(57)【要約】  本開示は、中空構造体の形状を変えるための装置および方法を提供する。この方法は、第１のアスペクト比を規定する第１と第２の直径を持つ断面を有する中空構造体を提供する工程；その中空構造体の少なくとも一部を少なくともそのガラス転移温度に加熱し、展性中空構造体を形成する工程；展性中空構造体内で正圧を維持して、加圧中空構造体を形成する工程；および加圧中空構造体の加熱部分の第１の側および反対の第２の側をプレスし、第１と第２の反対の略平坦な面および第１のアスペクト比より大きい第２のアスペクト比を有する中空平板状構造体を形成する工程を有してなることがある。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空構造体の形状を変える方法であって、
第１のアスペクト比を規定する第１と第２の直径を持つ断面を有する中空構造体を提供する工程；
前記中空構造体の少なくとも一部を少なくともそのガラス転移温度に加熱して、展性中空構造体を形成する工程；
前記展性中空構造体内で正圧を維持して、加圧中空構造体を形成する工程；および
前記加圧中空構造体の加熱された部分の第１の側および反対の第２の側をプレスして、第１と第２の反対の略平坦な面および前記第１のアスペクト比より大きい第２のアスペクト比を有する中空平板状構造体を形成する工程；
を有してなる方法。
【請求項２】
前記中空構造体の第２の端部に貫通できるシールを配置する工程；
をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記中空構造体の少なくとも一部を加熱しながら、該中空構造体を回転させる工程；
をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記展性中空構造体内の正圧が、該展性中空構造体中に空気を吹き込むことによって維持される、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記展性中空構造体内の正圧が、内部非接触プロセスにより維持される、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記中空平板状構造体が、０．２ｎｍ未満の表面粗さ（Ｒａ）を有する内面を有する、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記プレス工程が、プラテンを備えたプレス機により行われ、該プラテンに組み込まれた空気ベアリングにより前記中空平板状構造体を支持する工程をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記展性中空構造体の粘度が、プレス中に、１×１０7パスカルと１×１０11パスカルの間である、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記展性中空構造体が、プレス中に約６００℃から約９３０℃に維持される、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記プラテンが、前記展性中空加工物をプレスする前に、予熱される、請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
本出願は、その内容が依拠され、ここに全て引用される、２０１５年１月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／１０９８１１号の米国法典第３５編第１１９条の下での優先権の恩恵を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、中空構造体の形状を変えるためのシステムおよび方法に関し、より詳しくは、ガラス管を再成形して、携帯式スマートフォンまたは他の家庭用電子機器用の三次元成形されたガラスカバーを製造するためのシステムおよび方法に関する。そのガラスカバーは、必要に応じて、スリーブ形状であってよい。
【発明の概要】
【０００３】
本開示は、様々な実施の形態において、中空構造体の形状を変える方法に関する。この方法は、スリーブ状構造体の製造に有用であろう。その方法は、第１のアスペクト比を規定する第１と第２の直径を持つ断面を有する中空構造体を提供することによって行われる。この中空構造体の少なくとも一部を、少なくともそのガラス転移温度に加熱して、展性中空構造体を形成する。その展性中空構造体内で正圧を維持して、第１の側および反対の第２の側を有する加圧中空構造体を形成する。その加圧中空構造体の加熱された部分の第１の側および反対の第２の側をプレスして、第１と第２の反対の略平坦な面および第１のアスペクト比より大きい第２のアスペクト比を有する中空平板状構造体を形成する。
【０００４】
いずれの実施の形態においても、必要に応じて、前記方法は、前記中空構造体の第１の端部を封止する工程をさらに含んでもよい。
【０００５】
いずれの実施の形態においても、必要に応じて、前記方法は、前記中空構造体の第２の端部に貫通できるシールを配置する工程をさらに含んでもよい。
【０００６】
いずれの実施の形態においても、必要に応じて、前記方法は、前記中空構造体の少なくとも一部を加熱しながら、その中空構造体を回転させる工程をさらに含んでもよい。
【０００７】
いずれの実施の形態においても、必要に応じて、前記展性中空構造体内の正圧は、その展性中空構造体中に空気を吹き込むことによって維持してもよい。
【０００８】
いずれの実施の形態においても、必要に応じて、前記展性中空構造体内の正圧は、内部非接触プロセスにより維持してもよい。
【０００９】
いずれの実施の形態においても、必要に応じて、前記第１と第２の反対の略平坦な面の平坦度は、約５０マイクロメートルを超えて外れない。
【００１０】
いずれの実施の形態においても、必要に応じて、前記中空平板状構造体は、０．２ｎｍ未満の表面粗さ（Ｒａ）を有する内面を有することがある。
【００１１】
いずれの実施の形態においても、必要に応じて、前記方法は、前記中空平板状構造体を冷却しながら、その中空平板状構造体を回転させる工程をさらに含む。
【００１２】
いずれの実施の形態においても、必要に応じて、前記方法は、前記中空平板状構造体の略平坦な面を研磨する工程をさらに含む。
【００１３】
いずれの実施の形態においても、必要に応じて、プレス工程は、プラテンを備えたプレス機により行われる。前記中空平板状構造体を支持するために、そのプラテンに空気ベアリングを組み込んでもよい。
【００１４】
いずれの実施の形態においても、必要に応じて、前記展性中空加工物の粘度が、プレス中に、１×１０7パスカルと１×１０11パスカルの間である。
【００１５】
いずれの実施の形態においても、必要に応じて、前記展性中空加工物は、プレス中に約６００℃から約９３０℃に維持される。
【００１６】
いずれの実施の形態においても、必要に応じて、前記プラテンは、展性中空加工物をプレスする前に、予熱される。
【００１７】
本開示は、様々な実施の形態において、例えば、管状構造体からスリーブ状構造体にのように、中空構造体の形状を変える方法にも関する。この方法は、中空構造体の少なくとも一部を少なくともそのガラス転移温度に加熱して、それを回転させながら、展性中空構造体を形成することによって行われる。その中空構造体の加熱された部分の第１の側および反対の第２の側をプレスする間、その展性中空構造体の内部に正圧が維持される。中空平板状構造体が形成される。
【００１８】
いずれの実施の形態においても、必要に応じて、前記展性中空構造体中に空気を吹き付けることによって、その展性中空構造体内に正圧が維持される。
【００１９】
いずれの実施の形態においても、必要に応じて、前記中空平板状構造体は、内面と外面を有する。その外面は、約５０マイクロメートル未満の寸法精度の偏差を有することがある。その内面は、例えば、０．２ｎｍ未満の表面粗さ（Ｒａ）を有することがある。
【００２０】
本開示は、様々な実施の形態において、中空平板状構造体を製造するための装置にも関する。その装置は、加工物保持具、プラテン、および加圧器を備えることがある。その加工物保持具は、展性中空加工物を保持するように構成できる。そのプラテンは、展性中空加工物をプレスするように構成できる。その加圧器は、展性中空加工物がプレスされている間、その展性中空加工物内に正圧を与えることができる。
【００２１】
いずれの実施の形態においても、必要に応じて、前記装置は、前記展性中空加工物を回転させるために設計された回転機をさらに備えることがある。
【００２２】
いずれの実施の形態においても、必要に応じて、前記装置は、前記展性中空加工物を冷却するために設計された冷却装置をさらに備えることがある。
【００２３】
追加の特徴および利点が、以下の詳細な説明に述べられており、一部は、その説明から当業者に容易に明白となるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付図面を含む、ここに記載された実施の形態を実施することによって認識されるであろう。
【００２４】
先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、単なる例示であり、請求項の性質および特徴を理解するための概要または骨子を提供することが意図されていることを理解すべきである。添付図面は、さらなる理解を与えるために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、１つ以上の実施の形態を示しており、説明と共に、様々な実施の形態の原理および作動を説明する働きをする。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１Ａ】１つの実施の形態による中空平板状構造体を製造するために使用される装置の実施の形態の断面図
【図１Ｂ】１つの実施の形態による中空平板状構造体を製造するためのプレス前に使用される装置の実施の形態の断面図
【図１Ｃ】１つの実施の形態による中空平板状構造体を製造するためのプレス後に使用される装置の実施の形態の断面図
【図１Ｄ】１つの実施の形態による空気ベアリングの実施の形態の断面図
【図２】中空構造体の形状を変える方法の実施の形態を示す流れ図
【図３】別の実施の形態による、中空構造体の形状を変える方法を示す流れ図
【図４】前記方法の実施の形態による平坦な面の平坦度を示すグラフ
【図５】前記方法の実施の形態により形成されたガラススリーブの斜視図
【図６】前記方法の実施の形態により形成された別のガラススリーブの斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本開示は、以下の詳細な説明、図面、実施例、および特許請求の範囲、並びに先と以下の説明を参照することによって、より容易に理解できる。しかしながら、本発明の組成物、物品、デバイス、および方法を開示し、記載する前に、この開示は、特に明記のない限り、開示された特定の組成物、物品、デバイス、および方法に限定されないことを理解すべきである。何故ならば、それらは、もちろん、変わり得るからである。また、ここに使用した用語法は、特定の態様を記載する目的のためだけであり、制限を意図していないことも理解すべきである。
【００２７】
本開示の以下の説明は、現在公知の実施の形態において本開示の教示を可能にするものとして提供されている。この目的のために、当業者は、ここに記載された開示の様々な態様に多くの変更を行うことができ、それでも本開示の有益な結果を得られることを認識し、理解するであろう。本開示の所望の恩恵のいくつかは、本開示の特徴のいくつかを選択することにより、他の特徴を使用せずに得られることも明白であろう。したがって、当業者は、本開示に対する多くの改変および適用が、可能であり、特定の環境においては望ましくさえあり得、本開示の一部であることを認識するであろう。それゆえ、以下の説明は、本開示の原理の実例として与えられ、その制限ではない。
【００２８】
開示された方法および組成物に使用できる、それと共に使用できる、その調製に使用できる、またはその実施の形態である材料、化合物、組成物、および成分が開示されている。これらと他の材料がここに開示されており、これらの材料の組合せ、部分集合、相互作用、群などが開示されている場合、これらの化合物の様々な個々と集合的な組合せ並びに順列の各々の具体的な参照が明白に開示されていなくても、各々が、ここに具体的に考えられ記載されていると理解される。
【００２９】
ここで、その実施例が添付図面に示されている、現在好ましい実施の形態を詳しく参照する。それぞれの図面における特定の参照文字の使用は、同じまたは同様の部品を示す。
【００３０】
先に述べたように、概して、本開示には、コンパクトな（例えば、円形または軸対称の）断面を有するガラス管を、高レベルの寸法公差および光学的品質を示す非軸対称（例えば、扁平な）ガラス外囲器に再成形する方法が教示されている。その方法は、どの形状のガラスにも適用でき、特に、３Ｄ形状部品、例えば、管およびスリーブに有用である。記載された方法は、以下の利点を与える：その製品は、電子機器の他の構成部材とのきつい組み付けを確実にするために、±１００マイクロメートル未満、好ましくは±５０マイクロメートル未満の平坦度からの偏差を有する扁平区域などの高レベルの寸法精度を有する。
【００３１】
そのような物体に要求される美的特徴並びに表示機能、例えば、透明度の欠如または破片の存在などの著しい光学的欠点のないことを確実にするために、高レベルの光学的品質を生じさせることがある。スリーブの他の好ましい特徴は、高レベルの機械的性能（破損を防ぐための）および引っ掻き抵抗性である。これらの基準を満たすために、例えば、Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラス組成物が特にうまく適しているであろう（「Ｇｏｒｉｌｌａ」は、ガラス、例えば、スマートフォンまたはタブレットなどの電子機器におけるカバーガラスまたはガラスタッチパネル式ディスプレイのための、米国、ニューヨーク州、コーニング所在のＣｏｒｎｉｎｇ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄの商標である）。いずれの実施の形態においても、必要に応じて、その方法より、高い生産性および妥当な低コストで多数の部品の製造が可能になるであろう。
【００３２】
ここに用いたように、「スリーブ」という用語は、非円形断面および１より大きいアスペクト比を有する三次元管状ガラス物品を表現する。そのアスペクト比は、管またはスリーブの断面の最大寸法と最小寸法の比である。アスペクト比は、円形または軸対称管（１１２および１１４などの全ての直径が等しい）について図１Ｂに示されるような、定義により１の最小値を有する。そのアスペクト比は、扁平スリーブ（最長直径１１４が最短直径１１２より長く、よって、直径１１２に対する直径１１４の比が１より大きい）について、１より大きい値を有する。いずれの実施の形態においても、必要に応じて、約１．５から約５０、必要に応じて、約３から約３９、必要に応じて、約５から約２５、必要に応じて、約５から約１５、必要に応じて、約７から約１１、必要に応じて、約１８から約２８のアスペクト比が考えられる。一般に、図５および６に示されるように、スリーブは、エッジ５１０および５２０が丸まっている（図５のように）、形状がいくぶん楕円形であるか、または形状がいくぶん矩形である（図６のように）。いずれの実施の形態においても、必要に応じて、スリーブは、少なくとも１つの面、必要に応じて、２つの反対の略平坦な面５３０および５４０、必要に応じて、ほぼ光学平面または光学平面である、図６に示されるような、一方または両方の側面５５０または５６０を有する。必要に応じて、ガラススリーブまたは中空平板状構造体５００は、長さ５７０、内部開口５８０、ガラスの厚さ５９０を有し得る。必要に応じて、ガラススリーブ５００は、光学平面である、またはそれに近づく少なくとも１つの扁平部分５３０または５４０を有し得る。必要に応じて、ガラススリーブ５００は、側面５５０および５６０を有することがある。
【００３３】
ここに用いたように、「ほぼ光学平面または光学平面」という用語は、通常、百万分の数インチ（約２５ナノメートル）以内で、片面または両面で、極めて平らにラップ仕上げされ、研磨された光学用ガラス片を表現する。
【００３４】
ここに用いたように、「ガラス転移温度」という用語は、非晶質固体が硬質および／または脆性状態から溶融またはゴム状状態に変化する温度を表現する。本開示について、「展性」ガラスまたは他の材料は、ガラス転移温度より高温であり、例えば、プレス成形、ブロー成形、延伸、または曲げなどの操作によって永久的に変形できるような材料として定義される。
【００３５】
ここに記載された実施の形態のほとんどは、特に、スリーブガラス外囲器への用途に使用されているが、例えば、３Ｄ形状のカバーガラス、タッチパネル、または他の部品を提供するために、管を半分に切断するか、または光学平面部分を切断する追加の工程により、この同じ方法をより広く適用できると考えられる。
【００３６】
押出しなどの、非円形管の既存の製造プロセスが長年に亘って開発されてきたが、供給された光学的品質は、通常、十分には程遠い。本発明の開示に記載された手法は、管の漸進的変形に基づく。
【００３７】
図１に示されたように、いずれの実施の形態においても、必要に応じて、中空平板状構造体５００（例えば、図５および６に示されたような）を製造するための装置１００は、加工物保持具１１０、プラテン１２０、および加圧器１３０を備えることがある。加工物保持具１１０は、展性加工物１５０を保持するように構成できる。加工物１５０は、例えば、ガラス材料、ガラスセラミック、または高分子から製造されていてよい。高分子は、例えば、ポリカーボネート、ポリウレタンであってよい。ガラス材料は、典型的に、ガラスであってよい。そのガラス材料は、ガラスセラミックであってもよいが、成形条件下で核形成または結晶化を避けられるガラスセラミックのみが、一般に適している。ガラスセラミックの可能性のある例は、ＥｕｒｏｋｅｒａからＫＥＲＡＬＩＴＥ（登録商標）として入手できる、透明ベータスポジュメンである。いずれの実施の形態においても、必要に応じて、ガラスの選択は、ずっと幅広く、異形（例えば、扁平）管またはその異形管から製造すべきスリーブの所望の性質に基づくであろう。そのガラスは、イオン交換可能なガラスであってよく、このガラスは、概して、靭性および損傷抵抗が重要である用途に望ましい。イオン交換可能なガラスの例に、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスまたはアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラスがある。いずれの実施の形態においても、必要に応じて、そのガラスは、高い熱膨張係数を有してもよい。加工物保持具１１０は、加工物１５０の一方の端部を固定するクランプであってよい。加工物保持具１１０は、例えば、保持環または軸受面などのいずれの締結手段を備えてもよい。
【００３８】
プラテン１２０は、最終製品の形状に応じて、平らまたは湾曲などの、どのような種類の形状であってもよい。プラテン１２０は、いずれの実施の形態においても、必要に応じて、対称であってよい。別の実施の形態において、プラテン１２０は、対称でなくてもよい。プラテン１２０は、ステンレス鋼、ニッケル、または他の金属合金、グラファイト、セラミック材料、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、もしくは炭化タングステン（ＷＣ）などの様々な材料から製造されてもよい。プラテンの表面は、最終製品の表面の光学的品質の低下を最小にするために、研磨されていてよい。装置１００に利用できるプラテンの数は、２、４、６などの偶数であってよい。あるいは、最終目的の製品の形状に応じて、装置１００に利用できるプラテンの数は、１、３、５、７などの奇数であってよい。プラテンは、通常、図１Ａ、１Ｂ、または１Ｃのプラテン１２０および１２２のように、対向した対で配置されているが、これは必須ではない。
【００３９】
装置１００は、図Ｄに示されるような、１つ以上の空気ベアリング１８０および１９０をさらに備えてもよく、これは、加工物１５０とプラテン１２０／１２２との間の接触を制限する、または必要に応じて、なくすために、プラテン１２０、必要に応じて、１２０または１２２などの各プラテンの表面に実装されることがある。空気ベアリング１８０および１９０は、例えば、グラファイト、ゼオライト、分子篩などの多孔質材料、ナノカーボン繊維、カーボンナノチューブ、フラーレンなどのナノ材料から製造されていてよい。
【００４０】
加圧器１３０は、空気加圧装置などのどのような加圧装置であってもよい。加圧器１３０は、加工物１５０の一方の端部でシール１７０中に押し入るような鋭い端部を有してよい。加圧器１３０の鋭い端部は、特に加工物１５０のエッジ近くで、内面に引っ掻き傷、圧痕、擦り傷などのいずれの接触跡もないように、加工物１５０の内面に接触しないであろう。加工物１５０は、別の封止端部１６０を有することがあり、これは、例えば、端部に栓を取り付ける、または一方の端部１６０で加工物１５０をつまむことにより、封止することができる。
【００４１】
装置１００は、回転機１４０をさらに備えることがある。回転機１４０は、展性中空加工物１５０を回転させるように設計できる。成形操作中の展性加工物の回転は、周知であり、加工物の均一な加熱を可能にし、特に、成形中に管が水平に延在する場合、ある位置で管に重力を長期間に亘り印加した結果として、加工物が下垂するのを防ぐのに有用である。回転機１４０は、回転接合に搭載してよい。装置１００は、冷却装置（図示せず）をさらに備えてもよい。その冷却装置は、展性中空加工物１５０を冷却するように設計できる。その冷却装置は、独立装置であっても、装置１００に取り付けられてもよい。
【００４２】
図２に示されるように、中空構造体の形状を変える方法２００は、工程２１０であって、第１のアスペクト比を規定する第１と第２の直径を持つ断面を有する中空構造体を提供する工程；工程２２０であって、その中空構造体の少なくとも一部を少なくともそのガラス転移温度に加熱して、展性中空構造体を形成する工程；工程２３０であって、展性中空構造体内で正圧を維持して、加圧中空構造体を形成する工程；および工程２４０であって、その加圧中空構造体の加熱された部分の第１の側および反対の第２の側をプレスして、第１と第２の反対の略平坦な面および第１のアスペクト比より大きい第２のアスペクト比を有する中空平板状構造体を形成する工程を有してなることがある。
【００４３】
前記中空構造体はガラス管であることがある。その管は、円形または非円形管状構造体であってよい。その中空構造体は第１のアスペクト比を有することがあり、これは、断面での第２の直径に対する第１の直径の比として定義されるであろう。いずれの実施の形態においても、必要に応じて、そのアスペクト比は、その部品の長さに沿って変動しても差し支えない。
【００４４】
前記方法は、従来の管作製法を使用して製造された要求されるガラス組成物のガラス管などの中空構造体を提供することにより始めてもよい。いずれの実施の形態においても、必要に応じて、そのガラス管は、約１５００ｍｍなどの標準長さに切断されてもよい。あるいは、そのガラス管はどの長さに切断されてもよい。その管の壁厚は、通常、得るべき部品の周辺と同じにまたはそれよりわずかに厚く選択されるであろう。方法２００は、中空回転機などの回転機を使用して、少なくとも一方の側でその中空構造体を保持する工程をさらに含むことがある。その中空構造体は、装置１００に相当して垂直または水平方向に保持されてもよい。
【００４５】
方法２００は、中空構造体の第１の端部を気密封止し、その中空構造体の第２の端部に栓などの貫通できるシールを配置する工程をさらに含むことがある。中空構造体の第１の端部を封止する工程は、それ自体で閉じるように、ガラスなどの中空構造体の先端を加熱することによって行ってよい。方法２００は、中空構造体の少なくとも一部を加熱しながら、その中空構造体を回転させる工程をさらに含むことがある。いずれの実施の形態においても、必要に応じて、その中空構造体は、その軸の周りに回転されることがある。別の実施の形態において、その中空構造体は、中空構造体が垂直に延在する管である場合、回転を必要としないであろう。
【００４６】
前記中空構造体の少なくとも一部は、展性を達成するために、そのガラス転移温度以上に加熱し、維持することができる。１つの実施の形態において、加熱工程は、電熱器により行われることがある。別の実施の形態において、加熱工程は、バーナー、例えば、電気バーナーまたはガスバーナーいずれかにより行われることがある。適切な組成およびガラス転移温度を有するガラスについて、展性中空加工物は、例えば、プレス中に、約６００℃から約９３０℃に維持されることがある。その温度は、使用されるガラスのタイプに依存するであろう。ソーダ石灰ガラスについて、その温度は、例えば、約６００℃から約７５０℃であろう。２３１８ガラス組成物について、その温度は、例えば、約６８０℃から約８８０℃であろう。様々なタイプのガラスが、様々な成形操作に必要な程度まで展性である、上述した範囲内または範囲外の温度は、当該技術分野においてよく知られているか、または当業者によって、所定の例で容易に決定できる。
【００４７】
方法２００は、プレス機１１８（図１Ｂに示されるような）内において、１２０および１２２などの一対のプラテンの間で拘束することなどにより、展性中空構造体をプレスする工程をさらに含むことがある。いずれの実施の形態においても、必要に応じて、方法２００は、図１Ｄに示されるように、それぞれ、プラテン１２０および１２２内に組み込まれた１８０および１９０などの空気ベアリングで中空平板状構造体を支持する工程をさらに含むことがある。別の選択肢として、２つの対向するプレナム１８２の両方に空気ベアリングを設けても差し支えない。手短に言えば、空気ベアリングは、プレナム１８２、もしくは多孔質プラテンプレートまたは構造体開口１８４を通じて圧力下で空気または他の気体を提供する気体圧力の他の供給源を有し、プラテン１２０および１２２と、展性中空構造体１５０との間に空気または他の気体のクッションを提供する。この気体圧力は、プレナム１８２と展性中空構造体１５０との間の接触圧を低下させる、またはいずれの実施の形態においても、必要に応じて、なくすようなものであり得る。１つ以上の空気ベアリングを使用する結果は、プレス中に展性中空構造体のプレスされた表面の傷を減少させるまたはなくすことである。いずれの実施の形態においても、必要に応じて、プラテンを予熱してもよい。いずれの実施の形態においても、必要に応じて、そのプラテンは、略平坦な面を有するだけでよい。
【００４８】
展性中空構造体内で正圧を維持する工程は、展性中空構造体中に空気を吹き付けることによるものであることがある。展性中空構造体内の圧力は、約２０ミリバール（２ｋＰａ）と約１バール（１００ｋＰａ）の間であってよい。いずれの実施の形態においても、必要に応じて、加熱された展性中空構造体は、その展性中空構造体の粘度が約１×１０7パスカルと約１×１０11パスカルの間である間にプレスされることがある。この展性中空構造体の内圧は、展性中空構造体の粘度、プレス速度、およびその過程中に使用される変形レベルに応じて調節されてよい。加圧中空構造体の加熱された部分の第１の側および反対の第２の側がプレスされた後、中空平板状構造体が形成される。
【００４９】
前記展性中空構造体内の圧力は、プレス後に解放されることがある。前記方法は、中空平板状構造体を冷却する工程、および／または中空平板状構造体を回転させる工程をさらに含むことがある。ある場合には、加圧中空構造体が冷却される（もしくは加熱が減少させられるまたは停止される（これも、本開示に使用されるような「冷却」の範囲内である））まで、その構造体内である程度の上昇した圧力を維持するのが好ましいことがあり、それゆえ、圧力が低下したときに、その形状が維持されるであろう。
【００５０】
前記中空平板状構造体は、第１と第２の反対の略平坦な面を有することがある。いずれの実施の形態においても、必要に応じて、第１と第２の反対の略平坦な面の平坦度は、例えば、約５０マイクロメートルを超えて外れない。その中空平板状構造体は、第１のアスペクト比より大きい第２のアスペクト比を有することがある。中空平板状構造体の略平坦な面は、例えば、シリコン油または研磨材のスラリーにより、さらに研磨してもよい。
【００５１】
方法２００は、初期管から中空平板状構造体を分離する工程、およびさらなる加工のためにその管の残りを確保する工程をさらに含むことがある。残りの管の長さに応じて、その方法を、工程２１０から再開してもよい。
【００５２】
別の実施の形態において、中空構造体の形状を変える方法３００は、工程３１０であって、中空構造体の少なくとも一部を少なくともそのガラス転移温度に加熱し、展性中空構造体を、それ自体を回転させながら形成する工程；工程３２０であって、展性中空構造体の加熱された部分の第１の側および反対の第２の側をプレスする間、その中空構造体内で正圧を維持する工程；および工程３３０であって、中空平板状構造体を形成する工程を有してなることがある。
【００５３】
方法３００のいずれの実施の形態においても、必要に応じて、正圧が、内部非接触プロセスにより維持されることがある。例えば、その正圧は、展性中空構造体中に空気を吹き付けることによって、展性中空構造体内で維持されてもよい。その中空平板状構造体は、内面および外面を有する。その外面は、図４に示されるような、約５０マイクロメートル未満の寸法精度の偏差を有することがある。その内面は、例えば、０．２ｎｍ未満の表面粗さ（Ｒａ）を有することがある。この方法を使用して製造された中空平板状構造体を試験し、製造されたいくつかの連続部品について測定した。それが、図４に示されるように、非常に良好な平坦度（１００マイクロメートル未満）を示した。他の実施の形態において、中空平板状構造体は完全には平坦ではない構造を有することがある。その完全には平坦ではない構造は、例えば、曲面を有することがある。
【００５４】
数多くの実験により、プレス後のガラス管の形状は、最終部品のアスペクト比および管内の内圧に依存することが示された。
【００５５】
中空構造体の形状を変える方法は、最終部品の長さへの正確なエッジ切断および仕上げを含むことがある。この方法は、製品に応じて、外面の研磨、イオン交換、および装飾をさらに含むことがある。
【００５６】
いくつかの個々の部品に対応して管の切断長さを再成形することが可能なこともある。そのような場合、管を再成形し、冷却した後、個々の部品は、例えば、従来の切断技術によって、互いから切り離されるであろう。
【００５７】
別の実施の形態において、前記方法は、各工程で、必要に応じて異なる成形型材料、ガラス粘度および内圧レベルで、いくつかの連続した管の加熱／管のプレス操作として行ってもよい。
【００５８】
前記方法の実施の形態は、管の内面に損傷を与えずに、非常に厳しい寸法仕様に到達するのに役立つことがある。その方法の実施の形態は、最終形状に非常に近い（ニアネットシェイプ）商品の初期製造を行い、表面仕上げの必要を減少させるのに役立つことがある。機械加工または研削などの従来の仕上げを減少させると、ある業界では、製造コストが三分の二を超えて減少することがある。この方法の実施の形態では、高い生産性の可能性がもたらされることもある。再成形工程は、５秒未満で実行可能であると判明するであろう。次いで、プロセス全体を、生産性のボトルネックがプレス時間である一連の連続工程として設計してもよい。そのため、全体としてのそのようなプロセスの生産性は、５秒未満となるであろう。
【００５９】
本開示の実施の形態により、安価な製造がもたらされることもある。ガラス再成形操作の主な原価作用因は、通常、生産性およびプラテンの要求数である。
【００６０】
前記方法の実施の形態は、前記プラテンの形状を変えて、その長さに沿って一定ではない断面を有する部品を得る工程をさらに含むことがある。長さに沿って一定ではない周辺を示す部品を得ることも可能である。いずれの実施の形態においても、必要に応じて、初期管を吹き込んで（引き伸ばして）、要求される部品を得るために、内部加圧を使用してもよい。
【００６１】
ここに開示された方法および装置は、異なる形状を有する様々な構造体に適用でき、様々な形状、サイズ、および向きの被覆部分および非被覆部分を選択的に作り出すために適用できることが当業者に明白であろう。本発明の精神または範囲から逸脱せずに、様々な改変および変更を行えることが当業者に明白であろう。
【００６２】
ここで、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００６３】
実施形態１
中空構造体の形状を変える方法であって、
第１のアスペクト比を規定する第１と第２の直径を持つ断面を有する中空構造体を提供する工程；
前記中空構造体の少なくとも一部を少なくともそのガラス転移温度に加熱して、展性中空構造体を形成する工程；
前記展性中空構造体内で正圧を維持して、加圧中空構造体を形成する工程；および
前記加圧中空構造体の加熱された部分の第１の側および反対の第２の側をプレスして、第１と第２の反対の略平坦な面および前記第１のアスペクト比より大きい第２のアスペクト比を有する中空平板状構造体を形成する工程；
を有してなる方法。
【００６４】
実施形態２
前記中空構造体の第１の端部を封止する工程；
をさらに含む、実施形態１に記載の方法。
【００６５】
実施形態３
前記中空構造体の第２の端部に貫通できるシールを配置する工程；
をさらに含む、実施形態１に記載の方法。
【００６６】
実施形態４
前記中空構造体の少なくとも一部を加熱しながら、該中空構造体を回転させる工程；
をさらに含む、実施形態１に記載の方法。
【００６７】
実施形態５
前記展性中空構造体内の正圧が、該展性中空構造体中に空気を吹き込むことによって維持される、実施形態１に記載の方法。
【００６８】
実施形態６
前記第１と第２の反対の略平坦な面の平坦度が、約５０マイクロメートルを超えて外れない、実施形態１に記載の方法。
【００６９】
実施形態７
前記展性中空構造体内の正圧が、内部非接触プロセスにより維持される、実施形態１に記載の方法。
【００７０】
実施形態８
前記中空平板状構造体が、０．２ｎｍ未満の表面粗さ（Ｒａ）を有する内面を有する、実施形態１に記載の方法。
【００７１】
実施形態９
前記プレス工程が、プラテンを備えたプレス機により行われ、該プラテンに組み込まれた空気ベアリングにより前記中空平板状構造体を支持する工程をさらに含む、実施形態１に記載の方法。
【００７２】
実施形態１０
前記加熱工程が、電熱器またはバーナーにより行われる、実施形態１に記載の方法。
【００７３】
実施形態１１
前記展性中空構造体の粘度が、プレス中に、１×１０7パスカルと１×１０11パスカルの間である、実施形態１に記載の方法。
【００７４】
実施形態１２
前記展性中空構造体が、プレス中に約６００℃から約９３０℃に維持される、実施形態１に記載の方法。
【００７５】
実施形態１３
前記プラテンが、前記展性中空加工物をプレスする前に、予熱される、実施形態９に記載の方法。
【００７６】
実施形態１４
中空平板状構造体を製造するための装置であって、
展性中空加工物を保持するために構成された加工物保持具、
前記展性中空加工物をプレスするために構成されたプラテン、および
前記展性中空加工物がプレスされている間、該展性中空加工物内に正圧を与える加圧器、
を備える装置。
【００７７】
実施形態１５
前記展性中空加工物を回転させるために設計された回転機、
をさらに備える、実施形態１４に記載の装置。
【００７８】
実施形態１６
前記展性中空加工物を冷却するために設計された冷却装置、
をさらに備える、実施形態１４に記載の装置。
【００７９】
実施形態１７
中空構造体の形状を変える方法であって、
中空構造体の少なくとも一部を少なくともそのガラス転移温度に加熱し、展性中空構造体を、それ自体を回転させながら形成する工程；
前記展性中空構造体の加熱された部分の第１の側および反対の第２の側をプレスする間、該中空構造体内で正圧を維持する工程；および
中空平板状構造体を形成する工程；
を有してなる方法。
【００８０】
実施形態１８
前記展性中空構造体中に空気を吹き付けることによって、該展性中空構造体内で正圧が維持される、実施形態１７に記載の方法。
【００８１】
実施形態１９
前記中空平板状構造体が内面および外面を有し、該外面が約５０マイクロメートル未満の寸法精度の偏差を有し、該内面が０．２ｎｍ未満の表面粗さ（Ｒａ）を有する、実施形態１７に記載の方法。
【００８２】
実施形態２０
前記中空平板状構造体が完全には平坦ではない構造を有し、該完全には平坦ではない構造が曲面を有する、実施形態１７に記載の方法。
【符号の説明】
【００８３】
１００    装置
１１０    加工物保持具
１１２    第１の直径
１１４    第２の直径
１１８    プレス機
１２０    １つのプラテン
１２２    別のプラテン
１３０    加圧器
１４０    回転機
１５０    展性中空加工物
１６０    中空構造体の１つの端部
１７０    貫通できるシール
１８０    １つの空気ベアリング
１８２    プレナム
１８４    孔
１９０    別の空気ベアリング
５００    中空平板状構造体／ガラススリーブ
５１０    １つのガラススリーブのエッジ
５２０    別のガラススリーブのエッジ
５３０    第１の略平坦な面
５４０    第２の反対の略平坦な面
５５０、５６０    ガラススリーブ５００の側面
５７０    ガラススリーブの長さ
５８０    内部開口
５９０    ガラスの厚さ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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