JP2017507892A - ガラス物品およびその形成方法 - Google Patents

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Abstract

方法は、ガラス物品を形成する工程を有してなる。そのガラス物品は、コアおよびそのコアに隣接するクラッドを備える。コアは第１のガラス組成物から構成される。クラッドは、第１のガラス組成物と異なる第２のガラス組成物から構成される。試薬中の第２のガラス組成物の分解率は、その試薬中の第１のガラス組成物の分解率よりも大きい。

Description

優先権
本出願は、各々の内容がここに全て引用される、２０１４年３月１３日に出願された米国仮特許出願第６１／９５２５８０号および２０１４年５月７日に出願された米国仮特許出願第６１／９８９７１７号に対する優先権の恩恵を主張するものである。
本開示は、ガラス物品に関し、より詳しくは、試薬中の分解率が異なる少なくとも２つのガラス層を備えた積層ガラス物品および表面に欠陥のない加工ガラス物品を製造するためのそのようなガラス物品の使用に関する。
ガラス棒やガラス板などのガラス物品を加工したり、取り扱ったりすると、ガラス物品の表面が損傷を受けることがある。例えば、様々な異なる三次元形状のいずれかを有する成形ガラス物品を形成するために、ガラス板を成形することができる。成形過程中、成形型の表面に存在するどのような欠陥も、成形ガラス物品の表面に転写され得る。
結果として生じた欠陥は、研削および研磨によって成形ガラス物品から除去できるが、このような作業は、特に非平坦表面上で、時間がかかり、費用がかかり、実施するのが厄介であり得る。あるいは、欠陥は酸エッチングにより除去することができるが、酸エッチングでは、成形ガラス物品に、目に見えるほどの粗面が残り得る。
ガラス物品およびガラス物品を形成する方法が、ここに開示されている。このガラス物品はコアおよびクラッドを備える。コアはコアガラス組成物から構成され、クラッドは、コアガラス組成物とは異なるクラッドガラス組成物から構成される。試薬中のクラッドガラス組成物の分解率は、その試薬中のコアガラス組成物の分解率よりも大きい。
ガラス物品を形成する工程を有してなる方法が、ここに開示されている。このガラス物品は、コアおよびそのコアに隣接するクラッドを備える。コアはコアガラス組成物から構成される。クラッドは、コアガラス組成物とは異なるクラッドガラス組成物から構成される。クラッドガラス組成物は、約４５モル％から約６０モル％のＳｉＯ2および約８モル％から約１９モル％のＡｌ2Ｏ3を含む。クラッドガラス組成物は、ＡｓおよびＣｄを実質的に含まない。試薬中のクラッドガラス組成物の分解率は、その試薬中のコアガラス組成物の分解率より少なくとも１０倍大きい。
第１のクラッド層と第２のクラッド層との間に配置されたコア層を備えた積層ガラス板を形成する工程を有してなる方法も、ここに開示されている。第１のクラッド層および第２のクラッド層は、独立して、約４５モル％から約６０モル％のＳｉＯ2および約８モル％から約１９モル％のＡｌ2Ｏ3を含む。第１のクラッド層および第２のクラッド層は、ＡｓおよびＣｄを実質的に含まない。この積層ガラス板の外面は、加工ユニットと接触する。第１のクラッド層および第２のクラッド層は、その第１のクラッド層および第２のクラッド層を少なくとも部分的に除去するために、試薬と接触させられる。その試薬中のコア層の分解率に対するその試薬中の第１のクラッド層および第２のクラッド層の各々の分解率の比は、少なくとも１０である。
コアおよびそのコアに隣接するクラッドを備えたガラス物品も、ここに開示されている。コアはコアガラス組成物から構成される。クラッドはクラッドガラス組成物から構成される。クラッドガラス組成物は、約４５モル％から約６０モル％のＳｉＯ2および約８モル％から約１９モル％のＡｌ2Ｏ3を含み、約５０×１０-7／℃から約９５×１０-7／℃の熱膨張係数（ＣＴＥ）、および少なくとも約５０キロポアズの液相粘度を有する。このクラッドガラス組成物は、Ｐｂ、Ａｓ、およびＣｄを実質的に含まない。試薬中のコアガラス組成物の分解率に対する、その試薬中のクラッドガラス組成物の分解率の比は、少なくとも約１０である。
コアおよびそのコアを実質的に被包するクラッドを備えたガラス物品も、ここに開示されている。コアはコアガラス組成物から構成される。クラッドはクラッドガラス組成物から構成される。クラッドガラス組成物は、約４５モル％から約６０モル％のＳｉＯ2および約８モル％から約１９モル％のＡｌ2Ｏ3を含み、約５０×１０-7／℃から約９５×１０-7／℃の熱膨張係数（ＣＴＥ）、および少なくとも約５０キロポアズの液相粘度を有する。このクラッドガラス組成物は、ＡｓおよびＣｄを実質的に含まない。このガラス物品を試薬と約０．５時間から約１０時間に亘り接触させると、クラッドがコアから少なくとも部分的に除去され、コアの外面が露出される。
追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、一部は、その説明から当業者に容易に明白となるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付図面を含む、ここに記載されたような実施の形態を実施することによって、認識されるであろう。
先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、単なる例示であり、請求項の性質および特徴を理解するための概要または骨子を提供することが意図されているのが理解されよう。添付図面は、さらなる理解を与えるために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、１つ以上の実施の形態を示しており、説明と共に、様々な実施の形態の原理および作動を説明する働きをする。
ガラス物品の１つの例示の実施の形態の部分断面図 ガラス物品の別の例示の実施の形態の部分断面図 ガラス物品を形成するための装置の１つの例示の実施の形態の断面図 その外面に欠陥が形成された、図１に示されたガラス物品の部分断面図 クラッドが除去された、図１および３に示されたガラス物品の部分断面図 突起を含む成形面の１つの例示の実施の形態と接触しているガラス板の１つの例示の実施の形態のシミュレーション応答を示す図 成形面の１つの例示の突起から生じる、ガラス板の１つの例示の実施の形態のコア層における目に見える欠陥を避けるのに十分な予測クラッド厚のグラフ 成形面の別の例示の突起から生じる、ガラス板の１つの例示の実施の形態のコア層における目に見える欠陥を避けるのに十分な予測クラッド厚のグラフ 成形面の１つの例示の突起の振幅および幅の関数としての、ガラス物品の１つの例示の実施の形態のコア層における目に見える欠陥を避けるのに十分な予測クラッド厚のグラフ 時間の関数としての、エッチング厚として表された、１つの例示のコアガラス組成物および１つの例示のクラッドガラス組成物の分解率のグラフ クラッドの除去前の成形ガラス物品の１つの例示の実施の形態の写真 クラッドの除去後の、図１１の成形ガラス物品の写真 成形ガラス物品の半分からクラッドを除去した後の、成形ガラス物品の別の例示の実施の形態の写真 クラッドの除去前の成形ガラス物品の別の例示の実施の形態の写真 クラッドの除去後の、図１４の成形ガラス物品の写真
ここで、添付図面に示されている例示の実施の形態を詳しく参照する。できるときはいつでも、同じまたは同様の部品を指すために、図面に亘り、同じ参照番号が使用される。図面における構成要素は、必ずしも一定の縮尺ではなく、それどころか、例示の実施の形態の原理を説明する際に、強調されている。
ここに用いたように、「液相粘度」という用語は、ガラス組成物の液相温度でのガラス組成物の剪断粘度を称する。
ここに用いたように、「液相温度」という用語は、ガラス組成物において失透が生じる最高温度を称する。
ここに用いたように、「熱膨張係数」または「ＣＴＥ」という用語は、約２０℃から約３００℃の温度範囲に亘り平均された、ガラス組成物の熱膨張係数を称する。
「実質的に含まない」という用語は、ガラス組成物中の特定の酸化物成分の欠如を記載するためにここに使用される場合、その成分が、そのガラス組成物中に不在である、またはそのガラス組成物中に０．２モル％未満の微量しか存在しないことを意味する。
本開示を通じて、構成成分（例えば、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3など）の濃度は、特に明記のない限り、酸化物基準のモルパーセント（モル％）で与えられている。
図１は、コアおよびそのコアに隣接したクラッドを備えたガラス物品の１つの例示の実施の形態の断面図である。そのクラッドは、コアに直接隣接していても、１つ以上の中間ガラス層によってコアから間隔が空けられていても差し支えない。いくつかの実施の形態において、クラッドは、コアを少なくとも部分的に被包する外皮を備える。クラッドは、ここに記載されたようなガラス物品の加工および／または取扱い中にコアを保護するのに役立ち得る。図１に示された実施の形態において、ガラス物品は積層ガラス板１００からなる。ガラス板１００は、図１に示されるように平面であっても、非平面であっても差し支えない。ガラス板１００のコアはコア層１０２を含む。そのコア層は、図１に示されるように単層からなっても、複数の層からなっても差し支えない。ガラス板１００のクラッドは、第１のクラッド層１０４および第２のクラッド層１０６からなる。第１のクラッド層および第２のクラッド層の各々は、図１に示されるように単層からなっても、複数の層からなっても差し支えない。コア層１０２は、第１のクラッド層１０４と第２のクラッド層１０６との間に配置されている。第１のクラッド層１０４および第２のクラッド層１０６は、ガラス板１００の外層である。コア層１０２は、第１の主面およびこの第１の主面の反対の第２の主面を有する。いくつかの実施の形態において、第１のクラッド層１０４は、コア層１０２の第１の主面に融合されている。それに加え、またはそれに代えて、第２のクラッド層１０６は、コア層１０２の第２の主面に融合されている。第１のクラッド層１０４とコア層１０２との間、および／または第２のクラッド層１０６とコア層１０２との間の界面は、例えば、接着剤、コーティング層、もしくはコア層にそれぞれのクラッド層を接着するために加えられたまたは構成された任意の他の非ガラス材料などの、どのような結合材料も含まなくて差し支えない。それゆえ、クラッド層１０４および１０６の一方または両方が、コア層１０２に直接融合されている、および／またはコア層に直接隣接して配置されている。いくつかの実施の形態において、そのガラス板は、コア層と第１のクラッド層との間、および／またはコア層と第２のクラッド層との間に配置された１つ以上の中間層を備える。例えば、その中間層は、コア層およびクラッド層の界面に形成された中間ガラス層および／または拡散層からなる。拡散層は、その拡散層に隣接した各層の成分を含む混合領域を含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス板１００は、直接隣接する複数のガラス層の間の界面がガラス−ガラス界面である、ガラス−ガラス積層板（例えば、その場で融合された多層ガラス−ガラス積層板）からなる。
図２は、コアおよびそのコアに隣接したクラッドを備えたガラス物品の別の例示の実施の形態の断面図である。図２に示された実施の形態において、ガラス物品は積層ガラス板１１０からなる。ガラス板１１０は、図１を参照して説明されたガラス板１００と似ている。例えば、ガラス板１１０は、第１のクラッド層１１４と第２のクラッド層１１６との間に配置されたコア層１１２を備える。コア層１１２は複数の層を有する。例えば、図２に示された実施の形態において、コア層１０２は、第１の外側コア層１１２ｂと第２の外側コア層１１２ｃとの間に配置された内側コア層１１２ａを備える。第１の外側コア層１１２ｂは、第１のクラッド層１１４と内側コア層１１２ａとの間に配置されている。第２の外側コア層１１２ｃは、第２のクラッド層１１６と内側コア層１１２ａとの間に配置されている。
いくつかの実施の形態において、コアはコアガラス組成物から構成され、クラッドは、コアガラス組成物とは異なるクラッドガラス組成物から構成される。例えば、図１に示された実施の形態において、コア層１０２はコアガラス組成物から構成され、第１のクラッド層１０４および第２のクラッド層１０６の各々はクラッドガラス組成物から構成される。他の実施の形態において、第１のクラッド層１０４は第１のクラッドガラス組成物から構成され、第２のクラッド層１０６は、コアガラス組成物および／または第１のクラッドガラス組成物とは異なる第２のクラッドガラス組成物から構成される。図２に示された実施の形態において、内側コア層１１２ａは内側コアガラス組成物から構成され、第１の外側コア層１１２ｂおよび第２の外側コア層１１２ｃの各々は、内側コアガラス組成物とは異なる外側コアガラス組成物から構成される。他の実施の形態において、第１の外側コア層１１２ｂは第１の外側コアガラス組成物から構成され、第２の外側コア層１１２ｃは、内側コアガラス組成物および／または第１の外側コアガラス組成物とは異なる第２の外側コアガラス組成物から構成される。
前記ガラス物品は、適切なプロセス（例えば、フュージョンドロー法、ダウンドロー法、スロットドロー法、アップドロー法、圧延法、またはオフライン積層法）を使用して形成できる。いくつかの実施の形態において、ガラス物品は、フュージョンドロー法を使用して形成される。図３は、フュージョンドロー法を使用して、例えば、ガラス板１００などのガラス物品を形成するために使用できる積層オーバーフロー式分配装置２００の１つの例示の実施の形態を示している。装置２００は概して、ここに全てが引用される、米国特許第４２１４８８６号明細書に記載されているように、構成されている。装置２００は、上側オーバーフロー分配器２４０の下に位置する下側オーバーフロー分配器２２０を備える。下側オーバーフロー分配器２２０は樋２２２を有する。第１のガラス組成物２２４（例えば、コアガラス組成物）が溶融され、粘性状態で樋２２２に送り込まれる。第１のガラス組成物２２４はガラス板１００のコア層１０２を形成する。上側オーバーフロー分配器２４０は樋２４２を有する。第２のガラス組成物２４４（例えば、クラッドガラス組成物）が溶融され、粘性状態で樋２４２に送り込まれる。第２のガラス組成物２４４はガラス板１００のクラッド層１０４および１０６を形成する。
第１のガラス組成物２２４は、樋２２２を溢れ、下側オーバーフロー分配器２２０の互いに反対にある外側成形面２２６および２２８を下方に流れる。外側成形面２２６および２２８は引出し線で集束する。下側オーバーフロー分配器２２０のそれぞれの外側成形面２２６および２２８を下方に流れる第１のガラス組成物２２４の別々の流れが、引出し線２３０で集束し、そこで別々の流れが互いに融合して、ガラス板１００のコア層１０２を形成する。
第２のガラス組成物２４４は、樋２４２を溢れ、上側オーバーフロー分配器２４０の互いに反対にある外側成形面２４６および２４８を下方に流れる。第２のガラス組成物２４４は、その第２のガラス組成物が下側オーバーフロー分配器２２０の周りに流れ、下側オーバーフロー分配器の外側成形面２２６および２２８を流れる第１のガラス組成物２２４と接触するように上側オーバーフロー分配器２４０によって外側にそらされる。第２のガラス組成物２４４の別々の流れが、下側オーバーフロー分配器２２０のそれぞれの外側成形面２２６および２２８を下方に流れる第１のガラス組成物２２４のそれぞれの別々の流れに融合される。引出し線２３０で第１のガラス組成物２２４の別々の流れが集束した際に、第２のガラス組成物２４４はガラス板１００のクラッド層１０４および１０６を形成する。
いくつかの実施の形態において、ガラス板１００は、図３に示されるように、下側オーバーフロー分配器２２０の引出し線２３０から離れて移動するガラスリボンの部分である。このガラスリボンは、そこからガラス板１００を分離するために切断される。このように、ガラス板１００は、ガラスリボンから切断される。そのガラスリボンは、例えば、刻み、曲げ、熱衝撃、および／またはレーザ切断などの適切な技法を使用して切断できる。
いくつかの実施の形態において、ガラス物品（例えば、ガラス板１００またはガラス板１１０）の厚さは、少なくとも約０．０５ｍｍ、少なくとも約０．１ｍｍ、少なくとも約０．２ｍｍ、少なくとも約０．３ｍｍ、または少なくとも約０．５ｍｍである。それに加え、またはそれに代えて、ガラス物品の厚さは、多くとも約１２．５ｍｍ、多くとも約１０ｍｍ、多くとも約５ｍｍ、多くとも約３ｍｍ、多くとも約１．５ｍｍ、または多くとも約０．５ｍｍである。例えば、ガラス物品の厚さは、約０．２ｍｍから約１２．５ｍｍである。それに加え、またはそれに代えて、コア（例えば、コア層１０２またはコア層１１２）の厚さは、約０．１ｍｍから約１２ｍｍである。それに加え、またはそれに代えて、クラッド（例えば、第１のクラッド層１０４および第２のクラッド層１０６の各々）の厚さは、約０．０２５ｍｍから約０．２５ｍｍである。
いくつかの実施の形態において、ガラス板の厚さに対するコア層（例えば、コア層１０２またはコア層１１２）の厚さの比は、少なくとも約０．７、少なくとも約０．８、少なくとも約０．８５、少なくとも約０．９、または少なくとも約０．９５である。それに加え、またはそれに代えて、コア層１１２の厚さに対する内側コア層１１２ａの厚さの比は、少なくとも約０．７、少なくとも約０．８、少なくとも約０．８５、少なくとも約０．９、または少なくとも約０．９５である。いくつかの実施の形態において、クラッド（例えば、クラッド層１０４および１０６の合計厚さ）の厚さに対するコア（例えば、コア層１０２またはコア層１１２）の厚さの比は、少なくとも約１、少なくとも約３、少なくとも約５、少なくとも約７、または少なくとも約９である。それに加え、またはそれに代えて、クラッドの厚さに対するコアの厚さの比は、多くとも約２０、多くとも約１５、または多くとも約１０である。
図１に示されたガラス板１００は３層からなり、図２に示されたガラス板１１０は５層からなるが、本開示に他の実施の形態も含まれる。他の実施の形態において、ガラス板は、２層、４層、またはそれより多い層などの所定の数の層を有することができる。例えば、第１のクラッド層または第２のクラッド層の一方は、ガラス板が２層ガラス板からなるように省略しても差し支えない。２層からなるガラス板は、その２層が、オーバーフロー分配器のそれぞれの引出し線から離れて移動している間に接合されるように配置された２つのオーバーフロー分配器を使用して、または２つのガラス組成物がオーバーフロー分配器の互いに反対の外側成形面を流れ、オーバーフロー分配器の引出し線で集束するように分割された樋を有する１つのオーバーフロー分配器を使用して、形成することができる。４以上の層からなるガラス板は、追加のオーバーフロー分配器を使用して、および／または分割樋を有する複数のオーバーフロー分配器を使用して、形成することができる。このように、所定の数の層を有するガラス板は、オーバーフロー分配器をしかるべく改良することによって、形成することができる。いくつかの実施の形態において、１つ以上の中間層が、コア層とクラッド層との間に配置されている。それゆえ、積層ガラス板に含まれる層の総数にかかわらず、クラッド層が外側層であり得る。
いくつかの実施の形態において、ガラス物品は、細長コアおよびそのコアの周りに配置されたクラッド層を備えたガラス棒またはフィラメントとして構成することができる。そのガラス物品は、例えば、円形、楕円形、三角形、矩形、または別の多角形もしくは非多角形などの適切な断面形状を有し得る。
いくつかの実施の形態において、ガラス物品は無垢な外面を有する。その無垢な外面は実質的に滑らかかつ均一である。図１に示された実施の形態において、ガラス板１００は、無垢な（すなわち、実質的に滑らかかつ均一である）外面（すなわち、第１と第２のクラッド層１０４および１０６の外面）を有する。同様に、図２に示された実施の形態において、ガラス板１１０は、無垢な外面（すなわち、第１と第２のクラッド層１１４および１１６の外面）を有する。いくつかの実施の形態において、ガラス板の無垢な外面は、研削または研磨を行わずに形成される。例えば、無垢な外面は、ここに記載されたようなフュージョンドロー法の最中に形成される。無垢な外面は、ガラス板の形成中に、その外面と装置２００との間の接触がない結果であり得る。
いくつかの実施の形態において、ガラス物品のコアは無垢な外面を有する。コアとクラッドとの間の界面は、実質的に滑らかかつ均一である。図１に示された実施の形態において、ガラス板１００のコア層１０２は、無垢な（すなわち、実質的に滑らかかつ均一である）外面（すなわち、コア層と、第１と第２のクラッド層１０４および１０６の各々との間の界面）を有する。同様に、図２に示された実施の形態において、ガラス板１１０のコア層１１２は、無垢な外面（すなわち、コア層と、第１と第２のクラッド層１１４および１１６の各々との間の界面）を有する。いくつかの実施の形態において、コア層の無垢な外面は、ここに記載されたようなフュージョンドロー法の最中に形成される。
いくつかの実施の形態において、ガラス物品に加工および／または取扱いが行われ、その最中に、ガラス物品の外面は、１つ以上のガラス加工ユニットと係合する。そのガラス加工ユニットは、例えば、把持ユニット（例えば、吸引カップまたはクランプ）、搬送ユニット（例えば、コンベヤ、カート、またはラック）、成形ユニット（例えば、成形型またはダイ）、またはガラス物品と係合する別のタイプの機器などのガラス物品の加工、輸送、および／または貯蔵中に使用される適切な機器を備え得る。図４は、加工ユニットと係合した後の図１に示されたガラス物品の部分断面図である。ガラス加工ユニットがガラス物品と係合すると、ガラス物品の外面がもはや無垢ではないように、ガラス物品の外面が損なわれることがある。例えば、いくつかの実施の形態において、ガラス物品の外面は、外面が非平滑および／または不均一であるような加工ユニットとの係合後に、欠陥（例えば、圧痕、突起、または引っ掻き傷）を有する。
いくつかの実施の形態において、ガラス板１００の外面は成形ユニットと接触する。この成形ユニットは成形面を有し、ガラス板１００は、ガラス板が成形ユニットと接触することにより、成形面の形状に相補的な形状がガラス板に与えられるほど十分に高い温度に維持される。成形ユニットはガラス板１００と係合して、成形ガラス物品を形成する。いくつかの実施の形態において、成形ユニットの成形面は、成形ガラス物品の成形中にガラス板１００の外面に欠陥を与える不完全さ（例えば、圧痕または突起）を有する。成形面上の不完全さは、例えば、製造欠陥、反復使用により生じる成形面上の摩耗、または成形面上に配置された異物の結果であり得る。いくつかの実施の形態において、ガラス板１００の外面は、成形ユニットとの係合後に、もはや無垢ではない。例えば、成形ガラス物品は、成形ユニットとの係合後に、図４に示されるように、非平滑および／または不均一な外面を有する。
いくつかの実施の形態において、ガラス物品の外面上の欠陥は、クラッドにとどまり、コア中に延在しない。例えば、欠陥は、図４に示されるように、第１のクラッド層１０４および／または第２のクラッド層１０６にとどまり、コア層１０２中に延在しない。クラッドは、取扱いおよび／または加工中にコアを損傷から保護する。いくつかの実施の形態において、クラッドは、コアから部分的にまたは実質的に完全に除去されて、コアの外面を露出させる。図５は、クラッドの除去後の図１および４に示されたガラス物品の部分断面図である。損傷を受けたクラッドがコアから除去されて、コアの無垢な外面が露出されている。例えば、いくつかの実施の形態において、第１のクラッド層１０４および第２のクラッド層１０６がコア層１０２から除去されて、図５に示されるように、コア層の外面が露出される。コア層１０２の露出された外面は無垢な表面である。第１と第２のクラッド層１０４および１０６を除去すると、その第１と第２のクラッド層内の欠陥がガラス物品から除去されて、加工ユニットによりガラス物品に与えられた欠陥が実質的にない無垢な表面がガラス物品に残る。
図６は、突起３０２を含む成形面３００の１つの例示の実施の形態と接触しているガラス板１００のシミュレーション応答を示している。いくつかの実施の形態において、第１のクラッド層１０４は、突起３０２の影響を少なくともある程度吸収し、それによって、コア層と第１のクラッド層との間の界面での、突起３０２から生じるコア層１０２の結果を最小にする。言い換えると、その界面でのコア層１０２内の欠陥は、突起３０２から生じるガラス板１００の表面での第１のクラッド層１０４内の欠陥と比べて、より幅広く、振幅がより小さい。
突起のサイズに対する成形面上の突起から生じるコア層内の欠陥のサイズは、コア対クラッドの粘度比およびクラッドの厚さに依存する。図７および８は、成形面３００上の突起３０２から生じるコア層１０２内の目に見える欠陥を避けるのに十分な予測クラッド厚のグラフである。図７に示されたデータは、５μｍの振幅および２０μｍの幅を有する突起３０２に基づいて計算されている。コア層内の欠陥の視認性は、欠陥の勾配に関連している。曲線３１０は、勾配が１／１０００であるコア層１０２内の欠陥に対応する。曲線３１２は、勾配が１／５０００であるコア層１０２内の欠陥に対応する。図８に示されたデータは、２０μｍの振幅および２０μｍの幅を有する突起３０２に基づいて計算されている。曲線３２０は、勾配が１／１０００であるコア層１０２内の欠陥に対応する。曲線３２２は、勾配が１／５０００であるコア層１０２内の欠陥に対応する。図７〜８は、コア内の目に見える欠陥を避けるのに十分なクラッド厚は、コア対クラッドの粘度比が増加するにつれて、減少することを示している。このように、より高いコア対クラッドの粘度比では、コア内の目に見える欠陥を避けるために、より薄いクラッドで十分である。
いくつかの実施の形態において、クラッド厚またはコア対クラッドの粘度比の少なくとも一方が、成形面の表面状態に基づいて調節される。例えば、その表面状態は、予測突起サイズまたは表面粗さを含む。それゆえ、クラッド厚および／またはコア対クラッドの粘度比は、目に見える欠陥を実質的に含まないコアを得るために、成形面の表面状態に基づいて調節される。例えば、コア層は、コアの粘度を増加させる、クラッドの粘度を減少させる、および／またはクラッド厚を増加させることによって、目に見える欠陥に対してより耐性にすることができる。目に見える欠陥に対するコア層の耐性を調節する能力により、ガラス板を成形型表面に対して調整することが可能になる。例えば、成形型の摩耗が増加するにつれて、コアの粘度を増加させることができる。それに加え、またはそれに代えて、成形型の摩耗が増加するにつれて、クラッドの粘度を減少させることができる。それに加え、またはそれに代えて、成形型の摩耗が増加するにつれて、クラッド厚を増加させることができる。成形型の摩耗は、例えば、成形型が使用されている時間の長さまたは成形型内で形成されたガラス物品の数を表すことができる。
いくつかの実施の形態において、ガラス板１１０は、ガラス板１００に関してここに記載されたようなガラス加工ユニットと係合する。例えば、ガラス板１１０の外面は、成形ガラス物品の成形中にガラス板の外面に欠陥を与える成形ユニットと接触する。いくつかの実施の形態において、欠陥は、第１のクラッド層１１４および／または第２のクラッド層１１６にとどまり、コア層１１２中に延在しない。いくつかの実施の形態において、第１のクラッド層１１４および第２のクラッド層１１６がコア層１１２から少なくとも部分的に除去されて、コア層の外面が露出される。この露出された外面は無垢な表面を含み得る。
クラッドでコアを保護すると、取扱いおよび／または加工中にガラス物品のコアに損傷が生じるのを防ぐことができる。ガラス物品に生じる損傷は、クラッドを除去することによって、除去できる。クラッドでコアを保護すると、その成形面に不完全さがある成形ユニットを使用することができる。これにより、成形面の交換または修復もしくは修繕を行う前に成形ユニットを使用できる時間（すなわち、成形ユニットの有用寿命）を長くすることができる。クラッドでコアを保護すると、成形ガラス物品を研削したり研磨したりせずに、無垢な外面を有する成形ガラス物品を製造することができる。
いくつかの実施の形態において、クラッドはコアほど耐久性がない。例えば、図１に示された実施の形態において、第１のクラッド層１０４および第２のクラッド層１０６は、コア層１０２よりも耐久性がない。図２に示された実施の形態において、第１のクラッド層１１４および第２のクラッド層１１６は、第１の外側コア層１１２ｂおよび第２の外側コア層１１２ｃよりも耐久性がない。いくつかの実施の形態において、内側コア層１１２ａは、第１と第２の外側コア層１１２ｂおよび１１２ｃ内に被包されている。内側コア層１１２ａは第１と第２の外側コア層１１２ｂおよび１１２ｃにより保護されているので、その内側コア層は、第１と第２のクラッド層１１４および１１６または第１と第２の外側コア層１１２ｂおよび１１２ｃよりも耐久性があるまたはそれよりも耐久性がないことがある。クラッドガラス組成物（例えば、第１と第２のクラッド層１０４および１０６の、または第１と第２のクラッド層１１４および１１６の）の試薬中の分解率は、コアガラス組成物（例えば、コア層１０２の、または第１と第２の外側コア層１１２ｂおよび１１２ｃの）におけるよりも大きい。いくつかの実施の形態において、試薬中のクラッドガラス組成物の分解率は、その試薬中のコアガラス組成物の分解率よりも少なくとも１０倍大きい。いくつかの実施の形態において、ガラス物品を試薬と接触させて、コアからクラッドの少なくとも一部を除去し、コアの外面を露出する。クラッドとコアとの間の耐久性の差により、ガラス物品を試薬と接触させて、コアを実質的に分解または溶解せずに、クラッドを分解または溶解することによって、クラッドをコアから除去することができる。
前記試薬は、ガラス物品（例えば、クラッドおよび／またはコア）を分解または溶解することのできる適切な成分を含む。例えば、試薬は、酸、塩基、別の適切な成分、またはそれらの組合せを含む。いくつかの実施の形態において、試薬は、例えば、鉱酸（例えば、ＨＣｌ、ＨＮＯ3、Ｈ2ＳＯ4、Ｈ3ＰＯ4、Ｈ3ＢＯ3、ＨＢｒ、ＨＣｌＯ4、またはＨＦ）、カルボン酸（例えば、ＣＨ3ＣＯＯＨ）、またはそれらの組合せなどの酸を含む。例えば、いくつかの実施の形態において、試薬はＨＣｌ（例えば、水中５０体積％のＨＣｌ）を含む。それに加え、またはそれに代えて、試薬はＨＮＯ3を含む。いくつかの実施の形態において、試薬は、例えば、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、Ｂａ（ＯＨ）2、またはそれらの組合せなどの塩基を含む。
いくつかの実施の形態において、試薬はＨＦを実質的に含まない。ＨＦは多くの様々な酸化物と反応するものであり、したがって、ほとんどのガラス組成物に対して極めて反応性に富む。例えば、ＨＦは二酸化ケイ素と反応して、ガス状または水溶性フッ化ケイ素を形成する。ガラス物品のコアを、ＨＦを含む試薬と接触させると、ＨＦがコアと反応するかもしれず、これにより、コア表面が粗くなったり、傷ついたりし得る。ＨＦを実質的に含まない試薬を使用すると、試薬のコアとの実質的に反応が防がれて、コア表面に損傷を与えずにコアからクラッドを除去することができるであろう。
いくつかの実施の形態において、ガラス物品に試薬を接触させて、ここに記載されたようにコアからクラッドを少なくとも部分的に除去する。クラッドが除去された際に、コアは、少なくとも部分的に露出され得る。例えば、コアは、積層ガラス物品を試薬に少なくとも約０．１時間、少なくとも約０．５時間、少なくとも約１時間、または少なくとも約２時間に亘り接触させることに応えて、少なくとも部分的に露出される。それに加え、またはそれに代えて、コアは、積層ガラス物品を試薬と多くとも約１０時間、多くとも約５時間、または多くとも約２時間に亘り接触させることに応えて、少なくとも部分的に露出される。ガラス物品が試薬と接触させられる条件（例えば、試薬の濃度、温度、および／または超音波撹拌の使用）を調節して、クラッドの分解率を調節することができる。
いくつかの実施の形態において、試薬は第１の試薬および第２の試薬を含む。ガラス物品を第１の試薬と接触させて、コアからクラッドの第１の部分を除去し、次いで、第２の試薬と接触させて、コアからクラッドの第２の部分を除去する。いくつかの実施の形態において、第１の試薬はＨＦを含む。ガラス物品を第１の試薬と接触させた後であって、ガラス物品を第２の試薬と接触させる前に、コアがクラッド内に実質的に被包されたままであるように十分に短い時間に亘り、ガラス物品を第１の試薬と接触させる。ＨＦを含む第１の試薬は、コアを第１の試薬と接触させずに、クラッドの第１の部分を比較的迅速に分解させるために使用することができる。コアを第１の試薬と接触させると、コアの外面が損傷を受け得る。いくつかの実施の形態において、第２の試薬はＨＦを実質的に含まない。それに加え、またはそれに代えて、第２の試薬中のクラッドの分解率は、ここに記載したように、第２の試薬中のコアの分解率よりも大きい。コアは、コアの外面を損傷せずに、第２の試薬と接触させても差し支えない（例えば、クラッドの第２の部分を除去した後）。
いくつかの実施の形態において、クラッドの除去（例えば、クラッドの実質的に完全なまたは部分的な除去）後に、コアの外面を試薬と接触させる。コアはクラッドよりも耐久性であるが、いくつかの実施の形態において、試薬はコアをある程度分解する。コアを試薬と接触させた際に、コアの外面の最も外側の部分が除去されるように、コアの少なくとも一部を試薬により分解することができる。例えば、除去された最も外側の部分の厚さは約１μｍまでである。これは、例えば、コアの表面にある裂け目の先端を丸めることによって、コアの強化に役立ち得る。
いくつかの実施の形態において、クラッドとコアとの間にイオン交換が生じる。コア（例えば、コア層１０２または第１と第２の外側コア層１１２ｂおよび１１２ｃ）中に存在するより小さい陽イオン（例えば、一価のアルカリ金属陽イオンまたは二価のアルカリ土類金属陽イオン）が、クラッド（例えば、第１と第２のクラッド層１０４および１０６または第１と第２のクラッド層１１４および１１６）中に存在するより大きい陽イオン（例えば、一価のアルカリ金属陽イオン、二価のアルカリ土類金属陽イオン、またはＡｇ+）と置換される。例えば、いくつかの実施の形態において、コア中に存在するＮａ+が、クラッド中に存在するＫ+と置換される。これらのより小さい陽イオンおよびより大きい陽イオンは、同じ価数または酸化状態を有し得る。より小さい陽イオンがより大きい陽イオンにより置換されると、圧縮または圧縮応力（ＣＳ）下にある表面層がコアに生じる。その表面層は、コアの内部または嵩中に層の深さ（ＤＯＬ）まで延在する。このことは、クラッドの除去後にガラス物品の強度を増加させるのに役立ち得る。表面層の圧縮応力は、コアの内部領域中の引張応力（ＴＳ）または中央張力と釣り合う。イオン交換は、例えば、コアからクラッドを除去する前にガラス物品を加熱することなどの適切な方法によって行うことができる。
いくつかの実施の形態において、第１と第２の外側コア層１１２ｂおよび１１２ｃはイオン交換可能である。それゆえ、クラッドの除去後に、ガラス物品にイオン交換処理を行って、圧縮または圧縮応力下にある表面層を外側コア層に生じさせることができる。イオン交換処理は、例えば、ガラス物品を溶融塩と接触させることを含む、適切なイオン交換処理を含むことができる。
いくつかの実施の形態において、コアガラス組成物およびクラッドガラス組成物の各々は、ここに記載されたようなフュージョンドロー法を使用して、ガラス物品（例えば、積層ガラス板１００または積層ガラス板１１０）の形成に適した性質（例えば、液相粘度、液相温度、およびＣＴＥ）を有する。それに加え、またはそれに代えて、クラッドガラス組成物は、ここに記載したように、コアガラス組成物よりも耐久性がない。
いくつかの実施の形態において、コアガラス組成物は、約６２モル％から約７７モル％のＳｉＯ2を含む。それに加え、またはそれに代えて、コアガラス組成物は、約２モル％から約１３モル％のＡｌ2Ｏ3を含む。それに加え、またはそれに代えて、コアガラス組成物は、約０モル％から約１０モル％のＢ2Ｏ3を含む。それに加え、またはそれに代えて、コアガラス組成物は、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、およびそれらの組合せからなる群より選択されるアルカリ金属酸化物を含む。例えば、コアガラス組成物は、約０モル％から約１５モル％のＮａ2Ｏおよび／または約０モル％から約１２モル％のＫ2Ｏを含む。それに加え、またはそれに代えて、コアガラス組成物は、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、およびそれらの組合せからなる群より選択されるアルカリ土類酸化物を含む。例えば、コアガラス組成物は、約０モル％から約１モル％のＣａＯ、約２モル％から約７モル％のＭｇＯ、約０モル％から約７モル％のＳｒＯ、および／または約０モル％から約３モル％のＢａＯを含む。それに加え、またはそれに代えて、コアガラス組成物は、約０モル％から約１モル％のＳｎＯ2を含む。いくつかの実施の形態において、コアガラス組成物のアルカリ金属酸化物（Ｒ2Ｏ）濃度と、コアガラス組成物のＡｌ2Ｏ3濃度との間の差は、約１から約９である。
コアガラス組成物の例示の実施の形態をここに記載してきたが、コアガラス組成物は、コアガラス組成物が、ここに記載されたようにガラス物品を形成するためにクラッドガラス組成物に適合するように、適切な成分を適量含むことができる。例えば、コアガラス組成物の液相粘度、液相温度、および／またはＣＴＥは、クラッドガラス組成物のものに対して、ここに記載されたようにフュージョンドロー法を使用して、ガラス物品の形成を可能にするようなものである。また、例えば、コアガラス組成物は、ここに記載されたように、クラッドガラス組成物よりも、試薬中においてより耐久性であり得る。このように、コアガラス組成物は、ここに記載された例示の実施の形態に限定されない。
ここに記載した実施の形態において、クラッドガラス組成物はＳｉＯ2を含み、これは、ガラス網目構造形成剤としての機能を果たすことができる。例えば、第２のガラス組成物は、約４５モル％から約６０モル％のＳｉＯ2を含む。ＳｉＯ2の濃度が低すぎると、クラッドガラス組成物は、フュージョンドロー機器（例えば、耐火物）に見られる一般的な成分であるＺｒと不適合になり得る。ＳｉＯ2の濃度が高すぎると、クラッドガラス組成物は、望ましくなく高い耐久性を有し得、ガラスの成形性に悪影響を与えるほど十分に高い融点を有し得る。
ここに記載された実施の形態において、クラッドガラス組成物はＡｌ2Ｏ3を含み、これは、ガラス網目構造形成剤としての機能を果たすことができる。例えば、クラッドガラス組成物は、約８モル％から約１９モル％のＡｌ2Ｏ3を含む。Ａｌ2Ｏ3の存在により、クラッドガラス組成物の液相温度を低下させ、それにより、クラッドガラス組成物の液相粘度を増加させることができる。Ａｌ2Ｏ3の濃度が低すぎると、クラッドガラス組成物は、望ましからず軟質になり得（例えば、歪み点が望ましからず低くなり得る）、望ましからず高いＣＴＥを有し得る。Ａｌ2Ｏ3の濃度が高すぎると、クラッドガラス組成物は、Ｚｒに不適合になり得、望ましからず高い耐久性を有し得る。
いくつかの実施の形態において、クラッドガラス組成物は、Ｂ2Ｏ3を含み、これは、ガラス網目構造形成剤としての機能を果たすことができる。例えば、クラッドガラス組成物は、約０モル％から約２５モル％のＢ2Ｏ3を含む。Ｂ2Ｏ3の存在により、第２のガラス組成物の耐久性が低下し得る。それに加え、またはそれに代えて、Ｂ2Ｏ3の存在により、クラッドガラス組成物の粘度および液相温度が低下し得る。例えば、Ｂ2Ｏ3の濃度を１モル％増加させると、ガラス組成に応じて、約１０℃から約１４℃、同等の粘度を得るのに必要な温度を減少させることができる。しかしながら、Ｂ2Ｏ3の濃度を１モル％増加させると、ガラス組成に応じて、液相温度が約１８℃から約２２℃、低下し得る。それゆえ、Ｂ2Ｏ3は、液相粘度を減少させるよりも急激にガラス組成物の液相温度を減少させることができる。Ｂ2Ｏ3の濃度が低すぎると、クラッドガラス組成物は、望ましからず高い耐久性を有し得る。Ｂ2Ｏ3の濃度が高すぎると、クラッドガラス組成物は、望ましからず軟質になり得る。
いくつかの実施の形態において、クラッドガラス組成物は、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｒｂ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、およびそれらの組合せからなる群より選択されるアルカリ金属酸化物を含む。例えば、クラッドガラス組成物は、約０モル％から約８モル％のＬｉ2Ｏを含む。それに加え、またはそれに代えて、クラッドガラス組成物は、約０モル％から約２１モル％のＮａ2Ｏを含む。それに加え、またはそれに代えて、クラッドガラス組成物は、約０モル％から約１２モル％のＫ2Ｏを含む。アルカリ金属酸化物は、改質剤としての機能を果たすことができる。例えば、Ｎａ2Ｏの存在により、クラッドガラス組成物の溶融温度を低下させることができ、これにより、クラッドガラス組成物の成形性を向上させることができる。Ｎａ2Ｏを含む実施の形態において、Ｎａ2Ｏの濃度が低すぎると、クラッドガラス組成物は、望ましからず高い耐久性を有し得る。Ｎａ2Ｏの濃度が高すぎると、クラッドガラス組成物が望ましからず高いＣＴＥを有し得る。
いくつかの実施の形態において、クラッドガラス組成物は、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ、およびそれらの組合せからなる群より選択されるアルカリ土類酸化物を含む。例えば、クラッドガラス組成物は、約０モル％から約１０モル％のＣａＯを含む、それに加え、またはそれに代えて、クラッドガラス組成物は、約０モル％から約２モル％のＭｇＯを含む、それに加え、またはそれに代えて、クラッドガラス組成物は、約０モル％から約２モル％のＳｒＯを含む。
いくつかの実施の形態において、クラッドガラス組成物は、ＳｎＯ2、Ｓｂ2Ｏ3、Ｃｅ2Ｏ3、Ｃｌ（例えば、ＫＣｌまたはＮａＣｌに由来）、およびそれらの組合せからなる群より選択される清澄剤を含む。例えば、クラッドガラス組成物は、約０モル％から約０．１モル％のＳｎＯ2を含む。
いくつかの実施の形態において、クラッドガラス組成物は、Ｐ2Ｏ5を含む。例えば、クラッドガラス組成物は、約０モル％から約１０モル％のＰ2Ｏ5を含む。
いくつかの実施の形態において、クラッドガラス組成物は、微量のＺｒＯ2を含む、例えば、クラッドガラス組成物は、約０モル％から約０．０２モル％のＺｒＯ2を含む。
いくつかの実施の形態において、クラッドガラス組成物は、Ｐｂ、Ａｓ、Ｃｄ、およびＢａのいずれかまたは全て（すなわち、列挙された元素を含む成分）を実質的に含まない。例えば、クラッドガラス組成物は、Ｐｂを実質的に含まない。それに加え、またはそれに代えて、クラッドガラス組成物は、Ａｓを実質的に含まない。それに加え、またはそれに代えて、クラッドガラス組成物は、Ｃｄを実質的に含まない。それに加え、またはそれに代えて、クラッドガラス組成物は、Ｂａを実質的に含まない。
いくつかの実施の形態において、ガラス物品は、ここに記載されたようにフュージョンドロー法を使用して形成することができる。いくつかの実施の形態において、クラッドガラス組成物のＣＴＥは、コアガラス組成物のＣＴＥ以下である。例えば、クラッドガラス組成物のＣＴＥは、コアガラス組成物のＣＴＥより約０×１０-7／℃から約５０×１０-7／℃小さい、コアガラス組成物のＣＴＥより約０×１０-7／℃から約３０×１０-7／℃小さい、またはコアガラス組成物のＣＴＥより約０×１０-7／℃から約１０×１０-7／℃小さい。いくつかの実施の形態において、クラッドガラス組成物は、約５０×１０-7／℃から約９５×１０-7／℃のＣＴＥを有する。いくつかの実施の形態において、クラッドガラス組成物の液相粘度は、少なくとも約５０キロポアズ、少なくとも約８０キロポアズ、または少なくとも約１００キロポアズである。
いくつかの実施の形態において、ガラス物品のコア層は複数の層からなる。例えば、図２に示された実施の形態において、コア層は３層からなる。そのような実施の形態のいくつかにおいて、外側コアガラス組成物のＣＴＥは、内側コアガラス組成物のＣＴＥ以下である。例えば、外側コアガラス組成物のＣＴＥは、内側コアガラス組成物のＣＴＥより約０×１０-7／℃から約５０×１０-7／℃小さい、内側コアガラス組成物のＣＴＥより約０×１０-7／℃から約３０×１０-7／℃小さい、または内側コアガラス組成物のＣＴＥより約０×１０-7／℃から約１０×１０-7／℃小さい。それゆえ、第１と第２の外側コア層１１２ｂおよび１１２ｃと、内側コア層１１２ａとの間のＣＴＥの不一致の結果として、これら第１と第２の外側コア層は圧縮応力を含み、内側コア層は引張応力を含む。この圧縮応力は、クラッドを除去してコアを露出した後、ガラス物品を強化するのに役立ち得る。言い換えると、コアは強化コアを含む。いくつかの実施の形態において、クラッドガラス組成物および外側コアガラス組成物の各々のＣＴＥは、内側コアガラス組成物のＣＴＥ以下である。
いくつかの実施の形態において、試薬中のコアガラス組成物の分解率に対するその試薬中のクラッドガラス組成物の分解率の比は、少なくとも約１０、少なくとも約１００、または少なくとも約１０００である。分解率は、例えば、所定の期間に亘り試薬と接触させた後のサンプルの原質量に対する質量損失を単位として、試薬と接触した際の単位時間当たりのサンプルの表面積当たりの質量損失を単位として、または別の適切な様式で、表すことができる。例えば、３０分間に亘る超音波浴中６０℃での５０体積％のＨＣｌ水溶液との接触後のサンプルの原質量に対する質量損失で表して、クラッドガラス組成物の分解率は、少なくとも約０．９％、少なくとも約５％、少なくとも約１０％、または少なくとも約２０％である。それに加え、またはそれに代えて、３０分間に亘る超音波浴中６０℃での５０体積％のＨＣｌ水溶液との接触後のサンプルの原質量に対する質量損失で表して、クラッドガラス組成物の分解率は、多くとも約３０％である。それに加え、またはそれに代えて、３０分間に亘る超音波浴中６０℃での５０体積％のＨＣｌ水溶液との接触後のサンプルの原質量に対する質量損失で表して、コアガラス組成物の分解率は、多くとも約２％、多くとも約０．１％、または多くとも約０．０１％である。
前述したことに基づいて、耐久性が比較的低いガラス組成物（例えば、ガラス物品のクラッドガラス組成物として使用するための）の様々な実施の形態がここに開示されていることを理解すべきである。１つの例示の実施の形態において、クラッドガラス組成物は、約４５モル％から約６０モル％のＳｉＯ2、約１３モル％から約１９モル％のＡｌ2Ｏ3、約５モル％から約２３モル％のＢ2Ｏ3、および約３モル％から約２１モル％のＮａ2Ｏを含む。それに加え、またはそれに代えて、３０分間に亘る超音波浴中６０℃での５０体積％のＨＣｌ水溶液との接触後のサンプルの原質量に対する質量損失で表して、クラッドガラス組成物の分解率は、約０．９％から約２９％である。それに加え、またはそれに代えて、クラッドガラス組成物の分解率は、コアガラス組成物の分解率よりも少なくとも１０倍大きい。
別の例示の実施の形態において、クラッドガラス組成物は、約５５モル％から約５９モル％のＳｉＯ2、約１２モル％から約１６モル％のＡｌ2Ｏ3、約１３モル％から約１７モル％のＢ2Ｏ3、および約１２モル％から約１６モル％のＮａ2Ｏを含む。それに加え、またはそれに代えて、３０分間に亘る超音波浴中６０℃での５０体積％のＨＣｌ水溶液との接触後のサンプルの原質量に対する質量損失で表して、クラッドガラス組成物の分解率は、約１％から約３％である。それに加え、またはそれに代えて、クラッドガラス組成物の分解率は、コアガラス組成物の分解率よりも少なくとも１０倍大きい。
別の例示の実施の形態において、クラッドガラス組成物は、約４７モル％から約５１モル％のＳｉＯ2、約１３モル％から約１７モル％のＡｌ2Ｏ3、約１７モル％から約２１モル％のＢ2Ｏ3、約１３モル％から約１７モル％のＮａ2Ｏ、および約０モル％から約４モル％のＣａＯを含む。それに加え、またはそれに代えて、３０分間に亘る超音波浴中６０℃での５０体積％のＨＣｌ水溶液との接触後のサンプルの原質量に対する質量損失で表して、クラッドガラス組成物の分解率は、約２２％から約２５％である。それに加え、またはそれに代えて、クラッドガラス組成物の分解率は、コアガラス組成物の分解率よりも少なくとも１０倍大きい。
いくつかの実施の形態において、ディスプレイ（例えば、ＬＥＤまたはＬＣＤディスプレイ）は、ここに記載されたようなガラス物品を備える。例えば、そのディスプレイは、そのガラス物品から構成されたカバーガラスを備える。いくつかの実施の形態において、そのカバーガラスは、一体化カバーガラスおよびカラーフィルタを有する。いくつかの実施の形態において、カバーガラスは一体化タッチ式カバーガラスからなる。
いくつかの実施の形態において、自動車用板ガラスは、ここに記載されたようなガラス物品から構成される。その自動車用板ガラスは、例えば、フロントガラス、側部窓(sidelite)（例えば、ドアガラスまたはリアクォーターウインドウ）、サンルーフ、ムーンルーフ、後部窓、または別の適切なガラスまたは窓を構成する。
いくつかの実施の形態において、建築用パネルは、ここに記載されたようなガラス物品を備える。
ここに記載されたガラス物品の様々な実施の形態は、例えば、ＬＣＤおよびＬＥＤディスプレイ、コンピュータモニタ、および現金自動預入支払機（ＡＴＭ）を含む家庭用または商業用電子機器におけるカバーガラスまたはガラスバックプレーン用途；タッチスクリーンまたはタッチセンサ用途；例えば、携帯電話、パーソナル・メディア・プレーヤー、およびタブレット型コンピュータを含む、携帯用電子機器用途；例えば、半導体ウエハを含む集積回路用途；太陽電池用途；建築用ガラス用途；自動車または乗り物用ガラス用途；商業用または家庭用電化製品用途；または例えば、固体照明（例えば、ＬＥＤランプの照明器具）を含む照明用途；などを含む様々な用途に使用できる。
以下の実施例により、様々な実施の形態をさらに明白にする。
下記の表１に列挙されたバッチ組成にしたがって、複数のコアガラス組成物を調製した。これらの組成物は、ガラス物品のコアとして使用するのに適し得る。酸化物構成成分のバッチを混合し、溶融し、ガラス板に形成した。ガラス溶融物および得られたガラス物品の性質を測定した。これらの結果が表２に報告されている。表２に報告された分解率は、３０分間に亘る超音波浴中６０℃での５０体積％のＨＣｌ水溶液との接触後のサンプルの原質量に対する質量損失で表されている。
下記の表３に列挙されたバッチ組成にしたがって、複数のクラッドガラス組成物を調製した。これらの組成物は、ガラス物品のクラッドとして使用するのに適し得る。酸化物構成成分のバッチを混合し、溶融し、ガラス板に形成した。ガラス溶融物および得られたガラス物品の性質を測定した。これらの結果が表４に報告されている。表４に報告された分解率は、３０分間に亘る超音波浴中６０℃での５０体積％のＨＣｌ水溶液との接触後のサンプルの原質量に対する質量損失で表されている。
表２および４に示されるように、例示のクラッドガラス組成物は、選択された試薬（例えば、５０％のＨＣｌ）中の例示のコアガラス組成物ほど耐久性がない（すなわち、分解率が大きい）。
ガラス物品は、ここに記載されたように形成され、例示のコアガラス組成物（例えば、サンプル１−１から１−４）から形成されたコアおよび例示のクラッドガラス組成物（例えば、サンプル２−１から２−６８）から形成されたクラッドを備える。
実施例１
サンプル１−２のコアガラス組成物から形成されたコアおよびサンプル２−１３のクラッドガラス組成物から形成されたクラッドを備えたガラス物品を形成する。選択された試薬中のコアガラス組成物の分解率に対するその選択された試薬中のクラッドガラス組成物の分解率の比は、約２１３である。クラッドガラス組成物のＣＴＥは、コアガラス組成物のＣＴＥより約１０．６×１０-7／℃小さい。
図９は、成形面上の突起の振幅および幅の関数としての、ガラス物品のコアにおける目に見える欠陥を避けるのに十分な予測クラッド厚のグラフである。図９の目的について、目に見える欠陥は、１／５０００を超える勾配を有する欠陥である。コア対クラッドの粘度比は、７．５であると予測される。
実施例２
サンプル１−２のコアガラス組成物から形成されたコアおよびサンプル２−４９のクラッドガラス組成物から形成されたクラッドを備えたガラス物品を形成する。選択された試薬中のコアガラス組成物の分解率に対するその選択された試薬中のクラッドガラス組成物の分解率の比は、約２２８５である。クラッドガラス組成物のＣＴＥは、コアガラス組成物のＣＴＥより約３．６×１０-7／℃小さい。
実施例３
図１に示される一般構造を有するガラス板を形成した。サンプル１−２のコアガラス組成物からコアを形成し、サンプル２−１３のクラッドガラス組成物からクラッドを形成した。そのガラス板の厚さは１ｍｍであった。クラッド層の厚さに対するコア層の厚さの比は、約７であった。
図１０は、時間の関数としての、エッチング厚として表された、コアガラス組成物およびクラッドガラス組成物の各々の分解率のグラフである。図１０の目的について、エッチング厚は、ガラス板の、室温で静止した５０体積％のＨＣｌ水溶液への暴露に対して反応したガラス板の厚さの減少である。コアガラス組成物の分解率は、菱形のデータ点３３０により表されている。クラッドガラス組成物の分解率は、円形のデータ点３３２により表されている。このように、図１０に示されるように、コアガラス組成物の分解率に対するクラッドガラス組成物の分解率の比は、約２０００を超えていた。
このガラス板を、真空成形型を使用して、成形ガラス物品に成形した。図１１は、成形ガラス物品の写真である。図１１に示されるように、この成形ガラス物品は、湾曲縁により囲まれた実質的に平面の中央領域を有する皿形であった。この成形ガラス物品の外観は、霞んでまたは曇っていた。どのような理論でも束縛する意図はないが、この霞んだ状態(Haziness)は、クラッドと成形型との間の接触の結果であると考えられる。
成形ガラス物品を試薬に暴露することによって、この成形ガラス物品からクラッドを除去した。図１２は、クラッドの除去後の成形ガラス物品の写真である。成形ガラス物品の外観は、クラッドの除去後に、透明であった。言い換えると、図１１において明らかな霞んだ状態は、図１２では見えない。
この実施例は、ガラス物品を成形し、次いで、成形ガラス物品をエッチングして、そのエッチング過程後に研磨をほとんどまたは全く行わずに無垢なコア表面を現せることを実証している。目に見える表面損傷は、クラッドの除去中に成形ガラス物品から除去されるので、そのような成形およびエッチング過程は、成形型の寿命を延長することができる。何故ならば、その成形型ではより多くの損傷を許容できるからである。
この実施例におけるコアガラス組成物は、イオン交換できるので、クラッドの除去後に、成形ガラス物品にイオン交換処理を行うことができる。これは、成形ガラス物品を強化するのに役立ち得る。
実施例４
図１に示される一般構造を有するガラス板を、実施例３に記載したように形成した。そのガラス板の厚さは２ｍｍであった。
ガラス板を黒鉛成形型中にプランジャで加圧することによって、このガラス板を成形ガラス物品に成形した。この成形ガラス物品は、湾曲縁により囲まれた実質的に平面の中央領域を有する深皿形であった。中央領域と縁との間の曲げは、ほぼ９０°であった。成形ガラス物品を試薬に暴露することによって、成形ガラス物品の約半分から、クラッドを除去した。図１３は、成形ガラス物品の半分からクラッドを除去した後の、成形ガラス物品の写真である。図１３に示されるように、クラッドを有する成形ガラス物品の右半分の外観は、霞んでまたは曇っており、クラッドのない成形ガラス物品の左半分の外観は、透明であった。
この実施例は、ガラス物品を成形し、次いで、成形ガラス物品をエッチングして、成形過程中にガラス物品が相当な損傷を維持する場合でさえも、エッチング過程後に研磨をほとんどまたは全く行わずに、無垢なコア表面を現せることを実証している。このように、比較的低品質の成形型を使用して、無垢な成形ガラス物品を形成することができる。
実施例５
図１に示される一般構造を有するガラス板を、実施例３に記載したように形成した。そのガラス板の厚さは１ｍｍであった。コア層の厚さは約０．８ｍｍであった、第１と第２のクラッド層の各々の厚さは約０．１ｍｍであった。
ガラス板を円筒状溶融シリカ基体の外面上にたわませることによって、このガラス板を成形ガラス物品に成形した。図１４は、成形ガラス物品の写真である。図１４に示されるように、成形ガラス物品は、連続湾曲形状であった。この成形ガラス物品の外観は、霞んでまたは曇っていた。
成形ガラス物品を試薬に暴露することによって、その成形ガラス物品からクラッドを除去した。図１５は、クラッドの除去後の成形ガラス物品の写真である。この成形ガラス物品の外観は、クラッドの除去後に、透明であった。
この実施例は、ガラス物品を成形し、成形ガラス物品をエッチングして、エッチング過程後に研磨をほとんどまたは全く行わずに、無垢なコア表面を現せることをさらに実証している。
各例示のクラッドガラス組成物は、ここに記載した実施の形態のいくつかの範囲内のガラス物品を形成するために、各例示のコアガラス組成物と共に使用するのに適していないことがあることが認識される。例えば、サンプル２−６８の例示のクラッドガラス組成物は、比較的低い分解率（例えば、０．９％未満）を有し、したがって、いくつかの実施の形態に関してここに記載したように、第１のガラス組成物の分解率に対する第２のガラス組成物の分解率の比が少なくとも１０であるガラス物品を形成するために、各例示のコアガラス組成物（例えば、サンプル１−１または１−２）と共に使用するのに適していないであろう。また、例えば、サンプル２−６５から２−６７の例示のクラッドガラス組成物は、比較的低い液相粘度（例えば、５０キロポアズ未満）を有し、したがって、いくつかの実施の形態に関してここに記載したように、フュージョンドロー法を使用してガラス物品を形成するのには、適していないであろう。
本発明の精神または範囲から逸脱せずに、様々な改変および変更を行えることが、当業者に明白であろう。したがって、本発明は、付随の特許請求の範囲およびその同等物に鑑みることを除いて、制限されるものではない。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
方法において、
コアガラス組成物から構成されたコアおよび該コアに隣接した、前記コアガラス組成物とは異なるクラッドガラス組成物から構成されたクラッドを備えたガラス物品を形成する工程、
を有してなり、
試薬中の前記クラッドガラス組成物の分解率が、該試薬中の前記コアガラス組成物の分解率よりも大きく、
前記クラッドガラス組成物が、約５０×１０-7／℃から約９５×１０-7／℃の熱膨張係数（ＣＴＥ）および少なくとも約５０キロポアズの液相粘度を有する、方法。
実施形態２
前記クラッドガラス組成物が、約４５モル％から約６０モル％のＳｉＯ2および約８モル％から約１９モル％のＡｌ2Ｏ3を含み、該クラッドガラス組成物が、ＡｓおよびＣｄを実質的に含まず、前記試薬中の該クラッドガラス組成物の分解率が、該試薬中の前記コアガラス組成物の分解率より少なくとも１０倍大きい、実施形態１に記載の方法。
実施形態３
前記ガラス物品を前記試薬と接触させることにより、前記クラッドの少なくとも一部を除去する工程をさらに含む、実施形態１または２に記載の方法。
実施形態４
前記ガラス物品が積層ガラス板からなり、前記クラッドが第１のクラッド層および第２のクラッド層を有し、前記コアが、該第１のクラッド層と該第２のクラッド層との間に配置されたコア層を有する、実施形態１から３いずれか１つに記載の方法。
実施形態５
前記コア層が、内側コア層、前記第１のクラッド層と該内側コア層との間に配置された第１の外側コア層、および前記第２のクラッド層と該内側コア層との間に配置された第２の外側コア層を有し、該第１の外側コア層および該第２の外側コア層の各々が、前記コアガラス組成物から構成された、実施形態４に記載の方法。
実施形態６
前記第１のクラッド層、前記第１の外側コア層、前記第２のクラッド層、および前記第２の外側コア層の各々が、前記内側コア層よりも、ＣＴＥが小さい、実施形態５に記載の方法。
実施形態７
前記第１のクラッド層および前記第２のクラッド層の各々が、前記第１の外側コア層および前記第２の外側コア層の各々よりも、前記試薬中の分解率が大きい、実施形態５または６に記載の方法。
実施形態８
前記積層ガラス板を形成する工程が、フュージョンドロー装置において、前記コア層を、前記第１のクラッド層および前記第２のクラッド層の各々と接触させる工程を有する、実施形態４から７いずれか１つに記載の方法。
実施形態９
前記ガラス物品の前記クラッドを成形面と接触させる工程、およびその後、該ガラス物品を前記試薬と接触させることにより前記クラッドの少なくとも一部を除去する工程をさらに有する、実施形態１から８いずれか１つに記載の方法。
実施形態１０
前記クラッドの少なくとも一部を除去する工程が、第１のクラッド層および第２のクラッド層の各々の少なくとも一部を除去して、第１の外側コア層および第２の外側コア層の各々の少なくとも一部を露出する工程を有する、実施形態９に記載の方法。
実施形態１１
前記成形面の表面状態に基づいて、クラッド厚またはコア対クラッドの粘度比の少なくとも一方を決定する工程をさらに有する、実施形態９または１０に記載の方法。
実施形態１２
前記クラッドを実質的に全て除去して、前記コアの表面を露出させる工程をさらに有する、実施形態１から１１いずれか１つに記載の方法。
実施形態１３
前記コアの露出された表面を前記試薬と接触させることにより、該コアの少なくとも一部を除去する工程をさらに有する、実施形態１２に記載の方法。
実施形態１４
前記クラッドの少なくとも一部を除去した後、前記ガラス物品にイオン交換処理を行う工程をさらに有する、実施形態９から１３いずれか１つに記載の方法。
実施形態１５
前記コアと前記クラッドとの間でイオン交換を行う工程をさらに有する、実施形態１から１４いずれか１つに記載の方法。
実施形態１６
前記コアと前記クラッドとの間でイオン交換を行う工程が、前記ガラス物品を加熱する工程を有する、実施形態１５に記載の方法。
実施形態１７
方法において、
第１のクラッド層と、第２のクラッド層との間に配置されたコア層を備えてなる積層ガラス板の外面をガラス加工ユニットと接触させる工程であって、前記第１のクラッド層および前記第２のクラッド層が独立して、約４５モル％から約６０モル％のＳｉＯ2および約８モル％から約１９モル％のＡｌ2Ｏ3を含み、該第１のクラッド層および前記第２のクラッド層が、ＡｓおよびＣｄを実質的に含まないものである、工程、および
前記第１のクラッド層および前記第２のクラッド層を試薬と接触させて、該第１のクラッド層および該第２のクラッド層を少なくとも部分的に除去する工程であって、前記試薬中の前記コア層の分解率に対する該試薬中の該第１のクラッド層および該第２のクラッド層の各々の分解率の比が、少なくとも１０である、工程、
を有してなる方法。
実施形態１８
前記試薬がＨＦを実質的に含まない、実施形態１７に記載の方法。
実施形態１９
前記ガラス加工ユニットが成形ユニットを備え、前記積層ガラス板を該ガラス加工ユニットと接触させる工程が、該積層ガラス板を該成形ユニットの成形面と係合させて、該形成面に対して相補的な形状を有する成形ガラス物品を形成する工程を有する、実施形態１７または１８に記載の方法。
実施形態２０
前記第１のクラッド層および前記第２のクラッド層を試薬と接触させる工程が、該第１のクラッド層および該第２のクラッド層を前記成形ガラス物品から除去する工程を有する、実施形態１９に記載の方法。
実施形態２１
前記コア層が、内側コア層、前記第１のクラッド層と該内側コア層との間に配置された第１の外側コア層、および前記第２のクラッド層と該内側コア層との間に配置された第２の外側コア層を有する、実施形態１７から２０いずれか１つに記載の方法。
実施形態２２
前記第１の外側コア層および第２の外側コア層の各々が、前記内側コア層よりも、ＣＴＥが小さい、実施形態２１に記載の方法。
実施形態２３
ガラス物品において、
コアガラス組成物から構成されたコア、および
約４５モル％から約６０モル％のＳｉＯ2および約８モル％から約１９モル％のＡｌ2Ｏ3を含み、約５０×１０-7／℃から約９５×１０-7／℃の熱膨張係数（ＣＴＥ）および少なくとも約５０キロポアズの液相粘度を有するクラッドガラス組成物から構成された、前記コアに隣接したクラッド、
を備え、
試薬中の前記クラッドガラス組成物の分解率が、該試薬中の前記コアガラス組成物の分解率より大きい、ガラス物品。
実施形態２４
前記クラッドガラス組成物が、ＡｓおよびＣｄを実質的に含まず、前記試薬中の前記コアガラス組成物の分解率に対する該試薬中の該クラッドガラス組成物の分解率が、少なくとも約１０である、実施形態２３に記載のガラス物品。
実施形態２５
前記クラッドガラス組成物のＣＴＥが、前記コアガラス組成物のＣＴＥより小さい、実施形態２３または２４に記載のガラス物品。
実施形態２６
前記クラッドガラス組成物の歪み温度が、前記コアガラス組成物の歪み温度より低い、実施形態２３から２５いずれか１つに記載のガラス物品。
実施形態２７
前記クラッドガラス組成物が、約１３モル％から約１９モル％のＡｌ2Ｏ3、約５モル％から約２３モル％のＢ2Ｏ3、および約３モル％から約２１モル％のＮａ2Ｏを含む、実施形態２３から２６いずれか１つに記載のガラス物品。
実施形態２８
前記試薬が５０体積％のＨＣｌ水溶液を含み、３０分間に亘る超音波浴中６０℃での前記試薬との接触後の質量損失パーセントで表して、該試薬中の前記クラッドガラス組成物の分解率が、約０．９％から約２９％である、実施形態２３から２７いずれか１つに記載のガラス物品。
実施形態２９
前記クラッドが第１のクラッド層および前記第２のクラッド層を有し、前記コアが、該第１のクラッド層と該第２のクラッド層との間に配置されたコア層を有する、実施形態２３から２８いずれか１つに記載のガラス物品。
実施形態３０
前記コア層が、内側コア層、前記第１のクラッド層と該内側コア層との間に配置された第１の外側コア層、および前記第２のクラッド層と該内側コア層との間に配置された第２の外側コア層を有し、該第１の外側コア層および第２の外側コア層の各々が、前記コアガラス組成物から構成された、実施形態２９のガラス物品。
実施形態３１
約０．０５ｍｍから約３ｍｍの厚さをさらに有し、前記第１のクラッド層および前記第２のクラッド層の合計厚さに対する前記コア層の厚さの比が少なくとも約１である、実施形態２９または３０のガラス物品。
実施形態３２
前記ガラス物品を前記試薬に約０．１時間から約１０時間接触させると、前記クラッドが前記コアから少なくとも部分的に除去され、該コアの外面が露出される、実施形態２３から３１いずれか１つに記載のガラス物品。
実施形態３３
実施形態１から２２いずれか１つの記載の方法により形成されたカバーガラスまたは実施形態２３から３１いずれか１つに記載のガラス物品から構成されたカバーガラスを備えたディスプレイ。
実施形態３４
前記カバーガラスが一体化カバーガラスおよびカラーフィルタまたは一体化タッチ式カバーガラスを有する、実施形態３３に記載のディスプレイ。
実施形態３５
実施形態１から２２いずれか１つの記載の方法により形成された自動車用板ガラスまたは実施形態２３から３１いずれか１つに記載のガラス物品から構成された自動車用板ガラス。
実施形態３６
実施形態１から２２いずれか１つの記載の方法により形成された建築用パネルまたは実施形態２３から３１いずれか１つに記載のガラス物品から構成された建築用パネル。
１００、１１０ 積層ガラス板
１０２ コア層
１０４、１１４ 第１のクラッド層
１０６、１１６ 第２のクラッド層
１１２ａ 内側コア層
１１２ｂ 第１の外側コア層
１１２ｃ 第２の外側コア層
２００ 積層オーバーフロー式分配装置
２２０ 下側オーバーフロー分配器
２２２、２４２ 樋
２２４ 第１のガラス組成物
２４０ 上側オーバーフロー分配器
２４４ 第２のガラス組成物
３００ 成形面
３０２ 突起

Claims (10)

  1. 方法において、
    コアガラス組成物から構成されたコアおよび該コアに隣接した、前記コアガラス組成物とは異なるクラッドガラス組成物から構成されたクラッドを備えたガラス物品を形成する工程、
    を有してなり、
    試薬中の前記クラッドガラス組成物の分解率が、該試薬中の前記コアガラス組成物の分解率よりも大きく、
    前記クラッドガラス組成物が、約５０×１０-7／℃から約９５×１０-7／℃の熱膨張係数（ＣＴＥ）および少なくとも約５０キロポアズの液相粘度を有する、方法。
  2. 前記クラッドガラス組成物が、約４５モル％から約６０モル％のＳｉＯ2および約８モル％から約１９モル％のＡｌ2Ｏ3を含み、該クラッドガラス組成物が、ＡｓおよびＣｄを実質的に含まず、前記試薬中の該クラッドガラス組成物の分解率が、該試薬中の前記コアガラス組成物の分解率より少なくとも１０倍大きい、請求項１記載の方法。
  3. 前記ガラス物品が積層ガラス板からなり、前記クラッドが第１のクラッド層および第２のクラッド層を有し、前記コアが、該第１のクラッド層と該第２のクラッド層との間に配置されたコア層を有し、
    前記積層ガラス板を形成する工程が、フュージョンドロー装置において、前記コア層を、前記第１のクラッド層および前記第２のクラッド層の各々と接触させる工程を有する、請求項１または２記載の方法。
  4. 前記ガラス物品を前記試薬と接触させることにより、前記クラッドの少なくとも一部を除去する工程をさらに含む、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
  5. 方法において、
    請求項１から４いずれか１項記載の方法により形成されたガラス物品の外面をガラス加工ユニットと接触させる工程、および
    前記クラッドを前記試薬と接触させて、前記ガラス物品から該クラッドを少なくとも部分的に除去する工程、
    を有してなる方法。
  6. 成形面の表面状態に基づいて、クラッド厚またはコア対クラッドの粘度比の少なくとも一方を決定する工程をさらに有する、請求項１から５いずれか１項記載の方法。
  7. 前記試薬がＨＦを実質的に含まない、請求項１から６いずれか１項記載の方法。
  8. 前記クラッドガラス組成物の歪み温度が、前記コアガラス組成物の歪み温度より低い、請求項１から７いずれか１項記載の方法。
  9. 前記クラッドガラス組成物が、約１３モル％から約１９モル％のＡｌ2Ｏ3、約５モル％から約２３モル％のＢ2Ｏ3、および約３モル％から約２１モル％のＮａ2Ｏを含む、または
    前記試薬が５０体積％のＨＣｌ水溶液を含み、３０分間に亘る超音波浴中６０℃での前記試薬との接触後の質量損失パーセントで表して、該試薬中の前記クラッドガラス組成物の分解率が、約０．９％から約２９％である、
    の少なくとも一方を特徴とする、請求項１から８いずれか１項記載の方法。
  10. 請求項１から９いずれか１項記載の方法により形成されたガラス物品。
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