JP2015036360A - ガラス板の製造方法及びガラス板の分断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザーを用いずにガラス板を分断する方法であって、薄い強化ガラス板や強化度の高い強化ガラス板であっても好適に分断し得る方法、それを用いたガラス板の製造方法を提供する。【解決手段】マザーガラス板１を用意する。マザーガラス板１を複数に分断することによりガラス板２を得る分断工程を行う。分断工程では、マザーガラス板１の分断しようとする部分の上に、ＨＬＢ値が６以上である界面活性剤を含む水を供給した後に、または界面活性剤を含む水を供給しながらマザーガラス板１にスクライブ溝１１を形成する。マザーガラス板１をスクライブ溝１１に沿って分断することによりガラス板２を得る。【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス板の製造方法及びガラス板の分断方法に関する。

従来、強化ガラス板の分断は、専らスクライブなどにより行われていた。しかしながら、薄い強化ガラス板や、強化度が高い強化ガラス板は、スクライブによって分断しにくい。このため、近年、レーザーを用いて強化ガラス板を分断することが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１２−７２０５８号公報

しかしながら、レーザーを用いてガラス板を分断する場合、大がかりな装置が必要であり、分断に要するコストも高い。従って、薄い強化ガラス板、強化度の高い強化ガラス板を、レーザーを用いずに分断する方法が求められている。

本発明の主な目的は、レーザーを用いずにガラス板を分断する方法であって、薄い強化ガラス板や強化度の高い強化ガラス板であっても好適に分断し得る方法、それを用いたガラス板の製造方法を提供することにある。

本発明に係るガラス板の製造方法では、マザーガラス板を用意する。マザーガラス板を複数に分断することによりガラス板を得る分断工程を行う。分断工程では、マザーガラス板の分断しようとする部分の上に、ＨＬＢ値が６以上である界面活性剤を含む液体を供給した後に、または界面活性剤を含む液体を供給しながらマザーガラス板にスクライブ溝を形成する。マザーガラス板をスクライブ溝に沿って分断することによりガラス板を得る。

ＨＬＢ値が６以上である界面活性剤を含む液体を供給しておくことにより、マザーガラス板を好適に分断し得るスクライブ条件の幅が広くなる。このため、ガラス板を高い良品率で好適に製造することができる。

マザーガラス板の厚みは、２ｍｍ以下であってもよい。そのような場合であっても、マザーガラス板を好適に分断し得る。

マザーガラス板は、強化ガラス板であってもよい。強化ガラス板の圧縮応力（ＣＳ）が５００ＭＰａ以上であり、圧縮応力深さ（ＤＯＬ）が１０μｍ以上であってもよい。そのような場合であっても、マザーガラス板を好適に分断し得る。

マザーガラス板は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２を５０％〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３を１６％〜３５％、Ｎａ_２Ｏを１０％〜２０％、Ｋ_２Ｏを０％〜１０％及びＭｇＯを０％〜１０％含有する物が好適である。

液体は、水を含むことが好ましい。

本発明に係るガラス板の分断方法では、ガラス板の上に、ＨＬＢが６以上である界面活性剤を含む液体を供給した後に、または界面活性剤を含む液体を供給しながらガラス板の界面活性剤を含む液体が供給された部分にスクライブ溝を形成する。ガラス板をスクライブ溝に沿って分断する。

ＨＬＢ値が６以上である界面活性剤を含む液体を供給しておくことにより、ガラス板を好適に分断し得るスクライブ条件の幅が広くなる。このため、ガラス板を好適に分断することができる。

本発明によれば、レーザーを用いずにガラス板を分断する方法であって、薄い強化ガラス板や強化度の高い強化ガラス板であっても好適に分断し得る方法、それを用いたガラス板の製造方法を提供することができる。

マザーガラス板の模式的平面図である。 スクライブ後のマザーガラス板の模式的平面図である。 ガラス板の模式的平面図である。 界面活性剤の効果を説明するための模式的概念図である。 界面活性剤の効果を説明するための模式的概念図である。 界面活性剤の効果を説明するための模式的概念図である。 実験例１〜５の結果を示すグラフである。

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。

また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものである。図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。

図１は、マザーガラス板１の模式的平面図である。本実施形態では、マザーガラス板１に図２に示すようスクライブ溝１１を形成して分断し、図３に示されるガラス板２を製造する方法について説明する。

まず、マザーガラス板１を用意する（用意工程）。マザーガラス板１の種類は特に限定されない。マザーガラス板１は、例えば、強化ガラス板であってもよい。その場合、マザーガラス板１は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２を５０％〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３を５％〜３５％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜１５％、Ｎａ_２Ｏを１％〜２０％、Ｋ_２Ｏを０％〜１０％及びＭｇＯを０％〜１０％を有する物が好適である。

マザーガラス板１の形状や寸法も特に限定されない。マザーガラス板１は、例えば、矩形板状、円板状等であってもよい。マザーガラス板１が矩形板状である場合、マザーガラス板１の一辺の長さは、例えば、３７０ｍｍ〜１８５０ｍｍであってもよい。マザーガラス板１の厚みは、例えば、２ｍｍ以下と薄くてもよい。マザーガラス板１の厚みは、通常、０．１ｍｍ以上である。

次に、マザーガラス板１を複数に分断することにより、図３に示されるガラス板２を得る（分断工程）。

分断工程においては、まず、マザーガラス板１の分断しようとする部分の上に、界面活性剤を含む液体を供給する。これにより、図１に示されるように、マザーガラス板１の分断ラインＬを覆うように、界面活性剤を含む液体の層１０が形成される。界面活性剤を含む液体の供給は、例えば、塗布、吹き付け等により行うことができる。すなわち、界面活性剤を含む液体の供給方法として、スプレー噴霧や、ローラ塗布、滴下塗布等、従来周知の供給方法を用いてよい。

界面活性剤を含む液体は、例えば水やアルコールなどのヒドロキシル基を有する液体を含むことが好ましい。界面活性剤を含む液体は、例えば、界面活性剤を含む水であってもよいし、界面活性剤を含むアルコール、界面活性剤を含む水とアルコールとの混合液等であってもよい。なかでも、界面活性剤を含む液体は、水を含むことが好ましい。以下、本実施形態では、分断工程において、界面活性剤を含む水を供給する例について説明する。

その後、分断ラインＬに沿ってスクライブすることにより、図２に示されるように、スクライブ溝１１を形成する。スクライブ溝１１を形成した後に、界面活性剤を含む水の層１０を除去することが好ましい。界面活性剤を含む液体の層１０の除去は、特に、マザーガラス板１をスクライブ溝１１に沿って割断した後に行うことが好ましい。除去方法は、例えば、水洗い・超音波・拭く・乾燥などの方法を液体の特性に応じて採用すると良い。

なお、本実施形態では、界面活性剤を含む水をマザーガラス板１上に供給した後にスクライブ溝１１を形成する例について説明する。但し、本発明は、これに限定されない。スクライブ溝１１の形成時に、マザーガラス板１の上に界面活性剤を含む水の層が存在すればよいため、界面活性剤を含む水を供給しながらスクライブ溝１１を形成してもよい。

その後、マザーガラス板１をスクライブ溝１１に沿って分断することによってガラス板２を得る。

ところで、例えばホイールカッター等のスクライブ溝形成部材をマザーガラス板に押し当てる力が強すぎると、クラックが自走し、マザーガラス板が不所望に破損してしまう虞がある。一方、スクライブ溝形成部材をマザーガラス板に押し当てる力が弱すぎると、十分に深いスクライブ溝を形成できない場合がある。このため、好適なスクライブ溝を形成するためにはスクライブ溝形成部材を好適な圧力でマザーガラスに押し当てる必要がある。しかしながら、実際上は、スクライブ溝形成部材の押圧力にはばらつきが生じるため、スクライブ溝形成部材の押圧力の許容範囲が狭いと、高い良品率でガラス板を製造することが困難である。高い良品率で好適にガラス板を製造し得るようにするためには、スクライブ溝形成部材の押圧力の許容範囲が広いことが好ましい。

ところが、マザーガラス板が強化ガラス板であるような場合には、スクライブ溝形成部材の押圧力の許容範囲が狭い。特に、マザーガラス板が、厚みが２ｍｍ以下である薄い強化ガラス板である場合、圧縮応力（ＣＳ）が５００ＭＰａ以上である強化ガラス板である場合、圧縮応力深さ（ＤＯＬ）が１０μｍ以上である強化ガラス板である場合などには、スクライブ溝形成部材の押圧力の許容範囲がさらに狭い。従って、従来の技術ではスクライブによるマザーガラス板の分断は困難であった。

本実施形態では、ＨＬＢが６以上である界面活性剤を含む水を、スクライブ溝を形成しようとする部分の上に供給する。これにより、スクライブ溝形成部材の押圧力の許容範囲を広げることができる。よって、本実施形態において説明した方法を用いることにより、マザーガラス板１が薄い強化ガラス板や強化度の高い強化ガラス板により構成されている場合であてもマザーガラス板１を好適に分断し得る。従って、ガラス板２を高い良品率で好適に製造し得る。

この理由としては、定かではないが、以下の理由が考えられる。

表面に水が存在するガラス板にスクライブ溝形成部材を押圧した場合、図４及び図５に示されるように、ＳｉとＳｉとを結合しているＯと、水分子とが反応し、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合が開裂する。この現象を、応力腐食現象という。

ガラス板の上に存在する水に界面活性剤が含まれている場合、図６に示されるように、上述の応力腐食現象により生じたヒドロキシル基と、界面活性剤２０の親水基２１とが近づき、イオン結合を形成しようとする。この力により、親水基２１に加えて、大きな親油基２２を有する界面活性剤２０がガラス表層の結合開裂部に取り込まれる。その結果、ガラス板の表層における構造欠陥が押し広げられる。この力により、スクライブ溝の形成が促進される。従って、スクライブ溝形成部材の押圧力が低い場合でも、スクライブ溝が好適に形成され得る。よって、スクライブ溝形成部材の押圧力の許容範囲が広がるものと考えられる。従って、スクライブ溝形成部材の押圧力の許容範囲をより広くする観点からは、界面活性剤を含む水が、ＨＬＢ値が８以上の界面活性剤を含むことが好ましく、ＨＬＢ値が１０以上の界面活性剤を含むことがより好ましく、ＨＬＢ値が１２以上の界面活性剤を含むことがさらに好ましく、ＨＬＢ値が１３以上の界面活性剤を含むことがさらに好ましい。ＨＬＢ値が大きいほど、界面活性剤とヒドロキシル基とが引き合う力がより大きくなると考えられるためである。

なお、界面活性剤のＨＬＢ値は、例えば、グリフィン法またはデイビス法により測定することができる。グリフィン法の場合、ＨＬＢ値は、２０×（親水部の式量の総和／分子量）で定義される。グリフィン法の場合、ＨＬＢ値は、０〜２０の間の値をとる。デイビス法の場合、ＨＬＢ値は、官能基によって決まる親水基の基数の総和から親油基の基数の総和を減算した値となる。例えば非イオン系界面活性剤のＨＬＢ値は、グリフィン法により測定することが好ましい。

本実施形態において説明した方法は、マザーガラス板が強化ガラス板でない場合にも勿論適用することができるが、スクライブによる分断が困難である強化ガラス板、さらには、厚みが２ｍｍ以下の強化ガラス板、圧縮応力（ＣＳ）が５００ＭＰａ以上である強化ガラス板、圧縮応力深さ（ＤＯＬ）が１０μｍ以上である強化ガラス板の分断に、より好適に用いられる。なかでも、圧縮応力（ＣＳ）が６００ＭＰａ以上、さらには７００ＭＰａ以上である強化ガラス板、圧縮応力深さ（ＤＯＬ）が１５μｍ以上、さらには１７μｍ以上、１９μｍ以上、２１μｍ以上である強化ガラス板の切断に好適に用いられる。強化ガラス板の圧縮応力（ＣＳ）は、例えば、１５００ＭＰａ以下である。強化ガラス板の圧縮応力深さ（ＤＯＬ）は、例えば、５０μｍ以下である。

（実験例１）
ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２を５０％〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３を５％〜３５％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜１５％、Ｎａ_２Ｏを１％〜２０％、Ｋ_２Ｏを０％〜１０％及びＭｇＯを０％〜１０％含有し、厚み：０．７ｍｍ、縦：５００ｍｍ、横：５００ｍｍ、圧縮応力（ＣＳ）：６８０ＭＰａ、圧縮応力深さ（ＤＯＬ）：２１μｍである強化ガラス板の表面に、ＨＬＢ値が５である界面活性剤を含む水を塗布した。次に、界面活性剤を含む水を塗布した部分にホイールカッター（三つ星ダイヤモンド株式会社製ＡＰＩＯ Ｅタイプ）を用いてスクライブ溝を形成した。その後、強化ガラス板をスクライブ溝に沿って分断した。この分断実験をホイールカッターの押圧力を種々変化させて複数行った。結果を図７に示す。図７において、「○」は、好適に分断できたサンプルを示す。「×」は、形成されたスクライブ溝が浅く、好適に分断できなかったサンプルを示す。「□」は、不所望な方向にクラックが自走したサンプルを示す。

（実験例２）
ＨＬＢ値が６である界面活性剤を含む水を塗布したこと以外は、実験例１と同様の実験を行った。結果を図７に示す。

（実験例３）
ＨＬＢ値が１０である界面活性剤を含む水を塗布したこと以外は、実験例１と同様の実験を行った。結果を図７に示す。

（実験例４）
ＨＬＢ値が１３である界面活性剤を含む水を塗布したこと以外は、実験例１と同様の実験を行った。結果を図７に示す。

（実験例５）
ＨＬＢ値が１５である界面活性剤を含む水を塗布したこと以外は、実験例１と同様の実験を行った。結果を図７に示す。

図７に示す結果から、ＨＬＢ値が６以上である界面活性剤を含む水を供給することにより、ホイールカッターの押圧力の許容範囲が広がることが分かる。ホイールカッターの押圧力の許容範囲を広くする観点からは、ＨＬＢ値が１０以上である界面活性剤を含む水を供給することが好ましいことが分かる。

また、ＨＬＢ値を６以上とすることにより、ホイールカッターの押圧力の許容範囲の下限値を低くできることが分かる。

１：マザーガラス板
２：ガラス板
１０：界面活性剤を含む水の層
１１：スクライブ溝
２０：界面活性剤
２１：親水基
２２：親油基

Claims (7)

1. マザーガラス板を用意する工程と、
   前記マザーガラス板を複数に分断することによりガラス板を得る分断工程と、
   を備え、
   前記分断工程は、
   前記マザーガラス板の分断しようとする部分の上に、ＨＬＢ値が６以上である界面活性剤を含む液体を供給した後に、または前記界面活性剤を含む液体を供給しながら前記マザーガラス板にスクライブ溝を形成する工程と、
   前記マザーガラス板を前記スクライブ溝に沿って分断することにより前記ガラス板を得る工程と、
   を有するガラス板の製造方法。
2. 前記マザーガラス板の厚みが２ｍｍ以下である、請求項１に記載のガラス板の製造方法。
3. 前記マザーガラス板が、強化ガラス板である、請求項１または２に記載のガラス板の製造方法。
4. 前記強化ガラス板の圧縮応力（ＣＳ）が５００ＭＰａ以上であり、圧縮応力深さ（ＤＯＬ）が１０μｍ以上である、請求項３に記載のガラス板の製造方法。
5. 前記マザーガラス板は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２を５０％〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３を５％〜３５％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜１５％、Ｎａ_２Ｏを１％〜２０％、Ｋ_２Ｏを０％〜１０％及びＭｇＯを０％〜１０％含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラス板の製造方法。
6. 前記液体が水を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガラス板の製造方法。
7. ガラス板の上に、ＨＬＢが６以上である界面活性剤を含む液体を供給した後に、または前記界面活性剤を含む液体を供給しながら前記ガラス板の前記界面活性剤を含む液体が供給された部分にスクライブ溝を形成する工程と、
   前記ガラス板をスクライブ溝に沿って分断する工程と、
   を備えるガラス板の分断方法。

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