CN103313946A - 板状玻璃的切断方法及其切断装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种板状玻璃的切断方法及其切断装置,在由支承构件(2(8))从背面侧支承的板状玻璃(G)的切断预定线(5)上形成了初期龟裂(6a)之后,通过因沿着切断预定线(5)进行局部加热和对加热后的加热区域进行冷却而产生的应力,使初期龟裂(6a)从表面贯通并发展到背面,从而将板状玻璃(G)整体切断,此时,通过支承构件(2(8))经由具有低导热性的弹性片(E)从背面侧支承板状玻璃(G)。

Description

板状玻璃的切断方法及其切断装置
技术领域
本发明涉及一种通过沿着板状玻璃的切断预定线进行局部加热及冷却而用于切断该板状玻璃的方法及装置。
背景技术
众所周知,在近年来的影像显示装置中,以液晶显示器(LCD)、等离子体显示器(PDP)、场致发射显示器(FED)、有机EL显示器(OLED)等为代表的平板显示器(FPD)成为主流。这些FPD的轻量化日益推进,因此在该FPD中使用的玻璃基板的现状是日趋薄板化。
另外,有机EL不像显示器那样通过TFT使微细的三原色闪烁,而仅通过单色(例如白色)来发光,因此也正在被用作LCD的背光灯或室内照明的光源等平面光源。并且,有机EL的照明装置只要玻璃基板具有挠性,就能够自由地使发光面变形,因此从确保充分的挠性的观点出发,在该照明装置中使用的玻璃基板也不断地推进大幅的薄板(玻璃膜)化。
将这些在FPD或照明装置等中使用的玻璃基板切断(或割断)的方法通常包括:在玻璃基板的表面或背面刻设规定深度的划线的划线工序;在该工序执行后,以跨划线的方式施加弯曲力矩,由此将玻璃基板截断的断裂工序。
作为这种玻璃基板切断方法的改良例,根据专利文献1、2,公开了如下的方法:通过先行移动的激光照射和接着激光照射之后的基于冷媒的冷却的并用,使玻璃基板的表面层产生热应力所引起的龟裂而形成划线,然后,通过机械手段以划线为界进行折断(断裂)。而且,作为其特征性的结构,公开了使具有高导热性的粘结剂层或填充液体位于玻璃基板的划线形成预定线的正下方区域这样的结构。
另外,根据专利文献3,公开了一种如下的整体割断方法:将对于由脆性材料构成的工件(例如FPD用的玻璃基板)的热应力割断分成热应力的分布和以应力传播速度为上限的龟裂扩大来进行,并且,通过基于照射激光的加热和基于热传导的冷却的组合来进行温度分布的形成。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-115067号公报
专利文献2:日本特开2008-127223号公报
专利文献3:日本特开2009-40665号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,专利文献1、2所公开的玻璃基板的割断方法基本上与目前通常的方法同样,在玻璃基板的表面层加入划线,并以该划线为界进行所谓的折断,因此有在切断端面上产生微小裂纹等而使其面性状恶化这样的缺点。而且,在上述割断方法中,需要并用激光照射及冷媒来形成划线的工序和进行折断的工序,因此会导致割断作业的烦杂化或装置的复杂化,引起生产率下降或成本高等致命的问题。而且,在该割断方法中,若要将连续传送的带状的板状玻璃连续割断,则还有被强迫进行极困难的作业这样的缺点。
另一方面,根据专利文献3所公开的割断方法,仅通过利用热应力使初期龟裂发展来将玻璃基板整体切断(全切(full cut))就能够完成割断作业,因此不需要划线的形成作业,能够期待割断作业的迅速化,并且由于能够将割断端面形成为镜面或以镜面为准的面性状,因此能够期待割断端面的适当化。然而,在该公报中,关于将玻璃基板以何种形态支承的内容,完全没有公开或给出启示,欠缺用于适当地进行整体热应力割断的方法的具体性。
即,为了更加可靠地实现整体热应力割断的适当化,玻璃基板的支承形态成为极其重要的因素,但目前通常如图11a所示那样,在平台20的上表面载置玻璃基板g,从其上方如箭头z所示那样进行基于激光等的局部加热和基于冷却水等的加热区域的冷却,使初期龟裂发展。需要说明的是,这样的方法是本发明人等以往长期实施的方法,并没有进行向出版物发表等行为。
然而,就这样的简单的方法而言,在对玻璃基板g进行了局部加热的情况下,如图11b所示,该玻璃基板g的加热部位ga因膨胀而向上方鼓起,在之后对玻璃基板g进行了冷却的情况下,如图11c所示,该玻璃基板g的冷却部位gb收缩而导致凹陷这样的事态。并且,在该平台20上,在玻璃基板g上产生了与冷却相伴的凹陷部gb时,平台20成为干扰而导致初期龟裂蜿蜒或在方向性上发生错乱地发展等事态,由此产生无法沿着割断预定线将玻璃基板g准确地割断的问题。而且,由于玻璃基板g与平台20进行面接触或大致面接触,而导致热量由平台20吸收而无法进行充分的局部加热,在这样的状态下即使进行冷却,温度梯度也不充分,热效率恶化,因此导致进一步妨碍沿着割断预定线的准确割断这样的不良情况。这样的事态在玻璃基板g的厚度变薄时更为显著。
并且,在整体热应力割断中,需要大量的热量,因此局部加热时的平台等支承构件与玻璃基板的接触状态极其重要,但实际情况是并没有从这样的观点出发来采取适当的对策。这种情况下,上述的专利文献1、2所公开的技术不是进行整体热应力割断的技术,缺乏采取对策来应对局部加热时的热量的逃散的必要性,因此其玻璃基板的支承形态若着眼于解决这样的问题的话,反而弊害会增大。
即,这些公报所公开的割断方法中,作为玻璃基板的支承形态而言,使具有高导热性的粘结剂层等位于该玻璃基板的划线形成预定线的正下方区域,因此为了在玻璃基板的表面上形成划线而照射激光时,其大量的热量经由粘结剂层等向下方结构物(在该公报中是其他的玻璃基板及对其进行支承的支承构件等)传导。因此,即使对被激光加热后的区域进行冷却,也无法得到充分的温度梯度,由此导致划线形成用的龟裂发展所需的应力不足这样的问题。
而且,在这样的玻璃基板的支承形态下要将该玻璃基板整体切断的话,大量的热量不当地从玻璃基板的被激光加热后的区域向下方结构物传导,因此热效率下降,温度梯度变得更不充分,产生难以或无法进行基于龟裂发展的整体热应力割断这样的问题。
本发明鉴于上述情况,其技术性课题是在通过沿着切断预定线进行局部加热和冷却来将玻璃基板等板状玻璃整体切断时,使板状玻璃的支承形态适当,而恰当地应对板状玻璃的切断所需的应力不足或加热冷却所引起的变形。
用于解决课题的手段
为了解决上述技术性课题而提出的本发明提供一种板状玻璃的切断方法,在由支承构件从背面侧支承的板状玻璃的切断预定线上形成初期龟裂之后,通过因沿着所述切断预定线进行局部加热和对加热后的加热区域进行冷却而产生的拉伸应力,使所述初期龟裂从表面贯通并发展到背面,从而将该板状玻璃整体切断,所述板状玻璃的切断方法的特征在于,所述支承构件经由具有低导热性的弹性片从背面侧支承所述板状玻璃。
根据这样的结构,随着对板状玻璃的局部加热所产生的加热区域和对该加热区域的冷却所产生的冷却区域沿着切断预定线扫描,拉伸应力(热应力)的产生区域也沿着切断预定线移动,由此初期龟裂沿着切断预定线发展,将板状玻璃整体切断(全切)。在这样的切断过程中,板状玻璃经由具有低导热性的弹性片而由支承构件从背面侧支承,因此通过弹性片所具备的低导热性即高隔热性来抑制对板状玻璃的局部加热所产生的大量的热量向支承构件传导。因此,能够充分地确保由局部加热和冷却引起的温度梯度,能提高热效率,并进行板状玻璃的顺畅且适当的整体切断。换言之,若要利用局部加热和冷却来将板状玻璃整体切断,则需要大量的热量,因此当该热量大部分被支承构件吸收时,不仅产生浪费,而且会给顺畅的整体切断带来障碍。因此,在本发明中,有效利用弹性片所具有的低导热性,使与对板状玻璃的局部加热和冷却相伴的温度梯度充分,因此能够尽量确保整体切断所需的拉伸应力(热应力)。如此,由于在改善了热效率的状态下进行板状玻璃的切断,因此伴随着与整体切断的相乘作用,能推进作业的迅速化,在实现生产率的提高等方面极其有利。而且,即使因产生大的热梯度而在板状玻璃的切断预定线的周边发生变形,由于存在于板状玻璃背面侧的弹性片也会随之变形,因此在板状玻璃的支承中不会产生障碍,能够进行准确地沿着切断预定线的高精度的整体切断。此外,由于弹性片的夹设,能避免给板状玻璃的背面带来伤痕等不良情况,因此不会导致该板状玻璃的强度下降。而且,在整体切断中,需要使撕裂板状玻璃的力相对于裂纹(龟裂)的行进方向向其两侧起作用,但这种情况下,若板状玻璃通过负压吸引等直接吸附保持在支承构件上的话,则对该板状玻璃起作用的撕裂力会减少。不过,当像本发明那样在板状玻璃的背面侧夹设弹性片时,使对该板状玻璃起作用的撕裂力减少的原因消失,能够适当地利用有效产生的撕裂力而高效率地进行整体切断。
这种情况下,优选所述弹性片的导热率比所述支承构件的导热率低。
如此,能够更可靠地享有与上述的从板状玻璃向支承构件的导热抑制相关的效果。
在以上的结构中,所述弹性片可以为有机片(有机树脂片)。这种情况下,有机片的材料优选为聚乙烯、聚酯、聚酰胺或聚丙烯等、或它们各自的共聚物、它们的聚合物合金、或它们与其他的合成高分子的聚合物合金,而且有机片的形态优选为发泡树脂或无纺布等,另外,作为有机片,还可以使用浆片等。
这样的话,有机片兼具对于通过热应力将板状玻璃整体切断时的该板状玻璃的变形而言适合的弹性和对于向支承构件的隔热而言适合的低导热性,因此作为夹设在板状玻璃与支承构件之间的片,能整体上发挥优异的功能。
在以上的结构中,可以是:所述板状玻璃是被连续传送的带状的板状玻璃,且所述弹性片是与所述带状的板状玻璃一起被连续传送的带状的弹性片,所述切断预定线沿着所述带状的板状玻璃的传送方向延伸,并且,沿着所述切断预定线连续地将该带状的板状玻璃整体切断。
这样的话,以往不可能的被连续传送的带状的板状玻璃的沿着传送方向的整体切断成为可能,由于无需像以往那样在矩形的玻璃基板的一边的长度受限制的状态下进行切断,因此切断效率大幅提高,并且能实现切断后的板状玻璃的处理或使用形态的多样化。
并且,在进行这样的连续切断时,优选所述支承构件被以将所述带状的板状玻璃与所述带状的弹性片一起连续传送的方式驱动。
这样的话,伴随着支承构件的传送驱动而将带状的板状玻璃与带状的弹性片一起传送,因此在支承构件、带状的弹性片和带状的板状玻璃彼此之间不易产生滑动等,不会给该板状玻璃带来擦伤等,并且能稳定地进行该板状玻璃的传送。由此,能实现玻璃品质的优质化,并且也能实现切断作业的高速化及顺畅化。
另外,在进行这样的连续切断时,可以使所述切断预定线存在(假想存在)于将所述带状的板状玻璃在宽度方向的任意部位连续截断的位置。
这样的话,能够将带状的板状玻璃在宽度方向(与传送方向正交的方向)的任意部位进行分割,因此能够由宽度方向尺寸形成得较长的带状的板状玻璃得到多个具有所期望的宽度方向尺寸的带状的板状玻璃。由此,能提高成形装置对带状的板状玻璃的成形能力,能够迅速且高效地制作出满足要求的宽度的板状玻璃。
此外,在进行这样的连续切断时,也可以使所述切断预定线存在于将所述带状的板状玻璃的在宽度方向两端形成的耳部连续切除的位置。
这样的话,能够在维持了成形装置对带状的板状玻璃的一直以来顺畅的成形作业的基础上,连续地进行将该板状玻璃中的不需要的厚壁部分即耳部切除的作业,因此能够高效且顺畅地进行耳部的切除作业。
而且,在进行以上那样的连续切断时,可以使所述被连续传送的带状的板状玻璃为经过成形装置的缓冷区域而被冷却之后的带状的板状玻璃。
这样的话,熔融玻璃经过由成形装置成形后通过缓冷区域被冷却这一系列的连续的成形工序,由此成为带状的板状玻璃,在连续传送该带状的板状玻璃期间,伴随着局部加热和冷却将该板状玻璃连续地整体切断。由此,基于成形装置的带状的板状玻璃的成形工序和对该板状玻璃的整体切断作为一系列的连续的作业来进行,从而能大幅改善作业效率。需要说明的是,作为成形装置,优选能够实施下拉法、尤其是溢流下拉法的装置。但是,并未排除能够实施浮法等的成形装置。
此外,在进行以上那样的连续切断时,可以将所述被连续传送的带状的板状玻璃一边沿着所述切断预定线连续地整体切断,一边绕着卷芯呈辊卷状卷绕。
这样的话,如上述那样耳部被切除之后的带状的板状玻璃或以使宽度方向尺寸成为所期望的尺寸的方式被分割后的各个带状的板状玻璃绕着卷芯呈辊卷状卷绕,因此能够紧凑且容易地进行尤其是带状的薄壁板状玻璃的收纳或捆包。需要说明的是,关于在宽度方向上分割后的各个带状的板状玻璃而言,优选使各自的传送方向不同而分别绕着不同的卷芯呈辊卷状卷绕。
在以上的结构中,可以将所述弹性片与所述板状玻璃的整体切断一起切断。
这样的话,能够将板状玻璃和弹性片在宽度方向的同一部位切齐。这样的动作具体而言为:在通过例如基于激光照射的局部加热和基于冷媒的冷却将板状玻璃整体切断时,使激光束通过切断后的板状玻璃的间隙,由此将弹性片切断(熔断)。
这种情况下,优选的是,将所述被连续传送的带状的板状玻璃一边沿着所述切断预定线连续地整体切断一边绕着卷芯呈辊卷状卷绕时,将与该带状的板状玻璃的整体切断一起被切断的所述带状的弹性片以与所述带状的板状玻璃重叠的状态绕着所述卷芯呈辊卷状卷绕。
这样的话,利用带状的弹性片(例如有机片)来保护带状的板状玻璃,有助于防止板状玻璃彼此的接触所造成的损伤等。并且,就通过这样卷绕而得到的板状玻璃卷绕体而言,带状的弹性片能够起到作为带状的板状玻璃的缓冲件的作用,在捆包时或搬运时的处理性或冲击缓和性等方面优异。
在以上的结构中,可以在所述板状玻璃的表面侧配设按压构件,所述按压构件与所述支承构件分别对置配置,且将所述板状玻璃夹持在所述按压构件与所述支承构件之间。
这样的话,不仅在板状玻璃处于平放姿态的情况下,即使在板状玻璃处于纵姿态的情况下,也能够将该板状玻璃在由支承构件和按压构件夹持而保持的状态下进行与局部加热及冷却相伴的整体切断,从而能够与板状玻璃的姿态无关地进行适当的切断。需要说明的是,这种情况下,可以将按压构件形成为实质上与支承构件相同的构件及相同的结构,而且在按压构件与板状玻璃之间也优选夹设具有低导热性的弹性片。
在以上的结构中,所述板状玻璃的厚度优选为200μm以下。
即,若是厚度为200μm以下的薄壁的板状玻璃(玻璃膜),则例如在以弱按压力使轮刀(wheel cutter)旋转来刻设划线时,难以避免该板状玻璃发生粉碎。而且,在上述的轮刀的按压力增强为必要以上时,不仅是折断所需的垂直裂纹,而且造成切断端面的强度下降的水平方向的微细裂纹也容易产生。而且,在将厚度为200μm以下的玻璃膜呈辊卷状卷绕并沿着在长度方向上延伸的切断预定线进行折断时,需要长距离地形成划线,不可避免地导致作业的烦杂化或困难化。如此,在厚度为200μm以下的玻璃膜上刻设划线而进行折断时的问题通过上述的本发明的方法能够一举解决,其结果是,作为这种薄壁的板状玻璃,能够得到弯曲强度高且高品质的板状玻璃。而且,在以厚度为200μm以下等的玻璃膜为对象时,通过在该玻璃膜的背面侧夹设弹性片,而使玻璃膜不受支承构件的支承面上的吸附或摩擦的约束,因此,玻璃膜在局部加热的作用下能最大限度地膨胀,在之后的冷却的作用下能最大限度地收缩。并且,该膨胀与收缩之差成为使初期龟裂发展而用于进行整体切断的拉伸应力的起因,因此能够有效利用通过极有效的加热及冷却所产生的最大限度的拉伸应力来将玻璃膜切断。
在以上的结构中,所述局部加热优选通过二氧化碳激光器来进行。
如此,若使用二氧化碳激光器作为对板状玻璃的切断预定线进行局部加热的局部加热机构,则玻璃(尤其是无碱玻璃)能够高效率地吸收激光的能量,因此能够简单地以稳定的状态进行局部加热,且成本也低廉。
若使用以上的方法,则能够得到至少一边被切断且厚度为200μm以下的板状玻璃。
该板状玻璃(玻璃膜)由于其切断面的弯曲强度高,因此能够耐受小的曲率半径下的弯曲等引起的强拉伸应力,与以往相比,能够在大范围内利用,并且处理性优异。
另外,若使用以上的方法,则能够得到至少一边被切断、切断面的弯曲强度为200MPa以上且厚度为200μm以下的板状玻璃。
该板状玻璃(玻璃膜)由于切断面的弯曲强度为200MPa以上,因此能够可靠地耐受更小的曲率半径下的弯曲等引起的更强的拉伸应力,并且弯曲强度明确地成为200MPa以上的高值,由此,能够以适当的形态实现该板状玻璃的处理的具体化。
而且,若使用以上的方法,则能够得到绕着卷芯呈辊卷状卷绕而成的板状玻璃卷绕体。
根据该板状玻璃卷绕体,能实现收纳或操作的容易化,且运输效率也提高。而且,能顺畅且容易地进行如下工艺:执行从一板状玻璃卷绕体拉出带状的板状玻璃并绕着另一卷芯呈辊卷状卷绕的操作(辊到辊roll toroll),并同时沿着在长度方向上延伸的切断预定线进行整体切断。
另外,可以在通过以上的方法得到的板状玻璃的切断面及表背面的至少一面上形成有机层。
即,在得到的板状玻璃的切断面、表面或背面上形成了有机层时,该切断面或表背面的强度得以提高,因此在例如厚度为200μm以下的板状玻璃(玻璃膜)中,对于挠曲能够确保充分的强度,能够有效利用薄壁的板状玻璃所具有的柔性。在此,上述的“有机层”也包括经由粘结层或粘着层而粘贴的有机树脂膜等。
为了解决上述技术性课题而提出的本发明的装置是板状玻璃的切断装置,在由支承构件从背面侧支承的板状玻璃的切断预定线上形成初期龟裂之后,通过因沿着所述切断预定线进行局部加热和对加热后的加热区域进行冷却而产生的应力,使所述初期龟裂从表面贯通并发展到背面,从而将该板状玻璃整体切断,所述板状玻璃的切断装置的特征在于,所述支承构件经由具有低导热性的弹性片从背面侧支承所述板状玻璃。
关于具备该结构的装置的包括作用效果在内的说明事项和关于结构要素与该装置实质上相同的上述的本发明的方法中说明的事项在本质上相同。
发明效果
如以上所述,根据本发明,板状玻璃经由具有低导热性的弹性片而由支承构件从背面侧支承,因此通过弹性片所具备的低导热性即高隔热性来抑制对板状玻璃的局部加热所产生的大量的热量向支承构件传导,由此,能够充分地确保由局部加热和冷却引起的温度梯度,能提高热效率,并能进行板状玻璃的顺畅且适当的整体切断。而且,即使因产生大的热梯度而在板状玻璃的切断预定线的周边发生变形,由于存在于板状玻璃背面侧的弹性片也会随之变形,因此在板状玻璃的支承中不会产生障碍,能够进行准确地沿着切断预定线的高精度的整体切断。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的板状玻璃的切断装置及其切断方法的实施状况的简要立体图。
图2是表示本发明的第二实施方式的板状玻璃的切断装置及其切断方法的实施状况的主要部分立体图。
图3是表示本发明的第三实施方式的板状玻璃的切断装置及其切断方法的实施状况的主要部分立体图。
图4是表示本发明的第四实施方式的板状玻璃的切断装置及其切断方法的实施状况的简要侧视图。
图5是表示本发明的第五实施方式的板状玻璃的切断装置及其切断方法的实施状况的简要侧视图。
图6是表示本发明的第六实施方式的板状玻璃的切断装置及其切断方法的实施状况的简要侧视图。
图7是表示本发明的第七实施方式的板状玻璃的切断装置及其切断方法的实施状况的简要侧视图。
图8是表示在通过本发明的第一~第七实施方式的切断装置切断后的板状玻璃的切断面上形成了有机层的状态的剖视图。
图9是表示在通过本发明的第一~第七实施方式的切断装置切断后的板状玻璃的表面上形成了有机层的状态的剖视图。
图10是表示进行板状玻璃的评价的状态的简图。
图11a是表示现有的问题点的简要主视图。
图11b是表示现有的问题点的简要主视图。
图11c是表示现有的问题点的简要主视图。
具体实施方式
以下,参照附图,说明本发明的实施方式。需要说明的是,在以下的实施方式中,以在FPD、有机EL照明装置或太阳能电池中使用的厚度为200μm以下的板状玻璃即玻璃膜为对象。
图1是表示构成本发明的基本结构的第一实施方式的板状玻璃的切断装置及其切断方法的实施状况的简要立体图。如该图所示,该切断装置1具备:通过金属等刚性高的材料形成的由平台或平板等构成的支承构件2;铺设在该支承构件2的支承面2a上的具有低导热性(或隔热性)的弹性片E;从表面侧对载置在该弹性片E上的板状玻璃G照射激光束L来实施局部加热的局部加热机构3;从表面侧对由该局部加热机构3加热后的加热区域H喷射冷却水W的冷却机构4。
这种情况下,弹性片E是导热率比支承构件2(支承面2a)的导热率低的有机片,其材质是聚乙烯、聚酯、聚酰胺或聚丙烯等、或它们各自的共聚物、它们的聚合物合金、或它们与其他的合成高分子的聚合物合金。并且,该弹性片E优选由发泡树脂或无纺布构成。此外,在该实施方式中,使用了二氧化碳激光器作为局部加热机构3,但也可以是电热线或热风喷射等其他的能进行局部加热的机构。而且,冷却机构4通过气压等来喷射冷却水W作为冷媒,但该冷媒也可以是冷却水以外的冷却液、空气或不活泼气体等气体、将气体与液体混合而成的物质、或将干冰、冰等固体与液体或气体的流体混合而成的物质等。
切断预定线5存在(假想地存在)于板状玻璃G,支承构件2与弹性片E及板状玻璃G一起向箭头a方向(沿着切断预定线5的方向)移动。并且,关于由局部加热机构3的激光照射产生的加热区域H和由冷却机构4的冷却水喷射产生的冷却区域C而言,加热区域H先于冷却区域C而从板状玻璃G的一端部侧在切断预定线5上扫描。这种情况下,由于在板状玻璃G的一端部的切断预定线5上通过未图示的龟裂形成机构(裂纹赋予机构)形成有初期龟裂6a,因此在上述的加热区域H和冷却区域C的扫描时产生的应力(热应力)的作用下初期龟裂6a发展,由此在切断预定线5上从表面贯通至背面的切断面6逐步发展地形成。与此同时,弹性片E也在局部加热机构3的激光照射下被沿着切断预定线5切断(熔断)。
这种情况下,板状玻璃G的初期龟裂6a发展,在切断预定线5上从表面贯通至背面的切断面6逐步发展地形成的过程中,相对于裂纹(龟裂)的行进方向而向其两侧(垂直方向)撕裂板状玻璃G的力起作用,因此如该图夸张所示,形成板状玻璃G的切断预定线5上的一端部侧(初期龟裂6a侧)扩开的间隙K。即,假设利用负压吸引等将板状玻璃G直接吸附保持在支承构件2上时,对板状玻璃G起作用的撕裂力减少而难以形成上述那样的间隙K,但当在板状玻璃G的背面侧夹设有弹性片E时,使对板状玻璃G起作用的撕裂力减少的原因消失,能容易地形成上述那样的间隙K。因此,板状玻璃G的初期龟裂6a的发展、甚至切断面6的发展能迅速且顺畅地进行。需要说明的是,弹性片E也在板状玻璃G的引领下以同样的形态被撕裂。
在以上那样的形态中,板状玻璃G被沿着切断预定线5整体切断(整体热应力割断)而分割,与此同时,弹性片E也被沿着切断预定线5切断而分割。需要说明的是,在该实施方式中,支承构件2移动且局部加热机构3及冷却机构4被固定保持,但也可以将支承构件2固定保持且使局部加热机构3及冷却机构4移动。
在以上那样的切断过程中,板状玻璃G经由具有低导热性的弹性片E而由支承构件2从背面侧支承,因此对板状玻璃G的切断预定线5进行了局部加热的情况下的大量的热量由于弹性片E所具有的低导热性即高隔热性而难以向支承构件2传导。尤其是在该实施方式中,弹性片E的导热率比支承构件2的导热率低,因此能良好地抑制从板状玻璃G向支承构件2的热量的吸收。因此,能够充分地确保由局部加热和冷却产生的温度梯度,能够提高热效率,将板状玻璃G顺畅且适当地整体切断。附带而言,由于有效利用弹性片E所具有的低导热性,使与对板状玻璃G的局部加热和冷却相伴的温度梯度充分,因此能够尽量抑制板状玻璃G的整体切断所需的应力(热应力)的不足。如此,由于在改善了热效率的状态下进行板状玻璃G的切断,因此伴随着与整体切断的相乘作用,能推进作业的迅速化,在实现生产率的提高等方面极其有利。
而且,在因产生大的热梯度而在板状玻璃G的切断预定线5附近产生了变形时,尤其是产生了凹陷变形时,存在于板状玻璃G背面侧的弹性片E追随该变形而发生变形,因此在板状玻璃G的支承中不会产生障碍,能够进行准确地沿着切断预定线5的高精度的整体切断。此外,由于夹设有弹性片E,而能避免给板状玻璃G的背面带来伤痕等不良情况,因此能够有效地阻止板状玻璃G的强度下降。
而且,考虑到厚度为200μm以下的薄壁的板状玻璃G成为对象的情况时,该板状玻璃G的切断预定线5附近的背面侧不受支承构件2的支承面2a上的吸附或摩擦的约束,伴随于此,板状玻璃G在局部加热的作用下能最大限度地膨胀,在之后的冷却的作用下能最大限度地收缩。并且,该膨胀与收缩之差成为使初期龟裂6a发展而用于进行整体切断的拉伸应力的起因,因此可有效利用通过极有效的加热及冷却所能产生的最大限度的拉伸应力来将板状玻璃G割断。
需要说明的是,根据该图,初期龟裂6a形成在板状玻璃G的表面的切断预定线5上的一端部,但该初期龟裂6a也可以从板状玻璃G的表面一端部遍及端面地形成。
另外,在该实施方式中,将弹性片E与板状玻璃G一起切断,但也可以不切断弹性片E而仅将板状玻璃G整体切断。
图2是表示本发明的第二实施方式的板状玻璃的切断装置及其切断方法的实施状况的主要部分立体图。如该图所示,该第二实施方式的切断装置1中,支承构件由传送设备7的传送带(也可以是辊式传送设备的多个传送辊)8构成,该传送带8被向箭头a方向驱动,由此经由带状的弹性片E将带状的板状玻璃G在沿着切断预定线5的方向上传送。因此,该传送带8的外周面作为夹设带状的弹性片E而对带状的板状玻璃G进行支承的支承面8a。并且,该切断装置1具备在带状的板状玻璃G的切断预定线5上通过激光束L来实施局部加热的局部加热机构3和喷射供给冷却水W的冷却机构4。根据这样的结构,传送设备7的传送带8对重叠在带状的弹性片E上的带状的板状玻璃G进行传送,由此局部加热机构3所产生的加热区域H先于冷却机构4所产生的冷却区域C而在带状的板状玻璃G的切断预定线5上从一端部侧进行扫描。由此,在带状的板状玻璃G的一端部形成的初期龟裂6a发展,而在切断预定线5上形成从表面贯通至背面的切断面6,伴随于此连续地进行整体切断(整体热应力割断)。需要说明的是,与此同时,带状的弹性片E也被切断(熔断),带状的板状玻璃G和带状的弹性片E成为被切齐的状态。其他的结构及作用效果或补充的说明事项与上述的第一实施方式相同,因此在图2中,对共同的结构要素标注同一符号,而省略其说明。
图3是表示本发明的第三实施方式的板状玻璃的切断装置及其切断方法的实施状况的主要部分立体图。如该图所示,该第三实施方式的切断装置1将带状的板状玻璃G的存在于宽度方向两端的相对厚壁的耳部Gx切除,在所述耳部Gx的稍靠宽度方向中央侧的位置分别存在切断预定线5。并且,在从所述切断预定线5分别向两侧离开规定尺寸的部位之间的区域配置有从背面侧对带状的弹性片E及带状的板状玻璃G进行支承并传送的一对传送设备7。并且,在带状的板状玻璃G的表面侧分别配设有在所述切断预定线5上实施局部加热的局部加热机构3和喷射冷却水W的冷却机构4。此外,在带状的板状玻璃G及带状的弹性片E的宽度方向中央部区域的背面侧设置有用于防止两者G、E的垂下的一根或多根(在图例中为一根)辅助传送设备9。需要说明的是,在带状的板状玻璃G的宽度方向尺寸短的情况下,不仅不需要辅助传送设备9,而且可以通过单一的传送设备7来传送带状的弹性片E及带状的板状玻璃G。另外,一对或单一的传送设备7可以以能够从背面侧对带状的板状玻璃G的耳部Gx进行支承的方式沿着宽度方向延伸,伴随于此弹性片E也能够延伸至该耳部Gx的背面侧,但即使在这样的情况下,带状的弹性片E也追随该耳部Gx的相对的厚壁部进行凹陷变形,因此不会导致带状的板状玻璃G的翘曲等而能以准确的平放姿态传送带状的板状玻璃G。根据以上那样的结构,在利用传送设备7(及辅助传送设备9)传送带状的板状玻璃G期间,由局部加热机构3产生的加热区域H和由冷却机构4产生的冷却区域C分别在切断预定线5上扫描,由此,伴随着初期龟裂6a的发展而将带状的板状玻璃G在有效部Ga与耳部Gx之间分别整体切断,从而将耳部Gx分别连续地切除。另外,带状的弹性片E也被从宽度方向中央区域的有效部Ea连续地切除了耳部Gx的背面侧的不需要部Ex。其他的结构及作用效果或补充的说明事项由于与上述的第一实施方式相同,因此在图3中,对共同的结构要素标注同一符号,而省略其说明。
图4是表示本发明的第四实施方式的板状玻璃的切断装置及其切断方法的实施状况的简要侧视图。如该图所示,该第四实施方式中,在成形装置10与卷绕装置11之间夹设有上述的图3所示的切断装置1,该成形装置10成形出带状的板状玻璃G,该卷绕装置11将该成形后的带状的板状玻璃G绕着卷芯11a呈辊卷状卷绕。即,该成形装置10是实施溢流下拉法的装置,从上方依次具备在成形炉内具有成形体10x的成形区域10A、具有退火机构(退火炉)的缓冷区域10B、具有冷却机构的冷却区域10C。并且,从该成形装置10的冷却区域10C朝向下方拉出的带状的板状玻璃G通过变换辊12而顺畅地弯曲并被沿着横向传送,之后,以经由从片卷绕体13拉出的带状的弹性片E而支承在切断装置1的传送设备7的传送带8上的状态被传送。如此,在带状的板状玻璃G经由带状的弹性片E而由传送带8支承且沿着横向传送期间,通过局部加热机构3和冷却机构4在切断预定线5上实施局部加热及冷却,由此将带状的板状玻璃G在有效部Ga与耳部Gx之间整体切断,并且将带状的弹性片E也切断成有效部Ea和不需要部Ex。然后,在带状的弹性片E的有效部Ea与带状的板状玻璃G的有效部Ga的背面侧重叠的状态下绕着卷绕装置11的卷芯11a呈辊卷状卷绕。并且,在该辊卷外径成为了规定值的时刻,将板状玻璃G沿着宽度方向切断。该切断例如通过利用切割器沿着板状玻璃G的宽度方向施加划线并折断(断裂)来进行。而且,通过另一切断机构,将带状的弹性片E也在相同位置处沿着宽度方向切断。其结果是,能够获得作为最终产品的辊卷状的板状玻璃卷绕体,其中带状的弹性片E起到作为带状的板状玻璃G的缓冲件的作用。另一方面,带状的板状玻璃G的耳部Gx及弹性片E的不需要部Ex被向下方传送,进行废弃处置。需要说明的是,切断装置1的结构及其作用效果实质上与上述的第三实施方式相同,因此在图4中,对共同的结构要素标注同一符号,而省略其说明。
图5是表示本发明的第五实施方式的板状玻璃的切断装置及其切断方法的实施状况的简要侧视图。该第五实施方式与上述的第四实施方式的不同之处在于:制作了通过将从成形装置10的冷却区域10C拉出的带状的板状玻璃G在不切除耳部Gx的状态下呈辊卷状卷绕而成的原始玻璃卷绕体15,然后,将从该原始玻璃卷绕体15拉出的带状的板状玻璃G沿着横向传送并经过由切断装置1进行的耳部Gx的切除工序,绕着卷绕装置11的卷芯11a呈辊卷状卷绕,由此得到作为最终产品的板状玻璃卷绕体。这种情况下,在切断装置1中,从片卷绕体13拉出的带状的弹性片E夹设在传送设备7的传送带8与带状的板状玻璃G之间,在作为最终产品的板状玻璃卷绕体中,带状的弹性片Ea起到作为带状的板状玻璃Ga的缓冲件的作用。并且,执行带状的板状玻璃G的耳部Gx的切除工序的切断装置1的结构及其作用效果实质上与上述的第三实施方式的切断装置1相同,因此在图5中,对共同的结构要素标注同一符号,而省略其说明。
图6是表示本发明的第六实施方式的板状玻璃的切断装置及其切断方法的实施状况的简要侧视图。该第六实施方式与上述的第四实施方式或第五实施方式的不同之处在于:将从成形装置10的冷却区域10C或原始玻璃卷绕体15拉出的带状的板状玻璃G沿着横向传送,并将板状玻璃G的耳部Gx切除,然后,再经过由切断装置1进行的分割成两部分的工序,绕着卷绕装置11的两根卷芯11a分别呈辊卷状卷绕,由此得到作为最终产品的两个板状玻璃卷绕体。这种情况下,在切断装置1中,从片卷绕体13拉出的带状的弹性片E夹设在传送设备7的传送带8与带状的板状玻璃G之间,在作为最终产品的板状玻璃卷绕体中,带状的弹性片Ea起到作为带状的板状玻璃Ga的缓冲件的作用。并且,执行带状的板状玻璃G的分割成两部分的工序的切断装置1的结构及其作用效果实质上与上述的第二实施方式的切断装置1相同,因此在图6中,对共同的结构要素标注同一符号,而省略其说明。
图7是表示本发明的第七实施方式的板状玻璃的切断装置及其切断方法的实施状况的简要侧视图。该第七实施方式的切断装置1与上述的第二~第六实施方式的不同之处基本上在于:通过一传送设备7中的作为支承构件的传送带8和另一传送设备7z中的作为按压构件的传送带8z,以夹持的状态支承带状的板状玻璃G,进一步的不同之处在于将带状的板状玻璃G以纵姿态朝向下方传送这一点。因此,作为支承构件的传送带8和作为按压构件的传送带8z的结构实质上相同,这两传送带8、8z对置配置,被分别沿着a方向及b方向以相同速度驱动而进行传送。需要说明的是,在作为按压构件的传送带8z成为与带状的板状玻璃G的有效部Ga接触的形态等情况下,优选在这两者8z、G的彼此之间夹设有机树脂片。通过上述切断装置1来将带状的板状玻璃G整体切断的结构及其作用效果实质上与上述的第二~第六实施方式相同,因此在图7中,对共同的结构要素标注同一符号,而省略其说明。需要说明的是,带状的板状玻璃G的姿态没有特别限定,无论是平放姿态(水平姿态),还是板状玻璃G的长度方向的中心线相对于水平发生倾斜,都能够适用该结构。并且,这种情况下,在作为最终产品的板状玻璃卷绕体中,带状的弹性片Ea也起到作为带状的板状玻璃Ga的缓冲件的作用。
图8示出在通过以上的实施方式的切断装置1切断后的板状玻璃G(Ga)的切断面6上形成了有机层(优选为有机树脂层)16。需要说明的是,在图例中,由于在板状玻璃G(Ga)的宽度方向两端具有切断面6,因此在这两端形成了有机层16,但是仅在板状玻璃G(Ga)的宽度方向一端具有切断面6的情况下,可以仅在这一端形成有机层16。如以上那样的话,能提高板状玻璃G的切断面6的强度,因此在厚度为200μm以下的板状玻璃G中,对于挠曲能够确保充分的强度,能够有效地利用薄壁的板状玻璃G所具有的柔性。
图9示出在通过以上的实施方式的切断装置1切断后的板状玻璃G(Ga)的表面上形成了有机层(优选为有机树脂层)16。即使是这样的情况下,通过提高板状玻璃G(Ga)的表面的强度,对于挠曲也能够确保充分的强度,能够有效地利用薄壁的板状玻璃G(Ga)所具有的柔性。
实施例
在本发明的[实施例1]中,将长边460mm、短边360mm、厚度200μm、且30~380℃下的热膨胀系数为38×10-7/℃的无碱玻璃板经由发泡聚乙烯片(导热率0.03~0.05W/m·K)载置在由平台或平板构成的支承构件的支承面上(基本上是图1所示的状态)。接着,在无碱玻璃板的切断预定线上利用例如超硬合金制轮刀片(wheel chip)等施加初期龟裂,之后使用二氧化碳激光器作为局部加热机构,以60w的输出将长度20mm且宽度3mm的椭圆形的激光点照射在切断预定线上,接着,作为冷却机构,将空气与水混合而成的冷媒以0.1MPa的气压、1.0ml/分的水量喷到切断预定线上,并同时以200mm/秒的速度进行整体切断。将该局部加热和冷却在宽度方向上每隔20mm间隔的部位反复执行,由此制作出50个宽度20mm、长度360mm的板状玻璃所构成的样品Sa。在进行该整体切断时,发泡聚乙烯片也同时被切断(熔断)。在暗室中以20万勒克斯的照度对这50个样品Sa进行了检查,但未确认到玻璃粉的产生或玻璃背面的伤痕。然后,如图10所示,将这些样品Sa依次通过由两张板状体17夹持且以50mm/分的速度在长度方向上产生弯曲的方式压弯成U字状这样的两点弯曲法来评价了强度。该评价通过根据因压弯而破坏时的两张板状体17的间隔算出破坏强度来进行,得出该破坏强度最低值为200MPa、平均值为500MPa这样的结果。该破坏强度与后述的比较例1那样通过基于超硬合金制轮刀片的划线形成后的折断而得到的端面的破坏强度进行比较,得出平均值为3倍以上的结果。
在本发明的[实施例2]中,将长度250m、宽度600mm、厚度100μm、且30~380℃下的热膨胀系数为38×10-7/℃的由无碱玻璃构成的带状的板状玻璃经由PET膜(导热率0.08~0.17W/m·K)支承在传送设备的橡胶制的传送带上,以使带状的板状玻璃的传送速度成为200mm/秒的方式驱动传送设备。并且,在带状的板状玻璃的宽度方向两侧分别配置二氧化碳激光器,并且对应于此,在两条切断预定线上例如通过超硬合金制轮刀等预先形成了初期龟裂(基本上是图3所示的状态)。然后,使用两个二氧化碳激光器,以70w的输出将长度30mm且宽度1.5mm的椭圆形的激光点照射到施加有初期龟裂的切断预定线上,接着,将空气与水混合而成的冷媒以0.1MPa的气压且以水量成为1.0ml/分的方式喷到切断预定线上,连续地进行整体切断,由此将宽度方向两侧的50mm宽度分别切除。而且,在该整体切断时,PET膜也同时被切断(熔断)。然后,将同时切断后的带状的板状玻璃与带状的PET膜重叠而卷绕在直径100mm的丙烯酸制的卷芯上,由此得到了板状玻璃卷绕体。对于这样得到的带状的板状玻璃,在暗室中以20万勒克斯的照度进行了检查,但未确认到玻璃粉的产生及玻璃背面的伤痕。而且,从这样得到的板状玻璃卷绕体选取50个宽度20mm的带状的板状玻璃的样品,与上述的实施例1同样地通过两点弯曲法进行了评价,其结果是,它们的破坏强度最低值为230MPa、平均值为510Mpa,与后述的比较例1对比,平均值为3倍以上。
在[比较例1]中,将长边460mm、短边360mm、厚度50μm、且30~380℃下的热膨胀系数为38×10-7/℃的无碱玻璃板设置在平台上,并使用刀尖角度为95°的超硬合金制的轮刀片,以2N的按压及50mm/秒的速度在该玻璃板上以宽度15mm间隔刻设划线,通过手工作业进行了折断。这样得到的50个样品Sa中,10个在刻设划线的途中由于水平裂纹向四周发展而实质上不能选取为样品。对于其余的40个,通过与上述的实施例1同样的方法进行了评价。其结果是,它们的破坏强度的最低值为60MPa、平均值为130MPa,显示出极低的值。
符号说明
1    切断装置
2    支承构件
2a   支承面
3    局部加热机构
4    冷却机构
5    切断预定线
6    切断面
6a   初期龟裂
8    传送带(支承构件)
8a   支承面
10   成形装置
11   卷绕装置
11a  卷芯
E    弹性片
G    板状玻璃(玻璃膜)
Ga   有效部
Gx   耳部
H    加热区域
C    冷却区域

Claims (19)

1.一种板状玻璃的切断方法,在由支承构件从背面侧支承的板状玻璃的切断预定线上形成初期龟裂之后,通过因沿着所述切断预定线进行局部加热和对加热后的加热区域进行冷却而产生的应力,使所述初期龟裂从表面贯通并发展到背面,从而将该板状玻璃整体切断,所述板状玻璃的切断方法的特征在于,
所述支承构件经由具有低导热性的弹性片从背面侧支承所述板状玻璃。
2.根据权利要求1所述的板状玻璃的切断方法,其特征在于,
所述弹性片的导热率比所述支承构件的导热率低。
3.根据权利要求1或2所述的板状玻璃的切断方法,其特征在于,
所述弹性片是有机片。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的板状玻璃的切断方法,其特征在于,
所述板状玻璃是被连续传送的带状的板状玻璃,且所述弹性片是与所述带状的板状玻璃一起被连续传送的带状的弹性片,所述切断预定线沿着所述带状的板状玻璃的传送方向延伸,并且,沿着所述切断预定线连续地将该带状的板状玻璃整体切断。
5.根据权利要求4所述的板状玻璃的切断方法,其特征在于,
所述支承构件被以将所述带状的板状玻璃与所述带状的弹性片一起连续传送的方式驱动。
6.根据权利要求4或5所述的板状玻璃的切断方法,其特征在于,
所述切断预定线存在于将所述带状的板状玻璃在宽度方向中央部连续截断的位置。
7.根据权利要求4~6中任一项所述的板状玻璃的切断方法,其特征在于,
所述切断预定线存在于将所述带状的板状玻璃的在宽度方向两端形成的耳部连续切除的位置。
8.根据权利要求4~7中任一项所述的板状玻璃的切断方法,其特征在于,
所述被连续传送的带状的板状玻璃是经过成形装置的缓冷区域而被冷却之后传送的带状的板状玻璃。
9.根据权利要求4~8中任一项所述的板状玻璃的切断方法,其特征在于,
将所述被连续传送的带状的板状玻璃一边沿着所述切断预定线连续地整体切断,一边绕着卷芯呈辊卷状卷绕。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的板状玻璃的切断方法,其特征在于,
所述弹性片与所述板状玻璃的整体切断一起被切断。
11.根据权利要求10所述的板状玻璃的切断方法,其特征在于,
将所述被连续传送的带状的板状玻璃一边沿着所述切断预定线连续地整体切断一边绕着卷芯呈辊卷状卷绕时,将与该带状的板状玻璃的整体切断一起被切断的所述带状的弹性片以与所述带状的板状玻璃重叠的状态绕着所述卷芯呈辊卷状卷绕。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的板状玻璃的切断方法,其特征在于,
在所述板状玻璃的表面侧配设有按压构件,所述按压构件与所述支承构件分别对置配置,且将所述板状玻璃夹持在所述按压构件与所述支承构件之间。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的板状玻璃的切断方法,其特征在于,
所述板状玻璃的厚度为200μm以下。
14.根据权利要求1~13中任一项所述的板状玻璃的切断方法,其特征在于,
所述局部加热通过二氧化碳激光器来进行。
15.一种板状玻璃,其特征在于,
通过权利要求1~14中任一项所述的方法将至少一边切断,并且,厚度为200μm以下。
16.一种板状玻璃,其特征在于,
通过权利要求1~14中任一项所述的方法将至少一边切断,并且,切断面的弯曲强度为200MPa以上且厚度为200μm以下。
17.一种板状玻璃卷绕体,其特征在于,
通过将板状玻璃用权利要求9或11所述的方法切断且绕着卷芯呈辊卷状卷绕而成。
18.一种板状玻璃,其特征在于,
在通过权利要求1~14中任一项所述的方法切断而得到的切断面及表背面中的至少一面上形成了有机层。
19.一种板状玻璃的切断装置,在由支承构件从背面侧支承的板状玻璃的切断预定线上形成初期龟裂之后,通过因沿着所述切断预定线进行局部加热和对加热后的加热区域进行冷却而产生的应力,使所述初期龟裂从表面贯通并发展到背面,从而将该板状玻璃整体切断,所述板状玻璃的切断装置的特征在于,
所述支承构件经由具有低导热性的弹性片从背面侧支承所述板状玻璃。
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