JP2014210670A - Production method of tempered glass panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は強化ガラスパネルの製造方法に関し、特にレーザやプラズマによる内部加熱を利用して強化ガラス板から強化ガラスパネルを切り出す強化ガラスパネルの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a tempered glass panel, and more particularly to a method for producing a tempered glass panel by cutting out a tempered glass panel from a tempered glass plate using internal heating by laser or plasma.
携帯電話や携帯情報端末(PDA:Personal Data Assistance)などの携帯機器では、ディスプレイのカバーや基板にガラス板が使用されている。携帯機器における薄型化・軽量化の要求から、ガラス板についても強度の高い強化ガラス板を用いることにより、薄型化・軽量化が図られるようになってきた。 In portable devices such as mobile phones and personal information terminals (PDAs), glass plates are used for display covers and substrates. Due to demands for thinning and weight reduction in portable devices, thinning and weight reduction have been achieved by using high strength tempered glass plates.
ところで、ガラス板の切断は、通常、ダイヤモンド等の硬質のローラやチップにより、主面に機械的にスクライブ線を導入し、当該スクライブ線に沿って折曲力を加えることによりなされる。このような手法では、スクライブ線の導入により、ガラス板の切断端面に多数の微細クラックが生成されることになる。従って、強化ガラス板であるにもかかわらず、切断端部に充分な強度が得られないという問題があった。 By the way, the glass plate is usually cut by introducing a scribe line mechanically into the main surface with a hard roller or chip such as diamond and applying a bending force along the scribe line. In such a technique, a lot of fine cracks are generated on the cut end face of the glass plate by introducing the scribe line. Accordingly, there is a problem that a sufficient strength cannot be obtained at the cut end despite the tempered glass plate.
このような問題に対し、近年、レーザやプラズマによりガラス板の内部を加熱し、ガラス板の主面でなく端面に導入した初期クラックの伸展を制御することにより、ガラス板を切断する方法が開発された(以下、内部加熱切断と称す)。このような内部加熱切断では、従来のように、ガラス板の主面にスクライブ線を導入する必要がない。そのため、切断端面に上述の微細クラックが生成されることもなく、高強度のガラス板を得ることができる。特許文献1には、このように、レーザ光によりガラス板を切断する方法が開示されている。 In recent years, a method has been developed to cut the glass plate by heating the inside of the glass plate with a laser or plasma and controlling the extension of the initial cracks introduced into the end face instead of the main surface of the glass plate. (Hereinafter referred to as internal heating cutting). In such internal heating cutting, it is not necessary to introduce a scribe line to the main surface of the glass plate as in the prior art. Therefore, the above-mentioned fine crack is not generated on the cut end face, and a high-strength glass plate can be obtained. Patent Document 1 discloses a method for cutting a glass plate with laser light in this way.
発明者は、強化ガラス板の内部加熱切断に関し、以下の課題を見出した。
図10Aに示すように、強化ガラス板10から使用するパネル部10aを切り出す場合、まず、1本の補助切断線302aから切断線301を連続して切断し(つまり、一筆書きで切断し)、パネル部10aと不要な周縁部10bとを分割する。さらに、例えば3本の補助切断線302bに沿って内部加熱切断し、周縁部10bを4つに分割した上で取り除くことにより、図10Bに示すように、パネル部10aを取り出す。
The inventor has found the following problems regarding internal heating cutting of a tempered glass sheet.
As shown in FIG. 10A, when cutting out the
このように、パネル部10aは、1枚ずつ切り出す必要があり、生産効率に劣るという問題があった。
Thus, the
本発明は、上記を鑑みなされたものであって、生産効率に優れる強化ガラスパネルの製造方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at providing the manufacturing method of the tempered glass panel which is excellent in production efficiency.
本発明の態様1に係る強化ガラスパネルの製造方法は、複数枚の強化ガラス板の主面同士を接着層により貼り合わせ、厚み方向に積層するステップと、積層された前記複数枚の強化ガラス板から、積層された複数枚の強化ガラスパネルを内部加熱切断により切り出すステップと、積層された前記複数枚の強化ガラスパネルから前記接着層を除去するステップと、を備えるものである。これにより、1度に複数枚の強化ガラスパネルを切断することができ、生産効率に優れる強化ガラスパネルの製造方法を提供することができる。 The manufacturing method of the tempered glass panel which concerns on aspect 1 of this invention is the process of bonding the main surfaces of several tempered glass board with an adhesive layer, and laminating | stacking on the thickness direction, and the said several tempered glass board laminated | stacked Then, a step of cutting out the plurality of laminated tempered glass panels by internal heat cutting and a step of removing the adhesive layer from the plurality of laminated tempered glass panels are provided. Thereby, a several tempered glass panel can be cut | disconnected at once, and the manufacturing method of the tempered glass panel which is excellent in production efficiency can be provided.
本発明の態様2に係る強化ガラスパネルの製造方法は、上記発明の態様1において、前記接着層を除去するステップの前に、積層された前記複数枚の強化ガラスパネルの端面を研磨するステップを更に備えることを特徴とするものである。これにより、強化ガラスパネルが、切断された状態で既に積層されており、かつ、切断端面も揃っているため、さらに生産効率に優れる強化ガラスパネルの製造方法を提供することができる。 The manufacturing method of the tempered glass panel which concerns on aspect 2 of this invention is the aspect 1 of the said invention WHEREIN: Before the step which removes the said adhesive layer, the step which grind | polishes the end surface of these laminated | stacked several tempered glass panels is carried out. Furthermore, it is characterized by providing. Thereby, since the tempered glass panel is already laminated | stacked in the cut | disconnected state, and the cut end surface is also uniform, the manufacturing method of the tempered glass panel which is further excellent in production efficiency can be provided.
本発明の態様3に係る強化ガラスパネルの製造方法は、上記発明の態様1又は2において、前記内部加熱切断が、レーザ光による切断であることを特徴とするものである。本発明には、内部加熱切断の中でもレーザ光による切断が特に好適である。 The method for producing a tempered glass panel according to aspect 3 of the present invention is characterized in that, in aspect 1 or 2 of the above invention, the internal heating cutting is a cutting with a laser beam. In the present invention, cutting with a laser beam is particularly preferable among internal heating cutting.
本発明の態様4に係る強化ガラスパネルの製造方法は、上記発明の態様3において、前記レーザ光の光源が、ファイバーレーザであることを特徴とするものである。本発明には、レーザ光の光源として、ファイバーレーザが特に好適である。 The method for producing a tempered glass panel according to aspect 4 of the present invention is characterized in that, in aspect 3 of the invention, the light source of the laser light is a fiber laser. In the present invention, a fiber laser is particularly suitable as a laser light source.
本発明の態様5に係る強化ガラスパネルの製造方法は、上記発明の態様3又は4において、積層された前記複数枚の強化ガラス板において前記レーザ光により切断される位置には、前記接着層が形成されていないことを特徴とするものである。これにより、接着層によるレーザ光の吸収を防止することができる。 In the method for producing a tempered glass panel according to aspect 5 of the present invention, in the aspect 3 or 4 of the present invention, the adhesive layer is provided at a position where the plurality of laminated tempered glass plates are cut by the laser beam. It is not formed. Thereby, absorption of the laser beam by an adhesive layer can be prevented.
本発明の態様6に係る強化ガラスパネルの製造方法は、上記発明の態様3〜5のいずれかにおいて、積層された前記複数枚の強化ガラス板のそれぞれの前記レーザ光の吸収率が、10%未満であることを特徴とするものである。これにより、積層された前記複数枚の強化ガラス板を確実に切断することができる。 The method for producing a tempered glass panel according to Aspect 6 of the present invention is the method for producing a tempered glass panel according to any one of Aspects 3 to 5, wherein the laser light absorption rate of each of the laminated tempered glass plates is 10%. It is characterized by being less than. Thereby, the plurality of laminated tempered glass plates can be reliably cut.
本発明によれば、生産効率に優れる強化ガラスパネルの製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the tempered glass panel which is excellent in production efficiency can be provided.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiment. In addition, for clarity of explanation, the following description and drawings are simplified as appropriate.
(実施の形態1)
図1、2A〜2Cを参照して、本発明の第1の実施の形態に係る強化ガラスパネルの製造方法について説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る強化ガラスパネルの製造方法を示すフローチャートである。図2Aは、本発明の第1の実施の形態に係る強化ガラスパネルの切断方法を示す平面図である。図2Bは、本発明の第1の実施の形態に係る強化ガラスパネルの切断方法を示す断面図である。図2Cは、レーザ切断により得られた積層された強化ガラスパネルの断面図である。以下では、レーザ光を用いた内部加熱切断によって、強化ガラス板を切断し、強化ガラスパネルを取り出す場合について説明する。
(Embodiment 1)
With reference to FIG. 1, 2A-2C, the manufacturing method of the tempered glass panel which concerns on the 1st Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a flowchart showing a method for manufacturing a tempered glass panel according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2A is a plan view showing a method of cutting a tempered glass panel according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating a method for cutting a tempered glass panel according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2C is a cross-sectional view of a laminated tempered glass panel obtained by laser cutting. Below, the case where a tempered glass board is cut | disconnected by internal heating cutting | disconnection using a laser beam and a tempered glass panel is taken out is demonstrated.
まず、図1のステップST1に示すように、複数枚の強化ガラス板10の主面同士を接着層11により互いに貼り付け、厚み方向へ積層する。ここで、接着層11の形成位置は強化ガラス板10同士を接着することができれば特に限定されるものではない。しかし、接着層11は、レーザ光20を吸収する。そのため、図2A、2Bに示すように、レーザ光20が照射される位置すなわち切断線301及び補助切断線302が導入される位置には形成されていないことが好ましい。換言すれば、接着層11は、レーザ光20が照射される位置以外の位置に形成されていることが好ましい。なお、図2Bの例では、5枚の強化ガラス板10を4層の接着層11により貼り合わせているが、任意のn(nは2以上の自然数)枚の強化ガラス板10を(n−1)層の接着層11により貼り合わせることができる。
First, as shown in step ST1 of FIG. 1, the main surfaces of a plurality of
接着層11としては、例えば、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂を用いることができる。特に、強化ガラス板10は光を透過することができるため、紫外線(UV:Ultraviolet)硬化樹脂に代表される光硬化性樹脂を用いることができる。光硬化性樹脂は、加熱工程が不要であるため、強化ガラス板10にダメージを与えることがなく、生産性にも優れ、特に好ましい。
As the
次に、図1のステップST2に示すように、積層された強化ガラス板10をレーザ切断し、積層されたパネル部10aを切り出す。具体的には、まず、図2Aに示すように、積層された強化ガラス板10を、例えば真空吸着テーブル101上に載置・保持する。ここで、真空吸着テーブル101内部には真空経路が分岐して形成されている。そのため、テーブル全体において、積層された強化ガラス板10を真空吸着することができる。
Next, as shown in step ST <b> 2 of FIG. 1, the laminated tempered
そして、各強化ガラス板10の端面(図2Aでは下側の端面)に初期クラックを導入し、この初期クラックを起点として、各強化ガラス板10に対し、この端面に略垂直な補助切断線302をレーザ切断により導入する。次に、図2Aに示すように、補助切断線302と連続する切断線301を導入し、パネル部10aの形状に沿って強化ガラス板10をレーザ切断する。つまり、補助切断線302と切断線301とは一筆書きされる。これにより、強化ガラス板10を、パネル部10aと、周縁部10bとに分割する。なお、レーザ光を用いた強化ガラス板の切断方法の詳細については後述する。
Then, an initial crack is introduced into the end face (the lower end face in FIG. 2A) of each tempered
ここで、1枚の強化ガラス板10のレーザ光吸収率は10%未満である。つまり、照射したレーザ光の90%以上が透過してしまい、エネルギー利用効率が低い。一方で、1枚の強化ガラス板10でのレーザ光吸収率が低いがゆえに、本実施の形態のように、複数の強化ガラス板10を積層した場合であっても、1枚の場合と同じエネルギーで切断することができる。従って、積層された強化ガラス板10の枚数を増やす程、エネルギー利用効率が向上する。また、当然のことならが、積層された強化ガラス板10の枚数を増やす程、1枚ずつ切断する場合に比べ生産性が向上する。
Here, the laser beam absorptance of one tempered
次に、図1のステップST3に示すように、用途に応じて上記レーザ切断により得られたパネル部10aの切断端面を研磨する。従来は、複数の切り出されたパネル部10aを接着剤により貼り合わせ、厚み方向に重ね合わせた上で、切断端面を研磨していた。ここで、複数のパネル部10aを互いに貼り付ける場合、切断端面を揃えるための位置合わせが難しく、生産効率に劣る問題があった。これに対し、本実施の形態に係る製造方法では、図2Cに示すように、積層されたパネル部10aは、レーザ切断された状態で既に切断端面が揃っているため、位置合わせが不要である。従って、本実施の形態に係る製造方法は、パネル部10aをレーザ切断により1枚ずつ切り出してから、複数のパネル部10aを貼り合わせる従来の方法よりも、生産性に優れている。なお、ステップST3は、用途などに応じて実施するため、必須のステップではない。
Next, as shown in step ST3 of FIG. 1, the cut end surface of the
ここで、図3を用いて、研磨方法についてより詳細に説明する。図3は、研磨方法を説明するための断面図である。図3に示すように、積層されたパネル部10aの切断端面が揃っているため、各パネル部10aの切断端面が均等に研磨される。ここで、各接着層11は、積層方向から見て、略同形状を有していることが好ましい。また、図3に示すように、各接着層11の端面は、パネル部10aの内側に位置しているため、各接着層11とこれを挟む2枚のパネル部10aにより溝状の隙間430が形成されている。
Here, the polishing method will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a polishing method. As shown in FIG. 3, since the cut end surfaces of the
研磨用のブラシ400は、図3に示すようにロールブラシであって、積層されたパネル部10aの積層方向と平行な回転軸401、回転軸401に対して略垂直に保持されるブラシ毛402を備えている。ブラシ400は、回転軸401を中心に回転しながら、積層されたパネル部10aの切断端面に沿って相対的に移動する。そして、積層されたパネル部10aの切断端面に向かって研磨材を含有するスラリーを吐出し、積層されたパネル部10aの切断端面をブラシ研磨する。研磨材としては、酸化セリウム、ジルコニアなどが用いられる。研磨材の平均粒径(D50)は、例えば5μm以下であり、好ましくは2μm以下である。
The polishing
ブラシ400は、チャンネルブラシであって、複数のブラシ毛402が植毛された長尺の部材(チャンネル)を回転軸401に螺旋状に巻き付けてなる。ブラシ毛402は、ポリアミドなどの樹脂で主に構成され、アルミナ(Al2O3)や炭化ケイ素(SiC)、ダイヤモンドなどの研磨材を含んでもよい。ブラシ毛402は、線状に形成され、先細り状の先端部を有してもよい。
The
最後に、図1のステップST4に示すように、積層されたパネル部10aにおける接着層11を除去し、複数枚の強化ガラスパネルを得ることができる。
以上説明したように、本実施の形態に係る強化ガラスパネルの製造方法により、エネルギー利用効率及び生産性が劇的に向上する。
Finally, as shown in step ST4 of FIG. 1, the
As described above, energy use efficiency and productivity are dramatically improved by the method for manufacturing a tempered glass panel according to the present embodiment.
なお、図4A、4Bに示すように、強化ガラス板10よりも大型の強化ガラス板500を接着層11により積層し、これを切断線303に沿ってレーザ切断することにより、図2A、2Bに示す積層された強化ガラス板10を得ることもできる。ここで、図4Aは、強化ガラス板10よりも大型の強化ガラス板500を接着層11により積層した様子を示す平面図である。図4Bは、強化ガラス板10よりも大型の強化ガラス板500を接着層11により積層した様子を示す断面図である。このように、パネル部10aを切り出す強化ガラス板10よりも大型の強化ガラス板500の段階で接着層11により積層した方が、その後の切断回数を削減することができ、さらにエネルギー利用効率及び生産性を向上させることができる。
4A and 4B, a tempered
次に、図5〜9を参照して、強化ガラス板の切断方法について説明する。図5は、強化ガラス板の切断方法を説明するための斜視図である。図5に示すように、強化ガラス板10の表面12にレーザ光20を照射し、強化ガラス板10の表面12上で、レーザ光20の照射領域22を移動させることで、強化ガラス板10に応力を印加して、強化ガラス板10を切断する。
Next, with reference to FIGS. 5-9, the cutting method of a tempered glass board is demonstrated. FIG. 5 is a perspective view for explaining a method of cutting a tempered glass sheet. As shown in FIG. 5, the
強化ガラス板10は、例えば風冷強化法や化学強化法などで作製される。強化用のガラスの種類は、用途に応じて選択される。例えば、自動車用窓ガラスや建築用窓ガラス、PDP(Plasma Display Panel)用のガラス基板、カバーガラスの場合、強化用のガラスとしては、ソーダライムガラスが用いられる。
The tempered
風冷強化法は、軟化点付近の温度のガラスを表面及び裏面から急冷し、ガラスの表面及び裏面と内部との間に温度差をつけることで、圧縮応力が残留する表面層及び裏面層を形成する。風冷強化法は、厚いガラスを強化するのに好適である。 The air-cooling strengthening method rapidly cools the glass near the softening point from the front and back surfaces, and creates a temperature difference between the front and back surfaces of the glass and the inside, so that the surface layer and the back surface layer where compressive stress remains are formed. Form. The air cooling strengthening method is suitable for strengthening thick glass.
化学強化法は、ガラスの表面及び裏面をイオン交換し、ガラスに含まれる小さなイオン半径のイオン(例えば、Liイオン、Naイオン)を、大きなイオン半径のイオン(例えば、Kイオン)に置換することで、圧縮応力が残留する表面層及び裏面層を形成する。化学強化法は、アルカリ金属元素を含むソーダライムガラスを強化するのに好適である。 In the chemical strengthening method, the front and back surfaces of glass are ion-exchanged, and ions having a small ion radius (for example, Li ions and Na ions) contained in the glass are replaced with ions having a large ion radius (for example, K ions). Thus, the front surface layer and the back surface layer in which the compressive stress remains are formed. The chemical strengthening method is suitable for strengthening soda lime glass containing an alkali metal element.
図6は、レーザ光を照射する前の強化ガラス板の断面図である。図6において、矢印の方向は、残留応力の作用方向を示し、矢印の大きさは、応力の大きさを示す。図6に示すように、強化ガラス板10は、表面層13及び裏面層15と、表面層13と裏面層15との間に設けられた中間層17とを有する。表面層13及び裏面層15には、上記風冷強化法や化学強化法により圧縮応力が残留している。また、その反作用として、中間層17には引張応力が残留している。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the tempered glass plate before irradiation with laser light. In FIG. 6, the direction of the arrow indicates the acting direction of the residual stress, and the size of the arrow indicates the magnitude of the stress. As shown in FIG. 6, the tempered
図7は、レーザ光を照射する前の強化ガラス板の残留応力の分布を示す模式図である。
図7に示すように、表面層13及び裏面層15に残留する圧縮応力(>0)は、強化ガラス板10の表面12及び裏面14から内部に向けて徐々に小さくなる傾向がある。また、中間層17に残留する引張応力(>0)は、ガラスの内部から表面12及び裏面14に向けて徐々に小さくなる傾向がある。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a distribution of residual stress of the tempered glass plate before irradiation with laser light.
As shown in FIG. 7, the compressive stress (> 0) remaining on the
図7において、CSは表面層13や裏面層15における最大残留圧縮応力(表面圧縮応力)(>0)、CTは中間層17における内部残留引張応力(中間層17の残留引張応力の平均値)(>0)、DOLは表面層13や裏面層15の厚さをそれぞれ示す。CSやCT、DOLは、強化処理条件で調節可能である。例えば、CSやCT、DOLは、風冷強下法の場合、ガラスの冷却速度などで調節可能である。また、CSやCT、DOLは、化学強化法の場合、ガラスを処理液(例えば、KNO3溶融塩)に浸漬してイオン交換するので、処理液の濃度や温度、浸漬時間などで調節可能である。なお、本実施の形態の表面層13及び裏面層15は、同じ厚さ、同じ最大残留圧縮応力を有するが、異なる厚さを有してもよいし、異なる最大残留圧縮応力を有してもよい。
In FIG. 7, CS is the maximum residual compressive stress (surface compressive stress) (> 0) in the
強化ガラス板10の端部には、切断開始位置に、初期クラックが予め形成されている。初期クラックの形成方法は、一般的な方法であって良く、例えばカッタやヤスリ、レーザで形成される。なお、上述の通り、レーザやプラズマを用いた内部加熱切断では、強化ガラス板10の表面12に、切断予定線に沿ったスクライブ線(溝線)を形成する必要がない。
An initial crack is formed in advance at the cutting start position at the end of the tempered
強化ガラス板10の表面12上において、レーザ光20の照射領域22は、強化ガラス板10の端部から内側に向けて、切断予定線に沿って、直線状や曲線状に移動される。これによって、強化ガラス板10の端部から内側に向けてクラック30(図5参照)を伸展させ、強化ガラス板10を切断する。
On the
強化ガラス板10の表面12上において、レーザ光20の照射領域22を移動させるため、強化ガラス板10を支持する保持具を、移動または回転してもよいし、レーザ光20の光源を移動してもよい。また、レーザ光20の経路の途中に設けられるミラーを回転してもよい。
In order to move the
強化ガラス板10の表面12上において、レーザ光20の照射領域22は、例えば図5に示すように、円状に形成されているが、矩形状や楕円状などであってもよく、その形状に制限はない。
On the
強化ガラス板10の表面12上において、レーザ光20の照射領域22は、強化ガラス板10の厚さや、最大残留圧縮応力(CS)、内部残留引張応力(CT)、表面層13や裏面層15の厚さ(DOL)、レーザ光20の光源の出力などに応じた速度で移動される。
On the
レーザ光20の光源としては、特に限定されないが、例えば、UVレーザ(波長:355nm)、グリーンレーザ(波長:532nm)、半導体レーザ(波長:808nm、940nm、975nm)、ファイバーレーザ(波長:1060〜1100nm)、YAGレーザ(波長:1064nm、2080nm、2940nm)などが挙げられる。レーザ光20の発振方式に制限はなく、レーザ光を連続発振するCWレーザ、レーザ光を断続発振するパルスレーザのいずれも使用可能である。また、レーザ光20の強度分布に制限はなく、ガウシアン型であっても、トップハット型であってもよい。
The light source of the
光源から出射されたレーザ光20は、集光レンズなどで集光され、強化ガラス板10の表面12に結像される。レーザ光20の集光位置は、強化ガラス板10の表面12を基準として、レーザ光源側であってもよいし、裏面14側であってもよい。また、加熱温度が高くなりすぎない、すなわち徐冷点以下を保てる集光面積であれば、レーザ光20の集光位置は強化ガラス板10中であってもよい。
The
レーザ光20の光軸は、強化ガラス板10の表面12において、例えば図5に示すように表面12と直交していてもよいし、表面12と斜めに交わっていてもよい。
The optical axis of the
本実施の形態に係る切断方法では、レーザ光20に対する強化ガラス板10の吸収係数をα(cm−1)とし、強化ガラス板10の厚さをt(cm)とした場合、0<α×t≦3.0を満たすようにする。この条件で、レーザ光20の照射領域22における中間層17を徐冷点以下の温度で加熱することによって、中間層17の残留引張応力によって強化ガラス板10に生じるクラック30の伸展を制御して、残留引張応力によるクラック30によって強化ガラス板10を切断することが可能となる。なお、中間層17を徐冷点以下の温度で加熱するのは、徐冷点を超えて加熱すると、レーザ光が通過する短時間でもガラスが高温となり粘性流動が発生しやすい状態となるため、この粘性流動によりレーザ光によって発生させた圧縮応力が緩和されるからである。
In the cutting method according to the present embodiment, when the absorption coefficient of the tempered
強化ガラス板10に入射する前のレーザ光20の強度をI0とし、強化ガラス板10中を距離L(cm)だけ移動したときのレーザ光20の強度をIとすると、I=I0×exp(−α×L)の式が成立する。この式は、ランベルト・ベールの法則と呼ばれるものである。
0<α×t≦3.0とすることで、レーザ光20が、強化ガラス板10の表面で吸収されずに内部にまで到達するようになるため、強化ガラス板10の内部を十分に加熱できる。その結果、強化ガラス板10に生じる応力は、図6に示す状態から、図8や図9に示す状態に変化する。
Assuming that the intensity of the
By setting 0 <α × t ≦ 3.0, the
図8は、図5のA−A線に沿った断面図であって、レーザ光の照射領域を含む断面図である。図9は、図5のB−B線に沿った断面図であって、図8に示す断面よりも後方の断面である。ここで、「後方」とは、レーザ光20の走査方向後方を意味する。図8及び図9において、矢印の方向は、応力の作用方向を示し、矢印の長さは、応力の大きさを示す。
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 5 and includes a laser light irradiation region. 9 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 5, and is a rear cross section from the cross section shown in FIG. Here, “rear” means the rear of the
レーザ光20の照射領域22における中間層17では、レーザ光20の強度が十分に高いので、温度が周辺に比べて高くなり、図6に示す残留引張応力よりも小さい引張応力、または、圧縮応力が生じる。残留引張応力よりも小さい引張応力、または、圧縮応力が生じている部分では、クラック30の伸展が抑制される。クラック30の伸展を確実に抑制するため、図8に示すように、中間層17に圧縮応力が生じていることが好ましい。
なお、レーザ光20の照射領域22における表面層13や裏面層15では、図6に示す残留圧縮応力よりも大きい圧縮応力が生じているので、クラック30の伸展が抑制されている。
In the
In addition, since the compressive stress larger than the residual compressive stress shown in FIG. 6 has arisen in the
図8に示す圧縮応力との釣り合いのため、図8に示す断面よりも後方の断面では、図9に示すように、中間層17に引張応力が生じる。この引張応力は、図6に示す残留引張応力よりも大きく、引張応力が所定値に達している部分に、クラック30が形成される。クラック30は強化ガラス板10の表面12から裏面14まで貫通しており、いわゆるフルカット切断である。
In order to balance with the compressive stress shown in FIG. 8, tensile stress is generated in the
この状態で、レーザ光20の照射領域22を移動させると、強化ガラス板10の内部において、照射領域22の位置が前述したように図8のような応力分布になっているため、クラック30が切断予定線から外れて自走するようなことはなく、照射領域22の位置に追従するようにクラック30の先端位置が移動する。従って、レーザ光20によってクラック30の伸展を制御できる。
If the
このように、0<α×t≦3.0とすることで、強化ガラス板10において、レーザ光20によってクラック30の伸展を制御できる。そして、照射領域22の直後をクラック30が伸展するため、切断線が照射領域22の移動軌跡どおりに形成されるため、切断精度を向上できる。なお、クラック30の先端は、照射領域22の直後を追従するのでなく、照射領域22と重なって追従してもよい。クラック30の先端が照射領域22に近いほど、または重なっていることが切断精度をより向上させる。
Thus, by setting 0 <α × t ≦ 3.0, the extension of the
ガラスは、用途によっては、高い透明度が要求されるので、使用レーザ波長が可視光の波長領域に近い場合はα×tは0に近いほど良い。しかし、α×tは、小さ過ぎると吸収効率が悪くなるので、好ましくは0.0005以上(レーザ光吸収率0.05%以上)、より好ましくは0.002以上(レーザ光吸収率0.2%以上)、さらに好ましくは0.004以上(レーザ光吸収率0.4%以上)である。 Since high transparency is required for glass depending on the application, α × t is preferably closer to 0 when the laser wavelength used is close to the wavelength region of visible light. However, if α × t is too small, the absorption efficiency is deteriorated. Therefore, it is preferably 0.0005 or more (laser light absorption rate 0.05% or more), more preferably 0.002 or more (laser light absorption rate 0.2). % Or more), more preferably 0.004 or more (laser light absorption rate 0.4% or more).
ガラスは、用途によっては、逆に低い透明度が要求されるので、使用レーザ波長が可視光の波長領域に近い場合はα×tは大きいほど良い。しかし、α×tが大き過ぎるとレーザ光の表面吸収が大きくなるのでクラック伸展を制御できなくなる。このため、α×tは、好ましくは3.0以下(レーザ光吸収率95%以下)、より好ましくは0.1以下(レーザ光吸収率10%以下)、さらに好ましくは0.02以下(レーザ光吸収率2%以下)である。
Glass, on the other hand, requires low transparency, so that when the used laser wavelength is close to the wavelength region of visible light, the larger α × t is better. However, if .alpha..times.t is too large, the surface absorption of the laser beam becomes large, and crack extension cannot be controlled. Therefore, α × t is preferably 3.0 or less (laser light absorptivity 95% or less), more preferably 0.1 or less (
ところで、中間層17の内部残留引張応力(CT)が30MPa以上になると、中間層17の残留引張応力のみで、強化ガラス板10に形成されたクラックが自然に伸展する(自走する)ことが分かっている。そこで、切断に使用される引張応力のうち、中間層17の残留引張応力が、レーザ光20によって発生する引張応力よりも支配的となるように、内部残留引張応力(CT)は、15MPa以上であることが好ましい。これによって、強化ガラス板10の内部において、引張応力が所定値に達する位置、即ち、クラック30の先端位置と、レーザ光20の位置との間の距離が十分に短くなるので、切断精度を向上できる。
By the way, when the internal residual tensile stress (CT) of the
中間層17の内部残留引張応力(CT)は、より好ましくは30MPa以上、さらに好ましくは40MPa以上である。内部残留引張応力(CT)が30MPa以上であると、切断に使用される引張応力は中間層17の残留引張応力のみとなり、切断線の軌跡精度をさらに向上できる。
The internal residual tensile stress (CT) of the
吸収係数(α)は、レーザ光20の波長、強化ガラス板10のガラス組成などで定まる。例えば、強化ガラス板10中の酸化鉄(FeO、Fe2O3、Fe3O4を含む)の含有量、酸化コバルト(CoO、Co2O3、Co3O4を含む)の含有量、酸化銅(CuO、Cu2Oを含む)の含有量が多くなるほど、1000nm付近の近赤外線波長領域での吸収係数(α)が大きくなる。さらに、強化ガラス板10中の希土類元素(例えばYb)の酸化物の含有量が多くなるほど、希土類原子の吸収波長付近で吸収係数(α)が大きくなる。
The absorption coefficient (α) is determined by the wavelength of the
1000nm付近の近赤外線波長領域での吸収係数(α)は、用途に応じて設定される。例えば、自動車用窓ガラスの場合、吸収係数(α)は3cm−1以下であることが好ましい。また、建築用窓ガラスの場合、吸収係数(α)は0.6cm−1以下であることが好ましい。また、ディスプレイ用ガラスの場合、吸収係数(α)は0.2cm−1以下であることが好ましい。 The absorption coefficient (α) in the near-infrared wavelength region near 1000 nm is set according to the application. For example, in the case of window glass for automobiles, the absorption coefficient (α) is preferably 3 cm −1 or less. In the case of building window glass, the absorption coefficient (α) is preferably 0.6 cm −1 or less. In the case of display glass, the absorption coefficient (α) is preferably 0.2 cm −1 or less.
レーザ光20の波長は、250〜5000nmであることが好ましい。レーザ光20の波長を250〜5000nmとすることで、レーザ光20の透過率と、レーザ光20による加熱効率とを両立できる。レーザ光20の波長は、より好ましくは300〜4000nm、さらに好ましくは800〜3000nmである。
The wavelength of the
強化ガラス板10中の酸化鉄の含有量は、強化ガラス板10を構成するガラスの種類によるが、ソーダライムガラスの場合、例えば0.02〜1.0質量%である。この範囲で、酸化鉄の含有量を調節することで、1000nm付近の近赤外線波長領域でのα×tを所望の範囲に調節可能である。酸化鉄の含有量を調節する代わりに、酸化コバルトや酸化銅、希土類元素の酸化物の含有量を調節してもよい。
The content of iron oxide in the tempered
強化ガラス板10の厚さ(t)は、用途に応じて設定されるが、0.01〜0.2cmであることが好ましい。化学強化ガラスの場合、厚さ(t)を0.2cm以下とすることで、内部残留引張応力(CT)を十分に高めることができる。一方、厚さ(t)が0.01cm未満になると、ガラスに化学強化処理を施すことが難しい。厚さ(t)は、より好ましくは0.03〜0.15cm、さらに好ましくは0.05〜0.15cmである。
Although the thickness (t) of the tempered
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、レーザ光による切断に限らず、強化ガラス板を内部加熱切断するのであれば、本発明を適用可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, the present invention is applicable not only to cutting with a laser beam but also to internally cutting a tempered glass plate.
10 強化ガラス板
10a パネル部
10b 周縁部
11 接着層
12 表面
13表面層
14 裏面
15 裏面層
17 中間層
20 レーザ光
22 照射領域
30 クラック
101 真空吸着テーブル
301、303 切断線
302、302a、302b 補助切断線
500 強化ガラス板
DESCRIPTION OF
Claims (6)
積層された前記複数枚の強化ガラス板から、積層された複数枚の強化ガラスパネルを内部加熱切断により切り出すステップと、
積層された前記複数枚の強化ガラスパネルから前記接着層を除去するステップと、を備える強化ガラスパネルの製造方法。 Bonding the main surfaces of a plurality of tempered glass plates with an adhesive layer and laminating them in the thickness direction;
Cutting the laminated tempered glass panels from the laminated tempered glass plates by internal heating cutting; and
Removing the adhesive layer from the laminated plurality of tempered glass panels. A method for producing a tempered glass panel.
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