(57)【要約】  高表面品質ガラスシートがロールツウロールガラススート堆積／焼結プロセスを用いて形成される。ガラスシート形成は、ガラススート粒子(１５０)を供給する工程、堆積面(１２２)上にガラススート粒子の第１の部分を堆積させて、支持されるスート層(１５２)を形成する工程、スート採集装置(１２５)によって帯電プレートの表面上にガラススート粒子の第２の部分を静電的に引き付けて収集する工程、堆積面からスート層を取り外して、スートシート(１５４)を形成する工程、及びスートシートの少なくとも一部を加熱して、ガラススート粒子を焼結してガラスシートを形成する工程を含む。
2015518813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスシートを作製するための方法において、前記方法が、
ガラススート粒子を供給する工程、
前記ガラススート粒子の第１の部分を堆積面上に堆積させて、支持されるスート層を形成する工程、
前記ガラススート粒子の第２の部分を帯電プレートの表面上に静電的に引き付けて収集する工程、
前記堆積面から前記スート層を取り外して、スートシートを形成する工程、及び
前記ガラススート粒子の前記第１の部分の少なくとも一部を加熱して、ガラスシートを形成する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第２のガラススート粒子部分に第１の電荷が与えられ、前記帯電プレートに前記第１の電荷と極性が逆の第２の電荷が与えられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２のガラススート粒子部分が正に帯電され、前記帯電プレートが負に帯電されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記帯電プレートによって誘起される電場が０.２から１０ｋＶ/ｃｍの範囲になり得ることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記スートシートから離れる方向に第３のガラススート粒子部分を排出する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記ガラススート粒子の前記第１の部分が、前記供給されるガラススート粒子の少なくとも５０％であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記ガラススート粒子の前記第２の部分が、前記供給されるガラススート粒子の少なくとも１％であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記ガラスシートが２５μｍから１.２５ｃｍの範囲にある平均厚を有することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記ガラスシートの少なくとも一部をロール上に巻き取る工程をさらに含むことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
ガラスシートを作製するための装置において、前記装置が、
ガラススート粒子を供給するためのスート供給装置、
スート層を形成するために前記ガラススート粒子の第１の部分をその上に堆積させることができる外側湾曲堆積面を有する回転可能なドラム、及び
前記ガラススート粒子の第２の部分を収集するためのスート採集装置、
を備えることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は２０１２年５月２２日に出願された米国特許出願第１３/４７７５６６号の米国特許法第１２０条の下の優先権の恩典を主張する。本明細書は上記特許出願の明細書の内容に依存し、上記特許出願の明細書の内容はその全体が本明細書に参照として含められる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は全般にはガラスシートに関し、さらに詳しくは、表面品質が高いガラスシート及びガラスリボンを形成するためのガラススート堆積／焼結プロセスに関する。そのようなガラス製品は無表面粒子で、または実質的に無表面粒子で、形成することができる。
【背景技術】
【０００３】
ガラスシート材料は様々な異なる方法を用いて形成することができる。例えば、フロートガラスプロセスにおいては、溶融金属床上に溶融ガラスを浮かべることで固体ガラスシートがつくられる。このプロセスは一様な厚さ及び非常に平坦な表面を有するガラス板を形成するために用いることができる。しかし、フロートガラスプロセスは、界面における望ましくない汚染及び清純とはいえない表面品質をもたらし得る、ガラス融液と溶融金属の間の直接接触を必然的に含む。いずれの主表面にも清純な表面特性をもつ高品質フロートガラスを製造するため、フロートガラスは一般に表面研磨に1回以上かけられる。この処理には追加の費用がかかる。さらに、フロートプロセスはロール巻きにできる（すなわち、非常に薄い）ガラスシートをつくるためには用いられていない。
【０００４】
ガラスシート材料を形成するための別の方法はフュージョンドロープロセスである。このプロセスにおいては、溶融ガラスが両側面にかけて均等に流れるまで一杯に満たされる、アイソパイプと呼ばれるトラフに溶融ガラスが供給される。溶融ガラスは次いで、トラフの底端で再結合または融合し、引かれて、平坦なガラスの連続シートを形成する。ガラスシートのいずれの主表面も形成中にいかなる支持体とも直接接触しないから、いずれの主表面においても高表面品質を達成することができる。しかし、フュージョンドロープロセスの動的性質のため、フュージョンドロープロセスに適するガラス組成の数は、溶融相において所要の特性（例えば、液相粘度、歪点、等）を有するガラス組成に限られる。さらに、フュージョンドロープロセスに用いられる装置は高価になり得る。
【０００５】
厚さが２００μｍ以下の、薄い、ロール巻きにできる、ガラスシートはガラススート堆積／焼結法を用いてつくることができる。そのような方法においては、ガラススート粒子が気相反応によって形成され、回転しているドラム上に堆積されてスート層を形成し、このスート層が自立スートシートとしてドラムから剥離され、続いて焼結されて、ガラスシートを形成する。スートシート形成作業中、スート形成／堆積プロセス中につくられ、ガラススート層に取り込まれなかった、遊動スート粒子は、後にスートシートの表面に取り込まれ、望ましくないことに、得られるガラスシートの表面にも取り込まれ得る。
【０００６】
形成されるスート粒子のほぼ５０％は、堆積面から剥離されてスートシートを形成する、スートシートに均一に取り込まれる。余分な粒子の多くは堆積ゾーンの近くに配置された排気システムによって収集され得るが、おそらくは、有意で有害な量のスート粒子がスートシート上に被着し得る。そのような粒子は、スートシートに均一に取り込まれているのではなく、スートシート上に降着して砕け、最終的に、得られるガラスにおいて表面欠陥として顕在化する。スートシートの近くで大容量または高速の排気システムを用いることは、排気によって発生するガス速度が、スート粒子をスートシートから遠ざけるには有効であるが、スートシートに作用してスートシートを破るかまたは引き裂き得るから、問題になり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の観点において、薄い無欠陥ガラスシートが望ましいことから、不要な表面粒子及びそのような粒子によって生じる欠陥が無いかまたは実質的に無いスートシートを形成するためのロバストプロセスを開発することが望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書に開示される装置及び対応するプロセスは、形成後のラップ仕上げや研磨を必要とせずに、指定された厚さ及び組成の無表面粒子ガラスシートを作製することができる。ガラスシートは基本的に無粒子誘起欠陥とすることができる。ガラスシートは、１つ以上の層、コンポーネントまたは相を有することができる。そのようなガラスシートは、例えば、マイクロエレクトロニクスの基板、超伝導材料の基板、等として、用いることができる。
【０００９】
無表面粒子ガラスシートを形成する方法はガラススート堆積／焼結プロセスを含む。様々な実施形態にしたがえば、プロセスは、ガラススート粒子を供給する工程、堆積面上にガラススート粒子の第１の部分を堆積させて、支持スート層を形成する工程、帯電プレートの表面上にガラススート粒子の第２の部分を静電気で引き付けて収集する工程、堆積面からスート層を取り外して、スートシートを形成する工程及び、スートシートの少なくとも一部を加熱して、ガラススート粒子を焼結してガラスシートを形成する工程を含む。堆積されず、支持スート層を形成しない、別のガラススート粒子部分に対応する、ガラススート粒子の第３の部分は、必要に応じて備えられる、排気システムを用いて収集することができる。
【００１０】
ガラススート粒子の形成／堆積作業中、スート粒子の少なくともいくらかは帯電され、続いて、逆極性に帯電された静電プレートによって収集される。ガラススート粒子は、堆積ゾーンの一部を縁取る、適する電荷発生プレートを用いることにより帯電させることができ、あるいは単に、耐電ガラススート粒子をその場で生成させることができる、ガスバーナーの熱力学の結果として帯電することができる。実施形態において、ガラススート粒子は正に帯電し、静電プレートは負に帯電される。開示される方法及び装置により、ガラスシートに悪影響を与えずにガラススート粒子を隔離することができる選択的な力を用いることにより、余剰ガラススート粒子の被着を有効に制御することが可能である。詳しくは、大圧力差／排気手法とは対照的に、静電気力は先にスート層に取り込まれていない帯電ガラス粒子だけに作用し、スート層に有害ではない。
【００１１】
当然であろうように、堆積面から剥離される支持スート層は表裏をなす２つの主表面を有する。「接触表面」はスート受け装置の堆積面と接触して形成された表面であり、「自由表面」は反対側の面である。別の実施形態において、スートシートを形成するために支持スート層が堆積面から剥離された後、「接触表面」または「自由表面」の一方に、またはいずれにも、第２のガラススート粒子を堆積させることができる。先に形成されたスートシートへのガラススート粒子の接触を防止するための、開示される静電手法は１つ以上のスート形成／スート堆積工程とともに用いることができる。
【００１２】
ガラススート堆積／焼結プロセスによってガラスシートを形成するための装置は、ガラススート粒子を供給するためのスート供給装置、ガラススート層を形成するためにガラススート粒子の第１の部分をその上に堆積させることができる外側湾曲堆積面を有する回転可能なドラム及びガラススート粒子の第２の部分を収集するためのスート採集装置を備える。
【００１３】
本発明のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、ある程度は、当業者にはその説明から容易に明らかであろうし、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲を含み、また添付図面も含む、本明細書に説明されるように本発明を実施することによって認められるであろう。
【００１４】
上述の全般的説明及び以下の詳細な説明がいずれも実施形態を提示し、特許請求されるような本発明の本質及び特質を理解するための概要または枠組みの提供が目的とされていることは当然である。添付図面は本開示のさらに深い理解を提供するために含められ、本明細書に組み入れられて本明細書の一部をなす。図面は様々な実施形態を示し、記述とともに本発明の原理及び動作の説明に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は無欠陥薄ガラスシートを形成するための装置の略図である。
【図２】図２は複合スートシートの略図である。
【図３】図３は一実施形態にしたがう無欠陥薄ガラスシートを形成するための装置の略図である。
【図４】図４は別の実施形態にしたがう無欠陥薄ガラスシートを形成するための略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
様々な実施形態にしたがう高表面品質ガラスシートを形成するための装置が図１に簡略に示される。装置１００は、一対のスート供給装置１１０，１１６、スート受け装置１２０，スート採集装置１２５，スートシート案内装置１３０及びスートシート焼結装置１４０を備える。
【００１７】
以下でさらに詳細に開示されるように、本開示の実施形態はスートシートの焼結による、表面粒子がなく、表面欠陥が無い、ガラスシートの形成に関する。スートシートの形成プロセス中、第１のスート供給装置１１０及び（必要に応じて用いられる）第２のスート供給デバイス１１６によって生成された余剰スート粒子を捕獲して、スートシート形成後のスートシート上への余剰スート粒子の被着を防止するため、静電スート採集装置１２５が用いられる。したがって、スート採集装置１２５は、スートシートの焼結が実施されている間の、スートシートの表面の微粒子汚染を防止する。実施形態において、一般に溶融（及び焼結）温度が比較的低い高ＣＴＥガラスを、本開示のスート利用プロセスを用いて形成することができる。
【００１８】
図１をまだ参照すれば、堆積工程において、第１のスート供給デバイス１１０によって形成されたガラススート粒子１５０がスート受け装置１２０の堆積面１２２上に堆積される。スート受け装置１２０は回転可能なドラム（例えば回転ドラム）またはベルトの形態とすることができ、したがって、連続堆積面１２２を有することができる。スート粒子１５０は堆積面１２２上に堆積されてスート層１５２を形成する。スートシート１５２は、接触表面１５５及び自由表面１５７を有する自立連続スートシート１５４として、堆積面１２２から剥離させることができる。堆積面１２２からのスート層１５２の剥離の作用は、例えば、スート層と堆積面の間の熱的不整合または熱膨張係数不整合の結果として、及び／または重力の影響の下に、物理的介在無しにおこり得る。第１のスートシート１５４がスート受け装置１２０から剥離された後、スートシート案内装置１３０が第１のスートシート１５４の移動を案内することができる。
【００１９】
必要に応じる実施形態では、第２の堆積工程において、第２のスート供給装置１１６によって形成された第２のガラススート粒子１６０が第１のスートシート１５４の接触表面１５５上に堆積されて第２のスートシート１６２を形成することができる。第１のスートシート１５４への第２のスート層１６２の追加は、また引き続くいかなるスート層（図示せず）の追加も、複合スートシート１７４を形成する。スートシート案内装置１３０はさらに、複合スートシート１７４の一部を焼結し、固化して、ガラスシート１５６を形成する、スートシート焼結装置１４０を通して複合スートシート１７４の移動を案内することができる。相補的な実施形態では、スートシート１５４の接触表面１５５上の第２のスート層の形成に加えて、またはその代わりに、スートシート１５４の自由表面１５７上に第２のスート層を堆積させることができる。
【００２０】
スート形成／堆積プロセス中、余剰スート、すなわち第１のスート層１５２または必要に応じて堆積される第２のスート層１６２に取り込まれないスートを収集するために、スート採集装置１２５を用いることができる。余剰スートを採集することにより、製品ガラスの表面の微粒子汚染を最小限に抑えるかまたは実質的に排除することが可能である。スートシート上に被着できたスート粒子は、ガラスシートの光学的特性及び機械的特性に、後処理作業にも、悪影響を与え得る、不連続性及び表面粗さを生じさせ得る。
【００２１】
すなわち、ガラスシートを形成するプロセスは、ガラススートを供給する工程、支持スート層を形成するため、堆積面上にガラススート粒子の第１の部分を堆積する工程、ガラススート粒子の第２の部分を帯電プレートの表面上に静電気で引き付けて、収集する工程及び、スートシートを形成するため、堆積面からスート層を取り外す工程を含む。ガラススート粒子の第２の部分の静電気による引付けは、堆積面からのスート層の取外しの、前、間及び後におこり得ることが分かるであろう。実施形態において、ガラススート粒子の第１の部分の堆積及びガラススート粒子の第２の部分の静電気引付けのプロセスは同時に進行している。
【００２２】
焼結ガラスシートを形成するため、スートシートの少なくとも一部を加熱することができる。実施形態において、ガラススート粒子の第１の部分とガラススート粒子の第２の部分の和は、プロセス中にスート供給装置によってつくられるガラススート粒子の総数の、少なくとも５０％（例えば、少なくとも５０，６０，７０，８０，９０，９５，９８，９９または１００％）に等しい。言い換えれば、つくられるスート粒子の大半はスートシートになるか、あるいは、スート採集装置によるかまたは排気システムとともに動作しているスート採集装置によって捕獲される。別の実施形態において、スート採集装置は余剰ガラススート粒子の少なくとも１％（例えば、少なくとも１，２，５または１０％）、すなわち、スートの形成に用いられないガラススート粒子の少なくとも１％、を捕獲する。プロセス及び装置のさらなる態様は本明細書で以下に詳細に開示される。
【００２３】
ガラススート粒子を形成するために様々な装置を用い得るが、例として、スート供給装置１１０，１１６は、外付け（ＯＶＤ）法、気相軸付け（ＶＡＤ）法及びプレーナ堆積法に用いられるような、火炎加水分解バーナーを備えることができる。適するバーナー構成が、米国特許第６６０６８８３号、第５９２２１００号、第６８３７０７６号、第６７４３０１１号及び第６７３６６３３号の明細書に開示されている。これらの明細書の内容はそれぞれの全体が本明細書に参照として含められる。
【００２４】
スート供給装置１１０，１１６は１つまたは複数のバーナーを備えることができる。一例のバーナーは長さｌ及び幅ｗを有する出力面を有する。出力面は一列Ｎ穴のガスオリフィスを有し、Ｎは１から２０以上の範囲とすることができる。一実施形態において、それぞれのオリフィスは直径が０.０７６ｃｍの穴を有する。出力面の長さｌは約２.５〜３０.５ｃｍ以上の範囲とすることができ、幅ｗは０.１〜７.５ｃｍの範囲とすることができる。必要に応じて、複数のバーナーを、アレイの長さ及び幅にわたって実質的に連続なスート粒子流をつくることができる、バーナーアレイに構成することができる。
【００２５】
バーナーアレイは、例えば時間的及び空間的に一様なガラススート層を形成／堆積するように構成された、（例えば、端と端を縦続して配置された）複数の単バーナーで構成することができる。したがって、実質的に均一な化学組成及び実質的に一様な厚さを有する一つ一つのスート層を形成するために、それぞれのスート供給装置を用いることができる。「均一な組成」及び「一様な厚さ」は、与えられた面積にかけての組成及び厚さの変動が平均の組成または厚さの２０％以下であることを意味する。いくつかの実施形態において、スートシートの組成変動及び厚さ変動の一方は、またはいずれも、スートシートにかけてそれぞれの平均値の１０％以下とすることができる。
【００２６】
一例のバーナーは横列９穴のガスオリフィスを有する。シリカガラススートの形成において、例えば、一実施形態にしたがえば、中心穴（例えば、第５の穴）がシリカガス前駆体／キャリアガス混合気を供給する。直近の隣接穴（例えば、第４の穴及び第６の穴）がシリカガス前駆体の化学量論的制御のための酸素ガスを供給する。中心線の両側の次の２つの穴（例えば、第２の穴、第３の穴、第７の穴及び第８の穴）のガスオリフィスが追加の酸素を供給し、その流量は化学量論性及びスート密度を制御するため、及び点火炎のための酸化剤を供給するために用いることができる。最外穴（例えば、第１の穴及び第９の穴）のオリフィスは、例えば、ＣＨ４/Ｏ２またはＨ２/Ｏ２の点火炎混合気を供給することができる。そのような直列９穴バーナーに対するガス流量範囲の例が表１に開示される。第１のスートシートを形成するためにケイ素含有気相前駆体を用いることができ、必要に応じて第１のスートシート上に第２のスートシートを形成することができる。
【００２７】
【表１】
2015518813.tif 000003
【００２８】
スート粒子の形成及び堆積中に、スート供給装置を静止させておくことができ、あるいは、堆積面に対してスート供給装置を移動させる（例えば、往復運動させる）ことができる。バーナー出力面から堆積面までの距離は約２０ｍｍから１００ｍｍの範囲（例えば、２０，２５，３０，３５，４０，４５，５０，５５，６０，６５，７０，７５，８０，８５，９０，９５または１００ｍｍ）とすることができる。
【００２９】
スート供給装置の動作は一般に、ガラススート粒子を形成するための、前駆体化学物質（例えば、気相化合物または火炎内で気化された霧化液体）の間の化学反応を含む。必要に応じて、化学反応はさらに、プラズマまたは補助加熱装置のような、補助エネルギー源によって支援され得る。
【００３０】
シリカスート粒子を含むスートシートを形成するため、例えば、ケイ素含有前駆体化合物を用いることができる。一例のケイ素含有前駆体化合物は、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）である。ＯＭＣＴＳは、Ｈ２，Ｏ２，ＣＨ４またはその他の燃料とともにバーナーまたはバーナーアレイに送り込むことができ、そこでＯＭＣＴＳは酸化され、加水分解されて、シリカスート粒子を形成する。
【００３１】
つくられたまままたは堆積されたままのスート粒子は基本的に単一相（例えば、単一酸化物）からなり、焼結して、例えば、無ドープ高純度ガラスにすることができる。あるいは、スート粒子は２つ以上の成分または２つ以上の相を含むことができ、焼結して、例えばドープトガラスにすることができる。例えば、ＯＭＣＴＳガス流に酸化チタン前駆体または酸化リン前駆体を導入することにより、多成分または多相のガラスシートを作製することができる。酸化チタン及び酸化リンの前駆体の例には、リンのハロゲン化物及びチタン(IV)イソプロポキシドのような、様々な可溶性の金属塩または金属アルコキシドがある。
【００３２】
火炎加水分解バーナーの上記例において、火炎にドーパント前駆体を導入することによってドーピングを火炎加水分解過程中にその場で行うことができる。プラズマ加熱スートスプレー装置の場合におけるような、別の例において、スプレー装置からスプレーされるスプレー粒子に前もってドープしておくことができ、あるいはスプレーされるスート粒子を、スート粒子がプラズマ内でドープされるように、ドーパント含有プラズマ雰囲気にさらすことができる。また別の例において、スートシートの焼結前または焼結中にスートシートにドーパントを導入することができる。ドーパントの例には元素周期律表の、ＩＡ，ＩＢ，IIＡ，IIＢ，IIIＡ，IIIＢ，IVＡ，IVＢ，ＶＡ，ＶＢ族の元素及び希土類系列の元素がある。
【００３３】
スート粒子は基本的に均一な組成、大きさ及び／または形状を有することができる。あるいは、スート粒子の組成、大きさ及び形状の内の１つ以上は変わることができる。例えば、１つのスート供給装置によって主ガラス成分のスート粒子を供給することができ、別のスート供給装置によってドーパント組成のスート粒子を供給することができる。いくつかの実施形態において、スート粒子の形成／堆積作業中に、スート粒子は相互に混合及び／または付着して複合粒子を形成することができる。堆積面上に堆積される前または堆積されている間、スート粒子の相互付着を実質的に防止して混合粒子を形成することが可能である。
【００３４】
スート供給装置によって供給されるスート粒子の大きさは１０〜６００ｎｍの範囲とすることができるが、火炎加水分解過程中に気相内でより大きな（例えば、１００ｎｍ〜１００μｍ）の凝集粒子が形成され得る。
【００３５】
図１をまだ参照すれば、堆積面１２２はスート受け装置１２０の周縁部を含み、耐火材料で形成することができる。一実施形態において、堆積面１２２は、第１のスート粒子及び堆積されたスート層１５２とも化学的及び熱的に適合し、スート層を容易に取り外すことができる、材料で形成される。スート受け装置１２０の例は、例えば、鋼鉄、アルミニウムまたは金属合金のコア材料に重ねて形成された耐火材料（例えば、シリカ、炭化ケイ素、黒鉛、ジルコニア、等）の被覆またはクラッドを有する。別のスート受け装置は、石英のような、適する耐火材料から基本的になる一体部品を含むことができる。
【００３６】
スート受け装置１２０及び、特に、堆積面１２２は様々な異なる態様で構成することができ、様々な形状及び／または諸元を有することができる。例えば、堆積面の幅は２ｃｍ〜２ｍの範囲とすることができるが、より小さい幅及びより大きい幅も可能である。スート受け装置１２０の断面形状は、円形、長円形、楕円形、三角形、正方形、六角形、等とすることができ、スート受け装置１２０の対応する断面寸法（例えば、直径または長さ）も変わり得る。例えば、円形断面を有するスート受け装置の直径は約２ｃｍ〜５０ｃｍの範囲とすることができる。一例のスート受け装置１２０は、２５０ｍｍの内径、２６０ｍｍの外形及び２４ｃｍの堆積面幅を有する、石英円筒を備える。
【００３７】
円形または長円形の断面の例において、堆積面１２２は閉じた連続面を有することができ、楕円形、三角形、長方形または六角形の例において、堆積面はセグメント化面を有することができる。スート受け装置１２０の大きさ及び諸元を適切に選択することにより、連続または半連続のスートシートを形成することができる。
【００３８】
堆積面１２２は平滑面とすることができ、あるいは、必要に応じて、ある範囲の長さスケールにわたる隆起または陥没の形態の規則的なまたは不規則なパターンを有することができる。平滑面は、追加研磨無しに、または１つ以上の形成後研磨工程の後に、用いることができる。パターンは１つ以上の個々の切り子面から全体的粗面にわたることができる。堆積スート層は堆積面のパターンと共形になることができる。第１のスート層に形成されたパターンは、第１のスート層が堆積面から分離されたままで第１のスート層に保持され、続いて、製品ガラスの焼結面に転写され、保持されて、型押ガラスシートを生じることができる。
【００３９】
上述した堆積面派生型押の変形において、第１のスートシートの接触表面及び自由表面の一方に、またはいずれにも、堆積面からの取外し後に、ただし焼結の前に、例えば、スートシート表面に軽く触れることによって、パターンを形成することができる。出願人等はスートシート表面に指紋でパターンを付けることができた。スートシートを焼結しても、指紋パターンは得られたガラスシートに保持されていた。
【００４０】
いくつかの実施形態において、スート受け装置１２０は、その上にスート層１５２を形成するためにスート粒子が堆積されている間、回転させられる。回転は一方向、例えば時計回りまたは反時計回りとすることができる。一実施形態にしたがう回転方向が図１に矢印Ａで示されている。必要に応じて、スート受け装置は、スート堆積プロセス中に、往復運動することができる。すなわち、回転方向が周期的に変わり得る。スート受け装置１２０の堆積面１２２の線速度は０.１ｍｍ/秒〜１０ｍｍ/秒の範囲（例えば、０.１，０.２，０.５，１，２，３，４，５または１０ｍｍ/秒）とすることができる。規模を大きくすれば、堆積面の線速度を１ｍ/秒以上まで高め得ると考えられる。
【００４１】
スート粒子１５０は堆積面１２２の一部の上だけに堆積され、堆積スート層１５２は取り外されて、長さがＬの自立する連続または半連続の第１のスートシート１５４を形成する。実施形態において、堆積面１２２のスート粒子１５０がその上に堆積される部分はバーナーの出力面からの視線内に堆積される。堆積層１５２の（及び名目上はスートシート１５４の）幅はＷである。いくつかの実施形態において、スート層は堆積面上に連続的に形成され、堆積面から連続的に取り外される。スート層の形成中、スート層はある程度まで相互に及び堆積面と結合される。スート粒子が堆積されているときのスート粒子の平均温度が高いほど、益々スート粒子は相互に結合し、緻密で機械的に頑丈なスートシートを形成するようである。しかし、堆積温度が高いほど、スート粒子と堆積面の間の結合も一層促進され、これはスートシートの剥離を妨げ得る。
【００４２】
スート粒子と堆積面の間の結合は、スート粒子が堆積される場所と第１のスートシート１５４を形成するためにスート層１５２が剥離される場所の温度勾配を制御することによって、制御することができる。例えば、スート層と堆積面が十分に異なる熱膨張係数（ＣＴＥ）を有していれば、温度勾配によって誘起される応力により、剥離が自発的におこり得る。いくつかの実施形態において、堆積面からの堆積スート層の取外しは堆積面１２２の幅より狭い幅Ｗを有するスート層を形成することで容易になり得る。堆積面にかけて実質的に一様な温度を得るため、スート受け装置を内部または外部から、あるいはいずれからも、加熱または冷却することができる。
【００４３】
スートシートの表面の汚染を最小限に抑えるため、スート層に取り込まれていないスート粒子を堆積ゾーンから、及び堆積ゾーンの下流から、排気システムを用いて取り除くことができる。しかし、そのような排気による空気速度は焼結前にスート層を破るかまたは引き裂くことができる圧力波をつくりだし得る。したがって、排気手法はスートシートの近くにおける微粒子制御を提供するには不十分であり得る。
【００４４】
排気手法の代替または補足として、余剰スート粒子を引き付けて隔離するための静電法が本明細書に開示される。実施形態において、スート供給装置によってつくられたスート粒子は、自然に、または一方の極性の電荷発生源を用いて、帯電させることができ、次いで、逆極性の電荷が与えられた物体に引き付けることができる。排気法のいくつかの実施形態に優る静電法の利点は、スートシートを損傷させ得るガス速度がないことである。
【００４５】
スート採集装置１２５はスート層に取り込まれていないスート粒子のかなりの部分を、そのような余分な粒子のスートシートの表面上への被着を防止するため、引き付けて収集することができる。実施形態において、スート採集装置は、スート供給装置によって形成されたがスート層に取り込まれていないスート粒子の少なくとも１％を引き付けて隔離することができる。例えば、スート採集装置は余剰スート粒子の少なくとも２％（例えば、少なくとも２，５，１０，２０または５０％）を引き付けて隔離することができる。特定の実施形態の１つにおいて、スート採集装置は、これがなければスート層に取り込まれていないでいるスート粒子の実質的に全てを取り込むことができる。
【００４６】
一例の実施形態において、スート粒子にはバーナー火炎熱力学により正電荷が与えられる。堆積ゾーンの近くの、スート層に取り込まれていない耐電スート粒子を収集するに有効な場所に、負に帯電したスート採集装置が備えられる。
【００４７】
例えば、スート採集装置は、例えば、堆積面からのスート層の剥離点の下流においてスートシートの幅にかけて配置された、静電気帯電プレートを備えることができる。プレートは、これがなければスートシート上に降着して砕け、スートシート表面を乱すであろう、スート粒子を引き付けて隔離するように適合される。本明細書に開示されるようなスート採集装置を用いることにより、製品ガラスシートの平滑性及び光学特性を向上させることが可能である。
【００４８】
表面粒子の数、大きさ及び分布により、様々な用途におけるガラスシートの使用が可能になり得るかまたは妨げられ得る。いくつかの用途に対しては、清純であるかまたは実質的に清純な表面を有するガラスシートが好ましい。スート採集装置を用いていない対照プロセスにおいて、作製したばかりスートシート上の表面粒子を測定した。スートシートの１ｃｍ２当たりの粒子数対粒径のヒストグラムは、粒径が２５μｍと５０μｍの間の粒子が平均で１５〜２５個であり、粒径が５０μｍより大きい粒子が３〜５個であることを示した。
【００４９】
一例の実施形態において、スート採集装置は、６０００Ｖ，５ｍＡ電源（Ｕｌｔｒａｖｏｌｔ社，米国ニューヨーク州ロンコンコーマ(Ronkonkoma)）の負電極だけに接続された導電プレートを備える。試験例においては、寸法が１ｍｍ×１３ｍｍ×３３０ｍｍのプレートを、スートシート表面から１〜１０ｍｍ、バーナーから１００〜１２０ｍｍにあるように配置した。補助の排気システム１８０が用いられる場合、導電プレートは排気ダクトから６５〜８５ｍｍに配置される。導電プレートの（寸法が１３ｍｍ×３３０ｍｍの）主表面がスートシートに対面するように、導電プレートの方位を定めた。プレートの配置を示す簡単な略図が図３に示される。スート採集装置１２５がスートシート１５４の一方の面の近くに配置され、排気システムがスート採集装置１２５とスートシート１５４の間にガス流を与えるように構成された、別の配置が図４に示される。矢印で示されるように、一実施形態にしたがえば、ガス流はスートシートの表面に実質的に平行になり得る。そのようなガス流は、スート採集装置とスートシートの間に定められる空間の一端において導入されるパージガスを含むことができる。パージガスは酸素、空気または、アルゴンまたは窒素のような、不活性ガスを含むことができる。ガス流はスートシートの面に実質的に平行になり得るが、機械方向（すなわち、スートシートの移動方向）における上下、または機械方向に対する横断を含む、いずれか適する方向とすることもできる。
【００５０】
上述したスート採集装置を用いる一例のプロセスにおいて、作製したままのスートシート上の表面粒子を測定した。粒子数対粒径のヒストグラムは、２５μｍと５０μｍの間の粒径を有する粒子が１ｃｍ２当たり５個未満（例えば、５，４，３，２または１未満）であり、粒径が５０μｍより大きい粒子が１ｃｍ２当たり５個未満（例えば、５，４，３，２または１未満）であることを示した。これは、スートシートの表面上に取り込まれるスート粒子数のかなりの減少を表す。
【００５１】
実施形態において、得られるガラスシートには表面欠陥、例えばガラススート粒子に起因する表面欠陥、が実質的に無い。表面粒子に起因する欠陥は単スート粒子または複数のスート粒子の凝集体を含む。別の実施形態において、ガラスシートは粒径が５ｎｍより大きい粒子を１ｃｍ２当たり多くとも１０個（すなわち、多くとも１，２，５または１０個）含む。また別の実施形態において、ガラスシートの欠陥密度は大きくとも１０（すなわち、大きくとも１，２，５または１０）個/ｃｍ２であり、ここで、粒子の粒径は５ｎｍと１００μｍの間、例えば、５ｎｍと６００ｎｍの間、または１００ｎｍと１００μｍの間、または２５μｍと５０μｍの間、または５０μｍと１００μｍの間、である。
【００５２】
製品ガラスシートの光学品質の向上に加えて、開示される、ガラスシートの表面上へのガラススート粒子の取込を最小限に抑えるための手法は、こうしなければガラスにキズまたはクラックを誘起し得るであろう表面欠陥を低減または排除することによって、ガラスシートの機械的強度を向上させることができる。いかなる形成後のラップ仕上げまたは研磨も行わずに、製品ガラスシートの低欠陥密度を実現することができる。
【００５３】
スート採集装置はガラススート粒子を引き付けて収集するに適するいかなる諸元も有することができる。一例の導電プレートは２ｃｍ〜２ｍ、すなわち、スート堆積面の幅寸法のオーダーの、長さを有することができる。もちろん、スート採集装置の長さが堆積面の幅寸法より小さくまたは大きくなり得ることは理解されるであろう。スート採集装置の幅及び厚さは独立に約１ｃｍ〜２ｍの範囲とすることができる。実施形態において、スート採集装置は、（幅及び長さのいずれよりもかなり大きい長さを有するストリップまたは（それぞれが厚さよりかなり大きい長さ及び幅を有する）プレートとして構成することができる。
【００５４】
スート粒子の能動静電収集に加えて、スート採集装置が、スート粒子のスートシートへの近接を阻止するに有効な壁またはバリアを形成することによって、単にガラススート粒子のスートシートへの接触を防止する受動シュラウドとしてはたらき得ることは理解されるであろう。受動バリアとして、導電プレートは一方の領域にあるガラススート粒子のスートシートへの移動を物理的に阻止することができる。能動バリアとして、帯電した導電プレートは逆極性に帯電したガラススート粒子を、スートシートへの移動または拡散を許さず、引き付けて、導電プレートの表面上に蓄積する。
【００５５】
そのような導電プレートのための材料の例には、ステンレス鋼、チタン、銅、アルミニウム、ニッケルがあり、また合金及びこれらの組合せもある。
【００５６】
１つまたは複数のスート採集装置を用いることができる。例えば、いくつかのスート採集装置を、余剰スート粒子のスートシート上への被着を防止するに有効な静電バリアを提供するため、スートシートの一方の側に配置することができる。別の実施形態において、スート採集装置を、例えば、先に形成されたスートシート上に第２のスート層を形成するために第２のスート供給装置が用いられる場合のように、スートシートの両側に配置することができる。
【００５７】
一実施形態において、余剰スート粒子を引き付けて収集することができるスート採集装置を作製するため、適する電源の一方の極（例えば、負出力または正出力）に動作可能な態様で接続することができ、スート粒子は逆（正または負）極性に偏極される。一実施形態において、ガラススート粒子を負に帯電させ、導電プレートを正に帯電させることができる。好ましい実施形態においては、ガラススート粒子を正に帯電させ、導電プレートを負に帯電させることができる。例えば、０.２〜１０ｋＶ/ｃｍの範囲になり得る静電場を発生するように、導電プレートを負に帯電させることができる。
【００５８】
スート層が堆積面上に形成された後、スート層を堆積面から分離することでスートシートが形成される。堆積面からのスート層分離作業中、分離されたスートシートの移動方向は実質的に堆積面上の剥離点に対する接線方向とすることができる。「実質的に接線方向」は、堆積面上にスートシートの移動方向の剥離点における堆積面に対する接線方向からの偏角が約１０°未満（例えば、１０°，５°，２°または１°未満）であることを意味する。実質的に接線方向の剥離角を維持することで、剥離点においてスートシートにかかる応力を減じることができる。
【００５９】
円形または長円形の断面を有するスート受け装置に対して、堆積面の曲率はスート受け装置の断面直径の関数である。直径が大きくなるにともなって曲率半径は大きくなり、堆積スートシートの形状が平シートに近づくにともなって堆積スート内の応力は減少する。
【００６０】
実施形態において、堆積面から剥離されたスートシートは、破砕するかまたは裂けることなしに（堆積面からの取外し、ハンドリング、追加のスート堆積、及び焼結の作業中に）自重を支持するに十分な機械的一体性を有する。スートシートの物理特性及び機械特性に影響し得るプロセス変数には、とりわけ、スートシートの厚さ及び密度、堆積面の曲率並びに形成中のスート層及び第１のスートシートの温度がある、
第１のスートシート１５４が２つの主表面を有し、その内の一方だけがスート層の形成中に堆積面に接触することは理解されるであろう。したがって、第１のスート層１５４の２つの主表面は、「接触表面」及びその裏側の「自由表面」と、特徴を表し、弁別することができる。
【００６１】
図１に示されるように、第１のスートシート１５４は接触表面１５５及び自由表面１５７を有する。図示される実施形態にしたがえば、第２の、必要に応じて備えられる、スート供給装置１１６が接触表面１５５上に堆積される第２のガラススート粒子の流れを形成する。図２に示されるように、第１のスートシート１５４及び、第２のガラススート粒子１６０を有する、第２のスート層１６２は、合わせて、複合スートシート１７４を形成する。複合スートシートの加熱の結果として、第１及び第２のガラススート粒子１６０は焼結して複合ガラスシートを形成することができ、あるいは、第２のガラススート粒子１６０は焼結してガラスシート１５６を形成することができるが、第１のガラススート粒子は焼結されず、第１のスートシート１５４は加熱による変化を実質的に受けない。
【００６２】
図示されていない実施形態にしたがえば、第１のスートシート１５４が堆積面から剥離された後、複数の追加スート層を堆積面上に堆積させることができる。追加層は第１のスート層１５４の一方の側または両側に（すなわち、接触表面１５５または自由表面１５７と直接接触して、あるいは接触表面または自由表面を覆って先に形成された１つ以上の堆積スート層に直接接触して）同時にまたは順次に堆積させることができる。スート採集装置は複数の、必要に応じて実施される、スート堆積工程のそれぞれと主に用いることができる。
【００６３】
一実施形態において、第１のスートシートの接触表面上に堆積される第２のガラススート粒子の組成は第１のスートシートの自由表面上に堆積される第２のガラススート粒子の組成と実質的に同等である。別の実施形態において、第１のスートシートの接触表面上に堆積される第２のガラススート粒子の組成は第１のスートシートの自由表面上に堆積される第２のガラススート粒子の組成とは異なる。第１のスートシート１５４の両側に第２のスートシートを形成することにより、ただ一回の加熱工程中に、（第１及び第２のガラススート粒子のいずれもが焼成される例において）複合ガラスシートを形成することが可能であり、あるいは、（第１のスートシートの両面を覆って形成された第２のスートガラス粒子だけが焼結される例において）同じかまたは異なる組成を有する２つのガラスシートを同時に形成することが可能である。
【００６４】
一実施形態にしたがえば、複合スートシートは少なくとも２つのガラススート層を含み、表裏をなす一対の露出主表面を有する。元のスートシートの接触表面上にガラススート層の少なくとも１つを堆積させることにより、複合スートシートのいずれの露出表面も自由表面になる。
【００６５】
少なくとも９０モル％のシリカを含む第１のスートシートの一例において、スートシートの平均密度は約０.３〜１.５ｇ/ｃｍ３，例えば、約０.４〜０.７ｇ/ｃｍ３または約０.８〜１.２５ｇ/ｃｍ３，の範囲になることができ、第１のスートシート１５４の平均厚は１０〜６００μｍ，例えば、２０〜２００μｍ，５０〜１００μｍまたは３００〜５００μｍ，の範囲になり得る。
【００６６】
引き続いて堆積されるスート層（すなわち、接触表面及び自由表面の少なくとも一方の上に堆積されるガラススート粒子から形成されるスート層１６２）の平均厚は、それぞれ、１０〜６００μｍ，例えば、２０〜２００μｍ，５０〜１００μｍまたは３００〜６００μｍ，の範囲になり得る。得られる複合スートシートの総厚は、１００μｍ〜５ｃｍの範囲になり得る。
【００６７】
第２のスートシートの組成は５０重量％までのシリカを含むことができ、例えば、約２０重量％の酸化ゲルマニウム、約２０重量％のＰ２Ｏ５及び１０重量％のアルミナを含むことができる。
【００６８】
いくつかの実施形態、特に連続スートシート及び／または連続焼結ガラスシートの製造を含む実施形態において、剥離後に堆積面から離れる方向への第１のスートシート１５４の連続移動はスートシート案内装置１３０によって補助することができる。スートシート案内装置１３０は、スートシートに対して、移動を補助し、機械的支持を与えるため、スートシート１５４の少なくとも一部に直接接触することができる。
【００６９】
第１のスートシート１５４の高い表面品質を維持するため、スートシート案内装置１３０は第１のスートシート１５４の一部（すなわち、縁端部）だけに接触することができる。いくつかの実施形態において、スートシート案内装置は、スートシートの縁端部をつかみ、スートシート焼結装置を通してスートシートを案内することができる、一対のクランプロールを備える。
【００７０】
同様の態様において、堆積面から離れる方向の複合スートシート１７４の連続移動はスートシート案内装置１３０によって容易になり得る。スートシート案内装置１３０は、移動を補助し、機械的支持を与えるため、複合スートシート１７４の少なくとも一部に直接接触することができる。図１に示されるように、複合スートシート１７４の高い表面品質を維持するため、スートシート案内装置１３０は複合スートシート１７４の一部（すなわち、縁端部）だけに接触することができる。
【００７１】
スートシート案内装置を用いて、複合スートシートをある程度または完全に緻密ガラスに転換するに十分な温度及び時間で複合スートシートの少なくとも一部を加熱する、スートシート焼結装置１４０の焼結／アニールゾーン内に連続複合スートシート１７４を送り込むことができる。例えば、高純度シリカ第１スートシート及び第２のスートシートを含む複合スートシートは、第２のスートシートは焼結されて緻密ガラスを形成するが、第１の（シリカ）スートは焼結されないでいるように、１２００℃未満、例えば、約７００℃〜１０００℃、の温度で加熱することができる。焼結ガラス内の空孔及び／または気泡の形成を制御するために、焼結温度及び焼結時間を制御することができる。一例として、基本的に空孔及び気泡が無い焼結ガラスシートを形成されるように、焼結温度及び焼結時間を制御することができる。
【００７２】
本明細書に用いられるように、焼結は、第２のガラススート粒子が相互に密着するまで、第２のガラススート粒子を融点より低い温度で加熱するプロセス（固相焼結）を指す。アニールは、ガラスの形成後に内部応力を開放するためにガラスを冷却するプロセスである。焼結及びアニールは同じかまたは異なる装置を用いて順次に実施することができる。
【００７３】
犠牲第１スートシートの、すなわち、第１のスートシートは焼結されず、１つ以上の第２のスートシートを支持するにすぎない、実施形態において、第２のスートシート（または複合スートシート）が焼結されて緻密ガラスシートが形成された後、焼結ガラスシートは第１のスート層から、例えばそれぞれの層のＣＴＥ不整合または熱的不整合によって、分離することができる。焼結されていない第１のスートシートは廃棄するかまたは、必要に応じて、高温（例えば、約１２００℃〜１７００℃）で加熱して別のガラスシートにすることができる。
【００７４】
ガラスシート形成プロセスはスートシート及び得られるガラスシートのいずれの歪（例えば、弛み）も最小限に抑えるように、制御することができる。歪を最小限に抑えるための一方法は、焼結中にスートシートを実質的に垂直に向けることである。実施形態にしたがえば、垂直方位に対するスートシートの方位角は１５°未満（例えば、１０°または５°未満）とすることができる。
【００７５】
焼結はガラススートシートにスートシート焼結装置の焼結ゾーンを通過させる工程を含む。焼結中、焼結された材料とまだ焼結されていない材料の境界を表す、焼結前線が、焼結前線がスートシートの端また別の焼結前線に達するまで、第２のスートシートにかけて進む。一実施形態にしたがえば、第２のガラススートシートはその幅の９０％（例えば、第２のガラススートシートの幅の２０，５０または７５％）まで、加熱され、焼結される。
【００７６】
焼結を行うに適するスート焼結装置には、例えば、ガス／酸素トーチ、誘導加熱装置、抵抗加熱装置及びレーザのような、様々な構成の内の１つを含めることができる。そのような構成の一特徴は、焼結されているセグメントが、既に焼結されたスートシートまたはまだ焼結されていないスートシートと接触することができ、よって幅方向に沿って既に焼結されたスートシートまたはまだ焼結されていないスートシートにより支持され得る（例えば、張力がかけられ得る）ように、第２のガラススートシートの幅の一部だけを加熱できる能力とすることができる。
【００７７】
スートシートを焼結するために、抵抗加熱装置及び誘導加熱装置のような、様々な異なるスートシート焼結装置を用いることができる。スートシート及びガラスシートのいずれの熱履歴も、最終製品の、最終の厚さ、組成、組成均一性並びにその他の化学特性及び物理特性影響を与え得る。第２のガラススートシートの主表面の一方に、またはいずれにも、熱を印加することによって、ガラスシートを形成することができる。焼結中、温度及び温度プロファイル、時間及び雰囲気を含む、様々なパラメータを制御することができる。
【００７８】
焼結温度は、例えば、焼結されるべき第２のスートシートの組成に基づいて、当業者により選ばれ得るが、焼結温度は約７００℃〜１２００℃の範囲とすることができる。さらに、抵抗加熱源及び誘導加熱源のいずれも含む様々な加熱源を用いて達成することができる、一様な温度プロファイルを、最終ガラスシート内に均一性を生じさせるために用いることができる。「一様な温度プロファイル」は、あらかじめ定められたサンプル面積またはサンプル体積にわたる焼結温度の変化が２０％未満（例えば、２０または５％未満）であることを意味する。
【００７９】
複合スートシート１７４の縁端部がスート案内装置によって支持され、案内される、実施形態において、縁端部は一般に焼結装置によって焼結されない。例えば、一実施形態において、平均厚が約４００μｍで全幅が２４ｃｍのスートシートの中央部分１０ｃｍを加熱して、幅が約１０ｃｍで平均厚が約１００μｍの焼結ガラスシートを作製した。焼結前のスートシートの平均密度は約０.５ｇ/ｃｍ３である。
【００８０】
焼結中の温度及び温度プロファイルの制御に加えて、スートシート／ガラスシートの周囲のガス雰囲気も制御することができる。特に、焼結プロセスを制御するため、適する焼結ガスの全圧及び分圧のいずれをも選ぶことができる。いくつかの実施形態において、制御された混合気は、例えば、Ｈｅ，Ｏ２，ＣＯ２，Ｎ２，Ｃｌ２，Ａｒまたはこれらの混合気のような、１つ以上の活性ガスまたは不活性ガスを含むことができる。
【００８１】
焼結作業中、スートシートは、焼結ゾーン内に静置させておくことができ、あるいは、そのようなゾーンを通して連続的または半連続的に移動させることができる。例えば、連続ガラスシート形成プロセスにおいて、スートシートがスート堆積面から剥離されているときのスートシートの形成速度は焼結ゾーンを通るスートシートの平行移動速度に実質的に等しくすることができる。焼結は、同じかまたは異なる焼結条件を用いる焼結ゾーンを通る１つ以上の経路によって実施することができる。焼結ゾーンを通るスートシートの線速度は、０.１ｍｍ/秒〜１０ｍｍ/秒の範囲（例えば、０.１，０.２，０.５，１，２，３，４，５または１０ｍｍ/秒）とすることができる。規模を大きくすれば、堆積面の線速度を１ｍ/秒以上にまで高め得ると考えられる。加熱器からスート表面までの距離は約１ｍｍ〜２００ｍｍの範囲（例えば、１，５，１０，２０，５０，１００または２００ｍｍないしそれ以上）とすることができる。
【００８２】
開示されるプロセスは、様々な実施形態において、高い熱膨張係数を有する薄ガラスシートを形成するために用いることができる。そのような材料は、対応する低融点及び低焼結温度のため、堆積面から直接剥離される第１のスートシートとして形成することが困難であり得る。一方、本手法の１つにしたがえば、ガラスシートを形成することになる、第２のガラススート粒子が、焼結工程中に焼結されない、融点が高く、したがって焼結温度が高い材料を含む、既に形成されているスートシートに重ねて形成される。例えば、熱膨張係数が約５×１０−７/℃の溶融石英またはシリカガラスを含むスートシートに重ねて、第２のガラススート粒子を形成することができる。実施形態にしたがえば、得られるガラスシートは６×１０−７/℃より高い熱膨張係数を有することができる（例えば、焼結ガラスシートの熱膨張係数を、６×１０−７，８×１０−７，１０×１０−７，１２×１０−７，１５×１０−７，３０×１０−７/℃，または４０×１０−７/℃より高くすることができる）。例えば、ガラスシートは６×１０−７/℃と３０×１０−７/℃の間または３２×１０−７/℃と５０１×１０−７/℃の間の熱膨張係数を有することができる。
【００８３】
ガラスシートは、形成されてしまうと、適する切断装置によって個々のガラス片に分割することができる。例えば、ガラスシートを切断またはトリミングして、より小さなガラス片にするためにレーザを用いることができる。別の例において、まだ焼結されていないスートシートからガラスシートをトリミングするためにレーザを用いることができる。さらに、切断の前または後に、焼結ガラスを、縁端除去、被覆形成、印刷、研磨、等のような、１つ以上の焼結後プロセスにかけることができる。焼結ガラスシートの長いリボンを巻取装置で巻き取ってロールにすることができる。必要に応じて、隣接するガラス表面間の直接接触を避けるため、シート紙、布、被覆材料、等のような、スペーサ材料を隣接するガラス表面の間に挿入することができる。
【００８４】
本明細書に開示されるプロセス及び装置は、シリカ含有率が低いスートシート及び焼結ガラスシート、例えば「低シリカ」ガラスシート、の作製に適している。「低シリカ」は５０モル％未満のシリカガラス、例えば、約５，１０，１５，２０，２５，３０，３５，４０または４５モル％未満のシリカガラス、を含むガラス組成を意味する。一例の低シリカガラスはアルミノホウケイ酸ガラスである。必要に応じて、第２のガラススート粒子は、チタニウム、ゲルマニウム、ホウ素、アルミニウム、リン、希土類金属及び／またはアルカリ金属またはアルカリ土類金属を（例えば、１つ以上の酸化物の形態で）含むことができる。
【００８５】
長いガラスリボンを含む、可撓性焼結ガラスシートを形成することができる。低シリカガラスシートのような焼結ガラスシートは２０μｍ以下（例えば、１５０，１００，５０または２５μｍ未満）の平均厚を有することができる。しかし、実施形態にしたがえば、焼結ガラスシートは、１０，２０，５０，１００，２００，５００，１０００，２０００，５０００，１００００または１２５００μｍの厚さを有することができる。堆積スート層の幅、焼結ゾーンの幅及び堆積時間長を制御することにより、焼結ガラスシートの幅及び長さのいずれをも、独立に制御することが可能である。ガラスシートの長さは約２.５ｃｍ〜１０ｋｍの範囲とすることができる。ガラスシートの幅は約２.５ｃｍ〜２ｍの範囲とすることができる。
【００８６】
本開示のプロセスは表面品質が高いガラスシート（例えば、表面波打ちが小さく、表面粗さが小さく、基本的に擦りきずが無い、ガラスシート）を形成するために用いることができる。ロール上にスートシートを形成する初期工程及び焼結された可撓性ガラスシートをロール上に巻き取る最終工程を含むことができる、上に開示したプロセスは「ロールツウロールプロセス」と称することができる。低シリカガラスを含む、得られるガラスシートは、組成、厚さ、表面粗さ、表面一様性、ＣＴＥ及び平坦度を含む、多くの特性によって特徴を表すことができる。
【００８７】
本明細書に用いられるように、「スート層」または「スートの層」は、必要に応じて相互に結合される、基本的に一様に分布するガラス粒子の層を指す。層は一般に、個々の粒子の平均直径以上の平均総厚を有する。さらに、スート層は、基本的に均一な組成を有する単一のスート層またはそれぞれが均一な組成を有する複数のスート層を含むことができる。
【００８８】
第２のスート層が複数の層を含む実施形態において、１つの種のガラス粒子が１つのスート層を形成することができ、第２の種のガラス粒子が前のスート層に隣接する別のスート層を形成することができる。すなわち、それぞれのスート層は異種の組成及び／または別の特性を有することができる。さらに、隣接する層間の界面領域においては、連続層の界面における組成及び／または特性がそれぞれの層にともなうバルク値から外れ得るように、２つの種の粒子の混合がおこり得る。
【００８９】
本明細書における「ガラスシート」への言及は、複数のガラススート粒子を含むシート材料（すなわち、スートシート）及び焼結ガラスでつくられたシート材料のいずれも含む。技術上一般に理解されるように、シートは、一般に相互に実質的に平行であり、それぞれが他の表面より大きな面積を有する、２つの表裏をなす主表面を有する。ある場所における２つの主表面間の距離がその特定の場所におけるシートの厚さである。シートは主表面間で実質的に一様な厚さを有することができ、あるいは厚さは、一様にまたは非一様に、空間的に変化することができる。いくつかの他の実施形態において、２つの主表面は非平行とすることができ、主表面の一方は、またはいずれも、平面または湾曲面とすることができる。ガラスシートは実質的に均一なガラスシートとすることができ、あるいは層毎に特有の属性を有する複合ガラスシートとすることができる。
【００９０】
本明細書に用いられるように、「焼結ガラス」は。標準状態の温度及び圧力（ＳＴＰ）（２７３Ｋ及び１０１.３２５ｋＰａ）の下で同じ化学組成及び微細構造を有するガラス材料に対する理論密度（Ｄ最大）の少なくとも９５％の密度を有するガラス材料を指す。いくつかの実施形態において、焼結ガラスはＳＴＰ下においてＤ最大の少なくとも９８％、９９％または９９.９％の密度を有することが好ましい。
【００９１】
ガラススート堆積／焼結プロセスを用いるガラスシート形成のさらなる態様が、共通に所有される米国特許第７６７７０５８号並びに、共通に所有される、米国特許出願公開第２０１０/０２９１３４６号、第２０１０/０３１９４０１号及び第２０１１/００１４４４５号の明細書に開示されている。これらの明細書の内容はそれぞれの全体が本明細書に参照として含められる。
【００９２】
本明細書に用いられるように、単数形の冠詞‘ａ’，‘ａｎ’及び‘ｔｈｅ’は、そうではないことを文脈が明白に規定していない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「導電プレート」への言及は、そうではないことを文脈が明白に規定していない限り、２つ以上のそのような「導電プレート」を有する例を含む。
【００９３】
本明細書において、範囲は［「約」１つの特定値］から、及び／または［「約」別の特定値］までとして表され得る。範囲がそのように表される場合、例はその１つの特定値から及び／またはその別の特定値までを含む。同様に、先行詞「約」の使用により値が近似値として表されていれば、その特定の値が別の態様をなすことは理解されるであろう。さらに、範囲のそれぞれの端点が、他方の端点との関係でも、他方の端点とは独立にも、有意であることが理解されるであろう。
【００９４】
別途に明白に言明されていない限り、本明細書に述べられるいかなる方法も、その工程が特定の順序で実施されると解されることは全く想定されていない。したがって、その工程がしたがうべき順序を方法請求項が実際に挙げていないか、または、そうではなくとも、工程が特定の順序に限定されるべきであることが請求項または説明に特に言明されていない場合、いかなる特定の順序も推測されることは全く想定されていない。
【００９５】
本明細書における叙述は、特定の態様で機能するように「構成」または「適合」されている、本発明のコンポーネントに言及していることにも注意されたい。この点において、そのようなコンポーネントは特定の特性または機能を特定の態様で具現化するように「構成」または「適合」され、そのような叙述は目的とされる用法に対するものとしての構造の叙述である。さらに詳しくは、コンポーネントが「構成」または「適合」される態様への本明細書における言及は、コンポーネントの既存の物理的状態を表し、したがって、コンポーネントの構造的特徴の明確に限定された叙述としてとられるべきである。
【００９６】
本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、本発明に様々な改変及び変形がなされ得ることが当業者には明らかであろう。開示された、本発明の精神及び実質を組み込んでいる実施形態の改変組合せ、副組合せ及び変形が当業者には浮かび得るから、本発明は手の得される特許請求項及びそれらの等価形態の範囲内に全てを含むと解されるべきである。
【符号の説明】
【００９７】
１００    薄ガラスシート形成装置
１１０，１１６    スート供給装置
１２０    スート受け装置
１２２    堆積面
１２５    スート採集装置
１３０    スートシート案内装置
１４０    スートシート焼結装置
１５０，１６０    ガラススート粒子
１５２，１６２    スート層
１５４    自立連続スートシート
１５５    接触表面
１５６    ガラスシート
１５７    自由表面
１７４    複合スートシート
１８０    排気システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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