JP4984060B2 - 紙の品質管理方法、並びにフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の保管用合紙及び／又は搬送用合紙の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は紙の品質管理方法、並びにフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の保管用合紙及び／又は搬送用合紙の製造方法に係り、フラットパネルディスプレイ（以下、ＦＰＤ（Flat Panel Display）ともいう）用ガラス基板を保管や搬送する際に、そのガラス基板間に介装される好適な合紙を、製紙後において選択使用するための紙の品質管理方法、並びにフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の保管用合紙及び／又は搬送用合紙の製造方法に関する。

プラズマディスプレイ用ガラス基板、液晶用ガラス基板等のＦＰＤ用ガラス基板は、保管中、及び／又は搬送中に表面にキズや汚染が付き、製品欠陥となりやすい。特に、液晶ディスプレイ用に使用される無アルカリガラス基板のように、その表面に電気回路等を組み込むガラス基板として用いる場合には、その表面にわずかなキズや汚染があっても断線やパターニング不良が発生する。よって、このようなガラス基板には、きわめて高い表面特性が要求される。

ガラス基板表面のキズは、ガラス基板を積層して保管や搬送する際に、隣接するガラス基板との間でずれが生じることによって発生する場合が多い。また、ガラス基板表面の汚染は、搬送雰囲気中の有機物がガラス基板表面に付着することによって発生する場合が多い。この有機物（汚染物質）は、水洗のみではガラス基板表面から除去することは困難であり、例えば酸やアルカリを用いて洗浄する必要があるが、これでは洗浄時の作業環境が悪化するとともに洗浄及び廃液処理コストも増大し、かつ、このような洗浄を行っても有機物をガラス基板表面から完全に除去することは困難である。

そこで、ガラス基板の保管中や搬送中のキズや汚染を防止する方法として、積層するガラス基板間に紙を挟み込み、隣接するガラス基板表面を分離する、いわゆる合紙を介装する方法が従来から採られている。

しかし、合紙を介装させる方法では、合紙がガラス基板表面と直接接触するため、合紙の樹脂成分がガラス基板表面に転写され、ガラス基板表面を汚染するという問題が生じる。これを回避するため、現状では樹脂成分の含有量が少ない合紙を用いる等の方法が採られているが、合紙からの樹脂成分転写量を精密に制御することは事実上極めて困難であり、また、このような合紙は普通紙に比べると価格が高く、コストアップの要因となっている。

そこで、次に例示するようなガラス基板用合紙が提案されている。

特許文献１には、トリポリリン酸ナトリウムを０．１重量％以上含むガラス用合紙が記載されている。そして、この合紙を使用することにより、合紙の性状を従来のように厳密に制御することなく、ガラス面上の撥水性、紙跡を回避することができる等の効果が得られると記載されている。

また、特許文献２には、ガラス基板間に介装される合紙であって、四硼酸ナトリウムを５０ｍｇ／ｍ^２以上含んでいることを特徴とするガラス用合紙が記載されている。そして、水蒸気等の付着によりガラス基板表面に現れる紙肌の跡は、合紙からの樹脂分あるいはその加水分解物の脂肪酸ナトリウム等の転写ムラによるものと推定されるが、この発明の合紙は、それらの撥水源の洗浄による除去を容易にするという効果が記載されている。
特開平６−３１６４３２号公報 特開平７−１０１４８３号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載されているような従来の合紙を使用してガラス基板を保管、搬送しても、ガラス基板表面にわずかなキズが発生する場合があった。

このようなキズがわずかにでも付いたガラス基板を、例えば液晶ディスプレイ等のような、表面に電気回路等を組み込むガラス基板として用いると、その電気回路等に断線やパターニング不良が発生し、製造した液晶ディスプレイ等に誤作動が生じる場合があるので好ましくない。

既述の如く、ガラス基板にキズを発生させない合紙に関し、従来から様々な出願がなされているが、問題はガラス基板の保管用合紙及び／又は搬送用合紙として使用する場合に、キズを発生させない合紙と、キズを発生させる合紙とを製造時に判別して管理することが、キズの発生を未然に防止する観点から重要である。しかしながら、キズの発生を未然に防止するための合紙管理方法に関する提案は、従来においてなされていない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ガラス基板の保管用合紙及び／又は搬送用合紙として使用する場合に、ガラス基板にキズを発生させない良好な合紙と、キズを発生させる合紙とを製造時に判別して管理し、その良好な合紙を選択使用することができる紙の品質管理方法、並びにフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の保管用合紙及び／又は搬送用合紙の製造方法を提供することを目的とする。

本願発明者は、ガラス基板間に合紙を介装した際に、ガラス基板の表面に合紙によるキズが発生する原因を検討した。そして、キズの発生原因は、合紙に含有する異物の大きさに相関関係があることをつきとめ、所定の大きさ以下の大きさの異物が含有した合紙であれば、キズの問題が解消することを実験により確認した。また、異物は、紙の原料であるパルプを希釈するために用いる水（井戸水、地下水、河川）に含有した微細な砂利、鉱物等であることも確認した。すなわち、そのときに採取した水の品質により、合紙の品質が異なることを確認した。

そこで、製紙工程の抄紙工程において、製造された紙の一部を採取し、該採取した紙に含有される異物の大きさを検査し、前記抄紙工程を経て製造された紙を、前記異物の大きさが所定の大きさ、又は所定の大きさを越える事を基準に分別管理する。

抄紙工程において、製造された紙（湿紙）の一部を採取し、採取した紙に含有される異物の大きさを測定手段によって検査し、この検査結果に基づいて、その抄紙工程を経て製造された紙を品質別、すなわち、異物に関し特定の大きさをしきい値として分別する。これにより、本発明によれば、ガラス基板の保管用合紙及び／又は搬送用合紙として使用する場合に、ガラス基板にキズを発生させない良好な合紙と、キズを発生させる合紙とを製造時に判別して管理することが可能となる。異物検査用に採取される紙は、原料として再利用されるが、異物検査は原料に戻す工程で連続的にモニターできる。これにより、紙の生産効率に影響は与えない。
本発明は、前記目的を達成するために、合紙に含有される異物の大きさが２００μｍ以下であるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の保管用合紙及び／又は搬送用合紙は、製紙工程の抄紙工程において、製造された紙の耳部を採取し、該採取した耳部に含有される異物の大きさを検査し、前記抄紙工程を経て製造された紙を、前記異物の大きさが２００μｍ以下である事を基準に分別管理することを特徴とする紙の品質管理方法を提供する。
前記合紙においては、製紙工程の抄紙工程において、製造された紙の耳部を採取し、該採取した耳部に含有される異物の大きさを検査し、前記抄紙工程を経て製造された紙を、前記異物の大きさが２００μｍ以下である事を基準に分別管理することが好ましい。

なお、特開２００３−２１３５８５号公報には、抄紙機のワイヤと接して走行される湿紙（紙）の走行ラインを挟んでビデオカメラと発光装置とを対向配置し、ビデオカメラにより湿紙を静止二次元画像として取り込み、この静止二次元画像を画像処理装置によって処理し、濃淡変動の低周波ノイズ成分、濃淡変動の周期的な高周波ノイズ成分を除去することにより湿紙の品質（地合、異物）を解析する品質管理方法が提案されている。しかしながら、この品質管理方法は、走行する湿紙に基づいて解析を行うものなので、地合であれば解析可能であるが、ガラス基板にキズをつけるような微小な異物の大きさまで解析することは困難であり現実的ではない。

本発明は、前記検査が前記採取した紙を水又は紙原料液に浸漬させて紙を原料に戻して異物を分離し、分離した異物の大きさを測定手段によって測定する方法であることを特徴とする。

本発明の異物検査方法は、採取した紙を水又は紙原料液に浸漬させて紙を原料に戻して異物を分離し、分離した異物の大きさを検査手段、例えば顕微鏡で測定する。例えば、採取した紙を容器に入れて水又は紙原料液に浸漬させて、紙を原料に戻し容器からオーバーフローさせると、異物はその重さから容器の底部に沈降する。容器から水を排出する際に、フィルタを通すことによって、フィルタを介して異物を採取することができ、この状態で顕微鏡にて検査できる。これにより、異物の大きさを確実に測定することができる。

本発明は、前記紙の品質管理方法により品質管理をされる、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板の保管用合紙及び／又は搬送用合紙の製造方法を提供する。

本発明によれば、ＦＰＤ用ガラス基板の保管用及び／又は搬送用の合紙として使用する場合には、紙に含有される異物の大きさが所定の大きさを超えた合紙はガラス基板にキズを発生させるという実験結果に基づき、採取した紙に含有される異物の大きさが所定の大きさ以下である紙を、ＦＰＤ用ガラス基板の保管用合紙及び／又は搬送用合紙として管理する。これにより、ＦＰＤ用ガラス基板の保管用合紙及び／又は搬送用合紙として使用する場合に、キズを発生させない合紙と、キズを発生させる合紙とを製造時に判別して管理することができ、前者の合紙を選択使用することにより、キズの発生を未然に防止することができる。

本発明の紙の品質管理方法、並びにフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の保管用合紙及び／又は搬送用合紙の製造方法によれば、ガラス基板の保管用合紙及び／又は搬送用合紙として使用する場合に、ガラス基板にキズを発生させない良好な合紙と、キズを発生させる合紙とを製造時に判別して管理することができ、その良好な合紙を選択使用することができる。

以下、添付図面に従って本発明に係る紙の品質管理方法、並びにフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の保管用合紙及び／又は搬送用合紙の製造方法の好ましい実施の形態について詳説する。

図１、図２には、製紙装置の抄紙機１０の構成が示されている。図１に示すように、ヘッドボックス１２から吹き出された紙原料液（パルプを水で希釈した液体）は、ワイヤパート１４に設置された下ワイヤ１６に供給され、その後、下ワイヤ１６と上ワイヤ１８とによって挟み込まれることにより脱水されて湿紙（紙）となる。なお、下ワイヤ１６の上方には、湿紙の耳部Ｐを湿紙の本体から切除するウォータジェットノズル（不図示）が配置され、ウォータジェットノズルによって切除された湿紙の耳部Ｐが、このロットで製造される紙の品質管理用検査試料として使用される。紙の品質管理方法については後述する。

ワイヤパート１４の下ワイヤ１６と上ワイヤ１８は、無端状に形成された透過膜であり、プラスチック又は金属材料で作られた網、又は天然繊維、合成繊維からなるフェルトである。この下ワイヤ１６と上ワイヤ１８は、複数のローラに掛け渡されて閉プールに形成され、不図示のモータの動力を複数のローラの中の駆動ローラに伝達することにより所定の速度で周回移動されている。

前記脱水された湿紙は、ロールと毛布とによって構成されたプレスパート２０に搬送され、ここで更なる脱水とプレスとが同時に行われる。プレスパート２０を通過した湿紙は、複数本のローラによって構成されたドライヤーパート２２に搬送され、ドライヤーパート２２を通過中に約１２０℃の雰囲気で乾燥される。ドライヤーパート２２を通過して乾燥した紙は、図２のコーターパート２４に搬送されて紙の表裏面に塗料が塗布された後、カレンダーパート２６に搬送され、ここで紙の表裏面が平滑化される。平滑化された紙はリール２８に巻き取られ、ロール状となった紙は、ワインダー３０によって所定幅のロール３２、３２に小分けされるとともに、カッター３４によって所定サイズの矩形状紙３６に切断される。この矩形状紙３６がガラス基板の保管用合紙及び／又は搬送用合紙として使用される。

ここで、抄紙機１０による抄紙工程は、上述の如くワイヤパート１４による湿紙工程からカッター３４による裁断工程までの全工程を含み、紙に含有する異物の大きさを測定する測定工程は、前記抄紙工程中に行われるものである。この測定工程については後述する。

図３は、ガラス基板Ｇを積層して保管及び／又は搬送する梱包形態の一例を示した側面図（模式図）である。

図３に示す梱包用パレット４０は、基台４２と、この基台４２に立設された傾斜台４４とから構成され、傾斜台４４の傾斜面に複数枚のガラス基板Ｇが傾斜して立て掛けられるとともに、ガラス基板Ｇ間に合紙（矩形状紙）３６が介装される。

次に、ＦＰＤ用ガラス基板の合紙３６として良好な紙を選択使用するための紙の品質管理方法について説明する。本実施例ではＦＰＤ用ガラス基板の合紙として良好な紙を選択使用するための紙の品質管理方法について説明するが、本発明の対象ガラスはＦＰＤ基板に限定されず、保管や搬送中に生じるキズが問題となるガラスであれば適用できる。

基本的な紙の品質管理方法は、抄紙機１０において製造された紙の耳部Ｐをウォータジェットノズルによって切断してこれを採取し、耳部Ｐに含有される異物の大きさを検査・測定し、抄紙機１０を経て製造された紙３６を、異物の測定結果に基づき品質別に管理するものである。すなわち、耳部Ｐに含有される異物の大きさを測定し、ＦＰＤ用ガラス基板の保管用及び／又は搬送用に用いる場合に、ガラス基板Ｇにキズを発生させる異物の特定の大きさをしきい値として、ロット毎に紙３６を分別し管理する。

また、分別管理方法の例として、所定の設定時間内において、耳部Ｐを複数採取し、これらの耳部Ｐに含有される異物を測定し、その結果特定の大きさを超える異物が検出された際に、その設定時間内に抄紙機１０を通過した紙を、キズを発生させる合紙として他の紙（ガラス基板Ｇにキズを発生させない良好な合紙）と分別管理する方法がある。なお、耳部Ｐに含有される異物の大きさを測定する工程が前述の測定工程である。

この紙の品質管理方法によれば、ＦＰＤ用ガラス基板の保管用及び／又は搬送用に用いる場合に、ガラス基板Ｇにキズを発生させない良好な合紙と、キズを発生させる合紙とを製造時に判別して管理することが可能となる。

異物の検査方法について説明すると、採取した耳部Ｐを水又は紙原料液に浸漬させて耳部Ｐを紙の原料に戻し、異物を分離させて、分離した異物の大きさを顕微鏡（測定手段）にて検査・測定する。具体的には、図１に示すように、採取した耳部Ｐを容器５０に入れて水又は紙原料液５２に浸漬させて原料に戻し、容器５０からオーバーフローさせる。一方で異物は紙から分離され、その重さから容器５０の底部に沈降する。容器５０の底部にフィルタ５４を予め敷設しておけば、容器５０から水５２を排出する際に、フィルタ５４を通すことにより、フィルタ５４を介して異物を採取することができ、この状態で顕微鏡５６によって検査・測定する。これにより、異物の大きさを確実に測定することができる。

本実施の形態において、前述したしきい値、すなわち、ガラス基板Ｇにキズを発生させる異物の特定の大きさのしきい値は、実験により２００μｍであることを確認した。したがって、採取した耳部Ｐに含有される異物の大きさが２００μｍ以下の紙が、ＦＰＤ用ガラス基板Ｇの搬送用合紙として使用することができ、その合紙とそれ以外の紙とはロット毎に管理される。よって、その管理された合紙を選択使用することにより、ガラス基板Ｇのキズの発生を未然に防止することができる。なお、本実施の形態で製造される合紙の厚みは０．０６〜０．１ｍｍであり、FPD用ガラス基板Gは商品名ＡＮ１００、旭硝子株式会社製を用いた。

また、実施の形態では、しきい値を２００μｍとしたが、合紙の厚みが薄くなった場合やガラスの組成が変更になる場合には実験によりしきい値を決める必要がある。合紙は、例えば第６世代の大きさのFPD用ガラス基板Ｇの大きさと同程度（１５００ｍｍ×１８００ｍｍ）の大きさが必要であり、本発明の方法で、品質管理をした紙を製造できる。厚さも例えば、０．０１〜０．２ｍｍ程度のものを製造できる。また、紙の原料は古紙、バージンパルプ、これらの混合物であってもよい。さらにセルロース等を含有している原料を用いてもよい。

抄紙機の構成のうち前段側の構成を示した説明図 抄紙機の構成のうち後段側の構成を示した説明図 ＦＰＤ用ガラス基板の梱包形態の一例を示したパレットの側面図

符号の説明

１０…抄紙機、１２…ヘッドボックス、１４…ワイヤパート、１６…下ワイヤ、１８…上ワイヤ、２０…プレスパート、２２…ドライヤーパート、２４…コーターパート、２６…カレンダーパート、２８…リール、３０…ワインダー、３２…ロール、３４…カッター、３６…矩形状紙、４０…梱包用パレット、４２…基台、４４…傾斜台、５０…容器、５２…水又は紙原料液、５４…フィルタ、５６…顕微鏡、５８…サイクロン

Claims (3)

1. 合紙に含有される異物の大きさが２００μｍ以下であるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の保管用合紙及び／又は搬送用合紙は、製紙工程の抄紙工程において、製造された紙の耳部を採取し、該採取した耳部に含有される異物の大きさを検査し、前記抄紙工程を経て製造された紙を、前記異物の大きさが２００μｍ以下である事を基準に分別管理することを特徴とする紙の品質管理方法。
2. 前記検査が前記採取した紙を水又は紙原料液に浸漬させて紙を原料に戻して異物を分離し、分離した異物の大きさを測定手段によって測定する方法である請求項１に記載の紙の品質管理方法。
3. 請求項１又は２に記載の紙の品質管理方法により品質管理をされる、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板の保管用合紙及び／又は搬送用合紙の製造方法。

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