JP7201589B2 - リチウム含有ガラス - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、その内容の各々が依拠され、ここに全て引用される、２０１６年１１月７日出願の米国仮特許出願第６２／４１８３６７号、２０１７年１月３０日出願の米国仮特許出願第６２／４５２００４号、及び２０１７年９月２９日出願の米国仮特許出願第６２／５６５１９０号の米国特許法第１１９条の下での優先権の利益を主張するものである。
本明細書は一般に、低粘度ガラス及びリチウム含有ガラスに関する。より具体的には、本明細書は、カバーガラスとして使用できる低粘度ガラス及びリチウム含有アルミノシリケートガラスの製造を対象とする。本明細書はまた、融合線（ｆｕｓｉｏｎ ｌｉｎｅ）を内包する低粘度及びリチウム含有アルミノシリケートガラスも対象とする。
スマートフォン、タブレット、ポータブルメディアプレイヤー、パーソナルコンピュータ及びカメラといったポータブルデバイスの可搬性により、これらのデバイスは、地面等の硬質表面への偶発的な落下を特に受けやすくなる。これらのデバイスは典型的にはカバーガラスを組み込んでおり、これは、硬質表面との衝突時に損傷し得る。これらのデバイスの多くにおいて、カバーガラスはディスプレイカバーとして機能し、またタッチ機能を組み込むことができ、これにより、カバーガラスが損傷すると、上記デバイスの使用にマイナスの影響がある。
関連するポータブルデバイスが硬質表面上に落下した場合のカバーガラスの破損モードは、主に２つ存在する。これらのモードのうちの一方は曲げ破損であり、これはデバイスが、硬質表面との衝突に由来する動的荷重を受けた場合に、ガラスの屈曲によって引き起こされる。もう一方のモードは鋭利接触破損であり、これはガラス表面への損傷の導入によって引き起こされる。ガラスが、アスファルト、グラナイト等といった硬質粗面と衝突すると、ガラス表面に鋭利な押込みが発生し得る。これらの押込みがガラス表面の破損部位となり、そこから割れが成長して伝播し得る。
ガラス表面に圧縮応力を誘発することを伴うイオン交換技法により、ガラスの曲げ破損に対する耐性を高めることができる。しかしながら、イオン交換済みガラスは依然として、鋭利接触に由来するガラス内の局所的押込みによって引き起こされる高い応力の集中により、動的な鋭利接触を受けやすい。
ガラスメーカー及びハンドヘルドデバイス製造元は、鋭利接触破損に対するハンドヘルドデバイスの耐性を改善するために、継続的に努力してきた。解決策は、カバーガラス上のコーティングから、デバイスが硬質表面上に落下した場合にカバーガラスが硬質表面に直接触れるのを防止するベゼルにまで及ぶ。しかしながら、審美的及び機能的要件の制約から、カバーガラスが硬質表面に触れるのを完全に防止するのは極めて困難である。
ポータブルデバイスを可能な限り薄くすることも望まれている。従って、強度に加えて、ポータブルデバイスのカバーガラスとして使用されることになるガラスを可能な限り薄くすることも望まれている。よって、カバーガラスの強度を向上させることに加えて、上記ガラスが、薄型ガラスシート等の薄型ガラス物品を作製できるプロセスによって成形できるような機械的特徴を有することも望まれている。
ガラス成形装置は一般に、ＬＣＤディスプレイ、ポータブルデバイス等のために使用されるガラスシートといった様々なガラス製品を成形するために使用される。これらのガラスシートは、溶融ガラスを、成形用ウェッジを越えて下向きに流すことで、連続したガラスリボンを形成することによって、製造できる。開発中の技術は、ますます低い液相粘度を有するガラス組成物を使用するものである。従って、溶融ガラスが成形用ウェッジを横断する際の、溶融ガラスの失透を防止するために、比較的高い成形温度を使用する。
従って、比較的低い液相粘度を有するガラスの失透を緩和するために、比較的高い成形温度を提供できる、ガラスリボンを成形するための代替的な方法及び装置に対して、需要が存在する。従って、イオン交換等によって強化でき、かつ薄型ガラス物品として成形できる機械的特性を有するガラスに対しても、需要が存在する。
いくつかの実施形態によると、ガラス物品は、酸化物基準で：６０モル％以上７４モル％以下のＳｉＯ２；７モル％以上１８モル％以下のＡｌ２Ｏ３；３モル％以上１６モル％以下のＢ２Ｏ３；０モル％超かつ６モル％以下のＮａ２Ｏ；０モル％以上５モル％以下のＰ２Ｏ５；５モル％以上１１モル％以下のＬｉ２Ｏ；０．２モル％以下のＳｎＯ２；及び０．５モル％以上６．５モル％以下の二価陽イオン酸化物を含む。上記ガラス物品は、０．９以上のモル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）を有し、ここでＲ２Ｏはモル％を単位とするアルカリ金属酸化物の合計であり、ＲＯはモル％を単位とする二価陽イオン酸化物の合計である。
いくつかの実施形態によると、ガラス物品は、酸化物基準で：６０モル％以上６６モル％以下のＳｉＯ２；１１．５モル％以上１８モル％以下のＡｌ２Ｏ３；３モル％以上８モル％以下のＢ２Ｏ３；２モル％以上６モル％以下のＮａ２Ｏ；０モル％以上５モル％以下のＰ２Ｏ５；５モル％以上１１モル％以下のＬｉ２Ｏ；及び０．５モル％以上６．５モル％以下の二価陽イオン酸化物を含む。上記ガラス物品は、０．９以上のモル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）を有し、ここでＲ２Ｏはモル％を単位とするアルカリ金属酸化物の合計であり、ＲＯはモル％を単位とする二価陽イオン酸化物の合計である。
いくつかの実施形態によると、ガラス物品は、酸化物基準で：６５モル％以上７４モル％以下のＳｉＯ２；７モル％以上１２モル％以下のＡｌ２Ｏ３；５モル％以上１６モル％以下のＢ２Ｏ３；０モル％以上４モル％以下のＮａ２Ｏ；０モル％以上５モル％以下のＰ２Ｏ５；５モル％以上１１モル％以下のＬｉ２Ｏ；及び０．５モル％以上６．５モル％以下の二価陽イオン酸化物を含む。上記ガラス物品は、０．９以上のモル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）を有し、ここでＲ２Ｏはモル％を単位とするアルカリ金属酸化物の合計であり、ＲＯはモル％を単位とする二価陽イオン酸化物の合計である。
いくつかの実施形態によると、ガラス物品は、Ｌｉ２Ｏ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３を含み、３００ｋＰ以下の液相粘度を備え、ＲＩａｎｎｅａｌｅｄ－ＲＩａｓ ｆｏｒｍｅｄは０．０００３以上であり、ここでＲＩａｎｎｅａｌｅｄは、１時間にわたって上記ガラスのアニール点で加熱された上記ガラスの、５８９ｎｍの波長における屈折率であり、ＲＩａｓ ｆｏｒｍｅｄは、成形後すぐの上記ガラスの、５８９ｎｍの波長における屈折率である。
いくつかの実施形態によると、消費者向け電子製品は：前面、背面及び側面を有するハウジング；少なくとも部分的に上記ハウジング内に設けられた電子部品であって、上記電子部品は、少なくともコントローラ、メモリ及びディスプレイを含み、上記ディスプレイは、上記ハウジングの上記前面に又は上記前面に隣接して設けられる、電子部品；並びに上記ディスプレイを覆うように配置されたカバー基板を備える。上記ハウジングの一部分又は上記カバー基板のうちの少なくとも一方は、上述の第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態又は第４の実施形態のうちのいずれの１つのガラス物品を含む。
更なる実施形態では、ガラス物品は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＳｎＯ２、及び融合線を含む。上記ガラス物品は、Ｎａ２Ｏ又はＰ２Ｏ５も含むことができる。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、酸化物基準で：６０モル％以上７４モル％以下のＳｉＯ２；７モル％以上１８モル％以下のＡｌ２Ｏ３；３モル％以上１６モル％以下のＢ２Ｏ３；０モル％超かつ６モル％以下のＮａ２Ｏ；０モル％以上５モル％以下のＰ２Ｏ５；５モル％以上１１モル％以下のＬｉ２Ｏ；及び０．２モル％以下のＳｎＯ２を含む。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、０．９以上のモル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）を備え、ここでＲ２Ｏはモル％を単位とするアルカリ金属酸化物の合計であり、ＲＯはモル％を単位とする二価陽イオン酸化物の合計である。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、３００ｋＰ以下、１００ｋＰ以下、５０ｋＰ以下、又は２５ｋＰ以下の液相粘度を備える。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、イオン交換プロセスによって強化され、これにより上記ガラス物品の少なくとも１つの表面上に圧縮応力層が形成される。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、０．１５ｔ以上の圧縮深さを備え、ここでｔは上記ガラス物品の厚さである。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、０．１５ｔ以上０．２５ｔ以下の圧縮深さ（ＤＯＣ）を備え、ここでｔは上記ガラス物品の厚さである。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、３０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下の中央張力を備える。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、上記ガラス物品にカリウムイオンを付加するイオン交換プロセスによって強化され、カリウム層深さ（ＤＯＬ）は５μｍ以上３０μｍ以下である。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は圧縮応力層を備え、上記圧縮応力層は、その表面において３００ＭＰａ以上９５０ＭＰａ以下の圧縮応力を有する。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、５Ｎ以上２４Ｎ以下のヌープ引っかき横割れ閾値を備える。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、１５ｋｇｆ（０．１４７ｋＮ）以上の押込み破壊閾値を備える。
更なる実施形態では、ガラス物品は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及び１００ｋＰ以下、５０ｋＰ以下又は２５ｋＰ以下の液相粘度を含む。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、酸化物基準で：６０モル％以上７４モル％以下のＳｉＯ２；７モル％以上１８モル％以下のＡｌ２Ｏ３；３モル％以上１６モル％以下のＢ２Ｏ３；０モル％超かつ６モル％以下のＮａ２Ｏ；０モル％以上５モル％以下のＰ２Ｏ５；５モル％以上１１モル％以下のＬｉ２Ｏ；及び０．２モル％以下のＳｎＯ２を含む。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、イオン交換プロセスによって強化され、これにより上記ガラス物品の少なくとも１つの表面上に圧縮応力層が形成される。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、０．１５ｔ以上の圧縮深さを備え、ここでｔは上記ガラス物品の厚さである。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、０．１５ｔ以上０．２５ｔ以下の圧縮深さ（ＤＯＣ）を備え、ここでｔは上記ガラス物品の厚さである。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、３０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下の中央張力を備える。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、上記ガラス物品にカリウムイオンを付加するイオン交換プロセスによって強化され、カリウム層深さ（ＤＯＬ）は５μｍ以上３０μｍ以下である。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は圧縮応力層を備え、上記圧縮応力層は、その表面において３００ＭＰａ以上９５０ＭＰａ以下の圧縮応力を有する。
更なる実施形態では、ガラス物品は、少なくともＬｉ２Ｏと、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３及びＳｎＯ２のうちの１つ以上とを含み、更に融合線を備える。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品はＮａ２Ｏ又はＰ２Ｏ５を含む。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、酸化物基準で：６０モル％以上７４モル％以下のＳｉＯ２；７モル％以上１８モル％以下のＡｌ２Ｏ３；３モル％以上１６モル％以下のＢ２Ｏ３；０モル％超かつ６モル％以下のＮａ２Ｏ；０モル％以上５モル％以下のＰ２Ｏ５；５モル％以上１１モル％以下のＬｉ２Ｏ；及び０．２モル％以下のＳｎＯ２を含む。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、０．９以上のモル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）を備え、ここでＲ２Ｏはモル％を単位とするアルカリ金属酸化物の合計であり、ＲＯはモル％を単位とする二価陽イオン酸化物の合計である。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、３００ｋＰ以下、１００ｋＰ以下、５０ｋＰ以下、又は２５ｋＰ以下の液相粘度を備える。
更なる実施形態では、ガラス物品はＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏを含み、更に１００ｋＰ以下の液相粘度と、融合線とを備える。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、５０ｋＰ以下又は２５ｋＰ以下の液相粘度を備える。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、酸化物基準で：６０モル％以上７４モル％以下のＳｉＯ２；７モル％以上１８モル％以下のＡｌ２Ｏ３；３モル％以上１６モル％以下のＢ２Ｏ３；０モル％超かつ６モル％以下のＮａ２Ｏ；０モル％以上５モル％以下のＰ２Ｏ５；５モル％以上１１モル％以下のＬｉ２Ｏ；及び０．２モル％以下のＳｎＯ２を含む。いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、イオン交換プロセスによって強化され、これにより上記ガラス物品の少なくとも１つの表面上に圧縮応力層が形成される。
追加の特徴及び利点を、以下の「発明を実施するための形態」に記載するが、その一部は、「発明を実施するための形態」から、又は以下の「発明を実施するための形態」、特許請求の範囲及び添付の図面を含む本出願に記載の実施形態を実践することによって、当業者には容易に明らかになるだろう。
上述の「発明の概要」及び以下の「発明を実施するための形態」の両方は、様々な実施形態を説明するものであり、請求対象の主題の性質及び特徴を理解するための概観又は枠組みを提供することを意図したものであることを理解されたい。添付の図面は、これらの様々な実施形態の更なる理解を提供するために含まれており、また本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成する。これらの図面は、本明細書に記載の上記様々な実施形態を図示し、本記載と併せて、請求対象の主題の原理及び動作を説明する役割を果たす。
本明細書中に図示及び記載されている１つ以上の実施形態による、ガラスリボンを成形するための装置の概略図 図１の線３‐３の位置における概略断面斜視図 本明細書中に図示及び記載されている１つ以上の実施形態による、図２のガラスリボンを成形するための装置の概略正面斜視図 本明細書中に図示及び記載されている１つ以上の実施形態による、ガラスを作製するための装置において使用するための交換式加熱カートリッジの概略図 図４Ａの線４Ｂ‐４Ｂに沿った、交換式加熱カートリッジの概略断面図 本明細書中に図示及び記載されている１つ以上の実施形態による、図４Ａの交換式加熱カートリッジの背面斜視図 本明細書に記載の二ケイ化モリブデン加熱素子を含む加熱カートリッジに対する個別の電力の変化に対する、基部温度応答の数学的モデルのグラフ 本明細書中に図示及び記載されている１つ以上の実施形態による、ガラス製造装置の成形用容器の別の実施形態の概略図であり、加熱カートリッジが上記成形用容器のトラフの付近に配置されている 本明細書中に図示及び記載されている１つ以上の実施形態による、図７の成形用容器の線８‐８に沿って得られる断面の概略図 本明細書中に図示及び記載されている１つ以上の実施形態による、ガラス製造装置の成形用容器の別の実施形態の概略図であり、加熱カートリッジが上記成形用容器のトラフの付近に配置されている フュージョンダウンドロー装置の部分断面斜視図 縁部ロールのセットを備える、シートガラスをドロー加工するためのシステムのある実施形態の側面立面図 縁部ロールの第１のセット及び縁部ロールの第２のセットを備える、シートガラスをドロー加工するためのシステムのある実施形態の側面立面図 本開示のある例示的実施形態によるガラス製造装置 本開示のある例示的実施形態による図１３のガラス製造装置の側面図 本開示のある例示的実施形態による図１３のガラス製造装置の、第１の高さにおける上面図 本開示のある例示的実施形態による図１３のガラス製造装置の、第２の高さにおける上面図 本開示のある例示的実施形態による図１３のガラス製造装置の、第３の高さにおける上面図 本開示のある例示的実施形態によるガラス製造装置 本開示のある例示的実施形態による図１８のガラス製造装置の、中間高さにおける上面図 本開示の例示的実施形態による、２つの異なる高さにおける独立した定常力入力制御の例示的なグラフ 本開示の例示的実施形態による、最下部のドローロールにおいて印加される力の例示的なグラフ 本開示の例示的実施形態による、最下部のドローロールの速度の例示的なグラフ 本明細書中で開示及び説明される実施形態による、表面上に圧縮応力層を有するガラスの概略断面図 本明細書中で開示及び説明される実施形態による、ガラス物品に関するヌープ引っかき横割れ閾値試験結果を示すグラフ 本明細書中で開示及び説明される実施形態による、ガラス物品に関する押込み破壊閾値試験結果を示すグラフ 本明細書で開示されるガラス物品のうちのいずれを組み込んだ例示的な電子デバイスの平面図 図２６Ａの例示的な電子デバイスの斜視図 図２のフュージョンダウンドロー装置の断面図の斜視図 図２のフュージョンダウンドロー装置の断面図の別の斜視図
これより、上述のような低粘度ガラス及びリチウム含有アルミノシリケートガラスを作製するための製造システム及びプロセスについて詳細に言及する。またこれより、様々な実施形態による低粘度ガラス及びリチウム含有アルミノシリケートガラスについて詳細に言及する。またこれより、融合線を内包する低粘度リチウム含有アルミノシリケートガラスについて詳細に言及する。
ガラス製造システム
これより、ガラスリボンを成形するための方法及び装置の実施形態について詳細に言及する。上記透明被加工物の例は添付の図面に図示されている。可能な限り、図面全体を通して、同一又は同様の部分を指すために同一の参照番号を使用する。ガラスリボンを作製するための装置の一実施形態が図１に示されており、これは全体を通して一般に参照番号１０で表される。一実施形態によると、ガラスリボンを成形するための装置は、成形用ウェッジを含み、これはハウジング内に配置され、また基部において集束する下向きに傾斜した成形用表面部分のペアを備える。複数の加熱カートリッジを上記ハウジングのポート内に位置決めしてよい。各加熱カートリッジは、加熱カートリッジの底面に対して約９０°超の角度で配向された、熱配向表面を含んでよい。上記熱配向表面は、上記熱配向表面に隣接して位置決めされた加熱素子を含んでよい。上記加熱カートリッジは、上記熱配向表面が上記成形用ウェッジと対面し、また上記熱配向表面の上縁部と上記加熱カートリッジの上面とが、上記成形用ウェッジの上記基部又は上記成形用ウェッジのトラフのうちの少なくとも一方の上方に位置決めされ、これにより上記加熱カートリッジの上記熱配向表面から上記成形用ウェッジの上記基部又は上記成形用ウェッジの上記トラフに向かって熱が配向されるように、位置決めしてよい。ガラスリボンを成形するための方法及び装置の様々な実施形態を、添付の図面を具体的に参照して、本明細書において更に詳細に説明する。
本明細書において、範囲は、「約」ある特定の値から、及び／又は「約」別の特定の値までとして表現され得る。このような範囲が表現されている場合、別の実施形態は、上記ある特定の値から、及び／又は上記別の特定の値までを含む。同様に、先行詞「約」を用いることにより、値が概数として表現されている場合、上記特定の値は別の実施形態を形成することが理解されるだろう。更に、各範囲の端点は、他方の端点との関連でも、他方の端点とは独立しても、重要であることが理解されるだろう。
本明細書中で使用される方向に関する用語、例えば上方、下方、右、左、前方、後方、頂部、底部は、ここで図示されている状態の図面に関してのみ使用され、絶対的な配向を暗示することを意図したものではない。
特段の記載がない限り、本明細書に記載のいずれの方法が、そのステップを特定の順序で実施すること、又はいずれの装置の特定の配向を必要とするものとして解釈されることは、全く意図されていない。従って、ある方法クレームが、そのステップが従うべき順序を実際に列挙していない場合、又はいずれの装置クレームが、個々の構成部品に関する順序若しくは配向を実際に列挙していない場合、又はステップをある特定の順序に限定するべきであることが、特許請求の範囲若しくは説明中で具体的に言明されていない場合、又は装置の構成部品に関する特定の順序又は配向が列挙されていない場合、いかなる点においても、順序又は配向が推定されることは全く意図されていない。これは：ステップの構成、動作フロー、構成部品の順序、又は構成部品の配向に関する論理の問題；文法的な編成又は句読点に由来する単純な意味；及び本明細書に記載の実施形態の数又はタイプを含む、解釈のためのいずれの可能な非明示的根拠にも当てはまる。
本明細書中で使用される場合、名詞は、文脈がそうでないことを明らかに指示していない限り、複数の対象を含む。従って例えば、「ある」構成部品に関する言及は、文脈がそうでないことを明らかに指示していない限り、２つ以上の上記構成部品を有する態様を含む。
ここで図１を参照すると、ガラスリボン１２を成形するためのガラス成形装置１０の一実施形態が概略図で示されている。ガラス成形装置１０は一般に、貯蔵用蓋付き容器１８からガラスバッチ材料１６を受承するよう構成された溶融用容器１５を含む。ガラスバッチ材料１６は、モータ２２によって動力供給されるバッチ送達デバイス２０によって、溶融用容器１５に導入できる。任意のコントローラ２４を設けることにより、モータ２２を起動してよく、また溶融ガラス液位プローブ２８を用いて、スタンドパイプ３０内のガラス溶融物の液位を測定し、測定された情報をコントローラ２４に通信できる。
ガラス成形装置１０は、清澄用チューブ等の清澄用容器３８を含み、これは溶融用容器１５から下流に配置され、第１の接続チューブ３６によって溶融用容器１５に連結される。撹拌チャンバ等の混合用容器４２は、清澄用容器３８から下流に配置される。ボウル等の送達用容器４６は、混合用容器４２から下流に配置してよい。図示されているように、第２の接続チューブ４０は、清澄用容器３８を混合用容器４２に連結し、また第３の接続チューブ４４は、混合用容器４２を送達用容器４６に連結する。更に図示されているように、下降管４８は、ガラス溶融物を送達用容器４６から成形用容器６０のインレット５０に送達するよう位置決めされる。
溶融用容器１５は典型的には、耐火性（例えばセラミック）レンガ等の耐火性材料から作製される。ガラス成形装置１０は更に、典型的には白金、又は白金‐ロジウム、白金‐イリジウム及びこれらの組み合わせといった白金含有金属から作製されるものの、モリブデン、パラジウム、レニウム、タンタル、チタン、タングステン、ルテニウム、オスミウム、ジルコニウム及びこれらの合金並びに／又は二酸化ジルコニウムといった耐火性金属も含んでよい、構成部品を含んでよい。この白金含有構成部品は、第１の接続チューブ３６、清澄用容器３８、第２の接続チューブ４０、スタンドパイプ３０、混合用容器４２、第３の接続チューブ４４、送達用容器４６、下降管４８、及びインレット５０のうちの１つ以上を含むことができる。成形用容器６０もまた、耐火性材料（例えば耐火性レンガ及び／又は耐火性金属）から作製でき、またこれは、ガラス溶融物をガラスリボン１２に成形するよう設計される。
図２は、図１の線３‐３に沿った、ガラス成形装置１０の概略断面斜視図である。図示されているように、成形用容器６０は成形用ウェッジ６２を含み、これは、上向きに（即ち図２に示す座標軸の＋ｘ方向に）開いたトラフ６１と、成形用ウェッジ６２の対向する端部６４ａ、６４ｂの間に延在する、下向きに（即ち図２に示す座標軸の－ｘ方向に）傾斜した成形用表面部分６６ａ、６６ｂのペアとを備える。下向きに傾斜した成形用表面部分６６ａ、６６ｂは、下流方向６８に沿って集束して基部７０を形成する。ドロー平面７２は、基部７０を通って延在する。本明細書中で更に説明されるように、ガラスリボン１２は、成形用ウェッジ６２からドロー平面７２に沿って下流方向６８にドロー加工できる。図示されているように、ドロー平面７２は、基部７０を、基部７０を通って、成形用容器６０の概ね水平な長さ方向（図２に示す座標軸の＋／－ｙ方向）に二等分する。しかしながら、ドロー平面７２は基部７０に対して、上記基部を通って成形用容器６０を二等分する配向以外の様々な配向で延在してよいことを理解されたい。図１及び２は、ガラス成形装置及び成形用容器の一実施形態を概略的に示しているが、他の様々な成形用容器の構成を有する本開示の態様を用いてよいことも理解されたい。
図１及び２を参照すると、特定の実施形態では、成形用容器６０は、下向きに傾斜した成形用表面部分６６ａ、６６ｂのペアと交差する縁部配向器８０ａ、８０ｂを備えてよい。上記縁部配向器は、溶融ガラスを成形用容器６０の基部７０に近づくように配向することによって、所望のガラスリボン幅及び縁部特性の達成を支援する。更なる実施形態では、上記縁部配向器は下向きに傾斜した成形用表面部分６６ａ、６６ｂの両方と交差できる。更に、又はあるいは、特定の実施形態では、１つの縁部配向器を、成形用ウェッジ６２の対向する端部６４ａ、６４ｂそれぞれに位置決めできる。例えば図１に示すように、縁部配向器８０ａ、８０ｂは、成形用ウェッジ６２の対向する端部６４ａ、６４ｂそれぞれに位置決めでき、各縁部配向器８０ａ、８０ｂは、下向きに傾斜した成形用表面部分６６ａ、６６ｂの両方と交差するよう構成される。更に図示されているように、各縁部配向器８０ａ、８０ｂは互いに略同一である。しかしながら、代替実施形態では、上記縁部配向器は、ガラス成形装置の具体的な特徴に応じて、異なる構成及び／又はジオメトリを有してよいことを理解されたい。更に、様々な成形用ウェッジ及び縁部配向器の構成を、本開示の態様に応じて使用してよいことを理解されたい。例えば、米国特許第３，４５１，７９８号明細書、米国特許第３，５３７，８３４号明細書、米国特許第７，４０９，８３９号明細書、２０１４年５月１５日出願の米国特許出願第１４／２７８５８２号明細書、及び／又は２００９年２月２６日出願の米国仮特許出願第６１／１５５，６６９号明細書に開示されている成形用ウェッジ及び縁部配向器の構成を有する本開示の態様を使用してよく、これらの文献はそれぞれ参照により本出願に援用される。
引き続き図１を参照すると、ガラス成形装置１０は任意に、ガラスリボンを成形用容器６０の基部７０からドロー加工するための、少なくとも１つの縁部ローラ組立体（図示せず）を含むことができる。以下で更に詳細に議論されるように、様々な縁部ローラ組立体の構成を、本開示の態様に応じて使用してよいことを理解されたい。
ハウジング１４は成形用容器６０を取り囲む。ハウジング１４は鋼鉄で形成してよく、成形用容器６０と、成形用容器６０内及びその周囲を流れる溶融ガラスとを、周囲環境から断熱するために、耐火性材料及び／又は断熱材を含有してよい。図示されていないが、ハウジング１４は複数の冷却チューブ又はバヨネットを含んでよく、これらは、水又は他の熱交換媒体（例えば空気等）を利用して、成形用容器６０の複数の部分からエネルギを抽出できる。このような冷却チューブ又はバヨネットは、例えば成形用容器６０の堰の上方若しくは付近、又は成形用容器６０の成形用表面の付近といった、ハウジング１４の高い位置にあるほど、より急速に粘度を増すことができ、これにより、ガラスの剛度、及び大きな反りに対する耐性を改善できる。更に１ペア以上のこのような冷却チューブ又はバヨネットは、このような高い位置にあるほど、同一の厚さのガラスリボンに関して基部での粘度を低下させることができる。
ここで図１～２を参照すると、動作時、バッチ材料１６、具体的にはガラスを形成するためのバッチ材料は、バッチ送達デバイス２０によって、貯蔵用蓋付き容器１８から溶融用容器１５に供給される。バッチ材料１６は溶融用容器１５内で、溶融ガラスへと溶融される。上記溶融ガラスは、溶融用容器１５から第１の接続チューブ３６を通って清澄用容器３８へと移動する。ガラスの欠陥を発生させ得る溶解した気体を、清澄用３８内で溶融ガラスから除去する。次に溶融ガラスは、清澄用容器３８から第２の接続チューブ４０を通って混合用容器４２へと移動する。混合用容器４２は、撹拌等によって上記溶融ガラスを均質化し、均質化された溶融ガラスは、第３の接続チューブ４４を通って送達用容器４６へと移動する。送達用容器４６は、均質化された溶融ガラスを、下降管４８を通してインレット５０へと吐出し、このインレット５０は、均質化された溶融ガラスを、成形用容器６０のトラフ６１へと移動させる。
溶融ガラス１７が、成形用ウェッジ６２の上向きに開いたトラフ６１を満たすと、溶融ガラス１７はトラフ６１から溢れ、傾斜した成形用表面部分６６ａ、６６ｂの上を流れて、成形用ウェッジ６２の基部７０において再び合わさり、これによってガラスリボン１２が形成される。図２に示すように、ガラスリボン１２は、基部７０を通って延在するドロー平面７２に沿って、下流方向６８にドロー加工できる。
図１～２に示されているガラス成形装置に関して、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を利用した高性能ディスプレイ（ＨＰＤ）、又はカバーガラスディスプレイといった開発中の技術は、液相粘度が比較的低いガラス組成物及び／又はリチウム含有アルミノシリケートガラスといった、成形が困難なガラス組成物から利益を得ることが分かっている。このようなガラス組成物は典型的には、成形用容器６０からドロー加工されたガラスリボン中の失透等の欠陥の形成を防止するために、比較的高い成形温度で作製される。本明細書に記載のガラス成形装置はまた、成形用容器６０の基部付近に位置決めされた加熱カートリッジを利用して、溶融ガラスを比較的高い成形温度に維持することにより、シート成形プロセスを支援でき、またガラスリボン中の欠陥の形成を防止できる。
図１～３を再び詳細に参照すると、成形用容器６０の基部７０からドロー加工されるガラスリボン１２中の溶融ガラスの比較的高い温度を維持するために、ガラス成形装置１０は更に、ハウジング１４及び／又はハウジング封止プレート１３６（図３）に形成された一連のポート１１２内に位置決めされた、複数の加熱カートリッジ１１０、１１１を含む。ハウジング封止プレート１３６は、ハウジング１４の一部を形成する（図１～２）。図３に示すように、第１の列のポート１１２及び第２の列のポート（図示せず）は、第１の複数の加熱カートリッジ１１０及び第２の複数の加熱カートリッジ１１１が、基部７０の対向する側部上に配置されるように配設され、これによりドロー平面７２は、第１の複数の加熱カートリッジ１１０と第２の複数の加熱カートリッジ１１１との間に延在する。第１の複数の加熱カートリッジ１１０、及び第１の列のポート１１２について、更に詳細に説明する。しかしながら、第１の複数の加熱カートリッジ１１０及び第２の複数の加熱カートリッジ１１１は、互いに略同一であるか、又は同様の構造を有することを理解されたい。同様に、ポート１１２の各列は、互いに略同一であるか、又は同様の構造を有することを理解されたい。
図１～２に示すように、第１の列のポート１１２は、成形用容器６０の幅（図１及び２に示す座標軸の＋／－ｙ方向）にわたって配列され、これにより第１の列のポート１１２は、ガラスリボン１２がその上でドロー加工されるドロー平面７２の幅（図１及び２に示す座標軸の＋／－ｙ方向）に広がる。従って、第１の複数の加熱カートリッジ１１０もまた、対応するポートに挿入された場合に、成形用容器６０の幅にわたって配列され、ガラスリボン１２のドロー平面７２の幅にわたって延在することを理解されたい。いくつかの実施形態では、第１の列のポート１１２の各ポートは、上記成形用容器の幅にわたって、互いから横方向に（即ち図１及び２に示す座標軸の＋／－ｙ方向に）離間している。特定の実施形態では、第１の列のポート１１２の各ポートは、互いから横方向に等距離だけ離間させることができる。
第１の複数の加熱カートリッジ１１０は、基部７０に向かって熱を配向することにより、基部７０を、溶融ガラスの失透温度より高い温度等の所望の温度に維持し、ガラス中の欠陥の形成を緩和するよう、構成してよい。図２及び３に示すように、第１の列のポート１１２はハウジング１４内に、第１の複数の加熱カートリッジ１１０が成形用容器６０の基部７０に隣接して位置決めされ、かつ基部７０から－ｚ方向に離間するように、配置できる。図３に示す実施形態では、第１の複数の加熱カートリッジ１１０は基部７０から－ｚ方向に離間しており、更に、各加熱カートリッジ１１０のある部分が基部７０の上方（座標軸の＋ｘ方向）に位置し、かつある部分が基部７０の下方に（座標軸の－ｘ方向に）位置するように、位置決めされる。あるいは、図１に示す実施形態では、第１の列のポート１１２はハウジング１４内に、第１の複数の加熱カートリッジ１１０全体が基部７０の上方に位置決めされるように、配置できる。更に他の実施形態（図示せず）では、第１の列のポート１１２はハウジング１４内に、第１の複数の加熱カートリッジ１１０が基部７０の下方に位置決めされるように、配置できる。
図１～３は、５個の加熱カートリッジ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅを含む、第１の複数の加熱カートリッジ１１０を示す。よって図１～３は、これら５個の加熱カートリッジが、ハウジング１４に形成された５個のポート１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ、１１２ｅを含む、第１の列のポート１１２内に位置決めされていることを示す。しかしながら、これは例示的な個数であること、並びに第１の複数の加熱カートリッジ１１０内の加熱カートリッジの数、及び第１の列のポート１１２内の対応するポートの数は、５より大きくても５より小さくてもよいことを理解されたい。同様に、加熱カートリッジの幅は、利用される加熱カートリッジの個数及び成形用容器の幅に左右される。例えば図１は、成形用容器の全幅にわたる５個の加熱カートリッジを示すが、図１は、成形用容器の成形用容器の全幅より小さい幅にわたる５個の加熱カートリッジを示す。本明細書では、複数の加熱カートリッジ１１０のうちの１つについて、更に詳細に説明する。しかしながら、第１の加熱カートリッジ１１０の各加熱カートリッジ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅ、及び第２の複数の加熱カートリッジ１１１の各加熱カートリッジは、互いに略同一であるか、又は同様の構造を有することを理解されたい。
ここで図３～５を参照すると、複数の実施形態では、第１の複数の加熱カートリッジ１１０はそれぞれ、熱配向表面１２２を有するエンクロージャ１２０を含み、少なくとも１つの加熱素子１２４が、熱配向表面１２２の面上に又は面に隣接して位置決めされる。エンクロージャ１２０は、ガラス成形装置１０に関連付けられた昇温条件での使用に好適な多様な材料から製作してよい。例えばエンクロージャ１２０、及び加熱カートリッジ１１０ａの他の部分は、ガラス成形装置１０に関連付けられた構造的及び／又は熱的パラメータを満たすために、高温ニッケル系合金、鋼鉄（例えばステンレス鋼）、又は他の合金若しくは材料（若しくは材料の組み合わせ）といった耐火性材料から形成できる。例えば一実施形態では、エンクロージャ１２０は、Ｈａｙｎｅｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， Ｉｎｃ．製のＨａｙｎｅｓ（登録商標）２１４（登録商標）ニッケル系合金等のニッケル系合金で作製してよい。
図３～５は、加熱カートリッジ１１０ａを、エンクロージャを備えるものとして図示しているが、他の実施形態も考えられ、また実現可能であることを理解されたい。例えば、別個のエンクロージャ１２０を含むのではなく、金属／合金から形成された別個のエンクロージャを有する代わりに、熱配向表面１２２を耐火性材料のブロック（又は複数のブロック）に取り付けてよい。例えば限定するものではないが、複数の実施形態では、上記熱配向表面を、ＡＮＨ ｒｅｆｒａｃｔｏｒｉｅｓ製のＮＡ‐３３耐火性ブロックから形成された本体に取り付ける。
一実施形態では、加熱カートリッジ１１０ａの熱配向表面１２２は、低い放射率を有するセラミック耐火性バッカー材料から形成される。好適なセラミック耐火性材料としては、限定するものではないが、Ｚｉｒｃａｒ ｃｅｒａｍｉｃｓから入手可能なＳＡＬＩボードが挙げられる。ガラス成形装置１０の高温に直接曝露されない加熱カートリッジ１１０ａの部分は、比較的低い温度での用途に好適な材料から作製してよい。例えば加熱カートリッジ１１０ａがエンクロージャを備える場合、エンクロージャ１２０の裏面１２５は、ガラス成形装置１０に関連付けられた構造的及び／又は熱的パラメータを満たすために選択されたステンレス鋼、例えば４２０ステンレス鋼から作製してよい。
本明細書に記載の実施形態では、加熱カートリッジ１１０ａの熱配向表面１２２は、加熱カートリッジ１１０ａの底面１２６に対して角度αで配向される。本明細書に記載の実施形態では、角度αは９０°より大きい。例えば特定の実施形態では、熱配向表面１２２の角度αは、加熱カートリッジ１１０ａの底面１２６に対して約１２０°～約１５０°であってよい。他の実施形態では、熱配向表面１２２の角度αは、加熱カートリッジ１１０ａの底面１２６に対して約１３０°～約１４０°であってよい。特定の実施形態では、熱配向表面１２２の角度αは、加熱カートリッジ１１０ａの底面１２６に対して約１３５°であってよい。
いくつかの実施形態では、熱配向表面１２２の下向きの配向により、各交換式加熱カートリッジの熱配向表面１２２が成形用容器６０の基部７０に対面するような、ガラス成形装置１０のハウジング１４内での加熱カートリッジ１１０ａの位置決めが容易になる。具体的には、熱配向表面１２２の下向きの配向により、熱配向表面１２２は、周囲環境への、特に基部７０の上方の領域、例えば加熱カートリッジの上方の領域への熱の損失を最小にしながら、成形用容器６０の基部７０に向かって、及び基部７０上に、熱を放射して配向できる。
再び図１～３を参照すると、いくつかの実施形態では、加熱カートリッジ１１０ａは、ガラス成形装置１０のハウジング１４内に、熱配向表面１２２の上縁部１２３及び各加熱カートリッジ１１０ａの上面１２７が基部７０の上方に位置決めされるように、位置決めされる。この位置決めにより、加熱カートリッジ１１０ａの熱配向表面１２２は、成形用容器６０の基部７０に向かって、及び基部７０上に、熱を配向でき、これにより、基部７０の温度と、基部７０の範囲内において成形用容器６０の上を流れる溶融ガラスの温度とを上昇させることができる。例えば図１に示すように、加熱カートリッジ１１０ａ全体を、基部７０から上流に位置決めできる。代替実施形態では、図３に示すように、加熱カートリッジ１１０ａの一部を基部７０から上流に位置決めできる。例えば、加熱カートリッジ１１０ａの上面１２７を基部７０から上流に位置決めでき、その一方で加熱カートリッジ１１０ａの底面１２６を基部７０から下流に位置決めできる。加熱カートリッジ１１０ａの一部を基部７０から上流に位置決めすることにより、上記加熱カートリッジの角度付きの熱配向表面によって、基部７０の上方の非標的領域への熱損失を低減しながら、溶融ガラスの失透を防止するために十分な加熱を基部７０に提供できる。更に、加熱カートリッジ１１０ａの一部を基部７０から上流に位置決めすることにより、加熱カートリッジ、特に熱配向表面１２２を、基部７０に近づけて位置決めすることが可能となり、従って、より多量の熱を基部７０及び基部７０上を流れる溶融ガラスに入射させることができる。
より具体的には、熱配向表面１２２の角度、及びハウジング１４内での加熱カートリッジ１１０ａの位置は、上記熱配向表面からの形態係数が、加熱カートリッジ１１０ａの上面１２７の上方に位置する物体よりも、加熱カートリッジ１１０ａの上面１２７の下方に位置する物体（例えば成形用容器６０の基部７０）に関して高くなるようなものである。用語「形態係数（ｖｉｅｗ ｆａｃｔｏｒ）」は、本明細書中で使用される場合、指定された表面に入射する熱配向表面１２２からの熱放射の相対比を指す。例えば、熱配向表面１２２からの形態係数が、加熱カートリッジ１１０ａの上面１２７の上方に位置する物体よりも、加熱カートリッジ１１０ａの上面１２７の下方に位置する物体（例えば成形用容器６０の基部７０）に関して高いため、加熱カートリッジ１１０ａの上面１２７の下方に位置する物体は、加熱カートリッジ１１０ａの上面１２７の上方に位置する物体よりも、加熱カートリッジ１１０ａの熱配向表面１２２から多量の熱流を受け取ることになる。
いくつかの他の実施形態（図示せず）では、加熱カートリッジ１１０は、基部７０の下流に（即ち－ｘ方向に）位置決めしてよい。これらの実施形態では、熱は角度付きの熱配向表面に沿って上昇するため、加熱カートリッジの熱配向表面に、基部７０に向かって角度を付けてよい。
本明細書に記載の実施形態では、加熱カートリッジ１１０ａは：基部７０を加熱するためのヒータ；並びに加熱カートリッジ１１０ａの上方の領域を加熱カートリッジ１１０ａの下方の領域から断熱して遮蔽することによって、基部７０及び基部７０の上を流れる溶融ガラスから成形用容器６０の基部７０の上方に位置する非標的領域への熱の損失を防止する、熱シールドの両方として機能できることを理解されたい。具体的には、上述のように、加熱カートリッジ１１０ａの熱配向表面１２２は、加熱カートリッジ１１０ａの底面１２６に対して、９０°より大きな角度αで配向される。従って、加熱カートリッジ１１０ａの上面１２７及び熱配向表面１２２の上縁部１２３は、加熱カートリッジ１１０ａの下縁部１２９及び底面１２６の上に片持ち支持されている。熱配向表面１２２のこのような配置は、本明細書に記載されているような加熱カートリッジの形態係数を生み出す。更に、熱配向表面１２２の片持ち支持による配置は、熱配向表面１２２を、熱配向表面１２２と成形用容器６０との間の間隙１７０を横断するように延在させ、成形用容器６０と加熱カートリッジとの間の空間を減少させて、基部の下流の領域から、成形用容器６０の基部７０の上流に位置するガラス成形装置１０の領域への熱の損失を遅延させる。従って加熱カートリッジ１１０ａはまた、熱配向表面１２２の上方の領域を、熱配向表面１２２の下方の領域から熱的に遮蔽する。
引き続き図４～５を参照すると、熱配向表面１２２上に又は熱配向表面１２２に隣接して位置決めされた加熱素子１２４は、抵抗性加熱素子である。特定の実施形態では、抵抗性加熱素子の材料は、二ケイ化モリブデンとすることができる。いくつかの実施形態では、加熱素子１２４は、二ケイ化モリブデンから形成されたワイヤから構成してよい。例えば限定するものではないが、一実施形態では、加熱素子１２４は、曲がりくねった形状で熱配向表面１２２上に位置決めされた二ケイ化モリブデンから構成してよい。例えば限定するものではないが、二ケイ化モリブデンから形成された加熱素子１２４は、熱配向表面１２２上に位置決めされた巻線素子を含むことができる。加熱カートリッジ１１０ａを通って延在する加熱素子１２４の端部は、熱配向表面１２２からの電力の損失を最小化するように選択された直径を有してよい。
本明細書に記載されているように加熱カートリッジを形成することにより、加熱カートリッジの加熱効率を大幅に改善できると判断された。これは、他の材料に比べて高い二ケイ化モリブデン加熱素子の電力搬送能力、並びに更なる耐火性材料の断熱及び角度付きの熱配向表面に起因し得る。更に、本明細書に記載の加熱カートリッジのようなセグメント化された加熱カートリッジと、二ケイ化モリブデンとの組み合わせにより、他の従来の加熱素子材料よりも高い、基部７０における成形温度を実現できる。これにより例えば、比較的高い成形温度の使用が可能となり、これにより、溶融ガラスの失透が防止され、成形用容器６０の基部７０からドロー加工されたガラスリボン中の欠陥が緩和される。更に、基部７０における成形温度を等しくする場合、二ケイ化モリブデン加熱素子は有利なことに、従来の加熱素子材料が使用するものよりも低い電力入力で、このような成形温度を達成する。
図４Ａは、加熱カートリッジ１１０ａの熱配向表面１２２上に位置決めされた単一の加熱素子１２４を図示しているが、他の構成も考えられ、また実現可能であることを理解されたい。例えばいくつかの実施形態では、加熱素子１２４は、それぞれ別個に給電及び制御できる２個以上の別個の加熱素子を含む、セグメント化された加熱素子であってよい。これにより、加熱カートリッジ１１０ａの熱配向表面１２２を、独立して制御できる複数の独立した加熱ゾーンを有するように形成でき、これにより、熱配向表面１２２の温度プロファイルの、更に洗練された制御が提供される。
引き続き図４～５を参照すると、熱配向表面１２２の面の背後に位置するのは、耐火性材料１２８の１つ以上のブロックであり、これらは、熱配向表面１２２を、加熱カートリッジ１１０ａの残りの部分から断熱する。これらの耐火性材料１２８のブロックは、図４及び５に示すように、エンクロージャ１２０内にあってよく、あるいはエンクロージャを用いずに、熱配向表面１２２に直接取り付けてよい。特定の実施形態では、耐火性材料１２８は、熱配向表面１２２からの熱伝達を最小化するように配向される。具体的には、特定の実施形態では、耐火性材料１２８は、交互になった垂直方向の積層体及び水平方向の積層体として配向される。というのは、耐火性材料１２８の交互になった垂直方向の積層体及び水平方向の積層体が、ブロック間の継ぎ目における熱の減少を支援できると考えられるためである。特定の実施形態では、耐火性材料１２８は、熱配向表面１２２の角度と概ね等しい角度で配向できる。熱配向表面１２２がＳＡＬＩボード等の耐火性材料から形成されている場合等の、更に他の実施形態では、熱配向表面１２２の耐火性材料は、エンクロージャ内へと延在してよい。本明細書に記載の実施形態では、耐火性材料１２８は、ＳＡＬＩボード、Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ Ｆｉｒｅ Ｂｒｉｃｋ（ＩＦＢ）、ＤｕｒａＢｏａｒｄ（登録商標）３０００及び／又はＤｕｒａＢｏａｒｄ ２６００を含むがこれらに限定されない、市販の耐火性材料であってよい。特定の実施形態では、耐火性ブロックは、ＳＡＬＩボードから形成された、熱配向表面１２２に最も近い第１の層と、ＩＦＢから形成された、上記第１の層の背後に位置する第２の層とを有してよい。
加熱カートリッジ１１０ａを基部７０に対して設置するために、多様な取り付け構造体を用いてよい。いくつかの実施形態では、加熱カートリッジ１１０ａは、図３に示すように、ハウジング１４及び／又はハウジング封止プレート１３６と係合したブラケット１１４上に設置してよい。更に、又はあるいは、加熱カートリッジ１１０ａは、図２に示すように、ハウジング１４及び／又はハウジング封止プレート１３６に取り付けられたＴ字型壁支持ブラケット１１６上に載置できる。いくつかの実施形態では、各加熱カートリッジは、ガラス成形装置１０のハウジング１４のポート内に、着脱可能に設置される。独立した加熱カートリッジはそれぞれ、独立して制御でき、これにより、複数の加熱カートリッジを用いて、成形用ウェッジの基部にわたって所望の温度分布に到達できる。更に、各加熱カートリッジが別個のものであるという性質により、故障した加熱素子、及び／又は加熱カートリッジの交換の影響が最小化される。即ち、ある１つの加熱素子が動作中に故障した場合、該加熱素子の故障は、全体の加熱のごく一部の損失しかもたらさない。更に、加熱カートリッジが別個に制御されるため、隣接する加熱カートリッジを独立して調整して、故障した加熱素子からの熱の損失を相殺できる。更に、加熱カートリッジがモジュール式であるという性質は、ある独立したカートリッジの交換が、提供される加熱全体のごく一部にしか影響せず、従って生産損失が低減されることを意味する。
特定の実施形態では、上記装置は更に、複数の加熱カートリッジ１１０、１１１に関連付けられた加熱を制御するよう構成された、コントローラ１８０を含んでよい。特定の実施形態では、コントローラ１８０は、図１に示すように、複数の加熱カートリッジ１１０、１１１の各加熱カートリッジに動作可能に接続できる。特定の実施形態では、複数の加熱カートリッジ１１０、１１１のうちの独立した１つ１つの制御をセグメント化できる。本明細書中で使用される場合、用語「セグメント化される（ｓｅｇｍｅｎｔｅｄ）」は、製造中にガラスリボンの温度の管理された制御を提供するために、独立した加熱カートリッジそれぞれの温度を独立して制御及び調整できることを意味する。上記コントローラは、プロセッサと、コンピュータ可読かつ実行可能な命令を記憶するメモリとを含んでよく、上記命令は、上記プロセッサによって実行された場合に、各加熱カートリッジへの電力を独立して調節することにより、温度フィードバック又は他のプロセスパラメータに基づいて、各加熱カートリッジが提供する熱を独立して増減させる。従って、コントローラ１８０を用いて、基部７０の幅及びガラスリボン１２のドロー平面７２の幅に広がる複数の加熱カートリッジ１１０、１１１のうちの各加熱カートリッジに供給される電力を差動的に調節できる。
特定の実施形態では、コントローラ１８０は、ガラス成形装置からの熱フィードバックに基づいて、複数の加熱カートリッジ１１０、１１１のうちの各加熱カートリッジを独立して操作するよう、構成できる。例えば一実施形態では、コントローラ１８０は、図１に示すように、熱センサ１８２から熱フィードバックを取得するよう構成される。上記熱センサから得られたフィードバックをコントローラ１８０が用いて、複数の加熱カートリッジ１１０、１１１のうちの各加熱カートリッジを独立して調整でき、これにより、ガラスリボンの製造が進行する際に、装置の熱的特性の管理された制御を提供できる。上記熱的特性としては、例えば：複数の加熱カートリッジ１１０、１１１のうちの各加熱カートリッジの熱配向表面１２２；縁部配向器８０ａ、８０ｂの一部分；成形用容器６０の端部の一部分；溶融ガラスの部分；及び／又はガラス成形装置１０の他の特徴部分といった、ガラス成形装置の一部分に関連付けられた温度及び／又は熱損失が挙げられる。
一実施形態では、熱センサ１８２は標的レベルを超えた温度を検出でき、コントローラ１８０は、上記標的領域に伝達される熱が少なくなるように、複数の加熱カートリッジ１１０、１１１のうちの少なくとも１つの加熱カートリッジへの電力を低減でき、これによって温度を、標的レベル温度が得られるまで低減する。あるいは特定の実施形態では、熱センサ１８２は標的レベル未満の温度を検出でき、コントローラ１８０は、複数の加熱カートリッジ１１０、１１１のうちの少なくとも１つの加熱カートリッジへの電力を増大させることができ、これによってより多くの熱を標的領域へ伝達して、標的レベル温度が得られるまで温度を上昇させる。
上述のように、また更なる実施形態において、１つ以上の加熱カートリッジ又は同様のデバイスを、縁部配向器８０ａ、８０ｂ又はその一部分、及び成形用容器６０の端部の一部分の付近に設けることができる。例えば図２７及び２８を参照すると、成形用容器６０の第１の端部に、第１の縁部配向器８０ａを設けることができる。同様に、成形用容器６０の反対側の第２の端部（図示せず）は、第２の縁部配向器８０ｂを含むことができ、これはいくつかの実施形態では、第１の縁部配向器８０ａの鏡像とすることができる。第１の縁部配向器８０ａについて、図２７を参照して説明する他、この説明は縁部配向器８０ｂにも同様に又は全く同じように当てはまり得ることを理解されたい。実際には、いくつかの実施形態では、第２の縁部配向器８０ｂは、第１の縁部配向器８０ａと同一とすることができる。いくつかの実施形態では、成形用容器６０の少なくとも一部分又は全体を、所望の雰囲気条件の維持を補助するよう設計されたハウジング１４（例えば図１を参照）内に格納してよい。例えばいくつかの実施形態では、ハウジング１４は、雰囲気の温度を所望の温度範囲内に維持するのを補助するように設計してよい。いくつかの実施形態では、図２８に隠れ線で概略的に示されているように、ハウジング１４は、それを通してガラスリボン１２をドロー加工するための開口２０２を基部７０の下方に画定する、対向する下部扉１４２ａ、１４２ｂを有してよい。開口２０２の幅は、上記開口を通した熱損失を低減できるよう、十分に小さいものの、開口２０２を通してドロー加工されるガラスリボン１２との干渉を防止できるよう、十分に大きくもあるものとすることができる。
いくつかの実施形態では、第１の縁部配向器８０ａ及び第２の縁部配向器８０ｂはそれぞれ、１ペアの下向きに傾斜した表面部分６６ａ、６６ｂのうちの少なくとも一方と交差する。実際には、図示されているように、第１の縁部配向器８０ａの第１の上側部分２１５ａの第１の外向き接触面２１７ａは、第１の縁部配向器８０ａの第１の下向きに傾斜した表面部分６６ａと交差でき、第２の縁部配向器８０ｂの第２の上側部分２１５ｂの第２の外向き接触面２１７ｂは、第２の縁部配向器８０ｂの第２の下向きに傾斜した表面部分６６ｂと交差できる。本明細書に記載の実施形態は、付近の１つの縁部配向器の表面に対面する熱フットプリントを含む、加熱平面を含むことができる。図２７及び２８に示すように、１ペアの加熱平面を任意に、一方又は両方の縁部配向器８０ａ、８０ｂに設けてよい。例えば第１の縁部配向器８０ａに、第１の加熱平面２２５ａ及び第２の加熱平面２２５ｂを設けることができ、ここでいくつかの実施形態では、第２の縁部配向器８０ｂにも、同様又は同一の第１及び第２の加熱平面を設けてよいことを理解されたい。各縁部配向器に１つの加熱平面を設けてよいが、図示されているように第１及び第２の加熱平面を設けることにより、上記複数の外向き接触面の加熱が可能となり、これらは互いから反対側を向いており、また上流の、例えば流れの縁部が縁部配向器の内縁部２２２から引き離されて１つに融合する箇所のすぐ上流等の、溶融材料の集束する流れの対応する部分に接触する。
図示されているように、いくつかの実施形態では、第２の加熱平面２２５ｂは、ガラスリボンのドロー平面７２に関する、第１の加熱平面２２５ａの鏡像であってよい。例えばいくつかの実施形態では、第２の加熱平面２２５ｂは、第１の加熱平面２２５ａの同一の鏡像とすることができるが、更なる実施形態では、異なる構成を提供してもよい。従って、第１の加熱平面２２５ａと、これに関連する、第１の縁部配向器８０ａの第１の外向き接触面２２１ａに関連付けられた熱フットプリント２２７ａとについて説明するが、これらの特徴部分及び配向の説明は、第２の加熱平面２２５ｂと、これに関連する、第１の縁部配向器８０ａの第２の外向き接触面２２１ｂに関連付けられた熱フットプリント２２７ｂとにも、同様に又は全く同じように適用され得ることを理解されたい。更にいくつかの実施形態では、第２の縁部配向器８０ｂに関連する第１の加熱平面（図示せず）及び／又は第２の加熱平面（図示せず）は、第１の縁部配向器８０ａに関連する第１の加熱平面２２５ａ及び第２の加熱平面２２５ｂの鏡像であってよい。
いくつかの実施形態では、第１の加熱平面２２５ａの第１の熱フットプリント２２７ａは、少なくとも第１の縁部配向器８０ａの下側部分２１９の第１の外向き接触面２２１ａに対面してよい。第１の熱フットプリント２２７ａ内の第１の加熱平面２２５ａの第１の合成方向２２９ａにおける、第１の熱フットプリント２２７ａの投射２２８ａは、斜線付き接触領域４０３ａによって示されるように、第１の縁部配向器８０ａの第１の外向き接触面２２１ａと交差できる。
これらの図において更に図示されているように、第２の加熱平面２２５ｂの第２の熱フットプリント２２７ｂは、少なくとも第１の縁部配向器８０ａの下側部分２１９の第２の外向き接触面２２１ｂに対面してよい。第２の熱フットプリント２２７ｂ内の第２の加熱平面２２５ｂの第２の合成方向２２９ｂにおける、第２の熱フットプリント２２７ｂの投射２２８ｂは、斜線付き接触領域４０３ｂによって示されるように、第１の縁部配向器８０ａの第２の外向き接触面２２１ｂと交差できる。
第１の加熱平面２２５ａに関連する第１の合成方向２２９ａについて、図２７を参照して説明するが、本開示の他の合成方向も、第１の合成方向２２９ａと同様又は同一の特徴を有しえることを理解されたい。これらの合成方向は、熱フットプリント内の表面に対して垂直な全ての方向の、有効な方向と見なされる。例えば図２７の第１の熱フットプリント２２７ａ内の第１の加熱平面２２５ａは、平坦な平面として図示されている。従って合成方向は、上記平坦な平面に対して垂直な方向となる。しかしながら、熱フットプリント内の加熱平面は、いくつかの実施形態では、平面でなくてよい。例えば熱フットプリント内の加熱平面は、凹面を備えることもでき、このような実施形態では、合成方向は、熱フットプリント内の加熱平面上の各点における全ての垂直方向ベクトルの合計（即ち接線又は接平面における法線）とみなされる。同様に、各熱フットプリント内の加熱平面もまた、凹面を備える場合がある。このような実施形態では、合成方向は、熱フットプリント内の加熱平面上の各点における全ての垂直方向ベクトルの合計（即ち接線又は面における法線）とみなされる。
加熱平面２２５ａ、２２５ｂに異なる形状を設けることにより、加熱平面を、加熱対象の縁部配向器８０ａ、８０ｂの接触面により近づけて対面させるのを補助できる。いくつかの実施形態では、熱フットプリント内の加熱平面の全ての部分間の距離を、縁部配向器の対応する接触面から略同一の距離、又はある距離範囲内に位置決めできる。従って、熱フットプリントの全ての部分を、合成方向において、接触面の対応する部分に効果的に対面させることができ、これにより距離を最小化して、加熱平面から縁部配向器の接触面への放射熱伝達を最大化できる。例示的な加熱平面には、放射熱を提供するよう設計された加熱コイル等の加熱素子を設けてよい。この加熱コイルを加熱平面上に位置決めでき、加熱コイルの外周が熱フットプリントを画定する。加熱素子から合成方向に投射される放射熱は、縁部配向器の対面した接触面と交差し得る。他の実施形態では、加熱平面は、加熱プレート又は他の加熱素子を備えてよく、上記加熱プレート又は加熱素子の外周が、加熱平面の熱フットプリントを画定する。例えば加熱プレートの隠れた側部をトーチによって加熱してよく、熱は上記プレートを通って伝導し、プレートの対面している表面から放射されて、縁部配向器の接触面と交差する。このような構成により、高温ガス流への溶融材料の曝露（これは、接触面上の溶融材料の流れを妨げる場合がある）を回避できる。上述のような、図２７及び２８に示されている、溶融材料に接触した縁部配向器の表面に対する放射熱の標的化によって、溶融材料の他の部分及び／又は成形用容器の基部からドロー加工されたガラスリボンの縁部に対する不必要な熱の印加を削減することにより、低粘度ガラスリボンの幅の望ましくない減少を低減できる。
再び図２を参照すると、典型的には、ドロー平面７２の中央の周囲環境への熱の損失に比べて、ガラスリボン１２のドロー平面７２の（成形用容器の幅方向、即ち＋／－ｙ方向の）２つの外側端部の周囲環境への熱の損失が大きい。従ってコントローラ１８０は、複数の加熱カートリッジ１１０、１１１のうち、ドロー平面７２の中央に位置する加熱カートリッジよりも、ガラスリボン１２のドロー平面７２の縁部（図２に示す座標軸の＋／－ｙ方向）付近に位置する加熱カートリッジに対して、より多くの電力及び熱を供給することによって、これらの領域両方における熱損失を補償でき、またドロー平面７２の縁部付近のガラスの比較的大きな厚さに対処できる。
特定の実施形態では、コントローラは、ガラス成形装置１０からの熱フィードバックに基づいて、複数の加熱カートリッジ１１０、１１１のうちの各加熱カートリッジを独立して操作するよう、構成できる。例えば一実施形態では、コントローラは、図１に示すように、成形用容器６０の基部７０付近に位置決めされた少なくとも１つの熱センサ（図示せず）から熱フィードバックを取得するよう構成される。上記少なくとも１つの熱センサから得られたフィードバックをコントローラが用いて、複数の加熱カートリッジ１１０、１１１のうちの各加熱カートリッジを独立して調整でき、これにより、ガラスリボンの製造が進行する際に、装置の熱的特性の管理された制御を提供できる。上記熱的特性としては、例えば：加熱カートリッジ１１０ａの熱配向表面１２２；基部７０；成形用容器６０の端部の一部分；溶融ガラスの部分；及び／又はガラス成形装置１０の他の特徴部分といった、ガラス成形装置１０の一部分に関連付けられた温度及び／又は熱損失が挙げられる。
一実施形態では、上記少なくとも１つの熱センサは標的レベルを超えた温度を検出でき、コントローラは、上記標的領域に伝達される熱が少なくなるように、複数の加熱カートリッジ１１０、１１１のうちの少なくとも１つの加熱カートリッジへの電力を独立して低減でき、これによって温度を、標的レベル温度が得られるまで低減する。あるいは特定の実施形態では、上記少なくとも１つの熱センサは標的レベル未満の温度を検出でき、コントローラは、複数の加熱カートリッジ１１０、１１１のうちの少なくとも１つの加熱カートリッジへの電力を独立して増大させることができ、これによってより多くの熱を標的領域へ伝達して、標的レベル温度が得られるまで温度を上昇させる。
図１～３は、加熱カートリッジ１１０ａ～１１０ｅが成形用ウェッジ６２の基部７０付近に位置決めされた、ガラス成形装置１０の一実施形態を概略図で示しているが、他の実施形態も考えられ、また実現可能であることを理解されたい。例えば図４Ａ～４Ｂ、５、７及び８を参照すると、一実施形態では、複数の加熱カートリッジを、成形用容器６０のトラフ６１付近に位置決めしてよい。具体的には、成形用容器６０はハウジング（図示せず）内に位置決めされ、溶融ガラスを受承するためのトラフ６１と、上述のように基部７０において集束する１ペアの下向きに傾斜した成形用表面部分６６ａ、６６ｂとを含んでよい。上述のように、複数の加熱カートリッジ１１０ａ～１１０ｅは、ハウジングに形成されたポート内に着脱可能に位置決めでき、これにより、各加熱カートリッジの熱配向表面１２２が成形用容器６０と対面し、また熱配向表面１２２の上縁部１２３及び加熱カートリッジの上面１２７が、成形用容器６０のトラフ６１の上方に位置決めされ、これにより、加熱カートリッジの熱配向表面１２２からの熱が、成形用容器６０のトラフ６１に向かって配向されることによって、成形用容器６０のトラフ６１の堰６３の頂部のガラスを加熱して失透を防止する。
より具体的には、これらの実施形態において、各加熱カートリッジは、図４Ａ～４Ｂ及び５に関して本明細書中で図示及び説明されているものと略同一の構造を有してよい。これらの実施形態では、加熱カートリッジ１１０ａの底面１２６に対する加熱カートリッジ１１０ａの熱配向表面１２２の角度αは、９０°以上であってもよい。例えば特定の実施形態では、熱配向表面１２２の角度αは、加熱カートリッジ１１０ａの底面１２６に対して約１２０°～約１５０°であってよい。他の実施形態では、配向表面１２２の角度αは、加熱カートリッジ１１０ａの底面１２６に対して約１３０°～約１４０°であってよい。具体的実施形態では、配向表面１２２の角度αは、加熱カートリッジ１１０ａの底面１２６に対して約１３５°であってよい。
いくつかの実施形態では、加熱カートリッジ１１０ａ～１１０ｅは、熱配向表面の下縁部１２９及び加熱カートリッジの底面１２６が堰６３の頂部の下方に位置決めされるような、成形用容器６０に対する高さに位置決めしてよい。これらの実施形態では、加熱カートリッジ１１０ａの底面１２６に対する加熱カートリッジ１１０ａの熱配向表面１２２の角度αは、９０°以上であってよく、これにより加熱カートリッジからの熱が、成形用容器６０のトラフ６１に向かって配向される。他のいくつかの実施形態では、加熱カートリッジ１１０ａ～１１０ｅは、熱配向表面の下縁部１２９及び加熱カートリッジの底面１２６がトラフ６１の上方に位置決めされるような、成形用容器６０に対する高さに位置決めしてよい。これらの実施形態では、加熱カートリッジ１１０ａの底面１２６に対する加熱カートリッジ１１０ａの熱配向表面１２２の角度αは、９０°超であってよく、これにより加熱カートリッジからの熱が、成形用容器６０のトラフ６１に向かって下向きに配向される。
複数の実施形態では、加熱カートリッジ１１０ａ～１１０ｅは図７に示すように、成形用容器６０の幅にわたって配設してよい。いくつかの実施形態では、複数の加熱カートリッジ１１０ａ～１１０ｅのうちの各加熱カートリッジは、＋／－Ｘ方向において略同一の高さに位置決めされる。しかしながらいくつかの実施形態では、複数の加熱カートリッジ１１０ａ～１１０ｅは図９に示すように、階段状構成で配設してよい。このような加熱カートリッジの構成は、堰６３又はトラフ６１の側壁が図９に示すような角度付き構成を有する場合に使用してよい。
複数の加熱カートリッジ１１０ａ～１１０ｅが、成形用容器６０のトラフ６１付近に位置決めされている実施形態では、複数の加熱カートリッジ１１０ａ～１１０ｅは、図２及び３に関して上述したように、成形用容器６０を取り囲むハウジングのポート内に位置決めして、上記ハウジングに取り付けてよい。更に、複数の加熱カートリッジ１１０ａ～１１０ｅを、図２及び３に関して上述したように操作及び制御することによって、成形用容器６０のトラフ６１付近の溶融ガラスの温度を調節して、トラフ６１内の、及び成形用容器６０の上を流れる、溶融ガラスの失透を防止できる。
一例として、図６は、本明細書に記載の二ケイ化モリブデン加熱素子を備える加熱カートリッジに対する個別の電力の変化に対する、基部温度応答の数学的モデルのグラフを示す。このモデルは５個の交換式加熱カートリッジ（ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４、ＳＬ５）に基づいており、これらはそれぞれ、加熱カートリッジの底面１２６に対して約１３５°の角度αで配向された、熱配向表面１２２を有する。加熱カートリッジは、基部７０に対して効果的に熱を配向するために、その全体が基部７０から上流に位置決めされたものとしてモデル化した。加熱カートリッジは、成形用容器の幅にわたって広がるように構成した。このモデルの各加熱カートリッジを、二ケイ化モリブデン素子に供給される１０００Ｗの電力増分によって、一度に調整した。このモデルにおける１０００Ｗの増分電力変化からの温度応答を、成形用容器のインレットダム（即ち図１に示す成形用容器６０の端部６４ａ付近）から、インチ単位で測定した。
図６のデータは、各カートリッジに対する個別の電力調整により、基部の幅にわたる複数の局所的領域の温度の、管理された制御を提供できることを示す。加熱カートリッジへの増分電力変化による基部の温度応答は、調整された加熱カートリッジに最も近い基部の局所的領域において最高となる。調整された加熱カートリッジからの距離が増大するに従って、基部の温度応答は図６に示すように低下する。例えば、インレットダムに最も近い加熱カートリッジによる、インレットダムにおける温度応答（図６において曲線ＳＬ１として図示）は、インレットダムに最も近い位置で最大となり、インレットダムからの距離の増大に伴って低下する。更に図６に示すように、基部における温度の変動は、基部の幅にわたって離間させた複数の加熱カートリッジの使用によって緩和できる。例えば図６に示すように、加熱カートリッジを離間させることにより、各カートリッジの有効加熱領域を互いに重複させて、基部の幅にわたる「低温スポット（ｃｏｏｌ ｓｐｏｔ）」を緩和できる。即ち図６では、温度応答曲線ＳＬ１～ＳＬ５は、ｘ軸上に示されているインレットダムからの距離によって示されるように、基部の幅方向において重複している。これは、成形用容器の基部のある領域にわたって発生する、いずれの厚さの影響又は温度偏差を、当該領域に対応して配置された加熱カートリッジへの電力を個別に調整／制御することによって、容易に補正できることを実証している。従ってこのデータは、複数のセグメント化された交換式加熱カートリッジを、基部にわたってドロー加工されるガラスのいずれの失透を効果的に低減するために、容易に調整できることを示している。
図１～３を引き続き参照し、また図１０も参照すると、成形用容器６０の基部７０の下流に牽引ロール１３０を配置してよく、これを用いて、集束した成形用表面からガラスの成形済みリボンが離れる速度を調整することにより、完成品のシートの公称厚さの決定を補助できる。好適な牽引ロールは例えば米国特許第６，８９６，６４６号明細書に記載されており、上記文献の内容は参照によりその全体が本出願に援用される。
上記牽引ロールはガラスリボンに、その外縁部において、具体的には上記リボンのちょうど縁部に存在する厚くなったビードのすぐ内側の領域において、接触するよう設計してよい。上記牽引ロールが接触したガラスエッジ部分１４０は、シートから複数の基板を分割した後で上記基板から廃棄してよい。
図１０に示すドロー加工装置では、ガラスシート（ガラスリボン）が上記装置のドロー加工部分から下に移動すると、シートは、物理的な寸法のみならず分子レベルでの、複雑な構造的変化を経る。例えば成形用ウェッジの基部における、柔軟ではあるが粘性のある液体の形状から、所望の厚さを有する硬質のガラスシートへの変化は、液体又は粘性状態から固体又は弾性状態への変化を完了するための機械的及び化学的要件の繊細なバランスを保つ、注意深く選択された温度範囲によって達成できる。
上述のフュージョン成形プロセスに対する１つの利点は、ガラス表面をいずれの耐火性成形用表面と接触させることなくガラスシートを成形できる点である。これにより、平滑で汚染のない表面が提供される。フュージョン成形プロセスはまた、成形用容器６０の各側部の上を流れた２つのガラスリボンが出会って基部７０の下方で１つに融合する「融合線」を有するガラスシートをもたらす。融合線は、流れる２つのガラスフィルムが１つに融合する場所で形成される。融合線の存在は、フュージョンドロー加工されたガラス物品を同定する１つの方法である。融合線は、ガラスを光学顕微鏡で見た場合に、光学歪みとして観察され得る。フュージョンドロー法は、チャネル上を流れる２つのガラスフィルムが１つに融合するため、結果として得られるガラス物品のいずれの外側も、装置のいずれの部分に接触しないという利点を提供する。よって、フュージョンドロー加工されたガラス物品の表面特性は、上述のような接触によって影響されず、またこのような例示的なフュージョン成形技法は、高い許容誤差内で平坦な薄型シートを成形できるものとなり得る。しかしながら、スロットドロー及びリドロー成形技法を含むがこれらに限定されない他の成形技法も、本開示から利益を得ることができる。スロットドロー技法では、溶融ガラスは、底部に機械加工されたスロットを有するトラフへと流れ込む。ガラスのシートは、スロットを通して引き下げることができる。ガラスの品質は特に、機械加工されたスロットの精度に依存し得る。リドロープロセスは一般に、ガラス組成物をブロックに予備成形するステップと、その後上記ガラスを再加熱して、より薄いシート製品にドロー加工するステップとを伴う。
本明細書に記載のシステム及び方法のいくつかの実施形態は、縁部ロールの１つ以上の組２１０を設けることによって、図１０に示すドロー加工装置を改良でき、上記縁部ロールの組２１０は、ガラスリボンがドロー加工プロセスの粘性領域にある間にガラスリボンの縁部に接触するよう構成できる。当然のことながら、本明細書に記載の実施形態は、スロットドロープロセス、ダブルフュージョンプロセス、フロートプロセスといった他のガラス成形プロセスに適用可能であり、図示されているドロー加工プロセスに関するいくつかの実施形態の上記説明は、本明細書に添付された請求項の範囲を限定しないものとする。図１１に示すように、縁部ロールの１つ以上の組のうちの少なくとも１つは、フュージョンドロープロセスの水平面から、又は移動方向に対して垂直かつガラスのシートが形成する平面に対して平行な線から、角度αを形成する回転軸を提供するように配向してよい。
本明細書中で使用される場合、縁部ロールの各組２１０は、前面側及び背面側の両方に沿って、ガラスの粘性リボンの第１の外縁部に接触するよう構成された、縁部ロールのペア２２０、又は縁部ロールの第１のペアを備える。縁部ロールの第１のペア２２０は、ガラスリボンの前面側に接触するための縁部ロール、及びガラスリボンの背面側に接触するための縁部ロールを備える。
縁部ロールの各組２１０はまた、前面側及び背面側の両方に沿って、ガラスの粘性リボンの第２の（即ち反対側の）外縁部に接触するよう構成された、縁部ロールのペア２３０、又は縁部ロールの第２のペアも備えることができる。縁部ロールの第２のペア２３０は、ガラスリボンの前面側に接触するための縁部ロール、及びガラスリボンの背面側に接触するための縁部ロールを備える。
いくつかの実施形態では、縁部ロールの第１のペア２２０又は縁部ロールの第２のペア２３０のうちのいずれか一方を、フュージョンドロープロセスの水平面から、又は移動方向に対して垂直かつガラスのシートが形成する平面に対して平行な線から、角度αを形成する回転軸を提供するように配向してよい。他の実施形態では、縁部ロールの第１のペア２２０又は縁部ロールの第２のペア２３０の両方を、フュージョンドロープロセスの水平面から、又は移動方向に対して垂直かつガラスのシートが形成する平面に対して平行な線から、ある角度を形成する回転軸を提供するように配向してよい。更なる実施形態では、縁部ロールの第１のペア２２０又は縁部ロールの第２のペア２３０のいずれも、このような角度を形成する回転軸を提供するように配向されない。他の実施形態では、縁部ロールの第１のペア２２０又は縁部ロールの第２のペア２３０の両方を、それぞれが形成する角度αが略同一となるように配向してよい。
いくつかの実施形態では、角度αは、約０°～約５５°、約０°～約４５°、約０°～約４０°、約０°～約３５°、約０°～約３０°、約０°～約２５°、約０°～約１５°、及びこれらの間の全ての部分範囲内であってよい。あるいはいくつかの実施形態では、角度αは、約３～７°と約５５°との間、約３～７°と約４５°との間、約３～７°と約４０°との間、約３～７°と約３５°との間、約３～７°と約３０°との間、約３～７°と約２５°との間、約５～７°と約１５°との間、及びこれらの間の全ての部分範囲内であってよい。
縁部ロールの第１のペア２２０及び縁部ロールの第２のペア２３０は、フュージョンドロープロセスの基部の下方の第１の位置２４０において垂直方向に整列させてよく、又はガラスのシートの移動方向に沿って互いに整列させてよい。位置２４０は、例示的なフュージョンドロー加工の実施形態では、縁部ロールの第１のペア２２０の内側端部の中央と縁部ロールの第２のペア２３０の内側端部の中央との間に水平に延在する線に基づくものであってよく、又は移動方向に対して垂直かつガラスのシートが形成する平面に対して平行な線に基づくものであってよい。位置２４０は、ガラスリボンが粘性状態となる領域内にあってよい。
いくつかの実施形態では、垂直位置２４０は基部７０の付近に位置してよい。本明細書中で使用される場合、「基部７０（ｒｏｏｔ ７０）」は、フュージョンドロー加工された実施形態において、別個のガラスの流れが集束して、表面が無傷のガラスのシート又はリボン１２１を形成する位置を指す。よって、米国特許第３，５３７，８３４号明細書（上記文献はその全体が参照により本出願に援用される）に記載されている種類のもの等の、傾斜して集束する表面部分６６ａ、６６ｂの底部の下方に延在する縁部配向器の突出部を備える実施形態では、基部７０は、ガラスの別個の流れが融合線において集束する、縁部配向器の突出部の先端と考えることができる。
いくつかの実施形態では、例えば垂直又は水平部分２４０は、基部７０の下方約３ｃｍ～約３０ｃｍであってよい。あるいは垂直又は水平部分２４０は、基部７０の下方約３ｃｍ～約２５ｃｍ、基部の下方約３ｃｍ～約２０ｃｍ、基部の下方約３ｃｍ～約１８ｃｍ、基部の下方約３ｃｍ～約１６ｃｍ、基部の下方約３ｃｍ～約１４ｃｍ、基部の下方約３ｃｍ～約１２ｃｍ、基部の下方約３ｃｍ～約１０ｃｍ、及びこれらの間の全ての部分範囲内であってよい。
縁部ロールの組２１０を基部７０の付近に配置するのは、シート幅の変動を防止又は最小化するにあたって特に有利となり得る。というのは、基部７０のすぐ下におけるガラスの縁部の横方向の収縮は、シート幅の変動を引き起こす主要な因子であると考えられるためである。従って、縁部ロールの組２１０を基部７０の付近に配置することによって、シート幅の変動を最小化する、又は完全に防止することができる。従っていくつかの実施形態では、垂直又は水平位置２４０は、基部７０の下方２５ｃｍ未満、基部の下方２０ｃｍ未満、基部の下方１８ｃｍ未満、基部の下方１６ｃｍ未満、基部の下方１４ｃｍ未満、基部の下方１２ｃｍ未満、基部の下方１０ｃｍ未満、及びこれらの間の全ての部分範囲内であってよい。
いくつかの実施形態では、縁部ロールの２つ以上の組２１０を設けてよい。例えば図１２に示すように、第１の縁部ロールの組２１０ａ及び第２の縁部ロールの組２１０ｂを設けてよい。図示されていないが、本明細書に記載のシステム及び方法の実施形態において、縁部ロールのいずれの個数の追加の組を設けてよいと考えられる。例えば実施形態は、縁部ロールの３つの組、縁部ロールの４つの組等を備えてよい。
縁部ロールの第１の組２１０ａと同様に、縁部ロールの第２の組２１０ｂは、前面側及び背面側の両方に沿って、ガラスの粘性リボンの第１の外縁部に接触するよう構成された、縁部ロールのペア２５０、又は縁部ロールの第３のペアを備える。縁部ロールの第３のペア２５０は、ガラスリボンの前面側に接触するための縁部ロール、及びガラスリボンの背面側に接触するための縁部ロールを備える。
縁部ロールの第２の組２１０ｂはまた、前面側及び背面側の両方に沿って、ガラスの粘性リボンの第２の（即ち反対側の）外縁部に接触するよう構成された、縁部ロールのペア２６０、又は縁部ロールの第４のペアも備えることができる。縁部ロールの第４のペア２６０は、ガラスリボンの前面側に接触するための縁部ロール、及びガラスリボンの背面側に接触するための縁部ロールを備える。
縁部ロールの第３のペア２５０及び／又は縁部ロールの第４のペア２６０のうちのいずれか一方を、フュージョンドロープロセスの水平面から、又は移動方向に対して垂直かつガラスのシートが形成する平面に対して平行な線から、角度βを形成する回転軸を提供するように配向してよい。いくつかの実施形態では、縁部ロールの第３のペア２５０又は縁部ロールの第４のペア２６０の両方を、フュージョンドロープロセスの水平面から、又は移動方向に対して垂直かつガラスのシートが形成する平面に対して平行な線から、ある角度を形成する回転軸を提供するように配向してよい。他の実施形態では、縁部ロールの第３のペア２５０及び縁部ロールの第４のペア２６０のいずれも、このように配向されない。更なる実施形態では、縁部ロールの第３のペア２５０又は縁部ロールの第４のペア２６０の両方を、それぞれが形成する角度βが略同一となるように配向する。
いくつかの実施形態では、角度βは、約０°～約５５°、約０°～約４５°、約０°～約４０°、約０°～約３５°、約０°～約３０°、約０°～約２５°、約０°～約１５°、及びこれらの間の全ての部分範囲内であってよい。他の実施形態では、角度βは、約３～７°と約５５°との間、約３～７°と約４５°との間、約３～７°と約４０°との間、約３～７°と約３５°との間、約３～７°と約３０°との間、約３～７°と約２５°との間、約３～７°と約１５°との間、及びこれらの間の全ての部分範囲内であってよい。あるいは更なる実施形態では、角度βは、約１５°～約５５°、約１５°～約４５°、約１５°～約４０°、約１５°～約３５°、約１５°～約３０°、約１５°～約２５°、及びこれらの間の全ての部分範囲内であってよい。
いくつかの実施形態では、第２の縁部ロールの組２１０ｂが配向され得る角度βは、第１の縁部ロールの組２１０ａが配向され得る角度αとは異なる。例えば、第２の縁部ロールの組２１０ｂを、角度αより大きくてよい角度βを形成するよう構成することが望ましい場合がある。いくつかの実施形態では、例えば第１の縁部ロールの組２１０ａを、約３°～約２０°の角度を形成するよう配向してよく、第２の縁部ロールの組２１０ｂを、約１５°～約４０°の角度を形成するよう配向してよい。あるいは第１の縁部ロールの組２１０ａを、約３°～約１２°の角度を形成するよう配向してよく、第２の縁部ロールの組２１０ｂを、約１５°～約３０°の角度を形成するよう配向してよい。当然のことながら、これらの実施形態は単なる例であり、本明細書に添付された請求項の範囲を限定するものではない。
縁部ロールの第３のペア２５０及び縁部ロールの第４のペア２６０は、フュージョンドロープロセスの第２の位置２７０において垂直方向に整列させてよく、又はガラスのシートの移動方向に沿って互いに整列させてよい。第２の位置２７０の位置は、例示的なフュージョンドロー加工の実施形態では、縁部ロールの第３のペア２５０の内側端部の中央と縁部ロールの第４のペア２６０の内側端部の中央との間に水平に延在する線に基づくものであってよく、又は移動方向に対して垂直かつガラスのシートが形成する平面に対して平行な線に基づくものであってよい。第２の位置２７０の位置は、ガラスリボンが粘性状態となる領域内でありながら第１の位置２４０より下方にあってよい。
いくつかの実施形態では、第２の位置２７０は、基部７０の下方約１２ｃｍ～約５０ｃｍ、基部７０の下方約１５ｃｍ～約５０ｃｍ、基部の下方約１５ｃｍ～約４５ｃｍ、約１５ｃｍ～約４０ｃｍ、約１５ｃｍ～約３０ｃｍ、基部の下方約２０ｃｍ～約４５ｃｍ、基部の下方約２０ｃｍ～約４０ｃｍ、基部の下方約３０ｃｍ～約４５ｃｍ、基部の下方約３０ｃｍ～約５０ｃｍ、及びこれらの間の全ての部分範囲内であってよい。
いくつかの実施形態では、第２の位置２７０は、第１の位置２４０の下方２４ｃｍ未満、第１の位置の下方２２ｃｍ未満、第１の位置の下方２０ｃｍ未満、第１の位置の下方１８ｃｍ未満、第１の位置の下方１６ｃｍ未満等であってよい。
縁部ロールの各組２１０は独立して、定常回転速度モード又は定常トルクモードで動作するよう構成してよい。例えばシート幅の変動／不安定が発生した場合、定常速度モードで動作する縁部ロールのトルクを、発振パターン及び周期に関してシート幅の変動と一致するように変化させることができる。従って、定常トルクモードを用いて、縁部ロールによって印加される張力を制御可能な方式で維持でき、またいくつかの実施形態では、第１の縁部ロールの組２１０ａを定常トルクモードで動作させ、第２の縁部ロールの組２１０ｂを定常速度モードで動作させることが望ましい場合がある。
縁部ロールの各組２１０は独立して、略平滑な接触面又は刻み付き接触面を備えるよう構成してよい。例示的な縁部ロール上の刻みを用いて、ガラスシートを把持し、摺動を回避できる（及び更なる冷却を提供できる）。しかしながら本出願人は、縁部ロールの２つ以上のセットを使用する際には、両方の縁部ロールのセットが刻みパターンを有する場合、ガラスシートの把持は縁部ロールの第２のセットに関して困難になり得ることを指摘した。従っていくつかの実施形態では、第１の縁部ロールの組２１０ａ及び第２の縁部ロールの組２１０ｂのうちの一方に刻み付き表面を設け、第１の縁部ロールの組及び第２の縁部ロールの組のうちのもう一方に略平滑な表面を設けることが望ましい場合がある。
縁部ロールの１つ以上の組２１０の傾斜の角度及び位置を選択することによって、ドロー加工されたシートガラスのシート幅の減少を低減できる。ドロー加工されたシートガラスのシート幅の減少の低減は、得られるシートガラスの幅が、従来のように配向された縁部ロールを用いる又は縁部ロールを用いない場合よりも大きくなるように、ガラスリボンの横方向収縮の量が軽減されている状況において実施できる。しかしながら本明細書中で使用される場合、「ドロー加工されたシートガラスのシート幅の減少の低減」はまた：（ａ）得られるシートガラスの幅が、基部におけるガラスリボンの幅と略同一となるように、ガラスリボンの横方向収縮の量を完全に防止できる（即ちシート幅の減少がゼロである）状況；及び（ｂ）得られるシートガラスの幅が、基部におけるガラスリボンの幅よりも大きくなるように、シートが引っ張られる状況においても、実施できる。
縁部ロールの１つ以上の組２１０の角度及び位置を選択することによって、基部における粘性ガラスリボンの幅の少なくとも約９０％の幅を有するシートガラスを製造できる。あるいは、基部における粘性ガラスリボンの幅の少なくとも約９２％の、基部における粘性ガラスリボンの幅の少なくとも約９４％の、基部における粘性ガラスリボンの幅の少なくとも約９５％の、基部における粘性ガラスリボンの幅の少なくとも約９６％の、基部における粘性ガラスリボンの幅の少なくとも約９７％の、基部における粘性ガラスリボンの幅の少なくとも約９８％の、基部における粘性ガラスリボンの幅の少なくとも約９９％の、又は基部における粘性ガラスリボンの幅と同一の幅を有するシートガラスを製造でき、これによってシート幅の減少を防止できる。
いくつかの実施形態では、縁部ロールの１つ以上の組２１０の傾斜の角度及び位置を選択することによって、基部における粘性ガラスリボンの幅より大きな幅を有するシートガラスを製造できる。シート幅の減少を効果的に防止するのに加えて、１つ以上の縁部ロールの組２１０の傾斜の角度及び位置の制御によって、シート幅を引っ張ることができる。例えば、基部における粘性ガラスリボンの幅の少なくとも約１００％、少なくとも約１０２％、少なくとも約１０４％、又は基部における粘性ガラスリボンの幅の少なくとも約１０５％の幅を有するシートガラスを製造できる。
更に、縁部ロールの１つ以上の組２１０の傾斜の角度及び位置を選択することによって、ガラスシートの縁部に沿って形成されることが知られているビードの厚さを低減できる。上述のように、シートの安定性による多数の問題は、縁部ビードの厚さの増大、及び厚さの増大が原因となる、いずれの比較的遅い冷却に起因し得る。従って、縁部ビードの厚さの低減により、リボン及びガラスシートの安定性の上昇をもたらすことができる。
いくつかの実施形態では、ビードの厚さとシート中央部の厚さとの間の比を、ビード厚さが低減された度合いの指標として使用できる。本明細書に記載された開示の実施形態、縁部ロールの１つ以上の組２１０の傾斜の角度及び位置の選択を用いて、ビードの厚さとシート中央部の厚さとの間の比が１２：１未満のガラスシートを製造できる。あるいは、ビードの厚さとシート中央部の厚さとの間の比が１０：１未満、８：１未満、６：１未満、５：１未満、４：１未満、３：１未満、２．５：１未満、２：１未満、１．５：１、及びこれらの間の全ての部分範囲内のガラスシートを製造できる。
シート幅の変動は、縁部ロールの１つ以上の組２１０の傾斜の角度及び位置、並びに縁部ロールの異なる複数の組の間の相対距離及び縁部ロールの異なる複数の組の相対速度の選択によっても低減できる。例えば上述のように、縁部ロールの少なくとも１つの組２１０を基部付近に配置することにより、基部を越えてすぐの位置で発生するいずれの減少を防止することが望ましい場合が多く、これはシート幅の変動の重要な要因となり得る。別の例では、縁部ロールの第１の組の速度を、引っ張り速度ではなく基部の条件に対して適合させることにより、特に超薄型ガラス（例えば＜２００マイクロメートル、＜１００マイクロメートル等）の形成時に縁部配向器上のガラス流に関する流れの分離を引き起こし得る、基部の付近のガラスに対する過剰な張力を回避できる。縁部ロールの第２の組も用いて、縁部ロールの第１の組に対する牽引ロールのいずれの影響を遮断できる。
本明細書中で使用される場合、シート幅の変動の低減は、シート幅の変動が効果的に削減される実施形態を含むことができる。いくつかの実施形態では、シート幅の変動は例えば、シートの極めて外側の縁部の位置を記録するために、典型的にはドローの底部に設置されたカメラによって測定できる。シート幅の変動はまた、ドロー加工されているガラスリボン内の様々な位置において粘性ガラスの垂直方向速度を追跡することによって示すこともできる。これは例えば、様々な位置における垂直方向速度をプロットして、粘性領域内のガラスリボンの幅又は幅の一部分にわたる垂直方向速度の等速線を得ることによって、達成できる。当然のことながら、垂直方向速度を示すこれらのプロットは、水平な移動方向を有する実施形態（フロートプロセス）における水平方向速度についても同様である。垂直方向速度の等速線がガラスリボンの幅にわたって概ね平行に連続して増大している場合には、シート幅の変動を低減又は回避できている。
縁部ロールの１つ以上の組２１０の傾斜の角度及び位置の選択によって、ドロー加工プロセスの粘性領域内における概ね平行な複数の垂直方向速度の等速線を得ることができる。これらの等速線は、上記方向におけるガラスの速度の略なめらかで連続した上昇を示す。従って、縁部ロールの１つ以上の組２１０の傾斜の角度及び垂直位置の選択によって、シート幅の変動を低減又は排除できる。
また、縁部ロールに角度を付けなくても、第２の縁部ロールの組２１０ｂを第１の縁部ロールの組２１０ａの下方のわずかな距離の位置に追加すること自体が、シート幅の減少、シート幅の変動及び縁部ビード形成の低減において有益となり得ることが分かっている。従っていくつかの実施形態では、第１の縁部ロールの組２１０ａ及び第２の縁部ロールの組２１０ｂのうちのいずれを、回転軸がフュージョンドロープロセスにおいて水平となるように、又は移動方向に対して垂直かつガラスのシートが形成する平面に対して平行な線上となるように、配向してよい。第２の縁部ロールの組２１０ｂを、最終的なシート幅及び／又は厚さが安定する前に位置決めすることにより、効果的なクロスドロー張力を生成できる。
ここで図１３及び１４を参照すると、本開示の複数の態様に従って使用できるガラス製造装置３０１のある例示的実施形態の概略正面図及び側面図が示されている。ガラス製造装置３０１はダウンドローフュージョン装置として図示されているが、更なる例では他の成形装置も使用してよい。一例として、ガラス製造装置３０１は、ガラスリボン１２１を製造するための成形用容器６０を含むことができ、上記ガラスリボン１２１は、ガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａと第２のエッジ部分１２１ｂとの間に延在する幅「Ｗ」を含む。
図１３及び１４が更に示すように、ガラス製造装置３０１は、プルロールデバイス３１５及び分割デバイス３１９を含むことができる。ガラスリボン１２１の一部分は、成形用容器６０の基部７０から粘性ゾーン３４１へと引き出され、ここでガラスリボン１２１は最終的な厚さに向かって薄くなり始める。次にガラスリボン１２１の上記部分は、粘性ゾーン３４１から固化ゾーン３４３（粘弾性ゾーン）へと引き出される。固化ゾーン３４３では、ガラスリボン１２１の上記部分が粘性状態から所望のプロファイルを有する弾性状態へと固化する。続いてガラスリボン１２１の上記部分は、固化ゾーン３４３から弾性ゾーン３４５へと引き出される。弾性ゾーン３４５に入ると、ガラスリボン１２１を、ガラスリボン１２１のプロファイルを永久的に変化させることなく、限界範囲内で変形させることができる。
ガラスリボン１２１の上記部分が弾性ゾーン３４５に入った後、ある期間にわたってガラスリボン１２１から複数のガラスシート３４７ａ、３４７ｂを順次分割するために、分割デバイス３１９を設けてよい。分割デバイス３１９は、図示されている移動式アンビル機械を備えてよいが、更なる例では、更なる分割デバイスを設けてもよい。
ガラス製造装置３０１は更に、図１３及び１４に概略図で示されているプルロールデバイス３１５を含む。以下で更に詳細に説明するように、プルロールデバイス３１５は、基部７０からのガラスリボン１２１のドロー加工を補助するために設けることができ、また弾性ゾーン３４５から固化ゾーン３４３へ、ガラスリボン１２１を上って来る力の伝達を分離できる。従って本開示のプルロールデバイスは、ガラスリボンを所望の厚さにドロー加工しながら、ガラスシート内の残留応力を低減することもできる。図示したように、プルロールデバイス３１５は、粘性ゾーン３４１、固化ゾーン３４３、及び弾性ゾーン３４５内に配置できる。実際には、図面に図示されているように、（以下で更に詳細に議論される）第１のプルロール装置を粘性ゾーン３４１内に配置するか、又は粘性ゾーン３４１に隣接した固化ゾーン３４３の頂部に配置してよい。（以下で更に詳細に議論される）第２のプルロール装置は、固化ゾーン３４３内に配置され、（以下で更に詳細に議論される）第３のプルロール装置は、弾性ゾーン３４５内に配置される。
図１３、図１４、及び図１５は、本開示の例示的な一実施形態によるプルロールデバイス３１５の第１の例を示すが、更なる例では、他のプルロールデバイス３１５の構成を設けてもよい。プルロールデバイス３１５は第１のプルロール装置３４９を含むことができ、これは、ガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａを、成形用容器６０から、ガラスリボン１２１の幅「ｗ」を横断して延在するドロー経路３５３に沿ってドロー加工するよう構成された、ドローロールの第１の上流ペア３５１を含む。
図示されているように、ドローロールの第１の上流ペア３５１は、第１のプルロール部材３５５ａ及び第２のプルロール部材３５５ｂを含むことができる。第１のプルロール部材３５５ａ及び第２のプルロール部材３５５ｂはそれぞれ耐火性ロールカバー３５７ａ、３５７ｂを備えることができ、これらはその間にガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａを係合させるよう構成される。第１のプルロール部材３５５ａ及び第２のプルロール部材３５５ｂのうちの少なくとも一方には、モータ３５９ａ、３５９ｂをそれぞれ設けてよい。例えば、図示されているように、第１のプルロール部材３５５ａ及び第２のプルロール部材３５５ｂの両方に、モータ３５９ａ、３５９ｂをそれぞれ設ける。更なる例では、第１のプルロール部材３５５ａ及び第２のプルロール部材３５５ｂのうちの一方のみにモータを設け、もう一方のプルロール部材には軸受を設けてよく、これにより、第１のプルロール部材３５５ａ及び第２のプルロール部材３５５ｂのうちの一方のみが駆動される。
別の例では、ドローロールの第１の上流ペア３５１に加えて又はこれに代えて、第１のプルロール装置３４９は、ガラスリボン１２１の第２のエッジ部分１２１ｂを成形用容器７０からドロー経路３５３に沿ってドロー加工するよう構成された、ドローロールの第２の上流ペア３６１を含むことができる。図示されているように、ドローロールの第２の上流ペア３６１は、第１のプルロール部材３６３ａ及び第２のプルロール部材３６３ｂを含むことができる。第１のプルロール部材３６３ａ及び第２のプルロール部材３６３ｂはそれぞれ耐火性ロールカバー３６５ａ、３６５ｂを備えることができ、これらはその間にガラスリボン１２１の第２のエッジ部分１２１ｂを係合させるよう構成される。第１のプルロール部材３６３ａ及び第２のプルロール部材３６３ｂのうちの少なくとも一方には、モータ３６７ａ、３６７ｂをそれぞれ設けてよい。例えば、図示されているように、第１のプルロール部材３６３ａ及び第２のプルロール部材３６３ｂの両方に、モータ３６７ａ、３６７ｂをそれぞれ設ける。更なる例では、第１のプルロール部材３６３ａ及び第２のプルロール部材３６３ｂのうちの一方のみにモータを設け、もう一方のプルロール部材には軸受を設けてよく、これにより、第１のプルロール部材３６３ａ及び第２のプルロール部材３６３ｂのうちの一方のみが駆動される。
図１３、図１４、及び図１６に示すように、プルロールデバイス３１５は更に第２のプルロール装置３６９を含み、これは、ドローロールの第１の上流ペア３５１からドロー経路３５３に沿って下流に位置決めされたドローロールの第１の中流ペア３７１を含み、ここでドローロールの第１の中流ペア３７１は、ガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａをドロー経路３５３に沿って更にドロー加工するよう構成される。図示されているように、ドローロールの第１の中流ペア３７１は、第１のプルロール部材３７３ａ及び第２のプルロール部材３７３ｂを含むことができる。第１のプルロール部材３７３ａ及び第２のプルロール部材３７３ｂはそれぞれ耐火性ロールカバー３７５ａ、３７５ｂを備えることができ、これらはその間にガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａを係合させるよう構成される。第１のプルロール部材３７３ａ及び第２のプルロール部材３７３ｂのうちの少なくとも一方には、モータ３７７ａ、３７７ｂをそれぞれ設けてよい。例えば、図示されているように、第１のプルロール部材３７３ａ及び第２のプルロール部材３７３ｂの両方に、モータ３７７ａ、３７７ｂをそれぞれ設ける。更なる例では、第１のプルロール部材３７３ａ及び第２のプルロール部材３７３ｂのうちの一方のみにモータを設け、もう一方のプルロール部材には軸受を設けてよく、これにより、第１のプルロール部材３７３ａ及び第２のプルロール部材３７３ｂのうちの一方のみが駆動される。
別の例では、ドローロールの第１の中流ペア３７１に加えて又はこれに代えて、第２のプルロール装置３６９は、ドローロールの第２の上流ペア３６１からドロー経路３５３に沿って下流に位置決めされた、ドローロールの第２の中流ペア３７９を含むことができ、ここでドローロールの第２の中流ペア３７９は、ガラスリボン１２１の第２のエッジ部分１２１ｂをドロー経路３５３に沿って更にドロー加工するよう構成される。図示されているように、ドローロールの第２の中流ペア３７９は、第１のプルロール部材３８１ａ及び第２のプルロール部材３８１ｂを含むことができる。第１のプルロール部材３８１ａ及び第２のプルロール部材３８１ｂはそれぞれ耐火性ロールカバー３８３ａ、３８３ｂを備えることができ、これらはその間にガラスリボン１２１の第２のエッジ部分１２１ｂを係合させるよう構成される。第１のプルロール部材３８１ａ及び第２のプルロール部材３８１ｂのうちの少なくとも一方には、モータ３８５ａ、３８５ｂをそれぞれ設けてよい。例えば、図示されているように、第１のプルロール部材３８１ａ及び第２のプルロール部材３８１ｂの両方に、モータ３８５ａ、３８５ｂをそれぞれ設ける。更なる例では、第１のプルロール部材３８１ａ及び第２のプルロール部材３８１ｂのうちの一方のみにモータを設け、もう一方のプルロール部材には軸受を設けてよく、これにより、第１のプルロール部材３８１ａ及び第２のプルロール部材３８１ｂのうちの一方のみが駆動される。
図１３、図１４、及び図１７に示すように、プルロールデバイス３１５は更に第３のプルロール装置３８７を含み、これは、ドローロールの第１の中流ペア３７１からドロー経路３５３に沿って下流に位置決めされたドローロールの第１の下流ペア３８９を含み、ここでドローロールの第１の下流ペア３８９は、ガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａをドロー経路３５３に沿って更にドロー加工するよう構成される。図示されているように、ドローロールの第１の下流ペア３８９は、第１のプルロール部材３９１ａ及び第２のプルロール部材３９１ｂを含むことができる。第１のプルロール部材３９１ａ及び第２のプルロール部材３９１ｂはそれぞれ耐火性ロールカバー３９３ａ、３９３ｂを備えることができ、これらはその間にガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａを係合させるよう構成される。第１のプルロール部材３９１ａ及び第２のプルロール部材３９１ｂのうちの少なくとも一方には、モータ３９５ａ、３９５ｂをそれぞれ設けてよい。例えば、図示されているように、第１のプルロール部材３９１ａ及び第２のプルロール部材３９１ｂの両方に、モータ３９５ａ、３９５ｂをそれぞれ設ける。更なる例では、第１のプルロール部材３９１ａ及び第２のプルロール部材３９１ｂのうちの一方のみにモータを設け、もう一方のプルロール部材には軸受を設けてよく、これにより、第１のプルロール部材３９１ａ及び第２のプルロール部材３９１ｂのうちの一方のみが駆動される。
別の例では、ドローロールの第１の下流ペア３８９に加えて又はこれに代えて、第３のプルロール装置３８７は、ドローロールの第２の中流ペア３７９からドロー経路３５３に沿って下流に位置決めされた、ドローロールの第２の下流ペア３９７を含むことができ、ここでドローロールの第２の下流ペア３９７は、ガラスリボン１２１の第２のエッジ部分１２１ｂをドロー経路３５３に沿って更にドロー加工するよう構成される。図示されているように、ドローロールの第２の下流ペア３９７は、第１のプルロール部材３９９ａ及び第２のプルロール部材３９９ｂを含むことができる。第１のプルロール部材３９９ａ及び第２のプルロール部材３９９ｂはそれぞれ耐火性ロールカバー４０１ａ、４０１ｂを備えることができ、これらはその間にガラスリボン１２１の第２のエッジ部分１２１ｂを係合させるよう構成される。第１のプルロール部材３９９ａ及び第２のプルロール部材３９９ｂのうちの少なくとも一方には、モータ４０３ａ、４０３ｂをそれぞれ設けてよい。例えば、図示されているように、第１のプルロール部材３９９ａ及び第２のプルロール部材３９９ｂの両方に、モータ４０３ａ、４０３ｂをそれぞれ設ける。更なる例では、第１のプルロール部材３９９ａ及び第２のプルロール部材３９９ｂのうちの一方のみにモータを設け、もう一方のプルロール部材には軸受を設けてよく、これにより、第１のプルロール部材３９９ａ及び第２のプルロール部材３９９ｂのうちの一方のみが駆動される。牽引ロールデバイス３１５は、縁部ロール４０２（４０２ａ、４０２ｂ）及び４０４の任意の１つ以上のペア並びに／又はアイドルスタッブロール４０６、４０８の任意の１つ以上のペアも含んでよいことを理解されたい（図１３、１４及び１８を参照）。
図１８及び図１９に示すように、プルロールデバイス３１５は更に、ドローロールの第１の中流ペア３７１からドロー経路３５３に沿って下流に、及びドローロールの第１の下流ペア３８９からドロー経路に沿って上流に位置決めされた、ドローロールの第１の中間ペア４０７を含む、中間プルロール装置４０５を含むことができる。ドローロールの第１の中間ペア４０７は、ガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａをドロー経路３５３に沿って更にドロー加工するよう構成される。図示されているように、ドローロールの第１の中間ペア４０７は、第１のプルロール部材４０９ａ及び第２のプルロール部材４０９ｂを含むことができる。第１のプルロール部材４０９ａ及び第２のプルロール部材４０９ｂはそれぞれ耐火性ロールカバー４１１ａ、４１１ｂを備えることができ、これらはその間にガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａを係合させるよう構成される。第１のプルロール部材４０９ａ及び第２のプルロール部材４０９ｂのうちの少なくとも一方には、モータ４１３ａ、４１３ｂをそれぞれ設けてよい。例えば、図示されているように、第１のプルロール部材４０９ａ及び第２のプルロール部材４０９ｂの両方に、モータ４１３ａ、４１３ｂをそれぞれ設ける。更なる例では、第１のプルロール部材４０９ａ及び第２のプルロール部材４０９ｂのうちの一方のみにモータを設け、もう一方のプルロール部材には軸受を設けてよく、これにより、第１のプルロール部材４０９ａ及び第２のプルロール部材４０９ｂのうちの一方のみが駆動される。
別の例では、ドローロールの第１の中間ペア４０７に加えて又はこれに代えて、中間プルロール装置４０５は、ドローロールの第２の中流ペア３７９からドロー経路３５３に沿って下流に、及びドローロールの第２の下流ペア３９７からドロー経路３５３に沿って上流に位置決めされた、ドローロールの第２の中間ペア４１５を含むことができる。ドローロールの第２の中流ペア４１５は、ガラスリボン１２１の第２のエッジ部分１２１ｂをドロー経路３５３に沿って更にドロー加工するよう構成される。図示されているように、ドローロールの第２の中間ペア４１５は、第１のプルロール部材４１７ａ及び第２のプルロール部材４１７ｂを含むことができる。第１のプルロール部材４１７ａ及び第２のプルロール部材４１７ｂはそれぞれ耐火性ロールカバー４１９ａ、４１９ｂを備えることができ、これらはその間にガラスリボン１２１の第２のエッジ部分１２１ｂを係合させるよう構成される。第１のプルロール部材４１７ａ及び第２のプルロール部材４１７ｂのうちの少なくとも一方には、モータ４２１ａ、４２１ｂをそれぞれ設けてよい。例えば、図示されているように、第１のプルロール部材４１７ａ及び第２のプルロール部材４１７ｂの両方に、モータ４２１ａ、４２１ｂをそれぞれ設ける。更なる例では、第１のプルロール部材４１７ａ及び第２のプルロール部材４１７ｂのうちの一方のみにモータを設け、もう一方のプルロール部材には軸受を設けてよく、これにより、第１のプルロール部材４１７ａ及び第２のプルロール部材４１７ｂのうちの一方のみが駆動される。
中間プルロール装置４０５は、第２のプルロール装置３６９と第３のプルロール装置３８７との間の第４の高さに位置決めされたものとして説明及び図示されているが、本開示はこれらの例示的実施形態に限定されない。中間プルロール装置４０５は、プルロールデバイス３１５の様々な高さに位置決めされ得る。更に中間プルロール装置４０５はモジュール式であってよく、従って複数のプルロール装置４０５がプルロールデバイス３１５に含まれてよく、ドロー経路３５３に沿って様々な高さに位置決めされ得る。
ドローロールの各ペアが第１及び第２のプルロール部材を含むものとして説明したが、第１及び第２のプルロール部材は、ドローロールのペアのうちの１つのドローロールを指すこともできる。
ガラス製造装置３０１のプルロールデバイス３１５は更に、ドローロールの第１の上流ペア３５１のうちの少なくとも１つが略一定のトルクで回転し、ドローロールの第１の中流ペア３７１のうちの少なくとも一方が略一定のトルクで回転し、ドローロールの第１の下流ペア３８９のうちの少なくとも一方が略一定の角速度で回転するように、第１のプルロール装置３４９、第２のプルロール装置３６９、及び第３のプルロール装置３８７を独立して操作するよう構成された、制御デバイス４２３（例えばプログラマブル論理コントローラ）を含むことができる。制御デバイス４２３は、ケーブル、無線ネットワーク、有線ネットワーク、これらの組み合わせ等を通して、プルロール装置３４９、３６９、３８７、４０５と通信４２５できる。本開示の目的に関して、第１のプルロール装置３４９、第２のプルロール装置３６９、及び第３のプルロール装置３８７の独立した操作は、上記第１、第２及び第３のプルロール装置のうちの１つを、上記第１、第２及び第３のプルロール装置のうちの他のものの操作に影響されないように操作できることを意味する。従って例えば、第１のプルロール装置３４９を制御デバイス４２３によって独立して操作することは、上記制御デバイスに、第２のプルロール装置３６９又は第３のプルロール装置３８７の動作パラメータの変化を考慮することなく、第１のプルロール装置３４９を操作できる状態を提供する。また、例えば、第２のプルロール装置３６９を制御デバイス４２３によって独立して操作することは、上記制御デバイスに、第１のプルロール装置３４９又は第３のプルロール装置３８７の動作パラメータの変化を考慮することなく、第２のプルロール装置３６９を操作できる状態を提供する。更に例えば、第３のプルロール装置３８７を制御デバイス４２３によって独立して操作することは、上記制御デバイスに、第１のプルロール装置３４９又は第２のプルロール装置３６９の動作パラメータの変化を考慮することなく、第３のプルロール装置３８７を操作できる状態を提供する。
上述のように、ドローロールの第１の上流ペア３５１は、第１のプルロール部材３５５ａ又は第２のプルロール部材３５５ｂのうちの一方に関連付けられた単一のモータを含むことができる。このような例では、制御デバイス４２３は上記単一のモータを、関連付けられた第１のプルロール部材３５５ａ又は第２のプルロール部材３５５ｂが略一定のトルクで回転するように、操作できる。更に上述したように、第１のプルロール部材３５５ａ及び第２のプルロール部材３５５ｂにはそれぞれ、対応するモータ３５９ａ、３５９ｂを設けてよい。このような例では、制御デバイス４２３はモータ３５９ａ、３５９ｂを、ドローロールの第１の上流ペア３５１のうちの少なくとも１つ、例えば両方が略一定のトルクで回転するように、操作してよい。ドローロールの第１の上流ペア３５１のプルロール部材３５９ａ、３５９ｂ両方が略一定のトルクで回転することは、ガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａの両側部に等しく力を印加するために望ましい場合がある。
上述のように、第１のプルロール装置３４９は、任意のドローロールの第２の上流ペア３６１も含んでよい。このような例では、ドローロールの第２の上流ペア３６１は、第１のプルロール部材３６３ａ又は第２のプルロール部材３６３ｂのうちの一方に関連付けられた単一のモータを含むことができる。このような例では、制御デバイス４２３は上記単一のモータを、関連付けられた第１のプルロール部材３６３ａ又は第２のプルロール部材３６３ｂが略一定のトルクで回転するように、操作できる。更に上述したように、第１のプルロール部材３６３ａ及び第２のプルロール部材３６３ｂにはそれぞれ、対応するモータ３６７ａ、３６７ｂを設けてよい。このような例では、制御デバイス４２３はモータ３６７ａ、３６７ｂを、ドローロールの第２の上流ペア３６１のうちの少なくとも１つ、例えば両方が略一定のトルクで回転するように、操作してよい。ドローロールの第２の上流ペア３６１のプルロール部材３６３ａ、３６３ｂ両方が略一定のトルクで回転することは、ガラスリボン１２１の第２のエッジ部分１２１ｂの両側部に等しく力を印加するために望ましい場合がある。
必須ではないが、いくつかの例では、制御デバイス４２３は、ドローロールの第１の上流ペア３５１に関連付けられたモータのうちの一方又は両方を、略一定の第１のトルクで動作させることができ、また同時に、ドローロールの第２の上流ペア３６１に関連付けられたモータのうちの一方又は両方を、上記第１のトルクと略等しい、略一定の第２のトルクで回転するよう操作できる。略等しい第１及び第２のトルクを提供することは、例えばガラスリボン１２１並びに第１のエッジ部分１２１ａ及び第２のエッジ部分１２１ｂに略同一の力を印加するために望ましい場合がある。
上述のように、第２のプルロール装置３６９は、任意のドローロールの第２の中流ペア３７９も含んでよい。このような例では、ドローロールの第２の中流ペア３７９は、第１のプルロール部材３８１ａ又は第２のプルロール部材３８１ｂのうちの一方に関連付けられた単一のモータを含むことができる。このような例では、制御デバイス４２３は上記単一のモータを、関連付けられた第１のプルロール部材３８１ａ又は第２のプルロール部材３８１ｂが略一定のトルクで回転するように、操作できる。更に上述したように、第１のプルロール部材３８１ａ及び第２のプルロール部材３８１ｂにはそれぞれ、対応するモータ３８５ａ、３８５ｂを設けてよい。このような例では、制御デバイス４２３はモータ３８５ａ、３８５ｂを、ドローロールの第２の中流ペア３７９のうちの少なくとも１つ、例えば両方が略一定のトルクで回転するように、操作してよい。ドローロールの第２の中流ペア３７９のプルロール部材３８１ａ、３８１ｂ両方が略一定のトルクで回転することは、ガラスリボン１２１の第２のエッジ部分１２１ｂの両側部に等しく力を印加するために望ましい場合がある。
必須ではないが、いくつかの例では、制御デバイス４２３は、ドローロールの第１の中流ペア３７１に関連付けられたモータのうちの一方又は両方を、略一定の第１のトルクで動作させることができ、また同時に、ドローロールの第２の中流ペア３７９に関連付けられたモータのうちの一方又は両方を、上記第１のトルクと略等しい、略一定の第２のトルクで回転するよう操作できる。略等しい第１及び第２のトルクを提供することは、例えばガラスリボン１２１並びに第１のエッジ部分１２１ａ及び第２のエッジ部分１２１ｂに略同一の力を印加するために望ましい場合がある。
上述のように、ドローロールの第１の下流ペア３８９は、第１のプルロール部材３９１ａ又は第２のプルロール部材３９１ｂのうちの一方に関連付けられた単一のモータを含むことができる。このような例では、制御デバイス４２３は上記単一のモータを、関連付けられた第１のプルロール部材３９１ａ又は第２のプルロール部材３９１ｂが略一定の角速度で回転するように、操作できる。更に上述したように、第１のプルロール部材３９１ａ及び第２のプルロール部材３９１ｂにはそれぞれ、対応するモータ３９５ａ、３９５ｂを設けてよい。このような例では、制御デバイス４２３はモータ３９５ａ、３９５ｂを、ドローロールの第１の下流ペア３８９のうちの少なくとも１つ、例えば両方が略一定の角速度で回転するように、操作してよい。ドローロールの第１の下流ペア３８９のプルロール部材３９１ａ、３９１ｂ両方が略一定の角速度で回転することは、ガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａの両側部において、ガラスリボンを等しくドロー加工するために望ましい場合がある。
上述のように、第３のプルロール装置３８７は、任意のドローロールの第２の下流ペア３９７も含んでよい。このような例では、ドローロールの第２の下流ペア３９７は、第１のプルロール部材３９９ａ又は第２のプルロール部材３９９ｂのうちの一方に関連付けられた単一のモータを含むことができる。このような例では、制御デバイス４２３は上記単一のモータを、関連付けられた第１のプルロール部材３９９ａ又は第２のプルロール部材３９９ｂが略一定のトルクで回転するように、操作できる。更に上述したように、第１のプルロール部材３９９ａ及び第２のプルロール部材３９９ｂにはそれぞれ、対応するモータ４０３ａ、４０３ｂを設けてよい。このような例では、制御デバイス４２３は、ドローロールの第２の下流ペア３９７のうちの少なくとも１つ、例えば両方を、略一定の角速度で回転するように操作してよい。ドローロールの第２の下流ペア３９７のプルロール部材３９９ａ、３９９ｂ両方が略一定の角速度で回転することは、ガラスリボン１２１の第２のエッジ部分１２１ｂの両側部において、ガラスリボンを等しくドロー加工するために望ましい場合がある。
必須ではないが、いくつかの例では、制御デバイス４２３は、ドローロールの第１の下流ペア３８９に関連付けられたモータのうちの一方又は両方を、略一定の第１の角速度で動作させることができ、また同時に、ドローロールの第２の下流ペア３９７に関連付けられたモータのうちの一方又は両方を、上記第１の角速度と略等しい、略一定の第２の角速度で回転するよう操作できる。略等しい第１及び第２の角速度を提供することは、例えばガラスリボンを第１のエッジ部分１２１ａ及び第２のエッジ部分１２１ｂにおいて等しくドロー加工するために望ましい場合がある。
上述のように、制御デバイス４２３は、ドローロールの第１の上流ペア３５１及びドローロールの第２の上流ペア３６１のうちの少なくとも一方が略一定のトルクで回転するように、第１のプルロール装置３４９を独立して操作するよう構成できるが、実施形態はこのように限定されない。即ち制御デバイス４２３は、ある例示的実施形態では、ドローロールの第１の上流ペア３５１及びドローロールの第２の上流ペア３６１のうちの少なくとも一方が、一定のトルクではなく略一定の角速度で回転するように、第１のプルロール装置３４９を独立して操作するよう構成できる。更に制御デバイス４２３は、ドローロールの第１の中流ペア３７１及びドローロールの第２の中流ペア３７９のうちの少なくとも一方が、一定のトルクではなく略一定の角速度で回転するように、第２のプルロール装置３６９を独立して操作するよう構成できる。
制御デバイス４２３は更に、ドローロールの第１の中間ペア４０７及びドローロールの第２の中間ペア４１５のうちの少なくとも一方が略一定のトルクで回転するように、中間プルロール装置４０５を独立して操作するよう構成できる。あるいは制御デバイス４２３は、ドローロールの第１の中間ペア４０７及びドローロールの第２の中間ペア４１５のうちの少なくとも一方が、一定のトルクではなく略一定の角速度で回転するように、中間プルロール装置４０５を独立して操作するよう構成できる。
表１は、本開示の例示的実施形態による５個の異なる独立制御スキームを提供する。例えば表１に示すように、制御スキーム「Ａ」は：ドローロールの第１の上流ペア３５１及びドローロールの第２の上流ペア３６１のうちの少なくとも一方が略一定のトルクで回転するように、第１のプルロール装置３４９を独立して操作し；ドローロールの第１の中流ペア３７１及びドローロールの第２の中流ペア３７９のうちの少なくとも一方が略一定のトルクで回転するように、第２のプルロール装置３６９を独立して操作し；ドローロールの第１の下流ペア３８９及びドローロールの第２の下流ペア３９７のうちの少なくとも一方が略一定の角速度で回転するように、第３のプルロール装置３８７を独立して操作し；中間プルロール装置４０５が設けられている場合に、ドローロールの第１の中間ペア４０７及びドローロールの第２の中間ペア４１５のうちの少なくとも一方が略一定のトルクで回転するように、又はドローロールの第１の中間ペア４０７及びドローロールの第２の中間ペア４１５のうちの少なくとも一方が、一定のトルクではなく略一定の角速度で回転するように、中間プルロール装置４０５を独立して操作するよう構成された、制御デバイス４２３を含む。
表１に示されている別の例として、制御スキーム「Ｅ」は：ドローロールの第１の上流ペア３５１及びドローロールの第２の上流ペア３６１のうちの少なくとも一方が略一定のトルクで回転するように、第１のプルロール装置３４９を独立して操作し；ドローロールの第１の中流ペア３７１及びドローロールの第２の中流ペア３７９のうちの少なくとも一方が略一定のトルクで回転するように、第２のプルロール装置３６９を独立して操作し；ドローロールの第１の下流ペア３８９及びドローロールの第２の下流ペア３９７のうちの少なくとも一方が略一定のトルクで回転するように、第３のプルロール装置３８７を独立して操作し；中間プルロール装置４０５が設けられている場合に、ドローロールの第１の中間ペア４０７及びドローロールの第２の中間ペア４１５のうちの少なくとも一方が略一定のトルクで回転するように、中間プルロール装置４０５を独立して操作するよう構成された、制御デバイス４２３を含む。
Figure 0007201589000001
いくつかの例では、本出願全体を通して議論されているドローロールのペアは、Ａｎｄｅｒｓｏｎらによって２００９年４月３０日に公開された米国特許出願公開第２００９／０１０７１８２号明細書に記載されたものと同様の構造及び配向を有してよく、上記文献はその全体が参照により本出願に援用される。例えば、ドローロールのいずれのペアは、ガラスリボンに対して垂直方向下向きに傾斜した、又は水平なロールであってよい。更に図１５及び１６に示すように、（水平な又は下向きに傾斜した）ロールのいずれのペアは、ガラスリボン１２１の各主表面４２７、４２９に対してロールの各面が位置決めされる所定の水平角度θを有するように位置決めできる。上記水平角度θは、適切なレベルのクロスドロー張力４３１を提供する、及び／又は通常のロールの摩耗中に発生し得るテーパ効果に適応するために、望ましいものとなり得る。
図１３及び１８は、ドローロールのペアの第１のプルロール部材３５５ａ、３６３ａ、３７３ａ、３８１ａ、３９１ａ、３９９ａ、４０９ａ、４１７ａそれぞれが、ガラスリボン１２１に対して垂直方向下向きに傾斜したロールを備えることができる例を示す。ドローロールのペアの第２のプルロール部材３５５ｂ、３６３ｂ、３７３ｂ、３８１ｂ、３９１ｂ、３９９ｂ、４０９ｂ、４１７ｂも同様に、ガラスリボン１２１に対して垂直方向下向きに傾斜したロールを備えることができる。ドローロールのいずれのペアの下向き傾斜角度は、プロセスの考慮条件に応じて、ドローロールの他のいずれのペアと異なっていても同一であってもよい。ドローロールの第１の上流ペア３５１及び／又はドローロールの第２の上流ペア３６１の下向き傾斜は、ドローロールの２つのペア３５１、３６１間に、所望のレベルのクロスドロー張力４３１を提供できる。ドローロールの第１の中流ペア３７１及び／又はドローロールの第２の中流ペア３７９の下向き傾斜は、ドローロールの２つのペア３７１、３７９間に、所望のレベルのクロスドロー張力４３３を提供できる。ドローロールの第１の下流ペア３８９及び／又はドローロールの第２の下流ペア３９７の下向き傾斜は、ドローロールの２つのペア３８９、３９７間に、所望のレベルのクロスドロー張力４３５を提供できる。同様に、ドローロールの第１の中間ペア４０７及び／又はドローロールの第２の中間ペア４１５の下向き傾斜は、ドローロールの２つのペア４０７、４１５間に、所望のレベルのクロスドロー張力４３７を提供できる。
いくつかの例では、制御デバイス４２３は、自動位置決め器（図示せず）を起動するよう構成されていてよく、又は手動機構を用いて、垂直方向下向きに傾斜したロールの下向き傾斜位置を調整することにより、ガラスリボン１２１にわたる平均クロスドロー張力４３１、４３３、４３５、４３７を制御（又は微調整）してよい。
更なる例では、ドローロールの１つ以上のペア３５１、３６１、３７１、３７９、３８９、３９７、４０７、４１５は、ガラスリボンに対して水平なロールであってよく、ここでドローロールの回転軸は、ガラスリボン１２１のドロー経路に対して略垂直に延在する。プルロールデバイスのロールのペアのうちの一方又は両方を水平なロールとして設けることは、ロールのペアに沿ったガラスリボンの幅にわたって横断方向の張力が必要ない場合に望ましいものであり得る。
これより、ガラスリボン１２１の製造方法を、図１３～１９に示すプルロールデバイス３１５に関して説明する。
図１３、１４及び１５を参照すると、上記方法は、ドローロールの第１の上流ペア３５１を含む第１のプルロール装置３４９を提供するステップを含むことができる。別の例では、第１のプルロール装置３４９には、ドローロールの第２の上流ペア３６１を任意に設けてよい。
図１３、１４及び１６を参照すると、上記方法は更に、ドローロールの第１の上流ペア３５１からドロー経路３５３に沿って下流に位置決めされたドローロールの第１の中流ペア３７１を含む、第２のプルロール装置３６９を提供するステップを含む。更なる例では、第２のプルロール装置３６９には、ドローロールの第２の上流ペア３６１からドロー経路３５３に沿って下流に位置決めされた、ドローロールの第２の中流ペア３７９を任意に設けてよい。
上記方法は更に、ドローロールの第１の中流ペア３７１からドロー経路３５３に沿って下流に位置決めされたドローロールの第１の下流ペア３８９を含む、第３のプルロール装置３８７を提供するステップを含む。更なる例では、第３のプルロール装置３８７には、ドローロールの第２の中流ペア３７９からドロー経路３５３に沿って下流に位置決めされた、ドローロールの第２の下流ペア３９７を任意に設けてよい。
任意に、上記方法は更に、ドローロールの第１の中流ペア３７１からドロー経路３５３に沿って下流に、及びドローロールの第１の下流ペア３８９からドロー経路３５３に沿って上流に位置決めされた、ドローロールの第１の中間ペア４０７を含む、中間プルロール装置４０５を提供するステップを含む。更なる例では、中間プルロール装置４０５には、ドローロールの第２の中流ペア３７９からドロー経路３５３に沿って下流に、及びドローロールの第２の下流ペア３９７からドロー経路３５３に沿って上流に位置決めされた、ドローロールの第２の中間ペア４１５を任意に設けてよい。
上記方法は更に、第１のエッジ部分１０５ａと第２のエッジ部分１２１ｂとの間に延在する幅「Ｗ」を有するガラスリボン１２１を形成するステップを含む。第１のプルロール装置３４９は例えば、第２のプルロール装置３６９からの入力若しくは第３のプルロール装置３８７からの入力を用いずに、又はいずれの中間プルロール装置４０５が設けられている場合には中間プルロール装置４０５からの入力を用いずに、制御デバイス４２３によって独立して操作できる。例えば第１のプルロール装置３４９は、ドローロールの第１の上流ペア３５１の少なくとも１つのドローロール（プルロール部材３５５ａ、３５５ｂ）が略一定のトルクで回転して、ガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａをドロー経路３５３に沿ってドロー加工するように、独立して操作できる。一例として、第１のプルロール装置３４９は、ドローロールの第１の上流ペア３５１の両方のドローロール（プルロール部材３５５ａ、３５５ｂ）が略一定のトルクで回転するように、操作できる。
ドローロールの第２の上流ペア３６１が設けられている場合、これもまた、ドローロールの第２の上流ペア３６１の少なくとも１つのドローロール（プルロール部材３６３ａ、３６３ｂ）が略一定のトルクで回転して、ガラスリボン１２１の第２のエッジ部分１２１ｂをドロー経路３５３に沿ってドロー加工するように、独立して操作できる。一例として、第１のプルロール装置３４９は、ドローロールの第２の上流ペア３６１の両方のドローロール（プルロール部材３６３ａ、３６３ｂ）が略一定のトルクで回転するように、操作できる。従って、ドロー経路３５３に沿った所望の張力４３９を、基部７０と第１のプルロール装置３４９との間のガラスリボン１２１において維持できる。
上記方法は更に、第２のプルロール装置３６９を、ドローロールの第１の中流ペア３７１の少なくとも１つのドローロール（プルロール部材３７３ａ、３７３ｂ）が略一定のトルクで回転して、ガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａをドロー経路３５３に沿って更にドロー加工するように、独立して操作する。一例として、上記方法は、ドローロールの第１の中流ペア３７１の両方のドローロール（プルロール部材３７３ａ、３７３ｂ）が略一定のトルクで回転するように、第２のプルロール装置３６９を操作するステップを含むことができる。
ドローロールの第２の中流ペア３７９が設けられている場合、これもまた、ドローロールの第２の中流ペア３７９の少なくとも１つのドローロール（プルロール部材３８１ａ、３８１ｂ）が略一定のトルクで回転して、ガラスリボン１２１の第２のエッジ部分１２１ｂをドロー経路３５３に沿ってドロー加工するように、独立して操作できる。一例として、第２のプルロール装置３６９は、ドローロールの第２の中流ペア３７９の両方のドローロール（プルロール部材３８１ａ、３８１ｂ）が略一定のトルクで回転するように、操作できる。従って、ドロー経路３５３に沿った所望の張力４４１を、第１のプルロール装置３４９と第２のプルロール装置３６９との間のガラスリボン１２１において維持できる。
上記方法は更に、第３のプルロール装置３８７を、ドローロールの第１の下流ペア３８９の少なくとも１つのドローロール（プルロール部材３９１ａ、３９１ｂ）が略一定の角速度で回転して、ガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａをドロー経路３５３に沿って更にドロー加工するように、独立して操作する。一例として、上記方法は、ドローロールの第１の下流ペア３８９の両方のドローロール（プルロール部材３９１ａ、３９１ｂ）が略一定の角速度で回転するように、第３のプルロール装置３８７を操作するステップを含むことができる。
ドローロールの第２の下流ペア３９７が設けられている場合、これもまた、ドローロールの第２の下流ペア３９７の少なくとも１つのドローロール（プルロール部材３９９ａ、３９９ｂ）が略一定の角速度で回転して、ガラスリボン１２１の第２のエッジ部分１２１ｂをドロー経路３５３に沿って更にドロー加工するように、独立して操作できる。一例として、上記方法は、ドローロールの第２の下流ペア３９７の両方のドローロール（プルロール部材３９９ａ、３９９ｂ）が略一定の角速度で回転するように、第３のプルロール装置３８７を操作するステップを含むことができる。従って、ドロー経路３５３に沿った所望の張力４４３を、第２のプルロール装置３６９と第３のプルロール装置３８７との間のガラスリボン１２１において維持できる。
上記方法は更に、中間プルロール装置４０５が設けられている場合、これを、ドローロールの第１の中間ペア４０７の少なくとも１つの（プルロール部材４０９ａ、４０９ｂ）が略一定のトルクで回転して、ガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａをドロー経路３５３に沿って更にドロー加工する（図１８及び１９）ように、独立して操作する。一例として、上記方法は、ドローロールの第１の中間ペア４０７の両方のドローロール（プルロール部材４０９ａ、４０９ｂ）が略一定のトルクで回転するように、中間プルロール装置４０５を操作するステップを含むことができる。
ドローロールの第２の中間ペア４１５が設けられている場合、これもまた、ドローロールの第２の中間ペア４１５の少なくとも１つのドローロール（プルロール部材４１７ａ、４１７ｂ）が略一定のトルクで回転して、ガラスリボン１２１の第２のエッジ部分１２１ｂをドロー経路３５３に沿って更にドロー加工するように、独立して操作できる。一例として、上記方法は、ドローロールの第２の中間ペア４１５の両方のドローロール（プルロール部材４１７ａ、４１７ｂ）が略一定のトルクで回転するように、中間プルロール装置４０５を操作するステップを含むことができる。従って、ドロー経路３５３に沿った所望の張力４４５を、第２のプルロール装置３６９と中間プルロール装置４０５との間のガラスリボン１２１において維持でき、またドロー経路３５３に沿った所望の張力４４７を、中間プルロール装置４０５と第３のプルロール装置３８７との間のガラスリボン１２１において維持できる。
例示的実施形態は、定常トルクモードで操作される第１のプルロール装置３４９、定常トルクモードで操作される第２のプルロール装置３６９、定常角速度モードで操作される第３のプルロール装置３８７、及び定常トルクモードで操作される中間プルロール装置４０５を説明しているが、本開示はこのように限定されない。即ち上記プルロール装置はそれぞれ、定常トルクモード又は定常角速度モードで操作できる。例えばこれらのプルロール装置は、表１の制御スキームで操作できる。例えば、表１の制御スキーム「Ｃ」において、第１のプルロール装置３４９は定常トルクモードで操作でき、第２のプルロール装置３６９は定常角速度モードで操作でき、第３のプルロール装置３８７は定常角速度モードで操作でき、そして中間プルロール装置４０５が設けられている場合には、これは定常角速度モードで操作できる。
上記方法は更に、ドローロールの第１の下流ペア３８９からドロー経路３５３に沿って下流の位置において、ある期間にわたってガラスリボン１２１から複数のガラスシート３４７ａ、３４７ｂを順次分割するステップを含むことができる。例えば図１３及び１４に示すように、分割デバイス３１９を周期的に起動して、ガラスリボン１２１が成形用容器６０からドロー加工される際に複数のガラスシート３４７ａ、３４７ｂを順次分割してよい。
図２０は、２つの異なる高さにおける一定の力を示し、例えば曲線４４９は、図１３の粘性ゾーン３４１内の第１のプルロール装置３４９における一定の力を示し、曲線４５１は、図１３の固化（粘弾性）ゾーン３４３内の第２のプルロール装置３６９における一定の力を示す。制御デバイス４２３は、ユーザによって、第１のプルロール装置３４９及び第２のプルロール装置３６９を長時間にわたって一定の力で独立して操作するよう構成できる。従ってガラスリボン１２１は、基部７０から最下部のロール、即ち第３のプルロール装置３８７への、一定の垂直方向の力を受ける。
図１３に示すように、最下部のロール、即ち第３のプルロール装置３８７は、マスターロールとして動作し、一定の速度で動作することによってガラスリボン１２１の速度を制御する。
図２１は、ドローロールの第１の下流ペア３８９及びドローロールの第２の下流ペア３９７によってガラスリボン１２１に印加される力の例示的なグラフを示す。Ｙ軸は力（ポンド）であり、Ｘ軸は時間（時：分）である。一方のプロット４５３は、第１のエッジ部分１２１ａにおいてドローロールの第１の下流ペア３８９がガラスリボン１２１に印加している力を表し、他方のプロット４５５は、第２のエッジ部分１２１ｂにおいてドローロールの第２の下流ペア３９７がガラスリボン１２１に印加している力を表す。この力の図は、成長によるガラスリボン１２１の重量の漸次変化、及びガラスリボン１２１からのガラスシート３４７ａの折り取りによるガラスリボン１２１の重量の急激な変化に関連付けられた、ノコギリの歯状のパターンを示す。第３のプルロール装置３８７は、粘性式（式１）が記述するように、粘弾性ゾーン３４３の下流に位置するため、図１３に示す弾性ゾーン３４５では、ドローロールの第１の下流ペア３８９及びドローロールの第２の下流ペア３９７は、粘弾性（固化）ゾーン３４３に対する摂動の伝播を分離する。
Figure 0007201589000002
ここで速度（η）は単位がＰａ・ｓであり、剛性率（Ｇ）は単位がＰａである。従ってη／Ｇの単位は時間である。
図２０及び２１に示すように、ある期間全体にわたって、ドローロールの第１の上流ペア３５１及びドローロールの第２の上流ペア３６１、並びにドローロールの第１の中流ペア３７１及びドローロールの第２の中流ペア３７９は、ガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａ及び第２のエッジ部分１２１ｂに対して、ドロー経路３５３に沿って略一定の力を印加し、ドローロールの第１の下流ペア３８９及びドローロールの第２の下流ペア３９７は、ガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａ及び第２のエッジ部分１２１ｂに、ドロー経路３５３に沿って変動する力を印加する。
図２２は、最下部の（又はマスター）プルロール装置である第３のプルロール装置３８７の、ドローロールの第１の下流ペア３８９及びドローロールの第２の下流ペア３９７、時間（時：分）の関数としての速度を示し、また、一定の速度（各目盛りは０．２インチ／分（５０．８ｍｍ／分）である）がガラスリボン１２１の厚さを制御して優れた属性を維持していることを示している。この速度は、厚さ等の所望の製品仕様を得るために、制御デバイス４２３によって容易に調整される。
図１３に示すように、ガラスリボン１２１は、ドロー経路３５３に沿ってドロー方向４５７にドロー加工される。図２０、２１及び２２に戻ると、上記期間全体を通して、ドローロールの第１の上流ペア３５１及びドローロールの第２の上流ペア３６１は、それぞれガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａ及び第２のエッジ部分１２１ｂに対して、ドロー方向４５７と反対方向に、略一定の力（例えば８ポンド（３．６２８７４ｋｇ））を印加する。上記期間全体を通して、ドローロールの第１の中流ペア３７１及びドローロールの第２の中流ペア３７９もまた、それぞれガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａ及び第２のエッジ部分１２１ｂに対して、ドロー方向４５７と反対方向に、略一定の力（例えば６ポンド（２．７２１５５ｋｇ））を印加する。更に図示されているように、ドローロールの第１の下流ペア３８９及びドローロールの第２の下流ペア３９７は、それぞれガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａ及び第２のエッジ部分１２１ｂに、ドロー方向４５７の方向から（例えば約５ポンド（２．２６７９６ｋｇ）から）ドロー方向４５７と反対方向まで（例えば約１８ポンド（８．１６４６６ｋｇ）まで）の、変動する力を印加する。従って第１のエッジ部分１２１ａは、上記期間の間、ドローロールの第１の上流ペア３５１、ドローロールの第１の中流ペア３７１、及びドローロールの第１の下流ペア３８９の間において張力が一定に維持される。同様に、第２のエッジ部分１２１ｂは、上記期間の間、ドローロールの第２の上流ペア３６１、ドローロールの第２の中流ペア３７９、及びドローロールの第２の下流ペア３９７の間において張力が一定に維持される。更なる例では、両方の縁部１２１ａ、１２１ｂに対する全ての力は、装置の設定に応じてドロー方向４５７に対して正又は負の方向に作用してよい。
図２１に更に示すように、ドローロールの第１の下流ペア３８９及びドローロールの第２の下流ペア３９７はそれぞれ、ドローロール３８９、３９７に関連付けられた一定の角速度により、変動する力を印加する。プロット４５３、４５５のパターン４５９、４６１は、ガラスリボン１２１の長さが増大するに従って変化する力を表し、パターン４６３、４６５は、ガラスリボン１２１からのガラスシート３４７ａの分割中に発生する力の突然の変化を表す。同一の期間中に、ドローロールの第１の上流ペア３５１及びドローロールの第２の上流ペア３６１の一定のトルクは、ガラスリボン１２１に対する略一定の力を維持でき、またドローロールの第１の中流ペア３７１及びドローロールの第２の中流ペア３７９の一定のトルクも、ガラスリボン１２１に対する略一定の力を維持できる。従って、ガラスリボンから、望ましくないことに応力の集中及びそれに対応する表面欠陥がガラスリボン１２１内に固定される可能性がある固化ゾーン３４３へと、力の撹乱が伝達されるのを防止できる。
従って本開示の方法は、ドローロールの第１の上流ペア３５１がガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａに対してドロー経路３５３に沿って略一定の力を印加するように、第１のプルロール装置３４９をある期間にわたって独立して操作できる。上記方法は更に、ドローロールの第１の下流ペア３７１のうちの少なくとも一方がガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａに対してドロー経路３５３に沿って略一定の力を印加するように、第２のプルロール装置３６９をある期間にわたって独立して操作するステップを含むことができる。上記方法は更に、ドローロールの第１の下流ペア３８９のうちの少なくとも一方が一定の角速度で回転し、ドローロールの第１の下流ペア３８９がガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａに対してドロー経路３５３に沿って変動する力を印加するように、第３のプルロール装置３８７をある期間にわたって独立して操作するステップを含むことができる。上記方法は更に、ドローロールの第１の下流ペア３８９からドロー経路３５３に沿って下流の位置において、ガラスリボン１２１から複数のガラスシート３４７ａをある期間にわたって順次分割するステップを含むことができる。
上述のように、第１のプルロール装置３４９には、ドローロールの第２の上流ペア３６１を設けることができる。このような例では、上記方法は更に、ドローロールの第２の上流ペア３６１がガラスリボン１２１の第２のエッジ部分１２１ｂに対してドロー経路３５３に沿って略一定の力を印加するように、第１のプルロール装置３４９を操作するステップを含むことができる。上述のように、第２のプルロール装置３６９は、ドローロールの第２の上流ペア３６１からドロー経路３５３に沿って下流に位置決めされた、ドローロールの第２の中流ペア３７９を含むことができる。上記方法は更に、ドローロールの第２の中流ペア３７９がガラスリボン１２１の第２のエッジ部分１２１ｂに対してドロー経路３５３に沿って略一定の力を印加するように、第２のプルロール装置３６９を操作するステップを含むことができる。また更に上述のように、第３のプルロール装置３８７は、ドローロールの第２の中流ペア３７９からドロー経路３５３に沿って下流に位置決めされた、ドローロールの第２の下流ペア３９７を含むことができる。このような例では、上記方法は更に、ドローロールの第２の下流ペア３９７のうちの少なくとも一方が略一定の角速度で回転し、ドローロールの第２の下流ペア３９７がガラスリボン１２１の第２のエッジ部分１２１ｂに対してドロー経路３５３に沿って変動する力を印加するように、第３のプルロール装置３８７を操作するステップを含むことができる。
上記方法は更に、中間プルロール装置４０５が設けられている場合に、ドローロールの第１の中間ペア４０７のうちの少なくとも一方がガラスリボン１２１の第１のエッジ部分１２１ａに対してドロー経路３５３に沿って略一定の力を印加するように、ある期間にわたって中間プルロール装置４０５を独立して操作するステップを含むことができる。上述のように、中間プルロール装置４０５には、ドローロールの第２の中間ペア４１５を設けることができる。このような例では、上記方法は更に、ドローロールの第２の中間ペア４１５がガラスリボン１２１の第２のエッジ部分１２１ｂに対してドロー経路３５３に沿って略一定の力を印加するように、中間プルロール装置４０５を操作するステップを含むことができる。
プルロールデバイス３１５を用いて、ガラスリボンのクロスドロー張力及び／又はダウンドローシート張力の一貫性を改善でき、これは残留応力を低減して、製造されるガラスリボンに対してガラスの平坦度を改善する。より具体的には、プルロールデバイス３１５を用いて、ガラスリボンが固化ゾーン（ここで製品応力及び平坦度がガラスリボン中に設定される）を通過する領域における、クロスドロー張力及び／又はダウンドローシート張力の一貫性を制御及び改善できる。
比較対象となる例示的実施形態では、プルロールデバイスは、上側プルロール装置及び下側プルロール装置のみを有してよい。このような比較対象のプルロールデバイスでは、上側プルロール装置及び下側プルロール装置それぞれにおいて必要な一定のトルク又は一定の速度を達成するためのピンチ力は、重量が大きなガラスリボンに対して大きすぎるものとなるはずであり、これにより、ドローロールのペア間のピンチ力によってガラスリボンに割れが生じることになる。重量が大きなガラスリボンは、幅及び長さが大きく厚さが小さい大型ガラスシートの製造時に存在し得る。
更に、ドローロールの上流ペア、ドローロールの中流ペア、及びそれが設けられている場合にはドローロールの中間ペアを、本出願の例示的実施形態によって記載され、かつプロット４４９、４５１によって示された、略一定のトルクモードで操作することにより、ドローロールの上流ペア及びドローロールの中流ペアを略一定の角速度で操作することに勝る、更なる利点が提供される。第１に、ドローロールの上流及び中流ペア、並びにそれが設けられている場合にはドローロールの中間ペアの、一定の角速度は、これらのロールの異なる直径において異なる張力を提供し得る。対照的に、ドローロールの上流及び中流ペア、並びにそれが設けられている場合にはドローロールの中間ペアを、略一定のトルクで操作することにより、長時間にわたって一貫した垂直方向張力を実現できる。実際には、略一定のトルクでの操作により、ロールの摩耗が概ね補償される。一定のトルクにおいて、力はロールの摩耗に従ってわずかに変化するが、影響は極めて小さい。速度制御は、ロール直径に対してはるかに高い感受性を有する。第２に、ドローロールの上流及び中流ペア、並びにそれが設けられている場合にはドローロールの中間ペアの、一定の角速度は、ロールの直径が確定していないことにより、シートの速度と相関するのが困難である場合がある。対照的に、ドローロールの上流及び中流ペア、並びにそれが設けられている場合にはドローロールの中間ペアを、略一定のトルクで操作することにより、ローラの適切な角速度を得るために相関させる必要がなくなる。第３に、ドローロールの上流及び中流ペア、並びにそれが設けられている場合にはドローロールの中間ペアを、略一定のトルクで操作することにより、ロールの摩耗を補償するためにドローロールの上流又は中流ペア又はそれが設けられている場合にはドローロールの中間ペアの速度を調整しようとする際に発生し得る折れ又は割れのリスクを回避できる。第４に、ドローロールの上流及び中流ペア、並びにそれが設けられている場合にはドローロールの中間ペアを、略一定のトルクで操作することにより、上記一定の角速度が遅すぎる場合のロールのスキップのリスクを回避できる。第５に、ドローロールの上流及び中流ペア、並びにそれが設けられている場合にはドローロールの中間ペアを、略一定のトルクで操作することにより、定常角速度モードでのロールの振れによって発生し得る引っ張り力の過剰な変動性を回避できる。
よって本開示の例示的実施形態により、複数の高さの被駆動ロールの使用によってガラスリボンに対する牽引を増大させることができる。従って、より平坦な表面を有する、より大型でより重いシート、及びより薄型のシートを製造できる。本開示の例示的実施形態により、４つ以上の高さへと容易に延在するモジュール式設計の適用が可能となる。本開示の例示的実施形態により、粘弾性ゾーンを通して平坦なガラスリボンを維持するために必要な垂直方向及びクロスドロー力を提供するための、所望の複数の高さでの被駆動ロールの配置が可能となる。従って、より長くより幅広の粘弾性ゾーンを達成できる。本開示の例示的実施形態により、粘弾性ゾーンを通して基部からの一定の垂直方向力を維持するため、並びに下流の摂動、例えばリボンの成長及びリボンからシートへの折り取りの影響といった摂動から粘弾性ゾーンを隔離するために、粘弾性ゾーンの下方での最下部のロールの配置が可能となる。
本明細書に記載の制御デバイス等の機能ユニットの一部は、その実装の独立性を強調するために、モジュールとしてラベリングされている。例えばあるモジュールは、カスタムＶＬＳＩ回路又はゲートアレイ、論理チップなどの既製の半導体、トランジスタ、又は他のディスクリート部品を備える、ハードウェア回路として実装してよい。またあるモジュールは、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイ論理、プログラマブル論理デバイス等といったプログラマブルハードウェアデバイスで実装してよい。またあるモジュールは、弁、ピストン、歯車、接続部材及びバネ等を用いて実装してよい。
モジュールは、様々なタイプのプロセッサによる実行のために、ソフトウェアで実装してもよい。実行可能なコードの識別されたモジュールは例えば、コンピュータ命令の１つ以上の物理又は論理ブロックを含んでよく、これは例えばオブジェクト、手順又は機能として編成できる。それにもかかわらず、識別されたモジュールの複数の実行可能なコードは、物理的に一緒に配置する必要はなく、論理的に１つに結合された場合に上記モジュールを構成して、上記モジュールの言明された目的を達成する、異なる複数の場所に記憶された異種の命令を含んでよい。
実行可能なコードのモジュールは、単一の命令又は複数の命令であってよく、複数の異なるコードセグメントにわたって、異なるプログラム間で、及び複数のメモリデバイスにわたって、分散されていてさえよい。同様に、動作データは本明細書中においてモジュール内に識別及び図示されていてよく、またいずれの好適な形態で具現化されてよく、いずれのタイプのデータ構造内に編成されてよい。動作データは、単一のデータセットとして収集されていてよく、又は異なる場所にわたって、例えば異なる複数のストレージデバイスにわたって、分散されていてよい。
ガラス組成物
アルカリアルミノシリケートガラスは良好なイオン交換性を有し、またアルカリアルミノシリケートガラスにおいて高い強度及び高い靭性特性を達成するために、化学強化プロセスが使用されてきた。アルカリアルミノシリケートガラスは、高いガラス成形性及び品質を有する、イオン交換性が高いガラスである。シリケートガラスネットワーク中へのＡｌ２Ｏ３の置換により、イオン交換中の一価陽イオンの相互拡散性が上昇する。溶融塩浴（例えばＫＮＯ３又はＮａＮＯ３）中での化学強化により、高い強度、高い靭性、及び高い押込み割れ耐性を有するガラスを達成できる。
従って、良好な物理的特性、化学的耐久性及びイオン交換性を有するアルカリアルミノシリケートガラスは、カバーガラスとして、及び／又は消費者向け電子デバイスの一部分として、注目を集めてきた。特に、比較的低いアニール点及び軟化点、比較的低い熱膨張係数（ＣＴＥ）値、並びに迅速なイオン交換性を有する、リチウム含有アルミノシリケートガラスが、本明細書中で提供される。異なる複数のイオン交換プロセスを通して、比較的高い中央張力（ＣＴ）、圧縮深さ（ＤＯＣ）及び高い圧縮応力（ＣＳ）を達成できる。しかしながら、アルカリアルミノシリケートガラスにリチウムを添加すると、ガラスの融点又は軟化点が低下し得る。従って、ガラス組成物へのリチウムの添加の利益をガラスにとって実現可能とすることができるものの、ガラス組成物に負の影響を与えない、様々なガラス成分のバランスが、本明細書中で提供される。
本明細書に記載のガラス組成物の実施形態では、構成成分（例えばＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ等）の濃度は、特段の記載がない限り酸化物基準のモルパーセント（モル％）で与えられる。複数の実施形態によるＬｉ含有アルミノシリケートガラス組成物の成分について、以下において個別に議論する。ある成分について様々に記載される範囲のいずれを、他のいずれの成分に関して様々に記載される範囲のいずれと、独立して組み合わせることができることを理解されたい。
ある例示的なＬｉ含有アルミノシリケートガラス組成物において、ＳｉＯ２は最大の構成要素であり、従ってＳｉＯ２は、ガラス組成物から形成されるガラスネットワークの主要な構成要素である。純ＳｉＯ２は比較的低いＣＴＥを有し、アルカリ非含有である。しかしながら、純ＳｉＯ２は高い融点を有する。従って、ガラス組成物中のＳｉＯ２の濃度が高すぎると、ＳｉＯ２の比較的高い濃度によってガラスを溶融させる困難さが上昇し、これがガラスの成形性に悪影響を及ぼすため、ガラス組成物の成形性が低減され得る。複数の実施形態では、ガラス組成物は一般に、６０％以上７４モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の量のＳｉＯ２を含む。いくつかの実施形態では、ガラス組成物は、６２モル％以上、６４モル％以上、６６モル％以上、６８モル％以上、７０モル％以上、又は７２モル％以上の量のＳｉＯ２を含む。いくつかの実施形態では、ガラス組成物は、７２モル％以下、７０モル％以下、６８モル％以下、６６モル％以下、６４モル％以下、又は６２モル％以下の量のＳｉＯ２を含む。他の実施形態では、ガラス組成物は、６０モル％以上６６モル％以下、又は６５モル％以上７４モル％以下、又は６６モル％以上７０モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の量のＳｉＯ２を含む。
複数の実施形態のガラス組成物は更に、Ａｌ２Ｏ３を含んでよい。Ａｌ２Ｏ３はＳｉＯ２と同様に、ガラスネットワーク形成剤として作用し得る。Ａｌ２Ｏ３は、適切に設計されたガラス組成物から形成されたガラス溶融物中での四面体配位によって、ガラス組成物の粘度を上昇させることができ、Ａｌ２Ｏ３の量が多すぎる場合にはガラス組成物の成形性が低下する。しかしながら、Ａｌ２Ｏ３の濃度の、ガラス組成物中のＳｉＯ２の濃度及びアルカリ酸化物の濃度に対するバランスを取ると、Ａｌ２Ｏ３はガラス溶融物の液相線温度を低下させることができ、それによって液相粘度を増大させて、フュージョン成形プロセス等の特定の成形プロセスに対するガラス組成物の適合性を改善できる。複数の実施形態では、ガラス組成物は一般に、７モル％以上１８モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の濃度のＡｌ２Ｏ３を含む。いくつかの実施形態では、ガラス組成物は、８モル％以上、９モル％以上、１０モル％以上、１１モル％以上、１２モル％以上、１３モル％以上、１４モル％以上、１５モル％以上、１６モル％以上、又は１７モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３を含む。いくつかの実施形態では、ガラス組成物は、１８モル％以下、１７モル％以下、１６モル％以下、１５モル％以下、１４モル％以下、１３モル％以下、１２モル％以下、１１モル％以下、１０モル％以下、９モル％以下、又は８モル％以下の量のＡｌ２Ｏ３を含む。他の実施形態では、ガラス組成物は、８モル％以上１７モル％以下、例えば９モル％以上１６モル％以下、１０モル％以上１５モル％以下、又は１１モル％以上１４モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の量のＡｌ２Ｏ３を含む。更なる他の実施形態では、ガラス組成物は、１１．５モル％以上１８モル％以下、又は７モル％以上１２モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の量のＡｌ２Ｏ３を含む。
ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３と同様に、Ｐ２Ｏ５をネットワーク形成剤としてガラス組成物に添加することによって、ガラス組成物の溶融性及び成形性が低減され得る。よってＰ２Ｏ５は、これらの特性を過剰に低減させない程度に添加してよい。複数の実施形態では、ガラス組成物は、０モル％以上５モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の量のＰ２Ｏ５を含んでよい。いくつかの実施形態では、ガラス組成物は、０．５モル％以上、１モル％以上、１．５モル％以上、２モル％以上、２．５モル％以上、３モル％以上、３．５モル％以上、４モル％以上、又は４．５モル％以上の量のＰ２Ｏ５を含んでよい。他の実施形態では、ガラス組成物は、５モル％以下、４．５モル％以下、４モル％以下、３．５モル％以下、３モル％以下、２．５モル％以下、２モル％以下、１．５モル％以下、１モル％以下、０．５モル％以下の量のＰ２Ｏ５を含んでよい。更に他の実施形態では、ガラス組成物は、０．５モル％以上４．５モル％以下、１モル％以上４モル％以下、１．５モル％以上３．５モル％以下、又は２モル％以上３モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の量のＰ２Ｏ５を含んでよい
ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３及びＰ２Ｏ５と同様に、Ｂ２Ｏ３をネットワーク形成剤としてガラス組成物に添加することによって、ガラス組成物の溶融性及び成形性が低減され得る。よってＢ２Ｏ３は、これらの特性を過剰に低減させない程度に添加してよい。複数の実施形態では、ガラス組成物は、３モル％以上１６モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の量のＢ２Ｏ３を含んでよい。いくつかの実施形態では、ガラス組成物は、３．５モル％以上、４モル％以上、４．５モル％以上、５モル％以上、５．５モル％以上、６モル％以上、６．５モル％以上、７モル％以上、７．５モル％以上、８モル％以上、８．５モル％以上、９モル％以上、９．５モル％以上、１０モル％以上、１０．５モル％以上、１１モル％以上、１１．５モル％以上、１２モル％以上、１２．５モル％以上、１３モル％以上、１３．５モル％以上、１４モル％以上、１４．５モル％以上、１５モル％以上、又は１５．５モル％以上の量のＢ２Ｏ３を含んでよい。他の実施形態では、ガラス組成物は、１５．５モル％以下、１５モル％以下、１４．５モル％以下、１４モル％以下、１３．５モル％以下、１３モル％以下、１２．５モル％以下、１２モル％以下、１１．５モル％以下、１１モル％以下、１０．５モル％以下、１０モル％以下、９．５モル％以下、９モル％以下、８．５モル％以下、８モル％以下、７．５モル％以下、７モル％以下、６．５モル％以下、６モル％以下、５．５モル％以下、５モル％以下、４．５モル％以下、４モル％以下、又は３．５モル％以下の量のＢ２Ｏ３を含んでよい。更に他の実施形態では、ガラス組成物は、３．５モル％以上１５．５モル％以下、４モル％以上１５モル％以下、４．５モル％以上１４．５モル％以下、５モル％以上１４モル％以下、５．５モル％以上１３．５モル％以下、６モル％以上１３モル％以下、６．５モル％以上１２．５モル％以下、７モル％以上１２モル％以下、７．５モル％以上１１．５モル％以下、８モル％以上１１モル％以下、８．５モル％以上１０．５モル％以下、９モル％以上１０モル％以下、３モル％以上８モル％以下、５モル％以上１６モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の量のＢ２Ｏ３を含む。
ガラス組成物中のＬｉ２Ｏの影響については既に議論されており、また以下で更に詳細に議論する。部分的には、ガラス中のリチウムの添加により、イオン交換プロセスをより良好に制御でき、またガラスの軟化点が更に低下する。複数の実施形態では、ガラス組成物は一般に、５モル％以上１１モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の量のＬｉ２Ｏを含む。いくつかの実施形態では、ガラス組成物は、５．５モル％以上、６モル％以上、６．５モル％以上、７モル％以上、７．５モル％以上、８モル％以上、８．５モル％以上、９モル％以上、９．５モル％以上、１０モル％以上、又は１０．５モル％以上の量のＬｉ２Ｏを含む。いくつかの実施形態では、ガラス組成物は、１０．５モル％以下、１０モル％以下、９．５モル％以下、９モル％以下、８．５モル％以下、８モル％以下、７．５モル％以下、７モル％以下、６．５モル％以下、６モル％以下、又は５．５モル％以下の量のＬｉ２Ｏを含む。更に他の実施形態では、ガラス組成物は、５．５モル％以上１０．５モル％以下、例えば６モル％以上１０モル％以下、６．５モル％以上９．５モル％以下、７モル％以上９モル％以下、又は７．５モル％以上８．５モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の量のＬｉ２Ｏを含む。
複数の実施形態によると、ガラス組成物は、Ｌｉ２Ｏ以外のアルカリ金属酸化物、例えばＮａ２Ｏ及びＫ２Ｏも含んでよい。Ｎａ２Ｏはガラス組成物のイオン交換性を支援し、またガラス組成物の融点を上昇させ、ガラス組成物の成形性を改善する。しかしながら、あまりに多量のＮａ２Ｏをガラス組成物に添加すると、熱膨張係数（ＣＴＥ）が低くなりすぎる場合があり、また融点が高くなりすぎる場合がある。複数の実施形態では、ガラス組成物は一般に、０モル％超かつ６モル％以下、又は０モル％以上６モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の量のＮａ２Ｏを含む。いくつかの実施形態では、ガラス組成物は、０．５モル％以上、１モル％以上、１．５モル％以上、２モル％以上、２．５モル％以上、３モル％以上、３．５モル％以上、４モル％以上、４．５モル％以上、５モル％以上、５．５モル％以上の量のＮａ２Ｏを含む。いくつかの実施形態では、ガラス組成物は、５．５モル％以下、５モル％以下、４．５モル％以下、４モル％以下、３．５モル％以下、３モル％以下、２．５モル％以下、２モル％以下、１．５モル％以下、１モル％以下、又は０．５モル％以下の量のＮａ２Ｏを含む。他の実施形態では、ガラス組成物は、０．５モル％以上５．５モル％以下、例えば１モル％以上５モル％以下、１．５モル％以上４．５モル％以下、２モル％以上４モル％以下、又は２．５モル％以上３．５モル％以下、２モル％以上６モル％以下、０モル％以上４モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の量のＮａ２Ｏを含む。
Ｎａ２Ｏと同様に、Ｋ２Ｏもまたイオン交換を促進し、圧縮応力層のＤＯＣを増大させる。しかしながら、ＣＴＥが低くなりすぎる場合があり、また融点が高くなりすぎる場合がある。複数の実施形態では、ガラス組成物はカリウムを実質的に含まない。本明細書中で使用される場合、「実質的に含まない（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｆｒｅｅ）」は、ある成分が、最終的なガラス中に汚染物質として０．１モル％未満等のごく少量だけ存在し得るものの、バッチ材料の成分としては添加されないことを意味する。他の実施形態では、Ｋ２Ｏはガラス組成物中に、１モル％未満の量で存在し得る。
ＭｇＯはガラスの粘度を低下させ、これは成形性、歪み点及びヤング率を向上させ、またイオン交換性を改善し得る。しかしながら、あまりに多量のＭｇＯがガラス組成物に添加されると、ガラス組成物の密度及びＣＴＥが上昇する。複数の実施形態では、ガラス組成物は一般に、０モル％以上６．５モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の濃度のＭｇＯを含む。いくつかの実施形態では、ガラス組成物は、０．５モル％以上、１モル％以上、１．５モル％以上、２モル％以上、２．５モル％以上、３モル％以上、３．５モル％以上、４モル％以上、４．５モル％以上、５モル％以上、５．５モル％以上、又は６モル％以上の量のＭｇＯを含む。いくつかの実施形態では、ガラス組成物は、６モル％以下、５．５モル％以下、５モル％以下、４．５モル％以下、４モル％以下、３．５モル％以下、３モル％以下、２．５モル％以下、２モル％以下、１．５モル％以下、又は１モル％以下の量のＭｇＯを含む。他の実施形態では、ガラス組成物は、０．５モル％以上６モル％以下、例えば１モル％以上５．５モル％以下、１．５モル％以上５モル％以下、２モル％以上４．５モル％以下、２．５モル％以上４モル％以下、又は３モル％以上３．５モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の量のＭｇＯを含む。
ＣａＯはガラスの粘度を低下させ、これは成形性、歪み点及びヤング率を向上させ、またイオン交換性を改善し得る。しかしながら、あまりに多量のＣａＯがガラス組成物に添加されると、ガラス組成物の密度及びＣＴＥが上昇する。複数の実施形態では、ガラス組成物は一般に、０モル％以上５モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の濃度のＣａＯを含む。いくつかの実施形態では、ガラス組成物は、０．５モル％以上、１モル％以上、１．５モル％以上、２モル％以上、２．５モル％以上、３モル％以上、３．５モル％以上、４モル％以上、又は４．５モル％の量のＣａＯを含む。いくつかの実施形態では、ガラス組成物は、４．５モル％以下、４モル％以下、３．５モル％以下、３モル％以下、２．５モル％以下、２モル％以下、１．５モル％以下、１モル％以下、又は０．５モル％以下の量のＣａＯを含む。他の実施形態では、ガラス組成物は、０．５モル％以上４．５モル％以下、例えば１モル％以上４モル％以下、１．５モル％以上３モル％以下、又は２モル％以上３モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の量のＣａＯを含む。
複数の実施形態では、ガラス組成物は任意に、１つ以上の清澄剤を含んでよい。いくつかの実施形態では、上記清澄剤は例えばＳｎＯ２を含んでよい。このような実施形態では、ＳｎＯ２はガラス組成物中に、０．２モル％以下、例えば０モル％以上０．１１モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の量で存在してよい。他の実施形態では、ＳｎＯ２はガラス組成物中に、０モル％以上０．２モル％以下、又は０．１モル％以上０．２モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の量で存在してよい。
ＺｎＯは、例えばガラスの圧縮応力を上昇させることによって、ガラスのイオン交換性能を向上させる。しかしながら、あまりに多量のＺｎＯを添加すると、密度が上昇して相分離を引き起こす場合がある。複数の実施形態では、ガラス組成物は、０モル％以上２モル％以下、例えば０．５モル％以上１．５モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の量のＺｎＯを含んでよい。いくつかの実施形態では、ガラス組成物は、０．５モル％以上、１モル％以上、又は１．５モル％以上の量のＺｎＯを含んでよい。他の実施形態では、ガラス組成物は、１．５モル％以下、１モル％以下、又は０．５モル％以下の量のＺｎＯを含んでよい。
ＳｒＯは、本明細書で開示されているガラス物品の液相線温度を低下させる。複数の実施形態では、ガラス組成物は、０．５モル％以上２モル％以下、例えば１モル％以上１．５モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の量のＳｒＯを含んでよい。いくつかの実施形態では、ガラス組成物は、１モル％以上又は１．５モル％以上の量のＳｒＯを含んでよい。他の実施形態では、ガラス組成物は、１．５モル％以下、１モル％以下、又は０．５モル％以下の量のＳｒＯを含んでよい。
上述の個々の成分に加えて、本明細書で開示されている実施形態によるガラス組成物は、０．５モル％以上６．５モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の量の、二価陽イオン酸化物を含んでよい。本明細書中で使用される場合、「二価陽イオン酸化物（ｄｉｖａｌｅｎｔ ｃａｔｉｏｎ ｏｘｉｄｅ）」は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＦｅＯ及びＺｎＯを含むがこれらに限定されない。いくつかの実施形態では、ガラス組成物は、１モル％以上、１．５モル％以上、２モル％以上、２．５モル％以上、３モル％以上、３．５モル％以上、４モル％以上、４．５モル％以上、５モル％以上、５．５モル％以上、又は６モル％以上の量の二価陽イオン酸化物を含んでよい。他の実施形態では、ガラス組成物は、５．５モル％以下、５モル％以下、４．５モル％以下、４モル％以下、３．５モル％以下、３モル％以下、２．５モル％以下、２モル％以下、１．５モル％以下、又は１モル％以下の量の二価陽イオン酸化物を含んでよい。更に他の実施形態では、ガラス組成物は、１モル％以上６モル％以下、１．５モル％以上５．５モル％以下、２モル％以上５モル％以下、２．５モル％以上４．５モル％以下、又は３．２モル％以上３モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の量の二価陽イオン酸化物を含んでよい。
複数の実施形態では、モル比Ｌｉ２Ｏ：Ｒ２Ｏは０．４以上であり、ここでＲ２Ｏは、ガラス組成物中に存在するアルカリ金属酸化物の合計（例えばＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）である。ガラス組成物中のＬｉ２Ｏの上記量は、ＣＴを上昇させ、ガラス物品の圧縮応力プロファイルを改善し、これは損傷耐性の改善といった機械的性能の改善につながり得る。従って、０．４以上といった、他のアルカリ金属酸化物に対するＬｉ２Ｏの比を高くすることによって、これらの改善が提供される。いくつかの実施形態では、モル比Ｌｉ２Ｏ：Ｒ２Ｏは、０．５以上、０．６以上、０．７以上、０．８以上、０．９以上、又は約１に等しい。いくつかの実施形態では、モル比Ｌｉ２Ｏ：Ｒ２Ｏは、１以下、０．９以下、０．８以下、０．７以下、０．６以下、又は０．５以下である。更に他の実施形態では、モル比Ｌｉ２Ｏ：Ｒ２Ｏは、０．４以上１以下、０．５以上１以下、０．６以上１以下、０．７以上１以下、０．８以上１以下、又は０．９以上１以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内である。更に他の実施形態では、モル比Ｌｉ２Ｏ：Ｒ２Ｏは、０．４以上０．９以下、０．４以上０．８以下、０．４以上０．７以下、０．４以上０．６以下、又は０．４以上０．５以下である。
複数の実施形態では、モル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）は０．９以上であり、ここでＲＯは二価陽イオン酸化物の合計であり、Ｒ２Ｏは、ガラス組成物中に存在するアルカリ金属酸化物の合計である。Ｒ２Ｏ＋ＲＯに対するＡｌ２Ｏ３の比を高くすることによって、ガラス物品の液相線温度及び粘度が改善される。この比を０．９以上にすると、より密なガラスが得られ、これは脆性が低く、損傷耐性が高い。いくつかの実施形態では、モル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯは、１以上、１．１以上、１．２以上、１．３以上、１．４以上、又は１．５以上である。他の実施形態では、モル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）は、１．５以下、１．４以下、１．３以下、１．２以下、１．１以下、又は１以下である。更に他の実施形態では、モル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）は、０．９以上１．５以下、１以上１．５以下、１．１以上１．５以下、１．２以上１．５以下、１．３以上１．５以下、又は１．４以上１．５以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内である。更に他の実施形態では、モル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）は、０．９以上１．４以下、０．９以上１．３以下、０．９以上１．２以下、０．９以上１．１以下、又は０．９以上１以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内である。
複数の実施形態では、ネットワーク形成成分の合計量Ａｌ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５は、８０モル％以上、例えば８２モル％以上、８４モル％以上、８６モル％以上、８８モル％以上、９０モル％以上、９２モル％以上、又は９４モル％以上である。ネットワーク形成剤の量を多くすることにより、ガラスの密度が上昇し、これによりガラスの脆性が低くなり、損傷耐性が改善される。他の実施形態では、ネットワーク形成成分の合計量は、９４モル％以下、９２モル％以下、９０モル％以下、８８モル％以下、８６モル％以下、８４モル％以下、又は８２モル％以下である。更に他の実施形態では、ネットワーク形成成分の合計量は、８０モル％以上９４モル％以下、８２モル％以上９２モル％以下、８４モル％以上９０モル％以下、又は８６モル％以上８８モル％以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内である。
上述の様々な成分それぞれから選択され得る組成を限定するものではないが、いくつかの実施形態では、ガラス組成物は：６０モル％以上７４モル％以下のＳｉＯ２；７モル％以上１８モル％以下のＡｌ２Ｏ３；３モル％以上１６モル％以下のＢ２Ｏ３；０モル％超かつ６モル％以下のＮａ２Ｏ；０モル％以上５モル％以下のＰ２Ｏ５；５モル％以上１１モル％以下のＬｉ２Ｏ；０．２モル％以下のＳｎＯ２；及び０．５モル％以上６．５モル％以下の二価陽イオン酸化物を含んでよく、ここでモル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）は０．９以上である。他の実施形態では、ガラス組成物は：６０モル％以上６６モル％以下のＳｉＯ２；１１．５モル％以上１８モル％以下のＡｌ２Ｏ３；３モル％以上８モル％以下のＢ２Ｏ３；２モル％以上６モル％以下のＮａ２Ｏ；０モル％以上５モル％以下のＰ２Ｏ５；５モル％以上１１モル％以下のＬｉ２Ｏ；及び０．５モル％以上６．５モル％以下の二価陽イオン酸化物を含んでよく、ここでモル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）は０．９以上である。更に他の実施形態では、ガラスは：６５モル％以上７４モル％以下のＳｉＯ２；７モル％以上１２モル％以下のＡｌ２Ｏ３；５モル％以上１６モル％以下のＢ２Ｏ３；０モル％以上４モル％以下のＮａ２Ｏ；０モル％以上５モル％以下のＰ２Ｏ５；５モル％以上１１モル％以下のＬｉ２Ｏ；及び０．５モル％以上６．５モル％以下の二価陽イオン酸化物を含んでよく、ここでモル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）は０．９以上である。
複数の実施形態では、ガラス物品は、ヒ素及びアンチモンのうちの一方又は両方を実質的に含まなくてよい。他の実施形態では、上記ガラス物品は、ヒ素及びアンチモンのうちの一方又は両方を含まなくてよい。
ここまでに開示したＬｉ含有アルミノシリケートガラス組成物の物理的特性について、これより議論する。以下で議論される特性は、アルミノシリケートガラス又はアルカリアルミノシリケートガラスへのリチウムの添加の結果を示す。これらの物理的特性は、実施例を参照して以下で更に詳細に議論されるように、Ｌｉ含有アルミノシリケートガラス組成物の成分量を修正することによって、達成できる。現在まで、ガラス組成物の物理的特性に対してリチウムが有する影響は、はっきりとは理解されていなかった。
複数の実施形態によるガラス組成物は、２．２０ｇ／ｃｍ３以上２．５０ｇ／ｃｍ３以下、例えば２．２５ｇ／ｃｍ３以上２．５０ｇ／ｃｍ３以下、又は２．３０ｇ／ｃｍ３以上２．５０ｇ／ｃｍ３以下、２．３５ｇ／ｃｍ３以上２．５０ｇ／ｃｍ３以下、２．４０ｇ／ｃｍ３以上２．５０ｇ／ｃｍ３以下、又は２．４５ｇ／ｃｍ３以上２．５０ｇ／ｃｍ３以下の密度を有してよい。他の実施形態では、ガラス組成物は、２．２０ｇ／ｃｍ３以上２．４５ｇ／ｃｍ３以下、２．２０ｇ／ｃｍ３以上２．４０ｇ／ｃｍ３以下、２．２０ｇ／ｃｍ３以上２．３５ｇ／ｃｍ３以下、２．２０ｇ／ｃｍ３以上２．３０ｇ／ｃｍ３以下、又は２．２０ｇ／ｃｍ３以上２．２５ｇ／ｃｍ３以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の密度を有してよい。一般に、アルカリアルミノシリケートガラス組成物中において、Ｎａ＋又はＫ＋といった比較的大きく密度が高いアルカリ金属陽イオンを、Ｌｉ＋のような比較的小さなアルカリ金属陽イオンで置換すると、ガラス組成物の密度は低下する。従って、ガラス組成物中のリチウムの量が多いほど、ガラス組成物の密度は低くなる。本開示中に記載されている密度の値は、ＡＳＴＭ Ｃ６９３‐９３（２０１３年）の浮力法によって測定された値を指す。
ガラス組成物の歪み点、アニール点、及び軟化点もまた、ガラス組成物中のリチウムの量に影響され得る。ガラス組成物中のリチウムの量が増加すると、Ｎａ＋及びＫ＋といった、比較的大きな他のアルカリ金属陽イオンの量が減少する。複数の実施形態では、ガラス組成物の歪み点は、４５０℃以上６２５℃以下、例えば４７５℃以上６００℃以下、５００℃以上５７５℃以下、５１５℃以上５６０℃以下、又は５３０℃以上５５０℃以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内であってよい。他の実施形態では、ガラス組成物の歪み点は、５００℃以上５６０℃以下、例えば５１０℃以上５６０℃以下、５２０℃以上５６０℃以下、５３０℃以上５６０℃以下、又は５４０℃以上５６０℃以下であってよい。更に他の実施形態では、ガラス組成物の歪み点は、５００℃以上５５５℃以下、５００℃以上５５０℃以下、５００℃以上５４０℃以下、５００℃以上５３０℃以下、又は５００℃以上５２０℃以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内であってよい。本開示中に記載されている歪み点の値は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６‐７１（２０１５年）のファイバ伸長法によって測定された値を指す。
複数の実施形態では、ガラス組成物のアニール点は、５００℃以上６７５℃以下、例えば５２５℃以上６５０℃以下、５５０℃以上６２５℃以下、５６５℃以上６１５℃以下、５８０℃以上６００℃以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内であってよい。他の実施形態では、ガラス組成物のアニール点は、５５０℃以上６２５℃以下、例えば５６０℃以上６２５℃以下、５７０℃以上６２５℃以下、５８０℃以上６２５℃以下、又は５９０℃以上６２５℃以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内であってよい。更に他の実施形態では、ガラス組成物のアニール点は、５５０℃以上６１５℃以下、５５０℃以上６１０℃以下、５５０℃以上６００℃以下、５５０℃以上５９０℃以下、又は５５０℃以上５８０℃以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内であってよい。本開示中に記載されているアニール点の値は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６‐７１（２０１５年）のファイバ伸長法によって測定された値を指す。
複数の実施形態では、ガラス組成物の軟化点は、７２５℃以上９５０℃以下、例えば７５０℃以上９２５℃以下、７７５℃以上９００℃以下、８００℃以上８７５℃以下、又は８２５℃以上８５０℃以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内であってよい。他の実施形態では、ガラス組成物の軟化点は、７５０℃以上９２５℃以下、例えば７７５℃以上９２５℃以下、８００℃以上９２５℃以下、８２５℃以上９２５℃以下、又は８５０℃以上９２５℃以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内であってよい。更に他の実施形態では、ガラス組成物の軟化点は、７２５℃以上９００℃以下、７２５℃以上８７５℃以下、７２５℃以上８５０℃以下、７２５℃以上８２５℃以下、又は７２５℃以上８００℃以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内であってよい。本開示中に記載されている軟化点の値は、ＡＳＴＭ Ｃ３３８‐９３（２０１３年）のファイバ伸長法によって測定された値を指す。
ガラス組成物中のリチウムの量は、ガラス組成物の液相粘度にも影響を及ぼす。複数の実施形態では、液相粘度は、３００ｋＰ以下、例えば２７５ｋＰ以下、２５０ｋＰ以下、２２５ｋＰ以下、２００ｋＰ以下、１７５ｋＰ以下、又は１５０ｋＰ以下である。他の実施形態では、液相粘度は、１００ｋＰ以上、１２５ｋＰ以上、１５０ｋＰ以上、１７５ｋＰ以上、２００ｋＰ以上、２２５ｋＰ以上、２５０ｋＰ以上、又は２７５ｋＰ以上である。更に他の実施形態では、液相粘度は、１００ｋＰ以上３００ｋＰ以下、１２５ｋＰ以上２７５ｋＰ以下、１５０ｋＰ以上２５０ｋＰ以下、又は１７５ｋＰ以上２２５ｋＰ以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内である。液相粘度の値は、以下の方法で決定される。まず、ガラスの液相線温度を、ＡＳＴＭ Ｃ８２９‐８１（２０１５年）「勾配炉法によるガラスの液相線温度の測定のための標準的技法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｆｏｒ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄｕｓ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ Ｇｌａｓｓ ｂｙ ｔｈｅ Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｆｕｒｎａｃｅ Ｍｅｔｈｏｄ）」に従って測定する。次に上記液相線温度におけるガラスの粘度を、ＡＳＴＭ Ｃ９６５‐９６（２０１２年）「軟化点を超えたガラスの粘度の測定のための標準的技法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｆｏｒ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｏｆ Ｇｌａｓｓ Ａｂｏｖｅ ｔｈｅ Ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ Ｐｏｉｎｔ）」に従って測定する。
ガラス組成物へのリチウムの添加は、ガラス組成物のヤング率、剛性率、及びポアソン比にも影響を及ぼす。複数の実施形態では、ガラス組成物のヤング率は、６５ＧＰａ以上８５ＧＰａ以下、例えば６７ＧＰａ以上８２ＧＰａ以下、７０ＧＰａ以上８０ＧＰａ以下、７２ＧＰａ以上７８ＧＰａ以下、又は７４ＧＰａ以上７６ＧＰａ以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内であってよい。他の実施形態では、ガラス組成物のヤング率は、６６ＧＰａ以上８５ＧＰａ以下、６８ＧＰａ以上８５ＧＰａ以下、７０ＧＰａ以上８５ＧＰａ以下、７２ＧＰａ以上８５ＧＰａ以下、７４ＧＰａ以上８５ＧＰａ以下、７６ＧＰａ以上８５ＧＰａ以下、７８ＧＰａ以上８５ＧＰａ以下、８０ＧＰａ以上８５ＧＰａ以下、又は８２ＧＰａ以上８５ＧＰａ以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内であってよい。更に他の実施形態では、ヤング率は、６５ＧＰａ以上８４ＧＰａ以下、６５ＧＰａ以上８２ＧＰａ以下、６５ＧＰａ以上８０ＧＰａ以下、６５ＧＰａ以上７８ＧＰａ以下、６５ＧＰａ以上７６ＧＰａ以下、６５ＧＰａ以上７４ＧＰａ以下、６５ＧＰａ以上７２ＧＰａ以下、６５ＧＰａ以上７０ＧＰａ以下、６５ＧＰａ以上６８ＧＰａ以下、又は６５ＧＰａ以上６６ＧＰａ以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内であってよい。本開示中に記載されているヤング率の値は、ＡＳＴＭ Ｅ２００１‐１３「金属部品及び非金属部品の両方において欠陥を検出するための共鳴超音波分光法に関する標準ガイド（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｇｕｉｄｅ ｆｏｒ Ｒｅｓｏｎａｎｔ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ｆｏｒ Ｄｅｆｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｂｏｔｈ Ｍｅｔａｌｌｉｃ ａｎｄ Ｎｏｎ‐ｍｅｔａｌｌｉｃ Ｐａｒｔｓ）」に記載された、一般的なタイプの共鳴超音波分光技法によって測定された値を指す。
いくつかの実施形態によると、ガラス組成物は、２５ＧＰａ以上３５ＧＰａ以下、例えば２６ＧＰａ以上３４ＧＰａ以下、２７ＧＰａ以上３３ＧＰａ以下、２８ＧＰａ以上３２ＧＰａ以下、又は２９ＧＰａ以上３１ＧＰａ、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の剛性率を有してよい。他の実施形態ではガラス組成物は、２６ＧＰａ以上３５ＧＰａ以下、２７ＧＰａ以上３５ＧＰａ以下、２８ＧＰａ以上３５ＧＰａ以下、２９ＧＰａ以上３５ＧＰａ以下、３０ＧＰａ以上３５ＧＰａ以下、３１ＧＰａ以上３５ＧＰａ以下、３２ＧＰａ以上３５ＧＰａ以下、３３ＧＰａ以上３５ＧＰａ以下、又は３４ＧＰａ以上３５ＧＰａ以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の剛性率を有してよい。更に他の実施形態では、ガラス組成物は、２５ＧＰａ以上３４ＧＰａ以下、２５ＧＰａ以上３３ＧＰａ以下、２５ＧＰａ以上３２ＧＰａ以下、２５ＧＰａ以上３１ＧＰａ以下、２５ＧＰａ以上３０ＧＰａ以下、２５ＧＰａ以上２９ＧＰａ以下、２５ＧＰａ以上２８ＧＰａ以下、２５ＧＰａ以上２７ＧＰａ以下、又は２５ＧＰａ以上２６ＧＰａ以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の剛性率を有してよい。本開示中に記載されている剛性率の値は、ＡＳＴＭ Ｅ２００１‐１３「金属部品及び非金属部品の両方において欠陥を検出するための共鳴超音波分光法に関する標準ガイド（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｇｕｉｄｅ ｆｏｒ Ｒｅｓｏｎａｎｔ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ｆｏｒ Ｄｅｆｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｂｏｔｈ Ｍｅｔａｌｌｉｃ ａｎｄ Ｎｏｎ‐ｍｅｔａｌｌｉｃ Ｐａｒｔｓ）」に記載された、一般的なタイプの共鳴超音波分光技法によって測定された値を指す。
１つ以上の実施形態では、本明細書に記載のガラス物品は、非晶質微小構造を示してよく、結晶又は微結晶を実質的に含まなくてよい。換言すれば、ガラス物品はガラスセラミック材料を除外する。
いくつかの実施形態では、５８９ｎｍの波長で測定された、本明細書で開示されている成形後すぐのガラスの屈折率（「ＲＩａｓｆｏｒｍｅｄ」）は、アニール点で１時間加熱した場合のガラスの、５８９ｎｍの波長での屈折率（「ＲＩａｎｎｅａｌｅｄ」）より小さい。いくつかの実施形態では、ＲＩａｎｎｅａｌｅｄ－ＲＩａｓｆｏｒｍｅｄは、０．０００３以上、０．０００４以上、０．０００５以上、０．０００６以上、０．０００７以上、０．０００８以上、０．０００９以上である。いくつかの実施形態では、ＲＩａｎｎｅａｌｅｄ－ＲＩａｓｆｏｒｍｅｄは、０．０００３～０．００１、０．０００３～０．０００９、０．０００３～０．０００８、０．０００３～０．０００７、０．０００３～０．０００６、０．０００３～０．０００５、０．０００３～０．０００４、０．０００４～０．００１、０．０００４～０．０００９、０．０００４～０．０００８、０．０００４～０．０００７、０．０００４～０．０００６、０．０００４～０．０００５、０．０００５～０．００１、０．０００５～０．０００９、０．０００５～０．０００８、０．０００５～０．０００７、０．０００５～０．０００６、０．０００６～０．００１、０．０００６～０．０００９、０．０００６～０．０００８、０．０００６～０．０００７、０．０００７～０．００１、０．０００７～０．０００９、０．０００７～０．０００８、０．０００８～０．００１、０．０００８～０．０００９、又は０．０００９～０．００１である。本明細書中で使用される場合、「成形後すぐの（ａｓ ｆｏｒｍｅｄ）」は、成形後（即ちフロートプロセス又はダウンドロープロセス後）であるものの、ガラスに対して追加の熱処理を実施する前の、ガラスを指す。
上述のように、複数の実施形態では、Ｌｉ含有アルミノシリケートガラス組成物をイオン交換等によって強化して、限定するものではないがディスプレイカバー用のガラスといった用途のための、損傷耐性を有するガラスを作製できる。図２３を参照すると、ガラスは、ガラスの表面から圧縮深さ（ＤＯＣ）まで延在する、圧縮応力下の第１の領域（例えば図２３の第１の圧縮層５２０及び第２の圧縮層５２２）と、ガラスのＤＯＣから中央又は内部領域へと延在する、引張応力又は中央張力（ＣＴ）下の第２の領域（例えば図２３の中央領域５３０）とを有する。本明細書中で使用される場合、ＤＯＣは、ガラス物品内の応力が圧縮応力から引張応力に変化する深さを指す。ＤＯＣでは、応力が正の（圧縮）応力から負の（引張）応力に遷移するため、応力は応力値０を示す。
当該技術分野において通常用いられてきた慣例によると、圧縮又は圧縮応力は負（＜０）の応力として表され、張力又は引張応力は正（＞０）の応力として表される。しかしながら本記載全体を通して、ＣＳは正の値又は絶対値として表される。即ち本明細書中に記載される場合、ＣＳ＝｜ＣＳ｜である。圧縮応力（ＣＳ）はガラスの表面において最大値を有し、ＣＳは、ある関数に従って、表面からの距離ｄと共に変化する。図２３を再び参照すると、第１のセグメント５２０は、第１の表面５１０から深さｄ１まで延在し、第２のセグメント５２２は、第２の表面５１２から深さｄ２まで延在する。これらのセグメントは合わせて、ガラス５００の圧縮又はＣＳを画定する。（表面ＣＳを含む）圧縮応力は、折原製作所（日本）製ＦＳＭ‐６０００等の市販の機器を用いて、表面応力メータ（ＦＳＭ）で測定される。表面応力測定は、応力光係数（ｓｔｒｅｓｓ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ：ＳＯＣ）の正確な測定に依存し、これはガラスの複屈折に関係する。ＳＯＣは、ＡＳＴＭ規格Ｃ７７０‐１６「ガラスの応力光係数の測定のための標準試験法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｇｌａｓｓ Ｓｔｒｅｓｓ‐Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）」（その内容全体は参照により本出願に援用される）に記載された手順Ｃ（ガラスディスク法）に従って測定される。
いくつかの実施形態では、ＣＳは、３００ＭＰａ以上９５０ＭＰａ以下、例えば３２５ＭＰａ以上９５０ＭＰａ以下、３５０ＭＰａ以上９５０ＭＰａ以下、は３７５ＭＰａ以上９５０ＭＰａ以下、４００ＭＰａ以上９５０ＭＰａ以下、４２５ＭＰａ以上９５０ＭＰａ以下、４５０ＭＰａ以上９５０ＭＰａ以下、４７５ＭＰａ以上９５０ＭＰａ以下、５００ＭＰａ以上９５０ＭＰａ以下、５２５ＭＰａ以上９５０ＭＰａ以下、５５０ＭＰａ以上９５０ＭＰａ以下、５７５ＭＰａ以上９５０ＭＰａ以下、６００ＭＰａ以上９５０ＭＰａ以下、６２５ＭＰａ以上９５０ＭＰａ以下、６５０ＭＰａ以上９５０ＭＰａ以下、又は６７５ＭＰａ以上９５０ＭＰａ以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内である。他の実施形態では、ＣＳは、３００ＭＰａ以上９２５ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上９００ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上８７５ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上８５０ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上８２５ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上８００ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上７７５ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上７５０ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上７２５ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上７００ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上６７５ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上６５０ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上６２５ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上５７５ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以上５５０ＭＰａ以下、又は３００ＭＰａ以上５２５ＭＰａ以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内である。
１つ以上の実施形態では、Ｎａ＋及びＫ＋イオンをガラス物品中へと交換し、Ｎａ＋イオンは、Ｋ＋イオンに比べてガラス物品中の更に深い深さまで拡散する。Ｋ＋イオンの侵入の深さ（「カリウムＤＯＬ」）は、イオン交換プロセスの結果としてのカリウムの侵入の深さを表すため、ＤＯＣから区別される。いくつかの実施形態では、カリウムＤＯＬは典型的には、本明細書に記載の物品に関するＤＯＣより小さい。カリウムＤＯＬは、折原製作所（日本）製の市販のＦＳＭ‐６０００表面応力メータ等の表面応力メータを用いて測定され、これは、ＣＳ測定に関して上述されているように、応力光係数（ＳＯＣ）の正確な測定に依存している。いくつかの実施形態では、第１の圧縮層５２０及び第２の圧縮層５２２それぞれのカリウムＤＯＬは、５μｍ以上３０μｍ以下、例えば６μｍ以上２５μｍ以下、７μｍ以上２０μｍ以下、８μｍ以上１５μｍ以下、又は９μｍ以上１０μｍ以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内である。他の実施形態では、第１の圧縮層５２０及び第２の圧縮層５２２それぞれのカリウムＤＯＬは、６μｍ以上３０μｍ以下、又は１０μｍ以上３０μｍ以下、１５μｍ以上３０μｍ以下、２０μｍ以上３０μｍ以下、又は２５μｍ以上３０μｍ以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内である。更に他の実施形態では、第１の圧縮層５２０及び第２の圧縮層５２２それぞれのカリウムＤＯＬは、５μｍ以上２５μｍ以下、５μｍ以上２０μｍ以下、５μｍ以上１５μｍ以下、又は５μｍ以上１０μｍ以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内である。
両方の主面（図２３の５１０、５１２）の圧縮応力は、ガラスの中央領域（５３０）に貯蔵された張力と平衡する。最大中央張力（ＣＴ）及びＤＯＣ値は、当該技術分野において公知の散乱光偏光器（ＳＣＡＬＰ）を用いて測定される。屈折近接場（ＲＮＦ）法又はＳＣＡＬＰを用いて、応力プロファイルを測定してよい。ＲＮＦ法を利用して応力プロファイルを測定する場合、ＳＣＡＬＰによって提供される最大ＣＴ値をＲＮＦ法において利用する。特に、ＲＮＦによって測定される応力プロファイルは、ＳＣＡＬＰ測定によって提供される最大ＣＴ値に対して平衡化及び較正された力である。ＲＮＦ法は、米国特許第８，８５４，６２３号明細書「（ガラス試料のプロファイル特徴を測定するためのシステム及び方法（Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ａ ｐｒｏｆｉｌｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ａ ｇｌａｓｓ ｓａｍｐｌｅ）」に記載されており、この文献はその全体が参照により本出願に援用される。特にＲＮＦ法は：ガラス物品を基準ブロックに隣接させて配置するステップ；１Ｈｚ～５０Ｈｚの速度において直交偏光間で切り替えられる、偏光切り替え光ビームを生成するステップ；偏光切り替え光ビームの出力の量を測定するステップ；及び偏光切り替え基準信号を生成するステップを含み、直交偏光それぞれにおいて測定された出力の量は、互いの５０％以内である。上記方法は更に：上記偏光切り替え光ビームを、ガラス試料及び基準ブロックを通して、ガラス試料中の異なる複数の深さまで伝送するステップ；次に、伝送された上記偏光切り替え光ビームを、中継用光学系を用いて、信号光検出器へと中継するステップを含み、上記信号光検出器は、偏光切り替え検出器信号を生成する。上記方法はまた：上記検出器信号を基準信号で除算して、正規化検出器信号を形成するステップ；及びガラス試料のプロファイル特徴を、上記正規化検出器信号から決定するステップを含む。
複数の実施形態では、ガラス組成物は、３０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、例えば３５ＭＰａ以上１２５ＭＰａ以下、４０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下、４５ＭＰａ以上１１５ＭＰａ以下、５０ＭＰａ以上１１０ＭＰａ以下、５５ＭＰａ以上１０５ＭＰａ以下、６０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下、６５ＭＰａ以上９５ＭＰａ以下、又は７０ＭＰａ以上９０ＭＰａ以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の、最大ＣＴを有してよい。他の実施形態では、ガラス組成物は、３０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、３５ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、４０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、４５ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、５０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、５５ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、６０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、６５ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、７０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、７５ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、８０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、８５ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、９０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、９５ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、１０５ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、１１０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、１１５ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、１２０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、又は１２５ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の、最大ＣＴを有してよい。更に他の実施形態では、ガラス組成物は、３０ＭＰａ以上１２５ＭＰａ以下、３０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下、３０ＭＰａ以上１１５ＭＰａ以下、３０ＭＰａ以上１１０ＭＰａ以下、３０ＭＰａ以上１０５ＭＰａ以下、３０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下、３０ＭＰａ以上９５ＭＰａ以下、３０ＭＰａ以上９０ＭＰａ以下、３０ＭＰａ以上８５ＭＰａ以下、３０ＭＰａ以上８０ＭＰａ以下、３０ＭＰａ以上７５ＭＰａ以下、３０ＭＰａ以上７０ＭＰａ以下、３０ＭＰａ以上６５ＭＰａ以下、３０ＭＰａ以上６０ＭＰａ以下、３０ＭＰａ以上５５ＭＰａ以下、３０ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下、３０ＭＰａ以上４５ＭＰａ以下、３０ＭＰａ以上４０ＭＰａ以下、又は３０ＭＰａ以上３５ＭＰａ以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の、最大ＣＴを有してよい。更なる実施形態では、ガラス組成物は、３０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の、最大ＣＴを有してよい。また更なる実施形態では、ガラス組成物７０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、又は７５ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の、最大ＣＴを有してよい。
上述のように、ＤＯＣは、当該技術分野において公知の散乱光偏光器（ＳＣＡＬＰ）を用いて測定される。ＤＯＣは本明細書では、ガラス物品の厚さ（ｔ）の一部分として提供される。複数の実施形態では、ガラス組成物は、０．１５ｔ以上０．２５ｔ以下、例えば０．１７ｔ以上０．２３ｔ以下、又は０．１９ｔ以上０．２１ｔ以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の、圧縮深さ（ＤＯＣ）を有してよい。他の実施形態では、ガラス組成物は、０．１６以上０．２ｔ以下、０．１７ｔ以上０．２５ｔ以下、０．１８ｔ以上０．２５ｔ以下、０．１９ｔ以上０．２５ｔ以下、０．２０ｔ以上０．２５ｔ以下、０．２１ｔ以上０．２５ｔ以下、０．２２ｔ以上０．２５ｔ以下、０．２３ｔ以上０．２５ｔ以下、又は０．２４ｔ以上０．２５ｔ以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の、ＤＯＣを有してよい。更に他の実施形態では、ガラス組成物は、０．１５ｔ以上０．２４ｔ以下、０．１５ｔ以上０．２３ｔ以下、０．１５ｔ以上０．２２ｔ以下、０．１５ｔ以上０．２１ｔ以下、０．１５ｔ以上０．２０ｔ以下、０．１５ｔ以上０．１９ｔ以下、０．１５ｔ以上０．１８ｔ以下、０．１５ｔ以上０．１７ｔ以下、又は０．１５ｔ以上０．１６ｔ以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の、ＤＯＣを有してよい。
圧縮応力層は、ガラスをイオン交換溶液に曝露することによって、ガラス中に形成できる。複数の実施形態では、イオン交換溶液は溶融硝酸塩であってよい。いくつかの実施形態では、イオン交換溶液は、溶融ＫＮＯ３、溶融ＮａＮＯ３、又はこれらの組み合わせであってよい。特定の実施形態では、イオン交換溶液は、約１００％の溶融ＫＮＯ３、約９０％の溶融ＫＮＯ３、約８０％の溶融ＫＮＯ３、約７０％の溶融ＫＮＯ３、又は約６０％の溶融ＫＮＯ３を含んでよい。特定の実施形態では、イオン交換溶液は、約１０％の溶融ＮａＮＯ３、約２０％の溶融ＮａＮＯ３、約３０％の溶融ＮａＮＯ３、又は約４０％の溶融ＮａＮＯ３を含んでよい。他の実施形態では、イオン交換溶液は、約８０％の溶融ＫＮＯ３及び約２０％の溶融ＮａＮＯ３、約７５％の溶融ＫＮＯ３及び約２５％の溶融ＮａＮＯ３、約７０％の溶融ＫＮＯ３及び約３０％の溶融ＮａＮＯ３、約６５％の溶融ＫＮＯ３及び約３５％の溶融ＮａＮＯ３、又は約６０％の溶融ＫＮＯ３及び約４０％の溶融ＮａＮＯ３、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内を含んでよい。複数の実施形態では、例えば亜硝酸ナトリウム若しくはカリウム、リン酸ナトリウム若しくはカリウム、又は硫酸ナトリウム若しくはカリウムといった、他のナトリウム及びカリウム塩を、イオン交換溶液中で使用してよい。
ガラス組成物は：上記ガラス組成物から作製されたガラス物品をイオン交換溶液の浴中に浸漬させること；イオン交換溶液を、上記ガラス組成物から作製されたガラス物品に噴霧すること；又はイオン交換溶液を、上記ガラス組成物から作製されたガラス物品に、他の手段で物理的に塗布することによって、イオン交換溶液に曝露してよい。ガラス組成物への曝露時、イオン交換溶液は、複数の実施形態によると、４００℃以上５００℃以下、例えば４１０℃以上４９０℃以下、４２０℃以上４８０℃以下、４３０℃以上４７０℃以下、又は４４０℃以上４６０℃以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の温度であってよい。複数の実施形態では、ガラス組成物は、４時間以上４８時間以下、例えば８時間以上４４時間以下、１２時間以上４０時間以下、１６時間以上３６時間以下、２０時間以上３２時間以下、又は２４時間以上２８時間以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の持続時間にわたって、イオン交換溶液に曝露してよい。
イオン交換プロセスは、例えば米国特許出願公開第２０１６／０１０２０１１号明細書（この文献はその全体が参照により本出願に援用される）で開示されているような、改善された圧縮応力プロファイルを提供する加工条件下の、イオン交換溶液中で実施してよい。
本明細書で開示されているガラス物品は、他のガラスに比べて改善された引っかき耐性を有する。本明細書中で使用される場合、ヌープ引っかき横割れ閾値は、（５回の押込みイベントのうち３回以上での）横方向の割れの発生である。ヌープ引っかき横割れ閾値試験では、ガラス物品の試料をまずヌープ圧子を用いて、動的な又は傾斜付き荷重下で引っかき、この試料集団に関する横方向割れの発生荷重範囲を同定した。適用可能な荷重範囲が同定された後、一連の増加する定常荷重での引っかき（荷重１種類につき最低３回以上）を実施して、ヌープ引っかき閾値を同定する。ヌープ引っかき閾値範囲は、試験片を以下の３つの破損モードのうちの１つと比較することによって決定できる：１）溝の幅の２倍を超えて持続する、横方向表面割れ；２）損傷が溝の中に内包されているが、溝の幅の２倍未満の横方向表面割れが存在し、裸眼で視認できる損傷が存在する；又は３）溝の幅の２倍を超える大きな表面下横方向割れの存在、及び／若しくは引っかきの頂点に中央割れが存在する。
複数の実施形態では、ガラス物品は、５Ｎ以上２４Ｎ以下、例えば６Ｎ以上２２Ｎ以下、８Ｎ以上２０Ｎ以下、１０Ｎ以上１８Ｎ以下、又は１２Ｎ以上１６Ｎ以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の、ヌープ引っかき横割れ閾値を有してよい。他の実施形態では、ガラス物品は、６Ｎ以上２４Ｎ以下、７Ｎ以上２４Ｎ以下、８Ｎ以上２４Ｎ以下、９Ｎ以上２４Ｎ以下、１０Ｎ以上２４Ｎ以下、１１Ｎ以上２４Ｎ以下、１２Ｎ以上２４Ｎ以下、１３Ｎ以上２４Ｎ以下、１４Ｎ以上２４Ｎ以下、１５Ｎ以上２４Ｎ以下、１６Ｎ以上２４Ｎ以下、１７Ｎ以上２４Ｎ以下、１８Ｎ以上２４Ｎ以下、１９Ｎ以上２４Ｎ以下、２０Ｎ以上２４Ｎ以下、２１Ｎ以上２４Ｎ以下、２２Ｎ以上２４Ｎ以下、２３Ｎ以上２４Ｎ以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の、ヌープ引っかき横割れ閾値を有してよい。更に他の実施形態では、５Ｎ以上２３Ｎ以下、５Ｎ以上２２Ｎ以下、５Ｎ以上２１Ｎ以下、５Ｎ以上２０Ｎ以下、５Ｎ以上１９Ｎ以下、５Ｎ以上１８Ｎ以下、５Ｎ以上１７Ｎ以下、５Ｎ以上１６Ｎ以下、５Ｎ以上１５Ｎ以下、５Ｎ以上１４Ｎ以下、５Ｎ以上１３Ｎ以下、５Ｎ以上１２Ｎ以下、５Ｎ以上１１Ｎ以下、５Ｎ以上１０Ｎ以下、５Ｎ以上９Ｎ以下、５Ｎ以上８Ｎ以下、５Ｎ以上７Ｎ以下、５Ｎ以上６Ｎ以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内の、ヌープ引っかき横割れ閾値を有してよい。
本明細書で開示されているガラス物品は、他のガラスに対して改善された押込み耐性を有する。押込み破壊閾値（又はビッカース割れ開始閾値）は、ビッカース圧子によって測定される。押込み破壊閾値は、ガラスの押込み損傷耐性の尺度である。この試験では、ビッカース圧子と呼ばれる、面と面の間の角度が１３６°の正四角錐ダイヤモンド圧子を使用した。ビッカース圧子は、標準微小硬度試験（ＡＳＴＭ‐Ｅ３８４‐１１を参照）で使用されるものと同一であった。５個の試験片のうち最小のものを選択して、関心対象のガラスのタイプ及び／又は系統を示した。各試験片に関して、試験片表面に、５個の圧子の複数の組を導入した。５個の圧子の各組は、所与の荷重で導入され、個々の押込みはそれぞれ、最小５ｍｍだけ隔てられ、また試験片の縁部に対して５ｍｍ以内に近接させなかった。試験荷重≧２ｋｇに関して５０ｋｇ／分の圧子荷重印加／荷重解放速度を用いた。試験荷重＜２ｋｇに関して、５ｋｇ／分の速度を用いた。標的負荷において１０秒の滞留（即ち保持）時間を使用した。この滞留期間中、機械は荷重制御を維持した。少なくとも１２時間の期間の後、倍率５００倍の複合顕微鏡を用いて、押込みを反射光の下で検査した。中央／径方向割れ又は試験片の破損の存在又は不在を、各押込みに関して記録した。なお、中央／径方向割れの形成又は試験片の破損がこの試験の関心の対象であるため、横方向の割れの形成は、閾値挙動が示されたことの指標とは見なさなかった。試験片の閾値は、閾値を満たす個々の押込みのうちの５０％超をブラケティングする最小連続押込み荷重の中点として定義される。例えば、個々の試験片内において、５ｋｇの荷重で誘発される５回の押込みのうちの２回（４０％）が閾値を超え、６ｋｇの荷重で誘発される５回の押込みのうち３回（６０％）が閾値を超えた場合、試験片閾値は、５ｋｇと６ｋｇとの中点、即ち５．５ｋｇとして画定される。試料平均閾値は、個々の試験片閾値全ての算術平均として定義される。平均と共に、全ての試験片の中点の範囲（最小値～最大値）を各試料に関して報告した。試験前、試験中及び試験後環境を、２３±２℃及び５０±５％ＲＨに制御することにより、ガラス試験片の疲労（応力腐食）挙動の変動を最小化した。なお、最初に未知の組成物又は系統を試験する際、必要な押込み荷重及びブラケティングの増分を、「反復探索（ｉｔｅｒａｔｉｖｅ ｓｅａｒｃｈ）」を実施することによって決定した。試料の性能が分かったら、予想された閾値に近いこれらの閾値のみを試験した後、必要な場合にのみ追加の押込み荷重を「挿入する（ｆｉｌｌｉｎｇ ｉｎ）」ことによって、将来の試験を合理化できる。
複数の実施形態では、押込み破壊閾値は、１５ｋｇｆ（０．１４７ｋＮ）以上、例えば１５．５ｋｇｆ（０．１５２ｋＮ）以上、１６ｋｇｆ（０．１５７ｋＮ）以上、１６．５ｋｇｆ（０．１６２ｋＮ）以上、１７ｋｇｆ（０．１６７ｋＮ）以上、１７．５ｋｇｆ（０．１７２ｋＮ）以上、１８ｋｇｆ（０．１７７ｋＮ）以上、１８．５ｋｇｆ（０．１８１ｋＮ）以上、１９ｋｇｆ（０．１８６ｋＮ）以上、１９．５ｋｇｆ（０．１９１ｋＮ）以上、２０ｋｇｆ（０．１９６ｋＮ）以上、１５．５ｋｇｆ（０．１５２ｋＮ）以上、２０．５ｋｇｆ（０．２０１ｋＮ）以上、２１ｋｇｆ（０．２０６ｋＮ）以上、２１．５ｋｇｆ（０．２１１ｋＮ）以上、２２ｋｇｆ（０．２１６ｋＮ）以上、２２．５ｋｇｆ（０．２２１ｋＮ）以上、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内である。いくつかの実施形態では、押込み破壊閾値は、２８ｋｇｆ（０．２７５ｋＮ）以下、２７．５ｋｇｆ（０．２７ｋＮ）以下、２７ｋｇｆ（０．２６５ｋＮ）以下、２６．５ｋｇｆ（０．２６ｋＮ）以下、２６ｋｇｆ（０．２５５ｋＮ）以下、又は２５．５ｋｇｆ（０．２５ｋＮ）以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内である。更に他の実施形態では、押込み破壊閾値は、１５ｋｇｆ（０．１４７ｋＮ）以上２８ｋｇｆ（０．２７５ｋＮ）以下、１６ｋｇｆ（０．１５７ｋＮ）以上２８ｋｇｆ（０．２７５ｋＮ）以下、１７ｋｇｆ（０．１６７ｋＮ）以上２８ｋｇｆ（０．２７５ｋＮ）以下、１８ｋｇｆ（０．１７７ｋＮ）以上２８ｋｇｆ（０．２７５ｋＮ）以下、１９ｋｇｆ（０．１８６ｋＮ）以上２８ｋｇｆ（０．２７５ｋＮ）以下、２０ｋｇｆ（０．１９６ｋＮ）以上２８ｋｇｆ（０．２７５ｋＮ）以下、２１ｋｇｆ（０．２０６ｋＮ）以上２８ｋｇｆ（０．２７５ｋＮ）以下、２２ｋｇｆ（０．２１６ｋＮ）以上２８ｋｇｆ（０．２７５ｋＮ）以下、２３ｋｇｆ（０．２２６ｋＮ）以上２８ｋｇｆ（０．２７５ｋＮ）以下、２４ｋｇｆ（０．２３５ｋＮ）以上２８ｋｇｆ（０．２７５ｋＮ）以下、２５ｋｇｆ（０．２４５ｋＮ）以上２８ｋｇｆ（０．２７５ｋＮ）以下、２６ｋｇｆ（０．２５５ｋＮ）以上２８ｋｇｆ（０．２７５ｋＮ）以下、又は２７ｋｇｆ（０．２６５ｋＮ）以上２８ｋｇｆ（０．２７５ｋＮ）以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内である。更に他の実施形態では、押込み破壊閾値は、１５ｋｇｆ（０．１４７ｋＮ）以上２７ｋｇｆ（０．２６５ｋＮ）以下、１５ｋｇｆ（０．１４７ｋＮ）以上２６ｋｇｆ（０．２５５ｋＮ）以下、１５ｋｇｆ（０．１４７ｋＮ）以上２５ｋｇｆ（０．２４５ｋＮ）以下、１５ｋｇｆ（０．１４７ｋＮ）以上２４ｋｇｆ（０．２３５ｋＮ）以下、１５ｋｇｆ（０．１４７ｋＮ）以上２３ｋｇｆ（０．２２６ｋＮ）以下、１５ｋｇｆ（０．１４７ｋＮ）以上２２ｋｇｆ（０．２１６ｋＮ）以下、１５ｋｇｆ（０．１４７ｋＮ）以上２１ｋｇｆ（０．２０６ｋＮ）以下、１５ｋｇｆ（０．１４７ｋＮ）以上２０ｋｇｆ（０．１９６ｋＮ）以下、１５ｋｇｆ（０．１４７ｋＮ）以上１９ｋｇｆ（０．１８６ｋＮ）以下、１５ｋｇｆ（０．１４７ｋＮ）以上１８ｋｇｆ（０．１７７ｋＮ）以下、１７ｋｇｆ（０．１６７ｋＮ）以上２６ｋｇｆ（０．２５５ｋＮ）以下、又は１５ｋｇｆ（０．１４７ｋＮ）以上１６ｋｇｆ（０．１５７ｋＮ）以下、並びに上述の値の間の全ての範囲及び部分範囲内である。
本明細書で開示されているガラス物品は、ディスプレイを備えた物品（即ちディスプレイ物品）（例えば携帯電話、タブレット、コンピュータ、ナビゲーションシステム等を含む消費者向け電子機器）、建築用物品、輸送用物品（例えば自動車、鉄道、航空機、船舶等）、家電物品、又はある程度の透明性、耐擦傷性、耐摩擦性若しくはこれらの組み合わせを必要とするいずれの物品といった、別の物品に組み込むことができる。本明細書で開示されているガラス物品のいずれを組み込んだ例示的な物品を、図２６Ａ及び２６Ｂに示す。具体的には、図２６Ａ及び２６Ｂは：前面５０４、背面５０６及び側面５０８を有するハウジング５０２；少なくとも部分的に又は全体的に上記ハウジング内にある、少なくともコントローラ、メモリ及びディスプレイ５１０を上記ハウジングの前面に又は前面に隣接して含む、電子構成部品（図示せず）；並びに上記ハウジングの前面に又は前面全体にわたり、上記ディスプレイを覆うように配置されたカバー基板５１２を含む、消費者向け電子デバイス５００を示す。いくつかの実施形態では、ハウジング５０２の一部分又はカバー基板５１２のうちの少なくとも一方は、本明細書で開示されてガラス物品のいずれを含んでよい。
上述のように、複数の実施形態によるガラス組成物は、スロット成形、フロート成形、圧延プロセス、フュージョン成形プロセス等といったいずれの好適な方法で成形してよい。
例示的なガラス物品は、成形方法によって特性決定できる。例えばガラス物品は、フロート成形可能である（即ちフロートプロセスによって成形される）こと、ダウンドロー可能であること、及び特にフュージョン成形可能であるか又はスロットドロー可能である（即ちフュージョンドロープロセス又はスロットドロープロセスによって成形される）ことを特徴としてよい。
本明細書に記載のガラス物品のいくつかの実施形態は、ダウンドロープロセスで成形してよい。ダウンドロープロセスは、比較的美しい状態の表面を有する均一な厚さのガラス物品を生成する。ガラス物品の平均曲げ強度は、表面の傷の量及びサイズによって制御されるため、接触が最小限である美しい状態の表面は、比較的高い初期強度を有する。更に、ダウンドロー加工されたガラス物品は、極めて平坦で平滑な表面を有し、これはその最終的な用途において、コストがかかる研削及び研磨を行うことなく使用できる。
ガラス物品のいくつかの実施形態は、フュージョン成形可能（即ちフュージョンドロープロセスを用いて成形可能）なものとして記述され得る。フュージョンプロセスは、溶融ガラス原材料を受け入れるためのチャネルを有する、ドロー加工用タンクを使用する。このチャネルは、チャネルの両側に、チャネルの長さに沿って、頂部で開口した堰を有する。チャネルが溶融材料で満たされると、溶融ガラスはこの堰からあふれる。溶融ガラスは重力によって、ドロー加工用タンクの外側表面を、２つの流動ガラスフィルムとして流れ落ちる。ドロー加工用タンクのこれらの外側表面は、下方かつ内向きに延在して、ドロー加工用タンクの下方の縁部において接合する。これら２つの流動ガラスフィルムはこの縁部で接合して融合し、単一の流動ガラス物品を形成する。融合線が形成され、ここで２つの流動ガラスフィルムが１つに融合する。融合線の存在は、フュージョンドロー加工されたガラス物品を同定する１つの方法である。融合線は、ガラスを光学顕微鏡下で観察した場合に、光学的な歪みとして確認できる。フュージョンドロー法は、チャネルを越えて流れる２つのガラスフィルムが１つに融合するため、結果として得られるガラス物品の外側表面が装置のいずれの部分にも接触しないという利点を提供する。従ってフュージョンドロー加工されたガラス物品の表面特性は、このような接触に影響されない。
ガラス物品のいくつかの実施形態は、スロットドロープロセスで成形してよい。スロットドロープロセスは、フュージョンドロー法とは異なっている。スロットドロープロセスでは、溶融原材料ガラスをドロー加工用タンクに供給する。ドロー加工用タンクの底部は開放スロットを有し、これは、上記スロットの長さに沿って延在するノズルを備える。溶融ガラスはこのスロット／ノズルを通って流れ、連続したガラス系物品として、アニーリング領域内に向かって下方へと流れる。
第１の条項は、酸化物基準で：６０モル％以上７４モル％以下のＳｉＯ２；７モル％以上１８モル％以下のＡｌ２Ｏ３；３モル％以上１６モル％以下のＢ２Ｏ３；０モル％超かつ６モル％以下のＮａ２Ｏ；０モル％以上５モル％以下のＰ２Ｏ５；５モル％以上１１モル％以下のＬｉ２Ｏ；０．２モル％以下のＳｎＯ２；及び０．５モル％以上６．５モル％以下の二価陽イオン酸化物を含むガラス物品であって、モル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）が０．９以上であり、ここでＲ２Ｏはモル％を単位とするアルカリ金属酸化物の合計であり、ＲＯはモル％を単位とする二価陽イオン酸化物の合計である、ガラス物品を含む。
第２の条項は、酸化物基準で：６０モル％以上６６モル％以下のＳｉＯ２；１１．５モル％以上１８モル％以下のＡｌ２Ｏ３；３モル％以上８モル％以下のＢ２Ｏ３；２モル％以上６モル％以下のＮａ２Ｏ；０モル％以上５モル％以下のＰ２Ｏ５；５モル％以上１１モル％以下のＬｉ２Ｏ；及び０．５モル％以上６．５モル％以下の二価陽イオン酸化物を含むガラス物品であって、モル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）が０．９以上であり、ここでＲ２Ｏはモル％を単位とするアルカリ金属酸化物の合計であり、ＲＯはモル％を単位とする二価陽イオン酸化物の合計である、ガラス物品を含む。
第３の条項は、酸化物基準で：６５モル％以上７４モル％以下のＳｉＯ２；７モル％以上１２モル％以下のＡｌ２Ｏ３；５モル％以上１６モル％以下のＢ２Ｏ３；０モル％以上４モル％以下のＮａ２Ｏ；０モル％以上５モル％以下のＰ２Ｏ５；５モル％以上１１モル％以下のＬｉ２Ｏ；及び０．５モル％以上６．５モル％以下の二価陽イオン酸化物を含むガラス物品であって、モル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）が０．９以上であり、ここでＲ２Ｏはモル％を単位とするアルカリ金属酸化物の合計であり、ＲＯはモル％を単位とする二価陽イオン酸化物の合計である、ガラス物品を含む。
第４の条項は、前記ガラス物品が０．２モル％以下のＳｎＯ２を含む、条項２から３のいずれか１つのガラス物品を含む。
第５の条項は、前記ガラス物品が、３００ｋＰ以下の液相粘度を有する、いずれかの先の条項のガラス物品を含む。
第６の条項は、前記ガラス物品が、０．４以上のモル比Ｌｉ２Ｏ：Ｒ２Ｏを有し、ここでＲ２Ｏはモル％を単位とするアルカリ金属酸化物の合計である、いずれかの先の条項のガラス物品を含む。
第７の条項は、前記ガラス物品が、８０モル％以上のＡｌ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５を含む、いずれかの先の条項のガラス物品を含む。
第８の条項は、前記ガラス物品が、０．５モル％以上２モル％以下のＳｒＯを含む、いずれかの先の条項のガラス物品を含む。
第９の条項は、前記ガラス物品が、フュージョンプロセスにより形成される、いずれかの先の条項のガラス物品を含む。
第１０の条項は、前記ガラス物品が、イオン交換プロセスによって強化され、これにより、そのガラス物品の少なくとも１つの表面上に圧縮応力層が形成される、いずれかの先の条項のガラス物品を含む。
第１１の条項は、圧縮深さ（ＤＯＣ）が０．１５ｔ以上であり、ここでｔは前記ガラス物品の厚さである、条項１０のガラス物品を含む。
第１２の条項は、圧縮深さ（ＤＯＣ）が０．１５ｔ以上０．２５ｔ以下であり、ここでｔは前記ガラス物品の厚さである、条項１０または１１のガラス物品を含む。
第１３の条項は、前記ガラス物品が、３０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下の中央張力を有する、条項１０から１２のいずれか１つのガラス物品を含む。
第１４の条項は、前記ガラス物品が、７０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下の中央張力を有する、条項１３のガラス物品を含む。
第１５の条項は、前記ガラス物品が、３０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下の中央張力を有する、条項１３のガラス物品を含む。
第１６の条項は、前記ガラス物品が、そのガラス物品にカリウムイオンを付加するイオン交換プロセスによって強化され、カリウム層深さ（ＤＯＬ）は５μｍ以上３０μｍ以下である、条項１０から１５のいずれか１つのガラス物品を含む。
第１７の条項は、前記圧縮応力層が、表面において、３００ＭＰａ以上９５０ＭＰａ以下の圧縮応力を有する、条項１０から１６のいずれか１つのガラス物品を含む。
第１８の条項は、前記ガラス物品が、５Ｎ以上２４Ｎ以下のヌープ引っかき横割れ閾値を有する、いずれかの先の条項のガラス物品を含む。
第１９の条項は、前記ガラス物品が、１５ｋｇｆ（０．１４７ｋＮ）以上の押込み破壊閾値を有する、いずれかの先の条項のガラス物品を含む。
第２０の条項は、前記ガラス物品が０モル％以上６．５モル％以下のＭｇＯを含む、いずれかの先の条項のガラス物品を含む。
第２１の条項は、前記ガラス物品が０モル％以上５モル％以下のＣａＯを含む、いずれかの先の条項のガラス物品を含む。
第２２の条項は、前記ガラス物品が０モル％以上２モル％以下のＺｎＯを含む、いずれかの先の条項のガラス物品を含む。
第２３の条項は、Ｌｉ２Ｏ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３を含み、３００ｋＰの以下の液相粘度を有するガラス物品であって、ＲＩａｎｎｅａｌｅｄ－ＲＩａｓ ｆｏｒｍｅｄは０．０００３以上であり、ここでＲＩａｎｎｅａｌｅｄは、１時間にわたって上記ガラスのアニール点で加熱された上記ガラスの、５８９ｎｍの波長における屈折率であり、ＲＩａｓ ｆｏｒｍｅｄは、成形後すぐの上記ガラスの、５８９ｎｍの波長における屈折率である、ガラス物品を含む。
第２４の条項は、融合線をさらに含む、条項２３のガラス物品を含む。
第２５の条項は、ＲＩａｎｎｅａｌｅｄ－ＲＩａｓ ｆｏｒｍｅｄが０．０００３～０．００１の範囲にある、条項２３または２４のガラス物品を含む。
第２６の条項は、ＲＩａｎｎｅａｌｅｄ－ＲＩａｓ ｆｏｒｍｅｄが０．０００５～０．００１の範囲にある、条項２３または２４のガラス物品を含む。
第２７の条項は、ＲＩａｎｎｅａｌｅｄ－ＲＩａｓ ｆｏｒｍｅｄが０．０００５以上である、条項２３または２４のガラス物品を含む。
第２８の条項は、少なくとも１つのアルカリ金属酸化物（Ｒ２Ｏ）または二価陽イオン酸化物（ＲＯ）を含み、モル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）が０．９以上である、条項２３から２７のいずれか１つのガラス物品を含む。
第２９の条項は、前記ガラス物品が、０．４以上のモル比Ｌｉ２Ｏ：Ｒ２Ｏを有し、ここでＲ２Ｏはモル％を単位とするアルカリ金属酸化物の合計である、条項２３から２８のいずれか１つのガラス物品を含む。
第３０の条項は、前記ガラス物品が、８０モル％以上のＡｌ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５を含む、条項２３から２９のいずれか１つのガラス物品を含む。
第３１の条項は、前面、背面及び側面を有するハウジング；少なくとも部分的に前記ハウジング内に設けられた電子部品であって、その電子部品は、少なくともコントローラ、メモリ及びディスプレイを含み、そのディスプレイは、前記ハウジングの前面に又は前面に隣接して設けられる、電子部品；並びに前記ディスプレイを覆うように配置されたカバー基板を備える消費者向け電子製品であって、前記ハウジングの一部またはカバー基板の少なくとも一方は、いずれかの先の条項のガラス物品から作られる、消費者向け電子製品を含む。
以下の実施例によって実施形態を更に明らかにする。これらの実施例は、上述の実施形態に対する限定ではないことを理解されたい。
以下の表２に列挙された成分を有するガラス組成物を調製した。表２では、全ての成分はモル％を単位とする。
Figure 0007201589000003
Figure 0007201589000004
Figure 0007201589000005
Figure 0007201589000006
Figure 0007201589000007
Figure 0007201589000008
上述の技法に従って、密度、歪み点、アニール点、軟化点、応力光係数、ヤング率、及び剛性率を測定した。０～３００℃の温度範囲にわたる線形の熱膨張係数（ＣＴＥ）を、ＡＳＴＭ Ｅ２２８‐１１に準拠したプッシュロッド膨張計を用いて決定した。ポアソン比を、ＡＳＴＭ Ｅ２００１‐１３「金属部品及び非金属部品の両方において欠陥を検出するための共鳴超音波分光法に関する標準ガイド」に記載された、一般的なタイプの共鳴超音波分光技法によって測定した。
以下の表３は、上の表２で提供された様々なガラス組成物の特性を示す。イオン交換溶液の組成、温度、及びイオン交換プロセスの持続時間も、表３で提供する。表３に記録されているＣＴ、ＤＯＣ、ＣＳ、及びカリウムＤＯＬは、上述の測定技法を用いて決定した。
Figure 0007201589000009
以上のデータに加えて、上の表２中に開示されているガラス４９に関して、ヌープ引っかき横割れ閾値を試験した。ヌープ引っかき横割れ閾値試験の結果を図２４に示す。この図に示されているように、ヌープ引っかき横割れ閾値は、ガラス４９において、比較用のリチウム含有ガラスより高い。ガラス４９によるガラス物品を、４３０℃の２０重量％ＮａＮＯ３及び８０重量％ＫＮＯ３溶融塩浴中で、１０時間イオン交換した。比較用ガラス１は、４３０℃の２０％ＮａＮＯ３及び８０％ＫＮＯ３溶融塩浴中で、１６時間イオン交換した。比較用ガラス２は、３８０℃の４９重量％ＮａＮＯ３及び５１重量％ＫＮＯ３溶融塩浴中で、３．７５時間イオン交換した。各ガラスを０．８ｍｍ厚のガラスシートに成形した。比較用ガラス１及び比較用ガラス２の組成を、以下の表４に、モル％を単位として提供する。
Figure 0007201589000010
更に、上の表２中に開示されているガラス４９に関して、押込み破壊閾値を試験した。ヌープ引っかき横割れ閾値試験の結果を図２５に示す。この図に示されているように、押込み破壊閾値は、ガラス４９において、比較用のリチウム含有ガラスより高い。ガラス４９によるガラス物品を、４３０℃の２０重量％ＮａＮＯ３及び８０重量％ＫＮＯ３溶融塩浴中で、１０時間イオン交換した。比較用ガラス１は、４３０℃の２０重量％ＮａＮＯ３及び８０重量％ＫＮＯ３溶融塩浴中で、１６時間イオン交換した。比較用ガラス２は、３８０℃の４９重量％ＮａＮＯ３及び５１重量％ＫＮＯ３溶融塩浴中で、３．７５時間イオン交換した。各ガラスを０．８ｍｍ厚のガラスシートに成形した。
請求対象の主題の精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書に記載の実施形態に対して様々な修正及び変形を実施できることは、当業者には理解されるだろう。よって本明細書は、本明細書に記載の様々な実施形態に対する上記修正及び変形が、添付の請求項及びその均等物の範囲内である限りにおいて、上記修正及び変形を包含することを意図している。
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
酸化物基準で：
６０モル％以上７４モル％以下のＳｉＯ２；
７モル％以上１８モル％以下のＡｌ２Ｏ３；
３モル％以上１６モル％以下のＢ２Ｏ３；
０モル％超かつ６モル％以下のＮａ２Ｏ；
０モル％以上５モル％以下のＰ２Ｏ５；
５モル％以上１１モル％以下のＬｉ２Ｏ；
０．２モル％以下のＳｎＯ２；及び
０．５モル％以上６．５モル％以下の二価陽イオン酸化物
を含むガラス物品であって、
モル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）が０．９以上であり、ここでＲ２Ｏはモル％を単位とするアルカリ金属酸化物の合計であり、ＲＯはモル％を単位とする二価陽イオン酸化物の合計である、ガラス物品。
実施形態２
酸化物基準で：
６０モル％以上６６モル％以下のＳｉＯ２；
１１．５モル％以上１８モル％以下のＡｌ２Ｏ３；
３モル％以上８モル％以下のＢ２Ｏ３；
２モル％以上６モル％以下のＮａ２Ｏ；
０モル％以上５モル％以下のＰ２Ｏ５；
５モル％以上１１モル％以下のＬｉ２Ｏ；及び
０．５モル％以上６．５モル％以下の二価陽イオン酸化物
を含むガラス物品であって、
モル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）が０．９以上であり、ここでＲ２Ｏはモル％を単位とするアルカリ金属酸化物の合計であり、ＲＯはモル％を単位とする二価陽イオン酸化物の合計である、ガラス物品。
実施形態３
酸化物基準で：
６５モル％以上７４モル％以下のＳｉＯ２；
７モル％以上１２モル％以下のＡｌ２Ｏ３；
５モル％以上１６モル％以下のＢ２Ｏ３；
０モル％以上４モル％以下のＮａ２Ｏ；
０モル％以上５モル％以下のＰ２Ｏ５；
５モル％以上１１モル％以下のＬｉ２Ｏ；及び
０．５モル％以上６．５モル％以下の二価陽イオン酸化物
を含むガラス物品であって、
モル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）が０．９以上であり、ここでＲ２Ｏはモル％を単位とするアルカリ金属酸化物の合計であり、ＲＯはモル％を単位とする二価陽イオン酸化物の合計である、ガラス物品。
実施形態４
前記ガラス物品が０．２モル％以下のＳｎＯ２を含む、実施形態２または３に記載のガラス物品。
実施形態５
前記ガラス物品が、３００ｋＰ以下の液相粘度を有する、実施形態１～４のいずれか１つに記載のガラス物品。
実施形態６
前記ガラス物品が、０．４以上のモル比Ｌｉ２Ｏ：Ｒ２Ｏを有し、ここでＲ２Ｏはモル％を単位とするアルカリ金属酸化物の合計である、実施形態１～５のいずれか１つに記載のガラス物品。
実施形態７
前記ガラス物品が、８０モル％以上のＡｌ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５を含む、実施形態１～６のいずれか１つに記載のガラス物品。
実施形態８
前記ガラス物品が、０．５モル％以上２モル％以下のＳｒＯを含む、実施形態１～７のいずれか１つに記載のガラス物品。
実施形態９
前記ガラス物品が、フュージョンプロセスにより形成される、実施形態１～８のいずれか１つに記載のガラス物品。
実施形態１０
前記ガラス物品が、イオン交換プロセスによって強化され、これにより、該ガラス物品の少なくとも１つの表面上に圧縮応力層が形成される、実施形態１～９のいずれか１つに記載のガラス物品。
実施形態１１
圧縮深さが０．１５ｔ以上であり、ここでｔは前記ガラス物品の厚さである、実施形態１０に記載のガラス物品。
実施形態１２
圧縮深さ（ＤＯＣ）が、０．１５ｔ以上０．２５ｔ以下であり、ここでｔは前記ガラス物品の厚さである、実施形態１０又は１１に記載のガラス物品。
実施形態１３
前記ガラス物品が、３０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下の中央張力を有する、実施形態１０～１２のいずれか１つに記載のガラス物品。
実施形態１４
前記ガラス物品が、７０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下の中央張力を有する、実施形態１３に記載のガラス物品。
実施形態１５
前記ガラス物品が、３０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下の中央張力を有する、実施形態１３に記載のガラス物品。
実施形態１６
前記ガラス物品が、該ガラス物品にカリウムイオンを付加するイオン交換プロセスによって強化され、カリウム層深さ（ＤＯＬ）は５μｍ以上３０μｍ以下である、実施形態１０～１５のいずれか１つに記載のガラス物品。
実施形態１７
前記圧縮応力層が、表面において、３００ＭＰａ以上９５０ＭＰａ以下の圧縮応力を有する、実施形態１０～１６のいずれか１つに記載のガラス物品。
実施形態１８
前記ガラス物品が、５Ｎ以上２４Ｎ以下のヌープ引っかき横割れ閾値を有する、実施形態１～１７のいずれか１つに記載のガラス物品。
実施形態１９
前記ガラス物品が、１５ｋｇｆ（０．１４７ｋＮ）以上の押込み破壊閾値を有する、実施形態１～１８のいずれか１つに記載のガラス物品。
実施形態２０
前記ガラス物品が０モル％以上６．５モル％以下のＭｇＯを含む、実施形態１～１９のいずれか１つに記載のガラス物品。
実施形態２１
前記ガラス物品が０モル％以上５モル％以下のＣａＯを含む、実施形態１～２０のいずれか１つに記載のガラス物品。
実施形態２２
前記ガラス物品が０モル％以上２モル％以下のＺｎＯを含む、実施形態１～２１のいずれか１つに記載のガラス物品。
実施形態２３
Ｌｉ２Ｏ；
ＳｉＯ２；
Ａｌ２Ｏ３
を含み、
３００ｋＰの以下の液相粘度
を有するガラス物品であって、
ＲＩａｎｎｅａｌｅｄ－ＲＩａｓ ｆｏｒｍｅｄは０．０００３以上であり、ここでＲＩａｎｎｅａｌｅｄは、１時間にわたって前記ガラスのアニール点で加熱された該ガラスの、５８９ｎｍの波長における屈折率であり、ＲＩａｓ ｆｏｒｍｅｄは、成形後すぐの前記ガラスの、５８９ｎｍの波長における屈折率である、ガラス物品。
実施形態２４
融合線をさらに含む、実施形態２３に記載のガラス物品。
実施形態２５
ＲＩａｎｎｅａｌｅｄ－ＲＩａｓ ｆｏｒｍｅｄが０．０００３～０．００１の範囲にある、実施形態２３又は２４に記載のガラス物品。
実施形態２６
ＲＩａｎｎｅａｌｅｄ－ＲＩａｓ ｆｏｒｍｅｄが０．０００５～０．００１の範囲にある、実施形態２３又は２４に記載のガラス物品。
実施形態２７
ＲＩａｎｎｅａｌｅｄ－ＲＩａｓ ｆｏｒｍｅｄが０．０００５以上である、実施形態２３又は２４に記載のガラス物品。
実施形態２８
少なくとも１つのアルカリ金属酸化物（Ｒ２Ｏ）または二価陽イオン酸化物（ＲＯ）を含み、
モル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）が０．９以上である、実施形態２３～２７のいずれか１つに記載のガラス物品。
実施形態２９
前記ガラス物品が、０．４以上のモル比Ｌｉ２Ｏ：Ｒ２Ｏを有し、ここでＲ２Ｏはモル％を単位とするアルカリ金属酸化物の合計である、実施形態２３～２８のいずれか１つに記載のガラス物品。
実施形態３０
前記ガラス物品が、８０モル％以上のＡｌ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５を含む、実施形態２３～２９のいずれか１つに記載のガラス物品。
実施形態３１
前面、背面及び側面を有するハウジング；
少なくとも部分的に前記ハウジング内に設けられた電子部品であって、該電子部品は、少なくともコントローラ、メモリ及びディスプレイを含み、該ディスプレイは、前記ハウジングの前面に又は前面に隣接して設けられる、電子部品；並びに
前記ディスプレイを覆うように配置されたカバー基板
を備える消費者向け電子製品であって、
前記ハウジングの一部または前記カバー基板の少なくとも一方は、実施形態１～３０のいずれか１つに記載のガラス物品から作られる、消費者向け電子製品。
１０ ガラス成形装置
１２ ガラスリボン
１４ ハウジング
１５ 溶融用容器
１６ ガラスバッチ材料
１７ 溶融ガラス
１８ 貯蔵用蓋付き容器
２０ バッチ送達デバイス
２２ モータ
２４ コントローラ
２８ 溶融ガラス液位プローブ
３０ スタンドパイプ
３６ 第１の接続チューブ
３８ 清澄用容器
４０ 第２の接続チューブ
４２ 混合用容器
４４ 第３の接続チューブ
４６ 送達用容器
４８ 下降管
５０ インレット
６０ 成形用容器
６１ トラフ
６２ 成形用ウェッジ
６３ 堰
６４ａ、６４ｂ 成形用ウェッジ６２の端部
６６ａ、６６ｂ 成形用表面部分
６８ 下流方向
７０ 基部
７２ ドロー平面
８０ａ 縁部配向器、第１の縁部配向器
８０ｂ 縁部配向器、第２の縁部配向器
１１０ 第１の複数の加熱カートリッジ
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅ 加熱カートリッジ
１１１ 第２の複数の加熱カートリッジ
１１２、１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ、１１２ｅ ポート
１１４ ブラケット
１１６ Ｔ字型壁支持ブラケット
１２０ エンクロージャ
１２１ ガラスのシート又はリボン、ガラスリボン
１２１ａ 第１のエッジ部分
１２１ｂ 第２のエッジ部分
１２２ 熱配向表面
１２３ 上縁部
１２４ 加熱素子
１２５ エンクロージャ１２０の裏面
１２６ 底面
１２７ 上面
１２８ 耐火性材料
１２９ 下縁部
１３０ 牽引ロール
１３６ ハウジング封止プレート
１４０ ガラスエッジ部分
１４２ａ、１４２ｂ 下部扉
１７０ 間隙
１８０ コントローラ
１８２ 熱センサ
２０２ 開口
２１５ａ 第１の上側部分
２１５ｂ 第２の上側部分
２１７ａ 第１の外向き接触面
２１７ｂ 第２の外向き接触面
２１９ 下側部分
２１０ 縁部ロールの組
２１０ａ 第１の縁部ロールの組
２１０ｂ 第２の縁部ロールの組
２２０ 縁部ロールの第１のペア
２２１ａ 第１の外向き接触面
２２１ｂ 第２の外向き接触面
２２２ 内縁部
２２５ａ 第１の加熱平面
２２５ｂ 第２の加熱平面
２２７ａ 第１の熱フットプリント
２２７ｂ 第２の熱フットプリント
２２８ａ、２２８ｂ 投射
２２９ａ 第１の合成方向
２２９ｂ 第２の合成方向
２３０ 縁部ロールの第２のペア
２４０ 第１の位置、垂直位置、水平位置
２５０ 縁部ロールの第３のペア
２６０ 縁部ロールの第４のペア
２７０ 第２の位置
３０１ ガラス製造装置
３１５ プルロールデバイス
３１９ 分割デバイス
３４１ 粘性ゾーン
３４３ 固化ゾーン
３４５ 弾性ゾーン
３４７ａ、３４７ｂ ガラスシート
３４９ 第１のプルロール装置
３５１ ドローロールの第１の上流ペア
３５３ ドロー経路
３５５ａ、３６３ａ、３７３ａ、３８１ａ、３９１ａ、３９９ａ、４０９ａ、４１７ａ 第１のプルロール部材
３５５ｂ、３６３ｂ、３７３ｂ、３８１ｂ、３９１ｂ、３９９ｂ、４０９ｂ、４１７ｂ 第２のプルロール部材
３５７ａ、３５７ｂ、３６５ａ、３６５ｂ、３７５ａ、３７５ｂ、３８３ａ、３８３ｂ、３９３ａ、３９３ｂ、４０１ａ、４０１ｂ、４１１ａ、４１１ｂ、４１９ａ、４１９ｂ 耐火性ロールカバー
３５９ａ、３５９ｂ、３６７ａ、３６７ｂ、３７７ａ、３７７ｂ、３８５ａ、３８５ｂ、３９５ａ、３９５ｂ、４０３ａ、４０３ｂ、４１３ａ、４１３ｂ、４２１ａ、４２１ｂ モータ
３６１ ドローロールの第２の上流ペア
３６９ 第２のプルロール装置
３７１ ドローロールの第１の中流ペア
３７９ ドローロールの第２の中流ペア
３８７ 第３のプルロール装置
３８９ ドローロールの第１の下流ペア
３９７ ドローロールの第２の下流ペア
４０２、４０２ａ、４０２ｂ、４０４ 縁部ロール
４０５ 中間プルロール装置
４０６、４０８ アイドルスタッブロール
４０７ ドローロールの第１の中間ペア
４１５ ドローロールの第２の中間ペア
４２３ 制御デバイス
４２５ 通信
４２７、４２９ 主表面
４３１、４３３、４３５、４３７ クロスドロー張力
４３９、４４１、４４３、４４５、４４７ 張力
４４９、４５１ 曲線
４５３、４５５ プロット
４５７ ドロー方向
４５９、４６１、４６３、４６５ パターン
５００ ガラス
５００ 消費者向け電子デバイス
５０２ ハウジング
５０４ ハウジング５０２の前面
５０６ ハウジング５０２の背面
５０８ ハウジング５０２の側面
５１０ 第１の表面
５１０ ディスプレイ
５１２ 第２の表面
５１２ カバー基板
５２０ 第１の圧縮層、第１のセグメント
５２２ 第２の圧縮層、第２のセグメント
５３０ 中央領域

Claims (14)

  1. 酸化物基準で：
    ６０モル％以上７４モル％以下のＳｉＯ２；
    ７モル％以上１８モル％以下のＡｌ２Ｏ３；
    ５モル％以上１６モル％以下のＢ２Ｏ３；
    ２モル％超かつ６モル％以下のＮａ２Ｏ；
    ０モル％以上５モル％以下のＰ２Ｏ５；
    ５モル％以上１１モル％以下のＬｉ２Ｏ；
    ０．２モル％以下のＳｎＯ２；及び
    ０．５モル％以上６．５モル％以下の二価陽イオン酸化物
    を含むガラス物品であって、
    モル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）が０．９以上であり、ここでＲ２Ｏはモル％を単位とするアルカリ金属酸化物の合計であり、ＲＯはモル％を単位とする二価陽イオン酸化物の合計である、ガラス物品。
  2. 酸化物基準で：
    ６０モル％以上６６モル％以下のＳｉＯ２；
    １１．５モル％以上１８モル％以下のＡｌ２Ｏ３；
    ３モル％以上８モル％以下のＢ２Ｏ３；
    ２モル％以上６モル％以下のＮａ２Ｏ；
    ０モル％以上５モル％以下のＰ２Ｏ５；
    ５モル％以上１１モル％以下のＬｉ２Ｏ；及び
    ０．５モル％以上６．５モル％以下の二価陽イオン酸化物
    を含むガラス物品であって、
    モル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）が０．９以上であり、ここでＲ２Ｏはモル％を単位とするアルカリ金属酸化物の合計であり、ＲＯはモル％を単位とする二価陽イオン酸化物の合計である、ガラス物品。
  3. 酸化物基準で：
    ６５モル％以上７４モル％以下のＳｉＯ２；
    ７モル％以上１２モル％以下のＡｌ２Ｏ３；
    ５モル％以上１６モル％以下のＢ２Ｏ３；
    ２モル％以上４モル％以下のＮａ２Ｏ；
    ０モル％以上５モル％以下のＰ２Ｏ５；
    ５モル％以上１１モル％以下のＬｉ２Ｏ；及び
    ０．５モル％以上６．５モル％以下の二価陽イオン酸化物
    を含むガラス物品であって、
    モル比Ａｌ２Ｏ３：（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）が０．９以上であり、ここでＲ２Ｏはモル％を単位とするアルカリ金属酸化物の合計であり、ＲＯはモル％を単位とする二価陽イオン酸化物の合計である、ガラス物品。
  4. 前記ガラス物品が、３００ｋＰ以下の液相粘度を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載のガラス物品。
  5. 前記ガラス物品が、０．４以上のモル比Ｌｉ２Ｏ：Ｒ２Ｏを有し、ここでＲ２Ｏはモル％を単位とするアルカリ金属酸化物の合計である、請求項１～４のいずれか１項に記載のガラス物品。
  6. 前記ガラス物品が、８０モル％以上のＡｌ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５を含む、請求項１～５のいずれか１項に記載のガラス物品。
  7. 前記ガラス物品が、０．５モル％以上２モル％以下のＳｒＯを含む、請求項１～６のいずれか１項に記載のガラス物品。
  8. 前記ガラス物品が、イオン交換プロセスによって強化され、これにより、該ガラス物品の少なくとも１つの表面上に圧縮応力層が形成され、圧縮深さが０．１５ｔ以上であり、ここでｔは前記ガラス物品の厚さである、請求項１～７のいずれか１項に記載のガラス物品。
  9. 前記ガラス物品が、該ガラス物品にカリウムイオンを付加するイオン交換プロセスによって強化され、カリウム層深さ（ＤＯＬ）は５μｍ以上３０μｍ以下である、請求項８に記載のガラス物品。
  10. 前記圧縮応力層が、表面において、３００ＭＰａ以上９５０ＭＰａ以下の圧縮応力を有する、請求項８又は９に記載のガラス物品。
  11. 前記ガラス物品が、５Ｎ以上２４Ｎ以下のヌープ引っかき横割れ閾値を有する、請求項８～１０のいずれか１項に記載のガラス物品。
  12. 前記ガラス物品が、１５ｋｇｆ（０．１４７ｋＮ）以上の押込み破壊閾値を有する、請求項８～１１のいずれか１項に記載のガラス物品。
  13. ０モル％超かつ５モル％以下のＰ２Ｏ５を含む、請求項１～１２のいずれか１項に記載のガラス物品
  14. 前面、背面及び側面を有するハウジング；
    少なくとも部分的に前記ハウジング内に設けられた電子部品であって、該電子部品は、少なくともコントローラ、メモリ及びディスプレイを含み、該ディスプレイは、前記ハウジングの前面に又は前面に隣接して設けられる、電子部品；並びに
    前記ディスプレイを覆うように配置されたカバー基板
    を備える消費者向け電子製品であって、
    前記ハウジングの一部または前記カバー基板の少なくとも一方は、請求項１～１３のいずれか１項に記載のガラス物品から作られる、消費者向け電子製品。
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