JP7112960B2 - 樹脂テープ付きガラスフィルムの製造方法、及び、ガラスフィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
例えば、米国特許第8525405号明細書は、ロール・ツー・ロールプロセスを用いて可撓性ガラス層を備えるディスプレイを作製する方法を開示している。
これらの手法は、溶融ガラスを板状に成形する手法自体は異なるものの、板状(薄板も含む)にガラスを成形するために、ガラスの端部を機械的に保持する手法が取られる点において共通する。その結果、ガラスの端部に厚肉の耳部が形成されることとなり、ガラスの内部と端部とで厚みに差が生じることとなる。端部に厚肉の耳部を有すると、ガラスフィルムの巻き取り自体が困難となる。従って、特開2010-132531号公報に記載されている通り、厚肉の耳部をガラスフィルムの長手方向に沿ってレーザーで切断除去する工程を経た後に、ガラスフィルムを巻き取ることでガラスロールを製造することが、一般的である。
なお、ここで「接着剤」とは、「粘着剤」と呼ばれるようなものも含む。
成形工程(P1)は、溶融ガラスから長尺且つ幅方向両端部に耳部Gbを有する耳部付きガラスフィルムGcを連続的に成形する工程である。
薄層のガラスフィルムを連続的に成形する手法としては、オーバーフローダウンドロー法が特に好ましい。この手法により得られるガラスフィルムは、ガラス両面の平滑面に優れるという特徴を有するため、面内の欠陥が生じにくく、ガラスフィルムの連続的な成形に適するからである。
徐冷工程(P2)は、耳部付きガラスフィルムGcを徐冷する工程である。
図2、図3に示す通り、徐冷領域10Bには、複数のアニーラローラ13と図示しないヒータが配置されている。徐冷領域10Bは、図示しないヒータによって所定の温度勾配となるように設定されており、耳部付きガラスフィルムGcは徐冷領域10Bを流下するに従って徐々に温度を低下させられることで、内部に生じた熱歪が除去される。徐冷領域10B内のアニーラローラ13は、セラミック繊維と結合材を含む無機材料から作製されているが、本発明はこれには限定されない。また、アニーラローラ13は、全てが耳部付きガラスフィルムGcを把持している必要は無く、一部が空転ローラであってもよい。
樹脂テープ形成工程は、大きく次の2つの手法に大別される。具体的には、(i)テープ状に成形された樹脂フィルムを連続的に繰り出して耳部付きガラスフィルムの表面に付着させる方法(樹脂テープ付着工程)、(ii)溶液状の樹脂をガラスフィルムの表面に連続的に塗布しテープ状に硬化させる方法(樹脂溶液塗布工程)である。
積層法としては、テープ状の樹脂フィルム(樹脂テープ)を成形しつつ積層させるもしくは、予めテープ状に成形された樹脂フィルムを積層させる手法が上げられる。テープ状に成形された樹脂フィルムと耳部付きガラスフィルム間に接着性を発現させる手法としては、該樹脂テープと耳部付きガラスフィルムとの界面に接着剤もしくは粘着剤を介在させることが好ましい。また、樹脂テープを積層前後に熱溶融させアンカー効果によりガラスとの接着性を発現させてもよい。
特に好ましい実施形態としては、ロール状に巻き取られた樹脂テープを連続的に繰り出し、接着剤もしくは粘着剤を介在させ積層させる方法である。
樹脂テープの配置は耳部付きガラスフィルムの耳部近傍に、耳部からそれぞれ所定の距離だけ離間して積層させる。
これらの樹脂テープの製法としては、インフレーション法、Tダイ法、溶液流涎法、カレンダー法などを用いることができる。これらの手法により広幅の樹脂フィルムを成形した後、所定の巾にスリット・巻き取ることにより樹脂テープのロールを作製することが工業的には好ましい。
接着剤や粘着剤を介在させる手法としては、樹脂テープもしくは耳部付きガラスフィルムのどちらかあるいはその両者に液状の接着剤・粘着剤を滴下あるいは連続的に塗布する、もしくはシート状の接着フィルム・粘着フィルムを樹脂テープもしくは耳部付きガラスフィルムに遂次もしくは同時に積層させることができる。また、樹脂テープに予め接着剤、粘着剤を塗布し、離型フィルム(セパレータ)を積層した状態でロール状に巻き取ったものを用いてもよい。
図2、図4を参照して、特に好ましい実施形態について、説明する。樹脂テープロール20から樹脂テープ21を連続的に繰り出し接着剤(図示せず)を塗布した後、耳部付きガラスフィルムGcの耳部Gb近傍に、耳部Gbからそれぞれ所定の距離だけ離間して、樹脂テープ21を積層させ、紫外線照射装置22により紫外線を照射することで、耳部付きガラスフィルムGcの長さ方向に樹脂テープ21を連続的に形成するものである。
図4(b)に示す通り、耳部付きガラスフィルムGcは、通常、厚肉の耳部Gbと、耳部付きガラスフィルムGcの幅方向中央部に形成される有効部Ggとを有する。こで、ここで、有効部Ggは、耳部付きガラスフィルムGcのうち樹脂テープ21間に形成される部分のことである。有効部Ggの中には、所望の厚さが保証されており、製品として出荷可能な部分が含まれる。有効部Ggの厚さは、製品として使用される部分が含まれるため、取り扱い性と可撓性の観点から、20μm~500μmであることが好ましく、20μm~300μmであることがより好ましく、20μm~150μmであることが更に好ましい。
一方、非有効部Ghは、耳部付きガラスフィルムGcのうち、樹脂テープ21及び樹脂テープの外側に形成される部分のことである。非有効部Ghの中には、耳部Gbや、耳部Gbから有効部Ggの方向に向かって厚さが減少している部分が含まれる、すなわち厚さを製品として保証することができず、製品として出荷することができない部分が含まれる。また、有効部Ggとして比較的幅狭のものを必要とする場合については、非有効部Ghに一部製品として保証できる部分が含まれていても良い。
続いて、本実施形態における所定の距離は、図4(b)に示すように、樹脂テープ21の耳部Gb側の端部21aと、耳部Gbの樹脂テープ21側の端部Gb1との距離h1のことである。本実施形態では、耳部付きガラスフィルムGcの端辺Gc1から樹脂テープ21の端部21aとの距離h2が、有効部Ggを広く確保する観点から、耳部付きガラスフィルムGcの幅w1の40%以下であることが好ましく、30%以下であることがより好ましく、20%以下であることが更に好ましく、10%以下であることが特に好ましい。
さらに、後述の(P4)耳部除去工程において耳部Gbと樹脂テープ21との間の所定の幅方向位置で耳部Gbを連続的に除去する場合、樹脂テープ21の幅w2は、クラックの伸展を効果的に防止する観点から、3mm以上であることが好ましく、10mm以上であることがより好ましい。なお、(P4)耳部除去工程において樹脂テープ21内の所定の幅方向位置で耳部Gbを連続的に除去する場合には、樹脂テープ付きガラスフィルムGaに残存させる樹脂テープの幅が3mm以上であることが好ましく、10mm以上となるように、樹脂テープ21の幅w2を選択することが好ましい。一方、有効部Ggの幅を確保する観点から、幅w2は、100mm以下であることが好ましく、50mm以下であることがより好ましい。
また、樹脂テープ21の厚さt1は、クラックの伸展を防止する観点から、25μm~500μmであることが好ましく、50μm~200μmであることがより好ましい。尚、樹脂テープ21の厚さt1は、図示しない接着剤層を使用する場合は、接着剤層を除外した厚さのことである。
本手法であれば、樹脂テープとガラスフィルムが積層された際、接着剤が液状であればテープのガラスへの濡れ広がりが良いためガラスと樹脂テープ間の気泡のかみ込などは生じにくい。また、接着剤が硬化する前であれば、樹脂テープがガラス面を滑る自由度が設けられるため、積層の際に不定期に生じる軽微なシワや蛇行は接着剤の硬化前に自己修正される利点を有する。
樹脂材料としては、溶媒溶解性の樹脂や熱・光硬化性の樹脂を用いることができる。
溶媒溶解性の樹脂としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリアリレート、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、ポリビニルアルコール、トリアセチルセルロース、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、シリコーン樹脂等やそれらの混合物を特定の溶媒に溶解させ用いることができる。
熱・光硬化性の樹脂としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂やゴム系樹脂やそれらの混合物などが挙げられる。
好ましい実施形態は、耳部付きガラスフィルムの耳部近傍に、耳部からそれぞれ所定の距離だけ離間して、溶液状の溶媒溶解性樹脂や熱・光硬化性の樹脂をガラスフィルムの表面に連続的に塗布し、熱や光、電子線を照射することで樹脂を硬化させて、ガラスフィルムの長さ方向に樹脂テープを連続的に形成するものである。
尚、本方法による樹脂テープの形成幅、形成位置の好適な実施形態は、上述の樹脂テープ付着工程と同様である。
耳部除去工程(P4)は、耳部Gbと樹脂テープ21との間、又は、樹脂テープ21内の所定の幅方向位置において、耳部付きガラスフィルムGcから耳部Gbを連続的に除去して樹脂テープ付きガラスフィルムGaとする工程である。
耳部Gbを除去する手法としては、機械的にガラスを切削する方法やガラス表面に傷(スクライブ)を設け熱や曲げ応力により亀裂を成長(ブレイク)させる方法やガラスの化学結合を光により揮発・分断させる方法を用いることができる。再び図2を参照して、連続的に耳部Gbを除去する手法としては、エネルギー源に光、特にコリメート且つコヒーレントな光源であるレーザー光を照射することのできるレーザー光源30を用いることが好ましい。レーザー光の波長はガラスに対し光吸収が著しい帯域を選択することが好ましく、照射エネルギーを高めるためレンズなどの光学系を用い、レーザーをガラス内部に集光させると効果的である。レーザー光源30としては、CO2レーザーやYAGレーザー等を使用することができる。図4(c)に示すように、樹脂テープ21の端部21aからのレーザー光源30による切断距離h3は、耳部除去工程P4を良好に行うために、1mm以上であることが好ましく、3mm以上であることがより好ましい。図4(c)に示すように、このようにして、耳部付きガラスフィルムGcの耳部Gbと樹脂テープ21との間(又は、樹脂テープ21内)の所定の位置において、耳部付きガラスフィルムGcからその耳部Gbを連続的に除去することで、樹脂テープ付きガラスフィルムGaを製造することができる。耳部Gbの切断除去により、耳部付きガラスフィルムGcに発生していたシワGfが解消されることとなる。なお、耳部の連続的除去をより簡便に行う観点からは、図4(c)に示すように、耳部Gbと樹脂テープ21との間の所定の幅方向位置において、耳部付きガラスフィルムGcから耳部Gbを連続的に除去することが好ましい。
図1に示す巻取工程(P5)は、樹脂テープ付きガラスフィルムGaをロール状に巻き取り、樹脂テープ付きガラスロールGiを作製する工程である。
図2及び図5に示す通り、樹脂テープ付きガラスフィルムGaの一方表面(上面Gj)のみに樹脂テープ21が形成されている場合、樹脂テープ21が形成されている樹脂テープ付きガラスフィルムGaの上面Gjを外側にして、巻き芯40の周りに樹脂テープ付きガラスフィルムGaを巻き取るのが好ましい。
これにより巻き取り時に樹脂テープ付きガラスフィルムGaに対し曲率が発生しても、樹脂テープ付きガラスフィルムGaのエッジ部分からの引き裂き方向の亀裂の成長を樹脂テープ21により効果的に留めることができる。
一方、巻き取られた樹脂テープ付きガラスロールGiの端面を保護する観点から、保護シート51の幅が、樹脂テープ付きガラスフィルムGaの幅よりも、広いことが好ましい。
図2に示す方法を使用して、樹脂テープ付きガラスフィルムを製造した。具体的には、耳部付きガラスフィルムの幅が1500mmとなるようにオーバーフローダウンドロー法で耳部付きガラスフィルムを成形した。耳部の厚さは1mmであり、有効部の厚さは100μmである。耳部付きガラスフィルムを徐冷した後、横方向に方向変換を行った。方向変換後の耳部付きガラスフィルムの上面に、ポリエチレンテレフタレート(PET)の幅25mmの樹脂テープを、紫外線硬化樹脂を20μmの厚みになるように介在させつつ、貼り合わせを行った。貼り合わせ後に樹脂テープに紫外線を照射することで、耳部付きガラスフィルムの上面に樹脂テープを接着した。尚、樹脂テープの貼り付け位置は、図4(b)のh1が130mmとなる位置に行った。その後、波長10.6μmのCO2レーザーを耳部付きガラスフィルムの上面から照射することで、耳部の連続的除去を行った。CO2レーザーの照射位置は、図4(c)のh3が5mmとなる位置である。切断除去後の樹脂テープ付きガラスフィルムを保護シートを介して巻き芯に巻き取ることで樹脂テープ付きガラスロールを製造したところ、1kmの長さの樹脂テープ付きガラスロールを破損することなく10回巻き取ることができた。つまり、10km連続して耳部のレーザー切断を行ったとしても、破損することが無かった。
樹脂テープを使用しなかったこと以外は、上述の実施例と同様の方法でガラスロールの製造を試みたところ、1kmの長さのガラスロールを製造することができなかった。累積10kmの長さで耳部のレーザー切断を試みたが、53回破損した。
21 樹脂テープ
30 レーザー光源
40 巻き芯
51 保護シート
Ga 樹脂テープ付きガラスフィルム
Gb 耳部
Gc 耳部付きガラスフィルム
Gf シワ
Gg 有効部
Gh 非有効部
Gi 樹脂テープ付きガラスロール
Gj 上面
Gk ガラスフィルム
Gl 樹脂テープが形成された幅方向両端部
Gm ガラスロール
Claims (14)
- 溶融ガラスから長尺且つ幅方向両端部に耳部を有する耳部付きガラスフィルムを連続的に成形する成形工程であって、前記耳部付きガラスフィルムは、前記耳部と、前記耳部付きガラスフィルムの幅方向中央部に形成される有効部とを有する、前記成形工程、
前記耳部付きガラスフィルムを徐冷する徐冷工程、
前記耳部近傍に、前記耳部からそれぞれ所定の距離だけ離間して、前記耳部付きガラスフィルムの長さ方向に樹脂テープを連続的に形成して、前記有効部に前記樹脂テープが形成されず前記樹脂テープの間に前記有効部を形成する樹脂テープ形成工程、及び
前記耳部と前記樹脂テープとの間、又は、前記樹脂テープ内の所定の幅方向位置において、前記耳部付きガラスフィルムから前記耳部を連続的に除去して樹脂テープ付きガラスフィルムとする耳部除去工程
を含む樹脂テープ付きガラスフィルムの製造方法。 - 前記樹脂テープ形成工程が、樹脂テープロールから前記樹脂テープを連続的に繰り出して前記耳部付きガラスフィルムの表面に付着させる樹脂テープ付着工程を含むことを特徴とする、請求項1に記載の樹脂テープ付きガラスフィルムの製造方法。
- 前記樹脂テープ付着工程が、前記樹脂テープと前記耳部付きガラスフィルムとの界面に接着剤を適用することを含むことを特徴とする、請求項2に記載の樹脂テープ付きガラスフィルムの製造方法。
- 前記樹脂テープ形成工程が、樹脂溶液をテープ状に前記耳部付きガラスフィルムの表面に連続的に塗布する樹脂溶液塗布工程を含むことを特徴とする、請求項1に記載の樹脂テープ付きガラスフィルムの製造方法。
- 前記樹脂溶液は、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂の溶液であることを特徴とする、請求項4に記載の樹脂テープ付きガラスフィルムの製造方法。
- 前記樹脂テープ形成工程では、前記耳部付きガラスフィルムの端辺から前記耳部付きガラスフィルムの幅に対して40%以下離間した位置に、前記樹脂テープを形成することを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の樹脂テープ付きガラスフィルムの製造方法。
- 前記成形工程が、フロート法、オーバーフローダウンドロー法、及びスロットダウンドロー法のいずれかの方法を用いることを特徴とする、請求項1~6のいずれか1項に記載の樹脂テープ付きガラスフィルムの製造方法。
- 前記有効部の厚みが、20~500μmであることを特徴とする、請求項1~7のいずれか1項に記載の樹脂テープ付きガラスフィルムの製造方法。
- 前記樹脂テープ付きガラスフィルムをロール状に巻き取る巻取工程を含むことを特徴とする、請求項1~8のいずれか1項に記載の樹脂テープ付きガラスフィルムの製造方法。
- 前記樹脂テープ形成工程では、前記樹脂テープを前記耳部付きガラスフィルムの一方表面のみに連続的に形成し、
前記巻取工程では、前記樹脂テープ付きガラスフィルムの前記一方表面を外側にして、前記樹脂テープ付きガラスフィルムをロール状に巻き取ることを特徴とする、請求項9に記載の樹脂テープ付きガラスフィルムの製造方法。 - 前記巻取工程では、保護シートロールから保護シートを連続的に繰り出して、前記樹脂テープ付きガラスフィルムを前記保護シートと共にロール状に巻き取ることを特徴とする、請求項10に記載の樹脂テープ付きガラスフィルムの製造方法。
- 請求項1~11のいずれか1項に記載の樹脂テープ付きガラスフィルムの製造方法を用いて樹脂テープ付きガラスフィルムを得る工程、及び
前記樹脂テープ付きガラスフィルムから前記樹脂テープが形成された幅方向両端部を連続的に除去してガラスフィルムとする樹脂テープ除去工程
を含むことを特徴とするガラスフィルムの製造方法。 - 前記ガラスフィルムをロール状に巻き取る巻取工程を含むことを特徴とする請求項12に記載のガラスフィルムの製造方法。
- 前記ガラスフィルムを幅方向に切断する工程を含むことを特徴とする請求項12に記載のガラスフィルムの製造方法。
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