザー光Ｌの照射対象物として、厚さ０．５［ｍｍ］の無アルカリガラスからなる板ガラス（日本電気硝子（株）製：ＯＡ−１０Ｇ）を用意した。

一方、製造装置によるレーザー光照射の条件としては、波長３５５［ｎｍ］、パルス幅約４０［ｎｓ］のレーザー光を、ガルバノスキャナによって１回、または複数回繰り返して、走査させることとした。
この際、前記レーザー光の周波数は１００［ｋＨｚ］、出力は１２［ｗ］程度に設定することとした。

また、ｆθレンズは焦点距離１０３［ｍｍ］のものを使用するとともに、該ｆθレンズを通過した後のレーザー光の焦点位置を、前記板ガラスのガラス表面より０．２［ｍｍ］程度ガラス内部の位置とし、その際のレーザー光のスポット径が約２０［μｍ］程度となるように設定した。

さらに、図１３に示すように、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐは、板ガラスのガラス表面上において、渦巻形状の走査軌跡をもって走査されることとした。
この際、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐの走査速度は、３００［ｍｍ／ｓ］に設定した。

そして、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐの走行軌跡の条件として、隣り合う走査軌跡間の距離はピッチＰ［μｍ］と規定し、また走査軌跡全体の直径寸法は走査範囲Ｓ［μｍ］と規定し、さらにレーザー光Ｌの走査の繰り返し回数はスキャン回数Ｎ［回］と規定することとして、これらのピッチＰ、走査範囲Ｓ、スキャン回数Ｎの設定値をそれぞれ変更しながら前記板ガラスにレーザー光を照射して繊維状ガラス組成物の生成を試み、レーザー光の照射が行われた複数の板ガラスのサンプルを得た。
こうして得られた板ガラスのサンプルを、金属顕微鏡や走査電子顕微鏡によって各々分析し、繊維状ガラス組成物の発生の有無を確認することとした。以下に、その結果を説明する。

［条件１］
レーザー光Ｌの照射点Ｌｐの走行軌跡の条件１として、ピッチＰ［μｍ］を１［μｍ］、３［μｍ］、５［μｍ］、１０［μｍ］、２０［μｍ］、３０［μｍ］と規定し、また走査範囲Ｓ［μｍ］を５００［μｍ］と規定し、さらにスキャン回数Ｎ［回］を１回、３回、５回と規定した場合について、板ガラスの表面（レーザー光Ｌの入射面）における繊維状ガラス組成物の発生の有無をそれぞれ確認し、［表１］によって示される結果を得た。
なお、以下の［表１］〜［表４］の確認結果において、〇は量的に十分な繊維状ガラス組成物が確認された場合、×は繊維状ガラス組成物の発生が見られない、または量的に不十分な場合であることを示す。

［表１］に示すように、［条件１］の下でレーザー光が照射された板ガラスの表面上においては、全てのピッチＰおよびスキャン回数Ｎについて、量的に十分な繊維状ガラス組成物の発生が見られないことが確認された。
なお、厳密的に言えば、例えば、ピッチＰが１０［μｍ］、且つスキャン回数Ｎが３［回］の条件下において、微量の繊維状ガラス組成物の発生が見られたが、量的に十分なレベルまでには至らなかった。

［条件２］
次に、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐの走行軌跡の条件２として、ピッチＰ［μｍ］を１［μｍ］、３［μｍ］、５［μｍ］、１０［μｍ］、２０［μｍ］、３０［μｍ］と規定し、また走査範囲Ｓ［μｍ］を５００［μｍ］と規定し、さらにスキャン回数Ｎ［回］を１回、３回、５回と規定した場合について、板ガラスの裏面（レーザー光Ｌの出射面）における繊維状ガラス組成物の発生の有無をそれぞれ確認し、［表２］によって示される結果を得た。

［表２］に示すように、［条件２］の下でレーザー光が照射された板ガラスの裏面上においては、ピッチＰが１［μｍ］であれば、何れのスキャン回数Ｎ（１回、３回、５回）であっても量的に十分な繊維状ガラス組成物の発生が見られ、またピッチＰが３［μｍ］であれば、スキャン回数が３回、５回の場合に量的に十分な繊維状ガラス組成物の発生が見られ、さらにピッチＰが５［μｍ］または１０［μｍ］であれば、スキャン回数が５回の場合に量的に十分な繊維状ガラス組成物の発生が見られることが確認された。
なお、量的に十分な繊維状ガラス組成物の発生が見られなかった条件下においては、板ガラスの裏面上において熱の蓄積が十分に行われず、軟化点以上の温度にまで到達することができなかったと考えられる。

［条件３］
次に、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐの走行軌跡の条件３として、ピッチＰ［μｍ］を３［μｍ］と規定し、また走査範囲Ｓ［μｍ］を０［μｍ］、１００［μｍ］、３００［μｍ］、５００［μｍ］、１０００［μｍ］、２０００［μｍ］と規定し、さらにスキャン回数Ｎ［回］を３回、５回と規定した場合について、板ガラスの表面（レーザー光Ｌの入射面）における繊維状ガラス組成物の発生の有無をそれぞれ確認し、［表３］によって示される結果を得た。

［表３］に示すように、［条件３］の下でレーザー光が照射された板ガラスの表面上においては、全ての走査範囲Ｓおよびスキャン回数Ｎについて、量的に十分な繊維状ガラス組成物の発生が見られないことが確認された。
なお、走査範囲Ｓの規定値が大きくなるにともない、繊維状ガラス組成物の製造に至らない溶融飛散物の量が増加する傾向にあることが確認された。

［条件４］
次に、レーザー光Ｌの照射点Ｌｐの走行軌跡の条件４として、ピッチＰ［μｍ］を３［μｍ］と規定し、また走査範囲Ｓ［μｍ］を０［μｍ］、１００［μｍ］、３００［μｍ］、５００［μｍ］、１０００［μｍ］、２０００［μｍ］と規定し、さらにスキャン回数Ｎ［回］を３回、５回と規定した場合について、板ガラスの裏面（レーザー光Ｌの出射面）における繊維状ガラス組成物の発生の有無をそれぞれ確認し、［表４］によって示される結果を得た。

［表４］に示すように、［条件４］の下でレーザー光が照射された板ガラスの裏面上においては、走査範囲Ｓが１００［μｍ］であれば、スキャン回数が５回の場合に量的に十分な繊維状ガラス組成物の発生が見られ、走査範囲Ｓが３００［μｍ］、５００［μｍ］、１０００［μｍ］であれば、何れのスキャン回数Ｎ（３回、５回）であっても量的に十分な繊維状ガラス組成物の発生が見られることが確認された。
なお、走査範囲Ｓが２０００［μｍ］となると、何れのスキャン回数Ｎ（３回、５回）であっても量的に十分な繊維状ガラス組成物の発生が見られなくなるが、これは、走査範囲が広くなり、先にレーザー光Ｌの照射が行われて加熱された箇所が、他の箇所にレーザー光Ｌの照射を行っている間に冷めてしまうためと考えられる。

ところで、図１４は、ピッチＰ［μｍ］を３［μｍ］と規定し、また走査範囲Ｓ［μｍ］を５００［μｍ］と規定し、さらにスキャン回数Ｎ［回］を３回と規定して、板ガラス５００にレーザー光Ｌを照射した際の、該板ガラス５００のメルト領域５０１の横断面形状を示した図である。
本条件における板ガラス５００においては、前述した条件１〜条件４によって示したとおり、量的に十分な繊維状ガラス組成物の発生が、裏面（下面）に見られることが確認されている。

図１４に示すメルト領域５０１によれば、レーザー光Ｌの照射面となる板ガラス５００の表面（上面）側の面積よりも、裏面（下面）側の面積の方が小さくなっているものの、板ガラス５００の表面（上面）から裏面（下面）までにかけて、ガラスが軟化又は溶融しているメルト領域が連続的に形成されていることがわかる。
このように、レーザー光Ｌの照射によりガラスが軟化又は溶融した状態となるメルト領域５０１が、板ガラス５００の表面（上面）から裏面（下面）にまで達した状態となることで、板ガラス５００の裏面（下面）側に繊維状ガラス組成物が生成されることとなる。

なお、本発明においては、スキャン回数、或いはレーザー光の出力を適宜調整することによって、繊維状ガラス組成物を生成するとともに、スキャン対象のガラスに孔をあけることが可能である。

１ 製造装置（繊維状ガラス組成物製造装置）
１０ レーザー光照射手段
１００ 板ガラス（ガラス素材）
１００Ａ メルト領域（所定の領域）
１００Ｂ メルト領域（所定の領域）
１００Ｃ メルト領域（所定の領域）
１００Ｄ メルト領域（所定の領域）
１００Ｅ メルト領域（所定の領域）
１００ａ 裏側メルト領域
１００ｂ 裏側メルト領域
１００ｃ 裏側メルト領域
１００ｄ 裏側メルト領域
１００ｅ 裏側メルト領域
１０１ 繊維状ガラス組成物（ガラス製ナノファイバー）
１０１ａ 球状物質
３００ 板ガラス（ガラス素材）
４００ 円筒ガラス（ガラス素材）
Ｌ レーザー光
Ｌｐ 照射点

Claims (12)

1. 対向する二面を備えるガラス素材にレーザー光を照射して繊維状のガラス組成物を製造する、繊維状ガラス組成物の製造方法であって、
   前記レーザー光を前記ガラス素材の一方の面における所定の領域内で走査させながら照射して、
   前記ガラス素材における前記所定の領域内を、一方の面側から他方の面側へかけて前記ガラス素材の軟化点以上の温度に加熱することにより、
   前記ガラス素材の他方の面側に前記繊維状のガラス組成物を生成させる、
   ことを特徴とする繊維状ガラス組成物の製造方法。
2. 前記レーザー光の前記ガラス素材の一方の面における照射点は、前記所定の領域内にて、渦巻形状の走査軌跡を描くように走査される、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の繊維状ガラス組成物の製造方法。
3. 前記レーザー光の前記ガラス素材の一方の面における照射点は、前記所定の領域内にて、矩形波形状の走査軌跡を描くように走査される、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の繊維状ガラス組成物の製造方法。
4. 前記レーザー光の照射点は、前記所定の領域内において予め定められた走査経路の始点から終点へ向けて、繰り返し走査され、または
   前記始点と前記終点とを往復するよう走査される、
   ことを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の繊維状ガラス組成物の製造方法。
5. 前記レーザー光の照射による前記繊維状のガラス組成物の生成中に、前記ガラス素材における、レーザー光を照射する前記所定の領域の位置を、連続的または断続的に移動する、
   ことを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の繊維状ガラス組成物の製造方法。
6. 前記レーザー光の焦点位置を、該レーザー光の光源から見て前記ガラス素材より遠方に設定する、
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載の繊維状ガラス組成物の製造方法。
7. 前記レーザー光の焦点位置を、前記ガラス素材内部に設定する、
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載の繊維状ガラス組成物の製造方法。
8. 前記ガラス素材は円筒形状を成し、
   前記レーザー光を前記ガラス素材の外周面に照射し、
   前記レーザー光の照射による前記繊維状のガラス組成物の生成中に、前記ガラス素材を、前記円筒形状の軸心を中心として連続的または断続的に回転させるとともに、
   前記軸心方向に沿って連続的または断続的に移動させる、
   ことを特徴とする、請求項１〜請求項７の何れか一項に記載の繊維状ガラス組成物の製造方法。
9. 対向する二面を備えるガラス素材にレーザー光を照射して繊維状のガラス組成物を製造するための、繊維状ガラス組成物の製造装置であって、
   レーザー光を照射するレーザー光照射手段を備え、
   前記レーザー光照射手段により、前記レーザー光を前記ガラス素材の一方の面における所定の領域内で走査させながら照射して、
   前記ガラス素材における前記所定の領域内を、一方の面側から他方の面側へかけて前記ガラス素材の軟化点以上の温度に加熱することにより、
   前記ガラス素材の他方の面側に前記繊維状のガラス組成物を生成させる、
   ことを特徴とする繊維状ガラス組成物の製造装置。
10. 請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の繊維状ガラス組成物の製造方法によって製造された繊維状ガラス組成物であって、
    平均繊維径が１ｎｍ〜２μｍである、
    ことを特徴とする繊維状ガラス組成物。
11. 前記平均繊維径より大きな直径の粒状部を有する、
    ことを特徴とする、請求項１０に記載の繊維状ガラス組成物。
12. 請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の繊維状ガラス組成物の製造方法によって製造された繊維状ガラス組成物、または、請求項１０もしくは請求項１１に記載の繊維状ガラス組成物を備える、
    ことを特徴とするガラス素材。