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特許7269932積層ガラス管から製作されたガラス物品、並びに、積層ガラス管をガラス物品に加工するシステムおよび方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-04-26
(45)【発行日】2023-05-09
(54)【発明の名称】積層ガラス管から製作されたガラス物品、並びに、積層ガラス管をガラス物品に加工するシステムおよび方法
(51)【国際特許分類】
C03B 23/09 20060101AFI20230427BHJP
C03B 17/06 20060101ALI20230427BHJP
【ＦＩ】
C03B23/09
C03B17/06
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2020529690
(86)(22)【出願日】2018-11-29
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-02-18
(86)【国際出願番号】 US2018063077
(87)【国際公開番号】W WO2019108803
(87)【国際公開日】2019-06-06
【審査請求日】2021-11-29
(31)【優先権主張番号】62/592,725
(32)【優先日】2017-11-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】16/201,493
(32)【優先日】2018-11-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】16/201,497
(32)【優先日】2018-11-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】397068274
【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100073184
【弁理士】
【氏名又は名称】柳田 征史
(74)【代理人】
【識別番号】100123652
【弁理士】
【氏名又は名称】坂野 博行
(74)【代理人】
【識別番号】100175042
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 秀明
(72)【発明者】
【氏名】デネカ，デイヴィッド アラン
(72)【発明者】
【氏名】フレドホルム，アラン マーク
(72)【発明者】
【氏名】ジュボー，ローラン
(72)【発明者】
【氏名】マツシック，ジョセフ マイケル
(72)【発明者】
【氏名】パルンボ，アニエッロ マリオ
(72)【発明者】
【氏名】ピエロン，クリストフ
【審査官】山本 一郎
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１６－５２１６７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５０６３４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５３４０１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－１５７８５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭４９－１０８１１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２９７７０５（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０３Ｂ ２３／０４
Ｃ０３Ｂ ２１／００
Ｃ０３Ｂ ３３／０６ － ３３／０９５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガラス物品をガラス管から製造する方法において、ガラス管を、少なくとも１つの形成ステーションおよび分離ステーションを含む加工部に導入する工程であって、前記ガラス管は、コアガラス組成物を含むコア層、外側ガラス組成物を含む外側クラッド層、および、内側ガラス組成物を含む内側クラッド層を有する積層ガラス管を含むものであり、前記コア層には引張応力が加わり、前記内側クラッド層または前記外側クラッド層の少なくとも１つには圧縮応力が加わったものである工程と、
ガラス物品の少なくとも１つの特徴物を、前記積層ガラス管の加工端部で形成する工程と、
前記ガラス物品を前記積層ガラス管の加工端部から分離して、前記コア層の一部を、該積層ガラス管の加工端部で露出させる工程と、
前記コア層の前記露出部分を、該コア層をクラッド層に完全に囲い込むことによって、修復する工程と
を含み、
前記コア層の前記露出部分を修復する工程は、ガラスを、前記内側クラッド層、前記外側クラッド層、または、それらの両方から移動させて、該コア層を完全に囲い込む工程を含み、
前記ガラスを、前記内側クラッド層、前記外側クラッド層、または、それらの両方から移動させて、前記コア層を完全に囲い込む工程は、
前記内側クラッド層、前記外側クラッド層、または、それらの両方を、前記コア層の前記露出部分に近接して加熱して、前記内側ガラス組成物、前記外側ガラス組成物、または、それらの両方の粘度が低下して、該内側クラッド層、該外側クラッド層、または、それらの両方の変形を可能にする工程と、
前記内側クラッド層、前記外側クラッド層、または、それらの両方を変形させて、前記コア層の前記露出部分と接触させる工程と、
ガラス片を、前記積層ガラス管の加工端部から分離する工程と
を含むものである、方法。
【請求項2】
前記コア層の前記露出部分を修復する工程の前に、該コア層の該露出部分を、前記積層ガラス管の加工端部の軸面に配置するものである、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記コア層の前記露出部分を修復する工程は、ガラスシートを前記積層ガラス管の表面に連結する工程を含み、前記ガラスシートは、該コア層の該露出部分を覆うように配置されるものである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
前記内側クラッド層、前記外側クラッド層、および、前記ガラスシートは、協働して、前記コア層の前記露出部分を表面破損の外因から隔離するものである、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記ガラスシートは、ガラスリングを含むものである、請求項３または４に記載の方法。
【請求項6】
前記ガラスシートは、７５マイクロメートル以上の厚さを有するものである、請求項３から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項7】
前記ガラスシートは、前記内側ガラス組成物および前記外側ガラス組成物の少なくとも１つと同じガラス組成物を含むものである、請求項３から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項8】
前記ガラスシートを前記積層ガラス管の前記表面に連結する工程は、前記積層ガラス管の前記表面を加熱する工程と、
前記ガラスシートを前記加熱した表面に接触させる工程と
を含むものである、請求項３から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項9】
前記積層ガラス管の前記表面を、該積層ガラス管の該表面での前記ガラスの粘度が１００キロポアズ以下となる温度まで加熱するものである、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記ガラスシートを前記積層ガラス管の前記表面に連結する工程は、該ガラスシートおよび該表面を熱研磨して、該ガラスシートを該積層ガラス管の該表面に一体化し、それにより、該ガラスシートを、前記内側クラッド層、前記外側クラッド層、または、それらの両方に接合する工程を含むものである、請求項８または９に記載の方法。
【請求項11】
前記ガラス片を前記積層ガラス管の加工端部から分離する工程は、前記積層ガラス管のトリミング領域を加熱する工程であって、前記トリミング領域は、前記積層ガラス管の加工端部から軸方向に離間したものである工程と、
内側トリミング具と外側トリミング具を収束させて、前記積層ガラス管の前記トリミング領域で密着させ、前記内側クラッド層と前記外側クラッド層が該トリミング領域で接触して、前記ガラス片を前記積層ガラス管の加工端部から分離するまで、該内側クラッド層、該外側クラッド層、または、それらの両方を変形させる工程と
を含むものである、請求項１に記載の方法。
【請求項12】
積層ガラス管を複数のガラス物品に加工する間に積層ガラス管を無傷に維持するシステムにおいて、少なくともコア層、内側クラッド層、および、外側クラッド層を含む積層ガラス管を固定するように動作可能な保持部であって、前記コア層は引張状態で、前記内側クラッド層および前記外側クラッド層の少なくとも１つは圧縮状態である保持部と、
ガラス物品を前記積層ガラス管の加工端部から分離して、前記コア層の一部を該積層ガラス管の加工端部で露出させるように動作可能な分離部と、
前記コア層の前記露出部分を修復し、該コア層を表面破損の外因から完全に囲い込むように動作可能な再被覆ステーションと
を含み、
前記再被覆ステーションは、内側トリミング具および外側トリミング具を含むトリミングステーションを含み、前記トリミングステーションは、前記内側トリミング具と前記外側トリミング具とを徐々に密着させるように動作可能である、システム。
【請求項13】
前記再被覆ステーションは、前記積層ガラス管を、該積層ガラス管の前記加工端部またはトリミング領域で加熱するように動作可能な予熱部を含むものである、請求項１２に記載のシステム。
【請求項14】
前記再被覆ステーションは、ガラスシート保持部を含み、前記ガラスシート保持部に配置されたガラスシートを、前記積層ガラス管の表面と接触させるように動作可能である、請求項１２または１３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【0001】
本願は、米国特許法第１２０条の下、「Ｇｌａｓｓ Ａｒｔｉｃｌｅｓ Ｍａｄｅ ｆｒｏｍ Ｌａｍｉｎａｔｅｔｅｄ Ｇｌａｓｓ Ｔｕｂｉｎｇ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ Ｌａｍｉｎａｔｅｔｅｄ Ｇｌａｓｓ Ｔｕｂｉｎｇ ｉｎｔｏ ｔｈｅ Ｇｌａｓｓ Ａｒｔｉｃｌｅｓ」という名称で、２０１８年１１月２７日に出願された米国特許出願第１６／２０１，４９３号、および、「Ｇｌａｓｓ Ａｒｔｉｃｌｅｓ Ｍａｄｅ ｆｒｏｍ Ｌａｍｉｎａｔｅｔｅｄ Ｇｌａｓｓ Ｔｕｂｉｎｇ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ Ｌａｍｉｎａｔｅｔｅｄ Ｇｌａｓｓ Ｔｕｂｉｎｇ ｉｎｔｏ ｔｈｅ Ｇｌａｓｓ Ａｒｔｉｃｌｅｓ」という名称で、２０１８年１１月２７日に出願された米国特許出願第１６／２０１，４９７号の優先権の利益を、更に、「Ｇｌａｓｓ Ａｒｔｉｃｌｅｓ Ｍａｄｅ ｆｒｏｍ Ｌａｍｉｎａｔｅｔｅｄ Ｇｌａｓｓ Ｔｕｂｉｎｇ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ Ｌａｍｉｎａｔｅｔｅｄ Ｇｌａｓｓ Ｔｕｂｉｎｇ ｉｎｔｏ ｔｈｅ Ｇｌａｓｓ Ａｒｔｉｃｌｅｓ」という名称で、２０１７年１１月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／５９２，７２５号の優先権の利益を主張し、それらの全内容は依拠され、参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【0002】
本明細書は、概して、ガラス物品に関し、特に、積層ガラス管から製作されたガラス物品、並びに、ガラス物品を積層ガラス管から製造するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0003】
ガラスは、他の材料と比べて、気密性、光学透明性、および、優れた化学的耐久性を有するので、歴史的に、好ましい製薬容器材料として使われてきた。具体的には、製薬容器で用いるガラスは、その中に入れられた薬剤の安定性に影響しないように、適切な化学的耐久性を有さなくてはならない。適切な化学的耐久性を有するガラスは、化学的耐久性が証明されているＡＳＴＭ規格「Ｔｙｐｅ ＩＡ」および「Ｔｙｐｅ ＩＢ」ガラス組成物を含む。製薬産業では、バイアル、カートリッジ、注射器、アンプル、ボトル、ジャー、並びに、他のガラス容器またはガラス物品など、様々なガラス容器が用いられている。
【0004】
ガラス管は、例えば、「加工機」において、製薬用ガラス容器などのガラス物品に加工されうる。加工機は、７５年以上も使われてきて、現在では、様々な市販および社内器具供給者によって製作されている。これらの加工機は、典型的には、長いガラス管を、火炎処理、回転および静止器具を用いた形成、熱分離、および／または、傷をつけてから衝撃を与える切断工程などを含む工程を用いて、複数のガラス物品に変形させる。
【0005】
ガラス容器を製薬容器および他の利用例で用いる際の主な弱点の１つは、ガラスは機械的に割れ易いことである。そのようなガラス容器が破損した場合、薬剤の損失により費用が高くなると共に、容器内にガラス粒子が存在、容器内に入れた組成物の完全な破壊、または、他の安全性の問題など、安全性についての問題も生じうる。ガラスの機械的性能を高める１つの選択肢は、熱または化学的強化処理を通して、ガラスを強化することである。しかしながら、ホウケイ酸ガラス組成物など、いくつかのガラス組成物は、イオン交換などの化学的強化処理を通して、強化することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
したがって、積層ガラス管から製造されて、改良された機械的耐久性を有するガラス物品、並びに、積層ガラス管のコア層を、１つ以上のクラッド層に囲い込まれた状態で維持しつつ、積層ガラス管をガラス物品に加工するシステムおよび方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の第１の態様において、ガラス物品は、引張応力が加わったコア層、および、少なくとも１つのクラッド層を含む積層ガラスを含む。少なくとも１つのクラッド層の少なくとも１つに、圧縮応力が加わる。コア層は、少なくとも１つのクラッド層内に完全に囲い込まれる。ガラス物品は、更に、積層ガラスに形成された少なくとも１つの特徴物を含む。
【0008】
本開示の第２の態様は、第１の態様を含み、コア層は、少なくとも１つのクラッド層によって、大気から完全に隔離されうる。
【0009】
本開示の第３の態様は、第１または第２の態様を含み、少なくとも１つのクラッド層は、内側クラッド層および外側クラッド層を含み、内側クラッド層と外側クラッド層は、協働して、コア層を囲い込むものでありうる。
【0010】
本開示の第４の態様は、第３の態様を含み、内側クラッド層、外側クラッド層、または、それらの両方に圧縮応力が加わったものでありうる。
【0011】
本開示の第５の態様は、第３の態様を含み、内側クラッド層は、米国薬局方（ＵＳＰ）＜６６０＞でＴｙｐｅ Ｉガラスと分類される内側ガラス組成物を含むものでありうる。
【0012】
本開示の第６の態様は、第３の態様を含み、内側クラッド層は、ホウケイ酸ガラスを含みうる。
【0013】
本開示の第７の態様は、第１から第６の態様のいずれか１つを含み、ガラス物品は、製薬容器でありうる。
【0014】
本開示の第８の態様は、第１から第７の態様のいずれか１つを含み、ガラス物品は、ボトル、バイアル、アンプル、注射器、または、カートリッジの１つを含みうる。
【0015】
本開示の第９の態様は、第１から第８の態様のいずれか１つを含み、ガラス物品は、製薬製品、ワクチン、生物工学製品、食品、または、溶液を保持するように適合された容器を含みうる。
【0016】
本開示の第１０の態様は、第１から第９の態様のいずれか１つを含み、少なくとも１つのクラッド層における圧縮応力は、５０ＭＰａ以上でありうる。
【0017】
本開示の第１１の態様は、第１から第１０の態様のいずれか１つを含み、コア層における引張応力は、１０ＭＰａ以上でありうる。
【0018】
本開示の第１２の態様は、第１から第１１の態様のいずれか１つを含み、ガラス物品は、コア層の露出部分がないものでありうる。
【0019】
本開示の第１３の態様は、第１から第１２の態様のいずれか１つを含み、積層ガラス管は、ホウケイ酸ガラスを含みうる。
【0020】
本開示の第１４の態様は、第１から第１３の態様のいずれか１つを含み、少なくとも１つのクラッド層の厚さは、少なくとも約３０μｍでありうる。
【0021】
本開示の第１５の態様は、第１から第１４の態様のいずれか１つを含み、少なくとも１つのクラッド層の厚さは、積層ガラスの全厚さの１５％から２５％でありうる。
【0022】
本開示の第１６の態様は、第１から第１５の態様のいずれか１つを含み、積層ガラスの全厚さは、６ｍｍ以下でありうる。
【0023】
本開示の第１７の態様は、第１から第１６の態様のいずれか１つを含み、積層ガラスの全厚さは、０．３ｍｍから１．５ｍｍでありうる。
【0024】
本開示の第１８の態様は、第１から第１７の態様のいずれか１つを含み、コア層は、少なくとも１つのクラッド層のガラス組成物と異なるコアガラス組成物を含みうる。
【0025】
本開示の第１９の態様において、製品は、第１から第１８の態様のいずれか１つに記載のガラス物品と、ガラス物品内に入れられた組成物または物品とを含みうる。
【0026】
本開示の第２０の態様において、製品は、内容積部を画定する積層ガラスを含むガラス容器を含み、積層ガラスは、引張応力が加わったコア層、および、圧縮応力が加わった少なくとも１つのクラッド層を含む。少なくとも１つのクラッド層は、コア層を完全に囲い込み、コア層を大気から隔離しうる。製品は、更に、ガラス容器の内容積部内に配置された組成物または物品を含みうる。
【0027】
本開示の第２１の態様は、第２０の態様を含み、少なくとも１つのクラッド層は、内側クラッド層および外側クラッド層を含み、内側クラッド層と外側クラッド層は、協働して、コア層を囲い込みうる。
【0028】
本開示の第２２の態様は、第２１の態様を含み、内側クラッド層、および、外側クラッド層に圧縮応力が加わりうる。
【0029】
本開示の第２３の態様は、第２１または第２２の態様を含み、内側クラッド層は、米国薬局方（ＵＳＰ）＜６６０＞でＴｙｐｅ Ｉガラスと分類される内側ガラス組成物を含みうる。
【0030】
本開示の第２４の態様は、第２１から第２３の態様のいずれか１つを含み、
内側クラッド層は、ホウケイ酸ガラスを含みうる。
内側クラッド層は、ホウケイ酸ガラスを含みうる。
【0031】
本開示の第２５の態様は、第２０から第２４の態様のいずれか１つを含み、ガラス容器の内容積部内に配置された組成物を含みうる。
【0032】
本開示の第２６の態様は、第２５の態様を含み、組成物は、製薬製品、ワクチン、生物工学製品、食品、または、溶液でありうる
本開示の第２７の態様は、第２０から第２６の態様のいずれか１つを含み、ガラス容器は、ボトル、バイアル、アンプル、注射器、または、カートリッジを含みうる。
本開示の第２７の態様は、第２０から第２６の態様のいずれか１つを含み、ガラス容器は、ボトル、バイアル、アンプル、注射器、または、カートリッジを含みうる。
【0033】
本開示の第２８の態様において、ガラス物品をガラス管から製造する方法は、ガラス管を、少なくとも１つの形成ステーションおよび分離ステーションを含む加工部に導入する工程を含みうる。ガラス管は、コアガラス組成物を含むコア層、外側ガラス組成物を含む外側クラッド層、および、内側ガラス組成物を含む内側クラッド層を有する積層ガラス管でありうる。コア層には引張応力が加わり、内側クラッド層または外側クラッド層の少なくとも１つには圧縮応力が加わりうる。方法は、更に、ガラス物品の少なくとも１つの特徴物を、積層ガラス管の加工端部で形成する工程と、ガラス物品を積層ガラス管の加工端部から分離する工程とを含みうる。ガラス物品を積層ガラス管の加工端部から分離する工程は、コア層の一部を、積層ガラス管の加工端部で露出させうる。方法は、更に、コア層の露出部分を、コア層をクラッド層に完全に囲い込むことによって修復する工程を含みうる。
【0034】
本開示の第２９の態様は、第２８の態様を含み、内側クラッド層および外側クラッド層は、協働して、コア層を完全に囲い込みうる。
【0035】
本開示の第３０の態様は、第２８または第２９の態様を含み、コア層をクラッド層内に完全に囲い込む工程は、コア層を表面破損の外因から隔離しうる。
【0036】
本開示の第３１の態様は、第２８から第３０の態様のいずれか１つを含み、コア層の露出部分を修復する工程の前に、コア層の露出部分を、積層ガラス管の加工端部の軸面に配置しうる。
【0037】
本開示の第３２の態様は、第２８から第３１の態様のいずれか１つを含み、内側ガラス組成物および外側ガラス組成物は、コアガラス組成物と異なりうる。
【0038】
本開示の第３３の態様は、第２８から第３２の態様のいずれか１つを含み、コア層の露出部分を修復する工程は、ガラスシートを積層ガラス管の表面に連結する工程を含み、ガラスシートは、コア層の露出部分を覆うように配置されうる。
【0039】
本開示の第３４の態様は、第３３の態様を含み、内側クラッド層、外側クラッド層、および、ガラスシートは、協働して、コア層の露出部分を表面破損の外因から隔離しうる。
【0040】
本開示の第３５の態様は、第３３または第３４の態様を含み、ガラスシートは、ガラスリングを含みうる。
【0041】
本開示の第３６の態様は、第３３から第３５の態様のいずれか１つを含み、ガラスシートは、７５マイクロメートル以上の厚さを有しうる。
【0042】
本開示の第３７の態様は、第３３から第３６の態様のいずれか１つを含み、ガラスシートは、内側ガラス組成物および外側ガラス組成物の少なくとも１つと同じガラス組成物を含みうる。
【0043】
本開示の第３８の態様は、第３３から第３７の態様のいずれか１つを含み、ガラスシートは、内側ガラス組成物および外側ガラス組成物の少なくとも１つと異なるガラス組成物を含みうる。
【0044】
本開示の第３９の態様は、第３３から第３８の態様のいずれか１つを含み、ガラスシートを積層ガラス管の表面に連結する工程は、積層ガラス管の表面を加熱する工程と、ガラスシートを加熱した表面に接触させる工程とを含みうる。
【0045】
本開示の第４０の態様は、第３９の態様を含み、積層ガラス管の表面を、積層ガラス管の表面でのガラスの粘度が１００キロポアズ以下となる温度まで加熱しうる。
【0046】
本開示の第４１の態様は、第３９または第４０の態様を含み、ガラスシートを積層ガラス管の表面に連結する工程は、ガラスシートおよび表面を熱研磨して、ガラスシートを積層ガラス管の表面に一体化し、それにより、ガラスシートを、内側クラッド層、外側クラッド層、または、それらの両方に接合する工程を含みうる。
【0047】
本開示の第４２の態様は、第２８から第４１の態様のいずれか１つを含み、コア層の露出部分を修復する工程は、ガラスを、内側クラッド層、外側クラッド層、または、それらの両方から移動させて、コア層を完全に囲い込む工程を含みうる。
【0048】
本開示の第４３の態様は、第４２の態様を含み、ガラスを、内側クラッド層、外側クラッド層、または、それらの両方から移動させて、コア層を完全に囲い込む工程は、内側クラッド層、外側クラッド層、または、それらの両方を、コア層の露出部分に近接して加熱して、内側ガラス組成物、外側ガラス組成物、または、それらの両方の粘度が低下して、内側クラッド層、外側クラッド層、または、それらの両方の変形を可能にする工程を含みうる。ガラスを移動させる工程は、更に、内側クラッド層、外側クラッド層、または、それらの両方を変形させて、コア層の露出部分と接触させる工程を含みうる。
【0049】
本開示の第４４の態様は、第４３の態様を含み、変形させる工程は、内側クラッド層、外側クラッド層、または、それらの両方を、１つ、または、複数の形成具と接触させる工程を含みうる。
【0050】
本開示の第４５の態様は、第４２または第４３の態様を含み、ガラスを、内側クラッド層、外側クラッド層、または、それらの両方から移動させて、コア層を完全に囲い込む工程は、ガラス片を、積層ガラス管の加工端部から分離する工程を含みうる。
【0051】
本開示の第４６の態様は、第４５の態様を含み、ガラス片を積層ガラス管の加工端部から分離する工程は、積層ガラス管のトリミング領域を加熱する工程であって、トリミング領域は、積層ガラス管の加工端部から軸方向に離間したものである工程と、内側トリミング具と外側トリミング具を収束させて、積層ガラス管のトリミング領域で密着させ、内側クラッド層と外側クラッド層がトリミング領域で接触して、ガラス片を積層ガラス管の加工端部から分離するまで、内側クラッド層、外側クラッド層、または、それらの両方を変形させる工程とを含みうる。
【0052】
本開示の第４７の態様は、第４６の態様を含み、内側トリミング具と外側トリミング具を収束させて、内側クラッド層と外側クラッド層が、トリミング領域で接触するように変形させる工程は、コア層を、内側クラッド層および外側クラッド層内に、積層ガラス管の新たな加工端部で完全に囲い込みうる。
【0053】
本開示の第４８の態様において、積層ガラス管を複数のガラス物品に加工する間に積層ガラス管を無傷に維持するシステムは、積層ガラス管を固定するように動作可能な保持部を含みうる。積層ガラス管は、少なくともコア層、内側クラッド層、および、外側クラッド層を含みうる。コア層は引張状態で、内側クラッド層および外側クラッド層の少なくとも１つは圧縮状態でありうる。システムは、更に、ガラス物品を積層ガラス管の加工端部から分離するように動作可能な分離部を含みうる。ガラス物品を積層ガラス管の加工端部から分離する工程は、コア層の一部を積層ガラス管の加工端部で露出させうる。システムは、更に、コア層の露出部分を修復し、コア層を表面破損の外因から完全に囲い込むように動作可能な再被覆ステーションを含みうる。
【0054】
本開示の第４９の態様は、第４８の態様を含み、再被覆ステーションは、積層ガラス管を、積層ガラス管の加工端部またはトリミング領域で加熱するように動作可能な予熱部を含みうる。
【0055】
本開示の第５０の態様は、第４９の態様を含み、予熱部は、ガストーチ、または、レーザを含みうる。
【0056】
本開示の第５１の態様は、第４８から第５０の態様のいずれか１つを含み、再被覆ステーションは、ガラスシート保持部を含み、ガラスシート保持部に配置されたガラスシートを、積層ガラス管の表面と接触させるように動作可能でありうる。
【0057】
本開示の第５２の態様は、第４８から第５１の態様のいずれか１つを含み、再被覆ステーションは、内側トリミング具および外側トリミング具を含むトリミングステーションを含み、トリミングステーションは、内側トリミング具と外側トリミング具とを徐々に密着させるように動作可能でありうる。
【0058】
ここまでの概略的記載、および、以下の詳細な記載の両方が、様々な実施形態を記載したものであり、請求した主題の本質および特徴を理解するための概観および枠組みを提供することを意図すると理解すべきである。添付の図面は、様々な実施形態の更なる理解のために含められ、本明細書に組み込まれ、その一部を構成する。図面は、本明細書に記載の様々な実施形態を示し、記載と共に、請求した主題の原理および動作を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【0059】
【図1A】本明細書に示し記載した１つ以上の実施形態による積層ガラス管の実施形態を概略的に示す斜視図である。
【図4】本明細書に示し記載した１つ以上の実施形態によるコア層の露出部分を有する積層ガラス管の加工端部に形成されたフランジの写真である。
【図5A】本明細書に示し記載した１つ以上の実施形態によるコア層の露出部分を有さないバイアルのフランジについて開発した応力モデルの２次元応力プロファイルを示す図である。
【図5B】本明細書に示し記載した１つ以上の実施形態によるコア層の露出部分を有するバイアルのフランジについて開発した応力モデルの２次元応力プロファイルを示す図面である。
【図6A】本明細書に示し記載した１つ以上の実施形態による再被覆ステーションを概略的に示す。
【図8】コア層の露出部分が、積層ガラス管の内側クラッド層および外側クラッド層と同じガラス組成を有するガラスシートで覆われた本明細書に示し記載した１つ以上の実施形態による積層ガラス管の加工端部の写真である。
【図9】コア層の露出部分が、積層ガラス管の内側クラッド層および外側クラッド層と異なるガラス組成を有するガラスシートで覆われた本明細書に示し記載した１つ以上の実施形態による積層ガラス管の加工端部の写真である。
【図10A】本明細書に示し記載した１つ以上の実施形態による内側トリミング具および外側トリミング具を含むトリミングステーションを概略的に示す。
【図10E】本明細書に示し記載した１つ以上の実施形態による図１０Ｄのトリミングステーションを概略的に示し、外側トリミング具が、更に、内側トリミング具に向かって平行移動して、積層ガラス管のセグメントを、積層ガラス管の加工端部から分離している。
【発明を実施するための形態】
【0060】
ここで、積層ガラス管から製造されたガラス物品、並びに、ガラス物品を積層ガラス管から製造するシステムおよび方法の実施形態を詳細に記載する。全図を通して、同じ、または、類似の部分を称するには、可能な限り同じ参照番号を用いている。
【0061】
本明細書で用いる方向を表す用語、例えば、上、下、右、左、前、後ろ、最上部、および、底部は、示した図面との関連での記載であり、それについて示した座標軸は、絶対的向きを意味することを意図しない。
【0062】
別段の記載がない限りは、本明細書に示したいずれの方法が、工程が特定の順序で行われることを要するとも、装置の特定の向きを要するとも、解釈されることを意図しない。したがって、方法の請求項が、工程の順序を実際に記載しないか、いずれの装置の請求項も、個々の構成要素の順序も向きも実際に記載しないか、請求項および明細書で、そうではなく、工程が特定の順序に限定されると記載されたり、装置の構成要素について、特定の順序または向きが記載されたりしない場合には、いかなる点でも、順序も向きも推定されることを意図しない。このことは、記載がないことに基づく任意の解釈に当てはまり、それは、工程の配列についての論理事項、動作フロー、構成要素の順序、構成要素の向き、文法構造または句読点に由来する単純な意味、並びに、明細書に記載の実施形態の数を含む。
【0063】
本明細書で用いるように、原文の英語の不定冠詞、および、単数形の前の不定冠詞は、そうでないことが、文脈から明らかでない限りは、複数のものを含む。したがって、例えば、不定冠詞を付けた構成要素は、そうでないことが、文脈から明らかでない限りは、そのような構成要素を２つ以上有する態様を含む。
【0064】
本明細書で用いるように、ガラス管の「加工端部」は、ガラス管から製作されるガラス物品の１つ以上の特徴物へと形成されうるガラス管の端部である。ガラス物品を、加工部を用いて製造する場合、ガラス管の加工端部を、保持部と相対的に、加工部の処理ステーションに向けうるもので、ガラス管の「非加工端部」は、処理ステーションから遠くに向いたガラス管の端部である。
【0065】
本明細書で用いるように、「特徴物」という用語は、積層ガラス管１０２のガラスが元の管形状から異なる形状に変形されたガラス物品の構造領域のことを称する。例えば、ガラス物品１０３の「特徴物」は、限定するものではないが、ネック部、肩状部、フランジ、底部、リッジ、リブ、ノズル、チャネル、窪み、表面テクスチャ、または、他の構造形状を含みうる。
【0066】
本明細書で用いるように、「軸の」という用語は、図面に示した座標軸の＋／－Ｚ方向のことを称し、ガラス管の中心軸ＣＬに略平行な表面または構造物を称する。
【0067】
ガラスは、他の材料と比べて、気密性、光学透明性、および、優れた化学的耐久性を有するので、製薬容器をガラスで製作しうる。アルミノケイ酸ガラス組成物を含むものなど、いくつかのガラス物品およびガラスシートは、イオン交換によって、化学的に強化されうる。イオン交換による強化処理では、ガラスの表面層のイオンが、同じ原子価または酸化状態を有する、より大きいイオンによって置換、または、それと交換される。イオン交換が可能ないくつかのガラス組成物において、ガラス組成物の表面層のイオン、および、それより大きいイオンは、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋、および、Ｃｓ＋などの一価のアルカリ金属カチオンでありうる。アルカリ金属イオンが、アルミノケイ酸ガラス組成物のガラスマトリックスに存在することで、アルミノケイ酸ガラスは、イオン交換処理を通して、容易に化学的に強化されうる。しかしながら、例えば、ホウケイ酸ガラスなど、いくつかのガラス組成物は、アルカリ金属イオンを、これらのガラス組成物が容易に、および／または、効率的に、イオン交換を通して化学的に強化されるのに十分な割合で含まない。更に、イオン交換による強化、および、ガラス管を強化する他の強化処理は、ガラス管の製造のための資本、材料、および、運転コストを上昇させる更なる工程を必要としうる。
【0068】
米国薬局方（ＵＳＰ）＜６６０＞でＴｙｐｅ Ｉガラスと分類されるガラス製薬容器は、概して、ホウケイ酸ガラスから形成される。ＵＳＰ＜６６０＞によれば、Ｔｙｐｅ Ｉガラスと分類されたガラスは、高い耐加水分解を有し、それにより、ほとんどの非経口および経口組成物を入れる容器として適するものとなる。しかしながら、ここで、ガラス製薬容器に現在使われているＴｙｐｅ Ｉホウケイ酸ガラス組成物は、１３ＭＰａ以上の中央張力を実現するように強化できないことがありうると確認された。したがって、そのようなガラス組成物から形成されたガラス製薬容器は、厚さを貫通するような亀裂が形成され易く、ガラス容器の気密性を損ないうる。
【0069】
その代わりに、積層ガラス管を形成し、次に、積層ガラス管をガラス物品に加工することによって、ガラス管、および、それから製作されたガラス物品を、改良された機械的耐久性を有して製造しうる。例えば、米国特許第９，０３４，４４２号明細書に記載のように、積層ガラス管は、複数のガラス層を含みうるもので、その記載は、全体として参照により、本明細書に組み込まれる。例えば、いくつかの実施形態において、積層ガラス管は、コア層、および、少なくとも１つのクラッド層を含みうる。クラッド層は、少なくとも、コア層の内側部分に近接した内側クラッド、および、コア層の外側部分に近接した外側クラッド層を含みうる。そのような実施形態において、内側クラッド層および外側クラッド層のガラス組成物の熱膨張係数（ＣＴＥ）が、コア層のガラス組成物のＣＴＥと異なると、次に、各ガラス層の熱膨張の違いは結果的に、圧縮応力を内側クラッド層および外側クラッド層で生じ、引張応力をコア層で生じうる。クラッド層で圧縮応力を生じることで、表面破損に対するガラス外面の抵抗が高まり、ガラスの機械的耐久性を高めうる。
【0070】
ガラス物品を積層ガラス管から製造する際の課題の１つは、コア層の一部がガラス物品の表面で露出するのを防ぐことである。例えば、ガラス管をガラス物品に加工する典型的な処理は、熱分離、または、傷／破損分離などの分離処理を含み、ガラス物品が、ガラス管の加工端部から分離される。積層ガラス管について、この分離処理を行うと、コア層が、積層ガラス管の加工端部の軸面で、大気、および／または、表面破損の外因に曝されうる。コア層の一部が積層ガラス管の表面で露出することで、ガラス物品の表面で、圧縮応力が低下した領域、または、むしろ引張応力が加わった領域を生じる。圧縮応力が低下した、または、引張状態の表面部分を有することで、ガラス物品の機械的耐久性、および、表面破損の外因に対するガラス物品の抵抗が、著しく低下する。
【0071】
本開示は、積層ガラス管を複数のガラス物品に加工するシステムおよび方法を含み、システムおよび方法は、ガラス物品を積層ガラス管の加工端部から分離した後に、コア層の露出部分を修復する工程を含む。分離中に露出したコア層の露出部分を修復することで、引張状態のコア層を、圧縮状態のクラッド層に完全に囲い込み、それにより、コア層を、大気、並びに、表面破損および欠陥の外因から隔離する。本開示は、積層ガラス管から製造されたガラス物品も含み、ガラス物品は、圧縮応力が加わった１つ、または、複数のクラッド層によって、完全に包囲されるか、または、囲い込まれた積層ガラスのコア層を有する。
【0072】
本開示で用いるように、「によって、完全に囲い込まれた」という語句は、クラッド層がコア層を包囲して、クラッド層の内面がコア層を内包し、積層ガラス管の外部のいずれの表面破損物質または原因も、最初にクラッド層に接触しない限り、コア層のいずれの部分にも接触しないことを称する。本開示で用いるように、「コア層を完全に隔離」という語句は、クラッド層をコア層と表面破損物質および原因との間に挟むことによって、コア層を、積層ガラス管の外部の表面破損物質または原因から分離し、積層ガラス管の外部のいずれの表面破損物質または原因も、最初にクラッド層に接触して、その中を通過しない限り、コア層のいずれの部分にも接触しないことを称する。
【0073】
図１Ａ～１Ｃを参照すると、ガラス物品を積層ガラス管１０２から分離する前の積層ガラス管１０２の実施形態を示している。積層ガラス管１０２は、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、または、６より多くのガラス層などの複数のガラス層を含みうる。例えば、いくつかの実施形態において、例えば、米国特許第９，０３４，４４２号明細書に記載のように、積層ガラス管１０２は、少なくとも、コア層１２０および少なくとも１つのクラッド層を含みうる。例えば、積層ガラス管１０２は、コア層１２０を含み、クラッド層は、外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４を含みうる。外側クラッド層１２２は、コア層１２０の外面と接触し、積層ガラス管１０２の中心線ＣＬに対して、コア層１２０から放射状に外側に向かって位置しうる。内側クラッド層１２４は、コア層１２０の内面に接触し、コア層１２０から放射状に内側に向かって位置しうる。外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４は、協働して、コア層１２０を積層ガラス管１０２の軸面１４８で囲い込む。外側クラッド層１２２は、積層ガラス管１０２の外面１４０であり、内側クラッド層１２４は、積層ガラス管１０２の内面１４６を提供しうる。本開示のシステムおよび方法を、本明細書において、３つの層を有する積層ガラス管１０２について記載するが、積層ガラス管は、３より多くの層を有しうることが分かる。例えば、いくつかの実施形態において、積層ガラス管は、複数のコア層１２０、複数の外側クラッド層１２２、および／または、複数の内側クラッド層１２４を有しうる。
【0074】
コア層１２０は、コアガラス組成物を含み、外側クラッド層１２２は、外側層ガラス組成物を含み、更に、内側クラッド層１２４は、内側層ガラス組成物を含みうる。コアガラス組成物は、外側層ガラス組成物、内側層ガラス組成物、または、それらの両方と異なりうる。いくつかの実施形態において、外側層ガラス組成物は、内側層ガラス組成物と同じでありうる。その代わりに、他の実施形態において、外側層ガラス組成物は、内側層ガラス組成物と異なりうる。
【0075】
いくつかの実施形態において、内側クラッド層１２４の内側ガラス組成物は、ＵＳＰ（米国薬局方）、ＥＰ（欧州薬局方）、および、ＪＰ（日本薬局方）などの規制機関が、製薬ガラスについて耐加水分解性に基づいて規定した基準を満たすガラス組成物でありうる。ＵＳＰ＜６６０＞およびＥＰ７によれば、ホウケイ酸ガラスは、Ｔｙｐｅ Ｉ基準を満たし、非経口薬容器として通常使われる。ホウケイ酸ガラスの例は、限定するものではないが、Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）のＰｙｒｅｘ（登録商標）７７４０、７８００、および、Ｗｈｅａｔｏｎ１８０、２００、４００、Ｓｃｈｏｔｔ Ｄｕｒａｎ、Ｓｃｈｏｔｔ Ｆｉｏｌａｘ、ＫＩＭＡＸ（登録商標）Ｎ－５１Ａ、Ｇｅｒｒｅｓｃｈｅｉｍｅｒ ＧＸ－５１ Ｆｌｉｎｔなどを含む。ソーダライムガラスは、Ｔｙｐｅ ＩＩＩ基準を満たし、乾燥粉末を入れるのに容認され、乾燥粉末は、次に、溶解されて溶液または緩衝液となる。Ｔｙｐｅ ＩＩＩガラスは、アルカリに反応しないことが証明された液状製剤を入れるのにも適する。Ｔｙｐｅ ＩＩＩソーダライムガラスの例は、Ｗｈｅａｔｏｎ８００、９００を含む。脱アルカリ処理されたソーダライムガラスは、水酸化ナトリウムおよび酸化カルシウムを高いレベルで有し、Ｔｙｐｅ ＩＩ基準を満たす。これらのガラスは、耐溶出性が、Ｔｙｐｅ Ｉガラスより低いが、Ｔｙｐｅ ＩＩＩガラスより高い。Ｔｙｐｅ ＩＩガラスを、品質保持期限の間、ｐＨ７未満に保たれる製品に用いうる。例として、硫酸アンモニウムで処理したソーダライムガラスを含む。いくつかの実施形態において、内側クラッド層１２４の内側層ガラス組成物は、米国薬局方（ＵＳＰ）＜６６０＞のＴｙｐｅ Ｉガラスの性能基準を満たすか、他の方法で、それに分類されたガラス組成物であるか、および／または、ＩＳＯ７２０によるＨＧＡ１の耐加水分解性を有するガラスでありうる。いくつかの実施形態において、内側クラッド層１２４の内側層ガラス組成物は、ＵＳＰ＜６６０＞のＴｙｐｅ Ｉ性能基準、および／または、ＩＳＯ７２０によるＨＧＡ１性能基準を満たすホウケイ酸ガラスまたはアルミノケイ酸ガラスでありうる。
【0076】
内側層ガラス組成物および外側層ガラス組成物は、コアガラス組成物と異なる熱膨張率（ＣＴＥ）、ヤング率、または、他の物性などの物性を有しうる。例えば、内側層ガラス組成物、および／または、外側層ガラス組成物は、コアガラス組成物のＣＴＥと異なるＣＴＥを有しうる。積層ガラス管１０２の形成中にガラス組成物が冷却されると、コアガラス組成物と、外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４のガラス組成物とのＣＴＥの違いにより、圧縮応力が、外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４で生じ、張力または引張応力が、コア層１２０で生じる。外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４で生じた圧縮応力は、積層ガラス管１０２を強化し、表面破損の外因に対する積層ガラス管１０２の抵抗を高める。ガラスに内包された欠陥が積層ガラス管１０２を通って伝播するのに十分な張力を受ける前に、これらの外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４での圧縮応力を、まず克服しなくてはならない。したがって、ＣＴＥの違いを通して、圧縮応力を外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４に導入することで、積層ガラス管１０２の機械的耐久性、および、表面欠陥による破損に対する積層ガラス管１０２の抵抗を高める。
【0077】
コアガラス組成物と、内側層ガラス組成物と、外側層ガラス組成物との物性（例えば、ＣＴＥ、ヤング率など）の差を増加または減少させるように、コアガラス組成物、内側層ガラス組成物、および／または、外側層ガラス組成物を変化させることによって、積層ガラス管１０２における圧縮応力の量を調節しうる。外側クラッド層１２２における圧縮応力の量、および／または、深さを、外側クラッド層１２２の厚さＴＯを変化させることによって調整しうる。同様に、内側クラッド層１２４における圧縮応力の量、および／または、深さを、内側クラッド層１２４の厚さＴＩを変化させることによって調整しうる。コア層１２０、外側クラッド層１２２、および、内側クラッド層１２４のガラス組成物、外側クラッド層１２２の厚さＴＯ、並びに、内側クラッド層１２４の厚さＴＩの選択により、外側クラッド層１２２、および／または、内側クラッド層１２４における圧縮応力の量および深さを、具体的利用例に応じて調整しうる。
【0078】
いくつかの実施形態において、積層ガラス管１０２の全厚さＴは、４ｍｍ以下、２ｍｍ以下、１．５ｍｍ以下、または、１ｍｍ以下など、６ミリメートル（ｍｍ）以下でありうる。いくつかの実施形態において、積層ガラス管１０２の全厚さＴは、０．１ｍｍから６ｍｍ、０．３ｍｍから４ｍｍ、０．５ｍｍから４ｍｍ、０．５ｍｍから２ｍｍ、または、０．５ｍｍから１．５ｍｍでありうる。外側クラッド層１２２の厚さＴＯ、および／または、内側クラッド層１２４の厚さＴＩは、積層ガラス管１０２の全厚さＴの１０％から３０％、または、１５％から２５％など、積層ガラス管１０２の全厚さＴの５％から３３％でありうる。いくつかの実施形態において、外側クラッド層１２２の厚さＴＯ、および／または、内側クラッド層１２４の厚さＴＩは、５０μｍ以上、７５μｍ以上、１００μｍ以上、または、１５０μｍ以上など、３０マイクロメートル（μｍ）以上でありうる。いくつかの実施形態において、外側クラッド層１２２の厚さＴＯ、および／または、内側クラッド層１２４の厚さＴＩは、５０μｍから０．７５ｍｍ、７５μｍから０．５ｍｍ、１００μｍから０．５ｍｍ、または、１５０μｍから０．５ｍｍなど、３０μｍから１ｍｍでありうる。
【0079】
いくつかの実施形態において、積層ガラス管１０２の外側クラッド層１２２、および／または、内側クラッド層１２４に、積層ガラス管１０２に機械的耐久性を与えるのに十分な圧縮応力が加わりうる。例えば、いくつかの実施形態において、外側クラッド層１２２、および／または、内側クラッド層１２４に、５０メガパスカル（ＭＰａ）以上、７５ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以上、または、１５０ＭＰａ以上の圧縮応力が加わりうる。例えば、いくつかの実施形態において、積層ガラス管１０２の外側クラッド層１２２、および／または、内側クラッド層１２４に、５０ＭＰａから７００ＭＰａ、５０ＭＰａから５００ＭＰａ、５０ＭＰａから４００ＭＰａ、７５ＭＰａから７５０ＭＰａ、７５ＭＰａから５００ＭＰａ、７５ＭＰａから４００ＭＰａ、１００ＭＰａから７００ＭＰａ、１００ＭＰａから５００ＭＰａ、または、１００ＭＰａから４００ＭＰａの圧縮応力が加わりうる。いくつかの実施形態において、積層ガラス管１０２のコア層１２０には、１０ＭＰａから４０ＭＰａ、１０ＭＰａから３０ＭＰａ、１５ＭＰａから５０ＭＰａ、１５ＭＰａから４０ＭＰａ、または、１５ＭＰａから３０ＭＰａなど、１０ＭＰａから５０ＭＰａの引張応力が加わりうる。積層ガラス管１０２から製作したガラス物品１０３のクラッド層１２２、１２４の圧縮応力およびコア層１２０の引張応力も、積層ガラス管１０２の圧縮応力および引張応力と同様でありうる。
【0080】
積層ガラス管１０２を、米国特許第４，０２３，９５３号明細書に記載の処理などのベロー処理を用いて製造しうる。ダナー処理など、他の処理を、積層ガラス管１０２を製造するのに用いうる。
【0081】
図２Ａおよび２Ｂを参照すると、積層ガラス管１０２を、ボトル、バイアル、注射器、アンプル、カートリッジ、および、製薬で利用される他のガラス製品など、複数のガラス物品１０３に加工しうる。積層ガラス管１０２は、例えば、食品容器など、製薬利用以外で用いられるガラス物品１０３にも加工しうる。いくつかの実施形態において、積層ガラス管１０２を、複数の処理ステーションを含む加工部を用いて、これらのガラス物品１０３に加工しうる。処理ステーションは、加熱ステーション、形成ステーション、分離ステーション、および、穿孔ステーションなど、更に、他の種類の処理ステーションを含みうる。概して、加工処理中に、積層ガラス管１０２の加工端部１５０は、ガラス物品１０３の１つ以上の特徴物に変形される。ガラス物品１０３の特徴物が形成されると、ガラス物品１０３は、積層ガラス管１０２の加工端部１５０から分離される。次に、加工部、および、加工処理を、図１４および１５を参照して詳細に記載する。
【0082】
図２Ａおよび２Ｂを参照すると、ガラス物品１０３を、熱分離、機械的に傷を付けて破損、レーザ切断、または、他の分離方法によって、積層ガラス管１０２の加工端部１５０から分離しうる。図２Ａおよび２Ｂは、ガラス物品１０３が積層ガラス管１０２の加工端部１５０から、熱の分離を通して分離される分離ステーション２０６を示している。図２Ａで、積層ガラス管１０２の加工端部１５０は、例えば、バイアルを製造するために、肩状部１４２、フランジ１４４、および、ネック部１４５などの複数の特徴物を含むように変形されている。図２Ａでは、ガラス物品１０３を、バイアルとして示しているが、ガラス物品１０３は、アンプル、注射器、カートリッジ、ボトル、または、他の物品に特有の特徴物を有しうることが分かる。熱分離について、分離ステーション２０６は、積層ガラス管１０２の加工端部１５０から距離ＬＡで位置する分離トーチ２５２を含みうる。距離ＬＡは、ガラス物品１０３で望ましい長さ寸法を生成するように選択されうる。積層ガラス管１０２が、保持部１３０によって、分離トーチ２５２に対して回転される間に、分離トーチ２５２は、積層ガラス管１０２を積層ガラス管１０２の分離領域で加熱する。積層ガラス管１０２の分離領域でガラスの温度が上昇すると、ガラスの粘度が低下する。ガラスの転移温度より高い温度では、分離領域のガラスは流動自在になり、それにより、ガラス物品１０３を、積層ガラス管１０２の加工端部１５０から分離できる。熱分離により、メニスカス状ガラス部分１５６が、積層ガラス管１０２の新たな加工端部１５２の上方に生成される。メニスカス状部分１５６は、熱分離工程の次の穿孔工程によって、再び開口されうる。積層ガラス管１０２から分離されたガラス物品１０３の端部に亘って生成されたガラスのメニスカス状部分１６０は、ガラス物品１０３の底部を形成するので、熱分離は、概して、バイアル、ボトル、アンプル、および、他の底が閉じた容器または物品の製造で用いられうる。いくつかの実施形態において、熱分離は、分離トーチ２５２の代わりにレーザを用いる分離ステーション２０６で実現されうる。
【0083】
いくつかの実施形態において、積層ガラス管１０２の内面１４６、外面１４０、または、それらの両方を、積層ガラス管１０２の分離領域で、傷付け具（不図示）または刻み目入れ具（不図示）を用いて機械的に傷付け、更に、物品１０３を、積層ガラス管１０２の加工端部１５０から離れるように破損させることによって、ガラス物品１０３を、積層ガラス管１０２から分離しうる。ガラス物品１０３を積層ガラス管１０２から分離する傷／破損方法を、カートリッジ、注射器、または、少なくとも１つの開口端部を有する他のガラス物品など、少なくとも１つの開口端部を有するガラス物品１０３に用いうる。いくつかの実施形態において、ガラス物品１０３を積層ガラス管１０２から機械的に分離する工程は、次の火炎研磨工程を含み、物品１０３の軸端部を変形させて、尖った縁部を除去しうる。
【0084】
図３Ａを参照すると、ガラス物品１０３を積層ガラス管１０２から分離ステーション２０６で分離した後の積層ガラス管１０２の加工端部１５０を示している。ガラス物品１０３を、積層ガラス管１０２から、熱または機械的な分離によって分離することで、コア層１２０の一部が、積層ガラス管１０２の軸面１４８で露出する。コア層１２０の露出部分１２６は、外側クラッド層１２２または内側クラッド層１２４のガラス組成物で被覆されず、したがって、潜在的な表面破損要因に曝される。
【0085】
ここで、図３Ｂを参照すると、積層ガラス管１０２の加工端部１５０を、バイアルについての特徴物に変形させた後の積層ガラス管１０２の加工端部１５０を概略的に示しており、バイアルの特徴物は、肩状部１４２、フランジ１４４、および、ネック部１４５を含む。いくつかの実施形態において、積層ガラス管１０２の加工端部１５０を変形させた後に、積層ガラス管１０２の軸面１４８は、コア層１２０の露出部分１２６を表したままでありうる。図４は、積層ガラス管１０２から製造されたガラス物品１０３のフランジ１４４の一部を示す一例の写真である。図４に示すように、積層ガラス管１０２の軸面１４８でのコア層１２０の露出部分１２６は、変形処理の間、存在し続け、更に、最終ガラス物品１０３にも存在しうる。変形処理の間に、外側クラッド層１２２または内側クラッド層１２４から、いくらかのガラスが移動して、コア層１２０の露出部分１２６を覆いうる。しかしながら、コア層１２０の露出部分１２６の一部は、最終ガラス物品１０３でも被覆されないままである。したがって、図４は、コア層１２０の露出部分１２６が、従来の加工部の分離ステーション２０６で生成されると、少なくとも部分的には、従来の加工処理の間、維持されて、最終ガラス物品１０３にも存在したままとなるのを示している。
【0086】
ここで、図５Ａを参照すると、応力モデルを、加工後のガラス物品１０３のフランジ１４４およびネック部１４５の断面について示している。コア層１２０の露出部分１２６をガラス物品１０３の軸面１４８で有さない図５Ａのガラス物品１０３について、応力モデルを開発した。各層のガラス内の相対応力を、グレイスケールの濃淡で示しており、薄いグレイは圧縮応力を示し、濃いグレイは引張応力を示す。最も薄いグレイの色は、最も高い圧縮応力を示し、最も濃いグレイは、最も高い引張応力を示す。コア層１２０を囲い込むクラッド層は、外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４を含む。図５Ａの外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４領域で薄いグレイで示すように、クラッド層には、圧縮応力が加わっている。図５Ａのコア層１２０領域で濃いグレイで示すように、コア層１２０には、中央張力が加わっている。
【0087】
ここで、図５Ｂを参照すると、コア層１２０の露出部分１２６をガラス物品１０３の軸面１４８で有するガラス物品１０３のフランジ１４４およびネック部１４５の断面についての応力モデルを示している。応力モデルの全パラメータは、コア層１２０の露出部分１２６が存在すること以外は、図５Ａの応力モデルと図５Ｂの応力モデルで変わらない。図５Ａと同様に、図５Ｂにおける薄いグレイは、圧縮応力を示し、濃いグレイは、引張応力を示す。図５Ｂに示すように、コア層１２０の露出部分１２６を、ガラス物品１０３の軸面１４８で導入することで、図５Ｂのコア層を図５Ａのコア層１２０と比べて濃いグレイで示すように、コア層１２０での引張応力を高める。更に、コア層１２０の露出部分１２６をガラス物品１０３の軸面１４８に導入することで、軸面１４８に沿ったクラッド層の濃いグレイの領域で示すように、クラッド層の圧縮応力を、ガラス物品１０３の軸面１４８で低下させる。クラッド層の軸面１４８に沿った部分は、圧縮状態ではなく、引張状態で示されている。軸面１４８に沿ったクラッド層で、圧縮応力が低下し、更に、張力が加わるようになることは、ガラス物品１０３の機械的耐久性、および、表面破損に対する抵抗が、軸面１４８に沿って低下することを示す。
【0088】
本開示は、コア層１２０の露出部分１２６の修復システムおよび方法に関する。加工処理は、ガラス物品１０３を積層ガラス管１０２から分離した後で、積層ガラス管１０２の加工端部１５０を熱で変形させる前に、再被覆工程、または、再被覆ステーションを含みうる。再被覆工程において、ガラス組成物を、コア層１２０の露出部分１２６に加えるか、ガラスを、外側クラッド層１２２または内側クラッド層１２４から、コア層１２０の露出部分１２６に移動させて、コア層１２０の露出部分１２６の再被覆を行う。例えば、いくつかの実施形態において、環状の薄板状ガラスなどのガラスシートを、積層ガラス管１０２の軸面１４８に連結して、コア層１２０の露出部分１２６を再被覆しうる。その代わりに、他の実施形態において、外側クラッド層１２２、および／または、内側クラッド層１２４からのガラスを、溶融状態に転移させて、更に、１つ以上の形成具またはトリミング具によって、積層ガラス管１０２の露出部分１２６に移動させて、露出部分１２６を再被膜しうる。コア層１２０の露出部分１２６を再被覆することで、コア層１２０を完全に囲い込み、コア層１２０の露出部分１２６をなくしうる。再被覆後に、積層ガラス管１０２のコア層１２０は、外側クラッド層１２２、および、内側クラッド層１２４によって、更に、いくつかの実施形態においては、再被覆工程でコア層１２０の露出部分１２６の上に再被覆されたガラス組成物によって、大気および表面破損の原因から完全に隔離される。コア層１２０の露出部分１２６の上に再被覆されたガラス組成物は、維持されて、コア層１２０は、加工処理の形成動作の間を通して、破損の外因から隔離され、積層ガラス管１０２から製造されたガラス物品１０３は、コア層１２０の露出部分１２６がないものでありうる。ガラス物品１０３は、大気、および／または、表面破損の外因から完全に隔離されたコア層１２０を有しうる。
【0089】
図６Ａ、６Ｂを参照すると、積層ガラス管１０２を複数のガラス物品１０３に加工する加工部は、再被覆ステーション３００を含みうる。いくつかの実施形態において、再被覆ステーション３００は、ガラスシート３０４を積層ガラス管１０２の軸面１４８に連結することによって、コア層１２０の露出部分１２６を再被覆するように動作可能で、それにより、コア層１２０の露出部分をガラスシート３０４で再被覆しうる。
【0090】
ガラスシート３０４を、限定するものではないが、フュージョンダウンドロー処理、スロットドロー処理、再ドロー処理、フロート処理、または、他のガラスシート形成処理などの任意の従来のガラスシート形成処理で形成しうる。ガラスシート３０４は、コア層１２０の露出部分１２６を再被覆するのに十分な厚さＴＳを有しうる。いくつかの実施形態において、ガラスシート３０４は、ガラスシート３０４が圧縮層をコア層１２０の露出部分１２６の上に形成して、コア層１２０を表面破損の外因から保護するのに十分な厚さＴＳを有しうる。いくつかの実施形態において、ガラスシート３０４の厚さＴＳは、５０マイクロメートル（μｍ）以上でありうる。例えば、いくつかの実施形態において、ガラスシート３０４の厚さＴＳは、７５μｍ以上、１００μｍ以上、１２５μｍ以上、または、１５０μｍ以上でありうる。ガラスシート３０４の厚さＴＳは、２２５μｍ以下、２００μｍ以下、１７５μｍ以下、または、１５０μｍ以下など、２５０μｍ以下でありうる。いくつかの実施形態において、ガラスシート３０４の厚さＴＳは、５０μｍから２５０μｍ、７５μｍから２２５μｍ、１００μｍから２００μｍ、または、１２５μｍから１７５μｍでありうる。ガラスシート３０４の厚さＴＳを調節して、ガラスシート３０４によって形成される圧縮応力層深さ、および、圧縮応力層の圧縮応力の大きさを変更し、それにより、コア層１２０の露出部分１２６を覆う再被覆の強化量を変更しうる。
【0091】
ガラスシート用のガラスを形成し、ガラスを、別々のガラスシート３０４へと切断しうる。ガラスを、レーザ切断、機械的な傷付け、または、他のガラス切断処理によって、別々のガラスシート３０４に切断しうる。別々の各ガラスシート３０４は、積層ガラス管１０２の軸面１４８の断面形状に一致するような形状を有しうる。例えば、いくつかの実施形態において、ガラスシート３０４は、積層ガラス管１０２の軸面１４８を完全に覆う大きさの環状の薄板またはリングでありうる。いくつかの実施形態において、ガラスシート３０４は、コア層１２０の露出部分１２６を覆う大きさを有する平坦なリングでありうる。いくつかの実施形態において、ガラスシート３０４は、中心開口部を有するリングまたはディスクでありうる。本開示では、環状のディスクとして図示し記載しているが、ガラスシート３０４は、積層ガラス管１０２の断面形状を覆いうる任意の他の形状を有しうることが分かる。例えば、ガラスシート３０４は、限定するものではないが、中心開口部を有するか、有さない正方形、三角形、多角形、円形、楕円、または、不規則な形状でありうる。いくつかの実施形態において、ガラスシート３０４は、コア層１２０の露出部分１２６を完全に覆うのに十分な内径、および／または、外径などの寸法を有しうる。いくつかの実施形態において、ガラスシート３０４は、積層ガラス管１０２の軸面１４８を完全に覆うのに十分な内径、および／または、外径などの寸法を有しうる。
【0092】
ガラスシート３０４は、コア層１２０のコアガラス組成物と異なる再被覆ガラス組成物を含みうる。ガラスシート３０４の再被覆ガラス組成物は、コア層１２０のコアガラス組成物と異なるＣＴＥ、ヤング率、または、他の物性などの物性を有しうる。例えば、ガラスシート３０４の再被覆ガラス組成物は、コアガラス組成物のＣＴＥと異なるＣＴＥを有しうる。ガラスシート３０４のコアガラス組成物と再被覆ガラス組成物のＣＴＥが異なることで、積層ガラス管１０２の軸面１４８に連結されたガラスシート３０４で、圧縮応力を生じうる。ガラス物品１０３が仕上げられて、冷却された後、ガラスシート３０４の再被覆ガラス組成物で生じた圧縮応力は、コア層１２０の露出部分１２６を有するガラス物品と比べて、より高い機械的耐久性（つまり、衝撃破損、引っ掻き傷などの表面破損に対して、より高い抵抗）を提供しうる。いくつかの実施形態において、ガラスシート３０４の再被覆ガラス組成物は、外側クラッド層１２２の外側層ガラス組成物、内側クラッド層１２４の内側層ガラス組成物、または、それらの両方と同じでありうる。その代わりに、他の実施形態において、ガラスシート３０４の再被覆ガラス組成物は、外側クラッド層１２２の外側層ガラス組成物、内側クラッド層１２４の内側層ガラス組成物、または、それらの両方と異なりうる。
【0093】
図６Ａを参照すると、再被覆ステーション３００は、ガラスシート３０４を保持するように動作可能なガラスシート保持部３０２、および、積層ガラス管１０２を保持するように動作可能な保持部１３０を含みうる。いくつかの実施形態において、保持部１３０は、各積層ガラス管１０２を再被覆ステーション３００に対して取り外し自在に固定するように構成されうる。保持部１３０は、クランプ、チャック、または、他の保持装置、若しくは、保持装置の組合せでありうる。いくつかの実施形態において、積層ガラス管１０２の加工端部１５０を垂直に下方に向かって－Ｚ方向に向けた状態で、保持部１３０は、各積層ガラス管１０２を略垂直な向きに（つまり、図６Ａの座標軸の＋／－Ｚ方向に）配置しうる。本明細書では、加工部を垂直に向けるものとして記載するが、保持部１３０は、積層ガラス管１０２を、水平に、または、斜めに配置しうると理解すべきである。いくつかの実施形態において、保持部１３０は、積層ガラス管１０２を、再被覆ステーション３００に対して配置しうる。保持部１３０は、再被覆ステーション３００に対して、保持部軸Ｄを中心に回転自在で、保持部軸Ｄは、積層ガラス管１０２の中心線ＣＬ（図１Ａ～１Ｃ）と同じ位置でありうる。各保持部１３０は、各保持部１３０を再被覆ステーション３００に対して回転させるモータ（不図示）、連続駆動ベルト、または、他の駆動機構に、動作可能に連結されうる。保持部１３０が回転することで、積層ガラス管１０２が、加熱要素、形成具、冷却ノズル、若しくは、再被覆ステーション３００、および／または、加工部の他の特徴物に対して、回転できるようになる。いくつかの実施形態において、保持部１３０は、保持部１３０および積層ガラス管１０２を複数の処理ステーションを通って移動させる加工部などによって、再被覆ステーション３００の中へ、更に、そこから外に平行移動されうる。
【0094】
図６Ａに示すように、再被覆ステーション３００は、ガラスシート３０４を受け付けて保持するように構成されたガラスシート保持部３０２も含みうる。図７Ａおよび７Ｂを参照すると、ガラスシート保持部３０２は、ガラスシート３０４の形状に少なくとも部分的に一致する形状を有するクレイドル３２２を含みうる。クレイドル３２２は、内面３２４および底面３２６を含みうる。内面３２４および底面３２６は、協働して、ガラスシート３０４を受け付ける形状を有する空洞部を画定しうる。内面３２４は、ガラスシート３０４の外側形状に一致するような形状を有する輪郭を有しうる。図７Ａを参照すると、いくつかの実施形態において、底面３２６は、平面でありうる。図７Ｂを参照すると、他の実施形態において、底面３２６は、例えば、凹状面などの曲面でありうる。コア層１２０の露出部分１２６を再被覆する間に、図７Ｂの底面３２６など、凹状の底面３２６は、ガラスシート３０４が、積層ガラス管１０２の丸まった加工端部１５０の周りに形成されるのを可能にしうる。図７Ｂを参照すると、いくつかの実施形態において、クレイドル３２２は、ガラスシート３０４がクレイドル３２２の空洞部に配置された時に、ガラスシート３０４の中心開口部を通って延伸するように構成された中心位置決め部３２８を含みうる。
【0095】
更に図７Ａおよび７Ｂを参照すると、ガラスシート保持部３０２は、保持部基部３２０を含み、クレイドル３２２は、保持部基部３２０に連結されうる。いくつかの実施形態において、保持部基部３２０は、ガラスシート保持部３０２を保持部１３０に対して垂直方向に（つまり、図７Ａの座標軸の＋／－Ｚ方向に）平行移動させるように動作可能な作動部３０８に、動作可能に連結されうる。他の実施形態において、保持部基部３２０は、加工部の基部に固定して連結されうる。
【0096】
再び、図６Ａを参照すると、保持部１３０が、積層ガラス管１０２を再被覆ステーション３００に配置すると、ガラスシート保持部３０２は、積層ガラス管１０２の加工端部１５０の垂直方向下方に（つまり、図６Ａの座標軸の－Ｚ方向に）配置されうる。いくつかの実施形態において、保持部１３０が、積層ガラス管１０２を再被覆ステーション３００に配置すると、ガラスシート保持部３０２は、積層ガラス管１０２の加工端部１５０の垂直方向の真下に配置されうる。いくつかの実施形態において、ガラスシート保持部３０２は、クレイドル３２２に受け付けられたガラスシート３０４が、積層ガラス管１０２の軸面１４８と垂直方向に（つまり、図６Ａの座標軸の＋／－Ｚ方向に）位置合わせされるように配置されうる。ガラスシート３０４が、積層ガラス管１０２の軸面１４８と垂直方向に位置合わせされると、ガラスシート３０４は、コア層１２０の露出部分１２６を、積層ガラス管１０２の軸面１４８において完全に覆いうる。
【0097】
再び、図６Ａ～６Ｃを参照すると、再被覆ステーション３００は、ガラスシート保持部３０２または保持部１３０に動作可能に連結された作動部３０８を含み、作動部３０８は、ガラスシート保持部３０２または保持部１３０を垂直方向に平行移動（つまり、図６Ｂの座標軸の＋／－Ｚ方向に平行移動）しうる。いくつかの実施形態において、作動部３０８は、ガラスシート保持部３０２に動作可能に連結され、ガラスシート保持部３０２を、垂直方向の位置を固定（つまり、＋／－Ｚ方向に固定）して維持された保持部１３０に対して、垂直方向に平行移動させるように動作しうる。その代わりに、他の実施形態において、作動部３０８は、保持部１３０に動作可能に連結されて、保持部１３０を、垂直方向（つまり、＋／－Ｚ方向）の位置を固定して維持されたガラスシート保持部３０２に対して、垂直方向に平行移動させるように動作可能でありうる。作動部３０８は、限定するものではないが、１つ以上の空圧作動部、電気作動部、水圧作動部、磁気作動部、サーボモータ、ギアシステム、または、他の作動部を含みうる。いくつかの実施形態において、作動部３０８は、ガラスシート保持部３０２または保持部１３０に連結された位置決めステージ、および、ガラスシート保持部３０２または保持部１３０を位置決めステージに沿って移動させるように動作可能なサーボモータを含みうる。いくつかの実施形態において、保持部１３０およびガラスシート保持部３０２の両方が、作動部に、動作可能に連結されて、保持部１３０が、垂直に下方に向かって（つまり、－Ｚ方向に）ガラスシート保持部３０２に向かって平行移動され、同時に、ガラスシート保持部３０２を、垂直方向上方に向かって（つまり、＋Ｚ方向に）保持部１３０に向かって平行移動させうる。
【0098】
いくつかの実施形態において、再被覆ステーション３００は、再被覆ステーション３００に導入された各積層ガラス管１０２について、ガラスシート３０４をクレイドル３２２に送出するように構成されたガラスシート供給部（不図示）を含みうる。いくつかの実施形態において、各ガラスシート３０４は、オペレータによって、手動で供給されうる。
【0099】
更に図６Ａを参照すると、再被覆ステーション３００は、任意で、積層ガラス管１０２の軸面１４８に熱を供給するように配置された予熱部３０６を含みうる。予熱部３０６は、積層ガラス管１０２の加工端部１５０に近接して配置されうる。いくつかの実施形態において、予熱部３０６は、積層ガラス管１０２の軸面１４８でのガラスの粘度が１００キロポアズ（ｋＰ）以下まで低下するのに十分な熱を、積層ガラス管１０２の加工端部１５０に供給するように動作可能でありうる。他の実施形態において、予熱部３０６は、積層ガラス管１０２の軸面１４８でのガラスの粘度を、７５ｋＰ以下、５０ｋＰ以下、以下２５ｋＰ以下、更に、１０ｋＰ以下の粘度まで低下させるように動作可能でありうる。予熱部３０６は、ガラスを、積層ガラス管１０２の軸面１４８でのガラスの粘度が１００ｋＰ以下になる温度まで加熱することが可能なガストーチ（つまり、火炎バーナー）、レーザ、放射加熱部、または、他の熱源を含みうる。いくつかの実施形態において、予熱部３０６は、ガストーチでありうる。
【0100】
図６Ｃを参照すると、いくつかの実施形態において、再被覆ステーション３００は、任意で、仕上げ加熱部３１０を含みうる。仕上げ加熱部３１０は、積層ガラス管１０２の加工端部１５０に近接して配置されうる。仕上げ加熱部３１０は、ガラスシート３０４を、積層ガラス管１０２の外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４に融着させるように動作可能でありうる。仕上げ加熱部３１０は、ガラスを、積層ガラス管１０２の軸面１４８で、ガラスシート３０４と外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４とが融着する温度まで加熱することが可能なガストーチ（つまり、火炎バーナー）、レーザ、放射熱源、または、他の熱源を含みうる。いくつかの実施形態において、仕上げ加熱部３１０は、火炎研磨トーチなどのガストーチで、ガラスシート３０４が積層ガラス管１０２の軸面１４８に連結された後に、積層ガラス管１０２の加工端部１５０を火炎研磨するように動作可能でありうる。その代わりに、他の実施形態において、仕上げ加熱部３１０は、レーザ加熱部で、ガラスシート３０４を積層ガラス管１０２の軸面１４８に連結した後に、積層ガラス管１０２の加工端部１５０をレーザ仕上げするように動作可能でありうる。更に他の実施形態において、ガラスシート保持部３０２自体が加熱されて、次に、ガラスシート３０４と外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４とが融着するようにしうる。これらの実施形態において、ガラスシート保持部は、バーナーによって加熱されるか、誘導加熱などされうる。
【0101】
図６Ａを参照すると、再被覆ステーション３００の動作において、積層ガラス管１０２の加工端部１５０、特に、積層ガラス管１０２の軸面１４８は、積層ガラス管１０２の軸面１４８でのガラスの粘度が低下するのに十分な温度まで予熱されて、ガラスシート３０４が積層ガラス管１０２の軸面１４８に付着するのを可能にしうる。いくつかの実施形態において、積層ガラス管１０２の加工端部１５０は、再被覆ステーション３００の直前の処理ステーションで予熱されうる。例えば、いくつかの実施形態において、再被覆ステーション３００の直前に、積層ガラス管１０２の加工端部１５０を加熱するように動作可能な加熱ステーションが位置しうる。他の例において、再被覆ステーション３００は、熱分離ステーション、または、火炎穿孔ステーションの直後に位置して、熱分離または穿孔処理中の積層ガラス管１０２の加工端部１５０の加熱が、積層ガラス管１０２の加工端部１５０でガラスの粘度が低下するのに十分となるようにしうる。
【0102】
その代わりに、他の実施形態において、予熱部３０６を積層ガラス管１０２の加工端部１５０に近接して配置し、更に、積層ガラス管１０２を回転させることによって、積層ガラス管１０２の加工端部１５０は、再被覆ステーション３００で予熱されうる。ガラスは、積層ガラス管１０２の加工端部１５０での粘度が、７５ｋＰ以下、５０ｋＰ以下、２５ｋＰ以下、または、１０ｋＰ以下など、１００ｋＰ以下に低下するのに十分な温度まで予熱されうる。例えば、いくつかの実施形態において、ガラスは、積層ガラス管１０２の加工端部１５０で、ガラスの粘度が、１ｋＰから１００ｋＰ、１ｋＰから７５ｋＰ、１ｋＰから５０ｋＰ、１ｋＰから２５ｋＰ、１ｋＰから１０ｋＰ、５ｋＰから１００ｋＰ、５ｋＰから７５ｋＰ、５ｋＰから５０ｋＰ、５ｋＰから２５ｋＰ、５ｋＰから１０ｋＰ、または、１０ｋＰから１００ｋＰとなる温度、または、それより高い温度まで予熱されうる。
【0103】
更に図６Ａを参照すると、ガラスシート３０４を、ガラスシート保持部３０２のクレイドル３２２に配置しうる。いくつかの実施形態において、ガラスシート３０４は、手動で、ガラスシート保持部３０２のクレイドル３２２に配置されうる。その代わりに、他の実施形態において、ガラスシート３０４は、自動で、供給機構によって、ガラスシート保持部３０２のクレイドル３２２に配置されうる。積層ガラス管１０２は、保持部１３０によって、再被覆ステーション３００内に平行移動され、それにより、積層ガラス管１０２を再被覆ステーション３００に配置しうる。いくつかの実施形態において、積層ガラス管１０２の加工端部１５０を予熱した後に、積層ガラス管１０２を、再被覆ステーション３００内に平行移動させうる。その代わりに、他の実施形態において、積層ガラス管１０２の加工端部１５０を予熱する前に、積層ガラス管１０２を、再被覆ステーション３００内に平行移動させうる。
【0104】
図６Ｂを参照すると、積層ガラス管１０２を再被覆ステーション３００内に移動させ、積層ガラス管１０２の軸面１４８でのガラスの粘度が低下するように、軸面１４８が予熱されると、ガラスシート３０４の上面３１２は、積層ガラス管１０２の軸面１４８と接触しうる。いくつかの実施形態において、ガラスシート保持部３０２を、ガラスシート３０４の上面３１２が積層ガラス管１０２の軸面１４８に接触するまで、垂直方向上方に向かって（つまり、図６Ｂの座標軸の＋Ｚ方向に）平行移動させることによって、ガラスシート３０４の上面３１２は、積層ガラス管１０２の軸面１４８と接触しうる。これらの実施形態において、保持部１３０および積層ガラス管１０２は、固定した垂直方向位置に維持されうる。その代わりに、他の実施形態において、保持部１３０は、垂直に下方に向かって（つまり、図６Ｂの座標軸の－Ｚ方向に）ガラスシート保持部３０２に向かって平行移動され、一方、ガラスシート保持部３０２は、固定した垂直方向位置に維持される。更に他の実施形態において、ガラスシート保持部３０２は、垂直方向上方に向かって平行移動され、保持部１３０は、垂直に下方に向かって平行移動され、ガラスシート保持部３０２および積層ガラス管１０２の両方が、互いに近づく向きに平行移動されうる。
【0105】
いくつかの実施形態において、ガラスシート３０４の上面３１２と積層ガラス管１０２の軸面１４８は、圧縮状態で接触しうる。ガラスシート３０４の上面３１２と積層ガラス管１０２の軸面１４８を圧縮状態で接触させることで、ガラスシート３０４の上面３１２と積層ガラス管１０２の軸面１４８が、確実に密着し完全に接触しうる。圧縮は、保持部１３０の位置に対するガラスシート保持部３０２の位置に関係する。本明細書で用いるように、保持部１３０に対するガラスシート保持部３０２の「ゼロ位置」という用語は、ガラスシート３０４の上面３１２が、最初に積層ガラス管１０２の軸面１４８に接する時の、保持部１３０に対するガラスシート保持部３０２の位置を称する。ガラスシート保持部３０２と保持部１３０を、互いに近づくようにゼロ位置に対して移動させることで、ガラスシート３０４の上面３１２および積層ガラス管１０２の軸面１４８に加わる圧縮力が高まる。本開示で用いるように、ガラスシート３０４および積層ガラス管１０２の「圧縮」という用語は、ゼロ位置でのガラスシート保持部３０２と保持部１３０の間の距離から、保持部１３０に対するガラスシート保持部３０２の最終位置でのガラスシート保持部３０２と保持部１３０の間の距離を減算した値を称する。いくつかの実施形態において、ガラスシート３０４と積層ガラス管１０２の圧縮は、５０μｍから４００μｍ、５０μｍから３００μｍ、５０μｍから２００μｍ、５０μｍから１００μｍ、１００μｍから５００μｍ、１００μｍから４００μｍ、１００μｍから３００μｍ、または、１００μｍから２００μｍなど、５０μｍから５００μｍでありうる。
【0106】
ガラスシート３０４の上面３１２を、予熱された積層ガラス管１０２の軸面１４８と接触させることで、熱が、積層ガラス管１０２の軸面１４８からガラスシート３０４の上面３１２へ直に伝達される。積層ガラス管１０２の軸面１４８からの熱伝達は、ガラスシート３０４の上面３１２の温度を上昇させ、それにより、ガラスシート３０４の上面３１２でのガラス組成物の粘度が低下する。積層ガラス管１０２の軸面１４８からの熱伝達は、ガラスシート３０４の上面３１２でのガラスの粘度が、７５ｋＰ以下、５０ｋＰ以下、２５ｋＰ以下、または、１０ｋＰ以下など、１００ｋＰ以下に低下するのに十分でありうる。ガラスシート３０４の上面３１２でのガラスの粘度が低下することで、ガラスシート３０４の上面３１２の積層ガラス管１０２の軸面１４８への最初の付着（つまり、「粘着」）が可能になる。更に、積層ガラス管１０２の軸面１４８からガラスシート３０４に熱が伝達されることで、ガラスシート３０４の上面３１２の積層ガラス管１０２の軸面１４８への付着を高め、結果的に、ガラスシート３０４を積層ガラス管１０２の加工端部１５０と一体にし、積層ガラス管１０２の軸面１４８を完全に被覆しうる。
【0107】
いくつかの実施形態において、ガラスシート３０４の上面３１２を、積層ガラス管１０２の軸面１４８に接触する前に予熱して、ガラスシート３０４の上面３１２でのガラスの粘度を低下させうる。ガラスシート３０４の上面３１２を、任意の外部の予熱部によって、予熱しうる。例えば、ガラスシート３０４の上面３１２を、ガラスシート３０４の上面３１２を加熱可能なガストーチ（つまり、火炎バーナー）、レーザ、放射加熱部、または、他の熱源によって予熱して、ガラスの粘度を低下させうる。いくつかの実施形態において、ガラスシート３０４の上面３１２は、予熱されて、ガラスシート３０４の上面３１２でのガラスの粘度が、７５ｋＰ以下、５０ｋＰ以下、２５ｋＰ以下、または、１０ｋＰ以下など、１００ｋＰ以下に低下しうる。いくつかの実施形態において、ガラスシート３０４の上面３１２は、予熱されて、ガラスシート３０４の上面３１２でのガラスの粘度が、１ｋＰから１００ｋＰ、１ｋＰから７５ｋＰ、１ｋＰから５０ｋＰ、１ｋＰから２５ｋＰ、１ｋＰから１０ｋＰ、５ｋＰから１００ｋＰ、５ｋＰから７５ｋＰ、５ｋＰから５０ｋＰ、５ｋＰから２５ｋＰ、５ｋＰから１０ｋＰ、または、１０ｋＰから１００ｋＰに低下しうる。
【0108】
いくつかの実施形態において、ガラスシート保持部３０２の底面３２６は、（例えば、凹状などの）輪郭を有しうる。ガラスシート３０４が積層ガラス管１０２の軸面１４８と接触すると、積層ガラス管１０２の軸面１４８からガラスシート３０４に熱が伝達されて、ガラスシート３０４のガラスの粘度を低下させ、ガラスシート３０４の軟化を生じさせ、曲げ易くなりうる。ガラスシート３０４が、ガラスシート保持部３０２によって、積層ガラス管１０２の軸面１４８と接触したままに維持されるので、ガラスシート保持部３０２の底面３２６の輪郭は、ガラスシート３０４の一部を、積層ガラス管１０２の加工端部１５０の周囲で変形させ、積層ガラス管１０２の加工端部１５０を完全に覆いうる。
【0109】
ここで、図６Ｃを参照すると、ガラスシート３０４が積層ガラス管１０２の軸面１４８に付着すると、ガラスシート保持部３０２、保持部１３０、または、それらの両方が、係合状態から平行移動されて、ガラスシート３０４が、積層ガラス管１０２の軸面１４８に連結されたままにしうる。次に、積層ガラス管１０２の加工端部１５０は、熱研磨されて、ガラスシート３０４を積層ガラス管１０２の加工端部１５０に、完全に融着させうる。熱研磨は、ガラスシート３０４、および、積層ガラス管１０２の加工端部１５０を、ガストーチまたは他の加熱装置により処理する工程を含みうる。いくつかの実施形態において、再被覆ステーション３００は、積層ガラス管１０２の加工端部１５０を、再被覆ステーション３００で熱研磨するように動作可能な仕上げ加熱部３１０を含みうる。その代わりに、他の実施形態において、積層ガラス管１０２は、保持部１３０によって、積層ガラス管１０２の加工端部１５０を熱研磨するように動作可能な下流側加熱ステーションに平行移動されうる。
【0110】
熱研磨後に、積層ガラス管１０２に、次に、１つ以上の加熱工程を含む加工動作、および、１つ以上の変形動作が行われて、ガラス物品１０３の最終的な形状および寸法を生成する。積層ガラス管１０２を、再被覆ステーション３００の下流側で処理する間に、積層ガラス管１０２の軸面１４８に連結されたガラスシート３０４によって提供された被覆が維持されて、最終ガラス物品１０３に、コア層１２０の露出部分１２６がないようにする。
【0111】
ここで、図８を参照すると、積層ガラス管１０２の軸面１４８を、ガラスシート３０４を用いて再被覆した後の積層ガラス管１０２の加工端部１５０の写真を示している。図８に示した積層ガラス管１０２について、ガラスシート３０４は、内側クラッド層１２４の内側層ガラス組成物、および、外側クラッド層１２２の外側層ガラス組成物と同じ再被覆ガラス組成物を含むものだった。図８に示すように、外側クラッド層１２２、内側クラッド層１２４、および、ガラスシート３０４は、協働して、コア層１２０を完全に包囲し囲い込む連続したクラッド層を生成しうる。外側クラッド層１２２、内側クラッド層１２４、および、ガラスシート３０４は、協働して、コア層１２０を包囲し囲い込む連続した圧縮層を形成しうる。ここで、図９を参照すると、他の積層ガラス管１０２の軸面１４８を、ガラスシート３０４を用いて再被覆した後の、積層ガラス管１０２の加工端部１５０の写真を示している。図９に示した積層ガラス管１０２について、ガラスシート３０４は、内側クラッド層１２４の内側層ガラス組成物、外側クラッド層１２２の外側層ガラス組成物、および、コア層１２０のコアガラス組成物とは異なる再被覆ガラス組成物を含むものだった。ガラス組成物は異なるが、図９に示すように、外側クラッド層１２２、内側クラッド層１２４、および、ガラスシート３０４は、協働して、コア層１２０を完全に包囲し囲い込む連続したクラッド層を生成しうる。
【0112】
再被覆ステーションは、ガラスシートまたはガラス片を積層ガラス管１０２の軸面１４８に連結する代わりに、ガラスを、外側クラッド層１２２、および／または、内側クラッド層１２４から移動させて、コア層１２０の露出部分１２６を覆うように動作可能でありうる。例えば、いくつかの実施形態において、再被覆ステーションは、外側クラッド層１２２、および／または、内側クラッド層１２４からの溶融ガラスを変形させてコア層１２０の露出部分１２６を覆うように動作可能な１つまたは複数の形成具を含みうる。その代わりに、他の実施形態において、再被覆ステーションは、ガラス片を積層ガラス管１０２の加工端部１５０から「トリミング」するトリミング具を含みうる。トリミング処理中に、積層ガラス管１０２の外側クラッド層１２２と内側クラッド層１２４は、ガラス片が積層ガラス管１０２の加工端部１５０から分離される積層ガラス管１０２の領域で、トリミング具によって、互いに接触させられる。したがって、トリミング処理において、露出部分１２６を有するガラス片を積層ガラス管１０２の加工端部１５０から除去し、更に、外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４からのガラスを変形させてコア層１２０を積層ガラス管の新たな加工端部１０２において覆うことによって、コア層１２０の露出部分１２６は除去される。
【0113】
ここで、図１０Ａ～１０Ｅを参照すると、トリミングステーション４００の態様による再被覆ステーションを示している。図１０Ａ～１０Ｅのトリミングステーション４００において、外側クラッド層１２２が内側クラッド層１２４と接触して、コア層１２０を完全に包囲し完全に囲い込む連続したクラッド層を形成するように、積層ガラス管１０２を変形させることによって、コア層１２０の露出部分１２６がなくなる。トリミングステーション４００は、保持部１３０、内側トリミング具４０２、外側トリミング具４０４、更に任意で、予熱部４０６を含みうる。保持部１３０は、再被覆ステーション３００について記載した通りである。保持部１３０は、積層ガラス管１０２を保持し、積層ガラス管１０２を、保持部軸Ｄを中心に回転させるように動作可能である。
【0114】
図１１Ａおよび１１Ｂを参照すると、内側トリミング具４０２は、シャフト４２２に連結された器具ヘッド４２０を含みうる。シャフト４２２は、内側器具基部４２４に連結されうる。器具ヘッド４２０は、積層ガラス管１０２を変形させるのに適した任意の形状を有しうる。いくつかの実施形態において、器具ヘッド４２０は、上面４２６および下面４２７を含み、上面４２６および下面４２７は、各々、外側に向かって、内側トリミング具４０２の中心軸Ｅから延伸する。上面４２６と下面４２７は、接触部分４２８で収束し、器具ヘッド４２０の外縁部を形成しうる。例えば、いくつかの実施形態において、上面４２６および下面４２７は、円錐状で、上面４２６と下面４２７の間の軸方向の距離は、器具ヘッド４２０の中心軸Ｅから外側に向かって減少する。上面４２６および下面４２７は、それらの間の角度αを画定しうる。いくつかの実施形態において、上面４２６と下面４２７の間の角度αを変更して、トリミング処理中に器具ヘッド４２０が積層ガラス管１０２のガラスを操作変形させる程度を変化させうる。いくつかの実施形態において、上面４２６、および／または、下面４２７は、一定の傾斜を有しうる。その代わりに、他の実施形態において、上面４２６、および／または、下面４２７は、凹状または凸状の形状を有するなど湾曲して、上面４２６、および／または、下面４２７は、可変の傾きを有しうる。
【0115】
図１１Ｂを参照すると、接触部分４２８は、上面４２６から下面４２７に、器具ヘッド４２０の周縁部に沿って延伸しうる。いくつかの実施形態において、接触部分４２８は、平面で、内側トリミング具４０２の中心軸Ｅに略平行か、または、内側トリミング具４０２の中心軸Ｅに対して、ゼロでない角度でありうる。その代わりに、他の実施形態において、接触部分４２８は、上面４２６と下面４２７の間で、（例えば、凸状に）湾曲しうる。更に他の実施形態において、上面４２６と下面４２７は、交差部で収束し、接触部分４２８は、上面４２６と下面４２７の交差部で尖った縁部を含みうる。器具ヘッド４２０は、積層ガラス管１０２の内面１４６を変形させるのに適した任意の他の形状を有しうる。
【0116】
いくつかの実施形態において、器具ヘッド４２０は、内側器具基部４２４に対して自由に回転しうる。器具ヘッド４２０が内側器具基部４２４に対して自由に回転することで、器具ヘッド４２０は、接触部分４２８の積層ガラス管１０２の内面１４６との接触を通して、積層ガラス管１０２と共に回転しうる。いくつかの実施形態において、内側トリミング具４０２は、器具ヘッド４２０が自由に回転自在なように動作可能なベアリングまたは他の機械的なシステムを含みうる。その代わりに、いくつかの実施形態において、器具ヘッド４２０の回転を、積層ガラス管１０２の回転速度と同じか、または、異なる回転速度で駆動させうる。
【0117】
再び、図１０Ａ～１０Ｅを参照すると、いくつかの実施形態において、内側トリミング具４０２は、積層ガラス管１０２の加工端部１５０に対して、垂直方向に（つまり、図１０Ａの座標軸の＋／－Ｚ方向に）平行移動自在でありうる。内側トリミング具４０２の垂直方向の平行移動は、内側トリミング具４０２の器具ヘッド４２０が、積層ガラス管１０２の内容積部に挿入されて、接触部分４２８が積層ガラス管１０２の内面１４６に接触するのを可能にしうる。保持部１３０が積層ガラス管１０２をトリミングステーション４００内に移動させると、内側トリミング具４０２は、垂直方向上方に向かって（つまり、＋Ｚ方向に）、器具ヘッド４２０が積層ガラス管１０２の内容積部に位置するまで平行移動されうる。器具ヘッド４２０を積層ガラス管１０２内に配置した時、積層ガラス管１０２の軸面１４８から内側トリミング具４０２の接触部分４２８までの垂直距離（つまり、＋／－Ｚ方向で測定した距離）は、接触部分４２８に近接した外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４がコア層１２０の上に変形されてコア層１２０を囲い込む連続したクラッド層を形成するのに十分なガラスを含む積層ガラス管１０２の軸面１４８からの距離でありうる。いくつかの実施形態において、器具ヘッド４２０が積層ガラス管１０２に挿入された時の積層ガラス管１０２の軸面１４８から器具ヘッド４２０の接触部分４２８への垂直距離は、１ｍｍから７ｍｍ、１ｍｍから５ｍｍ、２ｍｍから７ｍｍ、２ｍｍから５ｍｍ、３ｍｍから１０ｍｍ、３ｍｍから７ｍｍ、または、３ｍｍから５ｍｍなど、１ミリメートル（ｍｍ）から１０ｍｍでありうる。
【0118】
トリミング完了後に、内側トリミング具４０２は、垂直に下方に向かって（つまり、－Ｚ方向に）平行移動されて、保持部１３０が、積層ガラス管１０２を、トリミングステーション４００から移動させうる。いくつかの実施形態において、内側トリミング具４０２は、内側トリミング具４０２を垂直方向に平行移動させるように動作可能な垂直作動部４１０を含みうる。垂直作動部４１０は、内側トリミング具４０２を、積層ガラス管１０２と係合させたり、外したりするように平行移動させることが可能な任意の種類の作動部でありうる。垂直作動部４１０は、限定するものではないが、１つ以上の空圧作動部、電気作動部、水圧作動部、磁気作動部、サーボモータ、ギアシステム、または、他の作動部を含みうる。いくつかの実施形態において、垂直作動部４１０は、内側トリミング具４０２に連結された位置決めステージ、および、内側トリミング具４０２を位置決めステージに沿って移動させるように動作可能なサーボモータを含みうる。その代わりに、いくつかの実施形態において、内側トリミング具４０２は、垂直方向に（つまり、＋／－Ｚ方向に）固定され、保持部１３０は、積層ガラス管１０２を垂直に下方に向かって（つまり、－Ｚ方向に）平行移動させて、積層ガラス管１０２を内側トリミング具４０２の上方に配置するように動作可能でありうる。更に他の実施形態において、保持部１３０および内側トリミング具４０２の両方が、垂直方向に（つまり、＋／－Ｚ方向に）平行移動自在でありうる。
【0119】
いくつかの実施形態において、内側トリミング具４０２は、固定した水平位置に（つまり、図１０Ａの座標軸の＋／－Ｚ軸に垂直なＸ／Ｙ平面の固定位置に）維持されうる。その代わりに、内側トリミング具４０２は、積層ガラス管１０２に対して、水平方向に平行移動自在でありうる。内側トリミング具４０２は、内側トリミング具４０２の垂直方向の平行移動について記載した任意の作動部などの他の作動部（不図示）によって、保持部１３０および積層ガラス管１０２に対して、水平方向に平行移動されうる。
【0120】
ここで、図１２Ａ～１２Ｃを参照すると、外側トリミング具４０４は、積層ガラス管１０２を変形させるのに適した任意の形状を有しうる。例えば、いくつかの実施形態において、外側トリミング具４０４は、接触リング４３０、上側フランジ４３２、および、下側フランジ４３３を含みうる。接触リング４３０は、上側フランジ４３２と下側フランジ４３３の間に配置されうる。接触リング４３０は上面４３４および下面４３５を含み、上面４３４および下面４３５は、各々、上側フランジ４３２および下側フランジ４３３から外側に向かって延伸しうる。上面４３４と下面４３５は、外側トリミング具４０４の外縁部を形成する接触面４３６で収束しうる。例えば、いくつかの実施形態において、上面４３４および下面４３５は、略円錐台状で、上面４３４と下面４３５の間の距離が、放射状に外側に向かって、外側トリミング具４０４の中心軸Ｆから離れる方向に減少しうる。図１２Ｃを参照すると、上面４３４および下面４３５は、それらの間の角度βを画定しうる。いくつかの実施形態において、上面４３４と下面４３５の間の角度βを変更して、トリミング処理中に外側トリミング具４０４が積層ガラス管１０２のガラスを操作変形させる程度を変化させうる。いくつかの実施形態において、上面４３４、および／または、下面４３５は、一定の傾斜を有しうる。その代わりに、他の実施形態において、上面４３３、および／または、下面４３５は、凹状または凸状の形状を有するなど湾曲して、上面４３４、および／または、下面４３５は、可変の傾きを有しうる。
【0121】
図１２Ｂを参照すると、接触面４３６は、上面４３４の末端部から下面４３５の末端部へ、接触リング４３０の周縁部に沿って延伸しうる。いくつかの実施形態において、接触面４３６は、平面で、それは、外側トリミング具４０４の中心軸Ｆに略平行か、または、外側トリミング具４０４の中心軸Ｆに対してゼロ以外の角度でありうる。その代わりに、他の実施形態において、接触面４３６は、上面４３４と下面４３５の間で（例えば、凸状に）湾曲しうる。更に他の実施形態において、上面４３４と下面４３５は、交差部で収束し、接触面４３６は、上面４３４と下面４３５の交差部で尖った縁部を含みうる。上面４３４、下面４３５、および、接触面４３６は協働して、積層ガラス管１０２を変形されるのに適した任意の形状を形成しうる。
【0122】
再び、図１０Ａから１０Ｅを参照すると、いくつかの実施形態において、外側トリミング具４０４は、外側器具基部４３８に連結されうる。外側トリミング具４０４は、外側器具基部４３８に対して、回転自在でありうる。いくつかの実施形態において、外側トリミング具４０４は、基部に対して自由に回転自在で、外側トリミング具４０４の接触面４３６が、積層ガラス管１０２の外面１４０と接触することで、外側トリミング具４０４を積層ガラス管１０２と共に積層ガラス管１０２の回転速度で回転させうる。いくつかの実施形態において、外側トリミング具４０４または外側器具基部４３８は、外側トリミング具４０４が自由に回転自在なように動作可能なベアリングまたは他の機械的なシステムを含みうる。その代わりに、他の実施形態において、外側トリミング具４０４を、外側器具基部４３８に対して回転するように駆動しうる。
【0123】
図１０Ｂを参照すると、外側トリミング具４０４、および／または、外側器具基部４３８は、外側器具作動部４０８に、動作可能に連結されうる。外側器具作動部４０８は、外側トリミング具４０４、および／または、外側器具基部４３８を、図１０Ａ～１０Ｅの座標軸のＸ‐Ｙ平面で静止しうる内側トリミング具４０２に対して水平方向に（つまり、図１０Ａ～１０Ｅの座標軸のＸ－Ｙ平面で）平行移動させるように動作可能でありうる。例えば、外側器具作動部４０８は、外側トリミング具４０４を、放射状に内側トリミング具４０２に向かって、更に、そこから離れるように平行移動させて、積層ガラス管１０２の外面１４０と係合させたり、外したりするように動作可能でありうる。外側器具作動部４０８は、外側トリミング具４０４を平行移動させて、積層ガラス管１０２の外面１４０と係合させたり、外したりすることが可能な任意の種類の作動部でありうる。外側器具作動部４０８は、限定するものではないが、１つ以上の空圧作動部、電気作動部、水圧作動部、磁気作動部、サーボモータ、ギアシステム、または、他の作動部を含みうる。いくつかの実施形態において、外側器具作動部４０８は、外側トリミング具４０４、および／または、外側器具基部４３８に連結された位置決めステージ、並びに、外側トリミング具４０４、および／または、外側器具基部４３８を、位置決めステージに沿って移動させるように動作可能なサーボモータを含みうる。
【0124】
図１０Ｂを参照すると、いくつかの実施形態において、外側トリミング具４０４は、垂直方向について配置されて（つまり、図１０Ａ～１０Ｅの座標軸の＋／－Ｚ方向について配置されて）、外側トリミング具４０４の接触面４３６が、内側トリミング具４０２の接触部分４２８と垂直方向に位置合わせされるようにしうる。これらの実施形態において、外側トリミング具４０４と内側トリミング具４０２とが、徐々に近くに移動される時に、外側トリミング具４０４の接触面４３６と内側トリミング具４０２の接触部分４２８が収束し、それにより、積層ガラス管１０２を、外側トリミング具４０４の接触面４３６と内側トリミング具４０２の接触部分４２８との間で挟むようにしうる。積層ガラス管１０２を、外側トリミング具４０４の接触面４３６と内側トリミング具４０２の接触部分４２８との間に挟むことで、外側クラッド層１２２を、内側クラッド層１２４と接触させて、それにより、コア層１２０を、積層ガラス管の新たな加工端部１０２において覆いうる。
【0125】
その代わりに、他の実施形態において、外側トリミング具４０４は、垂直方向について配置されて、外側トリミング具４０４の接触面４３６が、内側トリミング具４０２の接触部分４２８から垂直方向にずれる（つまり、図１０Ａ～１０Ｅの座標軸の＋／－Ｚ方向にずれる）ようにしうる。いくつかの実施形態において、外側トリミング具４０４は、垂直方向について配置されて、外側トリミング具４０４の接触面４３６が、垂直方向に、内側トリミング具４０２の接触部分４２８より高くなる（つまり、外側トリミング具４０４の接触面４３６が、内側トリミング具４０２の接触部分４２８のＺ軸位置より大きいＺ軸位置を有する）ようにしうる。その代わりに、他の実施形態において、外側トリミング具４０４は、垂直方向について配置されて、外側トリミング具４０４の接触面４３６が、垂直方向に、内側トリミング具４０２の接触部分４２８より低くなる（つまり、外側トリミング具４０４の接触面４３６が、内側トリミング具４０２の接触部分４２８のＺ軸位置より小さいＺ軸位置を有する）ようにしうる。外側トリミング具４０４の接触面４３６が、内側トリミング具４０２の接触部分４２８から垂直方向にずれている時に、外側トリミング具４０４を内側トリミング具４０２に向かって平行移動させることで、シザリング効果を生じ、外側クラッド層１２２を内側クラッド層１２４と接触させ、それにより、コア層１２０を積層ガラス管の新たな加工端部１０２において覆いうる。
【0126】
図１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ、および、１２Ｃを参照して記載した内側トリミング具４０２および外側トリミング具４０４は、積層ガラス管１０２の加工端部１５０にトリミングを行うのに用いうるトリミング具の１つのアプローチを表すものである。しかしながら、他の種類および形状のトリミング具も、トリミングステーション４００で用いて、同様の効果を得うる。例えば、積層ガラス管１０２のガラスを変形するように動作可能な少なくとも２つの収束接触面を有する任意の組合せ、または、形状の器具が、トリミングステーション４００での使用に適しうる。
【0127】
図１０Ａを参照すると、いくつかの実施形態において、トリミングステーション４００は、積層ガラス管１０２の外面１４０をトリミング領域４１２で局所的に加熱するように動作可能な予熱部４０６を含みうる。予熱部４０６は、垂直方向について（つまり、図１０Ａの座標軸の＋／－Ｚ方向について）配置されて、積層ガラス管１０２のトリミング領域４１２を局所的に加熱しうる。予熱部４０６は、トリミング領域４１２のガラスの粘度が１００キロポアズ（ｋＰ）以下に低下するのに十分な熱を、積層ガラス管１０２のトリミング領域４１２に送るように動作可能でありうる。他の実施形態において、予熱部４０６は、トリミング領域４１２のガラスの粘度を、７５ｋＰ以下、５０ｋＰ以下、２５ｋＰ以下、または、１０ｋＰ以下に低下させるように動作可能でありうる。予熱部４０６は、トリミング領域４１２を局所的に加熱して、トリミング領域４１２から軸方向に測定した予熱部４０６の加熱効果が、トリミング領域４１２から５ｍｍ未満、４ｍｍ未満、３ｍｍ未満、または、２ｍｍ未満内など、トリミング領域４１２から数ミリメートル内に局所化されるように動作可能でありうる。予熱部４０６は、ガラスの粘度を低下させるように加熱することが可能なガストーチ（つまり、火炎バーナー）、レーザ、放射加熱部、または、他の熱源を含みうる。いくつかの実施形態において、予熱部４０６は、ガストーチでありうる。その代わりに、他の実施形態において、予熱部４０６は、レーザであり、ガストーチと比べて、積層ガラス管１０２を、対象を絞って狭い範囲で加熱するように動作自在でありうる。
【0128】
いくつかの実施形態において、トリミングステーション４００は、任意で、仕上げ加熱部を含み、外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４が互いに融着されて、コア層１２０の露出部分１２６を完全に覆うようにしうる。
【0129】
更に図１０Ａを参照すると、タイトリミングステーション４００の動作において、積層ガラス管１０２は、積層ガラス管１０２の加工端部１５０に近接して位置する積層ガラス管１０２のトリミング領域４１２において、局所的に加熱されうる。トリミング領域４１２は、積層ガラス管１０２の軸面１４８から垂直距離Ｈ（つまり、図１０Ａの座標軸の＋／－Ｚ方向の距離）で、垂直距離Ｈは、外側クラッド層１２２および／または内側クラッド層１２４がコア層１２０の上に変形してコア層１２０を囲い込む連続したクラッド層を形成するのに十分なガラスを含む距離でありうる。いくつかの実施形態において、積層ガラス管１０２の軸面１４８からトリミング領域４１２までの垂直距離Ｈは、１ｍｍから７ｍｍ、１ｍｍから５ｍｍ、２ｍｍから７ｍｍ、２ｍｍから５ｍｍ、３ｍｍから１０ｍｍ、３ｍｍから７ｍｍ、または、３ｍｍから５ｍｍなど、１ミリメートル（ｍｍ）から１０ｍｍでありうる。
【0130】
積層ガラス管１０２は、トリミング領域４１２において、積層ガラス管１０２のトリミング領域４１２でのガラスの粘度を低下させて、コア層１２０、外側クラッド層１２２、および／または、内側クラッド層１２４のガラスが、内側トリミング具４０２および外側トリミング具４０４によって変形されるのに十分な温度まで予熱されうる。いくつかの実施形態において、積層ガラス管１０２のトリミング領域４１２は、トリミングステーション４００の直前の処理ステーションで、予熱されうる。例えば、いくつかの実施形態において、トリミングステーション４００の直前には、積層ガラス管１０２のトリミング領域４１２を加熱するように動作可能な加熱ステーションがありうる。その代わりに、他の実施形態において、積層ガラス管１０２のトリミング領域４１２は、予熱部４０６をトリミング領域４１２に近接配置させ、積層ガラス管１０２を回転するなどによって、トリミングステーション４００で予熱されうる。ガラスは、トリミング領域４１２において、７５ｋＰ以下、５０ｋＰ以下、２５ｋＰ以下、または、１０ｋＰ以下など、１００ｋＰ以下に粘度を低下させるのに十分な温度まで予熱されうる。例えば、いくつかの実施形態において、ガラスは、トリミング領域４１２で、ガラスの粘度が、１ｋＰから１００ｋＰ、１ｋＰから７５ｋＰ、１ｋＰから５０ｋＰ、１ｋＰから２５ｋＰ、１ｋＰから１０ｋＰ、５ｋＰから１００ｋＰ、５ｋＰから７５ｋＰ、５ｋＰから５０ｋＰ、５ｋＰから２５ｋＰ、５ｋＰから１０ｋＰ、または、１０ｋＰから１００ｋＰ以上となるように予熱されうる。
【0131】
ここで、図１０Ｂを参照すると、内側トリミング具４０２および外側トリミング具４０４は、トリミング領域４１２に対して配置されうる。内側トリミング具４０２は、垂直方向に（つまり、図４の座標軸の＋Ｚ方向に）、内側トリミング具４０２の器具ヘッド４２０が積層ガラス管１０２の内容積部の内部に配置されて器具ヘッド４２０の接触部分４２８が積層ガラス管１０２の内面１４６に近接する位置へ平行移動されうる。器具ヘッド４２０の接触部分４２８は、トリミング領域４１２と位置合わせされうる。外側トリミング具４０４は、内側トリミング具４０２の器具ヘッド４２０に対して垂直方向について配置されて、接触面４３６が、接触部分４２８と位置合わせされるか、または、接触部分４２８から垂直方向にずれるようにしうる。
【0132】
ここで、図１０Ｃおよび１０Ｄを参照すると、外側トリミング具４０４と内側トリミング具４０２とは、徐々に密着しうる。内側トリミング具４０２、外側トリミング具４０４、または、それらの両方が、放射状に平行移動して、内側トリミング具４０２と外側トリミング具４０４とを密着させうる。例えば、いくつかの実施形態において、内側トリミング具４０２は、固定した水平位置（つまり、図１０Ｃ～１０Ｄの座標軸のＸ‐Ｙ平面の固定した位置）に維持され、外側トリミング具４０４は、内側トリミング具４０２に向かって徐々に平行移動されうる。その代わりに、他の実施形態において、内側トリミング具４０２および外側トリミング具４０４の両方が、水平方向に平行移動自在で、内側トリミング具４０２および外側トリミング具４０４が、各々、他方に向かって徐々に平行移動されて、内側トリミング具４０２と外側トリミング具４０４とが密着しうる。本明細書で用いるように、「密着」という用語は、内側トリミング具４０２と外側トリミング具４０４が互いに接触するか、または、ガラス片４１４（図１０Ｅ）を積層ガラス管１０２からトリミング領域４１２で分離させるのに十分近い状態である内側トリミング具４０２と外側トリミング具４０４の相対的な位置を称する。
【0133】
内側トリミング具４０２と外側トリミング具４０４が徐々に接触させられる間に、積層ガラス管１０２は、保持部１３０によって正しい位置で回転される。いくつかの実施形態において、内側トリミング具４０２および外側トリミング具４０４が、回転する積層ガラス管１０２と接触することで、内側トリミング具４０２および外側トリミング具４０４を、積層ガラス管１０２の回転と共に自由に回転させうる。その代わりに、他の実施形態において、内側トリミング具４０２、外側トリミング具４０４、または、それらの両方を、駆動システムによって、機械的に回転させうる。いくつかの実施形態において、内側トリミング具４０２、外側トリミング具４０４、または、それらの両方は、保持部１３０によって回転させられた積層ガラス管１０２の回転速度と等しい回転速度で回転するように駆動されうる。
【0134】
内側トリミング具４０２と外側トリミング具４０４とを密接させる速度は、加工部の停留時間にガラス片４１４を積層ガラス管１０２の加工端部１５０から分離させるのに十分速い速度でありうる。いくつかの実施形態において、内側トリミング具４０２と外側トリミング具４０４とを密着させる速度は、積層ガラス管１０２に加わる力を弱めて、積層ガラス管１０２の破損を防ぐのに十分遅い速度でありうる。内側トリミング具４０２と外側トリミング具４０４とを密着させる速度は、結果的に、ガラス片４１４を積層ガラス管１０２から分離させるのに要するトリミング時間となる。このトリミング時間は、内側トリミング具４０２、外側トリミング具４０４、または、それらの両方を平行移動させ始める時から、ガラス片４１４が積層ガラス管１０２から完全に分離されるまでの時間を測定する。いくつかの実施形態において、トリミング時間は、１０秒以下、５秒以下、３秒以下、または、１秒以下でありうる。いくつかの実施形態において、トリミング時間は、０．１秒から１０．０秒、０．１秒から５．０秒、０．１秒から３．０秒、０．１秒から１．０秒、０．５秒から１０．０秒、０．５秒から５．０秒、０．５秒から３．０秒、０．５秒から１．０秒、または、０．２秒から１．０秒でありうる。いくつかの実施形態において、トリミング時間は、管全体の厚さ、加工部のセットアップ、ガラスの種類、若しくは、ガラス管１０２または加工部１００の他の特性に応じうる。更に、いくつかの実施形態において、内側トリミング具４０２、外側トリミング具４０４、または、それらの両方は、積層ガラス管１０２に加えられるトリミング力を、トリミング力の最大値に制限するように動作する力制限システム（不図示）に動作可能に連結されうる。トリミング力が、トリミング力の最大値を超えると、積層ガラス管１０２、または、トリミングステーション４００の１つ以上の構成要素を破損させうる。
【0135】
いくつかの実施形態において、潤滑油などの潤滑剤を、例えば、内側トリミング具４０２および外側トリミング具４０４上に塗布して、内側トリミング具４０２と積層ガラス管１０２の内面１４６との間の摩擦、および、外側トリミング具４０４と積層ガラス管１０２の外面１４０との間の摩擦を削減しうる。そのような油は、内側トリミング具４０２および外側トリミング具４０４が高温ガラスにトリミング領域４１２で接触することによる欠陥の生成も削減させうる。いくつかの実施形態において、内側トリミング具４０２、外側トリミング具４０４、または、それらの両方は、任意で、６００℃を超えない温度、１００℃から６００℃、２００℃から６００℃、または、３００℃から６００℃などの温度に予熱されうる。器具の温度が約６００℃より高いと、積層ガラス管１０２のガラスは、内側トリミング具４０２、および／または、外側トリミング具４０４に粘着または付着しうる。
【0136】
図１０Ｃおよび１０Ｄを参照すると、トリミング工程中に、積層ガラス管１０２のガラスは、内側トリミング具４０２と外側トリミング具４０４が徐々に収束することによって、トリミング領域４１２で局所的に薄くされる。特に、積層ガラス管１０２をトリミング領域４１２で局所的に薄くすることは、内側トリミング具４０２の接触部分４２８が積層ガラス管１０２の内面１４６と接触すること、および、外側トリミング具４０４の接触面４３６が積層ガラス管１０２の外面１４０と接触することにより生じうる。積層ガラス管１０２をトリミング領域４１２で薄くすることは、主にコア層１２０で実現されて、図１０Ｄに概略的に示したように、内側トリミング具４０２と外側トリミング具４０４が徐々に収束する間のある時点で、外側クラッド層１２２と内側クラッド層１２４が接触しうる。
【0137】
ここで、図１３を参照すると、コア層１２０、外側クラッド層１２２、および、内側クラッド層１２４の各々の相対的層厚さを、トリミング処理中の積層ガラス管１０２の相対的な全局所厚さの関数として、グラフで示している。図１３に示すように、積層ガラス管１０２の全局所厚さの関数としてのコア層の厚さ１３０２の傾きは、全局所厚さの関数としての内側クラッド層の厚さ１３０４の傾き、および、全局所厚さの関数としての外側クラッド層の厚さ１３０６の傾きより、概して大きい。したがって、図１３は、全局所厚さが減少すると、内側クラッド層の厚さ１３０４、および、外側クラッド層の厚さ１３０６と比べて、コア層の厚さ１３０２は急速に減少することを示している。
【0138】
理論に縛られるものではないが、全局所厚さの変化当りのコア層１２０の層厚さの変化が、外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４と比べて異なるのは、コア層１２０の粘度が、外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４と比べて異なることによると考えられる。外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４の粘度は、各々、積層ガラス管１０２より低い温度に維持されうる外側トリミング具４０４および内側トリミング具４０２の接触を通して低下しうると考えられる。外側トリミング具４０４および内側トリミング具４０２の温度が、積層ガラス管１０２と比べて低いことで、各々、外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４に対して冷却効果を生じ、それにより、外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４の温度を低下させ、外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４の粘度を上昇させうる。コア層１２０と、外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４との粘度の差は、内側トリミング具４０２および外側トリミング具４０４の温度を変化させるか、または、コア層１２０、外側クラッド層１２２、および、内側クラッド層１２４のガラス組成物を変化させることによって操作しうる。例えば、外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４のガラス組成物を、選択したコア層１２０のガラス組成物より、所定の温度で高い粘度を有するように選択しうる。
【0139】
図１０Ｅを参照すると、内側トリミング具４０２と外側トリミング具４０４が、徐々に収束し続けて密着すると、内側トリミング具４０２と外側トリミング具４０４の間の積層ガラス管１０２の厚さは、ガラス片４１４が積層ガラス管１０２の加工端部１５０で積層ガラス管１０２から自然に分離されうる積層ガラス管１０２の最小閾値厚さに達しうる。このようなガラス片４１４の積層ガラス管１０２からの分離は、更なる機械的補助を必要とせずに起こりうる。積層ガラス管１０２をトリミング領域４１２で内側トリミング具４０２および外側トリミング具４０４を用いて薄くすることを通して、外側クラッド層１２２と内側クラッド層１２４を接触させることで、積層ガラス管１０２の新たな加工端部１５２で、コア層１２０を覆い、完全に囲い込む連続したクラッド層を生じうる。積層ガラス管１０２の新たな加工端部１５２は、外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４の組合せによって完全に覆われて囲い込まれたコア層１２０を示しうる。
【0140】
いくつかの例において、最小閾値厚さは、コア層１２０が、外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４で完全に覆われて囲い込まれる前に生じうるもので、本明細書において、その状態を、本明細書で、「脆弱分離」と称しうる。脆弱分離は、積層ガラス管１０２の新たな加工端部１５２で、コア層１２０の他の露出部分１２６を形成しうる。器具の予熱処理を増加させること（つまり、器具温度を上昇させること）、器具を構成する材料の熱浸透率を低下させること、積層ガラス管１０２と、内側トリミング具４０２、および／または、外側トリミング具４０４との間の接触面積を削減すること、若しくは、トリミング工程を加速することによって、脆弱分離を避けたり、遅らせたりしうる。積層ガラス管１０２と、内側トリミング具４０２、および／または、外側トリミング具４０４との間の接触面積の削減は、内側トリミング具４０２の接触部分４２８、または、外側トリミング具４０４の接触面４３６の幅を削減すること（つまり、より先鋭な器具を用いること）によって実現しうる。トリミング工程の加速は、内側トリミング具４０２と外側トリミング具４０４とを徐々に平行移動して密着させる速度を高めること、または、内側トリミング具４０２と外側トリミング具４０４とを密着させるのに要するトリミング時間を短縮することを称しうる。
【0141】
いくつかの実施形態において、脆弱分離は、トリミング工程を、２つの連続した工程で行うことによって削減または排除しうる。例えば、トリミング処理は、積層ガラス管１０２のトリミング領域４１２を予熱する工程、内側トリミング具４０２と外側トリミング具４０４を部分的に密着させることによって、積層ガラス管１０２を部分的にトリミングする工程、積層ガラス管１０２のトリミング領域４１２を再加熱する工程、および、内側トリミング具４０２および外側トリミング具４０４を残りの距離を平行移動させて、互いに密着されることによって、トリミングを仕上げる工程を含みうる。
【0142】
トリミングステーション４００でのトリミング後に、積層ガラス管１０２に、１つ以上の加熱工程を含む次の加工動作、および、１つ以上の変形動作が行われ、最終形状および寸法のガラス物品１０３を製造しうる。トリミングステーション４００の下流側での積層ガラス管１０２の処理中に、トリミングステーション４００でのトリミング処理中に積層ガラス管１０２のコア層１２０の上に形成されたクラッド層は、維持されて、最終ガラス物品１０３に、コア層１２０の露出部分１２６がないようにしうる。
【0143】
再被覆ステーション３００、および／または、トリミングステーション４００を、ガラス管を複数のガラス物品１０３に加工する加工部で提供しうる。ここで、図１４を参照すると、ガラス物品１０３を積層ガラス管１０２から製造する加工部１００を概略的に示している。加工部１００を用いて、積層ガラス管１０２を、限定するものではないが、バイアル、注射器、カートリッジ、アンプル、または、他のガラス物品などの複数のガラス物品に加工しうる。加工部１００は、複数の処理ステーション１０６を有する基部１０４、基部１０４の上方に位置して、基部１０４に対して中心軸Ａを中心に回転自在のメインタレット１０８、および、メインタレット１０８の上方に配置されて、積層ガラス管１０２をメインタレット１０８に供給するガラス管ロードタレット１１０を含みうる。加工部１００は、基部１０４の上の複数の第２の処理ステーション１１２、および、基部１０４に対して回転自在の第２のタレット１１４を含みうる。
【0144】
図１４に概略的に示したように、加工部１００の基部１０４は静止し、処理ステーション１０６は、基部１０４の上側部分１０５に連結されうる。複数の処理ステーション１０６は、互いに離間されて、主経路１１６に配列される。１つ以上の実施形態において、主経路１１６は円形で、メインタレット１０８が、メインタレット１０８の中心軸Ａを中心とした回転によって、積層ガラス管１０２を複数の処理ステーション１０６を通ってインデックス送りしうる。その代わりに、他の実施形態において、主経路１１６は、線形でありうる。本明細書では、円形に配置された処理ステーション１０６について記載したが、本明細書に開示の主題を、他の配列の処理ステーション１０６を有する加工部にも同様に適用しうることが分かる。
【0145】
積層ガラス管１０２から製作する物品の種類、および／または、形状は、基部１０４に連結される処理ステーション１０６の数に影響しうる。メインタレット１０８の処理ステーション１０６の数は、１４から３２でありうる。本明細書において、加工部１００および加工処理を、加工部１００が１６の処理ステーション１０６を主経路１１６に有する場合について記載したが、加工部１００は、１６より多いか、または少ない数の処理ステーション１０６を主経路１１６に有しうることが分かる。例であって、限定するものではないが、処理ステーション１０６は、１つ以上の加熱、形成、研磨、冷却、分離、穿孔、再被覆、トリミング、測定、供給、または、放出ステーション、若しくは、ガラス物品を積層ガラス管１０２から製造する他の処理ステーションを含みうる。積層ガラス管１０２から製作する物品の種類、および／または、形状は、処理ステーション１０６の種類、および／または、加工部１００の処理ステーション１０６の順序にも影響しうる。
【0146】
メインタレット１０８は、基部１０４の上方に配置され、基部１０４に回転自在に連結されて、メインタレット１０８が、中心軸Ａを中心に、基部１０４に対して回転自在でありうる。駆動モータ（不図示）を用いて、メインタレット１０８を基部１０４に対して回転させうる。メインタレット１０８は、各積層ガラス管１０２をメインタレット１０８に取り外し自在に固定するように構成された複数の保持部１３０を含む。保持部１３０は、クランプ、チャック、または、他の保持装置、若しくは、保持装置の組合せでありうる。保持部１３０は、各積層ガラス管１０２を、メインタレット１０８の中心軸Ａに略平行で、基部１０４の上側部分１０５に略垂直となるように向けうる。本明細書では、加工部１００を、加工部１００が垂直方向に向いた場合について記載しているが、加工部１００は、水平方向に、または、斜めに向きうると理解すべきである。各保持部１３０は、メインタレット１０８の底部分１０９から、基部１０４に向かう方向に（つまり、図１４の座標軸について‐Ｚ方向に）延伸する。各保持部１３０は、メインタレット１０８が中心軸Ａを中心にインデックス送りされる時に、積層ガラス管１０２を、基部１０４の主経路１１６の連続した各処理ステーション１０６に、または、近接して配置するように向ける。積層ガラス管１０２が垂直な向きであることで、積層ガラス管１０２の下方突出部分が主経路１１６の処理ステーション１０６を通って徐々に循環しうる。各保持部１３０は、メインタレット１０８の中央軸Ａに略平行でありうる保持部軸Ｄを中心に、メインタレット１０８に対して個々に回転自在でありうる。各保持部１３０は、各保持部１３０をメインタレット１０８に対して回転させるモータ（不図示）、連続駆動ベルト、または、他の駆動機構に動作可能に連結されうる。保持部１３０が回転することで、積層ガラス管１０２が、静止バーナー、形成具、トリミング具、ガラスシート保持部、加熱要素、冷却ノズル、または、処理ステーション１０６の他の特徴物に対して回転しうる。
【0147】
図１４および１５を参照すると、加工部１００は、離間して第２経路１１８（図１５）に配列された複数の第２の処理ステーション１１２、および、積層ガラス管１０２から分離されたガラス物品１０３を複数の第２の処理ステーション１１２を通ってインデックス送りする第２のタレット１１４（図１４）を含みうる。第２のタレット１１４は、第２の軸Ｂを中心に基部１０４に対して回転自在でありうる。第２の軸Ｂは、メインタレット１０８の中心軸Ａに略平行でありうる。第２のタレット１１４は、ガラス物品１０３を保持し、ガラス物品１０３を連続した各第２の処理ステーション１１２と係合するように配置する複数の保持部１３０も含む。第２のタレット１１４は、物品１０３を、メインタレット１０８の分離ステーション２０６（図１５）から受け付け、ガラス物品１０３を、第２のタレット１１４の回転を通して、複数の第２の処理ステーション１１２を通してインデックス送りし、仕上げた物品を加工部１００から放出しうる。
【0148】
ガラス管ロードタレット１１０は、メインタレット１０８の上方に配置されうる。実施形態において、ガラス管ロードタレット１１０は、メインタレット１０８の中心軸Ａからずれうる。ガラス管ロードタレット１１０は、メインタレット１０８の中心軸Ａに略平行な軸Ｃを中心に回転自在でありうる。ガラス管ロードタレット１１０は、メインタレット１０８に対して静止位置に独立に支持され、ガラス管ロードタレット１１０の回転は、メインタレット１０８の回転と独立でありうる。図１４および１５を参照すると、いくつかの実施形態において、ガラス管ロードタレット１１０は、円形の経路１３４に配列されて、積層ガラス管１０２を保持するように構成された複数のロードチャネル１３２を含みうる。ガラス管ロードタレット１１０は、ロードチャネル１３２の１つが、加工部１００の主経路１１６の処理ステーション１０６、および、主経路１１６の処理ステーション１０６を通ってインデックス送りされる、メインタレット１０８上の対応する保持部１３０と、垂直方向に位置合わせされるように（つまり、メインタレット１０８の中心軸Ａに平行な方向に、および／または、図１４のＺ軸に平行に位置合わせされるように）配置されうる。１つ以上の実施形態において、ガラス管ロードタレット１１０と位置合わせされた処理ステーション１０６は、管ロードステーション２１４（図１５）でありうる。加工部１００が、積層ガラス管１０２の全て、または、少なくとも一部を、特定の保持部位置１３６で、１つ以上のガラス物品１０３に加工すると、ガラス管ロードタレット１１０は、新たな積層ガラス管１０２を、メインタレット１０８の最上部を通して、保持部位置１３６がインデックス送りされて主経路１１６の管ロードステーション２１４と位置合わせされた時の保持部位置１３６で保持部１３０に送出しうる。
【0149】
図１５を参照すると、上記のように、加工部１００の複数の処理ステーション１０６は、１つ以上の加熱ステーション２０２、形成ステーション２０４、分離ステーション２０６、研磨ステーション２０８、冷却ステーション２１０、穿孔ステーション２１２、管ロードステーション２１４、放出ステーション２１６、測定ステーション２１８、管落下ステーション２２０、再被覆ステーション３００、トリミングステーション４００（図１０Ａ）、または、他のステーション、並びに／若しくは、これらのステーションの組合せを含みうる。図１５は、１６の処理ステーション１０６を有する主経路１１６、および、８つの第２の処理ステーション１１２を有する第２の経路１１８を有する加工部１００について、処理ステーション１０６の配列を概略的に示している。記載したように、主経路１１６の処理ステーション１０６は、等間隔で離間し、円形の経路に均一に分布し、第２経路１１８の第２の処理ステーション１１２も等間隔で離間し、円形の経路に均一に分布する。図１５は、複数のロードチャネル１３２を有するガラス管ロードタレット１１０も概略的に示している。図１５において、図示のために、ガラス管ロードタレット１１０を、主経路１１６から離間した位置に示している。
【0150】
図１５に概略的に示した加工部の主経路１１６は、１つ以上の加熱ステーション２０２、分離ステーション２０６、穿孔ステーション２１２、再被覆ステーション３００、または、トリミングステーション４００（図１０Ａ）、１つ以上の形成ステーション２０４、１つ以上の冷却ステーション２１０、測定ステーション２１８、管落下ステーション２２０、並びに、管ロードステーション２１４を含みうる。図１５は、主経路１１６を、円形に配列された上記処理ステーション１０６を有するものとして示しているが、主経路１１６は、線状、多角形状、または、他の配列など、他の形状で配置された処理ステーション１０６を含みうる。メインタレット１０８のインデックス送り方向２２２について、加熱ステーション２０２は、分離ステーション２０６および各形成ステーション２０４の前に配置されて、積層ガラス管１０２の対象領域を、積層ガラス管１０２の対象領域が可塑的に変形自在になり、ガラスの亀裂も粉砕もなく効果的に形成または分離される対象温度に予熱しうる。分離ステーション２０６において、形成されたガラス物品１０３（図１４）は、積層ガラス管１０２（図１４）から分離されうる。分離ステーション２０６も、部分的に形成されて分離されたガラス物品１０３が、第２の処理ステーション１１２の第２の経路１１８を通ってインデックス送りされるように第２のタレット１１４（図１４）に転送される処理ステーション１０６でありうる。穿孔ステーション２１２は、メインタレット１０８のインデックス送り方向２２２について分離ステーション２０６の下流側の主経路１１６に配置されうる。穿孔ステーション２１２において、分離ステーション２０６において積層ガラス管１０２の加工端部１５０の上方に形成されたメニスカス状のガラス部分は、穿孔されて、それにより、積層ガラス管１０２の加工端部１５０を再び開口させる。
【0151】
再被覆ステーション３００は、分離ステーション２０６、および／または、穿孔ステーション２１２の後に（つまり、下流側に）配置されうる。本明細書で既に記載したように、再被覆ステーション３００は、ガラス物品１０３を積層ガラス管１０２から熱的または機械的に分離することで生じたコア層１２０の露出部分１２６を、積層ガラス管１０２の軸面１４８で再被覆するように動作可能でありうる。図１５では、加工部１００が再被覆ステーション３００を含むものとして示しているが、その代わりに、加工部１００が、トリミングステーション４００などのトリミングステーション、または、溶融ガラスを積層ガラス管１０２の外側クラッド層１２２および内側クラッド層１２４から移動させて、コア層１２０の露出部分１２６を覆うように動作可能な他の処理ステーションを含みうることが分かる。いくつかの実施形態において、加工部１００は、再被覆ステーション３００またはトリミングステーション４００と、分離ステーション２０６および／または穿孔ステーション２１２との間など、再被覆ステーション３００またはトリミングステーション４００の直前に配置された加熱ステーション２０２を含みうる。いくつかの実施形態において、加工部１００は、再被覆ステーション３００またはトリミングステーション４００の直後に配置された研磨ステーション２０８を含みうる。
【0152】
メインタレット１０８の形成ステーション２０４は、インデックス送り方向２２２について再被覆ステーション３００またはトリミングステーション４００の下流側に配置されうる。形成ステーション２０４において、積層ガラス管１０２の加工端部１５０は、繰返し形成されて、最終ガラス物品１０３の望ましい特徴物に形成されうる。上記のように、１つ以上の加熱ステーション２０２を、各形成ステーション２０４の前に配置して、積層ガラス管１０２の対象領域を、積層ガラス管１０２を形成しうる温度に予熱しうる。メインタレット１０８の形成ステーション２０４は、積層ガラス管１０２の加工端部１５０を形成してガラス物品１０３の１つの端部を形成し、次に、ガラス物品１０３が積層ガラス管１０２から分離された後に、第２のタレット１１４の形成ステーション２０４は、ガラス物品１０３の他方の端部を形成しうる。１つ以上の実施形態において、加工部１００を用いて、積層ガラス管１０２からバイアルを形成し、加工部１００の形成ステーション２０４は、１つ以上の肩状部形成ステーション、１つ以上のフランジ形成ステーション、および、１つ以上のフランジ仕上げステーションを含み、１つ以上の加熱ステーション２０２が、各形成ステーション２０４の前、および、それらの間に配置されうる。主経路１１６は、更に、例えば、直径および厚さなど、積層ガラス管１０２の１つ以上の寸法、並びに、形成ステーション２０４によって形成された特徴物の１つ以上の寸法を、寸法測定システム（不図示）を用いて測定する測定ステーション２１８を含みうる。
【0153】
更に図１５を参照すると、１つ以上の冷却ステーション２１０を、メインタレット１０８のインデックス送り方向２２２について形成ステーション２０４の後に配置しうる。管落下ステーション２２０は、形成ステーション２０４の後に、形成ステーション２０４と分離ステーション２０６に間に配置されて、ガラス物品１０３の特徴物が形成された積層ガラス管１０２を落下させ、それにより、ガラス物品１０３を積層ガラス管１０２から分離ステーション２０６で分離するために、積層ガラス管１０２を配置しうる。主経路１１６は、新たな積層ガラス管１０２をガラス管ロードタレット１１０からメインタレット１０８（図１４）にロードする管ロードステーション２１４も含みうる。１つ以上の実施形態において、管ロードステーション２１４を、冷却ステーション２１０に組み込みうる。管ロードステーション２１４を、最終形成ステーション２０４と分離ステーション２０６の間に配置しうる。
【0154】
メインタレット１０８の形成ステーション２０４は、特徴物を、ガラス物品１０３の第１の端部で形成しうる。ガラス物品１０３を、積層ガラス管１０２から分離ステーション２０６で分離すると、ガラス物品１０３を、第２のタレット１１４の第２の処理ステーション１１２に転送しうる。第２の処理ステーション１１２は、ガラス物品１０３の第１の端部の反対側であるガラス物品１０３の第２の端部を形成する１つ以上の形成ステーション２０４を含みうる。例えば、第２の処理ステーション１１２の形成ステーション２０４は、１つ以上の特徴物を、ガラス物品１０３の底部（第２の端部）で形成しうる。
【0155】
第２の経路の第２の処理ステーションは、１つ以上の加熱ステーション２０２、形成ステーション２０４、研磨ステーション２０８、冷却ステーション２１０、放出ステーション２１６、または、他のステーション、若しくは、第２の処理ステーション１１２の組合せを含みうる。図１５では、第２経路を、円形に配列された上記第２の処理ステーション１１２を有するものとして示しているが、第２経路は、線状、多角形状、または、他の配列など、他の形状で配置された第２の処理ステーション１１２を含みうる。１つ以上の実施形態において、第２経路１１８の第２の処理ステーション１１２を用いて、例えば、バイアル、アンプル、カートリッジ、または、注射器など、ガラス物品１０３の１つ以上の特徴物を、メインタレット１０８によって形成された端部の反対側のガラス物品１０３の端部で形成しうる。例えば、いくつかの実施形態において、ガラス物品１０３は、バイアルであり、第２経路１１８の形成ステーション２０４は、バイアルの底部を形成しうる。アンプル、カートリッジ、注射器などの特徴物など、他の特徴物も企図している。第２経路１１８は、１つ以上の研磨ステーション２０８を含み、ガラス物品の表面を仕上げうる。第２経路１１８は、更に、複数の冷却ステーション２１０、および、最終ガラス物品１０３が加工部１００から放出される放出ステーション２１６を含みうる。
【0156】
主経路１１６の処理ステーション１０６、および、第２経路１１８の第２の処理ステーション１１２の上記記載は、バイアルを積層ガラス管１０２から製造する典型的な加工部１００を記載したものである。しかしながら、もっと多い数か、または、少ない数の処理ステーション１０６および第２の処理ステーション１１２を用いて、異なる形状のバイアル、または、カートリッジ、注射器、アンプルなどの他のガラス物品を製作しうることが分かる。更に、異なる形状のガラス物品を製造するために、処理ステーション１０６および第２の処理ステーション１１２を、多数の異なる順序、および／または、構成の任意の態様で配列しうることが分かる。
【0157】
再び、図１５を参照すると、動作において、メインタレット１０８は、保持部１３０に固定された積層ガラス管１０２を、処理ステーション１０６にインデックス送りする。加熱、形成、穿孔、分離、再被覆、トリミング、冷却、落下、供給などの特定の動作を、積層ガラス管１０２に、各処理ステーション１０６で行う。本明細書で用いるように、加工部１００の「停留時間」とは、積層ガラス管１０２が、メインタレット１０８によって、次の処理ステーション１０６にインデックス送りされる前に特定の処理ステーション１０６で費やす時間のことを称する。加工部１００を調整して、全ての処理ステーション１０６が停留時間内に動作を完了するようにしうる。停留時間の終わりに、メインタレット１０８は、積層ガラス管１０２を、次の処理ステーション１０６にインデックス送りする。本明細書で用いるように、「インデックス送り時間」とは、メインタレット１０８が、積層ガラス管１０２を、１つの処理ステーション１０６から次の処理ステーション１０６にインデックス送りするのにかかる時間のことを称し、時間の単位で測定される。本開示で用いるように、ステーション当りの合計時間は、本開示で用いるように、停留時間とインデックス送り時間の合計である。
【0158】
積層ガラス管１０２をガラスのバイアルに加工する加工部１００の例は、ＡＭＢＥＧ Ｄｒ．Ｊ．Ｄｉｃｈｔｅｒ ＧｍｂＨによって製造されたＡｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｕｂｅ Ｆｅｅｄｅｒを備えたＶｉａｌ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｍｏｄｅｌ ＲＰ１６を含み、それは、１６の処理ステーション１０６を主経路１１６に、更に、８つの第２の処理ステーション１１２を含むものである。他の例は、ＡＭＢＥＧ Ｄｒ．Ｊ．Ｄｉｃｈｔｅｒ ＧｍｂＨによって製造されたＶｉａｌ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｍｏｄｅｌ ＲＰ３２を含み、それは、３２の処理ステーション１０６を主経路１１６に、更に、２つの第２経路１１８を含み、各第２経路１１８に８つの第２の処理ステーション１１２を含むものであり、更なる例は、Ｅｕｒｏｍａｔｉｃ Ｓ．Ｒ．Ｌ．によって製造されたＺｅｔａ ０９８ Ｖｉａｌ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅを含み、それは、３６の処理ステーションを有するものである。他の例は、Ｅｕｒｏｍａｔｉｃ Ｓ．Ｒ．Ｌ．によって製造されたＺｅｔａ １０３ Ｃａｒｔｒｉｄｇｅ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅを含み、それは、ガラス管をカートリッジに加工する加工部である。カートリッジ加工部は、上記バイアル加工部１００と同様の特徴を有するが、バイアルではなくカートリッジ形状要素を有するガラス物品を製造するのに用いられる。
【0159】
加工部１００が、ガラスのバイアルを積層ガラス管１０２から製造する場合について記載したが、加工部１００は、形成ステーション２０４で用いる形成具、並びに／若しくは、主経路１１６の処理ステーション１０６、または、１つ以上の第２経路１１８の第２の処理ステーション１１２の順序または構成を変えることによって、カートリッジ、注射器、アンプル、または、他のガラス物品などの１つ以上の他の物品を製造するように構成されうると理解すべきである。
【0160】
本開示は、ガラス物品１０３をガラス管から製造する方法を含む。いくつかの実施形態において、ガラス物品１０３をガラス管から製造する方法は、ガラス管を、少なくとも１つの形成ステーション２０４および分離ステーション２０６を含む加工部１００に導入する工程を含みうる。ガラス管は、コアガラス組成物を含むコア層１２０、および、クラッドガラス組成物を含む少なくとも１つのクラッド層を有する積層ガラス管１０２でありうる。例えば、いくつかの実施形態において、クラッド層は、外側ガラス組成物を含む外側クラッド層１２２、および、内側ガラス組成物を含む内側クラッド層１２４を含みうる。コア層１２０に引張応力が加わり、内側クラッド層１２４または外側クラッド層１２２の少なくとも１つに圧縮応力が加わりうる。ガラス物品１０３をガラス管から製造する方法は、ガラス物品１０３の少なくとも１つの特徴物を、積層ガラス管１０２の加工端部１５０で形成する工程と、ガラス物品１０３を積層ガラス管１０２の加工端部１５０から分離する工程も含みうる。ガラス物品１０３を積層ガラス管１０２から分離する工程は、コア層１２０の一部を、積層ガラス管１０２の加工端部１５０で露出させうる。方法は、更に、コア層１２０を少なくとも内側クラッド層１２４および外側クラッド層１２２を含むクラッド層に完全に囲い込むことによって、コア層１２０の露出部分１２６を修復する工程を含む。内側クラッド層１２４および外側クラッド層１２２は、協働して、コア層１２０を完全に囲い込みうる。コア層１２０を、内側クラッド層１２４および外側クラッド層１２２の組合せ内に完全に囲い込むことで、コア層１２０を、表面破損の外因から隔離しうる。いくつかの実施形態において、コア層１２０の露出部分１２６は、コア層１２０の露出部分１２６を修復する前に、積層ガラス管１０２の加工端部１５０の軸面１４８に配置されうる。
【0161】
図６Ａ～６Ｃを参照すると、ガラス物品１０３をガラス管から製造する方法のいくつかの実施形態において、コア層１２０の露出部分１２６を修復する工程は、ガラスシート３０４を積層ガラス管１０２の表面（例えば、軸面１４８）に連結する工程を含みうる。ガラスシート３０４は、コア層１２０の露出部分１２６を覆うように配置されうる。内側クラッド層１２４、外側クラッド層１２２、および、そこに付着したガラスシート３０４は、協働して、コア層１２０の露出部分１２６を、表面破損の外因から隔離しうる。いくつかの実施形態において、ガラスシート３０４は、内側ガラス組成物または外側ガラス組成物と同じガラス組成物を含みうる。その代わりに、他の実施形態において、ガラスシート３０４は、内側ガラス組成物または外側ガラス組成物と異なるガラス組成物を含みうる。
【0162】
ガラス物品１０３をガラス管から製造する方法のいくつかの実施形態において、ガラスシート３０４を積層ガラス管１０２の表面に連結する工程は、積層ガラス管１０２の表面を加熱する工程と、ガラスシート３０４を加熱された表面と接触させる工程を含みうる。積層ガラス管１０２の表面は、ガラスの粘度が１００キロポアズ以下になる温度まで加熱されうる。いくつかの実施形態において、ガラスシート３０４を積層ガラス管１０２の表面に連結する工程は、更に、表面およびガラスシート３０４を熱研磨する工程を含み、熱研磨により、ガラスシート３０４が積層ガラス管１０２の表面と一体になり、それにより、ガラスシート３０４を、内側クラッド層１２４、外側クラッド層１２２、または、それらの両方に接合しうる。
【0163】
ここで、図１０Ａ～１０Ｅを参照すると、ガラス物品１０３をガラス管から製造する方法のいくつかの実施形態において、コア層１２０の露出部分１２６を修復する工程は、ガラスを、内側クラッド層１２４、外側クラッド層１２２、または、それらの両方から移動させて、コア層１２０を完全に囲い込む工程を含みうる。ガラスを、内側クラッド層１２４、および／または、外側クラッド層１２２から移動させて、コア層１２０を完全に囲い込む工程は、内側クラッド層１２４、外側クラッド層１２２、または、それらの両方を、コア層１２０の露出部分１２６に近接した位置で加熱して、加熱により、内側ガラス組成物、外側ガラス組成物、または、それらの両方の粘度を低下させて、内側クラッド層１２４、外側クラッド層１２２、または、それらの両方の変形が可能なようにする工程と、内側クラッド層１２４、外側クラッド層１２２、または、それらの両方を変形させて、コア層１２０の露出部分１２６と接触させる工程を含みうる。いくつかの実施形態において、内側クラッド層１２４、外側クラッド層１２２、または、それらの両方を変形させて、コア層１２０の露出部分１２６と接触させる工程は、内側クラッド層１２４、外側クラッド層１２２、または、それらの両方を、１つ、または、複数の形成具と接触させる工程を含みうる。
【0164】
その代わりに、他の実施形態において、ガラスを、内側クラッド層１２４、外側クラッド層１２２、または、それらの両方から移動させて、コア層１２０を完全に囲い込む工程は、ガラス片４１４を、積層ガラス管１０２の加工端部１５０から分離する工程を含みうる。ガラス片４１４を積層ガラス管１０２の加工端部１５０から分離する工程は、積層ガラス管１０２のトリミング領域４１２を加熱する工程を含みうる。トリミング領域４１２は、積層ガラス管１０２の加工端部１５０から、軸方向に離間しうる。更に、ガラス片４１４を積層ガラス管１０２の加工端部１５０から分離する工程は、内側トリミング具４０２と外側トリミング具４０４を収束させて、積層ガラス管１０２のトリミング領域４１２で密着させる工程を更に含み、内側トリミング具４０２と外側トリミング具４０４を収束させて密着させる工程は、内側クラッド層１２４、外側クラッド層１２２、または、それらの両方を、内側クラッド層１２４と外側クラッド層１２２がトリミング領域４１２で接触して、ガラス片４１４を積層ガラス管１０２の加工端部１５０から分離するまで変形させうる。内側クラッド層１２４、および／または、外側クラッド層１２２を変形させて、トリミング領域４１２で接触させる工程は、コア層１２０を、積層ガラス管１０２の新たな加工端部１５２で完全に囲い込む。
【0165】
本明細書に開示のシステムおよび方法で製造されたガラス物品１０３は、引張応力が加わったコア層１２０、および、圧縮応力が加わった少なくとも１つのクラッド層を含む積層ガラスを含みうる。コア層１２０は、少なくとも１つのクラッド層内に完全に囲い込まれうる。ガラス物品１０３は、更に、積層ガラスに形成された少なくとも１つの特徴を含みうる。積層ガラスのコア層は、クラッド層によって、大気から完全に隔離されうる。例えば、いくつかの実施形態において、ガラス物品１０３は、コア層の露出部分がないものでありうる。
【0166】
少なくとも１つのクラッド層は、圧縮応力が加わった内側クラッド層１２４、および、圧縮応力が加わった外側クラッド層１２２を含みうる。内側クラッド層１２４および外側クラッド層１２２は、協働して、コア層１２０を囲い込みうる。いくつかの実施形態において、内側クラッド層１２４の内側層ガラス組成物は、米国薬局方（ＵＳＰ）＜６６０＞のＴｙｐｅ Ｉガラスの性能基準を満たすか、他の方法で、それに分類されたガラス組成物であるか、および／または、ＩＳＯ７２０によるＨＧＡ１の耐加水分解性を有するガラスでありうる。いくつかの実施形態において、内側クラッド層１２４の内側層ガラス組成物は、ＵＳＰ＜６６０＞のＴｙｐｅ Ｉ性能基準、および／または、ＩＳＯ７２０のＨＧＡ１性能基準を満たすホウケイ酸ガラスまたはアルミノケイ酸ガラスでありうる。
【0167】
いくつかの実施形態において、ガラス物品１０３の少なくとも１つのクラッド層の圧縮応力は、少なくとも１５０ＭＰａでありうる。例えば、少なくとも１つのクラッド層の圧縮応力は、５０ＭＰａ以上、７５ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以上、または、１５０ＭＰａ以上でありうる。例えば、いくつかの実施形態において、ガラス物品１０３の少なくとも１つのクラッド層に、５０ＭＰａから７００ＭＰａ、５０ＭＰａから５００ＭＰａ、５０ＭＰａから４００ＭＰａ、７５ＭＰａから７５０ＭＰａ、７５ＭＰａから５００ＭＰａ、７５ＭＰａから４００ＭＰａ、１００ＭＰａから７００ＭＰａ、１００ＭＰａから５００ＭＰａ、または、１００ＭＰａから４００ＭＰａの圧縮応力が加わりうる。いくつかの実施形態において、ガラス物品１０３のコア層１２０に、１０ＭＰａから４０ＭＰａ、１０ＭＰａから３０ＭＰａ、１５ＭＰａから５０ＭＰａ、１５ＭＰａから４０ＭＰａ、または、１５ＭＰａから３０ＭＰａなど、１０ＭＰａから５０ＭＰａの引張応力が加わりうる。
【0168】
いくつかの実施形態において、ガラス物品１０３は、４ｍｍ以下、２ｍｍ以下、１．５ｍｍまたは、１ｍｍ以下など、６ミリメートル（ｍｍ）以下の全厚さを有しうる。いくつかの実施形態において、ガラス物品１０３の全厚さは、０．１ｍｍから６ｍｍ、０．３ｍｍから４ｍｍ、０．５ｍｍから４ｍｍ、０．５ｍｍから２ｍｍ、または、０．５ｍｍから１．５ｍｍでありうる。ガラス物品１０３の内側クラッド層１２４または外側クラッド層１２２などのクラッド層の厚さは、ガラス物品１０３の全厚さの１０％から３０％、または、１５％から２５％など、ガラス物品１０３の全厚さの５％から３３％でありうる。いくつかの実施形態において、ガラス物品１０３のクラッド層の厚さは、５０μｍ以上、７５μｍ以上、１００μｍ以上、または、１５０μｍ以上など、３０マイクロメートル（μｍ）以上でありうる。いくつかの実施形態において、クラッド層の厚さは、５０μｍから０．７５ｍｍ、７５μｍから０．５ｍｍ、１００μｍから０．５ｍｍ、または、１５０μｍから０．５ｍｍなど、３０μｍから１ｍｍでありうる。ガラス物品１０３は、積層ガラス管１０２について本明細書に記載の任意の他の特性、特徴、または、特徴物を有しうる。
【0169】
いくつかの実施形態において、ガラス物品１０３は、ボトル、バイアル、アンプル、ジャー、注射器、カートリッジ、または、他の容器の１つ以上などの容器でありうる。例えば、いくつかの実施形態において、ガラス物品１０３は、製薬容器でありうる。いくつかの実施形態において、ガラス物品１０３は、製薬製品、ワクチン、生物工学製品、食品、または、溶液を保持するように適合された容器でありうる。
【0170】
いくつかの実施形態において、ガラス物品１０３は、本明細書に記載のガラス物品１０３、並びに、ガラス物品１０３に入れられた組成物または物品を含む製品に組み込まれうる。例えば、いくつかの実施形態において、製品は、内容積部を画定する積層ガラスを含むガラス容器（つまり、ガラス物品）を含み、積層ガラスは、中央張力が加わったコア層、および、圧縮応力が加わった少なくとも１つのクラッド層を含みうる。少なくとも１つのクラッド層は、コア層を完全に囲い込み、コア層を、大気、および／または、表面破損の外因から隔離しうる。製品は、ガラス容器の内容積部に配置された組成物または物品も含みうる。いくつかの実施形態において、製品は、ガラス容器の内容積部内に配置された組成物を含みうる。例えば、製品は、ガラス容器の内容積部内に配置された製薬製品、ワクチン、生物工学製品、食品、溶液、または、他の組成物を含みうる。いくつかの実施形態において、ガラス容器は、ボトル、バイアル、アンプル、注射器、または、カートリッジでありうる。いくつかの実施形態において、製品は、更に、ガラス容器の開口端部の上方に連結されたキャップ、蓋、または、他の閉鎖部などの閉鎖部を含みうる。いくつかの実施形態において、閉鎖部は、ガラス容器の内容積部を封止して、ガラス容器の内容積部を大気から隔離し、それにより、ガラス容器内に入れた組成物または物品が大気に曝されるのを防ぎうる。製品のガラス容器は、ガラス物品１０３または積層ガラス管１０２に関連して本明細書に記載の任意の他の特徴物または属性を含みうる。
【0171】
コア層１２０の露出部分１２６を積層ガラス管１０２の加工端部１５０で再被覆する加工部、システム、および、方法、並びに、それから製作されるガラス物品および製品の様々な実施形態を記載したが、これらの各実施形態および技術を、別々に、または、１つ以上の実施形態および技術と組み合わせて用いうることを企図していると理解すべきである。
【0172】
当業者には、請求した主題の精神および範囲を逸脱することなく、本明細書に記載の実施形態に、様々な変更および変形が可能なことが明らかだろう。したがって、本明細書は、本明細書に記載の様々な実施形態の変更および変形も、そのような変更および変形が添付の請求項および等価物の範囲である限りは、網羅することを意図する。
【0173】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【0174】
実施形態１
ガラス物品において、
引張応力が加わったコア層、および、少なくとも１つのクラッド層を含む積層ガラスであって、前記少なくとも１つのクラッド層の少なくとも１つに圧縮応力が加わって、前記コア層は、該少なくとも１つのクラッド層内に完全に囲い込まれたものである積層ガラスと、
前記積層ガラスに形成された少なくとも１つの特徴物と
を含む物品。
ガラス物品において、
引張応力が加わったコア層、および、少なくとも１つのクラッド層を含む積層ガラスであって、前記少なくとも１つのクラッド層の少なくとも１つに圧縮応力が加わって、前記コア層は、該少なくとも１つのクラッド層内に完全に囲い込まれたものである積層ガラスと、
前記積層ガラスに形成された少なくとも１つの特徴物と
を含む物品。
【0175】
実施形態２
前記コア層は、前記少なくとも１つのクラッド層によって、大気から完全に隔離されたものである、実施形態１に記載のガラス物品。
前記コア層は、前記少なくとも１つのクラッド層によって、大気から完全に隔離されたものである、実施形態１に記載のガラス物品。
【0176】
実施形態３
前記少なくとも１つのクラッド層は、内側クラッド層および外側クラッド層を含み、前記内側クラッド層と前記外側クラッド層は、協働して、前記コア層を囲い込むものである、実施形態１または２に記載のガラス物品。
前記少なくとも１つのクラッド層は、内側クラッド層および外側クラッド層を含み、前記内側クラッド層と前記外側クラッド層は、協働して、前記コア層を囲い込むものである、実施形態１または２に記載のガラス物品。
【0177】
実施形態４
前記内側クラッド層、前記外側クラッド層、または、それらの両方に圧縮応力が加わったものである、実施形態３に記載のガラス物品。
前記内側クラッド層、前記外側クラッド層、または、それらの両方に圧縮応力が加わったものである、実施形態３に記載のガラス物品。
【0178】
実施形態５
前記内側クラッド層は、米国薬局方（ＵＳＰ）＜６６０＞でＴｙｐｅ Ｉガラスと分類される内側ガラス組成物を含むものである、実施形態３または４に記載のガラス物品。
前記内側クラッド層は、米国薬局方（ＵＳＰ）＜６６０＞でＴｙｐｅ Ｉガラスと分類される内側ガラス組成物を含むものである、実施形態３または４に記載のガラス物品。
【0179】
実施形態６
前記少なくとも１つのクラッド層における前記圧縮応力は、５０ＭＰａ以上である、実施形態１から５のいずれか１つに記載のガラス物品。
前記少なくとも１つのクラッド層における前記圧縮応力は、５０ＭＰａ以上である、実施形態１から５のいずれか１つに記載のガラス物品。
【0180】
実施形態７
前記コア層における前記引張応力は、１０ＭＰａ以上である、実施形態１から６のいずれか１つに記載のガラス物品。
前記コア層における前記引張応力は、１０ＭＰａ以上である、実施形態１から６のいずれか１つに記載のガラス物品。
【0181】
実施形態８
前記少なくとも１つのクラッド層の厚さは、少なくとも約３０μｍである、実施形態１から７のいずれか１つに記載のガラス物品。
前記少なくとも１つのクラッド層の厚さは、少なくとも約３０μｍである、実施形態１から７のいずれか１つに記載のガラス物品。
【0182】
実施形態９
前記少なくとも１つのクラッド層の厚さは、前記積層ガラスの全厚さの１５％から２５％である、実施形態１から８のいずれか１つに記載のガラス物品。
前記少なくとも１つのクラッド層の厚さは、前記積層ガラスの全厚さの１５％から２５％である、実施形態１から８のいずれか１つに記載のガラス物品。
【0183】
実施形態１０
前記コア層は、前記少なくとも１つのクラッド層のガラス組成物と異なるコアガラス組成物を含むものである、実施形態１から９のいずれか１つに記載のガラス物品。
前記コア層は、前記少なくとも１つのクラッド層のガラス組成物と異なるコアガラス組成物を含むものである、実施形態１から９のいずれか１つに記載のガラス物品。
【0184】
実施形態１１
製品において、
実施形態１から１０のいずれか１つに記載のガラス物品と、
前記ガラス物品内に入れられた組成物または物品と
を含む製品。
製品において、
実施形態１から１０のいずれか１つに記載のガラス物品と、
前記ガラス物品内に入れられた組成物または物品と
を含む製品。
【0185】
実施形態１２
ガラス物品をガラス管から製造する方法において、
ガラス管を、少なくとも１つの形成ステーションおよび分離ステーションを含む加工部に導入する工程であって、前記ガラス管は、コアガラス組成物を含むコア層、外側ガラス組成物を含む外側クラッド層、および、内側ガラス組成物を含む内側クラッド層を有する積層ガラス管を含むものであり、前記コア層には引張応力が加わり、前記内側クラッド層または前記外側クラッド層の少なくとも１つには圧縮応力が加わったものである工程と、
ガラス物品の少なくとも１つの特徴物を、前記積層ガラス管の加工端部で形成する工程と、
前記ガラス物品を前記積層ガラス管の加工端部から分離して、前記コア層の一部を、該積層ガラス管の加工端部で露出させる工程と、
前記コア層の前記露出部分を、該コア層をクラッド層に完全に囲い込むことによって、修復する工程と
を含む方法。
ガラス物品をガラス管から製造する方法において、
ガラス管を、少なくとも１つの形成ステーションおよび分離ステーションを含む加工部に導入する工程であって、前記ガラス管は、コアガラス組成物を含むコア層、外側ガラス組成物を含む外側クラッド層、および、内側ガラス組成物を含む内側クラッド層を有する積層ガラス管を含むものであり、前記コア層には引張応力が加わり、前記内側クラッド層または前記外側クラッド層の少なくとも１つには圧縮応力が加わったものである工程と、
ガラス物品の少なくとも１つの特徴物を、前記積層ガラス管の加工端部で形成する工程と、
前記ガラス物品を前記積層ガラス管の加工端部から分離して、前記コア層の一部を、該積層ガラス管の加工端部で露出させる工程と、
前記コア層の前記露出部分を、該コア層をクラッド層に完全に囲い込むことによって、修復する工程と
を含む方法。
【0186】
実施形態１３
前記コア層の前記露出部分を修復する工程の前に、該コア層の該露出部分を、前記積層ガラス管の加工端部の軸面に配置するものである、実施形態１２に記載の方法。
前記コア層の前記露出部分を修復する工程の前に、該コア層の該露出部分を、前記積層ガラス管の加工端部の軸面に配置するものである、実施形態１２に記載の方法。
【0187】
実施形態１４
前記コア層の前記露出部分を修復する工程は、ガラスシートを前記積層ガラス管の表面に連結する工程を含み、前記ガラスシートは、該コア層の該露出部分を覆うように配置されるものである、実施形態１２または１３に記載の方法。
前記コア層の前記露出部分を修復する工程は、ガラスシートを前記積層ガラス管の表面に連結する工程を含み、前記ガラスシートは、該コア層の該露出部分を覆うように配置されるものである、実施形態１２または１３に記載の方法。
【0188】
実施形態１５
前記内側クラッド層、前記外側クラッド層、および、前記ガラスシートは、協働して、前記コア層の前記露出部分を表面破損の外因から隔離するものである、実施形態１４に記載の方法。
前記内側クラッド層、前記外側クラッド層、および、前記ガラスシートは、協働して、前記コア層の前記露出部分を表面破損の外因から隔離するものである、実施形態１４に記載の方法。
【0189】
実施形態１６
前記ガラスシートは、ガラスリングを含むものである、実施形態１４または１５に記載の方法。
前記ガラスシートは、ガラスリングを含むものである、実施形態１４または１５に記載の方法。
【0190】
実施形態１７
前記ガラスシートは、７５マイクロメートル以上の厚さを有するものである、実施形態１４から１６のいずれか１つに記載の方法。
前記ガラスシートは、７５マイクロメートル以上の厚さを有するものである、実施形態１４から１６のいずれか１つに記載の方法。
【0191】
実施形態１８
前記ガラスシートは、前記内側ガラス組成物および前記外側ガラス組成物の少なくとも１つと同じガラス組成物を含むものである、実施形態１４から１７のいずれか１つに記載の方法。
前記ガラスシートは、前記内側ガラス組成物および前記外側ガラス組成物の少なくとも１つと同じガラス組成物を含むものである、実施形態１４から１７のいずれか１つに記載の方法。
【0192】
実施形態１９
前記ガラスシートを前記積層ガラス管の前記表面に連結する工程は、
前記積層ガラス管の前記表面を加熱する工程と、
前記ガラスシートを前記加熱した表面に接触させる工程と
を含むものである、実施形態１４から１８のいずれか１つに記載の方法。
前記ガラスシートを前記積層ガラス管の前記表面に連結する工程は、
前記積層ガラス管の前記表面を加熱する工程と、
前記ガラスシートを前記加熱した表面に接触させる工程と
を含むものである、実施形態１４から１８のいずれか１つに記載の方法。
【0193】
実施形態２０
前記積層ガラス管の前記表面を、該積層ガラス管の該表面での前記ガラスの粘度が１００キロポアズ以下となる温度まで加熱するものである、実施形態１９に記載の方法。
前記積層ガラス管の前記表面を、該積層ガラス管の該表面での前記ガラスの粘度が１００キロポアズ以下となる温度まで加熱するものである、実施形態１９に記載の方法。
【0194】
実施形態２１
前記ガラスシートを前記積層ガラス管の前記表面に連結する工程は、該ガラスシートおよび該表面を熱研磨して、該ガラスシートを該積層ガラス管の該表面に一体化し、それにより、該ガラスシートを、前記内側クラッド層、前記外側クラッド層、または、それらの両方に接合する工程を含むものである、実施形態１９または２０に記載の方法。
前記ガラスシートを前記積層ガラス管の前記表面に連結する工程は、該ガラスシートおよび該表面を熱研磨して、該ガラスシートを該積層ガラス管の該表面に一体化し、それにより、該ガラスシートを、前記内側クラッド層、前記外側クラッド層、または、それらの両方に接合する工程を含むものである、実施形態１９または２０に記載の方法。
【0195】
実施形態２２
前記コア層の前記露出部分を修復する工程は、ガラスを、前記内側クラッド層、前記外側クラッド層、または、それらの両方から移動させて、該コア層を完全に囲い込む工程を含むものである、実施形態１２または１３に記載の方法。
前記コア層の前記露出部分を修復する工程は、ガラスを、前記内側クラッド層、前記外側クラッド層、または、それらの両方から移動させて、該コア層を完全に囲い込む工程を含むものである、実施形態１２または１３に記載の方法。
【0196】
実施形態２３
前記ガラスを、前記内側クラッド層、前記外側クラッド層、または、それらの両方から移動させて、前記コア層を完全に囲い込む工程は、
前記内側クラッド層、前記外側クラッド層、または、それらの両方を、前記コア層の前記露出部分に近接して加熱して、前記内側ガラス組成物、前記外側ガラス組成物、または、それらの両方の粘度が低下して、該内側クラッド層、該外側クラッド層、または、それらの両方の変形を可能にする工程と、
前記内側クラッド層、前記外側クラッド層、または、それらの両方を変形させて、前記コア層の前記露出部分と接触させる工程と、
を含むものである、実施形態２２に記載の方法。
前記ガラスを、前記内側クラッド層、前記外側クラッド層、または、それらの両方から移動させて、前記コア層を完全に囲い込む工程は、
前記内側クラッド層、前記外側クラッド層、または、それらの両方を、前記コア層の前記露出部分に近接して加熱して、前記内側ガラス組成物、前記外側ガラス組成物、または、それらの両方の粘度が低下して、該内側クラッド層、該外側クラッド層、または、それらの両方の変形を可能にする工程と、
前記内側クラッド層、前記外側クラッド層、または、それらの両方を変形させて、前記コア層の前記露出部分と接触させる工程と、
を含むものである、実施形態２２に記載の方法。
【0197】
実施形態２４
前記ガラスを、前記内側クラッド層、前記外側クラッド層、または、それらの両方から移動させて、前記コア層を完全に囲い込む工程は、ガラス片を、前記積層ガラス管の加工端部から分離する工程を含むものである、実施形態２２または２３に記載の方法。
前記ガラスを、前記内側クラッド層、前記外側クラッド層、または、それらの両方から移動させて、前記コア層を完全に囲い込む工程は、ガラス片を、前記積層ガラス管の加工端部から分離する工程を含むものである、実施形態２２または２３に記載の方法。
【0198】
実施形態２５
前記ガラス片を前記積層ガラス管の加工端部から分離する工程は、
前記積層ガラス管のトリミング領域を加熱する工程であって、前記トリミング領域は、前記積層ガラス管の加工端部から軸方向に離間したものである工程と、
内側トリミング具と外側トリミング具を収束させて、前記積層ガラス管の前記トリミング領域で密着させ、前記内側クラッド層と前記外側クラッド層が該トリミング領域で接触して、前記ガラス片を前記積層ガラス管の加工端部から分離するまで、該内側クラッド層、該外側クラッド層、または、それらの両方を変形させる工程と
を含むものである、実施形態２４に記載の方法。
前記ガラス片を前記積層ガラス管の加工端部から分離する工程は、
前記積層ガラス管のトリミング領域を加熱する工程であって、前記トリミング領域は、前記積層ガラス管の加工端部から軸方向に離間したものである工程と、
内側トリミング具と外側トリミング具を収束させて、前記積層ガラス管の前記トリミング領域で密着させ、前記内側クラッド層と前記外側クラッド層が該トリミング領域で接触して、前記ガラス片を前記積層ガラス管の加工端部から分離するまで、該内側クラッド層、該外側クラッド層、または、それらの両方を変形させる工程と
を含むものである、実施形態２４に記載の方法。
【0199】
実施形態２６
積層ガラス管を複数のガラス物品に加工する間に積層ガラス管を無傷に維持するシステムにおいて、
少なくともコア層、内側クラッド層、および、外側クラッド層を含む積層ガラス管を固定するように動作可能な保持部であって、前記コア層は引張状態で、前記内側クラッド層および前記外側クラッド層の少なくとも１つは圧縮状態である保持部と、
ガラス物品を前記積層ガラス管の加工端部から分離して、前記コア層の一部を該積層ガラス管の加工端部で露出させるように動作可能な分離部と、
前記コア層の前記露出部分を修復し、該コア層を表面破損の外因から完全に囲い込むように動作可能な再被覆ステーションと
を含むシステム。
積層ガラス管を複数のガラス物品に加工する間に積層ガラス管を無傷に維持するシステムにおいて、
少なくともコア層、内側クラッド層、および、外側クラッド層を含む積層ガラス管を固定するように動作可能な保持部であって、前記コア層は引張状態で、前記内側クラッド層および前記外側クラッド層の少なくとも１つは圧縮状態である保持部と、
ガラス物品を前記積層ガラス管の加工端部から分離して、前記コア層の一部を該積層ガラス管の加工端部で露出させるように動作可能な分離部と、
前記コア層の前記露出部分を修復し、該コア層を表面破損の外因から完全に囲い込むように動作可能な再被覆ステーションと
を含むシステム。
【0200】
実施形態２７
前記再被覆ステーションは、前記積層ガラス管を、該積層ガラス管の前記加工端部またはトリミング領域で加熱するように動作可能な予熱部を含むものである、実施形態２６に記載のシステム。
前記再被覆ステーションは、前記積層ガラス管を、該積層ガラス管の前記加工端部またはトリミング領域で加熱するように動作可能な予熱部を含むものである、実施形態２６に記載のシステム。
【0201】
実施形態２８
前記再被覆ステーションは、ガラスシート保持部を含み、前記ガラスシート保持部に配置されたガラスシートを、前記積層ガラス管の表面と接触させるように動作可能である、実施形態２６または２７に記載のシステム。
前記再被覆ステーションは、ガラスシート保持部を含み、前記ガラスシート保持部に配置されたガラスシートを、前記積層ガラス管の表面と接触させるように動作可能である、実施形態２６または２７に記載のシステム。
【0202】
実施形態２９
前記再被覆ステーションは、内側トリミング具および外側トリミング具を含むトリミングステーションを含み、前記トリミングステーションは、前記内側トリミング具と前記外側トリミング具とを徐々に密着させるように動作可能である、実施形態２６から２８のいずれか１つに記載のシステム。
前記再被覆ステーションは、内側トリミング具および外側トリミング具を含むトリミングステーションを含み、前記トリミングステーションは、前記内側トリミング具と前記外側トリミング具とを徐々に密着させるように動作可能である、実施形態２６から２８のいずれか１つに記載のシステム。
【符号の説明】
【0203】
１０２ 積層ガラス管
１０３ ガラス物品
１２０ コア層
１２２ 外側クラッド層
１２４ 内側クラッド層
１２６ 露出部分
１４８ 軸面
１５０ 加工端部
２０６ 分離ステーション
３００ 再被覆ステーション
３０２ ガラスシート保持部
３０４ ガラスシート
３０６、４０６ 予熱部
３０８ 作動部
４００ トリミングステーション
４０２ 内側トリミング具
４０４ 外側トリミング具
１０３ ガラス物品
１２０ コア層
１２２ 外側クラッド層
１２４ 内側クラッド層
１２６ 露出部分
１４８ 軸面
１５０ 加工端部
２０６ 分離ステーション
３００ 再被覆ステーション
３０２ ガラスシート保持部
３０４ ガラスシート
３０６、４０６ 予熱部
３０８ 作動部
４００ トリミングステーション
４０２ 内側トリミング具
４０４ 外側トリミング具
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図10E】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図13】
【図14】
【図15】