JP2015131721A - 長尺状ガラスの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】保護フィルムと薄い長尺状ガラスとを含む積層体から、該長尺状ガラスの破損を抑えつつ、該保護フィルムを剥離し得る工程を含む、長尺状ガラスの製造方法を提供すること。【解決手段】長尺状ガラスの製造方法は、搬送体上で、厚さが10μm〜150μmの長尺状ガラス11と該長尺状ガラスの両側または片側に配置された保護フィルム12とを含む積層体10から該保護フィルムを剥離する工程を含み、該保護フィルムを剥離する際に、該積層体を該搬送体に吸着させる。【選択図】図1

Description

本発明は、長尺状ガラスの製造方法に関する。
近年、搬送性、収納性およびデザイン性等の観点から、表示装置、照明装置および太陽電池の軽量、薄型化が進んでいる。また、これらの装置に用いられるフィルム状の部材を、ロール・ツー・ロールプロセスにより、連続生産することも行われている。例えば、ロール・ツー・ロールプロセスにより加工または処理することが可能な可撓性材料として、薄ガラスが多用されている(例えば、特許文献1、2)。
薄ガラスは非常に脆いため、加工または処理する際に該薄ガラスが破損しやすい、破損により生じたガラス片が装置を汚染する、汚染された装置の復旧に過度の慎重さを必要とする等の問題がある。薄ガラスの破損を防止するため、また、破損した場合にも装置が汚染されることを防止するため、薄ガラスの表面に保護フィルムを貼着して、一時的に薄ガラスを保護する方法が知られている(例えば、特許文献3)。しかし、薄ガラスに保護フィルムを貼着した場合、薄ガラスから保護フィルムを剥離する際に薄ガラスが変形して破損が多発するという問題がある。
特表平1−500990号公報 特開平8−283041号公報 特開2010−228166号公報
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、薄い長尺状ガラスと保護フィルムとを含む積層体から、該長尺状ガラスの破損を抑えつつ、該保護フィルムを剥離し得る、長尺状ガラスの製造方法を提供することにある。
本発明の長尺状ガラスの製造方法は、搬送体上で、厚さが10μm〜150μmの長尺状ガラスと該長尺状ガラスの両側または片側に配置された保護フィルムとを含む積層体から該保護フィルムを剥離する工程を含み、該保護フィルムを剥離する際に、該積層体を該搬送体に吸着させる。
好ましい実施形態においては、上記搬送体が吸引孔を有し、上記積層体が該吸引孔を通して吸引されて、該搬送体に吸着している。
好ましい実施形態においては、上記積層体を吸引吸着した際の前記搬送体の内部の圧力と外部の圧力との差が、1kPa〜10kPaである。
好ましい実施形態においては、上記搬送体が、搬送ロールである。
好ましい実施形態においては、上記搬送ロールの直径が、10cm以上である。
好ましい実施形態においては、上記搬送体が、ベルトコンベアである。
好ましい実施形態においては、上記保護フィルムの剥離角度が、60°以上である。
好ましい実施形態においては、本発明の製造方法は、上記積層体を構成する長尺状ガラスの処理工程をさらに含む。
本発明によれば、薄い長尺状ガラスと保護フィルムとを含む積層体から保護フィルムを剥離する際、該積層体の長尺状ガラス側を搬送体に吸着させることにより、該長尺状ガラスの破損を防止することができる。
本発明の1つの実施形態における剥離工程を説明する図である。 本発明の別の実施形態における剥離工程を説明する図である。 (a)〜(c)は、本発明に用いられる剥離バーの形状を示す概略斜視図である。 本発明のさらに別の実施形態における剥離工程を説明する図である。
本発明の長尺状ガラスの製造方法は、ロール・ツー・ロールプロセスにおいて、搬送体上で、長尺状ガラスと該長尺状ガラス上に配置された保護フィルムとを含む積層体から、該保護フィルムを剥離する工程(以下、剥離工程ともいう)を含む。
A.積層体
本発明の製造方法に供される積層体は、長尺状ガラスと該長尺状ガラスの両側または片側に配置された保護フィルムとを含む。長尺状ガラスは、保護フィルムにより保護されているので、搬送工程における破損が防止される。保護フィルムが長尺状ガラスを如何にして保護するかは、長尺状ガラスの形状(厚み、幅、長さ)、剥離工程の前後工程の種類等に応じて、決定され得る。具体的には、保護フィルムは、長尺状ガラスの全面を保護していてもよく、一部を保護していてもよい。また、保護フィルムは、幅方向および/または長さ方向において、長尺状ガラスからはみ出していてもよい。
上記長尺状ガラスは、薄板状のものであれば、任意の適切なものが採用され得る。上記長尺状ガラスは、組成による分類によれば、例えば、ソーダライムガラス、ホウ酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、石英ガラス等が挙げられる。また、アルカリ成分による分類によれば、無アルカリガラス、低アルカリガラスが挙げられる。好ましくは、無アルカリガラスが用いられる。強度および化学的耐久性に優れるからである。
上記長尺状ガラスの薄板成形方法としては、例えば、フロート法、フュージョン法、ダウンロード法、スロットダウンドロー法、リドロー法等が挙げられる。これらの方法によって板状に成形された長尺状ガラスは、薄板化したり、平滑性を高めたりするために、必要に応じて、フッ酸等の溶剤により化学研磨されてもよい。
上記長尺状ガラスの厚みは、10μm〜150μmであり、好ましくは30μm〜100μmである。長尺状ガラスの厚みが150μmより厚い場合、十分な可撓性を有さずロール状に巻き取ることが困難となるおそれがある。また、長尺状ガラスの厚みが10μm未満の場合、ハンドリングが困難となるおそれがある。
上記剥離工程に供される長尺状ガラスは、凹凸の少ないガラスであることが好ましい。凹凸の少ないガラスであれば、搬送体に良好に吸着するため、本発明の効果がより顕著となる。長尺状ガラスの凹凸は、例えば、該長尺状ガラスの厚みバラツキで表すことができる。長尺状ガラスの厚みのCV値は、好ましくは1%以下であり、より好ましくは0.5%以下であり、さらに好ましくは0.3%以下である。
上記長尺状ガラスの幅は、任意の適切な幅に設定され得る。長尺状ガラスの幅は、例えば、100mm〜2000mmである。
上記長尺状ガラスの長さは、所望の処理量または加工量に応じて、任意の適切な長さに設定され得る。例えば、長さ30m〜1000mの長尺状ガラスが用いられ得る。
上記保護フィルムは、好ましくは、基材と、該基材表面に形成された粘着層とを含み、該粘着剤層を介して長尺状ガラスに貼着される。粘着剤層は、基材の全面に形成されていてもよく、一部に形成されていてもよい。保護フィルムが長尺状ガラスからはみ出している場合には、基材と保護フィルムとの貼着面より大きい面積で形成されていてもよい。このように形成すれば、基材と保護フィルムとの貼着作業が容易になる。
上記基材を構成する材料としては、本発明の効果が得られる限り、任意の適切な可撓性材料が選択され得る。上記基材を構成する可撓性材料としては、例えば、樹脂、金属箔等が挙げられる。樹脂としては、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、ナイロン、セロファン、シリコーン樹脂等が挙げられる。なかでも、ポリエチレンテレフタレート系樹脂またはポリエチレンが好ましく用いられる。金属としては、アルミニウム、ステンレス、銅、鉄、鉛等が挙げられる。なかでも、アルミニウムまたはステンレスが好ましく用いられる。
上記基材の厚みは、好ましくは5μm〜250μmであり、より好ましくは20μm〜50μmである。基材の厚みが5μm未満の場合、長尺状ガラスと積層することが困難になるおそれがある。基材の厚みが250μmを越える場合、積層体は、十分な可撓性を有さず、ロール・ツー・ロールプロセスに適さないおそれがある。
上記粘着層を構成する材料としては、例えば、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤等が挙げられる。
上記粘着層の厚みは、好ましくは1μm〜300μmであり、より好ましくは4μm〜100μmであり、さらに好ましくは5μm〜50μmである。
上記保護フィルムの長尺状ガラスに対する粘着力は、好ましくは0.002N/25mm〜2.0N/25mmであり、より好ましくは0.002N/25mm〜1.0N/25mmであり、さらに好ましくは0.005N/25mm〜0.9N/25mmである。保護フィルムの粘着力がこのような範囲であれば、搬送時において保護フィルムが剥離し難い積層体を得ることができる。また、本発明の製造方法においては、保護フィルムを剥離する際に積層体を搬送体に吸着させているため、上記範囲の吸着力で保護フィルムが長尺状ガラスに貼着していれば、剥離時において容易に剥離する。なお、粘着力は、保護フィルムを長尺状ガラスに貼着して30分経過後に、粘着力測定装置(例えば、インストロン型引張試験機、島津製作所社製、オートグラフ)を用い、温度23℃、湿度50%RH、剥離方向180°、剥離速度300mm/分の条件にて、測定することができる。
B.剥離工程
剥離工程においては、上記積層体から保護フィルムを剥離する。保護フィルムの剥離は、積層体を搬送体に吸着して行われる。本発明においては、積層体を吸着することにより、薄い長尺状ガラスの変形が抑制されて、保護フィルム剥離時における長尺状ガラスの破損を防止することができる。積層体は、例えば、吸引力、ファンデルワールス力、静電気等の作用により、搬送体に吸着し得る。好ましくは、搬送体が吸引孔を有し、積層体が該吸引孔を通して吸引されて搬送体に吸着している。
図1は、本発明の1つの実施形態における剥離工程を説明する図である。図1においては、搬送体が搬送ロール100である。図示していないが、搬送ロール100は中空であり、かつ、複数の吸引孔を有し、被搬送体(本願においては上記積層体)を吸引吸着しながら回転して、被搬送体を搬送する機能を有する。また、剥離工程に供される積層体10は、長尺状ガラス11と長尺状ガラス11の片側全面に配置された保護フィルム12とを有する。図1に示す実施形態においては、積層体10の剥離される保護フィルム12とは反対側、すなわち、長尺状ガラス11が、吸引孔を通して吸引され搬送ロール100に吸着している。積層体10は、搬送ロール100の回転と共に、所定の距離だけ搬送ロール100上で搬送される。その後、保護フィルム12が、剥離バーまたは剥離ロール(図示例では剥離バー200)により、搬送ロール100による搬送方向とは異なる方向に向けて剥離される。このようにして保護フィルム12が剥離された後は、長尺状ガラス11のみが搬送ロール100に吸着して搬送される。また、剥離後の保護フィルム12は、例えば、保護フィルム用の巻き取りロールに巻き取られる(図示せず)。
搬送ロール100は、長尺状ガラスのヤング率および厚みに応じて、適切な直径に設定され得る。搬送ロール100の直径は、下記式(1)により計算される曲げ応力が、50MPa以下となるように設定されることが好ましく、30MPa以下となるように設定されることがより好ましく、5MPa〜25MPaとなるように設定されることがさらに好ましい。より具体的には、厚みが50μm〜150μmの長尺状ガラスを含む積層体を剥離工程に供する場合は、搬送ロール100の直径は10cm以上であることが好ましく、15cm以上であることがより好ましく、15cm〜50cmであることがさらに好ましい。また、厚みが10μm〜50μmの長尺状ガラスを含む積層体を剥離工程に供する場合は、搬送ロール100の直径は15cm以上であることが好ましく、15cm〜50cmであることがより好ましい。
曲げ応力=[(長尺状ガラスのヤング率)×(長尺状ガラスの厚み/2)]/(搬送ロールの直径/2) ・・・ (1)
図2は、本発明の別の実施形態における剥離工程を説明する図である。図2においては、搬送体がベルトコンベア300である。図示していないが、ベルトコンベア300は、複数の吸引孔を有し、被搬送体(本願においては上記積層体)を吸引吸着しながら搬送する機能を有する。また、剥離工程に供される積層体10は、長尺状ガラス11と長尺状ガラス11の片側全面に配置された保護フィルム12とを有する。図2に示す実施形態においては、積層体10の剥離される保護フィルム12とは反対側、すなわち、長尺状ガラス11が、吸引孔を通して吸引されベルトコンベア300に吸着している。積層体10は、ベルトコンベア300の走行と共に、所定の距離だけベルトコンベア300上で搬送される。その後、保護フィルム12が、剥離バーまたは剥離ロール(図示例では剥離バー200)により、ベルトコンベア300による搬送方向とは異なる方向に向けて剥離される。このように、保護フィルム12が剥離された後は、長尺状ガラス11のみがベルトコンベア300に吸着して搬送される。
ベルトコンベア300は、フラットであってもよく、フラットでなくてもよい。好ましくは、ベルトコンベア300は、フラットである。また、ベルトコンベア300がフラットではない場合、上記式(1)により計算される曲げ応力が、好ましくは50Mpa以下、より好ましくは30MPa以下、さらに好ましくは5MPa〜25MPaとなるような曲率を有することが好ましい。
図1または図2に示すように積層体が吸引吸着されて搬送体に搬送される場合、吸引力は、搬送体の内外圧力差により生じ得る。該積層体を吸着した際の搬送体の内部の圧力と外部の圧力との差は、好ましくは1kPa〜10kPaであり、より好ましくは1kPa〜5kPaである。このような範囲であれば、長尺状ガラスを破損させることなく良好に保護フィルムの剥離を行うことができ、かつ、長尺状ガラスが搬送体から離れる際の長尺状ガラスの破損を防止することができる。
上記吸引孔の形状としては、例えば、丸穴、角穴等の形状が挙げられる。吸引孔は、規則的に配置されていてもよく、ランダムに配置されていてもよい。また、メッシュ等の網目形状により吸引孔が形成されていてもよい。吸引孔は、積層体の幅方向全域を吸引するように設けられていることが好ましい。上記吸引孔の孔径は、好ましくは0.05mm〜30mmであり、より好ましくは0.1mm〜10mmである。また、搬送体の表面は、孔径が大きい吸引孔を有する層の上に、孔径が小さい吸引孔を有する層が配置された多層構成であってもよい。このような多層構成で吸引孔を形成すれば、吸引力を均一化することができる。
上記のとおり、保護フィルム12は、剥離バーまたは剥離ロールにより進行方向が変えられて、長尺状ガラス11から剥離する。なお、本明細書において、バーとロールは回転可否により区別され、剥離バーは回転しない形態であり、剥離ロールは剥離方向に回転するロールの形態である。剥離バーを用いれば、剥離バーと搬送体との間に所定の間隔を設けた場合に、より良好に保護フィルムを剥離することができる。剥離ロールを用いれば、摩擦の影響を抑制して、保護フィルムを剥離することができる。
上記剥離バーの形状は、特に限定されず、図1、図2および図3(a)に示すように円柱状(例えば、直径0.1cm〜10cm)であってもよく、図3(b)に示すように保護フィルムと接する面が曲線の板状であってもよく、図3(c)に示すように保護フィルムと接する部分が点となる鋭角部を有する板状であってもよい。剥離バーを構成する材料としては、任意の適切な材料が採用され得る。例えば、摩擦係数の小ささを考慮して、ステンレス等の金属が用いられ得る。
上記剥離ロールの直径は、任意の適切な値に設定され得る。例えば、直径3cm〜10cmの剥離ロールが用いられ得る。
上記剥離ロールを構成する材料としては、任意の適切な材料が採用され得る。好ましくは、ゴム等の低硬度材料が用いられ得る。剥離ロール表面のJIS K 6253 デュロメータタイプAによるゴム硬度は、好ましくは30〜80であり、より好ましくは30〜50である。
上記剥離バーおよび剥離ロールの幅は、保護フィルムの幅に応じて、任意の適切な幅に設定され得る。剥離バーおよび剥離ロールの幅は、例えば、(保護フィルムの幅+40mm)〜(保護フィルムの幅+500mm)に設定され得る。
上記剥離バーまたは剥離ロールと搬送体との間隔xは、好ましくは(積層体の厚み+0.5mm)〜(積層体の厚み+10mm)であり、より好ましくは(積層体の厚み+1mm)〜(積層体の厚み+5mm)である。このような範囲の間隔を設けて剥離バーまたは剥離ロールを配置すれば、上記積層体の表面に異物が付着している場合に、異物が剥離バーまたは剥離ロールに押さえつけられて発生する長尺状ガラスの破損を防止することができる。
保護フィルム11の剥離角度は、好ましくは60°以上であり、より好ましくは90°以上であり、さらに好ましくは120°以上であり、特に好ましくは150°以上であり、最も好ましくは170°以上180°未満である。保護フィルムの剥離角度は、180°に近いほど好ましい。保護フィルムの剥離角度が180°に近いほど、剥離の際に長尺状ガラスにかかる上方向の力が小さくなり、長尺状ガラスの破損を防止することができる。本明細書において、搬送体が搬送ロールである場合の保護フィルムの剥離角度とは、剥離点aにおける搬送ロールの接線と、剥離バーまたは剥離ロール以降の保護フィルムの進行方向とがなす角度Aをいう。搬送体がベルトコンベアである場合、保護フィルムの剥離角度とは、ベルトコンベアの搬送方向と、剥離バーまたは剥離ロール以降の保護フィルムの剥離方向とがなす角度A’をいう。
剥離工程において、上記長尺状ガラスを搬送体100、300上で走行させる距離(すなわち、長尺状ガラス(積層体)が搬送体を走行し始めた点b、b’から長尺状ガラスが搬送体から離れる点c、c’までの距離)は、好ましくは50mm〜2000mmであり、より好ましくは50mm〜1000mmである。また、搬送体が搬送ロールである場合、該搬送ロールにおける長尺状ガラスの抱き角Bは、好ましくは60°〜180°である。なお本明細書において、抱き角とは、長尺状ガラス(積層体)が搬送ロールを走行し始めた点bと、搬送ロールの軸中心と、長尺状ガラスが搬送体から離れる点cとでなす角をいう。
上記積層体が搬送体100、300を走行し始めた点b、b’から剥離点a、a’までの距離は、長尺状ガラスを搬送体100、300上で走行させる距離に対して、好ましくは10%〜80%であり、より好ましくは20%〜50%であり、さらに好ましくは20%〜30%である。積層体が搬送体を走行し始めた点から近い位置において保護フィルムを剥離すれば、仮に剥離による不具合が長尺状ガラスに生じた場合でも、異常検知が容易となる。
図1および図2においては、長尺状ガラス11の片側に保護フィルム12を有する積層体10を剥離工程に供する例を説明したが、長尺状ガラス11の両側に保護フィルム1212’を有する積層体10’もまた、剥離工程に供され得る。図4は、長尺状ガラス11の両側に保護フィルム12、12’を有する積層体10’が剥離工程に供される実施形態を説明する図である。この実施形態においては、保護フィルム12、12’を剥離するための搬送ロール(例えば、上記のように吸引可能な搬送ロール)が2個設けられ、搬送ロール100において保護フィルム12が剥離され、第2の搬送ロール100’において保護フィルム12’が剥離され得る。また、搬送ロール100とベルトコンベア300とを組み合わせてもよい。
剥離工程におけるライン速度は、好ましくは0.5m/秒〜20m/秒であり、より好ましくは1m/秒〜10m/秒である。このような範囲であれば、長尺状ガラスの破損を防止することができる。
剥離工程後の長尺状ガラスは、搬送体から離れた後に、そのまま長尺状ガラス用の巻き取りロールに巻き取られ得る。また、剥離工程後の長尺状ガラスは、その他の工程に供されてもよい。
C.その他の工程
本発明の長尺状ガラスの製造方法は、必要に応じて任意の適切なその他の工程を含み得る。その他の工程としては、例えば、長尺状ガラスを処理する処理工程が挙げられる。長尺状ガラスの処理としては、例えば、塗工処理、スパッタリング処理、熱処理、コロナ処理、プラズマ処理、UV処理、蒸着処理、乾燥処理等が挙げられる。処理工程等のその他の工程は、長尺状ガラスに保護フィルムを積層する前に行ってもよく、長尺状ガラスに保護フィルムを積層した後に行ってもよい。また、保護フィルムが積層した長尺状ガラスを搬送し、該保護フィルムを上記のようにして剥離した後に、長尺状ガラスを処理工程に供してもよい。
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。
[実施例1]
幅300mm、厚さ50μmの長尺状ガラスの片側全面に、保護フィルムとして幅300mm、厚み25μmのPETフィルムを粘着剤層を介して積層して得られた積層体(1000m)を準備した。
該積層体を、直径100μmの吸引孔を1mあたり5個有して吸引機能を備える直径15cmの搬送ロールで搬送させた(抱き角:120°)。このとき、搬送ロールの内部の圧力と外部の圧力との差は、1.5kPaとした。
積層体が搬送ロールを走行し始めた点から4cm離れた点を剥離点として、剥離バー(直径5cmの円柱状)を介して、積層体から保護フィルムを剥離した。このとき、剥離角度は170°とした。
このように構成された剥離工程に、上記積層体1000mを供したが、長尺状ガラスを破損させることなく、連続的に積層体1000mから保護フィルムを剥離することができた。
[比較例1]
搬送ロールとして吸引機能を有さない搬送ロールを用いた以外は、実施例1と同様にして、積層体から保護フィルムを剥離した。この積層体においては、保護フィルムの剥離によって、50m〜300m毎に長尺状ガラスに破損が生じた。
本発明の製造方法は、例えば、ディスプレイ用基板、センサカバー、素子カバー等の薄ガラス材料の製造方法として好適に用いられ得る。
10 積層体
11 長尺状ガラス
12 保護フィルム
100 搬送ロール
200 剥離バー
300 ベルトコンベア

Claims (8)

  1. 搬送体上で、厚さが10μm〜150μmの長尺状ガラスと該長尺状ガラスの両側または片側に配置された保護フィルムとを含む積層体から該保護フィルムを剥離する工程を含み、
    該保護フィルムを剥離する際に、該積層体を該搬送体に吸着させる、
    長尺状ガラスの製造方法。
  2. 前記搬送体が吸引孔を有し、
    前記積層体が、該吸引孔を通して吸引されて該搬送体に吸着している、請求項1に記載の長尺状ガラスの製造方法。
  3. 前記積層体を吸引吸着した際の前記搬送体の内部の圧力と外部の圧力との差が、1kPa〜10kPaである、請求項2に記載の長尺状ガラスの製造方法。
  4. 前記搬送体が、搬送ロールである、請求項1から3のいずれかに記載の長尺状ガラスの製造方法。
  5. 前記搬送ロールの直径が、10cm以上である、請求項4に記載の長尺状ガラスの製造方法。
  6. 前記搬送体が、ベルトコンベアである、請求項1から3のいずれかに記載の長尺状ガラスの製造方法。
  7. 前記保護フィルムの剥離角度が、60°以上である、請求項1から6のいずれかに記載の長尺状ガラスの製造方法。
  8. 前記積層体を構成する長尺状ガラスの処理工程をさらに含む、請求項1から7のいずれかに記載の長尺状ガラスの製造方法。
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