CN105565654B - 厚板玻璃的刻划方法及用于厚板玻璃刻划的刻划轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种厚板玻璃的刻划方法及用于厚板玻璃刻划的刻划轮。本发明提供一种刻划方法，即便对于厚板玻璃，也可以适当地形成高渗透量的垂直裂痕，适当地抑制在实施之后的切断时在该厚板玻璃上产生缺口或裂口。准备如下刻划轮，即刀尖角为150°以上160°以下，刀尖的前端部分成为在通过中心轴的截面的曲率半径为9μm以上40μm以下的曲面，在由硬刚性的平台水平支撑着厚板玻璃的状态下，一边从刀尖对厚板玻璃施加根据厚板玻璃的材质及厚度而预先调整为特定值的刻划负重，一边使刻划轮的刀尖抵接于厚板玻璃的表面，同时使刻划轮沿着特定的划线形成方向滚动，由此对厚板玻璃的表面进行刻划。

Description

厚板玻璃的刻划方法及用于厚板玻璃刻划的刻划轮

技术领域

本发明涉及一种通过刻划轮对厚板玻璃进行刻划的方法。

背景技术

作为用来切断玻璃基板或陶瓷基板等的工具，广泛已知金刚石头及刻划轮等(例如，参照日本专利特开2012-250352号公报)。其中，刻划轮大体上是外周部分形成为刀尖的大致圆盘形状(算盘珠形状)的部件，其通过使利用特定的支撑部件旋转自如地得到支撑的刻划轮相对于切断对象物压接滚动，而对该切断对象物进行刻划，由此使该切断对象物产生垂直裂痕(使垂直裂痕渗透于该切断对象物)。形成有该垂直裂痕的切断对象物通常是使用特定的切断装置，使龟裂从该垂直裂痕进一步伸展而被切断。

发明内容

[发明所要解决的问题]

在将汽车用玻璃板等厚度为2.8mm以上的厚板玻璃切断成所期望的形状时，有想要使利用刻划轮而实施的刻划适用于形成切断基点的需求。然而，对于该厚板玻璃的切断，即便是使用将以往公知的薄板玻璃作为切断对象的刻划轮，也很难以充足的渗透量形成垂直裂痕。

另一方面，在使用在作为刀尖的外周部分周期性地设置着槽的刻划轮的情况下，尽管渗透量变大，但是有于切断面上产生缺口或裂口，切断质量差的问题。

而且，切断后的厚板玻璃的切断面是通过被实施研磨处理而得以平滑化，但是如果切断质量差，那么除了研磨处理耗费时间及功夫以外，还存在原本便无法充分地进行平滑化的情况。

本发明是鉴于所述课题而完成，其目的在于提供一种刻划轮及使用该刻划轮的厚板玻璃的刻划方法，该刻划轮即便对于厚板玻璃也可以适当地形成高渗透量的垂直裂痕，而适当地抑制在实施之后的切断时在该厚板玻璃上产生缺口或裂口。

[解决问题的技术手段]

为了解决所述课题，技术方案1的发明的特征在于：是对厚板玻璃的表面进行刻划的方法，准备如下刻划轮，即刀尖角为150°以上160°以下，刀尖的前端部分成为在通过中心轴的截面的曲率半径为9μm以上40μm以下的曲面，在由硬刚性的平台水平支撑着所述厚板玻璃的状态下，一边从所述刀尖对所述厚板玻璃施加根据所述厚板玻璃的材质及厚度而预先调整为特定值的刻划负重，一边使所述刻划轮的所述刀尖抵接于所述厚板玻璃的所述表面，同时使所述刻划轮沿着特定的划线形成方向滚动，由此对所述厚板玻璃的所述表面进行刻划。

技术方案2的发明根据技术方案1所记载的厚板玻璃的刻划方法，其特征在于：作为所述刻划轮，使用外径为4mm以上6mm以下的刻划轮。

技术方案3的发明的特征在于：是对厚板玻璃的表面进行刻划的方法，准备如下刻划轮，即刀尖角为150°以上155°以下，刀尖的前端部分成为在通过中心轴的截面的曲率半径为13μm以上40μm以下的曲面，在将所述厚板玻璃载置在硬刚性的平台上所铺的具有弹性的隔垫上，由此水平支撑着所述厚板玻璃的状态下，一边从所述刀尖对所述厚板玻璃施加根据所述厚板玻璃的材质及厚度而预先调整为特定值的刻划负重，一边使所述刻划轮的所述刀尖抵接于所述厚板玻璃的所述表面，同时使所述刻划轮沿着特定的划线形成方向滚动，由此对所述厚板玻璃的所述表面进行刻划。

技术方案4的发明根据技术方案3所记载的厚板玻璃的刻划方法，其特征在于：作为所述刻划轮，使用外径为4mm以上6mm以下的刻划轮。

技术方案5的发明的特征在于：是用来对厚板玻璃的表面进行刻划的刻划轮，且刀尖角为150°以上160°以下，刀尖的前端部分成为在通过中心轴的截面的曲率半径为9μm以上40μm以下的曲面。

技术方案6的发明根据技术方案5所记载的刻划轮，其特征在于：外径为4mm以上6mm以下。

[发明的效果]

根据技术方案1至技术方案6的发明，即便是在厚板玻璃为刻划对象的情况下，也可以实现垂直裂痕的渗透率高且碎片得以抑制的刻划。

附图说明

图1是对第一实施方式中的刻划进行例示的图。

图2是刻划轮10的剖视图。

图3是有关于图2的部分A的放大图。

图4是通过在对作为板状玻璃G的钠玻璃进行刻划之后，沿着所形成的划线进行切断而获得的切断面的光学显微镜照片。

图5(a)、(b)是例示划线形成后的板状玻璃G的表面的情况的图。

图6是对第二实施方式的刻划进行例示的图。

具体实施方式

＜第一实施方式＞

＜刻划的概要＞

图1是对本发明的第一实施方式中的刻划进行例示的图。图1表示利用刻划轮10对从下方水平支撑在平台T上的板状玻璃G进行刻划的情况。另外，在图1及以后的图中，附有将水平面设为XY平面、将Y轴方向设为刻划轮10的滚动方向(也就是划线的形成方向)、将铅垂方向设为Z轴方向的右手系统的XYZ坐标。

在本实施方式中，作为刻划对象的板状玻璃G例如为板状的钠玻璃或硼硅酸玻璃等。在本实施方式中，特别地将厚度为2.8mm以上的厚板玻璃设为作为刻划对象的板状玻璃G。

而且，作为平台T，优选使用至少表面水平且平坦并具有硬刚性的平台，例如，表面经过氧化铝膜处理的铁制平台。

另一方面，刻划轮10是在板状玻璃G的表面形成划线的工具。划线是通过使刻划轮10在该表面压接滚动而形成。刻划轮10通过扫描机构100，在垂直面内旋转自如地得到轴支，所述扫描机构100是用以在使所述刻划轮10压接于该表面的状态下，使所述刻划轮10相对于该表面沿Y轴方向相对移动的机构。

扫描机构100具有插嵌固定在刻划轮10的贯通孔1a中的引脚101、轴支引脚101使之旋转自如的支撑框体102、及在铅垂方向上延伸而从上方将支撑框体支撑的支撑轴103。

更详细来说，在扫描机构100中，插嵌固定在刻划轮10的贯通孔1a中的引脚101通过支撑框体102而旋转自如地得到轴支，由此刻划轮10在垂直于中心轴1b的面内(YZ面内)自如旋转。因此，如果一边从刻划轮10对板状玻璃G施加特定的刻划负重F，一边在使刻划轮10抵接于板状玻璃G的状态下，使扫描机构100相对于板状玻璃G相对地移动，那么在板状玻璃G的抵接面上，沿着刻划轮10的相对移动方向(如果是图1则为Y轴方向)形成划线。

另外，刻划负重F的调整可以通过对扫描机构100的至少从支撑轴103起的下方部分的高度位置进行调整来实现。例如，可以通过利用未图示的汽缸等将该部分向下方下压等形态来实现。

而且，在扫描机构100相对于板状玻璃G的相对移动是通过使扫描机构100实际移动而完成的情况下，在扫描机构100设置未图示的水平驱动机构，在所述相对移动是通过使支撑板状玻璃G的平台T移动而完成的情况下，在平台T设置未图示的水平驱动机构。或者，也可以是如下形态，即在扫描机构100与平台T双方都设置水平驱动机构，使用其中一者或两者，来实现扫描机构100相对于板状玻璃G的相对移动。无论是对于哪种水平驱动机构，都可以应用公知的构成。

另外，在扫描机构100中，也可以设置为支撑框体102及支撑该支撑框体102的支撑轴103能够以在Z轴方向上延伸的轴103a作为旋转轴而回旋，另外，也可以为支撑轴103在水平面内的位置与引脚101的插嵌位置在Y轴方向上错开。在具备这些构成的情况下，在扫描机构100中，即便是在开始刻划时支撑框体102在水平面内的姿势并非与YZ平面平行的情况，也可以获得所谓的脚轮效应，即在刚一开始刻划之后，支撑框体102的姿势便与YZ平面平行。

＜刻划轮的详情＞

图2是刻划轮10的(包含中心轴1b)剖视图。图3是有关于图2的部分A的放大图。

在本实施方式中，用于刻划的刻划轮10是大体上形成圆盘形状(算盘珠形状)的部件。换句话说，刻划轮10也可以说具有例如将两个圆锥台在各自的下底面(较大一方的底面)侧连接起来所成的形状。刻划轮10具有圆形的主体部1、及与该主体部1呈同心圆状地安装在该主体部1的外周部分的刀尖部2。刻划轮10是通过将例如超硬合金的板材、烧结金刚石、多晶金刚石、或者单晶金刚石等金刚石的板材切成图示的形状而制作。

刻划轮10的外径Dm优选为3mm以上～6mm以下。而且，刻划轮10的厚度Th优选为0.65mm以上1.50mm以下。在外径Dm小于3mm的情况、或者厚度Th小于0.65mm的情况下，难以用能够在板状玻璃G上形成深垂直裂痕的负重进行刻划。这是因为无法使贯通孔1a的内径及引脚101的外径足够大。另一方面，在外径Dm大于6mm的情况、以及厚度Th大于1.50mm的情况下，难以使垂直裂痕适当地渗透至板状玻璃G。这被认为是因为在刻划时刻划轮10与板状玻璃G的接触面积变得过大。而且，过分增大外径Dm或厚度Th会增加刻划轮10的原料成本及加工成本，从这一点上来讲也不好。

而且，如上所述，刻划轮10具有贯通孔1a。贯通孔1a是沿着刻划轮10的中心轴1b，也就是在主体部1的中心位置沿着厚度方向而设置。

如图2所示，刀尖部2大体上通过分别与主体部1的不同主面邻接的两个面(相当于圆锥台的侧面的面)21、22形成角度θ，而形成(在包含中心轴1b的刻划轮10的截面中)截面观察V字状。因此，在刀尖部2中，越靠近外缘部(也就是越靠近刻划轮10的外周)厚度变得越小。将刀尖部2的两个面21、22所成的角度θ称为刀尖角。在本实施方式中，使用该刀尖角θ为150°以上160°以下的刻划轮10，优选使用该刀尖角θ为150°以上155°以下的刻划轮10。如果鉴于例如用于切割FPD(Flat Panel Display，平板显示器)用薄板玻璃等的刻划轮的刀尖角为100°～135°左右的情况来看，那么该刀尖角θ的值可以说为较大的值。

另外，在图2中，乍一看，会觉得刀尖部2是通过两个面21、22邻接而形成，但实际上，如图3所示，刀尖部2在其最前端部分具有曲面(刀尖曲面)2a。刀尖曲面2a在形成刀尖部2的两个面21、22之间，也就是在刻划轮10的最外周部分呈环状设置。刀尖曲面2a是按照如下方式设置，即当在包含刻划轮10的中心轴1b的截面中截面观察所述刀尖曲面2a的情况下，具有9μm以上40μm以下的曲率半径R。而且，刀尖曲面2a在刻划轮10的厚度方向上的宽度为5.0μm～15μm左右。

另外，刀尖曲面2a沿着刻划轮10的圆周方向均匀地(无凹凸地)设计即可，但也可以是刻意地设置凹部(槽部)的形态。

只要使用具备如上所述的刀尖部2的刻划轮10，一边施加与板状玻璃G的厚度及材质以及刻划轮10本身的形状相应的刻划负重F一边进行刻划，那么即便是厚度为2.8mm以上的板状玻璃G，也可以实现垂直裂痕的渗透量大(为高渗透)且在刻划后进行切断的情况下于切断面的边缘部分缺口或裂口等所谓碎片产生得以适当抑制的刻划；所述刀尖部2是刀尖角θ为150°以上160°以下，优选为150°以上155°以下，且包含前端部分具有9μm以上40μm以下的曲率半径R的刀尖曲面2a的刀尖部。另外，在本实施方式中，所谓刻划为高渗透是指垂直裂痕的渗透量相对于板状玻璃G的厚度的比(以下，称为渗透率)为50％以上。而且，在碎片产生被控制在从切断面的边缘部分起300μm以内的范围内的情况下，碎片产生得以适当抑制，即便超过300μm，被控制在700μm以内的范围内的情况下，也可以将切断后的板状玻璃G供给后段的处理。

另外，刻划轮10相对于进行该刻划时的板状玻璃G的相对移动速度(刻划速度)为100mm/s～1000mm/sec即可。而且，当执行刻划时，在板状玻璃G的刻划对象位置，滴注、涂布例如灯油等油。

例如，在作为切断对象的板状玻璃G为钠玻璃的情况下，可以根据厚度及刻划轮的条件，在47N～160N左右的范围内调整刻划轮10的刻划负重，由此进行高渗透且碎片适当地被抑制的刻划。

另一方面，在作为切断对象的板状玻璃G为硼硅酸玻璃的情况下，可以根据厚度及刻划轮的条件，在125N～240N左右的范围内调整刻划轮10的刻划负重，由此进行高渗透且碎片产生被抑制于在进行后段的处理时无问题的程度的刻划。

图4是通过如下方式获得的切断面的光学显微镜照片，即准备厚度为3.7mm的钠玻璃作为板状玻璃G，使用刀尖部2的刀尖角θ为155°且刀尖曲面2a的曲率半径R为13μm的刻划轮10，于以300mm/s的扫描速度进行刻划之后，沿着所形成的划线进行切断。在该切断面的渗透量为3.23mm，比起因刻划轮10与钠玻璃接触而形成的肋状纹的深度0.67mm而言足够大。而且，渗透率约为87.3％。这表示可以对厚度大的板状玻璃G进行高渗透的刻划。

而且，图5是在板状玻璃G同样为钠玻璃的情况下，对划线形成后的板状玻璃G的表面的情况进行例示的图。首先，图5(a)是有关于适当地抑制碎片产生的划线(肋状纹)SL1的光学显微镜照片。另一方面，图5(b)是有关于显著地产生碎片的划线(肋状纹)SL2的光学显微镜照片。如果将两者进行比较，那么可知在前者中，线形状(宽度)大体均匀，而相对地，在后者中，肋状纹上产生波纹及鲨鱼齿状纹，而使线形状产生不均匀。

＜第二实施方式＞

图6是对按照与第一实施方式不同的形态进行的第二实施方式的刻划进行例示的图。具体来说，在第一实施方式中，表示有利用平台T直接支撑板状玻璃G的情况，但在图6所示的本实施方式的刻划中，在平台T上暂且铺设隔垫M，在该隔垫M上水平地载置板状玻璃G。隔垫M是以例如毛毡作为原材料，稍微具有弹性。

也可以按照与所述形态相同的方式对该情况下的板状玻璃G进行刻划，但因为隔垫M具有弹性，所以能够实现高渗透的刻划的刻划轮10的条件与将板状玻璃G直接载置在平台T上的情况不同。具体来说，优选为使用具备如下刀尖部2的刻划轮10，即刀尖角θ为150～155°且包含前端部分具有13μm以上40μm以下的曲率半径的刀尖曲面2a。在该情况下，只要一边施加与板状玻璃G的厚度及材质或刻划轮10本身的形状相应的刻划负重F一边进行刻划，那么即便是厚度为2.8mm以上的板状玻璃G，也可以进行高渗透且切断面的碎片产生得以适当抑制的刻划。

[实施例]

作为实施例1至实施例18，一边使刻划条件分别不同，一边进行第一实施方式中的刻划，对垂直裂痕的渗透状态及碎片的产生状态进行评价。

具体来说，准备使板状玻璃G的材质及厚度、刻划轮10的外径、曲率半径R、及刀尖角θ、以及刻划速度的组合不同的共18种标准的刻划条件，一边使刻划负重F不同，一边各进行多次各种条件下的刻划。之后，沿着所形成的各条划线将板状玻璃G切断，根据切断面的光学显微镜照片算出渗透率。另外，刻划轮10是使用超硬合金制作，但在使用烧结金刚石制作的情况下也获得相同的倾向。

在表1中，表示有关于各实施例的具体的刻划条件、及有关于垂直裂痕的渗透状态与碎片的产生状态的评价结果。另外，在表1的评价项目中，关于“高渗透”一栏，在算出的渗透率为50％以上的情况下标着“○”，在不满50％的情况下标着“×”。另一方面，关于“碎片”一栏，在未产生碎片、或者尽管产生碎片但其范围控制在从切断面的边缘起300μm以内的范围内的情况下标着“○”，在产生碎片的范围从边缘起大于300μm且为700μm以内的情况下标着“△”，在产生碎片的范围从边缘起大于700μm的情况下标着“×”。其中，在未实现高渗透的刻划的情况(在“高渗透”一栏标着“×”的情况)下，未进行碎片的评价。

[表1]

同样地，作为实施例19至实施例23，一边使刻划条件分别不同，一边进行第二实施方式中的刻划，对渗透率与碎片的状态进行评价。其中，板状玻璃G仅设定为厚度是4mm的钠玻璃，刻划轮10的外径及刻划速度的条件分别固定为4mm、300mm/sec。在表2中，表示有关于各实施例的具体的刻划条件、及有关于垂直裂痕的渗透状态与碎片的产生状态的评价结果。

[表2]

如表1及表2所示，在实施例1～实施例15、及实施例20～实施例23中，存在实现高渗透且碎片得以适当抑制的刻划负重F的范围。该结果表示：通过使用根据板状玻璃G的支撑方式将刀尖角θ及曲率半径R设定在特定范围内的刻划轮，且赋予与板状玻璃G的材质及厚度相应的刻划负重F而进行刻划，即便是具有例如2.8mm以上的厚度的板状玻璃G，也可以进行适当的刻划。

[符号的说明]

1 (刻划轮的)主体部

1a 贯通孔

1b (刻划轮的)中心轴

2 (刻划轮的)刀尖部

2a 刀尖曲面

10 刻划轮

21、22 (形成刀尖部的)面

100 扫描机构

101 引脚

102 支撑框体

103 支撑轴

F 刻划负重

G 板状玻璃

M 隔垫

T 平台

Claims (6)

1.一种厚板玻璃的刻划方法，其特征在于：是对厚板玻璃的表面进行刻划的方法，

准备如下刻划轮，即刀尖角为150°以上160°以下，刀尖的前端部分成为在通过中心轴的截面的曲率半径为9μm以上40μm以下的曲面，

在由硬刚性的平台水平支撑着所述厚板玻璃的状态下，一边从所述刀尖对所述厚板玻璃施加根据所述厚板玻璃的材质及厚度而预先调整为特定值的刻划负重，一边使所述刻划轮的所述刀尖抵接于所述厚板玻璃的所述表面，同时使所述刻划轮沿着特定的划线形成方向滚动，由此对所述厚板玻璃的所述表面进行刻划。

2.根据权利要求1所述的厚板玻璃的刻划方法，其特征在于：

作为所述刻划轮，使用外径为4mm以上6mm以下的刻划轮。

3.一种厚板玻璃的刻划方法，其特征在于：是对厚板玻璃的表面进行刻划的方法，

准备如下刻划轮，即刀尖角为150°以上155°以下，刀尖的前端部分成为在通过中心轴的截面的曲率半径为13μm以上40μm以下的曲面，

在将所述厚板玻璃载置在硬刚性的平台上所铺的具有弹性的隔垫上，由此水平支撑着所述厚板玻璃的状态下，一边从所述刀尖对所述厚板玻璃施加根据所述厚板玻璃的材质及厚度而预先调整为特定值的刻划负重，一边使所述刻划轮的所述刀尖抵接于所述厚板玻璃的所述表面，同时使所述刻划轮沿着特定的划线形成方向滚动，由此对所述厚板玻璃的所述表面进行刻划。

4.根据权利要求2所述的厚板玻璃的刻划方法，其特征在于：

作为所述刻划轮，使用外径为4mm以上6mm以下的刻划轮。

5.一种用于厚板玻璃刻划的刻划轮，其特征在于：是用来对厚板玻璃的表面进行刻划的刻划轮，且

刀尖角为150°以上160°以下，刀尖的前端部分成为在通过中心轴的截面的曲率半径为9μm以上40μm以下的曲面。

6.根据权利要求5所述的用于厚板玻璃刻划的刻划轮，其特征在于：

外径为4mm以上6mm以下。

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