CN102076579A - 玻璃辊及玻璃辊的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种玻璃辊及玻璃辊的制造方法，从而在将玻璃膜卷绕成辊状的玻璃辊中，能够实现玻璃膜的最小卷绕半径的最佳化，且可靠地防止玻璃膜的静疲劳所引起的破坏，能够长期保存。将玻璃膜(2)卷绕成辊状的玻璃辊(1)构成为，在玻璃膜(2)的通过三点弯曲试验法得到的弯曲强度为σ、厚度为T、杨氏模量为E时，所述玻璃膜的最小卷绕半径R满足R≥(T/2)[(2.3/σ)×E-1]这样的关系。

Description

玻璃辊及玻璃辊的制造方法

技术领域

本发明涉及平板显示器或太阳能电池中使用的玻璃基板、或者有机EL照明中使用的玻璃罩等所使用的玻璃膜的捆包方式的改良技术。

背景技术

基于省空间化的观点，近年来，代替CRT型显示器，液晶显示器、等离子体显示器、有机EL显示器、场致发射显示器等平板显示器普及起来。对这些平板显示器要求进一步的薄型化。特别对有机EL显示器而言，要求易于通过折叠或卷绕来搬运，并且能够不仅用于平面还可以用于曲面，因此薄型化是不可或缺的。

另外，能够不仅用于平面还可以用于曲面的要求不仅限于显示器，还期望在例如机动车的车身表面或建筑物的屋顶、柱、外壁等具有曲面的物体的表面形成太阳能电池、或者形成有机EL照明。

从而，对以平板显示器为代表的各种玻璃板而言，为了满足能够应对曲面的高挠性而要求进一步的薄壁化，例如，如专利文献1所公开的那样，开发出200μm以下的厚度的呈膜状的薄板玻璃。

另一方面，从确保挠性的观点出发，考虑使用树脂膜作为玻璃板的替代物。然而，树脂膜与玻璃板相比，存在气体的屏蔽性差这一问题。在制成有机EL显示器时，使用的发光体与氧气或水蒸气等气体接触而产生劣化，因此不能使用屏蔽性低的树脂膜作为玻璃板的替代物。另外，从同样的理由出发，在有机EL显示器以外的其他领域，多数情况也不能使用树脂膜作用玻璃板的替代物。从而，实际情况下，从这样的确保屏蔽性的观点出发，玻璃板的薄壁化的重要性进一步增加。

然而，若玻璃板被薄壁化至膜状而成为所谓的玻璃膜的状态，则容易产生破损，因此输送等时的捆包方式成为一大课题。具体而言，作为通常的薄板玻璃的捆包方式，公知有在具有背面部的托盘上设置规定的角度、从而使玻璃板与保护片交替贴靠在托盘上而进行捆包的捆包方式(例如，参照专利文献2)、或者在托盘上水平地使玻璃基板与保护片交替堆叠而进行捆包的捆包方式(例如，参照专利文献3)，但将这样的捆包方式用于玻璃膜时会产生如下问题。

即，在采用前者的捆包方式的情况下，存在因玻璃膜的挠性而极难以贴靠状态维持姿势的问题。另外，即使假设能够贴靠，也会产生如下问题：由于玻璃膜被不当折弯、或在非常脆的玻璃膜的下端部产生应力集中，玻璃膜容易产生破损。

另一方面，在采用了后者的捆包方式的情况下，由于位于上方的玻璃膜的全部载荷作用到位于下方的玻璃膜上，因此存在位于下方的玻璃膜容易产生破损的问题。

此外，将玻璃膜以水平姿势沿上下方向层叠而进行捆包的情况下，例如像专利文献4所公开的那样，考虑了采用将各玻璃板沿上下方向隔开间隔而层叠的捆包方式。然而，在该捆包方式中，由于必须以将各玻璃板跨沿水平方向隔开间隔而并列排列的多个支承部件间的方式载置玻璃膜，因此不适于具有挠性的玻璃膜的捆包。即，由于玻璃膜具有挠性，因此以跨各支承部件间的方式载置存在困难，载置时复杂的作业加剧。另外，即使假设能够载置，也会由于仅由与支承部件接触的部分支承玻璃膜的全部载荷，在玻璃膜的支承部分产生应力集中而可能引起破损。进而，玻璃膜因自重而向下方挠曲，因此上方的玻璃膜与下方的玻璃膜直接接触，也可能会引起破损。

从而，作为玻璃膜的捆包方式，期望开发出与通常的薄板玻璃的捆包方式不同的适于玻璃膜的捆包方式。这其中，例如在专利文献5中公开了将由聚合物层覆盖了玻璃膜的一侧的表面整体的复合膜与中间层一起卷绕成辊状的新式捆包方式(以下称为玻璃辊)。这样的捆包方式着眼于玻璃膜的挠性，且具有实现省空间化等各种优点，因此作为适于玻璃膜的捆包方式而受到瞩目。

【专利文献1】日本特开2008-133174号公报

【专利文献2】日本特开2005-231657号公报

【专利文献3】日本特开2006-264786号公报

【专利文献4】日本特开2005-75433号公报

【专利文献5】日本特表2002-534305号公报

发明内容

然而，在玻璃辊的状态下，拉伸应力作用在玻璃膜的外表面。并且，随着朝向玻璃辊的内径侧，玻璃膜的卷绕半径变小而弯曲加剧，因此作用在玻璃膜的外表面的拉伸应力随着朝向玻璃辊的内径侧而变大。从而，玻璃辊中，作用在玻璃膜的卷绕半径最小的最内层的玻璃膜的外表面的拉伸应力最大。

另一方面，存在玻璃辊在例如一个月或这以上的长时间内不开捆，而在该状态下保管的情况。这种情况下，存在如下特性：在该保管期间，如上所述拉伸应力继续持续作用于玻璃膜，若一定的拉伸应力长时间持续作用于玻璃，则比较小的应力也会导致破坏(静疲劳所引起的破坏)。因此，在将玻璃膜以玻璃辊的状态捆包时，需要适当地管理玻璃膜的最小卷绕半径(是指在玻璃辊的状态下位于最内层的玻璃膜的卷绕半径，下同)，以防因作用于玻璃膜的拉伸应力而产生静疲劳所引起的破坏。

然而，在专利文献5中丝毫没有提及上述方面，可以说在采用玻璃辊作为玻璃膜的捆包方式上依然存在改良的余地。

鉴于以上的实际情况，本发明的技术课题在于在将玻璃膜卷绕成辊状的玻璃辊中，实现玻璃膜的最小卷绕半径的最佳化，且可靠地防止玻璃膜的静疲劳所引起的破坏，能够长期保存。

通常，在将玻璃膜以玻璃辊的状态捆包的情况下，在玻璃膜的最小卷绕半径(mm)为R、玻璃膜的厚度(mm)为T、玻璃膜的杨氏模量(Pa)为E时，作用在玻璃辊的外表面的最大拉伸应力的值σ₀(Pa)由下式表示。

【式1】

${\mathrm{\σ}}_0=\frac{E\frac{T}{2}}{R+\frac{T}{2}}$

然而，实际情况是，无法定量评价何种程度的拉伸强度作用时才会对玻璃膜产生静疲劳所引起的破坏。因此，本发明人等反复仔细研究的结果是，发现玻璃膜的静疲劳强度(不产生静疲劳所引起的破坏的上限的强度)与玻璃膜的通过三点弯曲试验法得到的弯曲强度之间存在一定的关系。即，认识到通过研究该弯曲强度能够定量地评价玻璃膜的静疲劳强度。

经过如上那样的思考过程，为了解决上述技术的课题而提出的本发明提供一种玻璃辊，其是玻璃膜卷绕成辊状而成的，所述玻璃辊的特征在于，在所述玻璃膜的通过三点弯曲试验法得到的弯曲强度为σ、厚度为T、杨氏模量为E时，所述玻璃膜的最小卷绕半径R满足以下的式2：

【式2】

$R\≥\frac{T}{2}(\frac{2.3}{\mathrm{\σ}}E-1)$

即，基于上述见解，本发明人等认识到：若通过三点弯曲强度试验法得到的弯曲强度σ为由上述的式1导出的拉伸应力σ₀的2.3倍以上(σ≥2.3σ₀)，则不会因该拉伸应力而导致静疲劳所引起的破坏。从而，使用这样的σ₀与σ的关系来表示式1，得到上述的式2。其结果是，利用三点弯曲强度试验法所得到的弯曲强度，简单且可靠地管理最小卷绕半径R，从而能够可靠地防止玻璃膜的静疲劳所引起的破坏。需要说明的是，在上述的式2中，没有限定最小卷绕半径R的上限值的理由在于，随着半径变大作用于玻璃膜的拉伸应力变小，因此从防止玻璃膜的静疲劳所引起的破坏的观点出发，即使要限定最小卷绕半径R的下限值，也不会去限定最小卷绕半径R的上限值。附带说一下，最小卷绕半径R的上限值主要由收容玻璃辊的容器的尺寸等外部主要因素来适当确定。

以上述结构为基础，优选所述玻璃膜的厚度为1μm以上200μm以下。

这样，能够对玻璃膜赋予适度的挠性，从上述式2明确可知，能够减小玻璃膜的最小卷绕半径。从而，能够实现玻璃辊整体的小型化，或者，在对玻璃辊的最外径的尺寸存在制约的情况下，也能够增加玻璃膜的卷数而实现输送效率的提高。

以上述结构为基础，优选所述玻璃膜的宽度方向两端面由利用激光割断而切断的切断面构成。

这样，玻璃膜的宽度方向两端面形成为由激光割断而切断的切断面，因此在玻璃膜的宽度方向两端面不易因微小的龟裂(例如，微观裂缝)等破损而产生缺陷。换言之，由激光割断而形成的玻璃膜的宽度方向两端面成为平滑的高强度断面。从而，能够提高玻璃膜的三点弯曲强度，因此能够有助于减小最小卷绕半径R、甚至玻璃辊的紧凑化等。另外，激光割断利用激光的照射热及制冷剂的冷却而产生热应力来切断玻璃膜，因此不需要像熔断玻璃膜的情况那样加热至高温。从而，只要利用激光割断，就不会产生如下等不良情况：切断面熔化而变得比较厚，或者因切断时的热而在玻璃膜中产生不当的应变。

以上述结构为基础，所述玻璃膜以与保护片重叠的状态呈辊状卷绕。

这样，能够在玻璃辊的状态下抑制玻璃膜彼此接触而产生刮痕或破损这样的事态。

以上述结构为基础，优选所述玻璃膜通过下拉法成形。

这样，利用浮法成形玻璃膜的情况下，具有如下优点：玻璃膜的表面没有被锡等污染，因此可以直接使用未研磨面作为玻璃膜的表面。玻璃辊以厚度薄的玻璃膜为对象，因此能够直接使用未研磨面这一优点在降低玻璃膜的破损风险方面非常有利。需要说明的是，下拉法已知有狭缝下拉法(slot downdraw)、溢流下拉法、多级拉法等，但从确保玻璃膜表面的平滑性的观点出发，优选采用溢流下拉法或多级拉法。

为了解决上述课题而作成的本发明提供一种将玻璃膜卷绕成辊状的玻璃辊的制造方法，其特征在于，以如下方式卷绕玻璃膜：在所述玻璃膜的通过三点弯曲试验法得到的弯曲强度为σ、厚度为T、杨氏模量为E时，所述玻璃膜的最小卷绕半径R满足上述的式2。

根据这样的方法，能够享有与上述同样的作用效果。

发明效果

如上所述，根据本发明，基于通过三点弯曲试验法得到的弯曲强度设定玻璃膜的最小卷绕半径，因此能够在玻璃辊的状态下可靠地抑制在玻璃膜中产生静疲劳所引起的破坏的事态。从而，能够可靠地制作而提供可长期保存的玻璃膜。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的玻璃辊的立体图。

图2是用于说明利用激光割断来切断玻璃膜的工序的图。

图3是表示用于制造第一实施方式所涉及的玻璃辊的制造装置的纵剖面图。

图4(a)是利用图3所示的制造装置在玻璃膜的宽度方向上切断的工序的图，表示该切断工序的初始阶段的状态。

图4(b)是用于说明利用图3所示的制造装置在玻璃膜的宽度方向上切断的工序的图，表示该切断工序的中间阶段的状态。

图4(c)是利用图3所示的制造装置在玻璃膜的宽度方向上切断的工序的图，表示该切断工序的最后阶段的状态。

图5(a)是表示本发明的第二实施方式所涉及的玻璃辊的主要部分的纵剖面图，表示在卷芯的保持部保持玻璃膜与保护片的形态。

图5(b)是表示本发明的第二实施方式所涉及的玻璃辊的主要部分的纵剖面图，表示在卷芯的保持部仅保持玻璃膜的形态。

图6是表示本发明的第三实施方式所涉及的玻璃辊中使用的卷芯的纵剖面图。

图7是表示本发明的第四实施方式所涉及的玻璃辊的立体图。

图8是表示本发明的第五实施方式所涉及的玻璃辊的立体图。

图9是表示本发明的第六实施方式所涉及的玻璃辊的立体图。

图10是表示本发明的第七实施方式所涉及的玻璃辊的立体图。

图11是本发明所涉及的玻璃辊的处理方法的侧视图。

图12是表示本发明所涉及的玻璃辊的其他处理方法的侧视图。

图13是表示对表面实施了压花加工的保护片的纵剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的玻璃辊的整体结构的立体图。该玻璃辊1通过将玻璃膜2以与保护片3重叠的状态在卷芯4的周围卷绕成辊状而成。此外，卷芯4可以适当省略。具体而言，可以在卷芯4上将玻璃膜2卷绕成辊状后，从中心拔出卷芯4，这种情况下，能够维持牢固地卷绕有玻璃膜2的状态，同时实现玻璃辊1整体的轻量化。

玻璃膜2通过溢流下拉法而成形，厚度为1μm～700μm。需要说明的是，优选玻璃膜2的厚度的下限值为10μm以上，优选上限值为200μm以下。作为玻璃膜2的玻璃组成，可以使用二氧化硅玻璃或硼硅酸玻璃等硅酸盐玻璃等各种玻璃组成，但优选无碱性玻璃。原因在于，玻璃膜2中含有碱性成分时，产生所谓的出碱现象而结构性地变粗，在使玻璃膜2弯曲时，可能因时效劣化而从结构性地变粗的部分产生破损。需要说明的是，这里所说的无碱性玻璃是指实质上不含有碱性成分的玻璃，具体而言，是指碱金属氧化物为1000ppm以下(优选为500ppm以下，更优选为300ppm以下)。

保护片3用于在卷绕玻璃膜2时防止玻璃膜2彼此接触而导致产生刮痕，并且在对玻璃辊1施加外压时吸收该外压。优选保护片3的厚度为10μm～2000μm。卷绕玻璃膜2来制作玻璃辊1时，玻璃膜2的温度依然可能超过50℃，因此需要保护片3具有在100℃前后不引起软化等变质的耐热性。优选保护片3的宽度方向尺寸比玻璃膜2的宽度方向尺寸大，在玻璃辊1的状态下从玻璃膜2的宽度方向两侧超出。这样，能够以保护片3覆盖玻璃膜2的宽度方向两端面的方式保护玻璃膜2。

具体而言，作为保护片3，可以使用离聚物膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜，聚氯乙烯膜、聚偏氯乙烯膜、聚乙烯醇膜、聚丙烯膜、聚酯膜、聚碳酸酯膜、聚苯乙烯膜、聚丙烯腈膜、乙烯醋酸乙烯酯共聚物膜、乙烯—乙烯醇共聚物膜、乙烯—甲基丙烯酸共聚物膜、尼龙膜(聚酰胺膜)、聚酰亚胺膜、玻璃纸等树脂制缓冲件、日本纸、无纺布等。作为保护片3可以使用聚乙烯发泡树脂制片，由于能够吸收冲击且对拉伸应力的强度高因此优选。另一方面，若在这些树脂膜中分散二氧化硅等而使保护片3与玻璃的滑动性良好，则能够利用该滑动吸收因重叠卷绕玻璃膜2与保护片3而产生的微小的直径的差所引起的卷绕长度的偏差，因此优选。

另外，优选对保护片3赋予导电性。原因在于，从玻璃辊1取出玻璃膜2时，不易在玻璃膜2与保护片3之间产生剥离带电，因此玻璃膜2与保护片3的剥离变得容易。详细而言，例如，在保护片3为树脂制的情况下，可以通过向保护片3中添加聚乙二醇等赋予导电性的成分来赋予导电性，在保护片3为日本纸的情况下，可以通过抄入导电性纤维而赋予导电性。另外，也可以通过在保护片3的表面形成ITO等导电膜而赋予导电性。

在该实施方式中，卷芯4呈中空的圆筒状，但也可以为实心的圆柱状。卷芯4的材质没有特别限定，可以使用例如铝合金、不锈钢、锰钢、碳素钢等金属、酚醛树脂、尿素树脂、密胺树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯、对苯二甲酸二烯丙酯树脂等的热固化性树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、AS树脂、ABS树脂、甲基丙烯酸树脂、氯乙烯等热塑性树脂、或者在上述热固化性树脂或热塑性树脂中混合玻璃纤维或炭素纤维等强化纤维而成的强化塑料、纸管等。其中，从强度确保的点出发，优选铝合金或强化塑料，从轻量化的观点出发，优选纸。需要说明的是，从防止在玻璃膜2的表面产生刮痕的观点出发，优选预先在卷芯4上将保护片3缠绕一周以上。

并且，在如上构成的玻璃辊1的状态下，以如下方式管理玻璃膜2的最小卷绕半径R。即，在玻璃膜2的通过三点弯曲试验法得到的弯曲强度(以下，简称为弯曲强度)σ、厚度为T、杨氏模量为E的情况下，以满足上述的式2的方式管理玻璃膜2的最小卷绕半径(最内层的玻璃膜2的卷绕半径)R。

这样，在玻璃辊1的状态下，能够可靠地防止因作用在玻璃膜2的外表面的拉伸应力而导致玻璃膜2产生静疲劳所引起的破坏这样的事态，能够长期保存。并且，由三点弯曲试验法进行的弯曲强度的测定与实际上至产生静疲劳所引起的破坏为止的时间相比，在极短的时间内完成，因此能够立刻导出最小卷绕半径R。需要说明的是，玻璃膜2的最小卷绕半径R满足上述的式2即可，因此方便起见，也可以使与玻璃膜2的最小卷绕半径R相等或小于玻璃膜2的最小卷绕半径R的卷芯4的外径的半径满足上述的式2。

上述的式2基于如下见解：作用在玻璃膜2的外表面的最大拉伸应力为σ₀时，只要σ≥2.3σ₀的关系式成立，则不会在玻璃辊1的状态下的玻璃膜2中产生静疲劳所引起的破坏。该见解的依据基于实验性地研究了玻璃膜2的静疲劳强度与通过三点弯曲试验法得到的弯曲强度的关系性而得到的结果。以下，对玻璃膜2的静疲劳强度、弯曲强度详细进行说明。

首先，对静疲劳强度的测定进行说明。即，利用金刚石刀具在与玻璃膜2相同组成的厚度0.7mm及0.2mm的玻璃基板的表面形成划线，之后沿划线折断该玻璃基板，从而制成10mm×140mm的玻璃片。接下来，用规定的粗糙度的研磨纸对该玻璃片的端面和形成有划线的面的相反侧的表面的边界附近附加研磨痕而制成试验片。

然后，用设定成支点间距离120mm的支承部件从下方支承试验片，在该试验片的支承部的中间位置载置用于施加载荷的锤，使试验片向下方挠曲而赋予一定的拉伸应力。此时，预先制作多个试验片，仅改变锤的重量来对各试验片赋予拉伸应力。该状态下，在室温25℃、相对湿度50％的环境下，记录至各试验片破损为止的时间、载荷(锤的重量)。并且，经过三天后，根据没有在试验片产生破损的最大载荷求解作用于玻璃片的拉伸应力，将该拉伸应力作为静疲劳强度。这里，设定为经过三天后的原因在于，即使延长这以上的经过时间，静疲劳强度也不会产生大的变化。即，经过三天后与经过例如1个月后相比，静疲劳强度几乎没有变化。

接下来，对通过三点弯曲试验法进行的弯曲强度的测定进行说明。与静疲劳强度的测定同样，使用金刚石刀具折断与玻璃膜2相同组成的厚度0.7mm及0.2mm的玻璃基板，制作15mm×85mm的玻璃片。接下来，用与静疲劳强度的测定中使用的研磨纸相同粗糙度的研磨纸同样对该玻璃片附加研磨痕而制成试验片。并且，将该试验片在支点间距离40mm、十字头下降速度0.5mm/分的条件下进行三点弯曲试验，测定试验片破损时的强度，并且将韦布尔概率分布的累积故障率50％的强度作为各试验片的弯曲强度。

以上的各实施例所涉及的试验片的诸条件如下。

1.实施例1

(1)静疲劳强度的测定用的试验片

尺寸：厚度0.7mm×纵10mm×横140mm

端面的研磨纸的研磨粒度号：#150

(2)三点弯曲强度的测定用的试验片

尺寸：厚度0.7mm×纵15mm×横85mm

端面的研磨纸的研磨粒度号：#150

2.实施例2

(1)静疲劳强度的测定用的试验片

尺寸：厚度0.7mm×纵10mm×横140mm

端面的研磨纸的研磨粒度号：#320

(2)三点弯曲强度的测定用的试验片

尺寸：厚度0.7mm×纵15mm×横85mm

端面的研磨纸的研磨粒度号：#320

3.实施例3

(1)静疲劳强度的测定用的试验片

尺寸：厚度0.7mm×纵10mm×横140mm

端面的研磨纸的研磨粒度号：#600

(2)三点弯曲强度的测定用的试验片

尺寸：厚度0.7mm×纵15mm×横85mm

端面的研磨纸的研磨粒度号：#600

4.实施例4

(1)静疲劳强度的测定用的试验片

尺寸：厚度0.7mm×纵10mm×横140mm

端面的研磨纸的研磨粒度号：#1000

(2)三点弯曲强度的测定用的试验片

尺寸：厚度0.7mm×纵15mm×横85mm

端面的研磨纸的研磨粒度号：#1000

5.实施例5

(1)静疲劳强度的测定用的试验片

尺寸：厚度0.2mm×纵10mm×横140mm

端面的研磨纸的研磨粒度号：#1000

(2)三点弯曲强度的测定用的试验片

尺寸：厚度0.2mm×纵15mm×横85mm

端面的研磨纸的研磨粒度号：#1000

需要说明的是，在各实施例中，用规定的粗糙度的研磨纸附加研磨痕的理由是，在同一实施例中，使形成在端面的微小刮痕的尺寸一致成同一程度，能够抑制强度数据的偏差。即，静疲劳强度、弯曲强度依赖于在玻璃端面存在的微小刮痕的尺寸，因此通过有意地用规定的粗糙度的研磨纸施加研磨痕，能够提高强度数据的可靠性。

在以上的条件下进行的静疲劳强度、通过三点弯曲试验法得到的弯曲强度的结果如下表1所示。

【表1】

根据上述的表1的静疲劳强度与弯曲强度之比也能够确认到，为了得到所期望的静疲劳强度，只要弯曲强度至少是静疲劳强度的2.3倍即可。需要说明的是，实施例1～4是使用了厚度0.7mm及0.2mm的试验片的结果，由于静疲劳强度及弯曲强度是不依赖于厚度的值，因此，即使试验片的厚度变化也不会导致该关系发生变化。

具体而言，将厚度0.7mm的作为无碱性玻璃的玻璃膜2(杨氏模量：70GPa)缠绕在直径1m的卷芯4上时，只要该玻璃膜2的弯曲强度为24.5MPa(由式1求出的σ₀)×2.3＝56.35MPa，则不会在玻璃辊1的状态下玻璃膜2中产生静疲劳所引起的破坏。换言之，玻璃膜2的弯曲强度为56.35MPa时，将卷芯4的直径设定为1m(严格来说，将玻璃膜2的最小卷绕半径R设为50cm)以上为好。

另外，同样地，在将厚度0.1mm的玻璃膜2缠绕在直径75mm的卷芯4上时，只要该玻璃膜2的弯曲强度为92.5MPa(由式1求出的σ₀)×2.3＝212.75MPa以上，则能够防止静疲劳所引起的破坏的产生。换言之，玻璃膜2的弯曲强度为212.75MPa时，将卷芯4的直径设定为75mm(严格来说，将玻璃膜2的最小卷绕半径R设为37.5mm)以上为好。

进而，从提高玻璃膜2的弯曲强度的观点出发，优选玻璃膜2的端面(至少宽度方向两端面)由激光割断而成的切断面构成。这里，如图2所示，激光割断为如下方法：扫描由未图示的激光的照射热形成的加热点W后，扫描由从未图示的冷却机构供给的冷却制冷剂(例如水等)形成的冷却点X而冷却被加热了的部位，因此时产生的热应力使预先形成在玻璃膜2的端面等的初期裂纹Y伸展，而形成割断线Z，沿该割断线Z切断玻璃膜2。这样，只要玻璃膜2的端面由激光割断而形成的切断面构成，就能够将玻璃膜2的端面形成为没有微小的龟裂等缺陷的平滑的高强度断面。从而，能够有助于玻璃膜2的弯曲强度的提高。需要说明的是，如后所述，在将玻璃膜2向下游侧输送并同时对玻璃膜2的宽度方向两端部实施激光割断时，在固定了激光所形成的加热点W及冷却机构所形成的冷却点X的状态下，使玻璃膜2向下游侧移动，由此能够沿玻璃膜2的表面扫描加热点W及冷却点X。

另外，实际上，对具有利用金刚石刀具折断的端面的试验片(实施例6、实施例7)、和具有激光割断而成的端面的试验片(实施例8)分别进行三点弯曲强度试验来测定弯曲强度，从而确认了激光割断的优越性。需要说明的是，在利用金刚石刀具折断的端面，刻设划线的部分与实际上折断的部分在面的性状上不同，因此在实施例6中，以拉伸应力作用在形成有划线的一侧的面上的方式进行三点弯曲强度试验，在实施例7中，以拉伸应力作用在与形成有划线的一侧相反侧的面上的方式进行三点弯曲强度试验。这些结果如下表2所示。需要说明的是，实施例6～8的试验片是从与玻璃膜2相同组成的同一玻璃基板制作而成的，其厚度和尺寸为厚度0.7mm×宽度15mm×长度85mm。另外，弯曲强度根据上述定义，设定为韦布尔概率分布的累积故障率50％的强度。

【表2】

	实施例6	实施例7	实施例8
				弯曲强度(MPa)	149	232	656
最小卷绕半径(mm)	377.8	253.1	85.5

从上述的表2可以确认，在具有激光割断而成的端面的实施例8中，弯曲强度最高。需要说明的是，比较利用金刚石刀具折断的实施例6与实施例7，可以确认，将玻璃膜2卷绕成与形成有划线的一侧相反侧的面位于外表面侧(与卷芯4侧相反侧的面，成为凸曲面的一侧)的情况更能够提高弯曲强度。

另外，如上述的表2所示，可以确认，若利用激光割断，则与利用金刚石刀具折断的情况相比，能够将由式2得到的最小卷绕半径R减小至大约三分之一以下。需要说明的是，在表2中，将玻璃膜2的厚度设为0.7mm、杨氏模量设为70GPa，算出最小卷绕半径R。

接下来，对如上构成的玻璃辊的制造装置及其动作进行说明。

如图3所示，玻璃辊的制造装置5利用溢流下拉法成形玻璃膜2，从上游侧按顺序具备成形区域6、渐冷区域(退火炉)7、冷却区域8及加工区域9。

在成形区域6配置有具有楔状的截面形状的成形体10，使向该成形体10供给的熔融玻璃从顶部溢出并且在该成形体10的下端部融合，从而由熔融玻璃成形玻璃膜2。

在渐冷区域7，将玻璃膜2逐渐冷却并同时除去其残留应变(退火处理)，在冷却区域8，对渐冷后的玻璃膜2充分地冷却。在渐冷区域7和冷却区域8配置有将玻璃膜2向下方引导的多个辊11。此外，最上部的辊11作为冷却玻璃膜2的宽度方向两端部的冷却辊而发挥作用。

在加工区域9配置有将玻璃膜2的宽度方向两端部(因与冷却辊的接触而变得相对地比中央部壁厚的耳部)沿输送方向切断(Y切断)的切断机构12。该切断机构12可以如下所述：利用金刚石刀具形成划线，并且将玻璃膜2的宽度方向两端部向宽度方向外侧拉拽，由此沿划线切断宽度方向两端部(耳部)，但从实现端面的强度提高的观点出发，优选如图2所示，利用激光割断来切断玻璃膜2的宽度方向两端部的机构。这种情况下，优选由激光割断切断而成的玻璃膜2的宽度方向两端面的算术平均粗糙度Ra(依据JIS B0601：2001)为0.1μm以下(优选0.05μm以下)。

另外，在加工区域9配置有作为卷绕辊而发挥功能的卷芯4，在该卷芯4上卷绕宽度方向两端部(耳部)被切断了的玻璃膜2，从而制造玻璃辊1。此时，从保护片辊13顺次供给保护片3，以在玻璃膜2的外表面侧重叠有保护片3的状态卷绕于卷芯4。详细而言，从保护片辊13抽出保护片3，在玻璃膜2的外表面侧重叠保护片3，沿着卷芯4的表面将玻璃膜2和保护片3卷绕成辊状。然后，在将玻璃膜2卷绕至规定的辊外径后，利用未图示的切断机构沿宽度方向仅切断(X切断)玻璃膜2。之后，将该切断了的玻璃膜2卷绕至最后并且仅将保护片3再卷绕一周以上，切断保护片3。通过这样一系列的动作完成玻璃辊1的制造。

这种情况下，玻璃辊1的最外层由保护片3构成，但从保护玻璃膜2的观点出发，优选在卷芯4上预先缠绕保护片3，玻璃辊1的最内层也由保护片3构成。

另外，如上所述，在玻璃膜2的外表面侧重叠保护片3而卷绕玻璃膜2和保护片3时，在达到规定的辊外径的阶段，可以同时切断玻璃膜2和保护片3。换言之，保护片3通常卷绕成位于玻璃膜2的外表面侧，因此即使不将保护片3过量卷绕，也能够由保护片3构成玻璃辊1的最外层。

此外，也可以在玻璃膜2的内表面侧(卷芯4侧的面，成为凹曲面侧的面)重叠保护片3的状态下，将玻璃膜2和保护片3卷绕成辊状。这种情况下，优选在达到规定的辊外径的阶段，沿宽度方向仅切断玻璃膜2而将切断了的玻璃膜2卷绕至最后，其后直接将保护片3再卷绕一周以上，切断保护片3。

在加工区域9，在将玻璃膜2卷绕在卷芯4上时，以玻璃膜2的最小卷绕半径R满足上述的式2为条件卷绕玻璃膜2。由此，能够实现玻璃膜2的最小卷绕半径R的最佳化，防止在卷绕玻璃膜2而形成的玻璃辊1中产生静疲劳所引起的破坏。具体而言，适当地取出在同一制造条件下制造出的玻璃膜2，并且将这些取出的玻璃膜2作为试验片进行三点弯曲试验来测定弯曲强度。然后，根据该弯曲强度由式2确定玻璃膜2的最小卷绕半径R。需要说明的是，只要维持在同一制造条件，即使不对该制造条件下制造出的其他玻璃膜2重新进行三点弯曲强度试验，该同一条件下制造出的玻璃膜2也表现出大致相同程度的弯曲强度。从而，只要同一条件下制造出其他玻璃膜2也以同一最小卷绕半径R以上卷绕，就能够防止事后在玻璃辊1产生静疲劳所引起的破坏，能够长期保存。

玻璃膜2因为薄而富有挠性，因此难以用通常的方法沿宽度方向折断，优选采用图4(a)～(c)所示的方法进行宽度方向的折断。即，如该图(a)所示，玻璃膜2在由切断机构14向宽度方向形成划线15后被直接输送，划线15通过切断前辊16。之后，该图(b)所示，切断后辊17的旋转速度与玻璃辊1的卷绕速度落后于切断前辊16的旋转速度，且由未图示的驱动机构使切断辊18从输送线路上升，由此将挠曲了的玻璃膜2的划线15的形成部分向上方抬起而使其弯曲，利用此时产生的应力集中进行折断。之后，使切断辊18下降，如该图(c)所示，切断后端部通过切断后辊17后，提高玻璃辊1的卷绕速度，完成卷绕并同时进行玻璃辊1和卷芯4的更换，之后连续地进行处理。需要说明的是，也可以利用上述的激光割断来进行玻璃膜2的宽度方向的切断。

图5(a)、(b)是表示本发明的第二实施方式所涉及的玻璃辊的主要部分的图。该第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于，在卷芯4上设有保持玻璃膜2的端部的保持槽19这一点。将玻璃膜2开始卷绕在卷芯4上时，存在如下情况：难以使玻璃膜2的端部沿着卷芯4，若强行使玻璃膜2的端部沿着卷芯4，则会对与开始卷绕的部分相当的玻璃膜2的端部施加不当的应力，导致破损，设置保持槽19的话能够消除这样的事态。详细而言，如该图(a)所示，在将保护片3折回而覆盖玻璃膜2的端部的状态下同时将保护片3和玻璃膜2插入保持槽19中，之后开始玻璃膜2的卷绕，如该图(b)所示，在保持槽19由缓冲件20形成的情况下，仅插入玻璃膜2而开始卷绕，由此能够顺利地开始玻璃膜2的卷绕。

图6是表示本发明的第三实施方式所涉及的玻璃辊中使用的卷芯的侧视图。该第三实施方式所涉及的卷芯4与第一～二的实施方式所涉及的卷芯4的不同之处在于，容易从玻璃辊1拆下卷芯4这一点。详细而言，卷芯4由内圆筒21与外圆筒22的同心二重圆状的套筒构成，在内圆筒21与外圆筒22之间夹设有弹性部件23。由此，通过将外圆筒22向中心方向按压，弹性部件23收缩而外圆筒22缩径，因此能够容易地从玻璃辊1拆下卷芯4。需要说明的是，代替在内圆筒21与外圆筒22之间夹设弹性部件23，采用如下结构也能够享有同样的效果，即，通过密封内圆筒21与外圆筒22之间的空间并改变该内部空间的流体压力，由此使外圆筒22沿径向伸缩。

图7是表示本发明的第四实施方式所涉及的玻璃辊的立体图。该第四实施方式所涉及的玻璃辊1第一～三的实施方式所涉及的玻璃辊1的不同之处在于，由外装体24保护玻璃辊1的周围这一点。详细而言，将玻璃辊1收容在圆筒型的外装体24的内部，并将内部的气体置换成洁净的气体。由此，能够维持玻璃膜2的洁净性。从而，即使用于液晶显示器或有机EL显示器等的显示器用玻璃基板等要求没有灰尘等附着的高洁净性的用途，也能够提高满足该要求的玻璃膜2。此外，也可以在洁净室内，将平板上的盖体凿密紧固于收容有玻璃辊1的筒体，而密封成罐头状，由此确保玻璃膜2的洁净性。另外，也可以在洁净室内用收缩膜包装玻璃辊1，由此维持洁净的状态。

图8是表示本发明的第五实施方式所涉及的玻璃辊的立体图。该第五实施方式所涉及的玻璃辊1与第一～四实施方式所涉及的玻璃辊1的不同之处在于，设有将玻璃辊1以横向姿势(图示例中为水平姿势)保持的台座25。详细而言，设置从卷芯4的两端突出的轴部26，并且由设置在台座25上的轴承27支承从卷芯4突出的轴部26，在该状态下玻璃辊1从台座25的上表面离开。这样，玻璃辊1的玻璃膜2不与台座25的上表面直接接触，因此能够防止像直接载置玻璃辊1的情况那样从载置面侧破损的事态。此外，优选将玻璃辊1载置于台座25后用未图示的捆包箱覆盖整体。原因在于，通过将捆包箱内部的气体置换成洁净的气体，由此能够维持洁净的状态。这种情况下，可以是各玻璃辊1单体具有捆包箱的方式，也可以是将多个玻璃辊1同时捆包在一个捆包箱中的方式。除此之外，在捆包箱内固定台座25且由起重机等悬吊玻璃辊1的轴部26，由此进行从捆包箱的取出送入，通过这样的方式，由于在输送时台座25被牢固地固定在捆包箱内，因此安全性优越。

图9是表示本发明的第六实施方式所涉及的玻璃辊立体图。该第六实施方式所涉及的玻璃辊1与第五实施方式所涉及的玻璃辊1的不同之处在于，在卷芯4的两端部设置凸缘28，玻璃膜2不直接与载置面接触这一点。需要说明的是，该图所例示的凸缘28的形状为圆形，但也可以为多边形状，这种情况下，能够防止载置于地板面时的玻璃辊1滚转的情况。另外，凸缘28也可以以能够拆装的方式安装于卷芯4。这种情况下，优选如下操作：卷绕、开卷时仅为卷芯4，而在输送或保管时安装用于保护玻璃膜2的凸缘28。进而，输送等时若玻璃膜2在卷芯4上错动，则玻璃膜2的端面与凸缘28接触而可能产生破损，因此优选保护片3的宽度比玻璃膜2的宽度宽。若保护片3的宽度宽，则即使玻璃膜2在卷芯4上错动，玻璃膜2的端面也难于与凸缘28直接接触，能够可靠地防止玻璃膜2的破损。需要说明的是，优选对凸缘28内表面也利用具有缓冲作用的部件进行保护。

图10是表示本发明的第七实施方式所涉及的玻璃辊的立体图。该第七实施方式所涉及的玻璃辊1与第五～六实施方式所涉及的玻璃辊1的不同之处在于，设有将玻璃辊1以纵向姿势(图示例中为垂直姿势)保持的台座29这一点。该台座29具有在其上表面朝上方竖立设置的柱状部30。并且，通过将该柱状部30插入玻璃辊1的卷芯4内，而将玻璃辊1以纵向姿势载置在台座29上。由此，输送时即使玻璃辊1摇晃，玻璃辊1也被柱状部30固定，因此能够防止因玻璃辊彼此碰撞而导致的玻璃膜2的破损。优选柱状部30与台座29能够拆装，由此能够容易地装入或卸下玻璃辊1。柱状部30以载置有玻璃辊1时玻璃辊1彼此不发生碰撞这种程度的间隔竖立设置。为了防止在输送中产生振动，也可以在玻璃辊1间填充缓冲件。优选在台座29设置叉车用的孔。另外，通过设置未图示的箱体，能够更严格地进行捆包。

需要说明的是，本发明并不限于上述实施方式，可以以各种方式实施。例如，可以由树脂制膜等保护玻璃膜2的端面。这种情况下，通过在从玻璃膜2的端面1～2cm起的区域中重叠树脂制膜并进行卷绕而制成玻璃辊1。进而，若使用粘接性的树脂制膜，则即使在玻璃膜2的端面产生裂纹，也能够防止裂纹伸展。另外，代替用树脂制膜保护玻璃膜2的端面，也可以在距端面1～2cm的区域涂敷保护膜。作为保护膜，可以使用例如聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚乙烯聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚硅氧烷、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、纤维素基材聚合物、环氧树脂、聚氨酯、酚醛树脂、密胺树脂、尿素树脂等。可以通过喷雾涂敷、辊等进行的涂敷、或者上述的树脂膜的粘贴等附加这些保护膜。

另外，也可以在玻璃膜2的卷绕开始时(始端)和卷绕结束时(终端)设置树脂制的膜。这样，利用树脂制的膜保护玻璃膜的始端和终端。因此，在从玻璃辊1直接把持玻璃膜2的始端或终端而将其向各种工序供给的情况下，也不会在玻璃膜2产生破损。树脂制的膜与玻璃膜2的始端部和终端部分别重叠1～2cm左右而设置后进行缠绕，制成玻璃辊1。树脂制的膜的长度并没有特别限定，例如，设定为玻璃辊1的外周一周量的长度。另外，优选树脂制的膜具有粘接性，且弹性模量比玻璃膜2小。

另外，在图3中，例示了保护片辊13位于玻璃膜2的下方且向上方拉拽保护片3的方式，但也可以是保护片辊13位于玻璃膜2的上且向下方拉拽保护片3的方式。另外，在图3中例示了如下方式：将从成形部向大致铅垂下方输送来的玻璃膜2由支承辊从下方支承并同时使该玻璃膜2弯曲而变更成大致水平姿势，之后卷绕以该姿势输送的玻璃膜2，但也可以是将向大致铅垂方向下方输送来的玻璃膜2直接以该姿势卷绕的方式。

另外，在图3中，对从成形至卷绕这一连续进行的长条状物的卷绕方式进行了说明，但进行短条状物的卷绕时，也可以在预先按每规定长切断玻璃膜2后，通过成批处理对这些切断的多个玻璃膜2进行卷绕。另外，也可以将多个短条状物作为一个玻璃辊1进行卷绕。

另外，上述对将玻璃膜2通过溢流下拉法成形的情况进行了说明，但也可以通过狭缝下拉法、或多级拉法成形。

另外，在进行玻璃基板的清洗或干燥等处理时，对于现有的长方形状的玻璃基板而言，只能一张一张地独立输送，但在将玻璃膜2卷绕成辊状的玻璃辊1的状态下，能够进行辊对辊方式下的连续处理。例如，能够利用图11所示的方法通过辊对辊方式将清洗工序S1、干燥工序S2、除电工序S3连续起来而进行处理。由于玻璃膜2具有挠性，因此在清洗工序S1中，也能够使其浸渍在清洗槽中。在对本发明所涉及的玻璃辊1进行辊对辊方式的连续处理的情况下，如图12所示，优选在竖起玻璃辊1的状态下进行。玻璃膜2与树脂膜相比，刚性高，因此能够在将片竖起的状态下进行辊对辊方式。在竖起状态下进行时，清洗工序结束后脱水良好，另外，由于输送辊31与玻璃膜2的表面不接触，因此能够更可靠地防止刮痕的产生。此外，在图12的处理方法中，在玻璃膜2晃动的情况下，可以适当设置未图示的搬运辊来支承玻璃膜2的上方。

将此时清洗后的干燥不充分的玻璃辊1用于极其厌水的工序中的情况下，需要在使用前除去吸附在玻璃表面的水分，因此将玻璃辊1投入该工序前需要在辊状态下充分地干燥。这种情况下，如图13所示，优选使用通过实施压花加工等而在表面形成了凹凸的保护片3。原因在于，保护片3不与玻璃膜2整面接触因此通气性优越，更容易干燥。另外，对卷芯4而言，也优选通过设置孔、狭缝、或网眼而制成通气性优越的结构。除此之外，优选在卷芯4的中空部配置加热器，从卷芯4内部进行加热而使其干燥。干燥后，将玻璃辊1密封在例如图7所示的外装体24内，向内部投入干燥剂等，由此能够维持干燥状态。另外，也可以在玻璃辊1的端面设置片状干燥剂(例如硅胶含有片等)，并由防湿性膜(金属膜蒸镀膜等)覆盖。

【符号说明】

1 玻璃辊

2 玻璃膜

3 保护片

4 卷芯

6 成形区域

7 渐冷区域

8 冷却区域

9 加工区域

10 成形体

11 辊

12 切断机构(Y切断用)

13 保护片辊

14 切断机构(X切断用)

16 切断前辊

17 切断后辊

18 切断辊

Claims (6)

1.一种玻璃辊，其是玻璃膜卷绕成辊状而成的，其特征在于，

在所述玻璃膜的通过三点弯曲试验法得到的弯曲强度为σ、厚度为T、杨氏模量为E时，所述玻璃膜的最小卷绕半径R满足如下关系：

$R\≥\frac{T}{2}(\frac{2.3}{\mathrm{\σ}}E-1).$

2.根据权利要求1所述的玻璃辊，其中，

所述玻璃膜的厚度为1μm以上且200μm以下。

3.根据权利要求1或2所述的玻璃辊，其中，

所述玻璃膜的宽度方向两端面由利用激光割断而切断的切断面构成。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的玻璃辊，其中，

所述玻璃膜以与保护片重叠的状态呈辊状卷绕。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的玻璃辊，其中，

所述玻璃膜通过下拉法成形。

6.一种玻璃辊的制造方法，所述玻璃辊为玻璃膜卷绕成辊状而成的，所述玻璃辊的制造方法的特征在于，

以如下方式卷绕所述玻璃膜，即，在所述玻璃膜的通过三点弯曲试验法得到的弯曲强度为σ、厚度为T、杨氏模量为E时，所述玻璃膜的最小卷绕半径R满足如下关系：

$R\≥\frac{T}{2}(\frac{2.3}{\mathrm{\σ}}E-1).$

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