JP2021516652A - 硫化ニッケル系含有物によるガラス破損を低減するための方法及びシステム - Google Patents

硫化ニッケル系含有物によるガラス破損を低減するための方法及びシステム Download PDF

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Abstract

硫化ニッケル系含有物などの含有物による、焼戻し後のガラス破損を低減するための方法及び／又はシステム。熱焼戻しプロセスの冷却期間の少なくとも一部の間、ガラス中の硫化ニッケル系含有物などの含有物に追加エネルギーが向けられる。ガラスは、ソーダ石灰シリカ系フロートガラスであってもよい。追加エネルギーは、例えば、硫化ニッケル系含有物に向けられた少なくとも１つの光源からの可視光及び／又は赤外（ＩＲ）光の形態であってもよい。

Description

本出願は、２０１８年３月７日に出願された米国特許仮出願第６２／６３９，５６６号における優先権を主張し、これによってその開示が参照により本明細書に組み込まれる。
本発明の例示的実施形態は、硫化ニッケル系含有物などの含有物による、焼戻し後のガラス破損を低減するための方法及び／又はシステムに関する。本明細書における方法及び／又はシステムは、ソーダ石灰シリカ系フロートガラスなどのガラスに対して使用されてもよく、その場合、そのような含有物が生じる傾向がある。本発明の特定の例示的実施形態では、熱焼戻しプロセスの冷却期間の少なくとも一部の間、ガラス中の硫化ニッケル系含有物などの含有物に追加エネルギーが向けられる。追加エネルギーは、例えば、硫化ニッケル系含有物に向けられた少なくとも１つの光源からの可視光及び／又は赤外（ＩＲ）光の形態であってもよい。熱焼戻しプロセスの冷却部分の少なくとも一部の間に含有物に向けられる追加エネルギーは、含有物がアルファ相の状態で捕捉される可能性を低減し、含有物をその比較的無害なベータ相へ弛緩させることが見出されている。
フロートガラスの製造方法は、当該技術分野において既知である。例えば、その全ての開示が参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第３，９５４，４３２号、同第３，０８３，５５１号、同第３，２２０，８１６号、同第７，７４３，６３０号、同第８，６７７，７８２号、同第９，０１６，０９４号、及び同第５，２１４，００８号を参照されたい。一般的に言えば、フロートガラス製造ラインでは、バッチ材料を炉又は溶融装置で加熱して、ガラス溶融物を形成する。ガラス溶融物をスズなどの溶融材料の浴（スズ浴）に注ぎ、次いで連続的に冷却してフロートガラスリボンを形成する。フロートガラスリボンは次に、更なる処理のためにアニーリングレアに送られ、その後、平面ガラス板などの固体ガラス物品を形成するために切断され得る。フロートガラスの場合、ガラスバッチは、多くの場合にソーダ、石灰、及びシリカを含み、ソーダ石灰シリカ系平面ガラスを形成する。
フロートガラスは、商業用及び住宅用建築物の窓、ガラス製家具、シャワードア、並びに自動車用フロントガラスに広く使用される。多くの製品では、破損の場合に安全性を確保するために、フロートガラスを熱焼戻しする（少なくとも５８０℃まで加熱された後、急冷する）必要がある。原料由来の不純物、添加物由来のイオウ、及び／又はフロート法による汚染は、時折、予測不能に、ガラス形成中に望ましくない化学化合物（例えば、含有物）を形成し、これはガラス中の望ましくない欠陥である。例えば、ニッケルは、イオウと自発的に結合して、（ＮｉＳなどの任意の好適な化学量論の）硫化ニッケルの含有物又は硫化ニッケル系含有物を形成することが知られている。
アニールガラス（例えば、熱焼戻しなどの任意の追加の熱処理を行わずにフロート法により作製される）では典型的に無害であるが、硫化ニッケル含有物は、熱焼戻しガラスの自然破損を引き起こすことが知られている。また、熱焼戻しガラス中の硫化ニッケル含有物／欠陥は、組み込まれた製品において長期間にわたって壊滅的なガラス破損を引き起こしている。
ＮｉＳ含有物及び同様のサイズ規模の他の微細欠陥（例えば、４０〜１５０マイクロメートルサイズの欠陥）のインライン検出のために、様々な方法が使用されている。例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，５１１，８０７号は、ガラスに光を当て、含有物を検出するために光散乱を探知する。
当該技術分野において、かかるガラス破損を低減する必要性が存在することが理解されよう。
本発明の例示的実施形態は、硫化ニッケル系含有物などの含有物による、焼戻し後のガラス破損を低減するための方法及び／又はシステムに関する。本明細書における方法及び／又はシステムは、ソーダ石灰シリカ系フロートガラスなどのガラスに対して使用されてもよく、その場合、そのような含有物が生じる傾向がある。本発明の特定の例示的実施形態では、熱焼戻しプロセスの冷却期間の少なくとも一部の間、ガラス中の硫化ニッケル系含有物などの含有物に追加エネルギーが向けられる。追加エネルギーは、例えば、硫化ニッケル系含有物に向けられた少なくとも１つの光源からの可視光及び／又は赤外（ＩＲ）光の形態であってもよい。特定の例示的実施形態では、追加エネルギーは、所望により光源を焼戻しチャンバの外側に配置できるように、焼戻しチャンバの壁に設けられた窓（例えば、石英窓）を通って含有物に向けられてもよい。熱焼戻しプロセスの冷却部分の少なくとも一部の間に含有物に向けられる追加エネルギーは、含有物がアルファ相の状態で捕捉される可能性を低減し、含有物をその比較的無害なベータ相へ弛緩させることが見出されている。
本発明の例示的実施形態では、硫化ニッケル系含有物によるガラス破損を低減するためにガラスを熱焼戻しする方法が提供され、この方法は、ＳｉＯ2を６７〜７５％、Ｎａ2Ｏを１０〜２０％、ＣａＯを５〜１５％、Ａｌ2Ｏ3を０〜７％、及びＫ2Ｏを０〜７％含む基礎ガラス組成物を含むガラスを熱焼戻しする工程であって、熱焼戻しが、少なくとも５８０℃の温度を介して少なくとも軟化温度までガラスを加熱し、次いで強制冷気によりガラスを急冷することを含む、ことと；硫化ニッケル系含有物を高温のアルファ相からベータ相へ安全に転移させるように、急冷の少なくとも一部の間、ガラスの別の領域に比べて、含有物の冷却を遅らせるためにガラス中の硫化ニッケル系含有物に追加エネルギーを向けることと、を含む。
本発明の例示的実施形態では、硫化ニッケル系含有物によるガラス破損を低減するためにガラスを熱焼戻しするためのシステムが提供され、このシステムは、ガラスを熱焼戻しするように構成されたチャンバと；少なくとも５８０℃の温度を介して少なくとも軟化温度までチャンバ内のガラスを加熱するように構成された少なくとも１つの熱源（例えば、ＩＲ源）と、強制冷気によりガラスを急冷するように構成された少なくとも１つの冷却ポート（例えば、１つ以上の冷却ジェット）と；硫化ニッケル系含有物を高温のアルファ相からベータ相へ安全に転移させるように、急冷の少なくとも一部の間、ガラスの別の領域に比べて、含有物の冷却を遅らせるためにガラス中の硫化ニッケル系含有物に追加エネルギーを向ける少なくとも１つのエネルギー源を制御するように構成された少なくとも１つのプロセッサと、を備える。
硫化ニッケル系含有物によるガラス破損を低減するためにガラスを処理するためのシステムであって、このシステムは、ＳｉＯ2を６７〜７５％、Ｎａ2Ｏを１０〜２０％、ＣａＯを５〜１５％、Ａｌ2Ｏ3を０〜７％、及びＫ2Ｏを０〜７％含む基礎ガラス組成物を含むガラスを加熱するように構成されたチャンバと；少なくとも５８０℃の温度を介して少なくとも軟化温度までチャンバ内のガラスを加熱するように構成された少なくとも１つの熱源と、ガラスを冷却するように構成された少なくとも１つの冷却ポートと；含有物を第１の相から第２の相へ安全に転移させるように、冷却の少なくとも一部の間、ガラスの別の領域に比べて、含有物の冷却を遅らせるためにガラスに追加エネルギーを向ける少なくとも１つのエネルギー源を制御するように構成された少なくとも１つのプロセッサと、を備える。
熱焼戻しプロセスの冷却部分の少なくとも一部の間、ガラス中の含有物に追加エネルギーが向けられる、本発明の例示的実施形態によるプロセスを示す温度（℃）対時間（秒）のグラフである。 本発明の例示的実施形態による、硫化ニッケル系含有物などの含有物によるガラス破損を低減するための焼戻しシステム／装置の概略図であり、このシステム／装置は、図１に示す方法を利用することができる。
本発明の例示的実施形態は、硫化ニッケル系含有物などの含有物（例えば、約３０〜２００μｍ、より好ましくは約４０〜１５０μｍのサイズを有する、硫化ニッケル含有物及び／又は他の微細欠陥）による、焼戻し後のガラス破損を低減するための方法及び／又はシステムに関する。本明細書における方法及び／又はシステムは、ソーダ石灰シリカ系フロートガラスなどのガラスに対して使用されてもよく、その場合、そのような含有物が生じる傾向がある。本発明の特定の例示的実施形態では、熱焼戻しプロセスの冷却期間の少なくとも一部の間、ガラス中の硫化ニッケル系含有物などの含有物に追加エネルギーが向けられる。追加エネルギーは、例えば、硫化ニッケル系含有物に向けられた少なくとも１つの光源からの可視光及び／又は赤外（ＩＲ）光の形態であってもよい。特定の例示的実施形態では、追加エネルギーは、所望により光源を焼戻しチャンバの外側に配置できるように、焼戻しチャンバの壁に設けられた窓（例えば、石英窓）を通って含有物に向けられてもよい。チャンバは、炉、オーブンなどであってもよく、少なくとも１つの熱源（例えば、ＩＲ源）は、本明細書で説明するように焼戻し用にガラスを加熱するためにチャンバ内に配置されてもよい。熱焼戻しプロセスの冷却部分の少なくとも一部の間に含有物に向けられる追加エネルギーは、含有物がアルファ相の状態で捕捉される可能性を低減し、含有物をその比較的無害なベータ相へ弛緩させることが見出されている。
硫化ニッケルは、異なる温度では異なる相で存在する。例えば、既知のＮｉＳの２つの特定の相は、アルファ相及びベータ相である。７１５°Ｆ（３７９℃）未満の温度では、硫化ニッケルは、ベータ相の形態で比較的安定である。この温度を超えると、アルファ相の状態で安定である。したがって、ガラスが高温炉内で製造されるとき、いずれのＮｉＳ含有物もアルファ相の状態である可能性が高い。典型的なアニールガラスでは、アニーリングレアによって提供される徐冷プロセスにより、ＮｉＳは、ガラスの冷却時にそのアルファ相からその比較的無害なベータ相へ変換する十分な時間が与えられる。
しかしながら、ガラス（例えば、ソーダ石灰シリカ系フロートガラス）は、その後、安全目的のために、熱焼戻しを経るなど、熱処理（ＨＴ）されることが多い。典型的な熱焼戻しプロセスは、少なくとも５８０℃（例えば、約５８０〜６４０℃、より好ましくは約５８０〜６２０℃）の温度を使用してガラスを加熱し、次いで強制冷気によりガラスを急冷することを伴う。熱焼戻しガラス及び焼戻しガラスの両方を製造するために使用される急速／高速冷却プロセスでは、多くの場合に、硫化ニッケル系含有物が、問題のあるアルファ相から比較的無害なベータ相への（比較的遅いプロセスである）相転移を完了するには時間が不十分である。したがって、硫化ニッケル含有物は、例えば、熱焼戻しガラスにおいて、その高温のアルファ相の状態でガラス中に捕捉されることが多い。しかしながら、ガラスが相変化温度を通り過ぎて冷却されると、このような硫化ニッケル含有物は、低エネルギーのベータ相に再び戻ろうとする。捕捉された含有物の場合、このプロセスは、数ヶ月〜数年のいずれかで生じる。これは、ＮｉＳがアルファ相からベータ相に変化する際に、体積が２〜４％程度増加するという点がなければ、ガラスに影響はないであろう。この膨張は、ガラス破損につながり得る局所的な引張応力を生じることがある。したがって、そのアルファ相の状態で熱処理（例えば、熱焼戻し）ガラス中に捕捉された硫化ニッケル系含有物は、問題があり、その後のガラスの破損につながることがある。
硫化ニッケルは、様々な形態で生じる化合物である。硫化ニッケルの最も一般的な形態は、Ｎｉ7Ｓ6、ＮｉＳ、ＮｉＳ1.03、Ｎｉ3Ｓ2、及びＮｉ3Ｓ2＋Ｎｉである。電子顕微鏡下で見たとき、Ｎｉ7Ｓ6、ＮｉＳ、及びＮｉＳ1.03は、黄色〜金色であり、ゴルフボールのような凹凸表面を有する。これらの３種は非磁性であり、上記のような焼戻しガラスの破損を引き起こすことが見出されている。
特定の例示的実施形態では、ソーダ石灰シリカ系ガラスは、重量パーセントでＳｉＯ2を６７〜７５％、Ｎａ2Ｏを１０〜２０％、ＣａＯを５〜１５％、Ａｌ2Ｏ3を０〜７％、ＭｇＯを０〜７％、及びＫ2Ｏを０〜７％含む基礎ガラス部分を含む。所望により、ガラスの着色剤部分は、鉄、セレン、コバルト、エルビウムなどの１種以上の着色剤を更に含んでもよい。あるいは、ガラスは、ホウケイ酸塩ガラス、アルミノケイ酸塩ガラスなどの異なる種類のガラスであってもよい。
フロート法又は他の好適なプロセスによって作製され得る本発明の特定の実施形態による例示的なソーダ石灰シリカ系ガラスは、重量パーセント基準で以下の基本成分を含む。
Figure 2021516652
芒硝、結晶水などの様々な精製助剤を含む、他の微量成分もまた、基礎ガラスに含まれてよい。特定の実施形態では、例えば、本明細書に記載のガラスは、精製剤としての芒硝（ＳＯ3）の使用と共に、バッチ原料のケイ砂、ソーダ灰、ドロマイト、石灰岩から作製されてよい。還元剤及び酸化剤もまた、特定の場合に使用されてよい。特定の例では、本明細書に記載のソーダ石灰シリカ系ガラスは、約１０〜１５重量％のＮａ2Ｏ及び約６〜１２重量％のＣａＯを含み得る。上記の基礎ガラス材料に加えて、ガラスバッチ及び／又は最終ガラスはまた、所望の方法でガラスに着色及び／又は吸収を提供するために、好適な量で、鉄、エルビウム、コバルト、セレンなどの材料を含む着色剤部分を含んでもよい。本発明の特定の例示的実施形態では、ガラス中の鉄分の総量は、約０．０５〜１．２％、より好ましくは約０．３〜０．８％であり得る。特定の透明な高透過ガラスの場合、総鉄分は約０．００５〜０．０２５％であり得る。本明細書では、ガラス中に存在する、したがってその着色剤部分に存在する鉄分の総量は、標準的な慣行に従ってＦｅ2Ｏ3に関して表す。しかしながら、これは、全ての鉄分が実際にＦｅ2Ｏ3の形態であることを示唆するものではない。同様に、第一鉄状態の鉄分の量は、ガラス中の全ての第一鉄状態の鉄分がＦｅＯの形態にあるとは限らないとしても、本明細書ではＦｅＯとして報告される。
例えば、フロート法によってガラスを作製する場合、ガラスバッチ原料（例えば、ケイ砂、ソーダ灰、ドロマイト、石灰岩、着色剤など）を炉又は溶融装置に供給して加熱し、ガラス溶融物を形成する。ガラス溶融物をスズなどの溶融材料の浴（スズ浴）に注ぎ、そこでガラスが形成され、連続的に冷却してフロートガラスリボンを形成する。フロートガラスリボンは、徐冷のためにアニーリングレアに向かって前進する。所望により、アニーリングレアに入る前に、ガラス板の側縁部分を高温状態でトリミングしてもよい。ガラス板は、典型的には、少なくとも約５４０℃、より好ましくは少なくとも約５８０℃、可能な範囲では約５４０（又は５８０）〜８００℃の温度で、アニーリングレアの先頭に到達する。アニーリング中、ガラス板ストリップの温度は、アニール点（例えば、約５３８〜５６０℃）から歪点の約４９５〜５６０℃まで徐冷され、これはアニール範囲と呼ばれることがある。これらの温度範囲はアニーリングに好ましいが、特定の例では異なる温度を使用してもよい。連続ガラス板は、アニーリング中にローラー又はガスのいずれかによって支持され得る。アニーリング後、連続ガラス板は、切断、追加冷却、コーティングなどのうちの１つ以上の更なる処理のために移動される。フロートラインにおいて、又はフロートラインの後に、ガラス中の含有物（例えば、硫化ニッケル系含有物）を検出するためのシステムが提供されてもよい。含有物は、例えば、熱画像化、波長分析、肉眼分析、画像解析、及び／又は光散乱解析によって検出され得る。このようなアニールガラスは、そのまま（例えば、窓又は他の好適な用途に）使用されてもよく、あるいは安全利用のために続いて熱処理（例えば、熱焼戻し）されてもよい。ガラスに向けられる本明細書に記載の追加エネルギーは、特定の例示的実施形態では、任意の可能性がある硫化ニッケル系含有物の正確な位置が未知であるか、又は任意のこのような含有物がガラス中に存在することさえ未知である場合、ガラスの全体又は実質的に全体にわたって無差別に直接向けられてもよい。しかしながら、他の例示的実施形態では、硫化ニッケル系含有物の存在及び位置が既知である場合、追加エネルギーは、硫化ニッケル系含有物の存在が既知であるガラス中の位置のみに向けられてもよい。
図１は、熱焼戻しプロセスの冷却部分の少なくとも一部の間、ガラス中の含有物に追加エネルギーが向けられる、本発明の例示的実施形態によるプロセスを示す温度（℃）対時間（秒）のグラフであり、図２は、本発明の例示的実施形態による、硫化ニッケル系含有物などの含有物によるガラス破損を低減するための焼戻しシステム／装置の概略図であり、このシステム／装置は、図１に示す方法を利用することができる。
熱焼戻しプロセスは、図１に示すように、少なくとも５８０℃（例えば、約５８０〜６４０℃、より好ましくは約５８５〜６２５℃）の温度を使用してガラスを軟化温度まで加熱し、次いで強制冷気によりガラスを急冷することを伴う。ガラスは、約０．５〜１０分間、より好ましくは約１〜８分間加熱される。次いで、ガラスは、ノズルなどからの強制冷気により急冷され、ガラスの温度が低下する（例えば、図１を参照）。しかしながら、温度低下は、図１の実線によって示されるように非常に急であり、多くの場合に、ガラス中の硫化ニッケル系含有物が、問題のあるアルファ相から比較的無害なベータ相への（比較的遅いプロセスである）相転移を完了するには時間が不十分である。したがって、硫化ニッケル含有物は、例えば、熱焼戻しガラスにおいて、その高温のアルファ相の状態でガラス中に捕捉されることが多い。
図１〜２を参照すると、この問題は、熱焼戻しプロセスの冷却期間の少なくとも一部の間、含有物の冷却プロセスを遅らせるためにガラス中の硫化ニッケル系含有物などの含有物に追加エネルギーを向けることによって対処される（例えば、図１の点線を参照）。加熱プロファイル、冷却、及び追加エネルギーは、図１に示した方法又は別の本明細書に記載の方法などにおいて、それらを制御するように構成された少なくとも１つのプロセッサによって制御されてもよい。本発明の特定の例示的実施形態では、追加エネルギーは、ガラス全体に向けられず、代わりに含有物（例えば、硫化ニッケル系含有物）を有するガラスの領域のみに向けられ、それによってガラスの残り部分の焼戻しプロセスを著しく妨害せず、焼戻し中のガラスバルクの冷却に比べて含有物の冷却プロセスを遅らせる。しかしながら、本発明の別の例示的実施形態では、追加エネルギーは、ガラス基板全体に印加されてもよい。追加エネルギーは、例えば、硫化ニッケル系含有物に向けられた少なくとも１つの光源からの可視光及び／又は赤外（ＩＲ）光の形態であってもよい。光源は、レーザー、高強度光源などであってもよく、特定の例示的実施形態では、追加エネルギーは、含有物を含む領域に集束されてもよい。追加エネルギーは、本発明の特定の例示的実施形態では、約３００〜１１００ｎｍ、より好ましくは約３８０〜７００ｎｍの範囲の少なくとも１つの波長を含み得る。追加エネルギーは、単一の波長であっても、わずか数個の波長であってもよく、又は特定の波長範囲の様々な波長の組み合わせであってもよい。
特定の例示的実施形態では、追加エネルギーは、所望により光源を焼戻しチャンバの外側に配置できるように、焼戻しチャンバの壁に設けられた１つ以上の窓（例えば、少なくとも１つの石英窓）を通って含有物に向けられてもよい。追加エネルギーが向けられる窓は、本発明の例示的実施形態では、焼戻しチャンバの側壁及び／又は天井に設けられてもよい。熱焼戻しプロセスの冷却部分の少なくとも一部の間に含有物に向けられる追加エネルギーは、硫化ニッケル系含有物の冷却プロセスを遅らせ、したがって含有物がアルファ相の状態で捕捉される可能性を低減し、したがって含有物をその比較的無害なベータ相へ弛緩させることが見出されている。追加エネルギーは、（ｉ）ガラス中の少なくとも１つの硫化ニッケル系含有物がアルファ相の状態で捕捉されるのを防ぐために、及び（ｉｉ）最終ガラス製品中の含有物がベータ相の状態であるように、強制冷気の適用終了の２４時間以内にアルファ相の状態の硫化ニッケル系含有物を比較的無害なベータ相へ弛緩させるために、十分な量で提供される。
例示的実施形態では、図１に示すように、追加エネルギーは、冷却期間の開始付近から印加され、ガラス焼戻しの終了直前、終了時、又は終了後まで継続してもよい。その結果、ガラス板は焼戻しされ、硫化ニッケル系含有物は、その高温のアルファ相から比較的無害なベータ相へ安全に転移される。
したがって、本発明の例示的実施形態では、硫化ニッケル系含有物によるガラス破損を低減するためにガラスを熱焼戻しする方法が提供され、この方法は、ＳｉＯ2を６７〜７５％、Ｎａ2Ｏを１０〜２０％、ＣａＯを５〜１５％、Ａｌ2Ｏ3を０〜７％、及びＫ2Ｏを０〜７％含む基礎ガラス組成物を含むガラスを熱焼戻しする工程であって、熱焼戻しが、少なくとも５８０℃の温度を介して少なくとも軟化温度までガラスを加熱し、次いで強制冷気によりガラスを急冷することを含む、ことと；硫化ニッケル系含有物を高温のアルファ相からベータ相へ安全に転移させるように、急冷の少なくとも一部の間、ガラスの別の領域に比べて、含有物の冷却を遅らせるためにガラス中の少なくとも硫化ニッケル系含有物に追加エネルギーを向けることと、を含む。
直前の段落の方法では、追加エネルギーは、少なくとも１つの光源から、ガラス中の硫化ニッケル系含有物に向かって、ガラスが熱焼戻しされる焼戻しチャンバの少なくとも１つの窓を通って向けられてもよい。少なくとも１つの窓は、少なくとも１つの石英窓を含み得る。
前の２つの段落のいずれかの方法では、硫化ニッケル系含有物を含むガラスの領域に追加エネルギーを集束させることを提供してもよい。
前の３つの段落のいずれかの方法では、追加エネルギーは、３００〜１１００ｎｍ、より好ましくは３８０〜７００ｎｍの範囲の少なくとも１つの波長を含み得る。追加エネルギーは、この範囲の複数の波長を含んでもよい。
前の４つの段落のいずれかの方法では、追加エネルギーは、急冷プロセスの少なくとも大部分の間、含有物に向けられてもよい。
前の５つの段落のいずれかの方法では、追加エネルギーは、（ｉ）ガラス中の少なくとも１つの硫化ニッケル系含有物がアルファ相の状態で捕捉されるのを防ぐために、及び（ｉｉ）最終ガラス製品中の含有物がベータ相の状態であるように、強制冷気の適用終了の２４時間以内にアルファ相の状態の硫化ニッケル系含有物を比較的無害なベータ相へ弛緩させるために、十分な量で提供され得る。
前の６つの段落のいずれかの方法では、（ａ）硫化ニッケル含有物の位置が未知である、及び／又は硫化ニッケル系含有物がガラス中に存在するかどうかさえ未知である場合などに、追加エネルギーは、ガラスの寸法の全体にわたって、若しくは実質的に全体にわたって（例えば、ガラスの寸法の少なくとも８０％にわたって）無差別に向けられてもよく、又は（ｂ）硫化ニッケル系含有物の存在及び位置が既知である実施形態及び／又は状況などでは、追加エネルギーは、酸化ニッケル系含有物の存在が既知であるガラス中の位置のみに向けられてもよい。
本発明の例示的実施形態では、硫化ニッケル系含有物によるガラス破損を低減するためにガラスを熱焼戻しするためのシステムが提供され、このシステムは、ＳｉＯ2を６７〜７５％、Ｎａ2Ｏを１０〜２０％、ＣａＯを５〜１５％、Ａｌ2Ｏ3を０〜７％、及びＫ2Ｏを０〜７％含む基礎ガラス組成物を含むガラスを熱焼戻しするように構成されたチャンバと；少なくとも５８０℃の温度を介して少なくとも軟化温度までチャンバ内のガラスを加熱するように構成された少なくとも１つの熱源（例えば、ＩＲ源）と、強制冷気によりガラスを急冷するように構成された少なくとも１つの冷却ポート（例えば、１つ以上の冷却ジェット）と；硫化ニッケル系含有物を高温のアルファ相からベータ相へ安全に転移させるように、急冷の少なくとも一部の間、ガラスの別の領域に比べて、含有物の冷却を遅らせるためにガラス中の硫化ニッケル系含有物に追加エネルギーを向ける少なくとも１つのエネルギー源を制御するように構成された少なくとも１つのプロセッサと、を備える。
上記の開示を考慮すると、当業者には多くの他の特徴、修正、及び改善が明らかになるであろう。したがって、そのような特徴、修正、及び改善は、本発明の一部であると見なされ、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定されるべきである。

Claims (36)

  1. 硫化ニッケル系含有物によるガラス破損を低減するためにガラスを熱焼戻しする方法であって、前記方法は、
    以下を含む基礎ガラス組成物を含むガラスを熱焼戻しする工程であって、
    Figure 2021516652
     前記熱焼戻しが、少なくとも５８０℃の温度を介して少なくとも軟化温度まで前記ガラスを加熱し、次いで強制冷気により前記ガラスを急冷することを含む、ことと、
    前記硫化ニッケル系含有物を高温のアルファ相からベータ相へ安全に転移させるように、前記急冷の少なくとも一部の間、前記ガラスの別の領域に比べて、前記含有物の冷却を遅らせるために前記ガラス中の少なくとも硫化ニッケル系含有物に追加エネルギーを向けることと、を含む、方法。
  2. 前記追加エネルギーが、少なくとも１つの光源から、前記ガラス中の少なくとも前記硫化ニッケル系含有物に向かって、前記ガラスが熱焼戻しされる焼戻しチャンバの少なくとも１つの窓を通って向けられる、請求項１に記載の方法。
  3. 前記少なくとも１つの窓が石英窓を含む、請求項２に記載の方法。
  4. 前記硫化ニッケル系含有物を含む少なくとも前記ガラスの領域に前記追加エネルギーを集束させることを更に含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記追加エネルギーが、３００〜１１００ｎｍの範囲の少なくとも１つの波長を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記追加エネルギーが、３８０〜７００ｎｍの範囲の少なくとも１つの波長を含む、請求項５に記載の方法。
  7. 前記追加エネルギーが、３００〜１１００ｎｍの範囲の複数の波長を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記追加エネルギーが、前記急冷プロセスの少なくとも大部分の間、少なくとも前記含有物に向けられる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記追加エネルギーは、（ｉ）前記ガラス中の少なくとも１つの硫化ニッケル系含有物が前記アルファ相の状態で最終ガラス製品中に捕捉されるのを防ぐために、かつ（ｉｉ）前記最終ガラス製品中の前記含有物が前記ベータ相の状態であるように、強制冷気の適用終了２４時間以内に前記アルファ相の状態の前記硫化ニッケル系含有物を前記比較的無害なベータ相へ弛緩させるために、十分な量で提供される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記追加エネルギーが、前記ガラスの寸法の全体にわたって、又は実質的に全体にわたって向けられる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記寸法が、上から見たときの前記ガラスの幅である、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記追加エネルギーが前記ガラスに向けられるとき、硫化ニッケル系含有物の位置が未知である、及び／又は前記追加エネルギーが向けられる前記ガラス中に硫化ニッケル系含有物が存在するかどうかが未知である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記追加エネルギーが、硫化ニッケル系含有物が存在すると考えられる前記ガラスの領域のみに向けられる、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
  14. 熱焼戻しガラスを作製する方法であって、前記方法は、
    以下を含む基礎ガラス組成物を含むガラスを熱焼戻しする工程であって、
    Figure 2021516652
     前記熱焼戻しが、少なくとも５８０℃の温度を介して少なくとも軟化温度まで前記ガラスを加熱し、次いで急冷プロセスで前記ガラスを急冷することを含む、ことと、
    前記硫化ニッケル系含有物を高温のアルファ相からベータ相へ安全に転移させるように、前記ガラスの前記急冷の少なくとも一部の間、前記硫化ニッケル系含有物の冷却を遅らせるために前記ガラス中の少なくとも硫化ニッケル系含有物に追加エネルギーを向けることと、を含む、方法。
  15. 前記追加エネルギーが、少なくとも１つの光源から、前記ガラス中の少なくとも前記硫化ニッケル系含有物に向かって、前記ガラスが熱焼戻しされる焼戻しチャンバの少なくとも１つの窓を通って向けられる、請求項１４に記載の方法。
  16. 前記少なくとも１つの窓が石英窓を含む、請求項１５に記載の方法。
  17. 前記硫化ニッケル系含有物を含む少なくとも前記ガラスの領域に前記追加エネルギーを集束させることを更に含む、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記追加エネルギーが、３００〜１１００ｎｍの範囲の少なくとも１つの波長を含む、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の方法。
  19. 前記追加エネルギーが、前記急冷プロセスの少なくとも大部分の間、前記含有物に向けられる、請求項１４〜１８のいずれか一項に記載の方法。
  20. 前記追加エネルギーは、（ｉ）前記ガラス中の少なくとも１つの硫化ニッケル系含有物が前記アルファ相の状態で最終ガラス製品中に捕捉されるのを防ぐために、かつ（ｉｉ）前記最終ガラス製品中の前記含有物が前記ベータ相の状態であるように、強制冷気の適用終了２４時間以内に前記アルファ相の状態の前記硫化ニッケル系含有物を前記比較的無害なベータ相へ弛緩させるために、十分な量で提供される、請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の方法。
  21. 前記追加エネルギーが、前記ガラスの寸法の全体にわたって、又は実質的に全体にわたって向けられる、請求項１４〜２０のいずれか一項に記載の方法。
  22. 前記寸法が、上から見たときの前記ガラスの幅である、請求項２１に記載の方法。
  23. 前記追加エネルギーが前記ガラスに向けられるとき、硫化ニッケル系含有物の位置が未知である、及び／又は前記追加エネルギーが向けられる前記ガラス中に硫化ニッケル系含有物が存在するかどうかが未知である、請求項１４〜２２のいずれか一項に記載の方法。
  24. 前記追加エネルギーが、硫化ニッケル系含有物が存在すると考えられる前記ガラスの領域のみに向けられる、請求項１４〜２３のいずれか一項に記載の方法。
  25. 硫化ニッケル系含有物によるガラス破損を低減するためにガラスを熱焼戻しするためのシステムであって、前記システムは、
    以下を含む基礎ガラス組成物を含むガラスを熱焼戻しするように構成されたチャンバと、
    Figure 2021516652
     前記チャンバ内の前記ガラスを少なくとも５８０℃の温度を介して少なくとも軟化温度まで加熱するように構成された少なくとも１つの熱源と、
    強制冷気により前記ガラスを急冷するように構成された少なくとも１つの冷却ポートと、
    前記硫化ニッケル系含有物を高温のアルファ相からベータ相へ安全に転移させるように、前記急冷の少なくとも一部の間、前記ガラスの別の領域に比べて、前記含有物の冷却を遅らせるために前記ガラス中の少なくとも硫化ニッケル系含有物に追加エネルギーを向ける少なくとも１つのエネルギー源を制御するように構成された少なくとも１つのプロセッサと、を備える、システム。
  26. 前記追加エネルギーが、前記少なくとも１つのエネルギー源から、前記ガラス中の少なくとも前記硫化ニッケル系含有物に向かって、前記チャンバの少なくとも１つの窓を通って向けられる、請求項２５に記載のシステム。
  27. 前記少なくとも１つの窓が石英窓を含む、請求項２６に記載のシステム。
  28. 前記追加エネルギーが、３００〜１１００ｎｍの範囲の少なくとも１つの波長を含む、請求項２５〜２７のいずれか一項に記載のシステム。
  29. 前記少なくとも１つのプロセッサが、前記急冷の少なくとも大部分の間、前記追加エネルギーを少なくとも前記含有物に向けさせるように構成されている、請求項２５〜２８のいずれか一項に記載のシステム。
  30. 前記少なくとも１つのエネルギー源及び／又はプロセッサは、（ｉ）前記ガラス中の少なくとも１つの硫化ニッケル系含有物が前記アルファ相の状態で最終ガラス製品中に捕捉されるのを防ぐために、かつ（ｉｉ）前記最終ガラス製品中の前記含有物が前記ベータ相の状態であるように、強制冷気の適用終了２４時間以内に前記アルファ相の状態の前記硫化ニッケル系含有物を前記比較的無害なベータ相へ弛緩させるために、十分な量で前記追加エネルギーを提供するように構成されている、請求項２５〜２９のいずれか一項に記載のシステム。
  31. 前記少なくとも１つのエネルギー源及び／又はプロセッサが、前記ガラスの寸法の全体にわたって、又は実質的に全体にわたって前記追加エネルギーを向けるように構成されている、請求項２５〜３０のいずれか一項に記載のシステム。
  32. 前記寸法が、上から見たときの前記ガラスの幅である、請求項３１に記載のシステム。
  33. 硫化ニッケル系含有物によるガラス破損を低減するためにガラスを処理するためのシステムであって、前記システムは、
    以下を含む基礎ガラス組成物を含むガラスを加熱するように構成されたチャンバと、
    Figure 2021516652
     前記チャンバ内の前記ガラスを少なくとも５８０℃の温度を介して少なくとも軟化温度まで加熱するように構成された少なくとも１つの熱源と、
    前記ガラスを冷却するように構成された少なくとも１つの冷却ポートと、
    前記含有物を第１の相から第２の相へ安全に転移させるように、前記冷却の少なくとも一部の間、前記ガラスの別の領域に比べて、含有物の冷却を遅らせるために前記ガラスに追加エネルギーを向ける少なくとも１つのエネルギー源を制御するように構成された少なくとも１つのプロセッサと、を備える、システム。
  34. 前記追加エネルギーが、前記少なくとも１つのエネルギー源から、前記ガラス中の少なくとも前記含有物に向かって、前記チャンバの少なくとも１つの窓を通って向けられる、請求項３３に記載のシステム。
  35. 前記追加エネルギーが、３００〜１１００ｎｍの範囲の少なくとも１つの波長を含む、請求項３３〜３４のいずれか一項に記載のシステム。
  36. 前記少なくとも１つのプロセッサが、前記急冷の少なくとも大部分の間、前記追加エネルギーを前記ガラスに向けさせるように構成されている、請求項３３〜３５のいずれか一項に記載のシステム。
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