JP2019166617A - 板ガラスの製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】板ガラスに対して端面研削工程および端面研磨工程を実行するに際し、研磨砥石の空回りを可及的に抑制することで、端面の品位を向上させること。【解決手段】板ガラスＧの端面Ｇａを研削する端面研削工程と、研削後の板ガラスＧの端面Ｇａを研磨する端面研磨工程とを含んだ板ガラスの製造方法において、端面研磨工程が、板ガラスＧの端面Ｇａに対して第一押圧力Ｆ１で第一研磨砥石３を押し当てながら研磨する第一研磨工程と、第一研磨砥石３による研磨後の板ガラスＧの端面Ｇａに対して第二押圧力Ｆ２で第二研磨砥石４を押し当てながら研磨する第二研磨工程とを含み、第二押圧力Ｆ２を第一押圧力Ｆ１よりも大きくした。【選択図】図１

Description

本発明は、板ガラスの端面を研削する端面研削工程と、研削後の板ガラスの端面を研磨する端面研磨工程とを含んだ板ガラスの製造方法、及び、両工程の実行が可能な板ガラスの製造装置に関する。

周知のように、スクライブホイールを使用する切断工程を経た板ガラスの端面（切断面）にはクラックが残存しているため、後工程において端面を起点に板ガラスが割れたり、端面からガラス粉が発生したりする原因となる。このような不具合を回避するべく、板ガラスの製造工程では、板ガラスの端面を研削する端面研削工程と、研削後の板ガラスの端面を研磨する端面研磨工程とを実行することが通例となっている（特許文献１を参照）。

上記の両工程を実行する態様の一例としては、下記のような態様を挙げることができる。すなわち、端面研削工程の実行には、板ガラスの端面を研削可能な溝が外周部に形成された研削砥石を用いる。そして、研削砥石を板ガラスの端面に押し当てながら研削を行うことで、端面の形状を溝の形状に倣うように加工する。これにより、端面が研削されると共に端面の稜線に面取りが施され、ラウンド状又は平面状の面取り面が形成される。また、端面研磨工程の実行には、板ガラスの端面を研磨可能な溝が外周部に形成された複数の研磨砥石を用いる。そして、複数の研磨砥石を順次に研削後の板ガラスの端面に押し当てながら研磨を行うことで、面取り面を含む端面の仕上げ加工を行う。

特表２０１４−５１８１６９号公報

ところで、上記の態様の下では、後から板ガラスの端面を研磨する研磨砥石ほど、端面との間で空回りが発生しやすくなり、換言すると、端面への研磨砥石の砥粒の食い込みが不十分となって端面が研磨不足となる。この空回りに起因して端面研磨工程後の端面の表面粗さを十分に小さくできず、端面の品位が低下する場合があった。端面の品位が低下すると、端面からガラス粉が発生しやすくなり、板ガラスを電子デバイスのガラス基板として用いた場合に配線不良を引き起こすおそれがある。このような事情に鑑みなされた本発明は、研磨砥石の空回りを可及的に抑制することで、端面の品位を向上させることを技術的な課題とする。

上記の課題を解決するために創案された本発明は、板ガラスの端面を研削する端面研削工程と、研削後の板ガラスの端面を研磨する端面研磨工程とを含んだ板ガラスの製造方法であって、端面研磨工程が、板ガラスの端面に対して第一押圧力で第一研磨砥石を押し当てながら研磨する第一研磨工程と、第一研磨砥石による研磨後の板ガラスの端面に対して第二押圧力で第二研磨砥石を押し当てながら研磨する第二研磨工程とを含み、第二押圧力を第一押圧力よりも大きくすることに特徴付けられる。

本方法における端面研磨工程では、研削後の板ガラスの端面に対して第一押圧力で第一研磨砥石を押し当てながら研磨する第一研磨工程を実行する。さらに、第一押圧力よりも大きい第二押圧力の下、第一研磨砥石による研磨後の端面に対して第二研磨砥石を押し当てながら研磨する第二研磨工程を実行する。このように第二押圧力を第一押圧力よりも大きくした分だけ、第二研磨工程では第二研磨砥石の空回りが発生し難くなる。換言すると、端面への研磨砥石の砥粒の食い込みが適当となり、端面に研磨を十分に施すことができる。その結果、端面研磨工程後の端面の品位を向上させることが可能となる。

上記の方法では、第二押圧力の大きさを、第一押圧力の大きさの１．２倍〜７倍とすることが好ましい。

このようにすれば、第二研磨砥石の空回りがより発生し難くなり、端面の品位を向上させる上で更に有利となる。

上記の方法では、第二研磨砥石の砥粒の硬度を、第一研磨砥石の砥粒の硬度よりも低くすることが好ましい。

このようにすれば、第二研磨工程で板ガラスの端面に大きな押圧力で発生するクラックを低減できる。その結果、端面の品位を向上させる上で一層有利となる。

上記の方法では、第二研磨砥石の砥粒の粒度を、第一研磨砥石の砥粒の粒度よりも小さくしてもよい。

砥粒の粒度が小さいほど、研磨砥石の空回りが発生しやすくなる。そのため、第二研磨砥石の砥粒の粒度が、第一研磨砥石の砥粒の粒度よりも小さい場合に本発明を適用すれば、その効果をより好適に享受できる。

上記の方法では、第二研磨砥石の砥粒の粒度を、第一研磨砥石の砥粒の粒度の０．１倍〜０．９倍としてもよい。

このようにすれば、本発明の効果を一層好適に享受することが可能である。

また、上記の課題を解決するために創案された本発明は、板ガラスの端面を研削する研削砥石と、研削後の板ガラスの端面を研磨する研磨砥石とを備えた板ガラスの製造装置であって、研磨砥石として、板ガラスの端面に対して第一押圧力で押し付けられた状態で研磨する第一研磨砥石と、第一研磨砥石による研磨後の板ガラスの端面に対して第二押圧力で押し付けられた状態で研磨する第二研磨砥石とを有し、第二押圧力が第一押圧力よりも大きいことに特徴付けられる。

本装置によれば、上記の板ガラスの製造方法に係る説明で既述の作用・効果と同一の作用・効果を得ることが可能である。

本発明によれば、第二研磨砥石の空回りを可及的に抑制でき、端面の品位を向上させることが可能となる。

本発明の実施形態に係る板ガラスの製造方法および製造装置を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態に係る板ガラスの製造方法および製造装置について、添付の図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る板ガラスの製造方法の実行には、本実施形態に係る板ガラスの製造装置１（以下、単に製造装置１と表記）を用いる。製造装置１は、板ガラスＧの端面Ｇａを研削する研削砥石２と、研削後の板ガラスＧの端面Ｇａを先に研磨する第一研磨砥石３と、後から研磨する第二研磨砥石４とを備えている。ここで、本実施形態においては、平置き姿勢の矩形の板ガラスＧにおけるＸ方向に延びた両端面Ｇａ，Ｇａに対して研削加工および研磨加工を行う製造装置１を例に挙げる。

板ガラスＧは、フロート法、オーバーフローダウンドロー法、スロットダウンドロー法等の公知の成形方法で成形され、所定の大きさに切断されている。板ガラスＧの厚さは、０．１ｍｍ〜１．４ｍｍであることが好ましく、０．２ｍｍ〜０．７ｍｍであることがより好ましく、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍであることが最も好ましい。板ガラスＧは、フラットパネルディスプレイやタッチパネル、太陽電池、有機ＥＬ照明等に用いられるガラス基板であることが好ましい。ガラス基板が用いられるフラットパネルディスプレイには、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等がある。

板ガラスＧの両端面Ｇａ，Ｇａを加工するため、研削砥石２、第一研磨砥石３、及び、第二研磨砥石４のそれぞれは、板ガラスＧを挟んで対となるように配置されている。研削砥石２、第一研磨砥石３、及び、第二研磨砥石４の各対は、製造装置１に備わった図示省略の定盤の上に固定された板ガラスＧに対し、同期した状態でＸ方向に平行なＴ方向に移動しつつ加工を行う。これらの砥石２，３，４の外周部（回転周部）には、端面Ｇａを加工するための溝（図示省略）が上下複数段に亘って形成されている。この複数段の溝の一つを端面Ｇａに押し当てることで端面Ｇａが加工される。また、これらの砥石２，３，４の回転方向は、Ｚ方向から視て（平面視で）時計回りの場合もあるし、反時計回りの場合もある。

研削砥石２は、端面Ｇａの断面形状（Ｘ方向に直交する断面の形状）を形作るための砥石であり、Ｙ方向における位置が固定された状態の下で端面Ｇａを加工していく。これに対し、第一研磨砥石３および第二研磨砥石４は、研削後の端面Ｇａに対して仕上げ加工を行うための砥石であり、端面Ｇａに対して一定の押圧力で押し当てられた状態の下で端面Ｇａを加工していく。なお、研削砥石２は、端面Ｇａに対して一定の押圧力で押し当てられた状態で端面Ｇａを研削加工してもよい。

ここで、第一研磨砥石３を端面Ｇａに押し当てる第一押圧力Ｆ１と、第二研磨砥石４を端面Ｇａに押し当てる第二押圧力Ｆ２とを比較すると、第二押圧力Ｆ２の方が大きくなっている。ここで言う「押圧力」とは、Ｙ方向と平行に作用し、単位が［Ｎ］で表される力である。端面Ｇａの品位をさらに向上させる観点から、第二押圧力Ｆ２は、第一押圧力Ｆ１の１．２倍以上であることが好ましく、１．５倍以上であることがより好ましい。また、第二研磨砥石４による過剰な研磨を防止する観点から、第二押圧力Ｆ２は、第一押圧力Ｆ１の７倍以下であることが好ましく、５倍以下であることがより好ましい。

第一押圧力Ｆ１は、１０Ｎ〜６０Ｎであることが好ましく、２０Ｎ〜５０Ｎであることがより好ましい。第二押圧力Ｆ２は、１２Ｎ〜４２０Ｎであることが好ましく、２５Ｎ〜１００Ｎであることがより好ましく、３５Ｎ〜９０Ｎであることが最も好ましい。

研削砥石２は、砥粒の結合材として金属結合材（メタルボンド）が採用されたメタルボンド砥石であることが好ましい。結合材として採用される金属は、鉄、銅、コバルト、ニッケル、タングステン等から一種を選択したものまたは二種以上を選択して混合したものが好ましく、特に鉄を含むものが好ましい。研削砥石２に結合される砥粒は、ダイヤモンド砥粒であることが好ましく、粒度は＃３００〜６００であることが好ましい。

第一研磨砥石３および第二研磨砥石４は、砥粒の結合材として樹脂結合材（レジンボンド）が採用されたレジンボンド砥石であることが好ましい。樹脂結合材としては、熱硬化性樹脂を採用することが好ましい。具体例としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂等を樹脂結合剤として採用することができる。第一研磨砥石３および第二研磨砥石４に結合される砥粒としては、ダイヤモンド粒子、酸化アルミニウム粒子、炭化珪素粒子、立方晶窒化硼素粒子、金属酸化物粒子、金属炭化物粒子、金属窒化物粒子等から一種を選択したものまたは二種以上を選択して混合したものが使用できる。砥粒の粒度は、＃１００〜３０００であることが好ましく、＃２００〜１０００であることがより好ましい。

ここで、第一研磨砥石３の砥粒の硬度と、第二研磨砥石４の砥粒の硬度とを比較すると、後者の方が低くなっている。この砥粒の硬度の関係性を満足させようとする場合、一例として、第一研磨砥石３の砥粒として、ダイヤモンド粒子、立方晶窒化硼素粒子のいずれかを使用し、第二研磨砥石４の砥粒として、酸化アルミニウム粒子、炭化珪素粒子、金属酸化物粒子、金属炭化物粒子、金属窒化物粒子のいずれかを使用すればよい。第二研磨砥石４の砥粒として、ダイヤモンド粒子または立方晶窒化硼素粒子と、酸化アルミニウム粒子、炭化珪素粒子、金属酸化物粒子、金属炭化物粒子または金属窒化物粒子とを混合したものを使用してもよい。なお、第一研磨砥石３の砥粒の硬度は、第二研磨砥石４の砥粒の硬度と同じであってもよい。より具体的には、第一研磨砥石３の砥粒は、第二研磨砥石４の砥粒と同種であってもよい。

第二研磨砥石４の砥粒の粒度は、第一研磨砥石３の砥粒の粒度と同じであってもよく、第一研磨砥石３の砥粒の粒度より小さくしてもよい。後者の場合、第二研磨砥石４の砥粒の粒度を、第一研磨砥石３の砥粒の粒度の０．１倍〜０．９倍とすればよい。

以下、上記の製造装置１を用いた板ガラスの製造方法について説明する。

この板ガラスの製造方法では、まず、図示省略の搬送手段（例えば、ベルトコンベア等）により板ガラスＧを定盤が設置された位置まで搬入した後、定盤上に板ガラスＧを固定する。この板ガラスＧは、既に切断工程を経たガラスであり、両端面Ｇａ，Ｇａの各々が切断工程により形成された切断面となっている。

次に、板ガラスＧの端面Ｇａを研削する端面研削工程と、研削後の板ガラスＧの端面Ｇａを研磨する端面研磨工程とを実行する。

端面研削工程では、切断面である板ガラスＧの端面Ｇａを研削砥石２により研削していく。これにより、端面Ｇａの断面形状が形作られていく。端面研磨工程では、研削後の板ガラスＧの端面Ｇａに対して第一押圧力Ｆ１で第一研磨砥石３を押し当てながら研磨する第一研磨工程と、第一研磨砥石３による研磨後の板ガラスＧの端面Ｇａに対して第二押圧力Ｆ２で第二研磨砥石４を押し当てながら研磨する第二研磨工程とを実行する。これにより、端面Ｇａの表面粗さを小さくするための仕上げ加工がなされていく。研削砥石２、第一研磨砥石３、及び、第二研磨砥石４による端面Ｇａの全長の加工が終了すると、端面研削工程および端面研磨工程が完了する。なお、端面研磨工程後における端面Ｇａの品位は、例えば、表面粗さＲａの大小により評価できる。

端面研削工程および端面研磨工程が完了すると、端面Ｇａの研削加工および研磨加工を終えた定盤上の板ガラスＧの固定を解除した後、再び搬送手段により定盤が設置された位置から板ガラスＧを搬出して下流工程に送る。下流工程では、例えば、端面Ｇａと直交する端面Ｇｂに、上述の端面研削工程および端面研磨工程と同様の態様により、研削加工および研磨加工が施される。その後、板ガラスＧに洗浄処理が施される。

以下、上記の板ガラスの製造方法および製造装置１による主たる作用・効果について説明する。

上記の板ガラスの製造方法および製造装置１によれば、第二押圧力Ｆ２を第一押圧力Ｆ１よりも大きくした分だけ、第二研磨工程では第二研磨砥石４と端面Ｇａとの間で空回りが発生し難くなる。換言すると、端面への研磨砥石の砥粒の食い込みが適当となり、端面に研磨を十分に施すことができる。その結果、端面研磨工程後における板ガラスＧの端面Ｇａの品位を向上させることが可能となる。

ここで、本発明に係る板ガラスの製造方法および製造装置は、上記の実施形態で説明した態様や構成に限定されるものではない。例えば、第一研磨砥石３および第二研磨砥石４に加え、新たな研磨砥石を導入してもよい。この新たな研磨砥石により、研削砥石２による端面Ｇａの研削後で、且つ、第一研磨砥石３による端面Ｇａの研磨前に、端面Ｇａの研磨を行うようにしてもよい。また、新たな研磨砥石により、第二研磨砥石４による端面Ｇａの研磨後に、端面Ｇａの研磨を行うようにしてもよい。

また、上記の実施形態においては、研削砥石２を一対のみ用いているが、この限りではない。二対以上の研削砥石２を用いて端面研削工程を実行するようにしてもよい。

上記の実施形態において、研削砥石２、第一研磨砥石３、及び、第二研磨砥石４の各対は、同期した状態で両端面Ｇａ，Ｇａの加工を行うが、この限りではない。研削砥石２、第一研磨砥石３、及び、第二研磨砥石４は、対をなすことなく、一方の端面Ｇａのみの加工を行ってもよい。また、研削砥石２、第一研磨砥石３、及び、第二研磨砥石４の各対は、同期することなく、一方の端面Ｇａの加工を行った後で他方の端面Ｇａの加工を行ってもよい。これらの場合でも、複数の研削砥石２を用いて端面研削工程を実行するようにしてもよい。

１ 板ガラスの製造装置
２ 研削砥石
３ 第一研磨砥石
４ 第二研磨砥石
Ｆ１ 第一押圧力
Ｆ２ 第二押圧力
Ｇ 板ガラス
Ｇａ 板ガラスの端面

Claims (6)

1. 板ガラスの端面を研削する端面研削工程と、研削後の前記板ガラスの端面を研磨する端面研磨工程とを含んだ板ガラスの製造方法であって、
   前記端面研磨工程が、前記板ガラスの端面に対して第一押圧力で第一研磨砥石を押し当てながら研磨する第一研磨工程と、前記第一研磨砥石による研磨後の前記板ガラスの端面に対して第二押圧力で第二研磨砥石を押し当てながら研磨する第二研磨工程とを含み、
   前記第二押圧力を前記第一押圧力よりも大きくすることを特徴とする板ガラスの製造方法。
2. 前記第二押圧力の大きさを、前記第一押圧力の大きさの１．２倍〜７倍とすることを特徴とする請求項１に記載の板ガラスの製造方法。
3. 前記第二研磨砥石の砥粒の硬度を、前記第一研磨砥石の砥粒の硬度よりも低くすることを特徴とする請求項１又は２に記載の板ガラスの製造方法。
4. 前記第二研磨砥石の砥粒の粒度を、前記第一研磨砥石の砥粒の粒度よりも小さくすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の板ガラスの製造方法。
5. 前記第二研磨砥石の砥粒の粒度を、前記第一研磨砥石の砥粒の粒度の０．１倍〜０．９倍とすることを特徴とする請求項４に記載の板ガラスの製造方法。
6. 板ガラスの端面を研削する研削砥石と、研削後の前記板ガラスの端面を研磨する研磨砥石とを備えた板ガラスの製造装置であって、
   前記研磨砥石として、前記板ガラスの端面に対して第一押圧力で押し付けられた状態で研磨する第一研磨砥石と、前記第一研磨砥石による研磨後の前記板ガラスの端面に対して第二押圧力で押し付けられた状態で研磨する第二研磨砥石とを有し、
   前記第二押圧力が前記第一押圧力よりも大きいことを特徴とする板ガラスの製造装置。

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