CN105377727A - 玻璃卷制造方法和玻璃卷 - Google Patents

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Abstract

一种玻璃卷制造方法，其具有将玻璃片和插入该玻璃片彼此之间的插入片同时卷绕于卷芯的卷绕工序，在该卷绕工序中，上述玻璃片的每单位宽度的卷绕张力比上述插入片的每单位宽度的卷绕张力大，且上述插入片的每单位宽度的卷绕张力为50N/m以下。

Description

玻璃卷制造方法和玻璃卷
技术领域
本发明涉及玻璃卷制造方法和玻璃卷。
背景技术
玻璃卷通过将玻璃片卷绕于卷芯而制作(例如，参见专利文献1)。玻璃卷例如适合于下述情况：使用卷到卷(RolltoRoll)方式作为液晶面板或有机EL面板等显示面板、太阳能电池等电子器件的制造方法的情况。
另外，作为另一项技术，提出了如下技术：将含有碳纤维的树脂片卷绕于卷芯时，为了防止笋状(螺旋状)的卷绕偏移而使卷芯沿卷芯的轴方向移动的技术(例如，参见专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2012/074979号
专利文献2：日本特开2008-247610号公报
发明内容
发明所要解决的问题
将玻璃片卷绕于卷芯时，难以将玻璃片的侧端缘高精度地对齐。
本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供可以将玻璃片的侧端缘高精度地对齐的玻璃卷制造方法。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，根据本发明的一个方式，提供一种玻璃卷制造方法，
其具有将玻璃片和插入该玻璃片彼此之间的插入片同时卷绕于卷芯的卷绕工序，
在该卷绕工序中，上述玻璃片的每单位宽度的卷绕张力比上述插入片的每单位宽度的卷绕张力大，且上述插入片的每单位宽度的卷绕张力为50N/m以下。
发明效果
根据本发明的一个方式，提供一种可以将玻璃片的侧端缘高精度地对齐的玻璃卷制造方法。
附图说明
图1是表示基于本发明的一个实施方式的玻璃卷制造装置的图。
图2是表示基于本发明的一个实施方式的玻璃卷的一部分的剖视图。
图3是表示试验例1～试验例8中的玻璃片和插入片的各自的每单位宽度的卷绕张力以及评价结果的图。
具体实施方式
以下，对用于实施本发明的方式参照附图进行说明。各附图中，对相同的或对应的构成标上相同的或对应的符号，省略说明。本说明书中，表示数值范围的“～”是指包含其前后的数值的范围。
图1是表示根据本发明的一个实施方式的玻璃卷制造装置的图。图2是表示根据本发明的一个实施方式的玻璃卷的一部分的剖视图。图2中，为了便于说明，将玻璃片12的厚度不均扩大显示。
在玻璃卷制造装置10中，如图1所示将玻璃片12和插入玻璃片12彼此之间的插入片14同时卷绕于卷芯20，从而制造玻璃卷16。玻璃卷16包含以螺旋状卷绕在卷芯20的周围的玻璃片12和插入片14，可以不包含卷芯20。卷芯20能够从玻璃卷16中取出。玻璃片12和插入片14可以如图2所示在卷芯20的周围交替卷绕。可以防止玻璃片12彼此的接触，从而可以防止玻璃片12的破损。需要说明的是，卷芯20的形状优选为垂直于轴方向的剖面形状为圆形或椭圆形的柱状。
需要说明的是，玻璃片12和插入片14可以不总是同时卷绕于卷芯20。例如，为了防止卷芯20与玻璃片12的接触，可以在卷芯20的周围卷绕1次以上插入片14，然后开始玻璃片12的卷绕。另外，为了防止玻璃卷16的运送中玻璃片12的破损，可以在玻璃片12的卷绕结束后，卷绕1次以上插入片14。
根据用途选择玻璃片12的玻璃。例如，在液晶显示器用玻璃基板的情况下，使用实质不含碱金属氧化物的无碱玻璃。根据用途，可以使用钠钙玻璃、石英玻璃等通常的玻璃。
玻璃片12的成形方法可以是通常的方法，可以使用浮法、熔融下拉法、狭缝下拉法、再曳引法等。
玻璃片12的厚度例如为0.01mm～0.3mm。厚度0.3mm以下的玻璃片12具有良好的挠性，适于玻璃卷的制造。
玻璃片12的厚度偏差例如为0mm～0.01mm。此处，“厚度偏差”是指从平均厚度的偏离。玻璃片12的平均厚度是指沿玻璃片12的宽度方向以50mm间距进行测定得到的厚度的平均值。需要说明的是，玻璃片12的厚度在玻璃片12的长度方向上基本均一。
可以在玻璃片12的表面形成功能膜。功能膜例如可以为导电膜、绝缘膜等，可以根据功能膜的种类选择功能膜的材料。作为功能膜的材料，有金属材料、无机材料、有机材料等。在功能膜的形成方法中，存在例如溅射法、真空蒸镀法、CVD法、涂布液态物质并干燥的方法等。
作为插入片14，可以使用树脂片或纸等。树脂片可以为双轴拉伸片、单轴拉伸片、无拉伸片中任一种。作为树脂片的树脂，可以列举例如聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。
作为插入片14的纸的原料可以为旧纸、原浆、旧纸与原浆的混合物中任一种。其中，优选异物的含量少的原浆。
插入片14的厚度例如为0.005mm～2mm。插入片14的厚度可以比玻璃片12的厚度薄。能够减小玻璃卷16的直径。
插入片14的杨氏模量例如为5MPa～10000MPa。杨氏模量10000MPa以下的插入片14充分柔软，卷绕于卷芯20时，可以变形而吸收玻璃片12的厚度不均。
为了可靠地防止玻璃片12彼此的接触，插入片14的宽度可以比玻璃片12的宽度宽。需要说明的是，本实施方式中的宽度是指与长度方向垂直的方向(例如图1的纸面垂直方向)的尺寸。
玻璃卷制造装置10包含卷芯20、卷绕电动机22、扭矩传感器24、边缘感测器26、卷芯移动装置28、多个夹压辊(niproller)32、34、输送电动机36、转速传感器38、旋转芯42、制动器44、张力测定辊52、多个导辊54、56、张力传感器58、和控制器60等。控制器60使用包含CPU、存储器等的微型电脑而构成，通过CPU执行由存储器等存储区存储的程序，从而实现各种功能。
卷芯20被设置为以卷芯20的中心线为中心自由旋转，并且连接于卷绕电动机22。通过驱动卷绕电动机22而使卷芯20旋转时，玻璃片12和插入片14同时卷绕于卷芯20。此时，卷芯20如图1所示将玻璃片12卷绕于插入片14的内侧，但也可以卷绕于插入片14的外侧。
在连接卷芯20和卷绕电动机22的输出轴的连接棒中，产生相应于卷芯20的旋转扭矩的扭曲。扭矩传感器24通过检测连接棒的扭曲而检测卷芯20的旋转扭矩。控制器60反馈控制卷绕电动机22以使得扭矩传感器24的检测值为设定值。
需要说明的是，本实施方式的扭矩传感器24通过检测连接棒的扭曲而直接检测卷芯20的旋转扭矩，但也可以通过检测卷绕电动机22的电流值而间接检测卷芯20的旋转扭矩。
边缘感测器26检测玻璃片12的侧端缘相对于卷芯20的位置。边缘感测器26例如包含对朝向卷芯20移动的玻璃片12的侧端缘照射光的投光部26a、和接受来自投光部26a的光的受光部26b。受光部26b包含沿与玻璃片12的宽度方向平行的方向排列的多个受光元件。基于受光量急剧变化的受光元件的位置，可以检测玻璃片12的侧端缘相对于卷芯20的位置。
需要说明的是，边缘感测器26的构成可以多种多样。例如，可以使用检测与玻璃片12的侧端缘之间的距离的距离传感器、检测与玻璃片12的侧端缘的位移对应的气压变化的压力传感器等。作为距离传感器，可以列举例如超声波传感器或静电容量传感器等。静电容量传感器检测与在玻璃片12的侧端缘形成的金属膜之间的距离对应的静电容量。压力传感器夹着玻璃片12的侧端缘检测从设置于相反侧的喷嘴喷出的空气的压力。从喷嘴喷出的空气一部分被玻璃片12阻断，其余部分到达压力传感器。根据玻璃片12的侧端缘的位移，被玻璃片12阻断的空气的量变化，从而使用压力传感器检测出的气压发生变化。另外，边缘感测器26可以使用对玻璃片12进行拍摄的CCD、CMOS等拍摄元件和对使用拍摄元件拍摄的图像进行图像处理的图像处理部而构成。图像处理部对使用拍摄元件拍摄的图像进行图像处理，基于图像的明亮度急剧变化的位置，检测玻璃片12的侧端缘的位置。另外，上述实施方式的边缘感测器26，在比卷芯20靠前的位置检测玻璃片12的侧端缘相对于卷芯20的位置，也可以检测卷绕于卷芯20后的玻璃片12的侧端缘的位置。
控制器60基于边缘感测器26的检测结果，控制沿卷芯20的轴方向(与卷芯20的中心线平行的方向)使卷芯20移动的卷芯移动装置28，从而对玻璃片12相对于卷芯20的卷绕位置进行调节。
例如，控制器60进行反馈控制以使得玻璃片12的侧端缘相对于卷芯20的检测位置与目标位置的偏差为零。在反馈控制中使用PID控制、PI控制等。可以在卷芯20的移动速度中设定上限值。卷芯20的移动速度过快时，有时在玻璃片12中产生褶皱，玻璃片12破裂。另外，可以将表示加速时间的速度加速时间常数设定得较大以使得卷芯20的移动速度慢慢上升至设定值。
从卷绕开始到卷绕结束为止的玻璃片12的最大偏移幅度W(参照图2)为0mm～40mm，卷绕于卷芯20的玻璃片12的每1m长度的最大偏移幅度为0mm～10mm。由此，可以防止在卷绕工序时、保存时或运送时等的玻璃片12的破损，另外，在卷绕工序后的后工序中制作的显示面板等制品的成品率良好。在后工序中，从玻璃卷16抽出玻璃片12，并且在玻璃片12上形成功能膜。
从卷绕开始到卷绕结束为止的玻璃片12的最大偏移幅度W优选为0mm～20mm，进一步优选为0mm～10mm。卷绕于卷芯20的玻璃片12的每1m长度的最大偏移幅度优选为0mm～3mm，进一步优选为0mm～1mm。此处，“最大偏移幅度”是指玻璃片12的侧端缘的与卷芯20的中心线平行的方向上的最大偏移量。
卷芯移动装置28为通常的构成即可。卷芯移动装置28可以使边缘感测器26与卷芯20一起移动。需要说明的是，卷芯移动装置28可以不调节插入片14相对于卷芯20的卷绕位置。插入片14包含树脂片或纸等，因此比玻璃片12更难破损。另外，插入片14在后工序的中途被除去，不会成为显示面板等制品的一部分，因此插入片14的偏移不会成为问题。
多个夹压辊32、34被设置为以各自的中心线为中心自由旋转，并且夹着朝向卷芯20移动的玻璃片12送出。可以将多个夹压辊32、34夹着玻璃片12的力设置为可变。一个夹压辊32与输送电动机36连接。驱动输送电动机36而使一个夹压辊32旋转时，玻璃片12被朝向卷芯20送出，并且另一个夹压辊34从动旋转。输送电动机36的转速使用转速传感器38检测，控制器60对输送电动机36进行反馈控制以使得转速传感器38的检测值为设定值。可以调节朝向卷芯20移动的玻璃片12的移动速度、卷绕张力。“卷绕张力”是指即将卷绕于卷芯20之前的张力。
需要说明的是，本实施方式的转速传感器38检测输送电动机36的转速，也可以检测多个夹压辊32、34中任一个的转速。另外，将玻璃片12朝向卷芯20送出的手段不限于夹压辊32、34，可以为例如包含吸附玻璃片12的表面的环形带和使该环形带轮转的旋转电动机等的输送机。
旋转芯42被设置为以旋转芯42的中心线为中心自由旋转。旋转芯42保持将插入片14以螺旋状卷绕而成的片卷18。驱动卷绕电动机22而使卷芯20旋转时，从片卷18拉出插入片14。为了对拉出的插入片14施加规定的卷绕张力，制动器44将旋转芯42制动。制动器44可以为通常的制动器。
张力测定辊52和多个导辊54、56被设置为以各自的中心线为中心自由旋转，并送出插入片14。张力测定辊52被配设于多个导辊54、56之间。多个导辊54、56将插入片14的运送路径弯曲，并使插入片14紧抱于张力测定辊52。由此，对张力测定辊52施加与插入片14的张力对应的负荷。张力传感器58通过检测对张力测定辊52施加的负荷来检测插入片14的卷绕张力。控制器60对制动器44的制动扭矩进行反馈控制以使得张力传感器58的检测值为设定值。
需要说明的是，在本实施方式中，通过张力传感器58检测插入片14的卷绕张力，也可以使用扭矩传感器24来检测制动器44的制动扭矩，并基于制动扭矩和片卷18的半径算出插入片14的卷绕张力。随着从片卷18拉出插入片14，片卷18的半径慢慢变小。因此，片卷18的半径可以使用测定与片卷18之间的距离的距离传感器(例如超声波传感器)46等来监控。
接下来，对上述构成的玻璃卷制造装置10的操作(玻璃卷制造方法)进行说明。
玻璃卷制造方法具有将玻璃片12和防止玻璃片12彼此的接触的插入片14同时卷绕于卷芯20的卷绕工序。需要说明的是，如上所述，玻璃片12和插入片14也可以不总是同时卷绕于卷芯20。
在卷绕工序中，驱动卷绕电动机22而使卷芯20旋转，从而将玻璃片12和插入片14同时卷绕于卷芯20。此时，控制夹着玻璃片12将其送出的多个夹压辊32、34的转速以对玻璃片12施加规定的卷绕张力。另外，控制将旋转芯42制动的制动器44的制动扭矩以对插入片14施加规定的卷绕张力。使用张力传感器58检测插入片14的卷绕张力T2(单位[N])。另一方面，由下述的式(1)算出玻璃片12的卷绕张力T1(单位[N])。
T1＝RT/R-T2…(1)
式(1)中，RT表示卷芯20的旋转扭矩(单位[N·m])，R表示玻璃卷16的半径(单位[m])。将玻璃片12、插入片14卷绕于卷芯20时，玻璃卷16的半径慢慢变大。因此，玻璃卷16的半径可以使用测定与玻璃卷16之间的距离的距离传感器(例如超声波传感器)29等来监控。
在本实施方式的卷绕工序中，玻璃片12的每单位宽度的卷绕张力比插入片14的每单位宽度的卷绕张力大、且插入片14的每单位宽度的卷绕张力为50N/m以下。通过玻璃片12绷紧、没有松弛，可以减小玻璃片12的侧端缘的不稳定(ふらつき)。另外，若玻璃片12的每单位宽度的卷绕张力比插入片14的每单位宽度的卷绕张力大，则如图2所示在卷芯20的周围慢慢卷绕插入片14，可以在插入片14与玻璃片12之间形成间隙。由此，使卷芯20沿卷芯20的轴方向移动时玻璃片12相对于卷芯20的卷绕位置容易移动。另外，由于在卷芯20的周围慢慢卷绕插入片14，因此插入片14的外形(姿勢)不易受到玻璃片12的厚度不均的影响，插入片14不易相对于卷芯20的中心线倾斜。由于在几乎没有锥度的插入片14上卷绕玻璃片12，因此可以抑制玻璃片12的侧端缘的偏移。在存在锥度的圆锥台的侧面卷附带状物时，从带状物靠近圆锥台的底面这一点也可以明确该效果。
另外，若插入片14的每单位宽度的卷绕张力为50N/m以下，则可以充分得到在卷芯20的周围慢慢卷绕插入片14的效果。插入片14的每单位宽度的卷绕张力更优选为20N/m以下。插入片14的每单位宽度的卷绕张力大于0N/m。
实施例
试验例1～试验例11中，除了表1所示的条件以外，使用相同的条件将玻璃片和插入片卷绕于卷芯。试验例1～试验例7为实施例，试验例8～试验例11为比较例。各试验例中，将卷芯20的移动速度的上限值设定为50mm/分钟，表示加速时间的速度加速时间常数设定为30ms。表1中，“OPP”为双轴拉伸聚丙烯片的简称。
就评价而言，将从卷绕开始到卷绕结束为止的玻璃片的最大偏移幅度为0mm～40mm、且卷绕于卷芯的玻璃片的每1m长度的最大偏移幅度为0mm～10mm的情况评价为“○”，将其以外的情况评价为“×”。“○”的情况下卷绕工序的中途玻璃片不破裂，“×”的情况下卷绕工序的中途玻璃片破裂。
表1和图3中示出试验的结果。图3示出试验例1～试验例11中的玻璃片的每单位宽度的卷绕张力TG和插入片的每单位宽度的卷绕张力TP以及评价结果。需要说明的是，试验例6的条件与试验例7的条件相同，因此图3中重复表示。
从表1和图3可以明确的是，试验例1～试验例7中，玻璃片的每单位宽度的卷绕张力比插入片的每单位宽度的卷绕张力大、插入片的每单位宽度的卷绕张力为50N/m以下，因此可以将玻璃片的侧端缘高精度地对齐。
以上，对玻璃卷制造方法的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，在权利要求书中记载的本发明的要旨的范围内，可以进行各种变形、改良。
例如，在上述实施方式中，控制卷芯20的旋转扭矩、控制夹压辊32的转速、控制旋转芯42的制动扭矩，但调节玻璃片12的卷绕张力和插入片14的卷绕张力的方法没有特别限定。例如，也可以控制卷芯20的转速、控制夹压辊32的旋转扭矩、控制旋转芯42的制动扭矩。另外，也可以控制卷芯20的旋转扭矩、控制夹压辊32的旋转扭矩、控制旋转芯42的转速。在这些情况下，例如由夹压辊32的旋转扭矩和夹压辊32的半径算出玻璃片12的卷绕张力。需要说明的是，插入片14的卷绕张力使用张力传感器58进行检测。
另外，在上述实施方式中，使用使卷芯20沿卷芯20的轴方向移动的卷芯移动装置28来调节玻璃片12相对于卷芯20的卷绕位置，但其调节方法没有特别限定。只要可以调节卷芯20和朝向卷芯20送出玻璃片12的辊(本实施方式中为多个夹压辊32、34)的位置关系即可，可以移动多个夹压辊32、34的组与卷芯20的任一个，另外也可以两者都移动。另外，多个夹压辊32、34的组与卷芯20的一者或两者可以以规定的轴(例如与图1中上下方向平行的轴)为中心转动。
另外，在上述实施方式中，作为朝向卷芯20送出玻璃片12的辊使用夹压辊，但也可以使用保持将玻璃片12以螺旋状卷绕而成的卷的保持辊。使保持辊旋转时，从卷拉出玻璃片12。
本申请主张基于2013年7月18日向日本专利局提出的特愿2013-149107号的优先权，在本申请中援引特愿2013-149107号的全部内容。
附图标记
10玻璃卷制造装置
12玻璃片
14插入片
16玻璃卷
20卷芯
22卷绕电动机
24扭矩传感器
26边缘感测器
28卷芯移动装置
32、34夹压辊
36输送电动机
38转速传感器
42旋转芯
44制动器
52张力测定辊
54、56导辊
58张力传感器
60控制器

Claims (4)

1.一种玻璃卷制造方法，其具有将玻璃片和插入该玻璃片彼此之间的插入片同时卷绕于卷芯的卷绕工序，
在所述卷绕工序中，所述玻璃片的每单位宽度的卷绕张力比所述插入片的每单位宽度的卷绕张力大，且所述插入片的每单位宽度的卷绕张力为50N/m以下。
2.如权利要求1所述的玻璃卷制造方法，其中，在所述卷绕工序中，对所述玻璃片相对于所述卷芯的卷绕位置进行调节。
3.如权利要求2所述的玻璃卷制造方法，其中，从卷绕开始到卷绕结束为止的所述玻璃片的最大偏移幅度为0mm～40mm，并且
卷绕于所述卷芯的玻璃片的每1m长度的最大偏移幅度为0mm～10mm。
4.一种玻璃卷，其通过权利要求1～3中任一项所述的玻璃卷制造方法而得到。
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