JP2018150191A - ガラス板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス原板の切断のために、トリガスクライブ線に沿った割断を使用する場合において、ガラス板の生産効率を向上させる。
【解決手段】ガラス板の製造方法では、ガラス原板２の一方の主面２ａに、メディアンクラックを伴わない第１スクライブ線３を形成する。次に、主面２ａに、第１スクライブ線３と交差し、且つ、メディアンクラックを伴わない第２スクライブ線４を形成する。その後、主面２ａに、第２スクライブ線４における第１スクライブ線３よりも終端側の部位に繋がり、且つ、メディアンクラックを伴うトリガスクライブ線５を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ガラス原板にスクライブ線を形成するスクライブ線形成工程と、前記スクライブ線形成工程で前記スクライブ線が形成された前記ガラス原板を前記スクライブ線を使用して切断する切断工程とを備えるガラス板の製造方法に関するものである。

公知のように、ガラス板を製造する方法の１つとして、ガラス原板を切断することにより、単数又は複数のガラス板を得る方法がある。この製造方法におけるガラス原板を切断する工程では、スクライブ線が形成されたガラス原板に対して外力によって曲げ応力を生じさせ、スクライブ線に沿ってガラス原板を割断する方法（いわゆる折割）が広く採用されている。この方法でガラス原板に形成されるスクライブ線は、通常、メディアンクラック（縦クラック）と呼ばれる板厚方向のクラックを伴っている。

このようなガラス板の製造方法では、ガラス原板にスクライブ線を形成する工程から、ガラス原板の切断工程までの間に、例えばガラス原板の搬送等を行う場合がある。このような場合、搬送等の間に、衝撃等により、スクライブ線に沿ってガラス原板が切断されてしまうことがある。

この問題に対する対策としては、スクライブ線形成工程では、メディアンクラックを伴わないスクライブ線を形成しておき、搬送等の後に、スクライブ線にメディアンクラックを生じさせる処理を施すことが考えられる（例えば、特許文献１参照）。メディアンクラックを伴わないスクライブ線は、衝撃等が加わっても、スクライブ線に沿ってガラス原板が切断されてしまうことは皆無なので、切断工程前の搬送等の間に、予期せずガラス原板が切断されてしまう事態を回避できる。

特開２０１６−５０９９２号公報

この対策方法において、メディアンクラックを伴わないスクライブ線にメディアンクラックを生じさせる処理の１つとして、特許文献１の段落００８８、図４４等に開示されている次の処理が挙げられる。すなわち、メディアンクラックを伴わないスクライブ線に対して繋がり、且つ、メディアンクラックを伴うスクライブ線（以下、このようなスクライブ線をトリガスクライブ線と記す）をガラス原板に形成し、このガラス原板をトリガスクライブ線に沿って割断するものである。この処理によれば、ガラス原板をトリガスクライブ線に沿って割断した後に、メディアンクラックを伴っていなかったスクライブ線にメディアンクラックが生じ、ガラス原板は、このスクライブ線に沿って割断可能になる。

ところで、特許文献１の段落００８８、図４４等の説明では、トリガスクライブ線が繋がるスクライブ線は、他のメディアンクラックを伴わないスクライブ線に交差していない。つまり、この処理では、トリガスクライブ線に沿った割断を使用することにより、交差していない（メディアンクラックを伴わない）スクライブ線に沿って割断する。

この処理によって、交差している２本のスクライブ線に沿って割断した場合と同様のスクライブ位置で割断するためには、「メディアンクラックを伴わないスクライブ線形成→トリガスクライブ線形成→トリガスクライブ線に沿った割断→メディアンクラックを伴わないスクライブ線に沿った割断」という手順を２回以上繰り返す必要がある。つまり、トリガスクライブ線に沿った割断が２回以上必要である。また、トリガスクライブ線に沿った割断の回数の増加に伴い、トリガスクライブ線に沿った割断に起因してガラス原板に製品として使用できない部位が増加する。そのため、この処理をガラス原板の切断に採用した場合、このガラス板の生産効率の低下を招く恐れがある。従って、ガラス原板の切断のために、トリガスクライブ線に沿った割断を使用して、メディアンクラックを伴わないスクライブ線に沿った割断を行う場合において、ガラス板の生産効率を向上させることが要望されていた。

本発明は、上記事情に鑑み、ガラス原板の切断のために、トリガスクライブ線に沿った割断を使用する場合において、ガラス板の生産効率を向上させることを技術的課題とする。

前記課題を解決するために創案された本発明のガラス板の製造方法は、ガラス原板にスクライブ線を形成するスクライブ線形成工程と、前記スクライブ線形成工程の後に、前記ガラス原板を、前記スクライブ線を使用して切断する切断工程とを備える前記ガラス原板からガラス板を製造する方法であって、前記スクライブ線が、メディアンクラックを伴わない第１スクライブ線と、メディアンクラックを伴わない第２スクライブ線を含み、前記スクライブ線形成工程が、前記ガラス原板における一方の主面に、前記第１スクライブ線を形成する第１スクライブ線形成工程と、前記第１スクライブ線形成工程の後に、前記主面に、前記第１スクライブ線と交差する前記第２スクライブ線を形成する第２スクライブ線形成工程とを備え、前記切断工程が、前記第２スクライブ線形成工程の後に、前記主面に、前記第２スクライブ線における前記第１スクライブ線よりも終端側の部位に繋がり、且つ、メディアンクラックを伴うトリガスクライブ線を形成するトリガスクライブ線形成工程を備えることを特徴とする。

ここで、メディアンクラックを伴わない第１スクライブ線と第２スクライブ線は、例えば、ガラス原板の主面における周縁部を除いた領域に対してチップを摺動させてガラス原板を塑性変形させることにより形成することができる。また、メディアンクラックを伴うトリガスクライブ線は、例えば、ガラス原板の主面に対してホイールカッタを転動及び摺動させたり、ガラス原板の主面に対してその周縁部に届くようにチップを摺動させたりすることにより形成することができる。

上記の構成によれば、トリガスクライブ線はメディアンクラックを伴うので、ガラス原板は、トリガスクライブ線に沿って割断可能である。また、トリガスクライブ線は、第２スクライブ線に繋がっているため、ガラス原板がトリガスクライブ線に沿って割断されると、第２スクライブ線にメディアンクラックが生じる。従って、トリガスクライブ線に沿って割断されたガラス原板は、第２スクライブ線に沿って割断可能である。

更に、この構成によれば、第２スクライブ線は第１スクライブ線と交差しているため、ガラス原板が第２スクライブ線に沿って割断されると、第１スクライブ線にメディアンクラックが生じ、ガラス原板は、第１スクライブ線に沿って割断可能となる。

このように、トリガスクライブ線形成工程の後に、ガラス原板は、トリガスクライブ線、第２スクライブ線、第１スクライブ線の順番で、これらのスクライブ線に沿って割断可能となる。つまり、ガラス原板を切断するために、１回のトリガスクライブ線に沿った割断により、交差した第１及び第２スクライブ線に沿って割断することが可能である。これにより、従来の２回以上のトリガスクライブ線に沿った割断が必要だった場合に比較して、切断のための工程数が減少し、製品として使用できないガラス原板の部位が減少するので、ガラスの生産効率が向上する。すなわち、本発明のガラス板の製造方法によれば、ガラス原板の切断のために、トリガスクライブ線に沿った割断を使用する場合において、ガラス板の生産効率を向上させることが可能である。

また、上記の構成によれば、第２スクライブ線形成工程と、トリガスクライブ線形成工程との間では、ガラス原板に形成されている第１スクライブ線と第２スクライブ線は、メディアンクラックを伴わない。従って、第２スクライブ線形成工程とトリガスクライブ線形成工程との間でガラス原板の搬送等を行う場合でも、搬送等の間にガラス原板が第１スクライブ線や第２スクライブ線に沿って切断されてしまう事態を回避できる。

上記の構成において、前記第２スクライブ線と前記トリガスクライブ線が交差してもよい。更に、この構成において、前記切断工程が、前記トリガスクライブ線形成工程で前記トリガスクライブ線が形成された前記ガラス原板を、前記トリガスクライブ線に沿って割断する第１割断工程と、前記第１割断工程で割断された前記ガラス原板を、前記第２スクライブ線に沿って割断する第２割断工程と、前記第２割断工程で割断された前記ガラス原板を、前記第１スクライブ線に沿って割断する第３割断工程とを備えることが可能である。

上記の構成において、前記第１スクライブ線形成工程では、一対の前記第１スクライブ線を互いに平行に形成し、前記第２スクライブ線形成工程では、一対の前記第２スクライブ線を、互いに平行に、且つ、前記第１スクライブ線と直交するように形成してもよい。

この構成であれば、正方形状又は矩形状のガラス板を製造することができる。

以上のように、本発明によれば、ガラス原板の切断のために、トリガスクライブ線に沿った割断を使用する場合において、ガラス板の生産効率を向上させることができる。

本発明の実施形態に係るガラス板の製造方法の主要な工程を示すフローチャートである。 スクライブ線が形成されたガラス原板を示す概略平面図である。 ガラス原板に形成されたスクライブ線の周辺の概略断面図である。 スクライブ線に沿って切断されたガラス原板を示す概略平面図である。 本発明に対する比較例におけるガラス原板を示す概略平面図である。 第２スクライブ線とトリガスクライブ線の繋がり方の変形例を示す概略平面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面に基づき説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るガラス板の製造方法１の主要な工程を示すフローチャートである。また、図２は、スクライブ線が形成されたガラス原板２を示す概略平面図である。ガラス板の製造方法１は、ガラス原板２を切断することにより矩形状のガラス板を製造するものである。

ガラス板の製造方法１は、スクライブ線形成工程Ｓ１と、搬送工程Ｓ２と、切断工程Ｓ３とを備える。スクライブ線形成工程Ｓ１では、ガラス原板２にスクライブ線を形成する。搬送工程Ｓ２では、スクライブ線形成工程Ｓ１で前記スクライブ線が形成されたガラス原板２を搬送する。切断工程Ｓ３では、搬送工程Ｓ２で搬送されたガラス原板２を、前記スクライブ線を使用して切断する。

ガラス原板２には、例えば、ケイ酸塩ガラス、シリカガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスが用いられる。尚、ここで無アルカリガラスとは、アルカリ成分（アルカリ金属酸化物）が実質的に含まれていないガラスのことであって、具体的には、アルカリ成分が３０００ｐｐｍ以下のガラスのことである。また、ガラス原板２の板厚は、例えば５０μｍ〜１ｍｍである。

図１に示すように、スクライブ線形成工程Ｓ１は、第１スクライブ線形成工程Ｓ１１と、第２スクライブ線形成工程Ｓ１２とを含む。

図２（Ａ）に示すように、第１スクライブ線形成工程Ｓ１１では、ガラス原板２の一方の主面２ａにおける周縁部２ｂを除いた中間領域２ｃに、一対の第１スクライブ線３，３を黒矢印で示す向きで形成する。これら一対の第１スクライブ線３，３は相互に平行である。また、一対の第１スクライブ線３，３は、ガラス原板２の短辺に平行である。

図２（Ｂ）に示すように、第２スクライブ線形成工程Ｓ１２では、第１スクライブ線形成工程Ｓ１１で一対の第１スクライブ線３，３が形成された中間領域２ｃに、一対の第１スクライブ線３，３と直交する一対の第２スクライブ線４，４を黒矢印で示す向きで形成する。これら一対の第２スクライブ線４，４は相互に平行である。また、一対の第２スクライブ線４，４は、ガラス原板２の長辺に平行である。

第１スクライブ線３と第２スクライブ線４は、例えば、中間領域２ｃにチップを摺動させてガラス原板２を塑性変形させることにより形成される。このようにして形成される第１スクライブ線３と第２スクライブ線４は、図３（Ａ）に示すように、メディアンクラックを伴わない。第１スクライブ線３と第２スクライブ線４は、幅が、例えば１０μｍ〜６０μｍであり、深さが、例えば１０μｍ〜６０μｍである。なお、チップによってスクライブ線を形成する場合、中間領域２ｃにのみスクライブ線を形成すれば、形成されたスクライブ線はメディアンクラックを伴わない。一方、スクライブ線を周縁部２ｂまで到達させれば、形成されたスクライブ線はメディアンクラックを伴う。

図１に示すように、切断工程Ｓ３は、トリガスクライブ線形成工程Ｓ３０と、第１割断工程Ｓ３１と、第２割断工程Ｓ３２と、第３割断工程Ｓ３３とを含む。

トリガスクライブ線形成工程Ｓ３０では、図２（Ｃ）に示すように、第２スクライブ線形成工程Ｓ１２で第２スクライブ線４が形成された主面２ａに、第２スクライブ線４における第１スクライブ線３よりも終端側の部位に直交するトリガスクライブ線５を黒矢印で示す向きで形成する。トリガスクライブ線５は、第１スクライブ線３に平行である。また、トリガスクライブ線５は、ガラス原板２の主面２ａの周縁部２ｂ（ガラス原板２の長辺）まで延在してもよい。

トリガスクライブ線５は、例えば、ガラス原板２の主面２ａに対してホイールカッタを転動及び摺動させたり、ガラス原板２の主面２ａに対してその周縁部２ｂに届くようにチップを摺動させたりすることにより形成される。ホイールカッタによってトリガスクライブ線５を形成する場合、トリガスクライブ線５を中間領域２ｃのみに形成してもよい。このようにして形成されるトリガスクライブ線５は、図３（Ｂ）に示すように、メディアンクラックＣを伴う。トリガスクライブ線５は、例えば、幅が、例えば３０μｍ〜８０μｍであり、深さが、例えば３０μｍ〜８０μｍである。

トリガスクライブ線５はメディアンクラックＣを伴うので、図２（Ｃ）の状態で、ガラス原板２は、トリガスクライブ線５に沿って割断可能である。

第１割断工程Ｓ３１では、トリガスクライブ線形成工程Ｓ３０でトリガスクライブ線５が形成されたガラス原板２を、トリガスクライブ線５に沿って割断する。具体的には、ガラス原板２に、トリガスクライブ線５に沿った折割を行う。すると、ガラス原板２は、図４（Ａ）に示す状態となる。トリガスクライブ線５は、第２スクライブ線４に交差しているため、ガラス原板２がトリガスクライブ線５に沿って割断されると、第２スクライブ線４にメディアンクラックＣが生じる。従って、図４（Ａ）の状態で、トリガスクライブ線５に沿って割断されたガラス原板２は、第２スクライブ線４に沿って割断可能である。

第２割断工程Ｓ３２では、第１割断工程Ｓ３１で割断されたガラス原板２を、第２スクライブ線４に沿って割断する。具体的には、ガラス原板２に、第２スクライブ線４に沿った折割を行う。すると、ガラス原板２は、図４（Ｂ）に示す状態となる。第２スクライブ線４は第１スクライブ線３と交差しているため、ガラス原板２が第２スクライブ線４に沿って割断されると、第１スクライブ線３にメディアンクラックＣが生じ、図４（Ｂ）に示す状態で、ガラス原板２は、第１スクライブ線３に沿って割断可能となる。

第３割断工程Ｓ３３では、第２割断工程で割断されたガラス原板２を、第１スクライブ線３に沿って割断する。具体的には、ガラス原板２に、第１スクライブ線３に沿った折割を行う。ガラス原板２は、図４（Ｃ）に示す状態となる。この状態で、ガラス原板２は、製造されるべきガラス板のサイズとなっている。

以上のように構成された本実施形態のガラス板の製造方法１によれば、以下の効果を享受できる。

トリガスクライブ線形成工程Ｓ３０の後に、ガラス原板２は、トリガスクライブ線５、第２スクライブ線４、第１スクライブ線３の順番で、これらのスクライブ線に沿って割断可能である。つまり、ガラス原板２を切断するために、１回のトリガスクライブ線５に沿った割断により、交差した第１及び第２スクライブ線３，４に沿って割断することが可能である。これにより、従来の２回以上のトリガスクライブ線５に沿った割断が必要だった場合に比較して、切断のための工程数が減少し、製品として使用できないガラス原板２の部位が減少するので、ガラスの生産効率が向上する。すなわち、本実施形態のガラス板の製造方法１によれば、ガラス原板２の切断のために、トリガスクライブ線５に沿った割断を使用する場合において、ガラス板の生産効率を向上させることが可能である。

なお、このような本実施形態のガラス板の製造方法１に対して、図５（Ａ）に示すように、トリガスクライブ線５が第１スクライブ線３に交差するように黒矢印で示す向きで形成された場合には、次のようになる。トリガスクライブ線５はメディアンクラックＣを伴うので、ガラス原板２は、トリガスクライブ線５に沿って割断可能となる。そして、図５（Ｂ）に示すように、トリガスクライブ線５に沿って割断すると、第１スクライブ線３にメディアンクラックＣが生じ、ガラス原板２は、第１スクライブ線３に沿って割断可能となる。しかしながら、図５（Ｃ）に示すように、第１スクライブ線３に沿って割断しても、第２スクライブ線４にメディアンクラックＣが生じず、ガラス原板２は、第２スクライブ線４に沿って割断することはできない場合が多い。

また、本実施形態のガラス板の製造方法１では、第２スクライブ線形成工程Ｓ１２と、トリガスクライブ線形成工程Ｓ３０との間では、ガラス原板２に形成されている第１スクライブ線３と第２スクライブ線４は、メディアンクラックＣを伴わない。従って、スクライブ線形成工程Ｓ１と切断工程Ｓ３の間の工程（搬送工程Ｓ２）において、ガラス原板２が第１スクライブ線３や第２スクライブ線４に沿って切断されてしまう事態を回避できる。

なお、トリガスクライブ線５が第１スクライブ線３に交差するように形成される場合に、ガラス原板２を第１スクライブ線３に沿って割断しても第２スクライブ線４にメディアンクラックＣが生じない理由としては、例えば、次のようなことが考えられる。

まず、メディアンクラックを伴わないスクライブ線に交差するスクライブ線に沿って割断すると、メディアンクラックを伴わないスクライブ線にメディアンクラックが生じる理由は、メディアンクラックを伴わないスクライブ線の付近の内部応力（主に圧縮応力）が解放されるからと考えられている（例えば、特許文献１の段落００２７参照）。

そして、第１スクライブ線３に交差する第２スクライブ線４は、第１スクライブ線３の後に形成される。そのため、第１スクライブ線３と第２スクライブ線４の交差部分では、第１スクライブ線３を第２スクライブ線４が抑え込んだような状態となっており、応力が高くなっている。これにより、第１スクライブ線３に沿って割断がされても、交差部分では、第１スクライブ線３の形成に起因する応力が完全に解放されない。その結果、第２スクライブ線４にメディアンクラックＣが生じず、第２スクライブ線４に沿って割断ができなくなると考えられる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものでは無く、その技術的思想の範囲内で、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、トリガスクライブ線５は、第２スクライブ線４に直交していたが、図６（Ａ）に示すように、交差角が直角でなくてもよい。更に、本発明では、トリガスクライブ線５は、第２スクライブ線４に繋がっていればよいので、トリガスクライブ線５が第２スクライブ線４に交差する必要は無く、図６（Ｂ）に示すように、トリガスクライブ線５の中間部が、第２スクライブ線４の端部に繋がっているだけでもよいし、図６（Ｃ）に示すように、トリガスクライブ線５の端部が、第２スクライブ線４の端部と繋がっているだけでもよい。なお、図６中の黒点Ｐは、トリガスクライブ線５が第２スクライブ線４に繋がっている部位を示す。

また、上記実施形態では、第１及び第２スクライブ線３，４、トリガスクライブ線５の何れも直線状であったが、曲線状であってもよい。

また、上記実施形態では、第１及び第２スクライブ線３，４、トリガスクライブ線５に沿った割断は、折割（外力による曲げ応力の発生）によって行っていたが、これに限定されず、例えば、レーザ等による加熱で熱応力を生じさせることで行ってもよい。

１ ガラス板の製造方法
２ ガラス原板
２ａ 主面
２ｂ 周縁部
２ｃ 中間領域
３ 第１スクライブ線
４ 第２スクライブ線
５ トリガスクライブ線
Ｃ メディアンクラック
Ｓ１ スクライブ線形成工程
Ｓ１１ 第１スクライブ線形成工程
Ｓ１２ 第２スクライブ線形成工程
Ｓ３ 切断工程
Ｓ３０ トリガスクライブ線形成工程
Ｓ３１ 第１割断工程
Ｓ３２ 第２割断工程
Ｓ３３ 第３割断工程

Claims (4)

1. ガラス原板にスクライブ線を形成するスクライブ線形成工程と、前記スクライブ線形成工程の後に、前記ガラス原板を、前記スクライブ線を使用して切断する切断工程とを備える前記ガラス原板からガラス板を製造する方法であって、
   前記スクライブ線が、メディアンクラックを伴わない第１スクライブ線と、メディアンクラックを伴わない第２スクライブ線を含み、
   前記スクライブ線形成工程が、前記ガラス原板における一方の主面に、前記第１スクライブ線を形成する第１スクライブ線形成工程と、前記第１スクライブ線形成工程の後に、前記主面に、前記第１スクライブ線と交差する前記第２スクライブ線を形成する第２スクライブ線形成工程とを備え、
   前記切断工程が、前記第２スクライブ線形成工程の後に、前記主面に、前記第２スクライブ線における前記第１スクライブ線よりも終端側の部位に繋がり、且つ、メディアンクラックを伴うトリガスクライブ線を形成するトリガスクライブ線形成工程を備えることを特徴とするガラス板の製造方法。
2. 前記第２スクライブ線と前記トリガスクライブ線が交差することを特徴とする請求項１に記載のガラス板の製造方法。
3. 前記切断工程が、前記トリガスクライブ線形成工程で前記トリガスクライブ線が形成された前記ガラス原板を、前記トリガスクライブ線に沿って割断する第１割断工程と、
   前記第１割断工程で割断された前記ガラス原板を、前記第２スクライブ線に沿って割断する第２割断工程と、
   前記第２割断工程で割断された前記ガラス原板を、前記第１スクライブ線に沿って割断する第３割断工程とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス板の製造方法。
4. 前記第１スクライブ線形成工程では、一対の前記第１スクライブ線を互いに平行に形成し、
   前記第２スクライブ線形成工程では、一対の前記第２スクライブ線を、互いに平行に、且つ、前記第１スクライブ線と直交するように形成することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のガラス板の製造方法。

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