JP7155582B2 - 開口部材の製造方法、加工部材の製造方法及び板状部材 - Google Patents
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Description
特許文献2には、ガラスのうち、貫通孔を形成したい部位以外に耐薬品性を有するマスキング層を形成し、薬品処理によりマスキング層を形成していない部位のガラスを溶解し、開口部を作製する方法や多数の小片状のガラスを得る方法が示されている。
(1) 第1主面において凸部となり、第2主面において前記凸部に対応する部分が凹部となる上面視で線状の第1隆起部と、第1隆起部に接続する支持部とを有する板状部材のうち、第1隆起部を除去することを特徴とする、加工部材の製造方法。
(2) 砥石を使用した研削により第1隆起部を除去する、(1)に記載の加工部材の製造方法。
(3) 砥粒を使用した研磨により第1隆起部を除去する、(1)または(2)に記載の加工部材の製造方法。
(4) 第1隆起部の除去は、前記板状部材の第2主面を固定部材により固定した状態で実施する、(1)~(3)のいずれかに記載の加工部材の製造方法。
(5) 第1隆起部は上面視で無端である、(1)~(4)のいずれかに記載の加工部材の製造方法。
(6) 第1隆起部は土台部と突起部とからなる(1)~(5)のいずれかに記載の加工部材の製造方法。
(7) 第1隆起部を真空成形法により形成する、(1)~(6)のいずれかに記載の加工部材の製造方法。
(8) 第1隆起部をプレス成形法により形成する、(1)~(6)のいずれかに記載の加工部材の製造方法。
(9) 第1隆起部の厚さが5mm以下である、(1)~(8)のいずれかに記載の加工部材の製造方法。
(10) 第1隆起部の厚さが、前記支持部の厚さより薄い、(1)~(9)のいずれかに記載の加工部材の製造方法。
(11) 第1隆起部の厚さが、前記支持部の厚さに対して90%以下である、(1)~(10)のいずれかに記載の加工部材の製造方法。
(12) 前記加工部材は、第1隆起部を2個以上有する、(1)~(11)のいずれかに記載の加工部材の製造方法。
(13) 前記2個以上の第1隆起部同士の最小近接距離が10mm以下である、(12)に記載の加工部材の製造方法。
(14) 前記板状部材がガラスからなる、(1)~(13)のいずれかに記載の加工部材の製造方法。
(15) 第1主面において凸部となり、第2主面において前記凸部に対応する部分が凹部となる、上面視で線状の第1隆起部と、第1隆起部に接続する支持部と、アライメントマークとを有する、ことを特徴とする板状部材。
(16) 第1隆起部は土台部と突起部とからなる、(15)に記載の板状部材。
(17) 第1隆起部の厚さが5mm以下である、(15)または(16)に記載の板状部材。
(18) 第1隆起部の厚さが、前記支持部の厚さより薄い、(15)~(17)のいずれかに記載の板状部材。
(19) 第1隆起部の厚さが、前記支持部の厚さに対して90%以下である、(15)~(18)のいずれかに記載の板状部材。
(20) 前記板状部材は、第1隆起部を2個以上有する、(15)~(19)のいずれかに記載の板状部材。
(21) 前記2個以上の第1隆起部同士の最小近接距離が10mm以下である、(20)に記載の板状部材。
(22) 第1隆起部は上面視で無端である、(15)~(21)のいずれかに記載の板状部材。
(23) 前記板状部材がガラスからなる、(15)~(22)のいずれかに記載の板状部材。
(24) 第1主面と第2主面とを有する板に、開口部と、前記開口部を形成し保持する構造部と、を有し、前記開口部の端面により形成される上面視投影形状が、第1主面側と第2主面側とで異なる、ことを特徴とする開口部材。
(25) 前記開口部の第1主面側端面により形成される上面視端面形状が、前記開口部の第2主面側端面により形成される上面視端面形状に内包される関係となる、(24)に記載の開口部材。
(26) 前記板の第1主面側に、前記板に対して突出する土台部を有し、前記開口部は前記土台部上にある、(24)または(25)に記載の開口部材。
(27) 前記構造部の厚さが5mm以下である、(24)~(26)のいずれかに記載の開口部材。
(28) 前記開口部は2個以上あり、前記2個以上の開口部の最小近接距離が10mm以下である、(27)に記載の開口部材。
(29) 前記板がガラスからなる、(24)~(28)のいずれかに記載の開口部材。
(30) 前記いずれかの主面が圧縮応力層を有する、(29)に記載の開口部材。
本発明の一実施形態に係る板状部材3は図1~図2に示す通りであり、第1主面と第2主面とを有する板1から作製される。本実施形態の板状部材3は、略矩形形状を有し、XY方向に整列配置された1個以上の第1隆起部31と、第1隆起部31の周縁部に接続する支持部33と、位置決めや切断線として使用できるアライメントマーク35と、を備える。板状部材3は平面視で、略矩形形状として説明するが、円形状でも多角形状でもよく特に制限はない。
なお、本実施形態では、板状部材3の一辺が延びる方向をX方向、該一辺に隣接して直交する他辺が延びる方向をY方向、X方向及びY方向に直交する方向(第2主面3bから第1主面3aへの方向)をZ方向とする。
板1は、第1主面1aと、第2主面1bとを有する(図6(a)参照)。本構成の板1は、第1主面1a及び第2主面1bが互いに平行であるが、必ずしも平行である必要はない。板1は平板とは限らず、第1隆起部31とは異なる屈曲部を備える屈曲板でもよい。なお、「屈曲部」とは、その平均曲率半径が無限大ではない部分であり、具体的には5000mm以下である部位を意味する。なお、板1の全面が湾曲した形状であってもよい。
第1隆起部31は、板状部材3の厚さ方向断面視において、第1主面3aにおいて凸部となり、第2主面3bにおいて該凸部に対応する部分が凹部となるように形成されている。第1隆起部31は後述の本発明の加工部材5の製造方法により簡単に除去でき、開口部を有する開口部材53を板状部材3から効率的に作製できる。また一度に多量の板状小片51を板状部材3から得られる。第1隆起部31は、板1を加熱成形により形成することが好ましい。
頂点M1における曲率半径は、5mm以下が好ましい。これは後述する本発明の加工部材5の製造方法において、第1隆起部31の除去量を低減でき、効率的に加工部材5が得られるためである。頂点M1における曲率半径は、3mm以下がより好ましく、1mm以下がさらに好ましい。
頂点M2における曲率半径は、5mm以下が好ましい。これは後述する本発明の加工部材5の製造方法において、第1隆起部31の除去量を低減でき、効率的に加工部材5が得られるためである。頂点M2における曲率半径は、3mm以下がより好ましく、1mm以下がさらに好ましい。
支持部33の第2主面3bからの頂点M2の高さは、板1の厚さTの1.02倍以上が好ましい。これは後述する本発明の加工部材5の製造方法において、第1隆起部31を除去すると、第1隆起部31の成形精度や第1隆起部31の除去精度に関係なく、確実に開口部531ができるためである。頂点M2の高さは、板1の厚さTの1.05倍以上がより好ましく、1.1倍以上がさらに好ましい。
なお、板1の厚さTのかわりに、後述の支持部33の厚さtを使用してもよい。
第1隆起部31の厚さt’は支持部33の厚さtに対して30%以上が好ましい。これにより後述の加工部材5の製造方法において、研磨研削の作業により板状部材3全体に及ぼすようなクラック等を発生することなく、効率的に加工部材5を作製できる。第1隆起部31の厚さt’は支持部33の厚さtに対して40%以上がより好ましく、50%以上がさらに好ましい。
幅w1は、10mm以下が好ましい。これは後述する本発明の加工部材5の製造方法において、第1隆起部31の除去量を低減でき、効率的に加工部材5が得られるためである。また、板状小片51を得る場合、単位面積当たりの個数を増やすことができ、板状小片51が効率的に得られる。幅w1は、8mm以下がより好ましく、5mm以下がさらに好ましい。
幅w2は、10mm以下が好ましい。これは後述する本発明の加工部材5の製造方法において、第1隆起部31の除去量を低減でき、効率的に開口部材53が得られるためである。また、板状小片51を得る場合、単位面積当たりの個数を増やすことができ、板状小片51が効率的に得られる。幅w2は、8mm以下がより好ましく、5mm以下がさらに好ましい。
支持部33は、第1隆起部31と隣接して接続し、板状部材3の構成の一部である。支持部33は、後述する本発明の加工部材5の製造方法において除去され、必要に応じて加工すると板状小片51となる除去部331と、最終的に得られる開口部材53の構造部533を構成する構造部333とに分けられる。
厚さtは0.2mm以上が好ましい。この下限値以上の厚さを備えた支持部33であれば、後述する加工部材5の製造方法でも、効率的に開口部材53や板状小片51を形成できる。また、最終的に得られた加工部材5の強度も確保できる。支持部33の厚さtとしては0.4mm以上がより好ましく、0.5mm以上がさらに好ましく、0.7mm以上が特に好ましい。
厚さtは5mm以下が好ましい。支持部33の厚さtが上限値以下であると、軽量化でき、高い強度と良好な質感を兼ね備えた加工部材5を得られる。支持部の厚さtとしては、4mm以下がより好ましく、3mm以下がさらに好ましく、2mm以下が特に好ましい。
なお、支持部33の厚さtは、板状部材3のZ方向の距離であるが、板状部材3の厚さ方向断面視において、一方の主面の接線に対し法線を引いたときの、他方の主面までの距離の平均値としてもよい。
アライメントマーク35は、本発明の後述する加工部材5の製造方法において、板状部材3の切断や加工のための位置合わせ機能や、表裏や商品ロットを確認するための機能を有する。図1(a)において、第1アライメントマーク351と第2アライメントマーク353が板状部材3の外縁側に形成されている。
その他、第1隆起部31は、土台部313と突起部311を有してもよい(図10および図11を参照)。土台部313は板状部材3の厚さ方向断面視において、第1主面3aにおいて凸部となり、第2主面3bにおいて該凸部に対応した部分に凹部となるように形成されている。この時、突起部311は土台部313上に形成される。土台部313は側面部3133と平坦部3131とを有してよく、側面部3133だけを有してもよく、特に制限はない。突起部311は側面部3113と頂部3111とを備える。
また、板状部材3は、第1隆起部31とはZ方向反対向きの凸形状を有する第2隆起部39を有してもよい(図14および図15を参照)。すなわち、第2隆起部39は板状部材3の厚さ方向断面視において、第2主面3bにおいて凸部となり、第1主面3aにおいて該凸部に対応した部分に凹部となるように形成されている。
第2隆起部39の形成方法や特徴に特に制限はないが、第1隆起部31と同様であることが好ましい。
第1主面3aの算術平均うねりWa(a)は1μm以下が好ましく、0.1μm以下がより好ましい。
第2主面3bの算術平均粗さRa(b)は1μm以下が好ましく、0.1μm以下がより好ましい。
第2主面3bの算術平均うねりWa(b)は1μm以下が好ましく、0.1μm以下がより好ましい。
Ra(a) > Ra(b) ・・・(1)
Wa(a) > Wa(b) ・・・(2)
Ra(a) > Ra(a)’ ・・・(3)
Wa(a) > Wa(a)’ ・・・(4)
これは第1隆起部31と支持部33とのコントラストが付きやすくなり、アライメントマーク35と同様の役割を有し、位置合わせをしやすくなるためである。
第1隆起部31の算術平均粗さRa(a)’は1μm以下が好ましく、0.1μm以下がより好ましい。第1隆起部31の算術平均うねりWa(a)’は1μm以下が好ましく、0.1μm以下がより好ましい。
Ra(a) > Ra(a)” ・・・(5)
Wa(a) > Wa(a)” ・・・(6)
これはアライメントマーク35を使用してカメラ等を使用して位置合わせをする場合、支持部33とアライメントマーク35とのコントラストが付きやすく、正確な位置合わせがしやすいためである。
アライメントマーク35の算術平均粗さRa(a)”は1μm以下が好ましく、0.1μm以下がより好ましい。アライメントマーク35の算術平均うねりWa(a)”は1μm以下が好ましく、0.1μm以下がより好ましい。
本発明の加工部材5は、第1主面5aと第2主面5bを備え、上述の板状部材3を加工して得られる部材である。加工部材5は、具体的には図3に示すような開口部材53と、図4に示すような板状小片51とが例示できる。
本発明の開口部材53の一例は図3に示す通り、略矩形形状を有し、XY方向に整列配置された複数の開口部531と、開口部531を形成し保持する構造部533と、を備える。開口部材53は平面視で、略矩形形状として説明するが、円形状でも多角形状でもよく特に制限はない。
構造部533は、板状部材3の構造部333であり、後述の加工部材5の製造方法において、第1隆起部31を研磨や研削などで除去した場合に、開口部531を形成するように構造を保持する部位である。
第1主面5a側の幅n1は、最も細い箇所で、10mm以下が好ましい。構造部533は、開口部材53全体の強度に関わる。細い構造部533となるほど開口部材53全体の強度も低下するため、従来の手法では細い構造部533を破損してしまい、細い構造部533を有する開口部材53を形成できなかった。後述する加工部材5の製造方法において、細い構造部533でも負荷を掛けずに、第1隆起部31を除去できるため、簡便かつ効率的に、細い構造部533を有する開口部材53が得られる。また、開口部531同士の距離を近づけることで最終製品のデザイン性を向上できる。幅n1の最も細い箇所は、5mm以下がより好ましく、2mm以下がさらに好ましい。
構造部533の厚さは0.2mm以上が好ましい。この下限値以上の厚さを備えた構造部533であれば、加工部材5の強度も確保できる。構造部533の厚さとしては0.4mm以上がより好ましく、0.5mm以上がさらに好ましく、0.7mm以上が特に好ましい。
構造部533の厚さは、5mm以下が好ましい。構造部533の厚さが上限値以下であると、軽量化でき、高い強度と良好な質感を兼ね備えた加工部材5となる。構造部533の厚さとしては、4mm以下がより好ましく、3mm以下がさらに好ましく、2mm以下が特に好ましい。
なお、 構造部533の厚さは、加工部材5のZ方向の距離であるが、加工部材5の厚さ方向断面視において、一方の主面の接線に対し法線を引いたときの、他方の主面までの距離の平均値としてもよい。
図3(c)のような上面視の開口部531を有する開口部材53を最終製品に組み込み、第2主面5bを外面とした場合、構造部533の端面535付近は緩やかな曲面を有し、しなやかに変形できることから物理的強度を確保でき、さらに美観を向上できる。また、第1主面5aは内面となり、第1主面5aはほぼ平坦であるため、加飾のための印刷層を形成しやすく、両方の主面で美観を向上できる。さらに第1主面5aに有機ELディスプレイパネル等の表示パネルを貼合する場合、精度よく貼合でき、外側の第2主面5bから使用者が視認した場合、表示パネルの視認性を向上できる。
なお、開口部材53における板、土台部537、構造部533などは、板状部材3における該当部位と同様の特徴を有するため、説明は省略する。
本発明の板状小片51の一例は図4に示す通り、略矩形形状を有する。板状小片51は平面視で、略矩形形状として説明するが、円形状でも多角形状でもよく特に制限はない。
第1主面5a側の幅n’1は、30mm以下が好ましい。従来の手法では薄いガラスの小片を作製する場合に破損してしまい、板状小片51を効率的に作製できなかった。後述する加工部材5の製造方法において、負荷を掛けずに板状部材3から第1隆起部31を除去できるため、簡便かつ効率的に、細かい板状小片51が得られる。幅n’1は、20mm以下がより好ましく、15mm以下がさらに好ましい。
図4(c)のような上面視を有する板状小片51を最終製品に組み込み、第2主面5bを外面とした場合、板状小片51の端面515付近は緩やかな曲面を有し、しなやかに変形できることから物理的強度を確保でき、さらに美観を向上できる。また、第1主面5aは内面となり、第1主面5aはほぼ平坦であるため、加飾のための印刷層を形成しやすく、両方の主面で美観を向上できる。
一方で、図4(b)のような断面構造を有する板状小片51を最終製品に組み込み、第1主面5aを外面とした場合、板状小片51はほぼ平坦であり、他の部材の高さを調整することで、面一となる表面が得られ、いわゆるフラッシュサーフェス化ができる。
板状小片51の第1主面5aからの上面視で、隅部の曲率半径は0.5mm以上が好ましく、1mm以上がより好ましく、2mm以上が更に好ましい。これは、加工時の割れ抑制のためである。
板状小片51の第2主面5bからの上面視で、隅部の曲率半径は0.5mm以上が好ましく、1mm以上がより好ましく、2mm以上が更に好ましい。これは、加工時の割れ抑制のためである。
板状小片51の厚さ方向断面視において、端面515のうち、第2主面5b側の曲率半径は0.1mm以上が好ましく、1mm以上がより好ましく、2mm以上がさらに好ましい。これは、第2主面5b側の曲率半径が下限値未満であると、厚さが薄いため、端部が鋭利となりやすい。このため、第2主面5b側の曲率半径を下限値以上とすることで、板状小片51をボタンなどの接触部材に用いた際に、不快感を与えないためである。
板状小片51の厚さ方向断面視において、端面515のうち、第1主面5a側の曲率半径は0.01mm以上が好ましく、0.05mm以上がより好ましく、0.1mm以上がさらに好ましく、0.3mm以上が特に好ましい。これは、板状小片51を取扱う際や製品として使用する際、チッピングなどの割れや欠けの発生を抑制するためである。
板状小片51の厚さは、0.2mm以上が好ましく、0.3mm以上がより好ましく、0.5mm以上がさらに好ましく、0.7mm以上が特に好ましい。これは、加工時の割れ抑制と使用時の強度維持のためである。
板状小片51は、貫通孔を有してもよく、金属やセラミックス、着色ガラス、センサなどのデバイスを貫通孔に配置してもよい。
また、板状小片51は、図4のような平板状に限られない。板状小片51は、例えば、図10に示す、側面部3133を有するような断面形状でもよい。さらに、板状小片51は全体的に湾曲してもよく、一部に屈曲部を備えてもよく、板厚が一定でなくてもよい。
本発明の加工部材5の製造方法は、第1主面1aと第2主面1bとを有する板1に、1個以上の第1隆起部31と第1隆起部31の周縁部に接続する支持部33とを形成した板状部材3の、第1隆起部31を除去する工程(除去工程)を含む。加工部材5の製造方法は、板1から板状部材3を作製する成形工程を有してもよい。なお、除去工程では第1隆起部31の除去をすればよく、支持部を部分的に除去してもよい。
上述の板1を使用して、1個以上の第1隆起部31と支持部33とを形成して板状部材3を作製する。第1隆起部31と支持部33の形成方法には特に制限はないが、板1を加熱して変形させる加熱成形を使用できる。
加熱成形は、板1を加熱して変形できれば特に制限はなく、真空成形法、プレス成形法、自重成形法などを利用できる。
真空成形法で板1から板状部材3を作製する製造方法について、図5~図7を参照して説明する。
上述の板状部材3を使用して、第1隆起部31を除去し、加工部材5を作製する。例えば、図3に示すような1個以上の開口部531と構造部533とを有する開口部材53を作製する。第1隆起部31の除去方法には特に制限はないが、例えば、研磨研削処理や酸アルカリなどの薬液処理により第1隆起部31を除去できる。除去工程は、板状部材3の第1主面3a側から実施することが好ましい。なお、第2隆起部39などの他の隆起部の除去も同様に実施できる。
第1隆起部31の除去には、図9(a)に示す通り、研磨研削などの機械加工を使用でき、マシニングセンターやその他数値制御工作機械を用いて、第1隆起部31に、研磨パッドや砥石などのツール6を接触させた上で回転変位させ、図9(b)に示すように所定の量だけ第1隆起部31を除去する。
研削では例えば、ダイヤモンド砥粒、CBN砥粒等を電着又はメタルボンドで固定した砥石を用いて、主軸回転数100~30,000rpm、切削速度1~10,000mm/分で研削する。
第1隆起部31の除去には、酸またはアルカリなどの薬液処理を使用できる。その場合、第1隆起部31に、薬液を接触させ、所定の量だけ第1隆起部31を除去できる。
酸としては、フッ化水素酸を主成分とする溶液を使用でき、アルカリとしては、水酸化ナトリウム等を主成分とする溶液を使用できる。
第1隆起部31の除去には、フッ素系ガス等を使用したドライエッチングを使用できる。また、第1隆起部31の厚さt’が薄いため、外力を加えることで破壊できる。この場合、破壊により生じた破断面は不規則であるため、面取加工などを実施することが好ましい。第1隆起部31を処理すれば特に制限はなく、レーザ、カッタ等で第1隆起部31を切断してもよく、ヒートショックなどを利用してもよい。
除去工程の前に、板状部材3を固定部材8に固定する工程を実施してもよい。これにより、板状部材3から加工部材5を作製する際の第1隆起部31の除去工程において、破損をさらに低減でき、生産性が向上する。固定部材8としては特に制限はなく、吸盤などで固定してもよいが、図9に示すような、剛性の高い固定台座81に、糊剤83を介して板状部材3を固定することが好ましい。これによれば、板状部材3の複雑な形状に沿って糊剤83を処理でき、固定台座81に確実に固定できる。第1隆起部31の除去を第1主面3aから実施する場合には、第2主面3b側を固定部材8に固定することが好ましい。
その他、板1、板状部材3または加工部材5は、必要に応じて洗浄、研磨、印刷、表面処理などを適宜実施できる。特に、成形後の板状部材3または加工部材5は、アニール処理を実施することが好ましい。
アニール処理は、成形後の板状部材3や加工部材5の残留ひずみや残留応力を除去するための処理である。板状部材3や加工部材5を作製する際、成形工程で所望の形状を付与した場合、大きな残留応力が発生する場合がある。残留応力のある板状部材3や加工部材5では、後述の化学強化工程で強化処理が不均一となる等の不都合が生じる場合がある。
昇温では、板状部材3や加工部材5の平衡粘性が1012.5~1017Pa・sになるように加熱することが好ましい。アニール工程における所望のアニール温度としては、例えば550℃程度が好ましい。
図12を用いて、板状部材3から加工部材5を作製する工程を説明する。X方向長さ300mm、Y方向長さ400mm、Z方向厚さ0.7mmのガラス板1を準備した。このガラス板1に加熱成形により、略矩形形状などの無端の第1隆起部31を、第1主面3aの側に凸となるように合計19個形成し、図12(a)に示すような板状部材3Aを作製した。
実施例1において得た板状部材3Aを使用し、第2主面3bに黒色の印刷層を形成し、図13(a)に示すような板状部材3Bとした。この板状部材3Bについて実施例1と同様に第1隆起部31を除去し、図13(b)に示すような開口部材53Bを得、さらに外縁を粗切りして図13(c)に示すような開口部材53B’とした。
実施例1において成形条件は変えずに、使用する成形型21の成形面211の形状を変更し、第1主面3a側に突出する土台部313を備える第1隆起部31(突起部311)と、第2主面3b側に突出する第2隆起部39とを備えた板状部材3Cを得た。この板状部材3Cを使用して開口部材53Cを作製する手順について、上面視については図14を、断面図については図15を参照して説明する。
実施例1において成形条件は変えずに、使用する金型21の成形面211の形状を変更し、図16(a)に示すような上面視で無端ではないU字状の第1隆起部31を形成した板状部材3Dを得た。この第1隆起部31を研削などにより除去すると、第1隆起部31に該当する部位のみ開口した、図16(b)に示すような開口部材53Dが得られた。開口部材53Dは、構造部533に接続した可動部539を備える。
実施例1において成形条件は変えずに、使用する金型21の成形面211の形状を変更し、図17(a)に示すような上面視で無端ではないU字状の第1隆起部31を形成した板状部材3Eを得た。この第1隆起部31を研削などにより除去すると、第1隆起部31およびそれに囲まれた支持部33に該当する部位が開口した、図17(b)に示すような開口部材53Eが得られた。
本実施形態の板1、板状部材3および加工部材5を構成するガラス組成としては、例えば、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラス、リチウムシリケートガラスなどが使用できる。
ガラス組成の具体例としては、酸化物基準のモル%で表示した組成で、SiO2を50~80%、Al2O3を0.1~25%、Li2O+Na2O+K2Oを3~30%、MgOを0~25%、CaOを0~25%およびZrO2を0~5%含むガラスが挙げられるが、特に限定されない。より具体的には、以下のガラスの組成が挙げられる。なお、例えば、「MgOを0~25%含む」とは、MgOは必須ではないが25%まで含んでもよい、の意である。
(i)酸化物基準のモル%で表示した組成で、SiO2を63~73%、Al2O3を0.1~5.2%、Na2Oを10~16%、K2Oを0~1.5%、Li2Oを0~5%、MgOを5~13%及びCaOを4~10%を含むガラス。
(ii)酸化物基準のモル%で表示した組成が、SiO2を50~74%、Al2O3を1~10%、Na2Oを6~14%、K2Oを3~11%、Li2Oを0~5%、MgOを2~15%、CaOを0~6%およびZrO2を0~5%含有し、SiO2およびAl2O3の含有量の合計が75%以下、Na2OおよびK2Oの含有量の合計が12~25%、MgOおよびCaOの含有量の合計が7~15%であるガラス。
(iii)酸化物基準のモル%で表示した組成が、SiO2を68~80%、Al2O3を4~10%、Na2Oを5~15%、K2Oを0~1%、Li2Oを0~5%、MgOを4~15%およびZrO2を0~1%含有するガラス。
(iv)酸化物基準のモル%で表示した組成が、SiO2を67~75%、Al2O3を0~4%、Na2Oを7~15%、K2Oを1~9%、Li2Oを0~5%、MgOを6~14%およびZrO2を0~1.5%含有し、SiO2およびAl2O3の含有量の合計が71~75%、Na2OおよびK2Oの含有量の合計が12~20%であり、CaOを含有する場合その含有量が1%未満であるガラス。
(v)酸化物基準のモル%で表示した組成が、SiO2を50~80%、Al2O3を2~25%、Li2Oを0~10%、Na2Oを0~18%、K2Oを0~10%、MgOを0~15%、CaOを0~5%およびZrO2を0~5%を含むガラス。
(vi)酸化物基準のモル%で表示した組成が、SiO2を50~74%、Al2O3を1~10%、Na2Oを6~14%、K2Oを3~11%、MgOを2~15%、CaOを0~6%およびZrO2を0~5%含有し、SiO2およびAl2O3の含有量の合計が75%以下、Na2OおよびK2Oの含有量の合計が12~25%、MgOおよびCaOの含有量の合計が7~15%であるガラス。
(vii)酸化物基準のモル%で表示した組成が、SiO2を68~80%、Al2O3を4~10%、Na2Oを5~15%、K2Oを0~1%、MgOを4~15%およびZrO2を0~1%含有し、SiO2およびAl2O3の含有量の合計が80%以下であるガラス。
(viii)酸化物基準のモル%で表示した組成が、SiO2を67~75%、Al2O3を0~4%、Na2Oを7~15%、K2Oを1~9%、MgOを6~14%、CaOを0~1%およびZrO2を0~1.5%含有し、SiO2およびAl2O3の含有量の合計が71~75%、Na2OおよびK2Oの含有量の合計が12~20%であるガラス。
(ix)酸化物基準のモル%で表示した組成が、SiO2を60~75%、Al2O3を0.5~8%、Na2Oを10~18%、K2Oを0~5%、MgOを6~15%、CaOを0~8%含むガラス。
(x)酸化物基準の質量%で表示した組成が、SiO2を63~75%、Al2O3を3~12%、MgOを3~10%、CaOを0.5~10%、SrOを0~3%、BaOを0~3%、Na2Oを10~18%、K2Oを0~8%、ZrO2を0~3%、Fe2O3を0.005~0.25%含有し、R2O/Al2O3(式中、R2OはNa2O+K2Oである)が2.0以上4.6以下であるガラス。
(xi)酸化物基準の質量%で表示した組成が、SiO2を66~75%、Al2O3を0~3%、MgOを1~9%、CaOを1~12%、Na2Oを10~16%、K2Oを0~5%含有するガラス。
部材等の少なくとも一方の主面に研削加工や研磨加工を実施してもよい。特に加熱成形で金型の粗さが転写されたガラス表面の粗さを取り除くため、研磨や研削を実施すると所望の平坦面が得られる。
部材等の周縁部や端面は、面取加工などの処理がなされていてもよい。機械的な研削により一般的にR面取、C面取と呼ばれる加工を行うのが好ましいが、エッチングなどで加工を行ってもよく、特に限定されない。また、平板状のガラス基材を予め端面加工してから成形工程を実施してもよい。
部材等がガラスである場合には、化学強化により表面に圧縮応力層を形成することで、強度及び耐擦傷性が高められる。化学強化は、ガラス転移点以下の温度でイオン交換によりガラス表面のイオン半径が小さなアルカリ金属イオン(典型的には、Naイオン)を、イオン半径のより大きなアルカリ金属イオン(典型的には、Kイオン)に交換することで、ガラス表面に圧縮応力層を形成する処理である。化学強化処理は従来公知の方法によって実施でき、一般的には硝酸カリウム溶融塩にガラスを浸漬する。この浸漬回数は1回以上であり、異なった溶融塩の条件で2回以上実施してよい。この溶融塩に炭酸カリウムを10質量%程度混合して使用してもよい。これによりガラスの表層のクラックなどを除去でき高強度のガラスが得られる。また、化学強化時に硝酸カリウムに硝酸銀などの銀成分を混合することで、ガラスがイオン交換され銀イオンを表面に有し抗菌性を付与できる。
印刷工程としては、例えば、スプレー印刷、インクジェット印刷やスクリーン印刷が利用される。これらの方法により、面積の広いガラス基材でも良好に印刷できる。特に、スプレー印刷では、屈曲部を有するガラス基材等に印刷しやすく、印刷面の表面粗さを調整しやすい。一方、スクリーン印刷では、広い平坦部を有するガラス基材等に平均厚さが均一になるように所望の印刷パターンを形成しやすい。また、インキは、複数使用してよいが、印刷層の密着性の観点から同一のインキであることが好ましい。
部材等において必要に応じて各種表面処理層を形成する工程を実施してもよい。表面処理層としては、防眩処理層、反射防止処理層、防汚処理層、抗菌処理層などが挙げられ、これらを併用してもよい。部材等の第1主面又は第2主面のいずれの面でもよい。これらは成形工程後に形成されることが好ましいが、防眩処理層は成形工程前でも、成形工程と同時でもよい。平板状のガラス基材をエッチングなどにより防眩処理層を形成してから成形を実施してもよい。
防眩処理層とは、主に反射光を散乱させ、光源の映り込みによる反射光の眩しさを低減する効果をもたらす層のことである。開口部材や板状小片を電子機器に使用した場合、モニタの画面からの光源により、開口部材や板状小片に施された記号などが見にくくなることがあるが、防眩処理層を形成することで解決できる。また、開口部材や板状小片に表示パネルを設置した場合、開口部材や板状小片を通して表示パネルを視認した際に、外光の映り込みにより視認性が悪くなることがあるが、防眩処理層を形成することで解決できる。防眩処理層は、部材等の表面を加工して形成してもよく、別途堆積形成してもよい。防眩処理層の形成方法として、例えば、部材等の少なくとも一部に化学的(例、エッチング)あるいは物理的(例、サンドブラスト)な方法で表面処理を施し、所望の表面粗さの凹凸形状を形成する方法を使用できる。また、形成方法として、部材等の少なくとも一部に処理液を塗布あるいは噴霧して、板上に凹凸構造を形成してもよい。塗布や噴霧の方法としては、特に制限はないが、スプレー法や静電塗布法が好ましい。さらに熱的な方法により部材等の少なくとも一部に凹凸構造を形成してもよい。
反射防止処理層とは、反射率低減の効果をもたらし、光の映り込みによる眩しさを低減するほか、表示装置に使用した場合には、表示装置からの光の透過率を向上でき、表示装置の視認性を向上できる層のことである。
反射防止処理層が反射防止膜である場合、部材等の第1主面または第2主面に形成されることが好ましいが制限は無い。反射防止膜の構成としては光の反射を抑制できれば限定されず、例えば、波長550nmでの屈折率が1.9以上の高屈折率層と屈折率が1.6以下の低屈折率層とを積層した構成、もしくは膜マトリックス中に中空粒子や空孔を混在させた波長550nmでの屈折率が1.2~1.4の層を含む構成とできる。
防汚処理層とは、表面への有機物、無機物の付着を抑制する層、または、表面に有機物、無機物が付着した場合においても、ふき取り等のクリーニングにより付着物が容易に除去できる効果をもたらす層のことである。
防汚処理層が防汚膜として形成される場合、部材等の第1主面と第2主面上またはその他表面処理層上に形成されることが好ましい。防汚処理層としては、得られる部材等に防汚性を付与できれば限定されない。中でも含フッ素有機ケイ素化合物を加水分解縮合反応により得られる含フッ素有機ケイ素化合物被膜からなることが好ましい。
本発明の板状部材3および加工部材5の用途としては、特に限定されない。具体例としては、車載用部品(ヘッドライトカバー、サイドミラー、フロント透明基板、サイド透明基板、リア透明基板、インスツルメントパネル表面、車載用ディスプレー前面板等。)、メータ、建築窓、ショーウインドウ、建築用内装部材、建築用外装部材、カバーガラス(携帯電話、スマートホン、ノート型パソコン、モニタ、LCD、PDP、ELD、CRT、PDA等)、LCDカラーフィルタ、タッチパネル用基板、ピックアップレンズ、CCD用カバー基板、太陽電池用透明基板(カバーガラス等。)、電子機器筐体(マウス、キーボード等)、有機EL発光素子部品、無機EL発光素子部品、蛍光体発光素子部品、光学フィルタ、照明ランプ、照明器具のカバー、反射防止フィルム、偏光フィルム等が挙げられる。
1b 第2主面 21 成形型
211 成形面 2111 底面
2113 側面 2115 上面
2117 排気孔 23 基台
25 吸引路 27 拘束具
3 板状部材 3a 第1主面
3b 第2主面 31 第1隆起部
311 突起部 3111 頂部
3113 側面部 313 土台部
3131 平坦部 3133 側面部
33 支持部 331 除去部
333 構造部 35 アライメントマーク
351 第1アライメントマーク 353 第2アライメントマーク
4 ヒータ
5 加工部材 5a 第1主面
5b 第2主面 51 板状小片
515 端面 53 開口部材
531 開口部 533 構造部
535 端面 537 土台部
539 可動部 551 ガラス製部材
553 異材質部材
6 ツール 61 研磨加工部
8 固定部材 81 固定台座
83 糊剤
9 電子部材
Claims (29)
- 第1主面及び第2主面を有する板状部材から、開口部と、前記開口部の周囲を支持する支持部とを備える開口部材を形成する製造方法であって、
前記板状部材はガラスからなり、
前記開口部に成る前記板状部材の開口部領域を囲む位置に、前記第1主面において凸部となり、前記第2主面において前記凸部に対応する部分が凹部となる上面視で線状の第1隆起部を設け、
前記第1隆起部を除去して、前記開口部領域の前記板状部材を前記支持部から分離することを特徴とする開口部材の製造方法。 - 砥石を使用した研削により前記第1隆起部を除去する、請求項1に記載の開口部材の製造方法。
- 砥粒を使用した研磨により前記第1隆起部を除去する、請求項1または2に記載の開口部材の製造方法。
- 前記第1隆起部の除去は、前記板状部材の前記第2主面を固定部材により固定した状態で実施する、請求項1~3のいずれか一項に記載の開口部材の製造方法。
- 前記第1隆起部は上面視で無端である、請求項1~4のいずれか一項に記載の開口部材の製造方法。
- 前記第1隆起部は土台部と突起部とからなる、請求項1~5のいずれか一項に記載の開口部材の製造方法。
- 前記第1隆起部を真空成形法により形成する、請求項1~6のいずれか一項に記載の開口部材の製造方法。
- 前記第1隆起部をプレス成形法により形成する、請求項1~6のいずれか一項に記載の開口部材の製造方法。
- 前記第1隆起部の厚さが5mm以下である、請求項1~8のいずれか一項に記載の開口部材の製造方法。
- 前記第1隆起部の厚さが、前記支持部の厚さより薄い、請求項1~9のいずれか一項に記載の開口部材の製造方法。
- 前記第1隆起部の厚さが、前記支持部の厚さに対して90%以下である、請求項1~10のいずれか一項に記載の開口部材の製造方法。
- 前記板状部材は、前記第1隆起部を2個以上有する、請求項1~11のいずれか一項に記載の開口部材の製造方法。
- 前記2個以上の前記第1隆起部同士の最小近接距離が10mm以下である、請求項12に記載の開口部材の製造方法。
- 開口部と、前記開口部の周囲を支持する支持部とを備える開口部材を形成するための板状部材であって、
前記板状部材はガラスからなり、
第1主面において凸部となり、第2主面において前記凸部に対応する部分が凹部となる上面視で線状の第1隆起部と、前記第1隆起部に接続する前記支持部と、アライメントマークとを有し、
前記第1隆起部は、前記開口部に成る前記板状部材の開口部領域を囲む位置に有し、
前記第1隆起部が除去されて、前記開口部領域の前記板状部材が前記支持部から分離されることを特徴とする板状部材。 - 前記第1隆起部は土台部と突起部とからなる、請求項14に記載の板状部材。
- 前記第1隆起部の厚さが5mm以下である、請求項14または15に記載の板状部材。
- 前記第1隆起部の厚さが、前記支持部の厚さより薄い、請求項14~16のいずれか一項に記載の板状部材。
- 前記第1隆起部の厚さが、前記支持部の厚さに対して90%以下である、請求項14~17のいずれか一項に記載の板状部材。
- 前記板状部材は、前記第1隆起部を2個以上有する、請求項14~18のいずれか一項に記載の板状部材。
- 前記2個以上の前記第1隆起部同士の最小近接距離が10mm以下である、請求項19に記載の板状部材。
- 前記第1隆起部は上面視で無端である、請求項14~20のいずれか一項に記載の板状部材。
- 第1主面及び第2主面を有するガラス板から形成される、開口部と、前記開口部の周囲を支持する支持部とを備える開口部材の製造方法であって、
前記ガラス板の前記開口部に成る開口部領域を囲む位置に、前記第1主面において凸部となり、前記第2主面において前記凸部に対応する部分が凹部となる上面視で線状の第1隆起部を形成し、
前記第1隆起部を除去し、前記開口部領域の部分を前記支持部から分離させて前記開口部を形成し、
前記開口部の端面形状を、前記第1主面側と前記第2主面側とで異ならせる、ことを特徴とする開口部材の製造方法。 - 前記開口部の前記第1主面側に形成される前記端面形状を、前記開口部の前記第2主面側に形成される前記端面形状に内包させる、請求項22に記載の開口部材の製造方法。
- 前記開口部は2個以上あり、前記2個以上の開口部の最小近接距離が10mm以下である、請求項22または23に記載の開口部材の製造方法。
- 前記第1主面又は前記第2主面が圧縮応力層を有する、請求項22~24のいずれか一項に記載の開口部材の製造方法。
- 第1主面において凸部となり、第2主面において前記凸部に対応する部分が凹部となる上面視で線状であり、土台部と突起部とからなる第1隆起部と、前記第1隆起部に接続する支持部とを有し、ガラスからなる板状部材のうち、前記第1隆起部を除去することを特徴とする、加工部材の製造方法。
- 第1主面において凸部となり、第2主面において前記凸部に対応する部分が凹部となる上面視で線状の第1隆起部と、前記第1隆起部に接続する支持部とを有する板状部材のうち、前記第1隆起部を除去する、加工部材の製造方法であって、
前記板状部材は、ガラスからなり、かつ前記第1隆起部を2個以上有し、
前記2個以上の第1隆起部同士の最小近接距離が10mm以下である、
ことを特徴とする、加工部材の製造方法。 - ガラスからなる板状部材であって、
第1主面において凸部となり、第2主面において前記凸部に対応する部分が凹部となる、上面視で線状の第1隆起部と、前記第1隆起部に接続する支持部と、アライメントマークとを有し、
前記第1隆起部は土台部と突起部とからなる、
ことを特徴とする板状部材。 - ガラスからなる板状部材であって、
第1主面において凸部となり、第2主面において前記凸部に対応する部分が凹部となる、上面視で線状の第1隆起部と、前記第1隆起部に接続する支持部と、アライメントマークとを有し、
前記第1隆起部を2個以上有し、
前記2個以上の第1隆起部同士の最小近接距離が10mm以下である、
ことを特徴とする板状部材。
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