JP2023072315A - ガラス板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス板を製造するに際し、研磨工程の実行に付随してガラス板の端面の強度が低下するのを防止すること。【解決手段】ガラス板１の端面１ａを研削砥石２で加工する研削工程Ｐ１と、研削砥石２による加工後のガラス板１の端面１ａを研磨砥石３で加工する研磨工程Ｐ２と、を備えたガラス板の製造方法において、研削工程Ｐ１および研磨工程Ｐ２では、研削砥石２および研磨砥石３の周上の加工部２ａ，３ａのうち少なくとも研磨砥石３の加工部３ａを冷却し、研削砥石２と研磨砥石３との比較で、研磨砥石３の冷却効率を高くした。【選択図】図２

Description

本開示は、ガラス板の製造方法に関する。

ガラス板の製造工程には、ガラス板の端面を研削砥石で加工する研削工程と、研削砥石による加工後の端面を研磨砥石で加工する研磨工程と、が含まれるのが通例である（特許文献１を参照）。研削工程では、ガラス板の端面を削って面取り加工が施され、研磨工程では、端面を滑らかにする仕上げ加工が行われる。

特開２０１６－４００７３号公報

しかしながら、研磨工程の実行中に端面にクラックが形成されやすく、端面の強度が低下してしまうという問題があった。

上述のごとく研磨工程の実行中に端面にクラックが形成されやすい理由としては、以下の（１）～（３）が挙げられる。（１）研磨砥石は、研削砥石と比較して砥粒が細かいことに起因して、砥石と端面との間に水が入り込みにくい。（２）研磨砥石は、研削砥石よりも強く端面に押し当てる必要がある上、研削砥石よりも砥粒の数が多いので、砥石の回転に対する抵抗が大きくなりやすい。（３）研磨砥石は、研削砥石とは異なって弾性率の小さいレジンボンドを使用することが多く、砥粒の沈み込みにより砥石と端面との密着性が増して水が入り込みにくい。

以上の事情に鑑みて解決すべき技術的課題は、ガラス板を製造するに際し、研磨工程の実行に付随してガラス板の端面の強度が低下するのを防止することである。

上記の課題を解決するためのガラス板の製造方法は、ガラス板の端面を研削砥石で加工する研削工程と、研削砥石による加工後のガラス板の端面を研磨砥石で加工する研磨工程と、を備えた方法であって、研削工程および研磨工程では、研削砥石および研磨砥石の周上の加工部のうち少なくとも研磨砥石の加工部を冷却し、研削砥石と研磨砥石との比較で、研磨砥石の冷却効率を高くしたことを特徴とする。

本方法では、研削工程および研磨工程において、それぞれ研削砥石および研磨砥石の周上の加工部のうち少なくとも研磨砥石の加工部を冷却している。その上で、研削砥石と研磨砥石とを比較して、研磨砥石の方の冷却効率を高くしている。研磨工程では、上記の（１）から（３）の理由により、研磨砥石に摩擦熱が発生しやすく、これに起因してガラス板の端面にクラックが形成される。しかしながら、このように研磨砥石の加工部の冷却効率を高めたことで、当該加工部により加工されるガラス板の端面の温度が、許容範囲を超えて高くなることを防止しやすくなる。これにより、研磨工程を実行中の端面にてクラックの形成を可及的に回避することが可能となる。その結果、研磨工程の実行に付随してガラス板の端面の強度が低下するのを防止できる。

上記の方法において、研削工程および研磨工程では、研削砥石および研磨砥石の加工部のうち少なくとも研磨砥石の加工部に冷却媒体を供給し、研磨工程では、研削工程よりも冷却媒体の供給量を増やすことが好ましい。

このようにすれば、研磨工程において、研削工程よりも冷却媒体の供給量を増やしていることで、研磨砥石の加工部の冷却効率を一層高めることが可能となる。従って、ガラス板の端面の強度が低下するのを防止する上で更に有利となる。

上記の方法において、冷却媒体として水を用いることが好ましい。

このようにすれば、冷却媒体として水を用いることで、上述した端面の強度低下を防止する効果を簡易かつ低コストに享受できる。

上記の課題を解決するためのガラス板の製造方法は、ガラス板の端面を研削砥石で加工する研削工程と、研削砥石による加工後のガラス板の端面を研磨砥石で加工する研磨工程と、を備えたガラス板の製造方法であって、研削工程および研磨工程では、研削砥石および研磨砥石の周上の加工部のうち少なくとも研磨砥石の加工部を冷却し、研削砥石と研磨砥石との比較で、研磨砥石における、ガラス板の端面との接触点の温度を、研削砥石における、ガラス板の端面との接触点の温度よりも低くしたことを特徴とする。

本方法によれば、既述のガラス板の製造方法についての既述の作用・効果と同一の作用・効果を得ることが可能である。

本開示に係るガラス板の製造方法によれば、ガラス板を製造するに際し、研磨工程の実行に付随してガラス板の端面の強度が低下するのを防止することが可能となる。

ガラス板の製造方法に備わった研削工程および研磨工程を概略的に示す平面図である。 （ａ）はガラス板の製造方法に備わった研削工程を示す平面図であり、（ｂ）は研磨工程を示す平面図である。

以下、実施形態に係るガラス板の製造方法について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の説明で参照する各図面に表示したＸ方向、Ｙ方向、及び、Ｚ方向は、互いに直交する方向である。

図１に示すように、本製造方法は、ガラス板１の端面１ａを研削砥石２で加工する研削工程Ｐ１と、研削砥石２による加工後の端面１ａを研磨砥石３で加工する研磨工程Ｐ２と、を備えている。

本実施形態においては、平置き姿勢にした矩形のガラス板１のＸ方向に延びた両端面１ａ，１ａに対して研削工程Ｐ１および研磨工程Ｐ２を実行する。しかしながらこの限りではなく、本実施形態の変形例として、両工程Ｐ１，Ｐ２を実行する対象となるガラス板１の形状は矩形以外であってもよい。

ガラス板１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、リドロー法等の成形方法で成形された後、所定のサイズに切り出されたものである。ガラス板１の両端面１ａ，１ａはいずれも切断面となっている。ガラス板１の厚さは、例えば０．１ｍｍ～１０ｍｍである。ガラス板１は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等に代表されるディスプレイ用の基板となるガラスである。勿論であるが、ガラス板１は、ディスプレイ用のガラスの他、例えば太陽電池や各種照明等に採用されるガラスであってもよい。

本実施形態では、ガラス板１の両端面１ａ，１ａを加工するため、研削砥石２および研磨砥石３は、それぞれガラス板１をＹ方向において挟んで対となるように配置される。対となる研削砥石２同士および研磨砥石３同士は、定盤（図示省略）の上に固定された状態のガラス板１に対し、Ｘ方向に平行なＴ方向に移動しつつ両端面１ａ，１ａを加工する。しかしながらこの限りではなく、両砥石２，３とガラス板１とが相対移動しさえすればよいため、本実施形態とは反対に、両砥石２，３を固定した状態とし、ガラス板１を移動させることで両工程Ｐ１，Ｐ２を実行してもよい。また、両砥石２，３とガラス板１との双方を移動させつつ両工程Ｐ１，Ｐ２を実行してもよい。両砥石２，３の回転方向は、Ｚ方向から視て反時計回りとなっている。勿論、両砥石２，３の回転方向は時計回りであってもよい。

研削砥石２は、ガラス板１の端面１ａを削って面取り加工を施すための砥石であり、Ｙ方向における位置が固定された状態の下で端面１ａを加工していく。一方、研磨砥石３は、端面１ａを滑らかにする仕上げ加工を行うための砥石であり、端面１ａ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１ａを加工していく。なお、本実施形態の変形例として、研削砥石２は、端面１ａに対して一定の押圧力で押し当てられた状態で端面１ａを加工するものであってよい。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。

研削砥石２は、砥粒の結合材（ボンド）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、又は、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＃２００～＃６００であることが好ましい。

研磨砥石３は、砥粒の結合材（ボンド）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できる。研磨砥石３に結合される砥粒としては、ダイヤモンド砥粒、立方晶窒化ホウ素砥粒、炭化ケイ素砥粒、アルミナ砥粒、酸化セリウム砥粒から一種を選択したもの、又は、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、＃４００～＃３０００であることが好ましい。

図２（ａ）は研削工程Ｐ１を示し、図２（ｂ）は研磨工程Ｐ２を示している。両図から理解できるように、研削工程Ｐ１と研磨工程Ｐ２とは、実行の態様において共通点が存在する。以下、研削工程Ｐ１と研磨工程Ｐ２との共通点について説明する。

研削工程Ｐ１および研磨工程Ｐ２では、それぞれ研削砥石２および研磨砥石３の周上の加工部２ａ，３ａに冷却媒体としての水４を供給する。これにより、両砥石２，３の加工部２ａ，３ａが冷却される。本実施形態において、加工部２ａに供給される水４と、加工部３ａに供給される水４とは、実質的に同一温度である。両砥石２，３の加工部２ａ，３ａには、ガラス板１の端面１ａを加工するための溝（図示省略）が上下複数段に形成されている。この複数段の溝の一つを端面１ａに押し当てることで端面１ａを加工する。なお、本実施形態では、冷却媒体として水４を用いているが、この他、空気、マイクロバブル・ナノバブル、クーラント等を冷却媒体として用いてもよい。また、加工部２ａに供給される水４と、加工部３ａに供給される水４とで、温度が異なるようにしてもよい。具体的には、加工部３ａに供給される水４の温度を、加工部２ａに供給される水４の温度よりも低くしてもよい。例えば、加工部３ａに供給される水４の温度を、１０～２０℃に、加工部２ａに供給される水４の温度を、１５～２５℃に設定することができる。空気、マイクロバブル・ナノバブル、クーラント等を冷却媒体として使用して場合でも、これらの温度を上記に示した水４の温度と同じ温度に設定することができる。

水４は、研削砥石２の加工部２ａおよび研磨砥石３の加工部３ａに対し、それぞれ研削工程用ノズル５および研磨工程用ノズル６から供給する（図１では両ノズル５，６の図示を省略している）。研削工程用ノズル５および研磨工程用ノズル６の各々は、第一ノズル７，８と第二ノズル９，１０とを備えている。なお、研削工程用ノズル５および研磨工程用ノズル６は、それぞれ研削砥石２および研磨砥石３の移動と連動してＸ方向に沿って移動する。

第一ノズル７，８は、上下方向（Ｚ方向）における位置がガラス板１と揃うように配置されると共に、両砥石２，３の回転方向の後方側から研削点２ｘ、研磨点３ｘを指向して水４を供給する。研削点２ｘとは、研削砥石２の加工部２ａがガラス板１の端面１ａと接触して端面１ａを加工する箇所（接触点）であり、研磨点３ｘとは、研磨砥石３の加工部３ａが端面１ａと接触して端面１ａを加工する箇所（接触点）である。なお、本実施形態の変形例として、両砥石２，３の回転方向の前方側から水４を供給しても構わない。第一ノズル７，８からの水４は、両砥石２，３と端面１ａとの摩擦を低減したり、摩擦による両砥石２，３及び端面１ａの過熱を防止したりする等の目的で供給する。

第二ノズル９，１０は、Ｙ方向において研削砥石２、研磨砥石３と対向するように配置される。第二ノズル９，１０は、ガラス板１側から研削砥石２側、研磨砥石３側に向けてシャワー状の水４を供給する。第二ノズル９，１０からの水４は、研削工程Ｐ１、研磨工程Ｐ２で発生したガラス粉をガラス板１、研削砥石２、及び、研磨砥石３から除去する等の目的で供給する。なお、研削工程用ノズル５および研磨工程用ノズル６が第二ノズル９，１０を備えることは必須ではなく、第一ノズル７，８のみを備えていてもよい。

以下、研削工程Ｐ１と研磨工程Ｐ２との相違点について説明する。

研磨工程Ｐ２では、研削工程Ｐ１よりも水４の供給量を増やしている。すなわち、研磨工程用ノズル６（第一ノズル８および第二ノズル１０）から流出させる水４の流量を、研削工程用ノズル５（第一ノズル７および第二ノズル９）から流出させる水４の流量よりも多くしている。詳細には、第一ノズル８から流出させる水４の流量を第一ノズル７よりも多くし、且つ、第二ノズル１０から流出させる水４の流量を第二ノズル９よりも多くしている。しかしながらこの限りではなく、研磨工程用ノズル６から流出する水４の流量が、研削工程用ノズル５から流出する水４の流量よりも多くなる限りで、第一ノズル７と第一ノズル８との間における流量の大小関係、及び、第二ノズル９と第二ノズル１０との間における流量の大小関係は、任意としてよい。

ここで、研磨工程用ノズル６から流出させる水４の流量は、研削工程用ノズル５から流出させる水４の流量を基準として、１０５％以上の流量とすることが好ましい。なお、より好ましくは１１０％以上の流量とし、更に好ましくは１２０％以上の流量とする。本実施形態において、研削工程Ｐ１では、研削工程用ノズル５から流出させる水の流量を１０Ｌ／ｍｉｎ～２０Ｌ／ｍｉｎとしている。一方、研磨工程Ｐ２では、研磨工程用ノズル６から流出させる水の流量を１２Ｌ／ｍｉｎ～３０Ｌ／ｍｉｎとしている。

本製造方法では、上記の水４の流量関係により、研削砥石２の加工部２ａと研磨砥石３の加工部３ａとの比較で、研磨砥石３の加工部３ａの冷却効率を高くしている。これに伴い、研磨工程Ｐ２における研磨点３ｘの温度が、研削工程Ｐ１における研削点２ｘの温度よりも低温となる。そのため、加工部３ａにより加工されるガラス板１の端面１ａの温度が、許容範囲を超えて高くなることを防止しやすくなる。これにより、研磨工程Ｐ２を実行中の端面１ａにてクラックの形成を可及的に回避することが可能となる。その結果、研磨工程Ｐ２の実行に付随してガラス板１の端面１ａの強度が低下するのを防止できる。

ここで、上記の実施形態に対しては、以下のような変形例を適用することも可能である。上記の実施形態では、研削砥石２の加工部２ａと研磨砥石３の加工部３ａとの比較で、研磨砥石３の加工部３ａの冷却効率を高くする目的を達成するため、研磨工程Ｐ２にて研削工程Ｐ１よりも水４の供給量を増やしている。しかしながらこの限りではなく、上記の目的を達成するに際し、研磨工程Ｐ２にて研削工程Ｐ１よりも低温の水４を供給するようにしてもよい。また、研削砥石２と研磨砥石３とのうち研磨砥石３の加工部３ａのみに水４を供給するようにしてもよい。

１ ガラス板
１ａ 端面
２ 研削砥石
２ａ 加工部
２ｘ 研削点（接触点）
３ 研磨砥石
３ａ 加工部
３ｘ 研磨点（接触点）
４ 水
Ｐ１ 研削工程
Ｐ２ 研磨工程

Claims (4)

1. ガラス板の端面を研削砥石で加工する研削工程と、前記研削砥石による加工後の前記ガラス板の端面を研磨砥石で加工する研磨工程と、を備えたガラス板の製造方法であって、
   前記研削工程および前記研磨工程では、前記研削砥石および前記研磨砥石の周上の加工部のうち少なくとも前記研磨砥石の加工部を冷却し、
   前記研削砥石と前記研磨砥石との比較で、前記研磨砥石の冷却効率を高くしたことを特徴とするガラス板の製造方法。
2. 前記研削工程および前記研磨工程では、前記研削砥石および前記研磨砥石の前記加工部のうち少なくとも前記研磨砥石の前記加工部に冷却媒体を供給し、
   前記研磨工程では、前記研削工程よりも冷却媒体の供給量を増やすことを特徴とする請求項１に記載のガラス板の製造方法。
3. 前記冷却媒体として水を用いることを特徴とする請求項２に記載のガラス板の製造方法。
4. ガラス板の端面を研削砥石で加工する研削工程と、前記研削砥石による加工後の前記ガラス板の端面を研磨砥石で加工する研磨工程と、を備えたガラス板の製造方法であって、
   前記研削工程および前記研磨工程では、前記研削砥石および前記研磨砥石の周上の加工部のうち少なくとも前記研磨砥石の加工部を冷却し、
   前記研削砥石と前記研磨砥石との比較で、前記研磨砥石における、前記ガラス板の端面との接触点の温度を、前記研削砥石における、前記ガラス板の端面との接触点の温度よりも低くしたことを特徴とするガラス板の製造方法。

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