特表 2022-523030 ガラス組成物の処理中にクロムの酸化状態を還元する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-04-21

(54)【発明の名称】ガラス組成物の処理中にクロムの酸化状態を還元する方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 5/173 20060101AFI20220414BHJP

   C03B 5/24 20060101ALI20220414BHJP

   C03C 3/085 20060101ALI20220414BHJP

   C03C 3/083 20060101ALI20220414BHJP

   C03C 3/089 20060101ALI20220414BHJP

   C03C 3/091 20060101ALI20220414BHJP

【ＦＩ】

C03B5/173

C03B5/24

C03C3/085

C03C3/083

C03C3/089

C03C3/091

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021542419

(86)(22)【出願日】2020-01-15

(85)【翻訳文提出日】2021-09-17

(86)【国際出願番号】 US2020013626

(87)【国際公開番号】W WO2020159704

(87)【国際公開日】2020-08-06

(31)【優先権主張番号】62/798,164

(32)【優先日】2019-01-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】アシュトン－パットン，メリッサン マリー

(72)【発明者】

【氏名】キング，エレン アン

【テーマコード（参考）】

4G062

【Ｆターム（参考）】

4G062AA01

4G062BB01

4G062CC10

4G062DA06

4G062DA07

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4G062DC04

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4G062EC03

4G062EC04

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4G062ED04

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4G062EG01

4G062EG02

4G062EG03

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4G062FC01

4G062FD01

4G062FE02

4G062FF01

4G062FG01

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4G062FK01

4G062FL01

4G062GA01

4G062GA10

4G062GB01

4G062GC01

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4G062GE01

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4G062HH13

4G062HH15

4G062HH17

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4G062JJ05

4G062JJ07

4G062JJ10

4G062KK01

4G062KK03

4G062KK05

4G062KK07

4G062KK10

4G062MM12

4G062NN34

(57)【要約】

本明細書に開示されるガラス製造方法は、溶融ガラスを溶融槽に供給するステップと、バッチ材料を溶融して、約２０ｐｐｍ未満のＣｒＯ_３を含む溶融ガラスを得るステップとを含む。これらの方法によって作製されるガラス物品も本明細書に開示される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス製造方法であって、
バッチ材料を溶融槽内で溶融して、２０ｐｐｍ未満のＣｒＯ_３を含む溶融ガラスを得るステップ
を含み、前記溶融ガラス中のＣｒＯ_３含有量を、前記バッチ材料の構成または前記溶融槽内の条件の少なくとも一方を制御するステップにより前記バッチ材料中に存在するクロムの酸化状態を還元することによって減少させる、方法。

【請求項2】

前記酸化状態をＣｒ^６＋からＣｒ^３＋へと還元する、請求項１記載の方法。

【請求項3】

前記バッチ材料の第１のＣｒ^６＋／Ｃｒ^３＋比が、前記溶融ガラスの第２のＣｒ^６＋／Ｃｒ^３＋比よりも大きい、請求項１または２記載の方法。

【請求項4】

前記溶融ガラスの前記第２のＣｒ^６＋／Ｃｒ^３＋比が１未満である、請求項３記載の方法。

【請求項5】

前記溶融ガラスが１ｐｐｍ未満のＣｒＯ_３を含む、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。

【請求項6】

前記バッチ材料の構成を制御するステップが、０．６未満の光学的塩基度を有するバッチ材料が得られるようにガラス組成物を選択するステップ、および少なくとも１つの有機還元剤を前記バッチ材料に加えるステップを含む、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。

【請求項7】

溶融条件を制御するステップが、
（ａ）プリメルト浴ターゲット温度を±１０℃の温度変動で維持するステップ、または
（ｂ）理想的なガス／酸素の化学量論比を有する前記溶融槽内の雰囲気をおよそ０％の過剰酸素で維持するステップ
の少なくとも一方を含む、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。

【請求項8】

前記プリメルト浴ターゲット温度が１５００℃～１８００℃の範囲である、請求項７記載の方法。

【請求項9】

前記温度変動を、
（ｉ）固定電源を用い、プリメルトターゲット温度を維持するように電圧および電流を変化させるステップ、
（ｉｉ）固定電流を用い、プリメルトターゲット温度を維持するように電力および電圧を変化させるステップ、または
（ｉｉｉ）プリメルトターゲット温度を維持するように溶融ガラスのバルク抵抗率をモニタリングし、制御するステップ
の少なくとも１つによって制御する、請求項７記載の方法。

【請求項10】

５０モル％～９０モル％のＳｉＯ_２と、
０モル％～２０モル％のＡｌ_２Ｏ_３と、
０モル％～２０モル％のＢ_２Ｏ_３と、
０モル％～２５モル％のＲ_ｘＯと、
０ｐｐｍ～２０ｐｐｍのＣｒＯ_３と
を含むガラス物品であって、ＲがＬｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂおよびＣｓの１つ以上から選択され、かつｘが２であるか、またはＲがＺｎ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａの１つ以上から選択され、かつｘが１である、ガラス物品。

【請求項11】

７０モル％～８５モル％のＳｉＯ_２と、
０モル％～５モル％のＡｌ_２Ｏ_３と、
０モル％～５モル％のＢ_２Ｏ_３と、
０モル％～１０モル％のＮａ_２Ｏと、
０モル％～１２モル％のＫ_２Ｏと、
０モル％～４モル％のＺｎＯと、
約３モル％～約１２モル％のＭｇＯと、
０モル％～５モル％のＣａＯと、
０モル％～３モル％のＳｒＯと、
０モル％～３モル％のＢａＯと、
０．０１モル％～０．５モル％のＳｎＯ_２と
を含む、請求項１０記載のガラス物品。

【請求項12】

前記ガラス物品のカラーシフトΔｙが０．００６未満である、請求項１０または１１記載のガラス物品。

【請求項13】

前記ガラス物品のＣｒ^６＋／Ｃｒ^３＋比が１未満である、請求項１０から１２までのいずれか１項記載のガラス物品。

【請求項14】

１ｐｐｍ未満のＣｒＯ_３を含む、請求項１０から１３までのいずれか１項記載のガラス物品。

【請求項15】

６３０ｎｍでの前記ガラス物品の第１の吸収係数が、４５０ｎｍでの前記ガラス物品の第２の吸収係数以上である、請求項１０から１４までのいずれか１項記載のガラス物品。

【発明の詳細な説明】

【関連出願】

【0001】

本願は、米国特許法第１１９条のもと、２０１９日１月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／７９８１６４号明細書の優先権の利益を主張し、その内容が依拠され、その内容全体を参照により本明細書に援用するものとする。

【技術分野】

【0002】

本開示は、概して、ガラス形成プロセスにおいてガラス組成物中に存在する１つ以上の金属の酸化状態を還元する方法、より具体的には、ガラス組成物の溶融時のクロム等の混入金属の酸化状態を還元する方法に関する。

【背景技術】

【0003】

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）およびプラズマディスプレイ等の高性能ディスプレイデバイスは、携帯電話、ラップトップ、電子式タブレット、テレビおよびコンピューター用モニター等の様々な電子機器において一般に使用されている。現在販売されているディスプレイデバイスは、例えば、幾つかの用途を挙げると、電子回路部品の基板、導光板（ＬＧＰ）、カラーフィルターまたはカバーガラスとして１つ以上の高精度ガラス板を用いる場合がある。増大し続けるサイズおよび画像品質の要件を有する高性能ディスプレイに対する消費者需要により、大型、高品質、高精度のガラス板を作製する製造プロセスの改善の必要性が高まっている。

【0004】

例示的なＬＣＤは、ディスプレイに光を供給するためにエッジライトまたはバックライト構成で光源に光学的に結合されたＬＧＰ、例えばガラスＬＧＰを備え得る。様々な光学フィルムをガラスＬＧＰの前面（ユーザーに面する）または背面（ユーザーの反対側を向く）に配置し、光源からの光を誘導、配向または別の形で変更することができる。光がガラスＬＧＰおよび光学層と相互作用すると、散乱および／または吸収のために一部の光が失われる可能性がある。

【0005】

時間と共に、青色波長（例えば、約４５０～５００ｎｍ）の吸収により、ＬＣＤに表示される画像の「カラーシフト」または変色が不必要に引き起こされる恐れがある。変色は高温、例えば通常のＬＣＤ動作温度内で加速する可能性がある。さらに、ＬＥＤ光源は、青色波長でのそれらの顕著な発光によりカラーシフトを悪化させる可能性がある。カラーシフトは、光がＬＧＰに対して垂直に伝搬する場合には（例えばバックライト構成では）認識されにくい可能性があるが、光がＬＧＰの長さに沿って伝搬する場合には（例えばエッジライト構成では）、より長い伝搬距離のために、より顕著となる可能性がある。ＬＧＰの長さに沿った青色光吸収は、青色光強度の著しい損失、ひいては伝搬方向に沿った色の著しい変化（例えば黄色のカラーシフト）を引き起こす可能性がある。場合によっては、ディスプレイの一方の端からもう一方の端まで、カラーシフトが人間の目で認識される可能性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

したがって、カラーシフトが低減した、青色波長での吸収が赤色波長での吸収と比較してより低いガラス物品を提供することが有利であろう。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示は、ガラス製造方法であって、バッチ材料を溶融槽に供給するステップと、バッチ材料を溶融して、２０ｐｐｍ未満のＣｒＯ_３を含む溶融ガラスを得るステップとを含み、溶融ガラス中のＣｒＯ_３含有量を、バッチ材料の構成および溶融槽内の条件の少なくとも一方を制御するステップによりバッチ材料中に存在するクロムの酸化状態を還元することによって減少させる、方法に関する。様々な実施形態によると、クロムの酸化状態をＣｒ^６＋からＣｒ^３＋へと還元することができる。或る特定の実施形態によると、バッチ材料の第１のＣｒ^６＋／Ｃｒ^３＋比は、溶融ガラスの第２のＣｒ^６＋／Ｃｒ^３＋比よりも大きい。例えば、溶融ガラスの第２のＣｒ^６＋／Ｃｒ^３＋比は、１未満であり得る。付加的な実施形態では、溶融ガラスは、１０ｐｐｍ未満のＣｒＯ_３、例えば１ｐｐｍ未満のＣｒＯ_３を含む。

【0008】

様々な実施形態によると、バッチ材料の構成を制御するステップは、０．６未満の光学的塩基度を有するバッチ材料が得られるようにガラス組成物を選択するステップを含む。代替的な実施形態では、バッチ材料の構成を制御するステップは、少なくとも１つの有機還元剤をバッチ材料に加えるステップを含む。有機還元剤は、例えば脂肪酸およびその塩から選択することができる。更なる実施形態では、溶融条件を制御するステップは、（ａ）プリメルト浴（pre-melt bath）ターゲット温度を±１０℃の温度変動で維持するステップ、および（ｂ）理想的なガス／酸素の化学量論比を有する溶融槽内の雰囲気をおよそ０％の過剰酸素で維持するステップの少なくとも一方を含み得る。プリメルト浴ターゲット温度は、例えば約１５００℃～約１８００℃の範囲であり得る。更なる実施形態によると、温度変動は、（ｉ）固定電源を用い、プリメルトターゲット温度を維持するように電圧および電流を変化させるステップ、（ｉｉ）固定電流を用い、プリメルトターゲット温度を維持するように電力および電圧を変化させるステップ、ならびに（ｉｉｉ）プリメルトターゲット温度を維持するようにガラスのバルク抵抗率をモニタリングし、制御するステップの少なくとも１つによって制御され得る。

【0009】

本明細書に開示される方法に従って作製されるガラス物品が、本明細書にさらに開示される。例示的なガラス物品は、約５０モル％～約９０モル％のＳｉＯ_２と、０モル％～約２０モル％のＡｌ_２Ｏ_３と、０モル％～約２０モル％のＢ_２Ｏ_３と、０モル％～約２５モル％のＲ_ｘＯと、０ｐｐｍ～約２０ｐｐｍのＣｒＯ_３とを含み得るが、ここで、ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂおよびＣｓの１つ以上から選択され、かつｘは２であるか、またはＲはＺｎ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａの１つ以上から選択され、かつｘは１である。様々な実施形態では、ガラス物品は、約７０モル％～約８５モル％のＳｉＯ_２と、０モル％～約５モル％のＡｌ_２Ｏ_３と、０モル％～約５モル％のＢ_２Ｏ_３と、０モル％～約１０モル％のＮａ_２Ｏと、０モル％～約１２モル％のＫ_２Ｏと、０モル％～約４モル％のＺｎＯ、約３モル％～約１２モル％のＭｇＯと、０モル％～約５モル％のＣａＯと、０モル％～約３モル％のＳｒＯと、０モル％～約３モル％のＢａＯと、約０．０１モル％～約０．５モル％のＳｎＯ_２とを含み得る。ガラス物品は、或る特定の実施形態では、１０ｐｐｍ未満のＣｒＯ_３および／または約１未満のＣｒ^６＋／Ｃｒ^３＋比を含み得る。

【0010】

非限定的な実施形態によると、ガラス物品のカラーシフトΔｙは約０．００６未満である。或る特定の実施形態では、６３０ｎｍでのガラス物品の第１の吸収係数は、４５０ｎｍでのガラス物品の第２の吸収係数以上であり得る。ガラス物品はガラス板、例えばディスプレイデバイス内のガラス板であり得る。

【0011】

本開示の付加的な特徴および利点が以下の詳細な説明に記載され、一部はその説明から当業者に容易に明らかであり、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲および添付の図面を含む、本明細書に記載される方法を実施することによって認識される。

【0012】

上述の全般的な説明および以下の詳細な説明がどちらも本開示の様々な実施形態を提示し、特許請求の範囲の性質および特徴を理解するための概要または枠組みを提供することを意図したものであることを理解されたい。添付の図面は、本開示の更なる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれ、その一部を構成する。図面は、本開示の様々な実施形態を示し、本明細書と共に、本開示の原理および作用を説明する役割を果たす。

【図面の簡単な説明】

【0013】

以下の詳細な説明は、以下の図面と併せて読むことで最もよく理解することができ、ここで、同様の構造は、可能であれば同様の参照番号で示される。

【図1】例示的なガラス製造システムを示す図である。

【図2】ガラス基板の青色対赤色の透過率の比率の関数としてのカラーシフトΔｙのグラフ表示である。

【図3】Ｃｒ^３＋のみ、ならびにＣｒ^３＋およびＣｒ^６＋の両方を含むガラス基板の波長の関数としての吸収のグラフ表示である。

【図4】Ｃｒ^３＋のみ、ならびにＣｒ^３＋およびＣｒ^６＋の両方を含むガラス基板の波長の関数としての透過率のグラフ表示である。

【図5】ガラス基板の光学的塩基度の関数としての吸収のグラフ表示である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

方法
ガラス製造方法であって、バッチ材料を溶融槽に供給するステップと、バッチ材料を溶融して、約２０ｐｐｍ未満のＣｒＯ_３を含む溶融ガラスを得るステップとを含み、溶融ガラス中のＣｒＯ_３含有量を、バッチ材料の構成および溶融槽内の条件の少なくとも一方を制御するステップによりバッチ材料中に存在するクロムの酸化状態を還元することによって減少させる、方法が本明細書に開示される。

【0015】

本開示の実施形態を、例示的なガラス製造システムを示す図１を参照して下記で論考する。以下の全般的な説明は、特許請求される方法の概要のみを提示することを意図する。本開示全体を通し、様々な態様を非限定的な実施形態を参照してより具体的に論考するが、これらの実施形態は、本開示との関連において互いに代替可能である。

【0016】

図１に、ガラスリボン２００を作製するためのガラス製造システム１００を示す。ガラス製造システム１００は、溶融槽１１０、清澄槽１２０、溶融槽と清澄槽とを接続する第１の接続管１１５、混合槽１３０、清澄槽と混合槽とを接続する第２の接続管１２５、供給槽１４０、混合槽と供給槽とを接続する第３の接続管１３５、下降管１５０、ならびに入口管１６５、成形体１７０およびプルロールアセンブリ１７５を備え得るフュージョンドロー機（ＦＤＭ）１６０を含み得る。

【0017】

ガラスバッチ材料Ｇを、矢印で示すように溶融槽１１０に導入し、溶融ガラスＭを形成することができる。溶融槽１１０は、幾つかの実施形態では、耐火セラミックレンガ、例えば溶融ジルコニアレンガで構成される１つ以上の壁を備え得るか、または白金等の１つ以上の貴金属で構成され得る。溶融槽は少なくとも１つの電極１０５、例えば１対の電極または複数の電極、例えば２対以上の電極を備えていてもよい。

【0018】

清澄槽１２０は、第１の接続管１１５によって溶融槽１１０に接続される。清澄槽１２０は、溶融槽１１０から溶融ガラスを受け取り、溶融ガラスから気泡を除去することができる高温処理領域を備える。清澄槽１２０は、第２の接続管１２５によって混合槽１３０に接続される。混合槽１３０は、第３の接続管１３５によって供給槽１４０に接続される。供給槽１４０は、下降管１５０を通してＦＤＭ１６０に溶融ガラスを供給することができる。

【0019】

上記のように、ＦＤＭ１６０は入口管１６５、成形体１７０およびプルロールアセンブリ１７５を備え得る。入口管１６５は、下降管１５０から溶融ガラスを受け取り、溶融ガラスは、そこから成形体１７０へと流れることができる。成形体１７０は、溶融ガラスを受け取る入口１７１を備えることができ、溶融ガラスは、続いてトラフ１７２に流れ込み、トラフ１７２の側面から溢れ出て、２つの対向する成形面１７３を流れ落ちた後、根元部１７４で融合して、ガラスリボン２００を形成することができる。或る特定の実施形態では、成形体１７０は耐火セラミック、例えばジルコンまたはアルミナセラミックを含み得る。プルロールアセンブリ１７５は、付加的な任意の装置による更なる処理のために延伸ガラスリボン２００を輸送することができる。

【0020】

例えば、機械式またはレーザースコアリングデバイス等のガラスリボンのスコアリングのためのスコアリングデバイスを備え得る移動式アンビル装置（traveling anvil machine）（ＴＡＭ）を使用して、リボン２００を個々の板に分割することができ、これを、当該技術分野で既知の様々な方法およびデバイスを用いて機械加工、研磨、化学強化および／または他の形で表面処理、例えばエッチングすることができる。本明細書に開示される装置および方法は、フュージョンドロープロセスおよびシステムに関して論考されるが、かかる装置および方法を他のガラス形成プロセス、例えば数例を挙げると、スロットドローおよびフロート法と併せて用いることもできることを理解されたい。

【0021】

ガラスバッチ材料Ｇの溶融は、幾つかの実施形態では、少なくとも１つの電極１０５に電流を流すことによって行うことができる。例えば、少なくとも１つの電極１０５は、電流を電極にバッチ材料Ｇを通して誘導するように構成される電源に接続され、それにより、バッチ材料を溶融して溶融ガラスＭを得るのに十分な時間にわたって熱エネルギーを放出することができる。例示的な時間は、その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、約１時間～約２４時間、例えば約２時間～約１２時間、約３時間～約１０時間、約４時間～約８時間または約５時間～約６時間の範囲であり得る。電位は、バッチ材料Ｇの温度をそれらの融点より高く上昇させるのに十分な熱エネルギーを生成するように選択することができる。溶融槽１１０内での溶融は、任意の所望の用途に応じてバッチ式、連続的または半連続的に行うことができる。１つ以上のガスバーナー等の補助熱源を、電極を介した電気加熱と併せて使用してもよい。

【0022】

本明細書に開示される方法に従う例示的なガラスの作製に適切なバッチ材料Ｇとしては、例えばＳｉＯ_２の供給源としての市販の砂；Ａｌ_２Ｏ_３の供給源としてのアルミナ、水酸化アルミニウム、アルミナの水和形態、ならびに様々なアルミノケイ酸塩、硝酸塩およびハロゲン化物；Ｂ_２Ｏ_３の供給源としてのホウ酸、無水ホウ酸および酸化ホウ素；ＭｇＯの供給源としてのペリクレース、ドロマイト（ＣａＯの供給源でもある）、マグネシア、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、ならびに様々な形態のケイ酸マグネシウム、アルミノケイ酸塩、硝酸塩およびハロゲン化物；ＣａＯの供給源としての石灰石、アラゴナイト、ドロマイト（ＭｇＯの供給源でもある）、ウォラストナイト、ならびに様々な形態のケイ酸カルシウム、アルミノケイ酸塩、硝酸塩およびハロゲン化物；ならびにストロンチウムおよびバリウムの酸化物、炭酸塩、硝酸塩およびハロゲン化物を挙げることができる。化学清澄剤が所望される場合、スズはＳｎＯ_２として、別の主要なガラス成分との混合酸化物（例えばＣａＳｎＯ_３）として、または酸化条件ではＳｎＯ、シュウ酸スズ、ハロゲン化スズ、もしくは当業者に既知のスズの他の化合物として添加することができる。ディスプレイ用途に十分な品質のガラスを得るためにＳｎＯ_２以外の化学清澄剤を用いることもできる。例えば、例示的なガラスは、清澄を促進するための意図的な添加物としてＡｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３およびハロゲン化物のいずれか１つまたは組合せを用いる場合もある。

【0023】

ガラス基板の透過率を改善する方法は、クロム等の混入金属の濃度を無視し得るレベル（例えば＜約２０ｐｐｍ）まで低下させることに焦点を合わせることができ、これにより、ガラス基板による青色波長の吸収を低減することができる。青色波長でのガラス透過率の改善によりガラス基板のカラーシフトを低減することもできる。ガラス基板におけるカラーシフトの大きさは、可視スペクトルにわたるその吸収曲線の形状によって決まり得る。例えば、カラーシフトは、色波長（例えば４５０ｎｍ）での吸収が赤色波長（例えば６３０ｎｍ）での吸収よりも低い場合に低減し得る。

【0024】

図２に、ガラス基板のカラーシフトに対する青色／赤色透過率比の影響を示す。プロットによって示されるように、カラーシフトΔｙは、青色（４５０ｎｍ）透過率が赤色（６３０ｎｍ）透過率と比べて減少するにつれ、ほぼ直線的に増大する。青色透過率が赤色透過率と同様の値に近づくと（例えば、比率が１に近づくと）、カラーシフトΔｙも同様に０に近づく。

【0025】

非限定的な実施形態では、本明細書に開示される方法は、溶融ガラス中のＣｒ^６＋（またはＣｒＯ_３）含有量を制御、すなわち低減することを含む。図３および図４に示されるように、ガラス基板中のＣｒ^６＋の存在により吸収が増大し、青色波長での透過率が減少し得る。図３を参照すると、Ｃｒ^３＋は、一方がおよそ４５０ｎｍ、一方がおよそ６５０ｎｍの２つの吸収帯を有する（ガラスＡを参照されたい）。Ｃｒ^６＋の吸収帯は、およそ３６０ｎｍに位置する（ガラスＢを参照されたい）。Ｃｒ^６＋吸収帯は広く、可視スペクトルの青色波長に尾を引く。このピークの幅の大きさは、ガラス基板中に存在するＣｒ^６＋イオンの濃度に左右される。高いＣｒ^６＋濃度を有する幾つかのガラス組成物では、３６０ｎｍ（Ｃｒ^６＋）ピークは、４５０ｎｍ（Ｃｒ^３＋）ピークと交差するほど広く、１つの大きな吸収帯を生じ、これがガラス基板のカラーシフトに悪影響を及ぼし得る。図４を参照すると、ガラスＡ（Ｃｒ^３＋のみを含む）およびガラスＢ（Ｃｒ^３＋およびＣｒ^６＋の両方を含む）の透過率は、５００ｎｍ以上の波長で比較的同一である。しかしながら、ガラス基板Ｂでは、Ｃｒ^６＋の存在のために、約３５０ｎｍ～約５００ｎｍの範囲の波長で透過率が低下している。

【0026】

このため、本明細書に開示される方法によると、バッチ材料Ｇの構成を制御して、バッチ材料中のクロムの存在を制限し、かつ／またはクロムが溶融もしくは他の処理段階においてＣｒ^６＋等のより高い酸化状態へと酸化する可能性を低下させることができる。理論に束縛されることを望むものではないが、クロムの酸化還元平衡を還元状態へと、すなわちＣｒ^６＋からＣｒ^３＋へと向かわせ得る基礎ガラス化学が得られるようにバッチ材料を選択することができると考えられる。例示的な一実施形態では、バッチ材料を、得られるガラス組成物が望ましい光学的塩基度を有するように選択することができる。本明細書で使用される場合、「光学的塩基度」という用語は、ガラス組成物のガラスネットワーク中のカチオンの挙動を指すために用いられ、Journal of Non-Crystalline Solidsで公表されたDuffyおよびIngramの１９７６年の論文である「An Interpretation of Glass Chemistry in terms of the Optical Basicity Concept」（その全体を参照により本明細書に援用するものとする）に示されているように算出することができる。図５に示されるように、ガラス組成物の光学的塩基度が減少するにつれ、青色波長（例えば４５０ｎｍ）での吸収が減少し、赤色波長（例えば６３０ｎｍ）での吸収が増大する。このため、光学的塩基度が減少すると、青色波長でのガラス基板の透過率を増大させることができ、ガラス基板のカラーシフトを低減することができる。様々な実施形態によると、バッチ材料は、その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、約０．６未満、例えば約０．５４未満、約０．５３未満、約０．５２未満、約０．５１未満または約０．５未満の光学的塩基度を有するガラス組成物が得られるように選択することができる。

【0027】

溶融ガラス中のＣｒ^６＋含有量の低減は、溶融時にＣｒ^６＋状態のクロムをＣｒ^４＋、Ｃｒ^３＋またはＣｒ^２＋等のより低い酸化状態へと還元する１つ以上の添加剤でバッチ組成物を改良することによっても達成することができる。例示的な添加剤としては、有機還元剤または還元型の或る特定の半金属、例えばケイ素、ホウ素、アルミニウム、ヒ素、アンチモンもしくはゲルマニウムを挙げることができるが、これらに限定されない。有機還元剤は、燃焼により炭素を生成する任意の化合物を含み得る。非限定的な例として、有機還元剤は脂肪酸およびその塩を含み得る。脂肪酸は、カルボン酸に結合した脂肪族鎖を含み、ここで、脂肪族鎖は飽和または不飽和、線形または分岐であり得る。或る特定の実施形態では、脂肪酸はＣ_２～Ｃ_３０脂肪酸、例えばオレイン酸、リノール酸、パルミチン酸、ステアリン酸およびそれらの組合せを含み得る。脂肪酸の塩、例えば脂肪酸のアルカリまたはアルカリ土類金属塩、例えばナトリウム、カリウム、リチウム、マグネシウムまたはカルシウム塩を使用することもできる。或る特定の実施形態では、少なくとも１つの有機還元剤を、バッチ材料の総質量に対して少なくとも約０．１質量％、例えば、その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、約０．１質量％～約０．２５質量％、約０．２５質量％～約０．４質量％または約０．５質量％～約１質量％の範囲の量でバッチ材料に添加することができる。

【0028】

バッチ材料Ｇを溶融槽内で溶融し、溶融ガラスＭを得ることができる。様々な実施形態によると、溶融条件および／または溶融槽内の雰囲気を制御して、バッチ材料中に存在する任意のクロムのより低い酸化状態への還元を促進することができる。そのため、様々な実施形態では、溶融ガラスＭは約２０ｐｐｍ未満、例えば、その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、約０．５ｐｐｍ～約１５ｐｐｍ、約１ｐｐｍ～約１４ｐｐｍ、約２ｐｐｍ～約１２ｐｐｍ、約３ｐｐｍ～約１０ｐｐｍ、約４ｐｐｍ～約９ｐｐｍ、約５ｐｐｍ～約８ｐｐｍまたは約６ｐｐｍ～約７ｐｐｍの範囲のＣｒ^６＋を含み得る。付加的な実施形態によると、バッチ材料Ｇの第１のＣｒ^６＋／Ｃｒ^３＋比は、溶融ガラスＭの第２のＣｒ^６＋／Ｃｒ^３＋比よりも大きい可能性がある。例えば、溶融ガラスＭ（および得られるガラス物品）の第２のＣｒ^６＋／Ｃｒ^３＋比は１未満、例えば、その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、約０．０５～約０．９、約０．１～約０．８、約０．２～約０．７、約０．３～約０．６または約０．４～約０．５の範囲であり得る。

【0029】

様々な実施形態によると、溶融槽内の雰囲気を制御して、理想的またはほぼ理想的なガス対酸素の化学量論比を維持することができる。溶融時に利用可能な過剰酸素が殆どまたは全くなければ、Ｃｒ^６＋等のより高い酸化状態へのクロムの酸化を、電気ブーストに比例したガスの量（例えばＧ／Ｅ比）をモニタリングすることで低減または回避することができる。例えば、０．２０～０．３２または０．２３～０．２９のＧ／Ｅ比が、本明細書に記載される実施形態について十分であった。このため、１つ以上のガスバーナーを溶融プロセスに用い、燃焼時の酸素の消費を、適切なＧ／Ｅ比を用いて理想的またはほぼ理想的な条件に調整することによって、過剰酸素含有量を制御することができる。

【0030】

更なる実施形態では、Ｃｒ^６＋等のより高い酸化状態へのクロムの酸化を、例えばプリメルト浴（ＰＭＢ）温度を厳密に制御することによって阻害するために溶融条件を制御することができる。本明細書で使用される場合、「プリメルト浴」および「ＰＭＢ」温度という用語は、バッチ材料を溶融する温度を指す。理論に束縛されることを望むものではないが、より高いＰＭＢ温度は、溶融ガラス中のＣｒ^６＋含有量の低減のために青色波長でのより高い光学透過率をもたらし得ると考えられる。様々な実施形態によると、ＰＭＢ温度は、その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、約１５００℃～約１８００℃、例えば約１５５０℃～約１８００℃、約１６００℃～約１８００℃、約１６５０℃～約１８００℃、約１７００℃～約１８００℃または約１７５０℃～約１８００℃の範囲であり得る。

【0031】

さらに、ＰＭＢ温度の変動は、溶融ガラスのＣｒ^６＋含有量に影響を及ぼす可能性があり、ＰＭＢ温度の２０℃の変化は、透過率のおよそ１％の変化をもたらす。そのため、本明細書に開示される方法は、ＰＭＢターゲット温度を±１０℃の温度変動で維持するステップをさらに含み得る。溶融槽内の温度変動は、例えば固定電源を用い、プリメルトターゲット温度を維持するように電圧および電流を変化させるか、固定電流を用い、プリメルトターゲット温度を維持するように電力および電圧を変化させるか、またはプリメルトターゲット温度を維持するようにガラスのバルク抵抗率をモニタリングし、制御することによって制御することができる。上記の方法の組合せを用いて、所望の溶融条件および／または溶融ガラス中の所望のＣｒ^６＋を達成することもできる。

【0032】

ガラス物品
本明細書に開示される方法は、有利な光学特性を有するガラス板等のガラス物品の製造に用いられ得る。本明細書に開示されるガラス物品は、様々な電子、ディスプレイおよび照明用途、ならびに建築、自動車およびエネルギー用途に使用することができる。幾つかの実施形態では、ガラス板を、例えばＬＣＤ内のＬＧＰとしてディスプレイデバイスに組み込むことができる。

【0033】

約５０モル％～約９０モル％のＳｉＯ_２と、０モル％～約２０モル％のＡｌ_２Ｏ_３と、０モル％～約２０モル％のＢ_２Ｏ_３と、０モル％～約２５モル％のＲ_ｘＯと、０ｐｐｍ～約２０ｐｐｍのＣｒＯ_３とを含み、ここで、ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂおよびＣｓの１つ以上から選択され、かつｘは２であるか、またはＲはＺｎ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａの１つ以上から選択され、かつｘは１である、ガラス物品が本明細書に開示される。

【0034】

本開示の実施形態を、例示的なガラス物品を参照して下記で論考する。以下の全般的な説明は、特許請求されるガラス物品およびそれらの組成の概要のみを提示することを意図する。様々な態様を非限定的な実施形態を参照してより具体的に論考するが、これらの実施形態は、本開示との関連において互いに代替可能である。

【0035】

本明細書に開示される方法に従って処理することができるガラス組成物は、アルカリ含有ガラスおよび無アルカリガラスの両方を含み得る。かかるガラス組成物の非限定的な例としては、例えばソーダ石灰ケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、アルカリアルミノケイ酸塩、アルカリ土類アルミノケイ酸塩、ホウケイ酸塩、アルカリホウケイ酸塩、アルカリ土類ホウケイ酸塩、アルミノホウケイ酸塩、アルカリアルミノホウケイ酸塩およびアルカリ土類アルミノホウケイ酸塩ガラスを挙げることができる。様々な実施形態によると、本明細書に開示される方法は、高性能ディスプレイガラス基板等のガラス板の作製に用いることができる。例示的な市販のガラスとしては、Corning IncorporatedのＥＡＧＬＥ ＸＧ（登録商標）、Ｌｏｔｕｓ（商標）、Ｗｉｌｌｏｗ（登録商標）、Ｉｒｉｓ（商標）およびＧｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラスが挙げられるが、これらに限定されない。

【0036】

ガラス物品は、幾つかの実施形態では、化学強化ガラス、例えばイオン交換ガラスを含み得る。イオン交換プロセスにおいて、ガラス板の表面のまたは表面近くのガラス板内のイオンが、例えば塩浴からのより大きな金属イオンと交換され得る。より大きなイオンがガラスに組み込まれることで、表面近くの領域に圧縮応力が生じることによって板を強化することができる。対応する引張応力が、圧縮応力との均衡を保つようにガラス板の中心領域内で誘導され得る。

【0037】

イオン交換は、例えば所定の時間にわたって溶融塩浴内にガラスを浸漬することによって行うことができる。例示的な塩浴としては、ＫＮＯ_３、ＬｉＮＯ_３、ＮａＮＯ_３、ＲｂＮＯ_３およびそれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。溶融塩浴の温度および処理時間は様々であり得る。所望の用途に応じて時間および温度を決定することは当業者の能力の範囲内である。非限定的な例として、溶融塩浴の温度は約４００℃～約８００℃、例えば約４００℃～約５００℃の範囲であり、所定の時間は約４～約２４時間、例えば約４時間～約１０時間の範囲であり得るが、他の温度および時間の組合せも想定される。非限定的な例として、ガラスを、例えば約４５０℃のＫＮＯ_３浴内に約６時間浸し、表面圧縮応力を与えるＫ富化層を得ることができる。

【0038】

様々な実施形態によると、ガラス組成物はＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３およびＢ_２Ｏ_３等のガラス形成剤から選択される酸化物成分を含み得る。例示的なガラス組成物は、有利な溶融および形成属性を得るために融剤も含み得る。かかる融剤としては、アルカリ金属酸化物（Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｒｂ_２ＯおよびＣｓ_２Ｏ）およびアルカリ土類金属酸化物（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＺｎＯおよびＢａＯ）を挙げることができる。一実施形態では、ガラス組成物は、６０～８０モル％のＳｉＯ_２と、０～２０モル％のＡｌ_２Ｏ_３と、０～１５モル％のＢ_２Ｏ_３と、５～２０％のアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物またはそれらの組合せとを含み得る。他の実施形態では、ガラス板のガラス組成物は、Ｂ_２Ｏ_３を含まなくてもよく、６３～８１モル％のＳｉＯ_２と、０～５モル％のＡｌ_２Ｏ_３と、０～６モル％のＭｇＯと、７～１４モル％のＣａＯと、０～２モル％のＬｉ_２Ｏと、９～１５モル％のＮａ_２Ｏと、０～１．５モル％のＫ_２Ｏと、微量のＦｅ_２Ｏ_３、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＴｉＯ_２、ＳＯ_３および／またはＳｅＯ_３とを含み得る。

【0039】

本明細書に記載される幾つかのガラス組成物では、ＳｉＯ_２が基本的なガラス形成剤として機能し得る。或る特定の実施形態では、ＳｉＯ_２の濃度は、ガラスにディスプレイガラスまたは導光板ガラスに適した密度および化学的耐久性、ならびにガラスをダウンドロープロセス（例えばフュージョンプロセス）によって形成することを可能にする液相温度（液相粘度）を与えるために、６０モルパーセント超であってもよい。上限に関しては、概して、ＳｉＯ_２濃度は、従来の大量溶融法、例えば耐火溶融槽内でのジュール溶融を用いてバッチ材料を溶融することを可能にするために、約８０モルパーセント以下であり得る。ＳｉＯ_２の濃度が増大すると、２００ポアズ（２０Ｐａ・ｓ）温度（溶融温度）が概して上昇する。様々な用途において、ガラス組成物が１７５０℃以下の溶融温度を有するようにＳｉＯ_２濃度を調整することができる。様々な実施形態では、ＳｉＯ_２の濃度は、その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、約６０モル％～約８１モル％、約６６モル％～約７８モル％、約７２モル％～約８０モル％または約６５モル％～約７９モル％の範囲であり得る。付加的な実施形態では、ＳｉＯ_２の濃度は、約７０モル％～約７４モル％または約７４モル％～約７８モル％の範囲であり得る。幾つかの実施形態では、ＳｉＯ_２の濃度は、約７２モル％～７３モル％であり得る。他の実施形態では、ＳｉＯ_２の濃度は、約７６モル％～７７モル％であり得る。

【0040】

Ａｌ_２Ｏ_３が、別のガラス形成剤として本明細書に開示されるガラス組成物に含まれていてもよい。より高濃度のＡｌ_２Ｏ_３は、ガラスのアニーリング点および弾性率を改善することができる。様々な実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３の濃度は、その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、０モル％～約２０モル％、約４モル％～約１１モル％、約６モル％～約８モル％または約３モル％～約７モル％の範囲であり得る。付加的な実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３の濃度は、約４モル％～約１０モル％または約５モル％～約８モル％の範囲であり得る。幾つかの実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３の濃度は、約７モル％～８モル％であり得る。他の実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３の濃度は、約５モル％～６モル％または０モル％～約５モル％または０モル％～約２モル％であり得る。

【0041】

Ｂ_２Ｏ_３は、溶融を補助し、溶融温度を低下させる、ガラス形成剤および融剤の両方としてガラス組成物に含まれていてもよい。Ｂ_２Ｏ_３は、液相温度および粘度の両方に影響を及ぼす可能性があり、例えばＢ_２Ｏ_３の濃度が増大すると、ガラスの液相粘度が増大し得る。様々な実施形態では、本明細書に開示されるガラス組成物は、０．１モル％以上のＢ_２Ｏ_３濃度を有し得るが、一部の組成物は、無視し得る量のＢ_２Ｏ_３を有する場合もある。ＳｉＯ_２に関して上で論考したように、ガラスの耐久性がディスプレイ用途に非常に望ましい。耐久性は、アルカリ土類金属酸化物の濃度を上げることで幾らか制御することができ、Ｂ_２Ｏ_３含有量を上げると顕著に低下する可能性がある。Ｂ_２Ｏ_３を増加させるとガラスのアニーリング点も低下するため、Ｂ_２Ｏ_３含有量を低く抑えることが有用であり得る。このため、様々な実施形態では、Ｂ_２Ｏ_３の濃度は、その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、０モル％～約１５モル％、０モル％～約１２モル％、０モル％～約１１モル％、約３モル％～約７モル％または０モル％～約２モル％の範囲であり得る。幾つかの実施形態では、Ｂ_２Ｏ_３の濃度は、約７モル％～約８モル％であり得る。他の実施形態では、Ｂ_２Ｏ_３の濃度は無視し得るか、または０モル％～約１モル％であり得る。

【0042】

ガラス形成剤（ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３およびＢ_２Ｏ_３）に加えて、本明細書に記載されるガラス組成物は、アルカリ土類金属酸化物も含み得る。非限定的な実施形態では、少なくとも３種のアルカリ土類金属酸化物、例えばＭｇＯ、ＣａＯおよびＢａＯ、ならびに任意にＳｒＯがガラス組成物の一部である。アルカリ土類金属酸化物は、ガラスの溶融、清澄、形成および最終用途に関する様々な特性をガラスに与えることができる。一実施形態では、（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３比は、０～２の範囲であり得る。この比率が増大すると、粘度が液相温度よりも強く増大する傾向があるため、Ｔ_３５ｋ－Ｔ_ｌｉｑの適切に高い値を得ることがますます困難となる。このため、別の実施形態では、（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３は約２以下であり得る。幾つかの実施形態では、（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３比は、その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、０～約１．０、約０．２～約０．６または約０．４～約０．６の範囲である。更なる実施形態では、（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３比は、約０．５５未満または約０．４未満である。

【0043】

或る特定の実施形態によると、アルカリ土類金属酸化物は、粘弾性特性、液相温度および液相関係に対するそれらの影響がガラス形成酸化物ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３およびＢ_２Ｏ_３よりも互いに定性的に類似しているため、単一組成成分として効果的に扱うことができる。しかしながら、アルカリ土類金属酸化物ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯは、長石鉱物、特に灰長石（ＣａＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８）およびセルシアン（ＢａＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８）、ならびにストロンチウムを含むその固溶体を形成することができるが、ＭｇＯは、これらの結晶には殆ど関与しない。したがって、長石結晶が既に液相である場合、ＭｇＯの追加は、結晶に対して液体を安定化することで、液相温度を低下させる働きをする可能性がある。同時に、粘度曲線は通例、より急勾配となり、低温粘度に殆どまたは全く影響を及ぼすことなく溶融温度が低下する。

【0044】

少量のＭｇＯの添加は、溶融温度を低下させることでガラス溶融に有益である可能性があり、高いアニーリング点を維持しながら液相温度を低下させ、液相粘度を増大させることでガラス形成に有益である可能性がある。様々な実施形態では、ガラス組成物は、その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、０モル％～約１０モル％、０モル％～約６モル％、約１モル％～約８モル％、０モル％～約８．７２モル％、約１モル％～約７モル％、０モル％～約５モル％、約１モル％～約３モル％、約２モル％～約１０モル％または約４モル％～約８モル％の範囲のＭｇＯ濃度を有し得る。

【0045】

理論に束縛されることを望むものではないが、ガラス組成物中に存在するＣａＯは、低い液相温度（高い液相粘度）、高いアニーリング点および弾性率、ならびにディスプレイおよびＬＧＰ用途に有利な範囲のＣＴＥをもたらし得ると考えられる。ＣａＯは、化学的耐久性にも有利に寄与する可能性があり、他のアルカリ土類金属酸化物と比較して、バッチ材料として比較的安価である。しかしながら、高濃度では、ＣａＯは密度およびＣＴＥを増大させる可能性がある。さらに、十分に低いＳｉＯ_２濃度では、ＣａＯは灰長石を安定化し、液相粘度を低下させる可能性がある。したがって、１つ以上の実施形態では、ＣａＯ濃度は、０モル％～約６モル％の範囲であり得る。様々な実施形態では、ガラス組成物のＣａＯ濃度は、その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、０モル％～約４．２４モル％、０モル％～約２モル％、０モル％～約１モル％、０モル％～約０．５モル％または０モル％～約０．１モル％の範囲であり得る。他の実施形態では、ＣａＯ濃度は、約７モル％～約１４モル％または約９モル％～約１２モル％の範囲であり得る。

【0046】

ＳｒＯおよびＢａＯはどちらも低い液相温度（高い液相粘度）に寄与し得る。これらの酸化物の濃度は、ＣＴＥおよび密度の増大ならびに弾性率およびアニーリング点の低下が回避されるように選択することができる。ＳｒＯおよびＢａＯの相対的割合は、物理的特性および液相粘度の好適な組合せが得られ、ガラスがダウンドロープロセスによって形成され得るようにバランスを取ることができる。様々な実施形態では、ガラス組成物は、その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、０モル％～約８モル％、０モル％～約４．３モル％、０モル％～約５モル％、約１モル％～約３モル％または約２．５モル％未満の範囲のＳｒＯ濃度を有し得る。１つ以上の実施形態では、ＢａＯ濃度は、その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、０モル％～約５モル％、０モル％～約４．３モル％、０モル％～約２モル％、０モル％～約１モル％または０モル％～約０．５モル％の範囲であり得る。

【0047】

上記の成分に加えて、本明細書に記載されるガラス組成物は、ガラスの様々な物理的、溶融、清澄および形成属性を調整するために様々な他の酸化物を含み得る。かかる他の酸化物の例としては、ＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２、ＭｎＯ、Ｖ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３およびＣｅＯ_２、ならびに他の希土類酸化物およびリン酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。一実施形態では、これらの酸化物のそれぞれの量は、２モル％以下であり、それらの合わせた総濃度は、５モル％以下であり得る。幾つかの実施形態では、ガラス組成物は、その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、０モル％～約３．５モル％、０モル％～約３．０１モル％または０モル％～約２モル％の範囲の濃度のＺｎＯを含む。他の実施形態では、ガラス組成物は、約０．１モル％～約１．０モル％のＴｉＯ_２と、約０．１モル％～約１．０モル％のＶ_２Ｏ_３と、約０．１モル％～約１．０モル％のＮｂ_２Ｏ_５と、約０．１モル％～約１．０モル％のＭｎＯと、約０．１モル％～約１．０モル％のＺｒＯ_２と、約０．１モル％～約１．０モル％のＳｎＯ_２と、約０．１モル％～約１．０モル％のＣｅＯ_２と、その間の全ての範囲および部分範囲の上に挙げた金属酸化物のいずれかとを含む。本明細書に記載されるガラス組成物は、バッチ材料と関連し、かつ／またはガラスの作製に使用される溶融、清澄および／もしくは形成装置によってガラスに導入される様々な汚染物質を含む可能性もある。ガラスは、酸化スズ電極を用いたジュール溶融の結果として、かつ／またはスズ含有材料、例えばＳｎＯ_２、ＳｎＯ、ＳｎＣＯ_３、ＳｎＣ_２Ｏ_２および他の同様の材料のバッチ処理のためにＳｎＯ_２を含有する可能性もある。

【0048】

本明細書に記載されるガラス組成物は、幾らかのアルカリ構成成分を含有していてもよく、例えば、ガラスは無アルカリガラスでなくてもよい。本明細書で使用される場合、「無アルカリガラス」は、０．１モル％以下の総アルカリ濃度を有するガラスであり、ここで、総アルカリ濃度は、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２ＯおよびＬｉ_２Ｏ濃度の総和である。幾つかの実施形態では、ガラスは、その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、０モル％～約８モル％、１モル％～約５モル％、約２モル％～約３モル％、０モル％～約１モル％、約３．０１モル％未満または約２モル％未満の範囲のＬｉ_２Ｏ濃度を有する。他の実施形態では、ガラスは、その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、約３．５モル％～約１３．５モル％、約３．５２モル％～約１３．２５モル％、約４モル％～約１２モル％、約６モル％～約１５モル％、約６モル％～約１２モル％または約９モル％～約１５モル％の範囲のＮａ_２Ｏ濃度を有する。幾つかの実施形態では、ガラスは、その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、０モル％～約５モル％、０モル％～約４．８３モル％、０モル％～約２モル％、０モル％～約１．５モル％、０モル％～約１モル％または約４．８３モル％未満の範囲のＫ_２Ｏ濃度を有する。

【0049】

幾つかの実施形態では、本明細書に記載されるガラス組成物は、少なくとも１つの清澄剤を含み、以下の組成特性の１つ以上を有し得る：（ｉ）その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、約１モル％以下、約０．０５モル％以下または約０．００５モル％以下のＡｓ_２Ｏ_３濃度、（ｉｉ）その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、約１モル％以下、約０．０５モル％以下または約０．００５モル％以下のＳｂ_２Ｏ_３濃度、（ｉｉｉ）その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、約３モル％以下、約２モル％以下、約０．２５モル％以下、約０．１１モル％以下または約０．０７モル％以下のＳｎＯ_２濃度。

【0050】

スズ清澄は単独で、または必要に応じて他の清澄法と組み合わせて用いることができる。例えば、スズ清澄をハロゲン化物清澄、例えば臭素清澄と組み合わせることができる。他の考え得る組合せとしては、硫酸塩、硫化物、酸化セリウム、機械的バブリングおよび／または真空清澄と合わせたスズ清澄が挙げられるが、これらに限定されない。これらの他の清澄法が単独で用いられ得ることが企図される。或る特定の実施形態では、（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３比および個々のアルカリ土類濃度を上で論考される範囲内に維持することで清澄プロセスの実施がより容易となり、より効果的となる。

【0051】

様々な実施形態では、ガラスはＲ_ｘＯを含み得るが、ここで、ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓであり、かつｘは２であるか、またはＲはＺｎ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒまたはＢａであり、かつｘは１である。幾つかの実施形態では、Ｒ_ｘＯ－Ａｌ_２Ｏ_３＞０である。他の実施形態では、０＜Ｒ_ｘＯ－Ａｌ_２Ｏ_３＜１５である。幾つかの実施形態では、Ｒ_ｘＯ／Ａｌ_２Ｏ_３は０～１０、０～５、１超、または１．５～３．７５、または１～６、または１．１～５．７、およびその間の全ての部分範囲である。他の実施形態では、０＜Ｒ_ｘＯ－Ａｌ_２Ｏ_３＜１５である。更なる実施形態では、ｘ＝２であり、Ｒ_２Ｏ－Ａｌ_２Ｏ_３は＜１５、＜５、＜０、－８～０または－８～－１およびその間の全ての部分範囲である。付加的な実施形態では、Ｒ_２Ｏ－Ａｌ_２Ｏ_３＜０である。さらに付加的な実施形態では、ｘ＝２であり、Ｒ_２Ｏ－Ａｌ_２Ｏ_３－ＭｇＯは＞－１０、＞－５、０～－５、０～－２、＞－２、－５～５、－４．５～４およびその間の全ての部分範囲である。更なる実施形態では、ｘ＝２であり、Ｒ_ｘＯ／Ａｌ_２Ｏ_３は０～４、０～３．２５、０．５～３．２５、０．９５～３．２５およびその間の全ての部分範囲である。これらの比率は、ガラス物品の製造性に影響を及ぼすだけでなく、その透過性能も決定し得る。例えば、Ｒ_ｘＯ－Ａｌ_２Ｏ_３がほぼゼロ以上のガラスは、より良好な溶融品質を有する傾向があるが、Ｒ_ｘＯ－Ａｌ_２Ｏ_３の値が過度に大きくなると、透過曲線が悪影響を受ける。同様に、Ｒ_ｘＯ－Ａｌ_２Ｏ_３（例えばＲ_２Ｏ－Ａｌ_２Ｏ_３）が上記の所与の範囲内である場合、ガラスは、ガラスの溶融性を維持し、液相温度を抑制しながら、可視スペクトルで高い透過率を有する可能性がある。同様に、上記のＲ_２Ｏ－Ａｌ_２Ｏ_３－ＭｇＯの値もガラスの液相温度の抑制に役立ち得る。

【0052】

１つ以上の実施形態では、上述のように、例示的なガラスは、ガラスマトリックス中にある場合に可視吸収を生じる低濃度の元素を有し得る。かかる吸収体としては、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉおよびＣｕ等の遷移元素、ならびにＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、ＥｒおよびＴｍ等の部分的に満たされたｆ軌道を有する希土類元素が挙げられる。これらの中でも、Ｆｅ、ＣｒおよびＮｉがガラス溶融に使用される従来の原料において最も豊富である。鉄は、ＳｉＯ_２の供給源である砂中の一般的な汚染物質であり、アルミニウム、マグネシウムおよびカルシウムの原料供給源中の典型的な汚染物質でもある。クロムおよびニッケルは通例、通常のガラス原料中に低濃度で存在するが、砂の様々な鉱石中にも存在する場合があり、低濃度に制御することができる。さらに、クロムおよびニッケルは、例えば原料またはカレットをジョークラッシャーで粉砕する場合のステンレス鋼との接触、鋼で内張りされたミキサーもしくはスクリューフィーダーの浸食、または溶融ユニット自体の構造用鋼との意図せぬ接触によって導入される可能性がある。鉄（Ｆｅ^３＋、Ｆｅ^２＋）の総濃度は、幾つかの実施形態では、約５０ｐｐｍ未満、例えば約４０ｐｐｍ未満、約２５ｐｐｍ未満または約１５ｐｐｍ未満であり得る。ＮｉおよびＣｒの濃度は、それぞれ約５ｐｐｍ未満、例えば約２ｐｐｍ未満であり得る。更なる実施形態では、上に挙げた他の全ての吸収体の濃度は、それぞれ約１ｐｐｍ未満であり得る。様々な実施形態では、ガラスは、１ｐｐｍ以下のＣｏ、ＮｉおよびＣｒ、または代替的には、１ｐｐｍ未満のＣｏ、ＮｉおよびＣｒを含む。様々な実施形態では、遷移元素（Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉおよびＣｕ）は、０．１質量％以下の濃度でガラス中に存在し得る。幾つかの実施形態では、Ｆｅ（Ｆｅ^３＋、Ｆｅ^２＋）の総濃度は＜約５０ｐｐｍ、＜約４０ｐｐｍ、＜約３０ｐｐｍ、＜約２０ｐｐｍまたは＜約１０ｐｐｍであり得る。他の実施形態では、Ｆｅ＋３０Ｃｒ＋３５Ｎｉは＜約６０ｐｐｍ、＜約５０ｐｐｍ、＜約４０ｐｐｍ、＜約３０ｐｐｍ、＜約２０ｐｐｍまたは＜約１０ｐｐｍである。

【0053】

他の実施形態では、３００ｎｍ～６５０ｎｍの吸収を引き起こさず、＜約３００ｎｍの吸収帯を有する或る特定の遷移金属酸化物の添加は、形成プロセスによるネットワーク欠陥を防ぎ、インク硬化時のＵＶ曝露後の色中心（例えば、３００ｎｍ～６５０ｎｍの光の吸収）を防ぐことができる。これは、光によりガラスネットワークの基本的な結合が分解されるのではなく、ガラスネットワーク中の遷移金属酸化物による結合が光を吸収するためである。このため、例示的な実施形態は、ＵＶ色中心の形成を最小限に抑えるために、以下の遷移金属酸化物のいずれか１つまたは組合せを含み得る：上に挙げた遷移金属酸化物のいずれかについて、その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、約０．１モル％～約３．０モル％の酸化亜鉛、約０．１モル％～約１．０モル％の酸化チタン、約０．１モル％～約１．０モル％の酸化バナジウム、約０．１モル％～約１．０モル％の酸化ニオブ、約０．１モル％～約１．０モル％の酸化マンガン、約０．１モル％～約１．０モル％の酸化ジルコニウム、約０．１モル％～約１．０モル％の酸化ヒ素、約０．１モル％～約１．０モル％の酸化スズ、約０．１モル％～約１．０モル％の酸化モリブデン、約０．１モル％～約１．０モル％の酸化アンチモン、約０．１モル％～約１．０モル％の酸化セリウム。幾つかの実施形態では、例示的なガラスは、０．１モル％～約３．０モル％未満または以下の酸化亜鉛、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化マンガン、酸化ジルコニウム、酸化ヒ素、酸化スズ、酸化モリブデン、酸化アンチモンおよび酸化セリウムの任意の組合せを含有し得る。

【0054】

例示的なガラスに意図的に組み込まれる元素に加えて、周期表のほぼ全ての安定した元素が、原料における低レベルの汚染、製造プロセスにおける耐火物および貴金属の高温浸食、または最終ガラスの属性を微調整するための低レベルでの意図的な導入のいずれかによってガラス中に或る程度存在し得る。例えば、ジルコニウムが、ジルコニウムに富んだ耐火物との相互作用によって汚染物質として導入される可能性がある。更なる例として、白金およびロジウムが貴金属との相互作用によって導入される可能性がある。更なる例として、鉄が原料中の混入物として導入されるか、または気体包有物の制御を強化するために意図的に添加される可能性がある。更なる例として、マンガンが色を制御するか、または気体包有物の制御を強化するために導入される可能性がある。

【0055】

水素は、ヒドロキシルアニオンＯＨ－の形態で存在する可能性があり、その存在を標準的な赤外分光法によって確認することができる。溶存ヒドロキシルイオンは、例示的なガラスのアニーリング点に顕著にかつ非線形的に影響を及ぼすため、所望のアニーリング点を得るためには、主要な酸化物成分の濃度を調整して補償することが有益であり得る。ヒドロキシルイオン濃度は、原料の選択または溶融システムの選択によって或る程度制御することができる。例えば、ホウ酸は、ヒドロキシルの主要な供給源であり、ホウ酸を酸化ホウ素に置き換えることは、最終ガラス中のヒドロキシル濃度を制御するのに有用な手段であり得る。同じ推論を、ヒドロキシルイオン、水和物、または物理吸着もしくは化学吸着水分子を含む化合物を含む他の潜在的な原料に当てはめることができる。ガスバーナーを溶融プロセスに使用する場合、ヒドロキシルイオンが、天然ガスおよび関連炭化水素の燃焼による燃焼生成物によって導入される可能性もあるため、溶融に使用されるエネルギーをガスバーナーから電極に移行させて補償することが望ましい場合がある。代替的には、主要な酸化物成分を調整する反復プロセスを代わりに用いて、溶存ヒドロキシルイオンの有害な影響を補償してもよい。

【0056】

硫黄は、天然ガス中に存在することが多く、同様に多くの炭酸塩、硝酸塩、ハロゲン化物および酸化物原料における混入成分である。ＳＯ_２の形態では、硫黄が気体包有物の厄介な供給源となる可能性がある。ＳＯ_２に富んだ欠陥を形成する傾向は、原料中の硫黄レベルを制御し、低レベルの比較的還元された多価カチオンをガラスマトリックスに組み込むことによって、かなりの程度まで管理することができる。理論に束縛されることを望むものではないが、ＳＯ_２に富んだ気体包有物は、主にガラス中に溶存する硫酸塩（ＳＯ_４ ^２－）の還元によって生じるようである。例示的なガラスのバリウム濃度の上昇は、溶融の初期段階でのガラスにおける硫黄残留を増大させるようであるが、上述のように、バリウムは低い液相温度、ひいては高いＴ_３５ｋ－Ｔ_ｌｉｑおよび高い液相粘度を得るために望ましい。原料中の硫黄レベルを意図的に低レベルに制御することは、ガラス中の（おそらくは硫酸塩としての）溶存硫黄を減少させる有用な手段である。特に、硫黄は、約２００ｐｐｍ未満、例えば約１００ｐｐｍ未満の濃度でバッチ材料中に存在し得る。

【0057】

還元多価イオン（multivalents）を用いて、例示的なガラスがＳＯ_２ブリスターを形成する傾向を制御することもできる。理論に束縛されることを望むものではないが、これらの元素は、硫酸塩還元の起電力を抑制する潜在的な電子供与体として挙動し得る。硫酸塩還元は、ＳＯ_４ ^２－→ＳＯ_２＋Ｏ_２＋２ｅ－等の半反応を用いて表すことができ、ここで、ｅ－は電子を表す。半反応の「平衡定数」は、Ｋ_ｅｑ＝［ＳＯ_２］［Ｏ_２］［ｅ－］２／［ＳＯ_４ ^２－］であり、ここで、角括弧は化学活性を表す。幾つかの実施形態では、ＳＯ_２、Ｏ_２および２ｅ－から硫酸塩を生じるように反応を推進することが有利であり得る。硝酸塩、過酸化物または他の酸素に富んだ原料の添加は、有用な場合もあるが、溶融の初期段階での硫酸塩還元に逆に作用する場合もあり、そもそも、これらを添加することの利点を相殺する可能性がある。ＳＯ_２は、殆どのガラスにおいて非常に低い溶解性を有するため、ガラス溶融プロセスへの添加は実用的ではない。或る特定の実施形態では、還元多価イオンによって電子を「付加」することができる。例えば、第一鉄（Ｆｅ２＋）の適切な電子供与半反応は、２Ｆｅ^２＋→２Ｆｅ^３＋＋２ｅ－と表すことができる。

【0058】

この電子の「活性」は、硫酸塩還元反応を左に進め、ガラス中のＳＯ_４ ^２－を安定化することができる。好適な還元多価イオンとしては、Ｆｅ^２＋、Ｍｎ^２＋、Ｓｎ^２＋、Ｓｂ^３＋、Ａｓ^３＋、Ｖ^３＋、Ｔｉ^３＋および当業者によく知られている他のものが挙げられるが、これらに限定されない。いずれの場合にも、ガラスの色に対する有害な影響を回避するため、またはＡｓおよびＳｂの場合に、エンドユーザーのプロセスにおいて廃棄物管理が複雑となるほど高いレベルでかかる成分を添加することを回避するために、かかる成分の濃度を最小限に抑えることが望ましい場合がある。

【0059】

例示的なガラスの主要な酸化物成分および上述の微量構成成分に加えて、ハロゲン化物が、原料の選択によって導入される汚染物質、またはガラス中の気体包有物を排除するために使用される意図的な成分として様々なレベルで存在し得る。清澄剤として、ハロゲン化物を約０．４モル％以下の濃度で組み込むことができるが、概して、オフガス処理装置の腐食を回避するために可能であればより少ない量を使用することが望ましい。幾つかの実施形態では、個々のハロゲン化物元素の濃度は、個々のハロゲン化物のそれぞれについて約２００ｐｐｍ未満、または全てのハロゲン化物元素の総和について約８００ｐｐｍ未満である。

【0060】

主要な酸化物成分、微量の酸化物成分、多価イオンおよびハロゲン化物清澄剤に加えて、所望の物理的、ソラリゼーション、光学または粘弾性特性を達成するために低濃度の他の無色酸化物成分を組み込むことが有用であり得る。かかる酸化物としては、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５、ＭｏＯ_３、ＷＯ_３、ＺｎＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｇａ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＧｅＯ_２、ＰｂＯ、ＳｅＯ_３、ＴｅＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３および当業者に知られている他のものが挙げられるが、これらに限定されない。例示的なガラスの主要な酸化物成分の相対的割合を調整することによって、かかる無色酸化物を、アニーリング点、Ｔ_３５ｋ－Ｔ_ｌｉｑまたは液相粘度に許容し得ない影響を与えることなく、最大約２モル％～３モル％のレベルまで添加することができる。例えば、幾つかの実施形態は、ＵＶ色中心の形成を最小限に抑えるために、以下の遷移金属酸化物のいずれか１つまたは組合せを含み得る：上に挙げた遷移金属酸化物のいずれかについて、その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、約０．１モル％～約３．０モル％の酸化亜鉛、約０．１モル％～約１．０モル％の酸化チタン、約０．１モル％～約１．０モル％の酸化バナジウム、約０．１モル％～約１．０モル％の酸化ニオブ、約０．１モル％～約１．０モル％の酸化マンガン、約０．１モル％～約１．０モル％の酸化ジルコニウム、約０．１モル％～約１．０モル％の酸化ヒ素、約０．１モル％～約１．０モル％の酸化スズ、約０．１モル％～約１．０モル％の酸化モリブデン、約０．１モル％～約１．０モル％の酸化アンチモン、約０．１モル％～約１．０モル％の酸化セリウム。幾つかの実施形態では、例示的なガラスは、０．１モル％～約３．０モル％未満または以下の酸化亜鉛、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化マンガン、酸化ジルコニウム、酸化ヒ素、酸化スズ、酸化モリブデン、酸化アンチモンおよび酸化セリウムのいずれかの組合せを含有し得る。

【0061】

非限定的なガラス組成物は、約５０モル％～約９０モル％のＳｉＯ_２と、０モル％～約２０モル％のＡｌ_２Ｏ_３と、０モル％～約２０モル％のＢ_２Ｏ_３と、０モル％～約２５モル％のＲ_ｘＯとを含み得るが、ここで、ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのいずれか１つ以上であり、かつｘは２であるか、またはＺｎ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒもしくはＢａであり、かつｘは１である。幾つかの実施形態では、Ｒ_ｘＯ－Ａｌ_２Ｏ_３＞０；０＜Ｒ_ｘＯ－Ａｌ_２Ｏ_３＜１５；ｘ＝２かつＲ_２Ｏ－Ａｌ_２Ｏ_３＜１５；Ｒ_２Ｏ－Ａｌ_２Ｏ_３＜２；ｘ＝２かつＲ_２Ｏ－Ａｌ_２Ｏ_３－ＭｇＯ＞－１５；０＜（Ｒ_ｘＯ－Ａｌ_２Ｏ_３）＜２５、－１１＜（Ｒ_２Ｏ－Ａｌ_２Ｏ_３）＜１１かつ－１５＜（Ｒ_２Ｏ－Ａｌ_２Ｏ_３－ＭｇＯ）＜１１；および／または－１＜（Ｒ_２Ｏ－Ａｌ_２Ｏ_３）＜２かつ－６＜（Ｒ_２Ｏ－Ａｌ_２Ｏ_３－ＭｇＯ）＜１である。幾つかの実施形態では、ガラスは、それぞれ１ｐｐｍ未満のＣｏ、ＮｉおよびＣｒを含む。幾つかの実施形態では、総Ｆｅ濃度は＜約５０ｐｐｍ、＜約２０ｐｐｍまたは＜約１０ｐｐｍである。他の実施形態では、Ｆｅ＋３０Ｃｒ＋３５Ｎｉ＜約６０ｐｐｍ、Ｆｅ＋３０Ｃｒ＋３５Ｎｉ＜約４０ｐｐｍ、Ｆｅ＋３０Ｃｒ＋３５Ｎｉ＜約２０ｐｐｍまたはＦｅ＋３０Ｃｒ＋３５Ｎｉ＜約１０ｐｐｍである。他の実施形態では、ガラスは、約６０モル％～約８０モル％のＳｉＯ_２と、約０．１モル％～約１５モル％のＡｌ_２Ｏ_３と、０モル％～約１２モル％のＢ_２Ｏ_３と、約０．１モル％～約１５モル％のＲ_２Ｏと、約０．１モル％～約１５モル％のＲＯとを含み、ここで、ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのいずれか１つ以上であり、かつｘは２であるか、またはＺｎ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒもしくはＢａであり、かつｘは１である。

【0062】

他の実施形態では、ガラス組成物は、約６５．７９モル％～約７８．１７モル％のＳｉＯ_２と、約２．９４モル％～約１２．１２モル％のＡｌ_２Ｏ_３と、０モル％～約１１．１６モル％のＢ_２Ｏ_３と、０モル％～約２．０６モル％のＬｉ_２Ｏと、約３．５２モル％～約１３．２５モル％のＮａ_２Ｏと、０モル％～約４．８３モル％のＫ_２Ｏと、０モル％～約３．０１モル％のＺｎＯと、０モル％～約８．７２モル％のＭｇＯと、０モル％～約４．２４モル％のＣａＯと、０モル％～約６．１７モル％のＳｒＯと、０モル％～約４．３モル％のＢａＯと、約０．０７モル％～約０．１１モル％のＳｎＯ_２とを含み得る。

【0063】

付加的な実施形態では、ガラス組成物は、０．９５～３．２３のＲ_ｘＯ／Ａｌ_２Ｏ_３比を有することができ、ここで、ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのいずれか１つ以上であり、かつｘは２である。更なる実施形態では、ガラス組成物は、１．１８～５．６８のＲ_ｘＯ／Ａｌ_２Ｏ_３比を有することができ、ここで、ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのいずれか１つ以上であり、かつｘは２であるか、またはＺｎ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒもしくはＢａであり、かつｘは１である。また更なる実施形態では、ガラス組成物は、－４．２５～４．０のＲ_ｘＯ－Ａｌ_２Ｏ_３－ＭｇＯを有することができ、ここで、ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのいずれか１つ以上であり、かつｘは２である。更なる実施形態では、ガラス組成物は、約６６モル％～約７８モル％のＳｉＯ_２と、約４モル％～約１１モル％のＡｌ_２Ｏ_３と、約４モル％～約１１モル％のＢ_２Ｏ_３と、０モル％～約２モル％のＬｉ_２Ｏと、約４モル％～約１２モル％のＮａ_２Ｏと、０モル％～約２モル％のＫ_２Ｏと、０モル％～約２モル％のＺｎＯと、０モル％～約５モル％のＭｇＯと、０モル％～約２モル％のＣａＯと、０モル％～約５モル％のＳｒＯと、０モル％～約２モル％のＢａＯと、０モル％～約２モル％のＳｎＯ_２とを含み得る。

【0064】

様々な実施形態では、ガラス組成物は、約７２モル％～約８０モル％のＳｉＯ_２と、約３モル％～約７モル％のＡｌ_２Ｏ_３と、０モル％～約２モル％のＢ_２Ｏ_３と、０モル％～約２モル％のＬｉ_２Ｏと、約６モル％～約１５モル％のＮａ_２Ｏと、０モル％～約２モル％のＫ_２Ｏと、０モル％～約２モル％のＺｎＯと、約２モル％～約１０モル％のＭｇＯと、０モル％～約２モル％のＣａＯと、０モル％～約２モル％のＳｒＯと、０モル％～約２モル％のＢａＯと、０モル％～約２モル％のＳｎＯ_２とを含み得る。或る特定の実施形態では、ガラス組成物は、約６０モル％～約８０モル％のＳｉＯ_２と、０モル％～約１５モル％のＡｌ_２Ｏ_３と、０モル％～約１５モル％のＢ_２Ｏ_３と、約２モル％～約５０モル％のＲ_ｘＯとを含み得るが、ここで、ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのいずれか１つ以上であり、かつｘは２であるか、またはＺｎ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒもしくはＢａであり、かつｘは１であり、Ｆｅ＋３０Ｃｒ＋３５Ｎｉ＜約６０ｐｐｍである。

【0065】

他の例示的なガラス組成物が、２０１８年４月１９日に出願され、HIGH TRANSMISSION GLASSESと題する米国特許出願公開第１５／７６９６３９号明細書、および２０１８年３月２８日に出願され、HIGH TRANSMISSION GLASSESと題する国際公開第２０１８／１８３４４４号（どちらも、その全体を参照により本明細書に援用するものとする）に論考されている。

【0066】

非限定的な例として、ガラス組成物は、約７０モル％～約８５モル％のＳｉＯ_２と、０モル％～約５モル％のＡｌ_２Ｏ_３と、０モル％～約５モル％のＢ_２Ｏ_３と、０モル％～約１０モル％のＮａ_２Ｏと、０モル％～約１２モル％のＫ_２Ｏと、０モル％～約４モル％のＺｎＯと、約３モル％～約１２モル％のＭｇＯと、０モル％～約５モル％のＣａＯと、０モル％～約３モル％のＳｒＯと、０モル％～約３モル％のＢａＯと、約０．０１モル％～約０．５モル％のＳｎＯ_２とを含み得る。他の実施形態では、ガラス組成物は、約８０モル％超のＳｉＯ_２と、０モル％～約０．５モル％のＡｌ_２Ｏ_３と、０モル％～約０．５モル％のＢ_２Ｏ_３と、０モル％～約０．５モル％のＮａ_２Ｏと、約８モル％～約１１モル％のＫ_２Ｏと、約０．０１モル％～約４モル％のＺｎＯと、約６モル％～約１０モル％のＭｇＯと、０モル％～約０．５モル％のＣａＯと、０モル％～約０．５モル％のＳｒＯと、０モル％～約０．５モル％のＢａＯと、約０．０１モル％～約０．１１モル％のＳｎＯ_２とを含み得る。付加的な実施形態によると、ガラス組成物は、Ａｌ_２Ｏ_３およびＢ_２Ｏ_３を実質的に含まなくてもよく、約８０モル％超のＳｉＯ_２と、０モル％～約０．５モル％のＮａ_２Ｏと、約８モル％～約１１モル％のＫ_２Ｏと、約０．０１モル％～約４モル％のＺｎＯと、約６モル％～約１０モル％のＭｇＯと、約０．０１モル％～約０．１１モル％のＳｎＯ_２とを含み得る。更なる実施形態では、ガラス組成物は、約７２．８２モル％～約８２．０３モル％のＳｉＯ_２と、０モル％～約４．８モル％のＡｌ_２Ｏ_３と、０モル％～約２．７７モル％のＢ_２Ｏ_３と、０モル％～約９．２８モル％のＮａ_２Ｏと、約０．５８モル％～約１０．５８モル％のＫ_２Ｏと、約０モル％～約２．９３モル％のＺｎＯと、約３．１モル％～約１０．５８モル％のＭｇＯと、０モル％～約４．８２モル％のＣａＯと、０モル％～約１．５９モル％のＳｒＯと、０モル％～約３モル％のＢａＯと、約０．０８モル％～約０．１５モル％のＳｎＯ_２とを含み得る。更なる実施形態では、ガラス組成物は、約８０モル％超のＳｉＯ_２と、約８モル％～約１１モル％のＫ_２Ｏと、約０．０１モル％～約４モル％のＺｎＯと、約６モル％～約１０モル％のＭｇＯと、約０．０１モル％～約０．１１モル％のＳｎＯ_２とを含む、実質的にアルミナを含まないケイ酸カリウム組成物であり得る。

【0067】

本明細書に開示される方法によって作製されるガラス物品は、非限定的な実施形態では、その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、約０ｐｐｍ～約２０ｐｐｍのＣｒＯ_３、例えば約１ｐｐｍ～約１８ｐｐｍ、約２ｐｐｍ～約１６ｐｐｍ、約３ｐｐｍ～約１５ｐｐｍ、約４ｐｐｍ～約１４ｐｐｍ、約５ｐｐｍ～約１２ｐｐｍ、約６ｐｐｍ～約１１ｐｐｍ、約７ｐｐｍ～約１０ｐｐｍまたは約８ｐｐｍ～約９ｐｐｍのＣｒＯ_３を含む組成を有し得る。他の実施形態では、ＣｒＯ_３含有量は、５ｐｐｍ未満、例えば１、２、３または４ｐｐｍのＣｒＯ_３であり得る。更なる実施形態では、ガラス物品中のＣｒ^６＋／Ｃｒ^３＋の比率は約１以下、例えば、その間の全ての範囲および部分範囲を含めて、約０．０５～約０．９、約０．１～約０．８、約０．２～約０．７、約０．３～約０．６または約０．４～約０．５の範囲であり得る。本明細書に開示されるガラス物品は、様々な実施形態では、上述の組成特徴のいずれかの任意の組合せを有し得る。

【0068】

幾つかの実施形態では、本明細書に開示されるガラス物品は０．０１５未満、例えば約０．００５～約０．０１５の範囲（例えば約０．００５、０．００６、０．００７、０．００８、０．００９、０．０１０、０．０１１、０．０１２、０．０１３、０．０１４または０．０１５）のカラーシフトΔｙを有し得る。他の実施形態では、ガラス物品は、０．００８未満のカラーシフトを有し得る。カラーシフトは、測色のＣＩＥ １９３１標準を用いて長さＬに沿ったｘおよびｙ色度座標の変動を測定することによって特徴づけることができる。ガラスＬＧＰについては、カラーシフトΔｙをΔｙ＝ｙ（Ｌ_２）－ｙ（Ｌ_１）として報告することができ、ここで、Ｌ_２およびＬ_１は、光源（source launch）から離れるパネルまたは基板方向に沿ったＺ位置であり、Ｌ_２－Ｌ_１＝０．５メートルである。例示的なガラス物品は、Δｙ＜０．０１、Δｙ＜０．００５、Δｙ＜０．００３またはΔｙ＜０．００１を有し得る。或る特定の実施形態によると、ガラス物品は、約４２０～７５０ｎｍの範囲の波長に対して約４ｄＢ／ｍ未満、例えば約３ｄＢ／ｍ未満、約２ｄＢ／ｍ未満、約１ｄＢ／ｍ未満、約０．５ｄＢ／ｍ未満、約０．２ｄＢ／ｍ未満、またはさらに低い、例えば約０．２ｄＢ／ｍ～約４ｄＢ／ｍの範囲の光減衰α_１（例えば、吸収および／または散乱損失による）を有し得る。

【0069】

開示される様々な実施形態が、その特定の実施形態に関連して説明される特定の特徴、要素またはステップを含み得ることが理解される。特定の特徴、要素またはステップは、特定の一実施形態との関連で説明されるが、示されていない様々な組合せまたは順列で代替実施形態と置き換えまたは組み合わせられ得ることも理解される。

【0070】

本明細書で使用される場合、「the」、「a」または「an」という用語が「少なくとも１つ」を意味し、明示的に反対の指示がない限り、「１つのみ」に限定すべきでないことも理解されたい。このため、例えば「成分（a component）」への言及は、文脈上明らかに他の指示がない限り、２つ以上のかかる成分を有する例を含む。

【0071】

範囲は、本明細書において「約」或る特定の値から、かつ／または「約」別の特定の値までとして表すことができる。かかる範囲を表す場合、例は或る特定の値から、かつ／または他の特定の値までを含む。同様に、値が先行詞「約」を用いて近似値として表される場合、特定の値が別の態様を形成すると理解される。それぞれの範囲の端点が他の端点との関連でも、また他の端点とは独立しても重要であることがさらに理解される。

【0072】

「実質的な」、「実質的に」という用語およびそれらの変化形は、本明細書で使用される場合、記載の特徴が或る値または記載に等しいか、またはほぼ等しいことに言及することを意図する。さらに、「実質的に同様の」は、２つの値が等しいか、またはほぼ等しいことを示すことを意図する。幾つかの実施形態では、「実質的に同様の」は、互いの約１０％以内、例えば互いの約５％以内または互いの約２％以内の値を示し得る。

【0073】

特に明記しない限り、本明細書に記載される任意の方法が、そのステップを特定の順序で行う必要があると解釈されることは全く意図されない。したがって、方法クレームに、そのステップが従うべき順序が実際に挙げられていないか、または別の形で、ステップが特定の順序に限定されることが特許請求の範囲もしくは明細書に具体的に述べられていない場合、任意の特定の順序が推定されることは全く意図されない。

【0074】

特定の実施形態の様々な特徴、要素またはステップが「含む」という移行句を用いて開示される場合があるが、「からなる」または「から本質的になる」という移行句を用いて記載され得るものを含む代替的な実施形態が含意されることを理解されたい。このため、例えば、Ａ＋Ｂ＋Ｃを含む方法に対して含意される代替的な実施形態は、方法がＡ＋Ｂ＋Ｃからなる実施形態および方法がＡ＋Ｂ＋Ｃから本質的になる実施形態を含む。

【0075】

本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、本開示に様々な変更および変形を加えることができることは当業者には明らかである。本開示の趣旨および本質を組み込む開示の実施形態の変更の組合せ、部分的組合せおよび変形が当業者には想到され得ることから、本開示は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内の全てを含むと解釈すべきである。

【0076】

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

【0077】

実施形態１
ガラス製造方法であって、
バッチ材料を溶融槽内で溶融して、約２０ｐｐｍ未満のＣｒＯ_３を含む溶融ガラスを得るステップ
を含み、前記溶融ガラス中のＣｒＯ_３含有量を、前記バッチ材料の構成および前記溶融槽内の条件の少なくとも一方を制御するステップにより前記バッチ材料中に存在するクロムの酸化状態を還元することによって減少させる、方法。

【0078】

実施形態２
前記酸化状態をＣｒ^６＋からＣｒ^３＋へと還元する、実施形態１記載の方法。

【0079】

実施形態３
前記バッチ材料の第１のＣｒ^６＋／Ｃｒ^３＋比が、溶融ガラス物品の第２のＣｒ^６＋／Ｃｒ^３＋比よりも大きい、実施形態１記載の方法。

【0080】

実施形態４
前記溶融ガラスの前記第２のＣｒ^６＋／Ｃｒ^３＋比が１未満である、実施形態３記載の方法。

【0081】

実施形態５
前記溶融ガラスが約１０ｐｐｍ未満のＣｒＯ_３を含む、実施形態１記載の方法。

【0082】

実施形態６
前記溶融ガラスが約１ｐｐｍ未満のＣｒＯ_３を含む、実施形態１記載の方法。

【0083】

実施形態７
前記バッチ材料の構成を制御するステップが、約０．６未満の光学的塩基度を有するバッチ材料が得られるようにガラス組成物を選択するステップを含む、実施形態１記載の方法。

【0084】

実施形態８
前記バッチ材料の構成を制御するステップが、少なくとも１つの有機還元剤を前記バッチ材料に加えるステップを含む、実施形態１記載の方法。

【0085】

実施形態９
前記有機還元剤が、脂肪酸およびその塩から選択される、実施形態８記載の方法。

【0086】

実施形態１０
溶融条件を制御するステップが、
（ａ）プリメルト浴ターゲット温度を±１０℃の温度変動で維持するステップ、および
（ｂ）理想的なガス／酸素の化学量論比を有する前記溶融槽内の雰囲気をおよそ０％の過剰酸素で維持するステップ
の少なくとも一方を含む、実施形態１記載の方法。

【0087】

実施形態１１
前記プリメルト浴ターゲット温度が約１５００℃～約１８００℃の範囲である、実施形態１０記載の方法。

【0088】

実施形態１２
前記温度変動を、
（ｉ）固定電源を用い、プリメルトターゲット温度を維持するように電圧および電流を変化させるステップ、
（ｉｉ）固定電流を用い、プリメルトターゲット温度を維持するように電力および電圧を変化させるステップ、ならびに
（ｉｉｉ）プリメルトターゲット温度を維持するようにガラスのバルク抵抗率をモニタリングし、制御するステップ
の少なくとも１つによって制御する、実施形態１０記載の方法。

【0089】

実施形態１３
約５０モル％～約９０モル％のＳｉＯ_２と、
０モル％～約２０モル％のＡｌ_２Ｏ_３と、
０モル％～約２０モル％のＢ_２Ｏ_３と、
０モル％～約２５モル％のＲ_ｘＯと、
０ｐｐｍ～約２０ｐｐｍのＣｒＯ_３と
を含むガラス物品であって、ＲがＬｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂおよびＣｓの１つ以上から選択され、かつｘが２であるか、またはＲがＺｎ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａの１つ以上から選択され、かつｘが１である、ガラス物品。

【0090】

実施形態１４
約７０モル％～約８５モル％のＳｉＯ_２と、
０モル％～約５モル％のＡｌ_２Ｏ_３と、
０モル％～約５モル％のＢ_２Ｏ_３と、
０モル％～約１０モル％のＮａ_２Ｏと、
０モル％～約１２モル％のＫ_２Ｏと、
０モル％～約４モル％のＺｎＯと、
約３モル％～約１２モル％のＭｇＯと、
０モル％～約５モル％のＣａＯと、
０モル％～約３モル％のＳｒＯと、
０モル％～約３モル％のＢａＯと、
約０．０１モル％～約０．５モル％のＳｎＯ_２と
を含む、実施形態１３記載のガラス物品。

【0091】

実施形態１５
前記ガラス物品のカラーシフトΔｙが約０．００６未満である、実施形態１３記載のガラス物品。

【0092】

実施形態１６
前記ガラス物品のＣｒ^６＋／Ｃｒ^３＋比が約１未満である、実施形態１３記載のガラス物品。

【0093】

実施形態１７
約１ｐｐｍ未満のＣｒＯ_３を含む、実施形態１３記載のガラス物品。

【0094】

実施形態１８
６３０ｎｍでの前記ガラス物品の第１の吸収係数が、４５０ｎｍでの前記ガラス物品の第２の吸収係数以上である、実施形態１３記載のガラス物品。

【0095】

実施形態１９
前記ガラス物品がガラス板である、実施形態１３から１８までのいずれか１つ記載のガラス物品。

【0096】

実施形態２０
実施形態１９記載のガラス板を備えた、ディスプレイデバイス。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】