CN102985381A - 带状玻璃薄膜割断装置及带状玻璃薄膜割断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在使带状玻璃薄膜的至少单面(有效面)成为非接触的状态下，能够抑制波浪波及到割断带状玻璃薄膜的区域的带状玻璃薄膜割断装置及带状玻璃薄膜割断方法。带状玻璃薄膜割断装置(1)将带状玻璃薄膜(2)沿长度方向输送，并利用在带状玻璃薄膜(2)的沿着输送方向的割断预定线上实施局部加热和对该加热区域的冷却而产生的热应力，来将带状玻璃薄膜(2)沿着输送方向割断。割断装置(1)在比割断带状玻璃薄膜(2)的割断区域(R)靠输送方向的上游侧位置，通过输送器(3)对带状玻璃薄膜(2)的背面侧进行支承，并从吹拂器(5)向带状玻璃薄膜(2)的表面供给空气，由此将带状玻璃薄膜(2)向输送器(3)按压。

Description

带状玻璃薄膜割断装置及带状玻璃薄膜割断方法
技术领域
本发明涉及将在平板显示器、太阳能电池、有机EL照明等中使用的带状玻璃薄膜沿着其输送方向割断的技术。
背景技术
近些年，图像显示装置中，代表为液晶显示器、等离子显示器、有机EL显示器等的平板显示器(FPD)成为主流，并且，其轻量化不断进展。因此，对于FPD中使用的玻璃基板而言，薄板化(玻璃薄膜化)不断进展为现状。
另外，对于有机EL而言，还仅通过单色(例如白色)发光而利用作为屋内照明的平面光源。此种照明装置若其玻璃基板具有挠性，则能够使发光面自由地变形，因此对于该照明装置中使用的玻璃基板而言，为了确保充分的挠性，大幅的薄板化也不断进展。
薄板化到300μm以下的厚度的玻璃基板(玻璃薄膜)通常通过成形为带状玻璃薄膜后切断成规定的大小而得到。该带状玻璃薄膜由于具有即使卷到卷芯(芯部)上也不破裂的程度的挠性，因此能够卷绕成辊状而形成为玻璃辊。如此，当将带状玻璃薄膜卷绕成辊状时，能够通过辊对辊工序(在从一方的玻璃辊将带状玻璃薄膜放卷的同时对该玻璃薄膜实施各种处理，并将该带状玻璃薄膜卷绕到另一方的玻璃辊的工序)进行对带状玻璃薄膜的向规定宽度的切断处理或各种成膜处理，从而能够使显示器或照明装置的生产效率大幅提高。
投入到显示器或照明装置的生产设备(辊对辊工序)中的玻璃辊通过将带状玻璃薄膜的宽度方向两端的不需要部分(耳部)切断(一次切断处理)，并将其卷绕到芯部上而得到，其中，带状玻璃薄膜通过利用溢流下拉法或流孔下拉法将熔融的玻璃成形为薄板状而成(参照专利文献1)。另外，根据需要，通过上述的方法成形并卷绕而成的玻璃辊还投入到辊对辊工序中而被切断成所希望的宽度(二次切断处理)。
在此，在上述的一次切断处理及二次切断处理中例如使用基于激光割断的切断方法。该激光割断为如下这样的方法：沿着沿带状玻璃薄膜的输送方向延伸的割断预定线而进行基于激光的局部加热及对该加热区域的冷却，由此在所述带状玻璃薄膜上产生热应力，通过该热应力使在所述割断预定线的前端部形成的初始龟裂沿着该割断预定线进展，从而将带状玻璃薄膜连续地割断。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2010-132531号公报
【专利文献2】日本特开2000-109252号公报
【专利文献3】日本特开平8-175726号公报
【专利文献4】日本特开昭60-076318号公报
【发明的概要】
【发明要解决的课题】
然而，在上述的激光割断中，可能引起如下情况：在将带状玻璃薄膜连续地割断的中途，割断部的龟裂从割断预定线偏离而蜿蜒前进，从而带状玻璃薄膜的切断面(割断面)变得参差不齐，或者所述割断部的龟裂从割断预定线脱离而向带状玻璃薄膜的宽度方向进展。并且，还存在因该原因而带状玻璃薄膜的激光割断停止这样的问题。这是由于因以下的原因而在割断的区域中带状玻璃薄膜起波浪的缘故。
即，第一原因是，通过所述溢流下拉法或流孔下拉法使带状玻璃薄膜在其宽度方向或厚度方向上略微蜿蜒前进而形成，详细而言，俯视下在带状玻璃薄膜的长度方向上不是完全的直线状，而略微弯曲，或者侧视下不是完全地平坦，而在整个宽度或宽度方向的一部分区域起波浪等。另外，第二原因是，由输送装置的略微的不对准引起，详细而言，因引导辊的轴偏离或输送器的直进度的偏离等影响而在带状玻璃薄膜上产生皱纹。
这种情况下，若薄膜的材料为树脂等那样具有伸缩性的片状材料，则即使因上述任一种原因而产生歪斜或皱纹，通过施加适当的张力而进行输送，也会使外观上的歪斜或皱纹消失，从而能够使输送中的带状薄膜的波浪消失。然而，带状玻璃薄膜由于伸缩性极低，因此即使施加张力而进行输送，带状玻璃薄膜的外观上的歪斜或皱纹也不会消失，反而存在使带状玻璃薄膜的波浪恶化的情况。
例如图5A1所示，输送中的带状玻璃薄膜12在俯视下在带状玻璃薄膜的长度方向上不是完全的直线状，而发生弯曲，且如图5A2所示，在侧视下呈一直线状延伸的情况下，若如图5A1中箭头所示那样在输送方向上施加张力，则成为以下这样的形态。即，如图5B1所示，俯视下在带状玻璃薄膜12的长度中央部附近产生歪斜或皱纹，如图5B2所示，侧视下在带状玻璃薄膜12的长度中央部附近成为波浪12a而显现。
在此，作为使片材的皱纹展平的方法，提出有多种的皱纹延展辊、皱纹延展装置(参照专利文献2～4)，但都是仅用于消除进入到片材的宽度方向上的皱纹的装置，而没有对在带状玻璃薄膜输送中可能产生的进入到输送方向上的皱纹(波浪)进行延展的效果。
另外，还考虑有通过夹持辊夹持带状玻璃薄膜，来防止该带状玻璃薄膜的波浪波及到割断区域的方法，但这种情况下，带状玻璃薄膜的两面与夹持辊接触，从而存在带状玻璃薄膜的有效面(进行成膜等各种处理的面)上附着污垢或者产生损伤等问题。
发明内容
本发明鉴于上述情况，其技术的课题在于提供一种在使带状玻璃薄膜的至少单面(有效面)成为非接触的状态下，能够抑制波浪波及到割断带状玻璃薄膜的区域的带状玻璃薄膜割断装置及带状玻璃薄膜割断方法。
【用于解决课题的手段】
用于解决上述课题的本发明的带状玻璃薄膜割断装置将带状玻璃薄膜沿长度方向输送，并利用在该带状玻璃薄膜的沿着输送方向的割断预定线上实施局部加热和对该加热区域的冷却而产生的热应力，来将所述带状玻璃薄膜沿着输送方向割断，所述带状玻璃薄膜割断装置的特征在于，在比割断所述带状玻璃薄膜的割断区域靠输送方向的上游侧位置，通过支承机构对该带状玻璃薄膜的背面侧进行支承，并从空气供给机构向该带状玻璃薄膜的表面供给空气，由此将该带状玻璃薄膜向所述支承机构按压。
根据这样的结构，通过空气将带状玻璃薄膜向支承机构按压，由此预先使波浪停留在比按压该带状玻璃薄膜的位置靠上游侧的位置，因此能够抑制波浪波及到存在于该位置的下游侧的带状玻璃薄膜的割断区域的情况。由此，能够有效地避免如下情况：在带状玻璃薄膜的割断中途，割断部的龟裂从割断预定线偏离而蜿蜒前进，从而割断面变得参差不齐，或者割断部的龟裂从割断预定线脱离而向带状玻璃薄膜的宽度方向进展。另外，被用于按压带状玻璃薄膜的来自空气供给机构的空气吹到的带状玻璃薄膜的单面(表面)为非接触的状态。因此，难以产生相对于该单面的污垢的附着或损伤的产生等不良情况。需要说明的是，带状玻璃薄膜的输送方向优选为横向。在此，“横向”不仅包括水平方向，还包括输送方向进行下游侧下降倾斜的倾斜方向或者输送方向下游侧进行上升倾斜的倾斜方向。
在上述的结构的基础上，优选从所述空气供给机构供给的空气的供给宽度设定得比所述带状玻璃薄膜的宽度宽。
这样，通过来自空气供给机构的空气，能够按压带状玻璃薄膜的宽度方向整体，因此抑制波浪波及到割断区域的效果变得更加可靠。
在上述任一结构的基础上，优选所述空气供给机构为吹拂器。
这样，通过空气供给机构为吹拂器，由此能够仅集中地按压带状玻璃薄膜中的本来要按压的部位，并且能够减少供给的空气的总流量。
在上述任一结构的基础上，优选从所述空气供给机构吹出的空气的吹出方向为从所述带状玻璃薄膜的输送方向下游侧的离开表面侧的位置朝向该带状玻璃薄膜的输送方向上游侧的表面的方向。
这样，能够抑制从吹拂器供给的空气向带状玻璃薄膜的输送方向下游侧流动而产生的弊病。作为该弊病，例如列举有因流动到输送方向下游侧的空气从割断带状玻璃薄膜的部位向相反侧的面进入而在带状玻璃薄膜上产生振动，由此使割断变得不稳定的情况。
在上述任一结构的基础上，优选所述支承机构为气浮台。
这样，由于带状玻璃薄膜由气浮台非接触支承，因此在该带状玻璃薄膜的输送时几乎不产生摩擦。因此，在通过来自空气供给机构的空气按压产生了波浪的带状玻璃薄膜时，带状玻璃薄膜容易延展，从而能够显著得到波浪的抑制效果。另外，由于能够使带状玻璃薄膜的两面成为非接触，因此能够抑制相对于上述两面的污垢的附着或损伤的产生。
另外，用于解决上述课题的本发明的带状玻璃薄膜割断方法中，将带状玻璃薄膜沿长度方向输送，并利用在该带状玻璃薄膜的沿着输送方向的割断预定线上实施局部加热和对该加热区域的冷却而产生的热应力，来将所述带状玻璃薄膜沿着输送方向割断，所述带状玻璃薄膜割断方法的特征在于，在比割断所述带状玻璃薄膜的割断区域靠输送方向的上游侧位置，通过支承机构对该带状玻璃薄膜的背面侧进行支承，并从空气供给机构向该带状玻璃薄膜的表面供给空气，由此将该带状玻璃薄膜向所述支承机构按压。
该方法的构成与上述的本发明的装置中的开头叙述的装置的构成实质上相同，因此对于该方法而言，包括作用效果在内的说明事项与已经叙述的说明事项实质上相同。
【发明效果】
如以上所示，根据本发明，在使带状玻璃薄膜的至少单面成为非接触的状态下，能够抑制波浪波及到割断带状玻璃薄膜的区域的情况，因此在进行带状玻璃薄膜的有效面(表面)的适当的保护的基础上，可有效地避免在带状玻璃薄膜的割断中途，割断部的龟裂从割断预定线偏离而蜿蜒前进或脱离等不良情况。
附图说明
图1A是表示本发明的实施方式的带状玻璃薄膜割断装置的一结构例的侧视图。
图1B是表示本发明的实施方式的带状玻璃薄膜割断装置的一结构例的俯视图。
图2是表示空气供给机构的另一例的侧视图。
图3是表示支承机构的另一例的侧视图。
图4是表示本发明的实施方式的带状玻璃薄膜割断装置的另一使用例的侧视图。
图5A1是示意性表示带状玻璃薄膜的图，是表示施加张力前的状态的俯视图。
图5A2是示意性表示带状玻璃薄膜的图，是表示施加张力前的状态的侧视图。
图5B1是示意性表示带状玻璃薄膜的图，是表示施加张力后的状态的俯视图。
图5B2是示意性表示带状玻璃薄膜的图，是表示施加张力后的状态的侧视图。
具体实施方式
以下，基于附图，对本发明的实施方式进行说明。
图1A、图1B示意性表示本发明的实施方式的带状玻璃薄膜割断装置的一结构例。如图1A、图1B所示，该割断装置1以输送器3、热应力割断机构4、吹拂器5作为主要的构成要素，其中，输送器3作为对带状玻璃薄膜2进行支承的支承机构，该热应力割断机构4用于利用热应力来割断带状玻璃薄膜2，该吹拂器5作为供给空气的空气供给机构。
带状玻璃薄膜2在本实施方式中通过溢流下拉法成形。从成形体6连续地成形而朝向下方输送的带状玻璃薄膜2在输送的中途方向变换为水平方向，并沿箭头A所示的横向(在本实施方式中为水平方向或大致水平方向)向割断装置1输送。并且，到达该割断装置1的带状玻璃薄膜2在由输送器3支承的状态下被热应力割断机构4切断成有效薄膜部(应成为产品的带状玻璃薄膜部)2a和两端的不需要的耳部2b。此时，输送器3的传送带的速度与带状玻璃薄膜2的输送速度同步。有效薄膜部2a在与由树脂薄膜等构成的带状保护薄膜7重叠的状态下卷绕在卷绕装置8上。耳部2b向未图示的耳部处理装置输送。
热应力割断机构4进行所谓的激光割断，配置在输送器3的上侧，由在加热位置P1进行局部加热的激光照射机构4a和在冷却位置P2进行冷却的雾水喷射机构4b构成。加热位置P1和冷却位置P2位于带状玻璃薄膜2上的沿着输送方向的割断预定线上。该热应力割断机构4通过进行局部加热和对该加热区域的冷却而在带状玻璃薄膜2内产生热应力，伴随于此使龟裂沿着割断预定线进展，由此将带状玻璃薄膜2连续地割断。并且，从加热位置P1到冷却位置P2为割断带状玻璃薄膜2的割断区域R。
吹拂器5配设在从输送器3向上方离开的位置且配置在比热应力割断机构4靠输送方向上游侧的位置。并且，从该吹拂器5对带状玻璃薄膜2的空气的吹出方向如箭头B所示，成为从带状玻璃薄膜2的下游侧上方位置朝向上游侧下方的倾斜方向。另外，从该吹拂器5供给的空气的供给宽度以比带状玻璃薄膜2的宽度宽的方式设定。由此，带状玻璃薄膜2在位置P3处通过吹拂器5的空气而压紧于输送器3。
在以上的结构的割断装置1中，能够享有以下的效果。
即使在比位置P3靠上游侧的带状玻璃薄膜2上产生波浪，由于在位置P3处带状玻璃薄膜2被压紧于输送器3的上表面而延展，因此在位置P3处能够抑制波浪。由于位置P3比割断区域R靠输送方向的上游侧，因此能够抑制带状玻璃薄膜2的波浪波及到割断区域R。另外，被来自吹拂器5的空气吹到的带状玻璃薄膜2的上表面为非接触的状态。因此，不会产生相对于带状玻璃薄膜2的上表面的污垢的附着或损伤。
以下，对吹拂器5进一步进行详细叙述。
吹拂器5的空气的供给量在吹拂器5的空气供给口的每单位面积1mm2上优选为0.1L/分以上，更优选为0.5L/分以上。当空气供给量小于0.1L/分时，产生通过空气无法充分压紧带状玻璃薄膜2的可能性。另一方面，空气供给量在每单位面积1mm2上例如小于10L/分。当为10L/分以上的情况下，可能会导致伴随空气供给源的大容量化的设备成本的不需要的高涨。
侧视下吹拂器5的空气的喷出方向与带状玻璃薄膜2的输送方向所成的倾斜角度θ优选为15～75°，更优选为30～60°。当倾斜角度θ小于15°时，产生通过空气无法充分压紧带状玻璃薄膜2的可能性。另一方面，当倾斜角度θ超过75°时，从吹拂器5供给的空气容易向下游侧流动。若该流动到下游侧的空气经由割断带状玻璃薄膜2的部位进入到带状玻璃薄膜2的背面侧，则在带状玻璃薄膜2上产生振动。由此，割断区域R的带状玻璃薄膜2发生振动，从而产生割断变得不稳定的可能性。
加热位置P1和位置P3的沿着输送方向的距离L为50～1000mm，更优选为100～500mm。从吹拂器5的设置空间的观点出发，难以使距离L小于50mm。若距离L超过1000mm，则产生在加热位置P1与位置P3之间带状玻璃薄膜2再次起波浪的可能性。
吹拂器5中的空气供给口距输送器3中的传送带的表面的高度H优选为3～50mm，更优选为5～20mm。在高度H小于3mm时，在因振动等而带状玻璃薄膜2略微向上下运动的情况下，带状玻璃薄膜2可能与吹拂器5的前端接触，而使带状玻璃薄膜2发生损伤。若高度H超过50mm，则空气可能扩散，从而无法充分地压紧带状玻璃薄膜2。
从吹拂器5供给的空气的宽度W优选为带状玻璃薄膜2的宽度的110％以上。在空气的宽度W小于带状玻璃薄膜2的宽度的110％时，可能无法充分地压紧带状玻璃薄膜的端部，从而可能无法充分地抑制带状玻璃薄膜2的波浪。另一方面，空气的宽度W小于带状玻璃薄膜2的宽度的例如150％。在为150％以上的情况下，可能导致伴随空气供给源的大容量化的设备成本的不需要的高涨或吹拂器5的设备空间的不需要的增大。
本发明不局限于上述实施方式。例如，也可以代替吹拂器5而使用图2所示的气浮装置9等其它的空气供给机构。但是，在气浮装置9的情况下，为了在空气供给口的每单位面积1mm2上以0.1L/分以上的流量供给空气，与吹拂器5相比，需要容量大的空气供给源。另外，在气浮装置9的情况下，与带状玻璃薄膜2碰撞的空气容易向下游侧流动，因此容易引起上述的振动。
另外，带状玻璃薄膜2的支承机构也没有限定为输送器3，例如，既可以为树脂板等单纯的板状构件，也可以为图3所示的气浮台10等。但是，在单纯的板状构件的情况下，由于与带状玻璃薄膜2滑动，因此在带状玻璃薄膜2的背面侧可能产生损伤。另一方面，在气浮台10的情况下，由于与带状玻璃薄膜2不接触，因此在背面侧没有损伤的产生。另外，由于几乎没有摩擦，因此在来自空气供给机构的空气碰撞的情况下，带状玻璃薄膜2容易延展，从而波浪的抑制效果得以提高。
另外，在上述实施方式中，割断装置1使用于带状玻璃薄膜2的成形～卷绕之间的所谓的一次切断处理，但本发明没有限定于此。例如图4所示，割断装置1也可以使用于卷绕后的状态的带状玻璃薄膜2’的进一步的割断、所谓的二次切断处理。该割断装置1中的成为割断对象的带状玻璃薄膜2’在被取下带状保护薄膜7的同时从放卷装置11放卷，并被割断成新的有效薄膜部2a’和耳部2b’。该点以外与上述实施方式实质上相同，因此在同样的结构上标注同一符号并省略说明。
【实施例1】
在图4所示的割断装置的构成例中，将厚度70μm、宽度800mm、长度200m的带状玻璃薄膜2’的辊安装在放卷装置11上，将带状玻璃薄膜2’切断、分离成宽度600mm的有效薄膜部2a’和两端宽度各为100mm的耳部2b’，并将有效薄膜部2a’卷绕到卷绕装置8上。空气喷出口的尺寸中，带状玻璃薄膜的宽度方向的尺寸为1000mm，带状玻璃薄膜的输送方向的尺寸为0.5mm。另外，供给的总空气流量为1000L/分，吹拂器5的空气供给口处的每单位面积1mm2的流量为2L/分。另外，倾斜角度θ＝45°、距离L＝500mm、高度H＝10mm。在以上的条件下，进行带状玻璃薄膜2’的激光割断的结果是，能够对带状玻璃薄膜2’的全长进行切断并对有效薄膜部2a’进行卷绕。另外，在有效薄膜部2a’的割断面上的蜿蜒前进量的标准偏差值中，最大值为15μm。
有效薄膜部2a’的割断面上的蜿蜒前进量的标准偏差值如下这样算出。首先，输送有效薄膜部2a’，并同时通过CCD相机分别从有效薄膜部2a’的厚度方向对有效薄膜部2a’的两端部进行拍摄。接着，将拍摄的图像按有效薄膜部2a’的每长度30mm进行分割，并对分割的各图像，根据关于包含有效薄膜部2a’的端面(割断面)的全部像素的有效薄膜部2a’宽度方向的平均位置与各位置之差，来算出标准偏差值。需要说明的是，有效薄膜部2a’的长度30mm由CCD相机分割成1600像素而进行拍摄。对于宽度方向而言，分割成1200像素而进行摄影。
作为比较例，除了不使用吹拂器5以外，以与上述的实施例相同的条件实施带状玻璃薄膜2’的激光割断。其结果是，在将带状玻璃薄膜2’割断约35m的时刻，割断区域R上的龟裂向带状玻璃薄膜2’的宽度方向进展，有效薄膜部2a’被沿宽度方向切断而割断停止。另外，在割断停止之前，在割断成600mm宽度的有效薄膜部2a’的割断面上的蜿蜒前进量的标准偏差值中，最大值为132μm。
若将实施例的结果与比较例的结果进行比较，则明确可知，通过本发明的实施例的带状玻璃薄膜割断装置及带状玻璃薄膜割断方法，能够有效地抑制波浪波及到割断带状玻璃薄膜2’的割断区域R的情况。
本发明没有限定为以上的说明，只要在其技术的思想的范围内，则就能够进行各种变形。
【符号说明】
1    带状玻璃薄膜割断装置
2、2’带状玻璃薄膜
3    输送器(支承机构)
5    吹拂器(空气供给机构)
9    气浮装置(空气供给机构)
10   气浮台(支承机构)
R    割断区域

Claims (6)

1.一种带状玻璃薄膜割断装置，其将带状玻璃薄膜沿长度方向输送，并利用在该带状玻璃薄膜的沿着输送方向的割断预定线上实施局部加热和对该加热区域的冷却而产生的热应力，来将所述带状玻璃薄膜沿着输送方向割断，所述带状玻璃薄膜割断装置的特征在于，
在比割断所述带状玻璃薄膜的割断区域靠输送方向的上游侧位置，通过支承机构对该带状玻璃薄膜的背面侧进行支承，并从空气供给机构向该带状玻璃薄膜的表面供给空气，由此将该带状玻璃薄膜向所述支承机构按压。
2.根据权利要求1所述的带状玻璃薄膜割断装置，其特征在于，
从所述空气供给机构供给的空气的供给宽度设定得比所述带状玻璃薄膜的宽度宽。
3.根据权利要求1或2所述的带状玻璃薄膜割断装置，其特征在于，
所述空气供给机构为吹拂器。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的带状玻璃薄膜割断装置，其特征在于，
从所述空气供给机构吹出的空气的吹出方向为从所述带状玻璃薄膜的输送方向下游侧的离开表面侧的位置朝向该带状玻璃薄膜的输送方向上游侧的表面的方向。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的带状玻璃薄膜割断装置，其特征在于，
所述支承机构为气浮台。
6.一种带状玻璃薄膜割断方法，将带状玻璃薄膜沿长度方向输送，并利用在该带状玻璃薄膜的沿着输送方向的割断预定线上实施局部加热和对该加热区域的冷却而产生的热应力，来将所述带状玻璃薄膜沿着输送方向割断，所述带状玻璃薄膜割断方法的特征在于，
在比割断所述带状玻璃薄膜的割断区域靠输送方向的上游侧位置，通过支承机构对该带状玻璃薄膜的背面侧进行支承，并从空气供给机构向该带状玻璃薄膜的表面供给空气，由此将该带状玻璃薄膜向所述支承机构按压。
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