(57)【要約】  ガラスリボン（３０ｂ）を製造するための方法（１００）であって、キャストガラス（３０ａ）を成形するために、約１００ｍｍ〜約５ｍの幅（Ｗｃａｓｔ）および約１ｍｍ〜約５００ｍｍの厚さ（ｔ）を有するキャスタ（２０）の中にガラス（３０）を流し込むことと、キャスタ（２０）内のキャストガラス（３０ａ）を少なくとも１０８ポアズ（１０７Ｐａ・ｓ）の粘度に冷却することと、キャスタ（２０）からキャストガラス（３０ａ）を搬送することと、キャストガラスを１０７ポアズ（１０６Ｐａ・ｓ）未満の平均粘度に加熱して、キャストガラス３０ａを、Ｗｃａｓｔよりも小さい幅（Ｗｒｉｂｂｏｎ）を有するガラスリボン３０ｂへと延伸することを含む、キャストガラス（３０ａ）を延伸するステップと、その後、ガラスリボン（３０ｂ）を周囲温度に冷却することとを含む方法（１００）。さらに、冷却、搬送および延伸するステップ中のキャストガラス（３０ａ）は約５０℃以上である。ガラス物品であって、１〜２５ｍｍの厚さを有する未研磨のガラスリボンを含み、小さい厚さ変動および小さい反りを有するウェーハへと切断可能であるガラス物品が開示される。
2021529718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスリボンを製造するための方法であって、
キャストガラスを成形するために、約１００ｍｍ〜約５ｍの幅（Ｗｃａｓｔ）および約１ｍｍ〜約５００ｍｍの厚さ（ｔ）を有するキャスタの中にガラスを流し込むステップと、
前記キャスタ内の前記キャストガラスを少なくとも１０８ポアズ（１０７Ｐａ・ｓ）の粘度に冷却するステップと、
前記キャスタから前記キャストガラスを搬送するステップと、
前記キャストガラスを１０７ポアズ（１０６Ｐａ・ｓ）未満の平均粘度に加熱して、前記キャストガラスを、Ｗｃａｓｔよりも小さい幅（Ｗｒｉｂｂｏｎ）を有するガラスリボンへと延伸するステップを含む、前記キャスタから前記キャストガラスを延伸するステップと、その後、
前記ガラスリボンを周囲温度に冷却するステップと
を含み、
前記冷却、搬送および延伸するステップ中の前記キャストガラスは約５０℃以上である、
方法。
【請求項２】
前記流し込むステップは、前記ガラスを約５０，０００ポアズ（５，０００Ｐａ・ｓ）〜約１０ポアズ（１Ｐａ・ｓ）の粘度で流し込むステップを含み、前記キャストガラスを冷却するステップは、前記キャスタ内の前記キャストガラスが少なくとも１０９ポアズ（１０８Ｐａ・ｓ）の粘度に冷却されるように行われ、前記延伸するステップは、前記キャストガラスが１０６ポアズ（１０５Ｐａ・ｓ）未満の平均粘度に加熱されるように行われる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記冷却、搬送および延伸するステップ中の前記キャストガラスは約２００℃以上である、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記延伸するステップは、前記キャストガラスを冷却するステップの後、前記キャストガラスに対して約３０秒〜約３０分行われる、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記延伸するステップは、前記キャストガラスのコアが前記キャストガラスの表面を少なくとも部分的に１０７ポアズ（１０６Ｐａ・ｓ）未満の平均粘度に加熱するように行われる、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記流し込むステップは、ガラスを溶融装置の、約１００ｍｍ〜約５ｍの幅を有するオリフィスから流し込むことによって行われ、前記オリフィスの前記幅は前記キャスタの前記幅（Ｗｃａｓｔ）以下である、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記キャストガラスの任意の結晶相の最大結晶成長速度が、前記キャストガラスを冷却、搬送および延伸するステップ中に約０．０１μｍ／分〜約１０μｍ／分である、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記ガラスは、ホウケイ酸塩ガラス、アルミノホウケイ酸塩ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、フルオロケイ酸塩ガラス、リンケイ酸塩ガラス、フルオロリン酸塩ガラス、スルホリン酸塩ガラス、ゲルマン酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラスおよびリン酸塩ガラスからなる群から選択される組成物を含み、前記ガラスの前記組成物は、前記キャストガラスの上限液相温度から下限液相温度まで測定すると、約０．０１μｍ／分〜１μｍ／分未満の任意の結晶相の結晶成長速度をさらに含む、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記ガラスリボンは、約０．０１μｍ〜約５０μｍの厚さ変動および約０．０１μｍ〜約１００μｍの反りを有する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
ガラス物品であって、
約１ｍｍ〜約２５ｍｍの厚さおよび２５ｍｍ〜約２００ｍｍの幅を有する未研磨のガラスリボンを含み、
前記ガラスリボンは、ホウケイ酸塩ガラス、アルミノホウケイ酸塩ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、フルオロケイ酸塩ガラス、リンケイ酸塩ガラス、フルオロリン酸塩ガラス、スルホリン酸塩ガラス、ゲルマン酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラス、リン酸塩ガラスおよびホウ酸塩ガラスからなる群から選択される組成物を含み、
前記組成物は、５×１０５ポアズ（５×１０４Ｐａ・ｓ）未満の上限液相粘度をさらに含み、
さらに、前記ガラスリボンは、約０．０１μｍ〜約５０μｍの厚さ変動および約０．０１μｍ〜約２００μｍの反りを有するガラスウェーハへと切断可能である、
ガラス物品。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本願は、２０１８年６月２８日に出願された米国仮特許出願第６２／６９１，０３１号明細書の優先権の利益を主張する２０１８年７月１７日に出願された蘭国特許出願第２０２１３２２号明細書の優先権の利益を主張し、その内容が依拠され、その内容全体を参照により本明細書に援用するものとする。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、概して、ガラスリボンを製造する方法、より詳細には、比較的低い液相粘度を有するガラス組成物から高い寸法安定性を有するガラスリボンを連続的に製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
高屈折率の組成物を含む液相粘度が低いガラス組成物からレンズおよび他の光学部品を製造する従来の方法では、コストが非常に高く、これらの方法から得られる溶融ガラスの利用率は低い。典型的には、これらの方法は、組成物を、最終的な最終製品よりも大幅に大きい厚さを有する長いバーへとキャスティングすることを含む。つまり、これらの成形方法では、最終製品の形状および寸法を得るために付加的な処理が必要となるキャストバーが製造される。
【０００４】
これらのキャストバーの付加的な処理は大規模になることが多い。具体的には、キャストバーはディスクへとソーイングされる。次いで、最終製品のレンズの最終的な外寸に外径を合わせるように研磨するために、ディスクが研削される。次いで、ディスクは、最終的なレンズ最終製品の大凡の厚さにワイヤソーイングされ、その後、最終製品レンズに必要となる反りおよび寸法均一性を得るために、かなり多くの回数の研削および研磨ステップに供される。結果として、これらのガラス組成物からレンズおよび他の光学部品を形成する従来のプロセスでは、コストが高く、溶融ガラスの利用率が低くなってしまう。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の幾つかの態様によれば、ガラスリボンを製造する方法であって、キャストガラスを成形するために、約１００ｍｍ〜約５ｍの幅（Ｗｃａｓｔ）および約１ｍｍ〜約５００ｍｍの厚さ（ｔ）を有するキャスタの中にガラスを流し込むことと、キャスタ内のキャストガラスを少なくとも１０８ポアズ（１０７Ｐａ・ｓ）の粘度に冷却することと、キャスタからキャストガラスを搬送することと、キャストガラスを１０７ポアズ（１０６Ｐａ・ｓ）未満の平均粘度に加熱して、キャストガラスを、Ｗｃａｓｔよりも小さい幅（Ｗｒｉｂｂｏｎ）を有するガラスリボンへと延伸するステップを含む、キャストガラスを延伸するステップと、その後、ガラスリボンを周囲温度に冷却することとを含む方法が提供される。さらに、冷却、搬送および延伸するステップ中のキャストガラスは約５０℃以上である。
【０００６】
本開示の幾つかの態様によれば、ガラス物品であって、約１ｍｍ〜約２５ｍｍの厚さおよび２５ｍｍ〜約２００ｍｍの幅を有する未研磨のガラスリボンを含むガラス物品が提供される。リボンは、ホウケイ酸塩ガラス、アルミノホウケイ酸塩ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、フルオロケイ酸塩ガラス、リンケイ酸塩ガラス、フルオロリン酸塩ガラス、スルホリン酸塩ガラス、ゲルマン酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラス、リン酸塩ガラスおよびホウ酸塩ガラスからなる群から選択されるガラスを含む。さらに、組成物は、５×１０５ポアズ（５×１０４Ｐａ・ｓ）未満の上限液相粘度を含む。加えて、ガラスリボンは、約０．０１μｍ〜約５０μｍの厚さ変動および約０．０１μｍ〜約２００μｍの反りを有するガラスウェーハへと切断可能である。
【０００７】
本開示の幾つかの態様によれば、ガラス物品であって、約１ｍｍ〜約２５ｍｍの厚さおよび１００ｍｍ〜約２００ｍｍの幅を有する未研磨のガラスウェーハを含むガラス物品が提供される。リボンは、ホウケイ酸塩ガラス、アルミノホウケイ酸塩ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、フルオロケイ酸塩ガラス、リンケイ酸塩ガラス、フルオロリン酸塩ガラス、スルホリン酸塩ガラス、ゲルマン酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラス、リン酸塩ガラスおよびホウ酸塩ガラスからなる群から選択されるガラスを含む。さらに、組成物は、５×１０５ポアズ（５×１０４Ｐａ・ｓ）未満の上限液相粘度を含む。加えて、ガラスウェーハは、約０．０１μｍ〜約５０μｍの厚さ変動および約０．０１μｍ〜約２００μｍの反りを有する。
【０００８】
付加的な特徴および利点は、以下の詳細な説明に記載されるが、それらはその説明から当業者に容易に明らかになるか、あるいは以下の詳細な説明、特許請求の範囲および添付の図面を含む本明細書に記載の実施形態を実施することによって認識されるであろう。
【０００９】
前述した概略的な説明と、以下の詳細な説明とは、共に様々な実施形態を説明しており、これらは、特許請求の範囲の主題の性質および特徴を理解するための概要または枠組みを提供することを意図していると理解すべきである。
【００１０】
添付の図面は、様々な実施形態を詳しく理解するために含まれていて、本明細書に組み込まれており、また、本明細書の一部を構成する。図面は、本明細書に記載の様々な実施形態を示しており、説明と共に特許請求の範囲の主題の原理および工程を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
以下は、添付の図面における図の説明である。図は必ずしも縮尺通りではなく、図の特定の機能および特定の表示は、明確さおよび簡潔さのために、縮尺または模式図において誇張して示されている場合がある。
【図１】一実施形態による、ガラスリボンを製造する方法の概略図である。
【図２】一実施形態による、ガラスリボンを製造する方法に従って使用できる装置、特にオリフィスと、キャスタと、加熱装置とを備えた溶融装置の概略図である。
【図３Ａ】一実施形態による、ガラスリボンを製造する方法で使用される流動ガラス用のアイソパイプを備えたオーバフロー成形装置の概略図である。
【図３Ｂ】一実施形態による、ガラスリボンを製造する方法で使用される流動ガラス用のアイソパイプを備えたオーバフロー成形装置の概略図である。
【００１２】
前述した概要および特定の発明技術の以下の詳細な説明は、図と併せて読むと、より理解しやすくなるであろう。特許請求の範囲は、図に示されている配置および手段に限定されないことを理解すべきである。さらに、図に示されている外観は、装置の規定の機能を達成するために採用可能な多くの装飾的な外観のうちの１つである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
付加的な特徴および利点は、以下の詳細な説明に記載されるが、それらは、その説明から当業者に明らかになるか、あるいは特許請求の範囲および添付の図面と共に以下の説明に記載されている実施形態を実施することによって認識されるであろう。
【００１４】
本明細書で使用される「および／または」という用語は、２つ以上の項目の列挙で使用される場合、列挙された項目のうちのいずれか１つを、単独でまたは列挙された項目の２つ以上の任意の組合せで使用できることを意味する。例えば、組成物が成分Ａ、Ｂおよび／またはＣを含むと記載されている場合、組成物は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの組合せ、ＡとＣの組合せ、ＢとＣの組合せまたはＡとＢとＣの組合せを含むことができる。
【００１５】
本明細書では、第１および第２、上および下などの関係を示す用語は、ある存在または行為を別の存在または行為から区別するためにのみ使用され、そのような存在または行為の間のなんらかの実際のそのような関係または順序を必ずしも要求または暗示するものではない。
【００１６】
当業者および本開示を製造または使用する者は、本開示の変更を思い付くであろう。したがって、図面に示されていて、上述されている実施形態は、例示目的にすぎず、均等論を含む特許法の原則に従って解釈されるように、以下の特許請求の範囲によって定義される本開示の範囲を限定することを意図しないことが理解される。
【００１７】
本明細書において使用される「約」という用語は、量、サイズ、配合物、パラメータならびにその他の量および特性が正確ではなく、また正確である必要はないが、必要に応じて公差、換算係数、四捨五入、測定誤差などおよび当業者に知られている他の要因を反映し、概算であってよいことおよび／またはそれよりも大きくても小さくてもよいことを意味する。「約」という用語が範囲の値または端点の記述において使用される場合、本開示は、言及される特定の値または端点を含むと理解すべきである。明細書の範囲の数値または端点に「約」が記載されているか否かにかかわらず、範囲の数値または端点は、「約」によって修飾されたものと、「約」によって修飾されていないものの２つの実施形態を含むことが意図されている。さらに、各範囲の端点は、他の端点と関連してかつ他の端点とは無関係に、の両方の意味を有することが理解されるであろう。
【００１８】
本明細書で使用される用語「実質的な」、「実質的に」およびそれらの変形形態では、説明された特徴が値または説明と等しいかほぼ等しいことに言及することが意図されている。例えば、「実質的に平面状の」表面は、平面状であるかほぼ平面状である表面を意味することが意図されている。さらに、「実質的に」は、２つの値が等しいかほぼ等しいことを示すことが意図されている。幾つかの実施形態では、「実質的に」は、互いの約１０％以内の値、例えば互いの約５％以内または互いの約２％以内を示す場合がある。
【００１９】
本明細書で使用される方向に関する用語、例えば、上、下、右、左、前、後、頂部、底部は、描かれている図に関してのみ言及しており、絶対的な方向を意味することを意図するものではない。
【００２０】
本明細書で使用される「the」、「a」または「an」という用語は、「少なくとも１つ」を意味し、そうでないとの明示的な指示がない限り、「１つのみ」に限定されるべきではない。したがって、例えば「ある構成要素（a component）」への言及は、文脈から明らかにそうでないことが示されていない限り、２つ以上のそのような構成要素を有する実施形態が含まれる。
【００２１】
本明細書で使用される「上限液相粘度」および「上限液相温度」という用語は、ガラスが結晶のない均質な溶融物を形成する時点の、本開示の物品および方法で使用されるガラスのそれぞれの粘度および温度を指す。さらに、「上限液相粘度」および「液相粘度」という用語は本明細書では互換的に使用され、また、「上限液相温度」および「液相温度」という用語も本明細書では互換的に使用される。
【００２２】
同様に、本明細書で使用される「下限液相粘度」および「下限液相温度」という用語は、ガラスの１つ以上の結晶相を成長しやすくできる時点の、本開示の物品および方法で使用されるガラスのそれぞれの粘度および温度を指す。
【００２３】
本明細書において、本開示の物品および方法で使用されるガラスの「失透ゾーン」は、上限液相温度から下限液相温度までによって与えられる温度範囲、例えばガラスが０．０１μｍ／分を超える１つ以上の結晶相の結晶成長を行う温度範囲である。
【００２４】
本明細書において、本開示の物品および方法で使用されるガラスの「平均粘度」は、本開示の分野の当業者によって理解される分析および測定方法に従って、平均粘度値を確認するのに十分な物品の領域および時間にわたって、言及されるプロセスまたは方法のステップ（例えば延伸）中に測定される、本開示のガラス、ガラスリボン、ガラスシートまたは他の物品の粘度を指す。
【００２５】
本明細書で使用される「連続的」という用語は、アニールまたは再延伸などの中間のかつ／または後冷却する熱処理を必要とせずに、ガラスシート、リボンおよび他の物品を形成するように構成された本開示の方法およびプロセスを指す。言い換えると、本開示のプロセスおよび方法は、延伸ステップよりも前にカットまたは切断されないガラスシート、ガラスリボンおよび他の物品を形成するように構成される。
【００２６】
本明細書で使用される「最大結晶成長速度」は、参照温度または参照温度範囲内における、本開示の物品および方法で使用されるガラスの任意の結晶相の例えばμｍ／分の単位での最大成長速度を指す。同様に、本明細書で使用される「結晶成長速度」は、参照温度または参照温度範囲内における、本開示の物品および方法で使用されるガラスの任意の結晶相の例えばμｍ／分の単位での成長速度を指す。
【００２７】
本明細書において、本開示のガラスウェーハ、ガラスリボン、ガラスシートまたは他の物品の「厚さ変動（thickness variation）」は、機械的接触式キャリパもしくはマイクロメータにより、または厚さが１ｍｍ以上の物品については非接触式レーザゲージにより、ガラスウェーハ、ガラスリボン、ガラスシートまたは他の物品の最小と最大の厚さの差を決定することによって測定される。
【００２８】
本明細書において、本開示のガラスウェーハ、ガラスリボン、ガラスシートまたは他の物品の「反り（warp）」は、物品を含む２つの平面間の距離から物品の平均厚さを引くことにより測定される。実質的に長方形の形状の本開示のガラスリボン、ガラスシートおよび他のガラス物品の場合、反りは、本開示の分野の当業者によって理解される原理に従って測定される。具体的には、反りは、各ビードの内側縁部から５ｍｍ引いた物品のビード間の品質領域から定義される長さの正方形の測定領域から評価される。同様に、実質的に円形のディスク様形状を有する本開示のガラスウェーハについても、反りは、本開示の分野の当業者によって理解される原理に従って測定される。具体的には、反りは、ウェーハの外径から５ｍｍ引くことにより定義される半径を有する円形の測定領域から評価される。
【００２９】
本明細書において、本開示のガラス、ガラスリボン、ガラスシートまたは他の物品の「臨界冷却速度」は、ガラス、ガラスシートまたは他の物品の複数のサンプルを、選択された様々な冷却速度でそのガラス転移温度まで溶融することによって決定される。サンプルは、その後、標準的な切断および研磨技術によって断面され、光学顕微鏡にて１００倍で評価され、バルクおよびその自由表面（すなわち上面、露出面および坩堝などとの界面の下面）における結晶の存在が確認される。臨界冷却速度は、冷却速度が最も低く、その表面とバルクとで結晶を示さないサンプルに対応する。
【００３０】
全般的に図面、特に図１を参照するが、図示は特定の実施形態を説明することを目的としており、これに添付された特許請求の範囲に本開示を限定することを意図していないことが理解されるであろう。図は必ずしも縮尺通りではなく、図の特定の特徴および特定の表示は、明確さおよび簡潔さのために、縮尺または概略的な形態において誇張して示されている場合がある。
【００３１】
本開示では、ガラスリボンを製造する方法、より詳しくは比較的低い液相粘度（例えば＜５×１０５ポアズ（５×１０４Ｐａ・ｓ））および／または比較的高いガラス屈折率を有するガラス組成物からの、レンズおよび他の光学部品のためのガラスリボンを連続的に製造する方法が記述される。これらの方法により製造されたガラスリボンは、高い寸法安定性と低い反りを有し、目的の最終製品と同等の最終寸法で製造される。結果として、本開示の方法に従って製造されたガラスリボンは、限られた後処理を必要とする。その結果、本開示のプロセスの方法は、液相粘度が低いガラス組成物からのレンズの製造において使用される従来のガラス成形プロセスと比較して、著しく低い製造コストを有する。さらに、本開示の方法は、溶融した状態のガラスの利用率が著しく高く、廃棄物が少ない。
【００３２】
特に、本開示のガラスリボンを製造する方法は、製造後のアニールまたは他の製造後の熱処理を必要としないという意味で連続的である。この方法は、例えばキャストガラスをキャスタを通して搬送することによって、失透ゾーンを通り周囲温度よりも高い温度（例えば＞５０℃）に冷却することを採用している。ガラスを周囲温度よりも高い温度に冷却した後、方法は、失透ゾーンへの若干の再加熱を伴う付加的な延伸ステップを採用する。延伸ステップにより、最終的な最終製品、例えば、高屈折率のウェーハ、レンズまたは他の光学部品で意図される程度の厚さ寸法を有するガラスリボンが得られる。さらに、延伸ステップは、失透を最小限に抑えるか、失透の可能性をなくすガラス粘度および温度で限られた時間行われることが有利である。加えて、この方法は、最終製品、例えばガラスリボン、ウェーハ、レンズまたは他のガラス物品を得るために、アニールまたは再延伸などの、冷却後（すなわち周囲温度に到達した後）の熱処理を必要としないという意味で特に有利である。同様に有利なことには、本開示の方法の複数の態様により、光学部品の反りおよび／または厚さ変動レベルを満たすために付加的な機械的処理、例えば研磨や研削などを必要としないガラスリボン、ウェーハ、レンズまたは他のガラス物品が得られる。
【００３３】
ここで図１を参照すると、ガラスリボン３０ｂを製造する方法１００の概略図が示されている。図１に示されているように、約２００ｍｍ〜約５ｍの幅（Ｗｃａｓｔ）２２と１ｍｍ以上の厚さ（ｔ）２４（図２を参照）とを有するキャスタ２０の中にガラス３０を溶融装置１０から流し込んでキャストガラス３０ａを成形するステップ１１０を含む、ガラスリボン３０ｂを製造する方法１００が提供される。ガラスリボン３０ｂを製造する方法１００は、キャスタ２０内のキャストガラス３０ａを少なくとも１０８ポアズ（１０７Ｐａ・ｓ）の粘度および５０℃以上の温度に冷却するステップ１２０をさらに含む。ガラスリボン３０ｂを製造する方法１００は、キャストガラス３０ａをキャスタ２０から搬送するステップ１３０も含む。加えて、ガラスリボン３０ｂを製造する方法１００は、１０７ポアズ（１０６Ｐａ・ｓ）未満の平均粘度のキャストガラス３０ａを、キャストガラス３０ａの幅（Ｗｃａｓｔ）２２よりも小さい幅（Ｗｒｉｂｂｏｎ）３２を有するガラスリボン３０ｂに、最終的な厚さ２４（ｔ）まで延伸するステップ１４０をさらに含む。さらに、延伸ステップ１４０は、キャストガラス３０ａを１０７ポアズ（１０６Ｐａ・ｓ）未満の平均粘度に加熱することを含む。ガラスリボン３０ｂを製造する方法１００は、ガラスリボン３０ｂを周囲温度に冷却するステップ１５０をさらに含む。
【００３４】
図１に示されているガラスを流し込むステップ１１０に関して、適切な溶融装置１０は、ガラス３０が溶融装置１０を出てキャスタ２０の中に流入する際のガラス３０の大凡の幅である最大寸法１２を有する出口要素４を介してガラス３０を送給することができる。溶融装置１０から流れるガラス３０の粘度に応じて、ガラス３０は出口要素４の最大寸法１２とほぼ同じか、それよりも小さい幅を有することができる。ガラスリボン３０ｂを製造する方法１００の幾つかの実施形態によれば、出口要素４の最大寸法１２は、キャスタ２０の幅（Ｗｃａｓｔ）２２以下である。別の実施形態では、出口要素４の最大寸法１２は、例えば比較的低い上限液相粘度（例えば５ポアズ（０．５Ｐａ・ｓ）〜５０００ポアズ（５００Ｐａ・ｓ））を有するガラス３０の組成物については、キャスタ２０の幅（Ｗｃａｓｔ）２２よりも大きくすることができる。特に、これらのガラスは、溶融すると、溶融装置１０の出口要素４を離れる際に「ネック」になることができ、溶融装置１０の出口要素４の最大寸法１２よりも小さい寸法の幅２２を有するキャスタ２０の中に流入することができる。
【００３５】
図１に示されているガラスリボン３０ｂを製造する方法１００を再度参照すると、溶融装置１０の複数の実施形態は、出口要素４がガラス３０を分配するように機能するオーバフロー成形装置またはオリフィス形態の出口要素４を備えた溶融器を含む。後者の実施形態では、溶融装置１０は、ガラス３０がオーバフローし、アイソパイプの形態で出口要素４に沿って広がることを可能にする堰を含むことができる（例えば、図３Ａおよび図３Ｂで示されているアイソパイプを備えたオーバフロー成形装置を参照のこと）。そのような実施形態では、ガラス３０は、アイソパイプの片側または両側に広がることができる。前者の実施形態に関して、溶融装置１０は、溶融ガラス３０が溶融装置１０を離れる際にこれを分配するオリフィスを備えた溶融器を含むことができる。さらに、本開示の分野の当業者は、ガラスリボン３０ｂを製造する方法１００での使用に適した他の溶融装置１０を構成することができる。
【００３６】
図１に示されているガラスリボン３０ｂを製造する方法１００の複数の実施形態では、ガラス３０は、ホウケイ酸塩ガラス、アルミノホウケイ酸塩ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、フルオロケイ酸塩ガラス、リンケイ酸塩ガラス、フルオロリン酸塩ガラス、スルホリン酸塩ガラス、ゲルマン酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラスおよびリン酸塩ガラスを含むガラス組成物から得られる。一実施形態によれば、ガラス３０は、レンズおよび光学部品に適した光学特性（例えば透過率、屈折率、熱膨張係数など）を示す任意のガラス組成物から得られる。一実施形態によれば、ガラス３０は、以下のガラス組成物（本明細書では「ガラスＡ」と呼ぶ）、つまり、４０．２モル％のＳｉＯ２、２．４モル％のＢ２Ｏ３、１１．３モル％のＬｉ２Ｏ、２２．９モル％のＣａＯ、５．４モル％のＬａ２Ｏ３、３．８モル％のＺｒＯ２、４．８モル％のＮｂ２Ｏ５および９．３モル％のＴｉＯ２から得られる。別の実施形態によれば、ガラス３０は、以下のガラス組成物（本明細書では「ガラスＢ」と呼ぶ）、つまり、４２．７モル％のＳｉＯ２、３．９モル％のＢ２Ｏ３、４．７モル％のＢａＯ、２６．６モル％のＣａＯ、４．５モル％のＬａ２Ｏ３、２．２モル％のＺｒＯ２、６．１モル％のＮｂ２Ｏ５および９．３モル％のＴｉＯ２から得られる。
【００３７】
図１に示されるガラスリボン３０ｂを製造する方法１００の幾つかの実施形態では、ガラス３０は、５×１０５ポアズ（５×１０４Ｐａ・ｓ）未満の上限液相粘度を有する。幾つかの実施形態によれば、ガラス３０は、５×１０５ポアズ（５×１０４Ｐａ・ｓ）未満、１×１０５ポアズ（１×１０４Ｐａ・ｓ）未満、５×１０４ポアズ（５×１０３Ｐａ・ｓ）未満、１×１０４ポアズ（１×１０３Ｐａ・ｓ）未満、５×１０３ポアズ（５×１０２Ｐａ・ｓ）未満、１×１０３ポアズ（１×１０２Ｐａ・ｓ）未満、５×１０２ポアズ（５０Ｐａ・ｓ）未満、１００ポアズ（１０Ｐａ・ｓ）未満、５０ポアズ（５Ｐａ・ｓ）未満、４０ポアズ（４Ｐａ・ｓ）未満、３０ポアズ（３Ｐａ・ｓ）未満、２０ポアズ（２Ｐａ・ｓ）未満、１０ポアズ（１Ｐａ・ｓ）未満の上限液相粘度およびこれらのレベル間の全ての上限液相粘度を示す組成物から構成することができる。方法の幾つかの実施形態によれば、ステップ１１０中のガラス３０の上限液相粘度は、約５ポアズ（０．５Ｐａ・ｓ）〜約５００００ポアズ（５０００Ｐａ・ｓ）の範囲である。さらに、方法１００の特定の実施形態では、ガラス３０は、約１．５〜約２．１の屈折率を有するガラス組成物から得られる。幾つかの実施形態では、ガラス３０は、約１．６〜約２．０、約１．６５〜約１．９、約１．７〜約１．８５の屈折率およびこれらのレベル間の全ての屈折率値を有するガラス組成物から得られる。
【００３８】
図１に示されているガラスリボン３０ｂを製造する方法１００の流し込むステップ１１０を再度参照すると、このステップは、ガラス３０が１０００℃以上の温度で流動するように行うことができる。ガラス３０は、約１０００℃〜約１５００℃、約１０００℃〜約１４００℃、約１０００℃〜約１３００℃、約１０００℃〜約１２５０℃、約１０００℃〜約１２００℃、約１０００℃〜約１１５０℃およびこれらのレベル間の全ての値の温度で流動させることができる。流し込むステップ１１０は、ガラス３０が溶融装置１０から流れる際に５×１０４ポアズ（５×１０３Ｐａ・ｓ）未満の粘度を有するように行うことができる。幾つかの実施形態では、溶融装置１０の出口要素４を出てキャスタ２０に流入する際のガラス３０は、５×１０４ポアズ（５×１０３Ｐａ・ｓ）未満、１×１０４ポアズ（１×１０３Ｐａ・ｓ）未満、５×１０３ポアズ（５×１０２Ｐａ・ｓ）未満、１×１０３ポアズ（１×１０２Ｐａ・ｓ）未満、５×１０２ポアズ（５０Ｐａ・ｓ）未満、１００ポアズ（１０Ｐａ・ｓ）未満、５０ポアズ（５Ｐａ・ｓ）未満、４０ポアズ（４Ｐａ・ｓ）未満、３０ポアズ（３Ｐａ・ｓ）未満、２０ポアズ（２Ｐａ・ｓ）未満、１０ポアズ（１Ｐａ・ｓ）未満の粘度およびこれらのレベル間の全ての粘度を有する。方法１００の幾つかの実施形態によれば、溶融装置１０を出る際のガラス３０は、ステップ１１０の間に、約１０ポアズ（１Ｐａ・ｓ）〜約１０００ポアズ（１００Ｐａ・ｓ）または約１０ポアズ（１Ｐａ・ｓ）〜約５０，０００ポアズ（５，０００Ｐａ・ｓ）の範囲の粘度を有する。
【００３９】
図１に示されているガラスリボン３０ｂを製造する方法１００のステップ１１０を再度参照すると、このステップは、約２００ｍｍ〜約５メートル（ｍ）の幅（Ｗｃａｓｔ）２２と１ｍｍ〜約５００ｍｍの厚さ（ｔ）２４を有するキャスタ２０の中にガラス３０を流し込んでキャストガラス３０ａを成形することを含む（図２を参照）。幾つかの実施形態では、キャスタ２０の幅（Ｗｃａｓｔ）２２は、約２００ｍｍ〜約５メートル（ｍ）、約２５０ｍｍ〜約５ｍ、約３００ｍｍ〜約５ｍ、約３５０ｍｍ〜約５ｍ、約４００ｍｍ〜約５ｍ、約４５０ｍｍ〜約５ｍ、約５００ｍｍ〜約５ｍおよびこれらのレベル間の全ての幅の値である。幾つかの実施形態によれば、キャスタ２０の幅（Ｗｃａｓｔ）２２は、約２００ｍｍ〜約５ｍ、約２００ｍｍ〜約４ｍ、約２００ｍｍ〜約３ｍ、約２００ｍｍ〜約２ｍ、約２００ｍｍ〜約１ｍ、約２００ｍｍ〜約０．９ｍ、約２００ｍｍ〜約０．８ｍ、約２００ｍｍ〜約０．７ｍ、約２００ｍｍ〜約０．６ｍ、約２００ｍｍ〜約０．５ｍおよびこれらのレベル間の全ての幅の値である。さらに、幾つかの実施形態では、キャスタ２０の厚さ（ｔ）２４（図２を参照）は、約１ｍｍ以上、約２ｍｍ以上、約３ｍｍ以上、約４ｍｍ以上、約５ｍｍ以上、約７ｍｍ以上、約８ｍｍ以上、約９ｍｍ以上、約１０ｍｍ以上、約１５ｍｍ以上、約２０ｍｍ以上、約２５ｍｍ以上、約３０ｍｍ以上、約３５ｍｍ以上、約４０ｍｍ以上、約４５ｍｍ以上、約５０ｍｍ以上または約５００ｍｍまでの任意の厚さである。
【００４０】
ここで、図１に示されているガラスリボン３０ｂを製造する方法１００のステップ１２０を参照すると、このステップは、キャスタ２０内のキャストガラス３０ａを少なくとも１０８ポアズ（１０７Ｐａ・ｓ）の粘度および５０℃以上の温度に冷却するためのものである。そのため、本開示の分野の当業者に理解されるように、例えばキャストガラス３０ａが図１で示されている矢印の方向に牽引器４０によって搬送される際に、キャスタ２０がキャストガラス３０ａを５０℃以上の温度に冷却するための失透ゾーンを通してガラス３０を冷却できることを条件として、キャスタ２０は、例えば付加的な冷却能力の有無にかかわらず様々な材料の様々な構造のものとすることができる。キャストガラス３０ａを冷却するステップ１２０は、任意の結晶相の最大成長速度が、ガラス３０ａの上限液相粘度から下部液相粘度まで（本明細書では「失透ゾーン」とも呼ばれる）１０μｍ／分未満であるように行うことができる。幾つかの実施形態では、キャストガラス３０ａを冷却するステップ１２０は、失透ゾーンを通るガラス３０の任意の結晶相の最大成長速度が、１０μｍ／分未満、９μｍ／分未満、８μｍ／分、７μｍ／分未満、６μｍ／分未満、５μｍ／分未満、４μｍ／分未満、３μｍ／分未満、２μｍ／分未満、１未満μｍ／分、０．５μｍ／分未満、０．１μｍ／分未満、０．０１μｍ／分未満ならびにこれらの速度未満および／またはこれらの速度の間の全ての成長速度であるように行われる。特に、ガラスＡおよびガラスＢの組成物の最大結晶成長速度（Ｖｍａｘ）は、それぞれ１０３０℃で約６〜７μｍ／分、１０５０℃で約２〜３μｍ／分である。したがって、方法１００の複数の態様は、ガラスＡまたはガラスＢの組成物から製造された場合のガラス３０の結晶成長速度がこれらの最大結晶成長速度（Ｖｍａｘ）値よりも小さくなるように冷却ステップ１２０を行うことを含む。
【００４１】
図１に示されているガラスリボン３０ｂを製造する方法１００の別の態様によれば、冷却ステップ１２０は、キャストガラス３０ａを、キャストガラス３０ａの臨界冷却速度またはそれよりも高い温度（すなわち５０℃以上）に冷却するために行うことができる。本明細書において、「臨界冷却速度」は、所定のガラス組成物の複数のサンプルを、選択された様々な冷却速度でそのガラス転移温度まで溶融することによって決定される。サンプルは、その後、標準的な切断および研磨技術によって断面され、光学顕微鏡により１００倍で評価され、バルクおよびその自由表面（すなわち、上面、露出面および坩堝などとの界面の下面）における結晶の存在が確認される。臨界冷却速度は、冷却速度が最も低くその表面とバルクで結晶を示さないサンプルに対応する。
【００４２】
一実施形態によれば、牽引器４０は、キャストガラス３０ａが冷却ステップ１２０および搬送ステップ１３０の間にそれぞれキャスタ２０を通過して出る際のキャストガラス３０ａの速度を制御するための１つ以上のローラを含む。有利には、冷却ステップ１２０は、キャストガラス３０ａが５０℃を確実に下回らないようにかつ後続の搬送ステップ１３０および延伸ステップ１４０の間にそれぞれ行われる付加的な加熱を考慮して方法１００が連続性を確実に維持できるように行われる。幾つかの態様では、後続のそれぞれ搬送ステップ１３０および延伸ステップ１４０の間にキャストガラス３０ａをそのコアからその表面に向かって再加熱するために、冷却ステップ１２０の後にキャストガラス３０ａ中に残っている熱エネルギーが使用される。
【００４３】
図１に示されている方法１００の幾つかの実施形態では、冷却ステップ１２０中の温度は、５０℃以上、１００℃以上、１５０℃以上、２００℃以上、２５０℃以上、３００℃以上、３５０℃以上、４００℃以上、４５０℃以上、５００℃以上およびこれらの下限閾値レベル間の全ての温度値である。方法１００の実施形態では、冷却ステップ１２０は、キャスタ２０内のキャストガラス３０ａを８００℃未満かつ５０℃以上の温度に冷却することを含む。方法１００の実施形態によれば、流し込み、冷却、引っ張りおよび延伸のステップ１１０〜１４０は、例えば方法１００を連続的に確実に実施できるようにするために、キャストガラス３０ａが５０℃未満の温度に到達しないように行われる。方法１００の幾つかの実施形態によれば、冷却１２０のステップは、キャスタ２０内のキャストガラス３０ａが少なくとも１０８ポアズ（１０７Ｐａ・ｓ）、少なくとも５×１０８ポアズ（５×１０７Ｐａ・ｓ）、少なくとも１０９ポアズ（１０８Ｐａ・ｓ）、少なくとも５×１０９ポアズ（５×１０８Ｐａ・ｓ）、少なくとも１０１０ポアズ（１０９Ｐａ・ｓ）、少なくとも５×１０１０ポアズ（５×１０９Ｐａ・ｓ）またはそれより大きい粘度になるように行われる。ガラスリボン３０ｂを製造する方法１００の幾つかの態様では、冷却ステップ１２０は、キャストガラス３０ａが約６５０℃〜約７５０℃の温度および少なくとも１０９ポアズ（１０８Ｐａ・ｓ）の粘度に維持されるように行われる。
【００４４】
図１に示されているガラスリボン３０ｂを製造する方法１００を再度参照すると、この方法は、キャストガラス３０ａをキャスタ２０から搬送するための搬送ステップ１３０をさらに含む。ステップ１３０の搬送態様は、一部、牽引器４０の作用によって行うことができる。具体的には、キャストガラス３０ａが、ステップ１３０中に牽引器４０によってキャスタ２０の端部からヒータ５０およびエッジローラ６０の任意選択的なバンクに向かって移動させられるかまたは別の形態で搬送される。方法１００の複数の実施形態によれば、搬送ステップ１３０は、キャストガラス３０ａの速度を制御するように、例えばキャストガラス３０ａの流量が１％以下しか変動しないように行うことができる。
【００４５】
ガラスリボン３０ｂを製造する方法１００は、搬送ステップ１３０におけるキャストガラス３０ａの粘度よりも低い平均粘度、例えば１０７ポアズ（１０６Ｐａ・ｓ）よりも低い平均粘度でキャストガラス３０ａを延伸するステップ１４０も含む。ステップ１４０は、例えばヒータ５０の任意選択的なバンクを用いてキャストガラス３０ａを１０７ポアズ（１０６Ｐａ・ｓ）未満の平均粘度に加熱することも含む。ヒータ５０は、存在する場合、抵抗加熱要素、誘導加熱要素、赤外線加熱要素および本開示の分野の当業者に理解されるその他のものなどの、キャストガラス３０ａを１０７ポアズ（１０６Ｐａ・ｓ）未満の平均粘度に加熱するための任意の様々な構造および構成要素を含むことができるが、これらに限定されない。幾つかの実施形態では、キャストガラス３０ａを１０７ポアズ（１０６Ｐａ・ｓ）未満の平均粘度に加熱することを含むステップ１４０の態様は、キャストガラス３０ａに付加的な熱エネルギーを与えない。例えば、延伸ステップ１４０は、キャストガラス３０ａのコアがキャストガラス３０ａの表面を少なくとも部分的に１０７ポアズ（１０６Ｐａ・ｓ）未満の平均粘度に加熱するように行うことができる。
【００４６】
さらに、キャストガラス３０ａを、キャスタ２０の幅２２（Ｗｃａｓｔ）以下の幅３２（Ｗｒｉｂｂｏｎ）を有しかつキャストガラス３０ａの厚さ（ｔ）２４以下である最終的な厚さ（ｔ）３４を有するガラスリボン３０ｂへと延伸するために、キャストガラス３０ａを延伸する延伸ステップ１４０が行われる（図２も参照）。幾つかの態様では、ガラスリボン３０ｂの幅３２（Ｗｒｉｂｂｏｎ）は、約１０ｍｍ〜約５ｍｍ、約２０ｍｍ〜約５ｍｍ、約３０ｍｍ〜約５ｍｍ、約４０ｍｍ〜約５ｍｍ、約５０ｍｍ〜約５ｍｍ、約１００ｍｍ〜約５ｍｍ、約２００ｍｍ〜約５ｍｍ、約２５０ｍｍ〜約５ｍｍ、約３００ｍｍ〜約５ｍｍ、約３５０ｍｍ〜約５ｍｍ、約４００ｍｍ〜約５ｍｍおよびこれらのレベル間の全ての幅の値である。キャストガラス３０ａをリボン３０ｂへと延伸するステップ１４０の態様は、一部、図１に示されているエッジローラ６０の作用によって行うことができる。
【００４７】
ガラスリボン３０ｂを製造する方法１００の幾つかの実施形態によれば、延伸ステップ１４０は、キャストガラス３０ａに対して３０分以内（すなわち、キャストガラス３０ａを冷却するためのステップ１２０およびキャストガラス３０ａを搬送するためのステップ１３０の後で、ガラスリボン３０ｂを周囲温度に冷却するための後続のステップ１５０の前に）行われる。方法１００によれば、キャストガラス３０ａは、ステップ１１０〜１４０のそれぞれの最中に約５０℃以上の温度にあることを理解すべきである。幾つかの実施形態では、延伸ステップ１４０は、少なくとも３０秒の時間を維持しながら、３０分以下、２５分以下、２０分以下、１５分以下、１０分以下、５分以下およびこれらの上限時間閾値未満の全ての時間にわたって行うことができる。前述したように、ガラスリボン３０ｂを製造する方法１００の複数の態様は、キャストガラス３０ａをこのステップの延伸態様に影響を与えるのに十分に低い粘度に維持しながら、すなわち、キャストガラス３０ａを、キャストガラス３０ａの幅２２よりも小さい幅３２を有するガラスリボン３０ｂへと変換しながら、キャストガラス３０ａが確実に全くまたはほとんど結晶化しないようにするために延伸ステップ１４０中の温度および／または時間が有利に最小化されるように行われる。
【００４８】
図１に示されているガラスリボン３０ｂを製造する方法１００の幾つかの実施形態によれば、搬送ステップ１３０および延伸ステップ１４０は、キャストガラス３０ａが、１０７ポアズ（１０６Ｐａ・ｓ）未満、５×１０６ポアズ（５×１０５Ｐａ・ｓ）未満、１０６ポアズ（１０５Ｐａ・ｓ）未満、５×１０５ポアズ（５×１０４Ｐａ・ｓ）未満、１０５ポアズ（１０４Ｐａ・ｓ）未満、５×１０４ポアズ（５×１０３Ｐａ・ｓ）未満である一方で１０４ポアズ（１０３Ｐａ・ｓ）以上である平均粘度およびこれらのレベル間の全ての平均粘度に維持されるように行われる。方法１００の幾つかの実施形態では、キャストガラス３０ａの平均粘度は、搬送ステップ１３０および延伸ステップ１４０の最中に７５０℃〜９００℃の温度で１０６ポアズ（１０５Ｐａ・ｓ）〜１０４ポアズ（１０３Ｐａ・ｓ）に維持される。
【００４９】
図１に示されるガラスリボン３０ｂを製造する方法１００を再度参照すると、方法の最終冷却ステップ１５０は、ガラスリボン３０ｂを周囲温度に冷却することを含み得る。前述したように、方法１００の複数の実施形態は、ガラス３０およびキャストガラス３０ａがステップ１１０〜１４０の最中に５０℃以上の温度に維持されるように行われ、そのため、方法１００を連続的に確実に実施することができる。方法１００の幾つかの実施形態によれば、ステップ１１０〜１４０は、５０℃以上、７５℃以上、１００℃以上、１５０℃以上、２００℃以上、２５０℃以上、３００℃以上およびこれらの下限温度間の全ての下限温度閾値の温度で行われる。さらに、ガラスリボン３０ｂを冷却するためのステップ１５０は、本開示の分野の当業者によって理解されるように、外部冷却の有無にかかわらず行うことができる。さらに、方法１００の幾つかの態様では、エッジローラ６０は、冷却ステップ１５０のうちの冷却の一部または全部を行うための冷却能力を含むことができる。
【００５０】
図１に示されているガラスリボン３０ｂを製造する方法１００をさらに参照すると、方法１００の複数の実施形態は、ガラスリボン３０ｂが２００μｍ未満の厚さ変動を有するように行われる。幾つかの実施形態によれば、ガラスリボン３０ｂは、２００μｍ未満、１５０μｍ未満、１００μｍ未満、７５μｍ未満、５０μｍ未満、４０μｍ未満、３０μｍ未満、２０μｍ未満、１０μｍ未満、５μｍ未満、４μｍ未満、３μｍ未満、２μｍ未満、１μｍ未満、０．５μｍ未満の厚さ変動およびこれらのレベル間の全ての厚さ変動レベルを有し得る。実用上の観点から、方法１００に従って製造されたガラスリボン３０ｂは、わずか０．０１μｍの厚さ変動を有し得る。方法１００の幾つかの実施形態では、方法１００によって製造されたガラスリボン３０ｂは、５００μｍ未満の反りを有する。幾つかの実施形態によれば、方法１００によって製造されたガラスリボン３０ｂは、５００μｍ未満、４００μｍ未満、３００μｍ未満、２００μｍ未満、１５０μｍ未満、１００μｍ未満、５０μｍ未満、４０μｍ未満、３０μｍ未満、２０μｍ未満、１０μｍ未満、５μｍ未満、０．１μｍ未満、０．０５μｍ超の反りおよびこれらのレベル間の全ての反りの値を有する。実用上の観点から、方法１００に従って製造されたガラスリボン３０ｂは、わずか０．０１μｍの反りを有し得る。さらに、方法１００の幾つかの実施形態は、ガラスリボン３０ｂが５μｍ未満の表面粗さ（Ｒａ）（任意の後処理の前に測定）を有するように行われる。幾つかの実施形態によれば、方法１００によって製造されたガラスリボン３０ｂは、５μｍ未満、４μｍ未満、３μｍ未満、３μｍ未満、２μｍ未満、１μｍ未満、０．７５μｍ未満、０．５μｍ未満、０．２５μｍ未満、０．１μｍ未満、５０ｎｍ未満、わずか１０ｎｍの表面粗さ（Ｒａ）およびこれらのレベル間の全ての表面粗さの値を有する。一実施形態によれば、方法１００によって製造されたガラスリボン３０ｂは、１μｍ未満、０．９μｍ未満、０．８μｍ未満、０．７μｍ未満、０．６μｍ未満、０．５μｍ未満、０．４μｍ未満、０．３μｍ未満、０．２μｍ未満、０．１μｍ未満、９０ｎｍ未満、８０ｎｍ未満、７０ｎｍ未満、６０ｎｍ未満、５０ｎｍ未満、未満４０ｎｍ、３０ｎｍ未満、２０ｎｍ未満、わずか１０ｎｍの表面粗さ（Ｒａ）およびこれらのレベル間の全ての表面粗さの値を有する。
【００５１】
ここで図２を参照すると、本開示によるガラスリボン３０ｂを製造する方法１００（図１を参照）に従って使用可能な装置の概略図が提供される。具体的には、図２には、他の特徴の中でもとりわけ、オリフィス４ａ、キャスタ２０およびヒータ５０を備えた溶融装置１０ａが示されている。他の全ての点において、図２に示されている装置は、ガラスリボン３０ｂを製造する方法１００で使用するための図１で示されている装置に等しいかまたは実質的に類似している（図１および前述の説明を参照）。したがって、図２における同様の番号の要素は、図１に示されているものと同じまたは実質的に同様の機能および構造を有する。さらに、方法１００（図１を参照）の実施形態によれば、流し込むステップ１１０は、溶融装置１０ａ（図２を参照）の、５メートル（ｍ）未満の最大寸法１２を有するオリフィス４ａからガラス３０を流し込むことによって行うことができる。オリフィス４ａの最大寸法１２は、キャスタ２０の幅（Ｗｃａｓｔ）２２以下とすることができる。さらに、オリフィス４ａの幅１４は、約１ｍｍ以上、約２ｍｍ以上、約３ｍｍ以上、約４ｍｍ以上、約５ｍｍ以上、約７ｍｍ以上、約８ｍｍ以上、約９ｍｍ以上、約１０ｍｍ以上、約１５ｍｍ以上、約２０ｍｍ以上、約２５ｍｍ以上、約３０ｍｍ以上、約３５ｍｍ以上、約４０ｍｍ以上、約４５ｍｍ以上、約５０ｍｍ以上または約５００ｍｍまでの任意の幅とすることができる。
【００５２】
図２を再度参照すると、流し込むステップ１１０（図１を参照）の最中の溶融装置１０ａから流れるガラス３０の粘度に応じて、ガラス３０は、オリフィス４ａの最大寸法１２とほぼ同じかそれよりも小さい幅を有することができる。そのため、オリフィス４ａの最大寸法１２は、キャスタ２０の幅（Ｗｃａｓｔ）２２以下とすることができる。別の実施形態では、オリフィス４ａの最大寸法１２は、例えば上限液相粘度が比較的低い（例えば５ポアズ（０．５Ｐａ・ｓ）〜５００００ポアズ（５０００Ｐａ・ｓ））ガラス３０の組成物については、キャスタ２０の幅（Ｗｃａｓｔ）２２よりも大きくすることができる。特に、これらのガラスは、溶融すると、溶融装置１０ａのオリフィス４ａを離れる際に「ネック」になることができ、溶融装置１０ａのオリフィス４ａの最大寸法１２よりも小さい寸法の幅２２を有するキャスタ２０の中に流入することができる。
【００５３】
図２にも示されているように、ガラスリボン３０ｂは、ガラスリボン３０ｂの幅３２（Ｗｒｉｂｂｏｎ）と実質的に同等から、ガラスリボン３０ｂの幅３２の約５０％までの範囲の外径を有するウェーハ３６へと切断することができる。複数の実施形態では、ガラスリボン３０ｂからウェーハ３６を切断するステップは、上で概説した図１に示されている方法１００の冷却ステップ１５０の後に行うことができる。図２に例示的な形態で示されているウェーハ３６は、ディスクの形態である。しかしながら、ウェーハ３６は、限定するものではないが、正方形、長方形、円形、楕円形などの任意の様々な形状をとることができる。幾つかの実施形態によれば、ウェーハ３６は、約２ｍｍ以下の厚さ３４（ｔ）および約１００ｍｍ〜約５００ｍｍの最大寸法（例えば直径、幅またはその他の最大寸法）を有することができる。幾つかの態様では、ウェーハ３６は、約１ｍｍ以下の厚さ３４（ｔ）および１５０ｍｍ〜約３００ｍｍの最大寸法を有する。ウェーハ３６は、約１ｍｍ〜約５０ｍｍまたは約１ｍｍ〜約２５ｍｍの範囲の厚さも有することができる。ウェーハ３６は、約２５ｍｍ〜約３００ｍｍ、約５０ｍｍ〜約２５０ｍｍ、約５０ｍｍ〜約２００ｍｍまたは約１００ｍｍ〜約２００ｍｍの範囲の最大寸法も有することができる。有利には、方法１００に従って形成されたウェーハ３６は、付加的な表面研磨なしで、ガラスリボン３０ｂに関連して上で概説したものと同じ厚さ変動レベル、表面粗さおよび／または反りのレベルを示すことができる。複数の実施形態では、最終製品、例えば光学用途のレンズの最終寸法を得るために、ウェーハ３６に対してそれらの外径のある程度の限定的な研削および研磨を行うことができる。
【００５４】
ここで図３Ａおよび３Ｂを参照すると、一実施形態による、ガラスリボン３０ｂを製造する方法１００（図１を参照）で使用されるガラス３０を流し込むためのアイソパイプ８を備えたオーバフロー溶融装置１０ｂの概略図が示されている。特に、オーバフロー溶融装置１０ｂは、ガラス３０を流し込むステップ１１０の間に使用することができる。一実施形態によれば、ガラス３０は、方法１００の溶融態様に従って溶融し、容器６からアイソパイプ８へと流入することができる。容器６は、ガラスの溶融に関する本開示の分野の当業者によって理解される任意の様々な加熱要素のいずれかを含む。ガラス３０が堰またはアイソパイプ８の同様の態様からオーバフローすると、これはアイソパイプ８を越えてキャスタ２０（図示せず）の中に流れ落ちる。図３Ａおよび図３Ｂの例示的な形態で示されているように、オーバフロー溶融装置１０ｂは、アイソパイプ８内に堰を含むことができ、これによって、ガラス３０がオーバフローし、アイソパイプ８の外側表面に沿って広がることができる。そのような実施形態では、ガラス３０は、アイソパイプ８の片側または両側で幅４ｂに広がることができる。図３Ａおよび図３Ｂに示されているように、アイソパイプ８は、垂直から角度９だけ角度が付けられた片側を有する。典型的には、角度９は、約０°〜３０°、好ましくは０°〜２０°である。ガラスリボン３０ｂを製造する方法１００の一実施形態（図１を参照）によれば、オーバフロー溶融装置１０ｂは、５ｍ未満の幅４ｂを有し、これはキャスタ２０の幅２２（Ｗｃａｓｔ）以下である。
【００５５】
例示的な実施形態および例を例示の目的で説明してきたが、前述した説明は、開示および添付の特許請求の範囲を限定することをいかなる形でも意図するものではない。したがって、本開示の趣旨および様々な原理から実質的に逸脱することなしに、上述した実施形態および例に対して変更および修正を行うことができる。そのような全ての修正および変更は、本開示の範囲内に含まれ、以下の特許請求の範囲によって保護されることが本明細書では意図されている。
【００５６】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００５７】
実施形態１  
ガラスリボンを製造するための方法であって、
キャストガラスを成形するために、約１００ｍｍ〜約５ｍの幅（Ｗｃａｓｔ）および約１ｍｍ〜約５００ｍｍの厚さ（ｔ）を有するキャスタの中にガラスを流し込むステップと、
前記キャスタ内の前記キャストガラスを少なくとも１０８ポアズ（１０７Ｐａ・ｓ）の粘度に冷却するステップと、
前記キャスタから前記キャストガラスを搬送するステップと、
前記キャストガラスを１０７ポアズ（１０６Ｐａ・ｓ）未満の平均粘度に加熱して、前記キャストガラスを、Ｗｃａｓｔよりも小さい幅（Ｗｒｉｂｂｏｎ）を有するガラスリボンへと延伸するステップを含む、前記キャスタから前記キャストガラスを延伸するステップと、その後、
前記ガラスリボンを周囲温度に冷却するステップと
を含み、
前記冷却、搬送および延伸するステップ中の前記キャストガラスは約５０℃以上である、
方法。
【００５８】
実施形態２  
前記流し込むステップは、前記ガラスを約５０，０００ポアズ（５，０００Ｐａ・ｓ）〜約１０ポアズ（１Ｐａ・ｓ）の粘度で流し込むステップを含む、実施形態１記載の方法。
【００５９】
実施形態３  
前記冷却、搬送および延伸するステップ中の前記キャストガラスは約２００℃以上である、実施形態１または２記載の方法。
【００６０】
実施形態４  
前記キャストガラスを冷却するステップは、前記キャスタ内の前記キャストガラスが少なくとも１０９ポアズ（１０８Ｐａ・ｓ）の粘度に冷却されるように行われる、実施形態１から３までのいずれか１つ記載の方法。
【００６１】
実施形態５  
前記延伸するステップは、前記キャストガラスが１０６ポアズ（１０５Ｐａ・ｓ）未満の平均粘度に加熱されるように行われる、実施形態１から４までのいずれか１つ記載の方法。
【００６２】
実施形態６  
前記ガラスは、５×１０５ポアズ（５×１０４Ｐａ・ｓ）未満の上限液相粘度を含む、実施形態１から５までのいずれか１つ記載の方法。
【００６３】
実施形態７  
前記ガラスは、ホウケイ酸塩ガラス、アルミノホウケイ酸塩ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、フルオロケイ酸塩ガラス、リンケイ酸塩ガラス、フルオロリン酸塩ガラス、スルホリン酸塩ガラス、ゲルマン酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラスおよびリン酸塩ガラスからなる群から選択される組成物を含む、実施形態１から６までのいずれか１つ記載の方法。
【００６４】
実施形態８  
前記流し込むステップは、前記ガラスを１０００℃以上の温度で流し込むステップを含み、前記キャストガラスを冷却するステップは、前記キャスタ内の前記キャストガラスを８００℃以下５０℃以上の温度に冷却するステップを含む、実施形態１から７までのいずれか１つ記載の方法。
【００６５】
実施形態９  
前記幅（Ｗｃａｓｔ）は約４００ｍｍ〜約５ｍであり、前記厚さ（ｔ）は約５ｍｍ〜約５００ｍｍである、実施形態１から８までのいずれか１つ記載の方法。
【００６６】
実施形態１０  
前記延伸するステップは、前記キャストガラスを冷却するステップの後、前記キャストガラスに対して約３０秒〜約３０分行われる、実施形態１から９までのいずれか１つ記載の方法。
【００６７】
実施形態１１  
前記延伸するステップは、前記キャストガラスのコアが前記キャストガラスの表面を少なくとも部分的に１０７ポアズ（１０６Ｐａ・ｓ）未満の平均粘度に加熱するように行われる、実施形態１から１０までのいずれか１つ記載の方法。
【００６８】
実施形態１２  
前記ガラスリボンは約０．０１μｍ〜約５０μｍの厚さ変動を有する、実施形態１から１１までのいずれか１つ記載の方法。
【００６９】
実施形態１３  
前記ガラスリボンは約０．０１μｍ〜約１００μｍの反りを有する、実施形態１から１２までのいずれか１つ記載の方法。
【００７０】
実施形態１４  
前記流し込むステップは、ガラスを溶融装置の、約１００ｍｍ〜約５ｍの幅を有するオリフィスから流し込むことによって行われ、前記オリフィスの前記幅は前記キャスタの前記幅（Ｗｃａｓｔ）以下である、実施形態１から１３までのいずれか１つ記載の方法。
【００７１】
実施形態１５  
前記溶融装置はオーバフロー成形装置である、実施形態１４記載の方法。
【００７２】
実施形態１６  
前記キャストガラスの任意の結晶相の最大結晶成長速度が、前記キャストガラスを冷却、搬送および延伸するステップ中に約０．０１μｍ／分〜約１０μｍ／分である、実施形態１から１５までのいずれか１つ記載の方法。
【００７３】
実施形態１７  
前記キャストガラスの任意の結晶相の最大結晶成長速度が、前記キャストガラスを冷却、搬送および延伸するステップ中に約０．０１μｍ／分〜約５μｍ／分である、実施形態１から１５までのいずれか１つ記載の方法。
【００７４】
実施形態１８  
前記ガラスの前記組成物は、前記キャストガラスの上限液相温度から下限液相温度まで測定すると、約０．０１μｍ／分〜１μｍ／分未満の任意の結晶相の結晶成長速度をさらに含む、実施形態７記載の方法。
【００７５】
実施形態１９  
前記ガラスリボンは約０．０１μｍ〜約５０μｍの厚さ変動を有する、実施形態１６から１８までのいずれか１つ記載の方法。
【００７６】
実施形態２０  
前記ガラスリボンは約０．０１μｍ〜約１００μｍの反りを有する、実施形態１６から１９までのいずれか１つ記載の方法。
【００７７】
実施形態２１  
前記キャストガラスを冷却するステップは、前記キャストガラスを前記キャストガラスに対する臨界冷却速度以上の温度に冷却するために行われる、実施形態１６から２０までのいずれか１つ記載の方法。
【００７８】
実施形態２２  
ガラス物品であって、
約１ｍｍ〜約２５ｍｍの厚さおよび２５ｍｍ〜約２００ｍｍの幅を有する未研磨のガラスリボンを含み、
前記ガラスリボンは、ホウケイ酸塩ガラス、アルミノホウケイ酸塩ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、フルオロケイ酸塩ガラス、リンケイ酸塩ガラス、フルオロリン酸塩ガラス、スルホリン酸塩ガラス、ゲルマン酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラス、リン酸塩ガラスおよびホウ酸塩ガラスからなる群から選択される組成物を含み、
前記組成物は、５×１０５ポアズ（５×１０４Ｐａ・ｓ）未満の上限液相粘度をさらに含み、
さらに、前記ガラスリボンは、約０．０１μｍ〜約５０μｍの厚さ変動および約０．０１μｍ〜約２００μｍの反りを有するガラスウェーハへと切断可能である、
ガラス物品。
【００７９】
実施形態２３  
前記ガラスリボンは約１．６５〜約１．９０の屈折率を有する、実施形態２２記載のガラス物品。
【００８０】
実施形態２４  
前記ガラスリボンは、約０．０１μｍ〜約０．５μｍの厚さ変動および約０．０１μｍ〜約１０μｍの反りを有するガラスウェーハへと切断可能である、実施形態２２または２３記載のガラス物品。
【００８１】
実施形態２５  
前記ガラスリボンは、約０．０１μｍ〜約５０μｍの厚さ変動および約０．０１μｍ〜約２００μｍの反りを有する、実施形態２２から２４までのいずれか１つ記載のガラス物品。
【００８２】
実施形態２６  
ガラス物品であって、
約１ｍｍ〜約２５ｍｍの厚さおよび１００ｍｍ〜約２００ｍｍの幅を有する未研磨のガラスウェーハを含み、
前記ガラスウェーハは、ホウケイ酸塩ガラス、アルミノホウケイ酸塩ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、フルオロケイ酸塩ガラス、リンケイ酸塩ガラス、フルオロリン酸塩ガラス、スルホリン酸塩ガラス、ゲルマン酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラス、リン酸塩ガラスおよびホウ酸塩ガラスからなる群から選択される組成物を含み、
前記組成物は、５×１０５ポアズ（５×１０４Ｐａ・ｓ）未満の上限液相粘度をさらに含み、
さらに、前記ガラスウェーハは、約０．０１μｍ〜約５０μｍの厚さ変動および約０．０１μｍ〜約２００μｍの反りを有する、
ガラス物品。
【００８３】
実施形態２７  
前記ガラスウェーハは約１．６５〜約１．９０の屈折率を有する、実施形態２６記載のガラス物品。
【００８４】
実施形態２８  
前記ガラスウェーハは、約０．０１μｍ〜約０．５μｍの厚さ変動および約０．０１μｍ〜約１０μｍの反りを有する、実施形態２６または２７記載のガラス物品。
【図１】
2021529718.tif 000003
【図２】
2021529718.tif 000004
【図３Ａ】
2021529718.tif 000005
【図３Ｂ】
2021529718.tif 000006
【国際調査報告】
2021529718.tif 000007
2021529718.tif 000008
2021529718.tif 000009