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

開口部材の製造方法、加工部材の製造方法及び板状部材 Download PDF

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Description

本発明は、開口部材の製造方法、加工部材の製造方法及び板状部材に関する。
一般的に、機能性や美観性の観点から、少なくとも一部に開口部等を有するガラスや小片状のガラスが求められている。
特許文献1には、屈曲ガラスの一部に、砥石を備えたドリルを使用して、機械的に削り出してガラスに開口部を作製する方法が示されている。
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。
国際公開第2016/136758号公報 特開2013-1599号公報
特許文献1によると、砥石を備えたドリルをガラスに当接し、ガラスの厚さ分だけ、機械的に削り、開口部を作製する。開口部を形成したい領域が大面積の場合、砥石の当接面全面をガラスに当接して削り出していた。この場合、砥石とガラスとの接触面積が大きくなり、このため摩擦力も大きくなるため、砥石を備えたドリルの振動がガラスの広範に広がり、破損することが多かった。特に、薄い厚さのガラスでは強度が弱くさらに破損しやすいため、開口部を形成することが難しかった。
一方、特許文献2によると、まず開口部を形成したい所望の部位以外を覆うようにマスキング層を形成する。開口部の作製は、フッ化水素酸を含有するエッチング水溶液で実施する。この際、エッチング水溶液の接触状態により開口の形状が影響を受けやすく、精度の高い開口をガラスに形成できなかった。さらに、マスキング層を形成する工程を有するため、複雑な工程となっていた。
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、開口部材や板状小片を、効率よく精度高く作製できる開口部材の製造方法、加工部材の製造方法と、これに使用する板状部材提供することにある。
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(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。
本発明によれば、開口部材や板状小片を、効率よく精度高く作製できる開口部材の製造方法、加工部材の製造方法と、これに使用する板状部材提供できる。
図1は、本発明の一実施形態に係る板状部材の例であり、(a)は第1主面からみたときの平面図であり、(b)はI-I部分断面視図であり、(c)は、曲線部が平坦部を有する例である。 図2(a)および図2(b)は、本発明の他の実施形態に係る板状部材の第1主面からみたときの平面図である。 図3は、本発明の一実施形態に係る開口部材の例であり、(a)は第1主面からみたときの平面図であり、(b)はIII-III部分断面視図であり、(c)は開口部の部分拡大図である。 図4は、本発明の一実施形態に係る板状小片の例であり、(a)は第1主面からみたときの平面図であり、(b)はIV-IV部分断面視図であり、(c)は板状小片の上面視投影図である。 図5(a)は成形型を準備する工程を示す概略図であり、図5(b)は成形型を予熱する工程を示す概略図である。 図6(a)は予熱された成形型に板を載せて拘束治具により板を固定する工程を示す概略図であり、図6(b)は板を成形温度まで昇温させて板を成形して板状部材を得る工程を示す概略図である。 図7(a)は板状部材を冷却する工程を示す概略図であり、図7(b)は成形型から板状部材を離型する工程を示す概略図である。 図8(a)~図8(c)は、一実施形態である板状部材の厚さ方向断面視において、図8(a)のような第1隆起部を除去して、図8(b)や図8(c)のような断面視形状とする工程を説明する模式図である。 図9(a)および図9(b)は、板状部材の第1隆起部についてツールを使用して除去する工程を説明する模式図である。 図10(a)~図10(c)は、他の実施形態である板状部材の厚さ方向断面視において、図10(a)のような第1隆起部を除去して、図10(b)や図10(c)のような断面視形状とする工程を説明する模式図である。 図11(a)および図11(b)は、他の実施形態である板状部材の厚さ方向断面視において、図11(a)のような第1隆起部を除去して、図11(b)のような断面視形状とする工程を説明する模式図である。 図12(a)~図12(d)は、実施例1の、板状部材から開口部材を製造する方法を説明する模式図である。 図13(a)~図13(d)は、実施例2の、板状部材から開口部材を製造する方法を説明する模式図である。 図14(a)~図14(c)は、実施例3の、板状部材から開口部材を製造する方法を説明する模式図である。 図15(a)は、図14(a)のXVa-XVa部分断面視図であり、図15(b)は、図14(b)のXVb-XVb部分断面視図であり、図15(c)は、図14(c)のXVc-XVc部分断面視図である。 図16(a)~図16(c)は、実施例4の板状部材(図16(a))と、得られた開口部材の上面視図(図16(b))と、得られた開口部材の使用例とを説明する模式図(図16(c))である。 図17(a)および図17(b)は、実施例5の板状部材(図17(a))と、得られた開口部材の上面視図(図17(b))である。
以下、本発明の一実施形態に係る加工部材の製造方法、板状部材及び開口部材を図面に基づいて詳細に説明する。
<板状部材3>
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]
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。
板1としては、ガラスや、セラミクス、樹脂、木材、金属等の板が挙げられるが、ガラスが好ましい。ガラスとしては、無色透明の非晶質ガラスの他、結晶化ガラスや色ガラス等が挙げられる。後述する本発明の加工部材5の製造方法では、厚さが薄いガラスなどの強度の低い脆性材料に対して、効率的に開口部を形成した開口部材53が得られ、また一度に多量の板状小片51を得られる。
板1がガラスである場合には、その厚さTとしては0.2mm以上が好ましい。この下限値以上の厚さを備えたガラスであれば、本実施形態の後述する加工部材5の製造方法でも、効率的に開口部を形成した開口部材53が得られ、また一度に多量の板状小片を得られる。ガラスの厚さ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の上限値は5mm以下が好ましい。上限値を超える厚さTの場合、第1隆起部31を形成する工程の負荷が高くなり、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を除去する工程の負荷も高くなる。板1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板状部材3及び加工部材5を得られる利点がある。ガラスの厚さ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、板1は、平滑であるものに関わらず、予め、エッチングやコーティングによる防眩処理層を形成した基板を使用してよい。また防眩処理層に限らず、後述の成形工程で、成形型から離型させやすくするための離型層を有していてもよく、反射防止処理層を有していてもよい。
[第1隆起部31]
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。
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の主面3aおよび第2の主面3bで形成されるそれぞれの曲線CおよびC(以下、一般化して「曲線C」とも記載)が、極値を有することが好ましい。図1(b)は、図1(a)の板状部材3のI-I部分断面視図を示す。図1(b)では、曲線CおよびCは、Z軸正方向に凸となるような放物線状の曲線である。曲線CおよびCは、それぞれが極大値となる頂点Mおよび頂点Mを有する(以下、一般化して「頂点M」とも記載)。曲線Cおよび曲線Cにおいて、極値の個数は特に制限はないが、第1隆起部31一箇所あたり、1個以上5個以下が好ましい。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を作製できるためである。極値の個数は1個以上3個以下がより好ましく、1個がさらに好ましい。
頂点Mにおける曲率半径は、0.05mm以上が好ましい。これは後述の加熱成形で第1隆起部31を形成する場合、板1としてのガラスや使用する金型の破損を防止でき効率的に板状部材3が得られるためである。頂点Mにおける曲率半径は、0.1mm以上がより好ましく、0.5mm以上がさらに好ましい。
頂点M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M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Mにおける曲率半径は、0.05mm以上が好ましい。これは後述の加熱成形で第1隆起部31を形成する場合、板1としてのガラスや使用する金型の破損を防止でき効率的に板状部材3が得られるためである。頂点Mにおける曲率半径は、0.1mm以上がより好ましく、0.5mm以上がさらに好ましい。
頂点M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M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。
曲線Cの最高点において平坦部を有する場合、図1(c)に示すように平坦部の中点を頂点Mとしてよい。この場合、第1主面3a側平坦部の幅Wの下限値としては特に制限はなく、幅W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。幅Wは、8mm以下がより好ましく、5mm以下がさらに好ましい。
第2主面3b側平坦部の幅Wの下限値としては特に制限はなく、幅W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。幅Wは、8mm以下がより好ましく、5mm以下がさらに好ましい。
なお、平坦部の幅WおよびWは、板状部材3の厚さ方向断面視において、それぞれの主面において、平坦部を含む曲線CのうちZ方向に変化し始める境界点同士を結ぶ2点間の距離とする。図1(c)では、幅Wは点P1aと点P2aの距離であり、幅Wは点P1bと点P2bの距離である。
板状部材3の支持部33を構成する第2主面3bの高さをZ=0とし、第2主面3bから第1主面3aの方向をZが正の方向とすると、頂点Mの高さは、支持部33の第1主面3aよりも高いことが好ましい。この場合、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、容易に開口部531ができる。さらに開口部の端面535を処理せずとも滑らかな端面となり割れの起点となるようなクラックを抑制できる。
支持部33の第2主面3bからの頂点Mの高さは、板1の厚さTの4倍以下が好ましい。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を除去すると、容易に開口部531ができるためである。頂点Mの高さは、板1の厚さTの3倍以下がより好ましく、2倍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M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M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は、第1主面3a側からみた上面視で線状である。第1隆起部31を線状とすることで、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、作業負荷を軽減できる。さらに板状部材3の厚さが薄い場合には、第1隆起部31を研削や研磨する際に使用するツールと板状部材3の接触面積を減少できる。これにより、強度の弱い脆性材料に対しても、効率的に加工部材5を作製できる。なお、本出願において、第1隆起部31の断面視形状や幅は、特に断らない限り、線状に延びる第1隆起部31の延びる方向に垂直な断面の形状やその幅を意味する。
第1隆起部31は、第1主面側3aから見た上面視で無端であることが好ましい。第1隆起部31を無端とすることで、後述の本発明の加工部材5の製造方法で第1隆起部31を除去した場合、第1隆起部31で囲まれた部位も除去でき、効率的に開口部材53を作製できる。また、第1隆起部31を所望の形として無端とすることで、所望の形の開口部531を作成でき、高い加工性を確保できる。
第1隆起部31の厚さt’としては0.2mm以上が好ましい。この下限値未満の厚さであれば、材質がガラスのような脆性材料であればクラックの起点ができやすく、板状部材3が割れやすくなる。第1隆起部31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。
第1隆起部31の厚さt’の上限値は5mm以下が好ましい。上限値を超える厚さt’の場合、後述する加工部材5の製造方法において、第1隆起部31を除去する負荷が高くなる。第1隆起部31が上限値以下であると、第1隆起部31を除去する負荷を低減でき、高い強度と良好な質感を兼ね備えた板状部材3及び加工部材5を得られる利点がある。第1隆起部31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、第1隆起部31の厚さt’は、第1隆起部31の一方の主面の任意の点における接線に対し、法線を引いたときの、他方の主面までの距離とする。
第1隆起部31の厚さt’は、支持部33の厚さtより薄いことが好ましい。第1隆起部31の厚さt’を支持部33の厚さtより薄くすることで、後述の加工部材5の製造方法により簡単に除去でき、作業負荷を軽減できる。第1隆起部31の厚さt’は、支持部33の厚さtに対して90%以下が好ましく、85%以下がより好ましく、80%以下がさらに好ましい。
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。
第1隆起部31の第1主面3a側の幅wは、0.5mm以上が好ましい。これは第1隆起部31を加熱成形で形成して板状部材3を作製した場合に、使用した金型から板状部材3を離型させる際に、第1隆起部31の破損を抑制でき効率的に板状部材3が得られるためである。幅wは、1mm以上がより好ましく、2mm以上がさらに好ましい。
幅w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wは、8mm以下がより好ましく、5mm以下がさらに好ましい。
第1隆起部31の第2主面3b側の幅wは、0.5mm以上が好ましい。これは第1隆起部31を加熱成形で形成して板状部材3を作製した場合に、使用した金型から板状部材3を離型させる際に、第1隆起部31の破損を抑制でき効率的に板状部材3が得られるためである。幅wは、1mm以上がより好ましく、2mm以上がさらに好ましい。
幅w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wは、8mm以下がより好ましく、5mm以下がさらに好ましい。
なお、第1隆起部31の幅wおよびwは、板状部材3の厚さ方向断面視において、それぞれの主面での、第1隆起部31の両側に近接する支持部33同士を結ぶ仮想線に対し、Z方向に変化し始める曲線C上の2点間の距離とする。図1(b)では、幅wは点p1aと点p2aの距離であり、幅wは点p1bと点p2bの距離である。
第1隆起部31の頂点Mを通るZ軸と平行な垂線Lを引いたとき、板状部材3の板厚方向断面視における第1隆起部31の形状は左右対称でも、非対称でもよい。
支持部33の点p1aまたは点p2aにおける接線と、点p1aまたは点p2aから第1隆起部31の第1主面3aへ引いた接線とで形成される角のうち、第1主面3a側に形成される角度は、90°超が好ましく、100°以上がより好ましい。これは得られた開口部材53の第1主面5a側に、接着剤等の固定部材やタッチセンサなどの他部材を組み込む際や、印刷など加飾などを行う際に、開口を大きく維持できるため、処理しやすくなり、歩留りを向上できるためである。
支持部33の点p1bまたは点p2bにおける接線と、点p1bまたは点p2bから第1隆起部31の第2主面3bへ引いた接線とで形成される角のうち、第1主面3a側に形成される角度は、90°超が好ましく、100°以上がより好ましい。これは得られた開口部材53の第2主面5b側に文字などの印刷や、防眩層などの加飾や、他部材との貼合の際に、ムラやにじみ、空気の噛みこみを抑制できるためである。また得られた開口部材53を電子機器等のボタンと使用する際に、上面視での投影面積を小さくでき、隣接するフレーム部材や他の部材との不要な接触を避けることができ、損傷や破壊を抑制できるためである。
第1隆起部31は、同一の板状部材3内に2個以上あってもよい。これにより後述の加工部材5の製造方法において、一度の研磨研削の作業により複数の第1隆起部31を除去でき、効率的に多数の開口を有する開口部材53と複数の板状小片51を作製できる。
第1隆起部31が2個以上存在する場合、これらの第1隆起部31のそれぞれの頂点同士の距離Nは、特に制限はないが、最も近接する箇所で、10mm以下が好ましい。支持部33のうち構造部333となる部分は、板状部材3全体の強度に関わる。距離Nを近づけるほど細い構造部333となり板状部材3全体の強度も低下するため、従来の手法では細い構造部333を破損してしまい、細い構造部333を有する加工部材5を形成できなかった。後述の本発明の加工部材5の製造方法において、細い構造部333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333を有する開口部材53が得られる。距離Nの最も近接する箇所は、8mm以下がより好ましく、5mm以下がさらに好ましい。
距離Nの最も近接する箇所での下限値については、0.2mm以上が好ましい。下限値未満の細い構造部333では、本発明の後述する加工部材5の製造方法において開口部材53を形成できたとしても、開口部材53自体の強度が確保されず、最終製品として使用しにくい。距離Nの最も近接する箇所は、0.5mm以上がより好ましく、1mm以上がさらに好ましい。
[支持部33]
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。
支持部33の厚さtは、板1の厚さT以下となることが好ましい。
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。
支持部33は、板状部材3の厚さ方向断面視において、板1の形状を維持してもよいが、板1の形状から変形させてもよい。例えば、支持部33の第1主面3aは板1の形状を維持しつつ、支持部33の第2主面3bの一部を屈曲させるなど、適宜変形できる。例えば、支持部33の第2主面3bの変形は、第1隆起部31を作製する際の成形工程で実施してよく、開口部材53を形成してから、開口部531の端面535を研磨研削等で処理して実施してもよく、特に制限は無い。
[アライメントマーク35]
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。
アライメントマーク35は、板状部材3の第1主面3aの高さより低くなるように形成できる(例えば、板状部材3の第1主面3aに凹部を形成する。)。後述する加工部材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する際に、第1主面3aより高く形成されたアライメントマーク35も削れてしまうことがある。アライメントマーク35が第1主面3aの高さより低い位置に形成されていることで、このような課題を解決できる。
アライメントマーク35は、板状部材3の第1主面3aの高さより高くなるように形成できる(例えば、板状部材3の第1主面3aに凸部を形成する。)。後述する加工部材5の製造方法において、アライメントマーク35を使用して位置決めした後、第1隆起部31を研磨や研削などで除去する際に、第1隆起部31の除去とともにアライメントマーク35を除去できる。これにより、位置決めという役割を持ちつつ、後工程で除去できるアライメントマーク35となり、最終製品にアライメントマーク35が残らないようにできる。
アライメントマーク35は、図1(a)の第1アライメントマーク351および第2アライメントマーク353のように、2つ以上形成してもよい。複数の後工程においてそれぞれの工程に適したアライメントマーク35において位置決めなどできる。
アライメントマーク35は、板1や板状部材3を加工して形成できる。例えば、板1を、後述の加熱成形で第1隆起部31を形成する際に、アライメントマーク35を形成できる。また、得られた板状部材3上に後から印刷やレーザ加工等でアライメントマーク35を形成できる。
板1に加熱成形してアライメントマーク35を付与する場合、例えば使用する金型に鉤状の凸部を形成しておくことで、板1に転写され、板状部材3上に鉤状の凹部となる第2アライメントマーク353が得られる。また、加熱成形において真空成形を使用する場合、使用する金型に形成された排気孔が板1に転写され、板状部材3上に半球状の凸部となる第1アライメントマーク351が得られる。
図2(a)に示すように、第1アライメントマーク351を第1隆起部31上に形成してもよい。これにより後述の加工部材5の製造方法において、第1隆起部31を除去することで位置合わせに使用して必要なくなった第1アライメントマーク351を効率的に除去できる。また、図2(b)に示すように、第2アライメントマーク353で形成される一点鎖線で記載した仮想線より、板状部材3の中心から見て外側に第1アライメントマーク351を形成してもよい。
[土台部313]
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。
[第2隆起部39]
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。
板状部材3のうち、後述の成型工程において成形型21の成形面211(図5~7参照)に接触する面を第1主面3aとすることが好ましい。
支持部33において、第1主面3aの算術平均粗さ及び算術平均うねりをそれぞれRa(a)、Wa(a)とし、第2主面3bの算術平均粗さ及び算術平均うねりをそれぞれRa(b)、Wa(b)とする。なお、Ra,WaはJIS B 0601(2013)に規定される方法で測定した値である。
第1主面3a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)、Wa(a)、Wa(b)は、式(1)および式(2)の関係となることが好ましい。
Ra(a) > Ra(b) ・・・(1)
Wa(a) > Wa(b) ・・・(2)
上記関係を満たすことで、板状部材3の第1主面3aを使用者が触れられる面(以下、「外面」と記載)として、加工部材5を最終製品に使用した場合、外光を散乱することで眩しさを低減でき、凹凸面により指紋などの汚れの付着を低減できる。このとき、第2主面3bは最終製品に内包される面(以下、「内面」と記載)となり、平坦面であるため、回路形成などしても断線しにくくなる。
また、上記関係を満たすことで、逆に板状部材3の第1主面3aを内面として、加工部材5を最終製品に使用した場合、接着剤や印刷層を強固に固定できる。このとき、第2主面3bは外面となり、平坦面であるため良好な美観性が得られる。
第1隆起部31において、第1主面3aの算術平均粗さ及び算術平均うねりをそれぞれRa(a)’、Wa(a)’とすると、式(3)および式(4)の関係となることが好ましい。
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。
アライメントマーク35において、第1主面3aの算術平均粗さ及び算術平均うねりをそれぞれRa(a)”、Wa(a)”とすると、式(5)および式(6)の関係となることが好ましい。
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。
なお、粗さの測定方法に特に制限はない。例えば、支持部33のうち、加工後に得られる加工部材5の外面に使用する主面は、二乗平均平方根粗さRqがざらつきと指すべり性の観点から0.3nm~10μmが好ましく、最大高さ粗さRzがざらつきと指すべり性の観点から0.5nm~10μmが好ましく、最大断面高さ粗さRtがざらつきと指すべり性の観点から0.5nm~5μmが好ましく、最大山高さ粗さRpがざらつきと指すべり性の観点から0.3nm~5μmが好ましく、最大谷深さ粗さRvがざらつきと指すべり性の観点から0.3nm~5μmが好ましい。また、平均長さ粗さRsmがざらつきと指すべり性の観点から0.3nm~10μmが好ましい。クルトシス粗さRkuが触感の観点で1以上30以下が好ましい。
スキューネス粗さRskが視認性、触感などの均一性の観点から-1以上1.3以下が好ましい。ここで、粗さ曲線RのスキューネスRskは、二乗平均平方根高さ(Zq)の三乗によって無次元化した基準長さにおける高さZ(x)の三乗平均を表し、凹凸形状の平均線に対する偏りを表わす指標である。粗さ曲線のスキューネスRskの値がプラス(Rsk>0)の方が、凹凸形状が凹側に偏って突形状が鋭くなり、マイナス(Rsk<0)の方が、凹凸形状が凸側に偏って凸形状が鈍くなる傾向である。粗さ曲線の凸形状が鈍い方が、鋭いものよりもヘイズは低くなる。スキューネス粗さRskが上限値以下であると、優れた防眩性と触感とを維持でき、ヘイズを低くできる。また、加工部材5を外面に使用し、使用者が触れる場合、スキューネス粗さRskは-1以上1以下がより好ましい。これは、スキューネス粗さRskが1以下であると指紋等が付着した際に容易に除去できるためである。
これらは粗さ曲線Rを元にした粗さであるが、これに相関して生じるうねりWや断面曲線Pで規定してもよく、特に制限はない。
<加工部材5>
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。
[開口部材53]
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〉
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。
開口部531を2個以上有する開口部材53の上面視の模式図を図3(a)に示す。このとき、開口部材53のIII-III部分断面視図(図3(b))において、構造部533の第1主面5a側の幅nと第2主面5b側の幅nとが異なることが好ましい。
第1主面5a側の幅n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n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の最も細い箇所での幅nは下限値については、0.5mm以上が好ましい。下限値未満の細い構造部533では、開口部材53自体の強度が確保されず、最終製品として使用しにくい。幅nの最も細い箇所は、0.8mm以上がより好ましく、1mm以上がさらに好ましい。
第2主面5b側の幅n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n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の最も細い箇所での幅nは下限値については、0.5mm以上が好ましい。下限値未満の細い構造部533では、開口部材53自体の強度が確保されず、最終製品として使用しにくい。幅nの最も細い箇所は、0.8mm以上がより好ましく、1mm以上がさらに好ましい。
第1主面5a側の幅nと第2主面5b側の幅nとが異なると、開口部材53の上面視において、開口部531の端面535により形成される投影形状が、図3(c)に示すように、第1主面5a側と第2主面5b側とで異なる。
構造部533の厚さは、板状部材3の支持部33の厚さt以下となることが好ましい。
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。
開口部材53の上面視において、図3(b)中、点線で囲った開口部531の端面535により形成される投影形状を図3(c)に示す。第1主面5a側端面で形成される形状535aが、第2主面5b側端面で形成される形状535bに内包されることが好ましい。
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。
一方で、図3(b)のような断面構造を有する開口部材53を最終製品に組み込み、第1主面5aを外面とした場合、構造部533はほぼ平坦であり、開口部531に嵌めこむ板状小片51等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。またこの面一とした部材を輸送機外装部材として使用した場合、空気抵抗が小さい外装部材とできる。さらに第2主面5b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、第2主面5bの端面535近傍の曲面を利用することで表示パネルを視認者側に向けることができ、外側の第1主面5a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。
開口部材53は土台部537を有し、土台部537に開口部531が形成されていてもよい。
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。
[板状小片51]
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。
板状小片51の上面視の模式図を図4(a)に示す。このとき、板状小片51のIV-IV部分断面視図を図4(b)に示す。図4(b)に示すように、第1主面5a側の幅n’と第2主面5b側の幅n’とが異なることが好ましい。
第1主面5a側の幅n’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’は、20mm以下がより好ましく、15mm以下がさらに好ましい。
幅n’は下限値については、0.5mm以上が好ましい。下限値未満の細かい板状小片51では、強度が確保されず、最終製品として使用しにくい。幅n’は、0.8mm以上がより好ましく、1mm以上がさらに好ましい。
第2主面5b側の幅n’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’は、20mm以下がより好ましく、15mm以下がさらに好ましい。
幅n’は下限値については、0.5mm以上が好ましい。下限値未満の細かい板状小片51では、強度が確保されず、最終製品として使用しにくい。幅n’は、0.8mm以上がより好ましく、1mm以上がさらに好ましい。
第1主面5a側の幅n’と第2主面5b側の幅n’とが異なると、板状小片51の第1主面5a側からみた上面視において、板状小片51の端面515により形成される投影形状が、図4(c)に示すように、第1主面5a側と第2主面5b側とで異なる。
さらに板状小片51の上面視において、第1主面5a側端面で形成される形状515aに、第2主面5b側端面で形成される形状515bが内包されることが好ましい。
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50mm以下が好ましく、10mm以下がより好ましく、5mm以下が更に好ましい。これは、板状小片51を複数並べる際に、それぞれの板状小片51の隅部同士の隙間を狭められ、優れた外観が得られるためである。さらに、板状小片51の端部を視認することなく触覚だけで認知しやすくなるためである。
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50mm以下が好ましく、10mm以下がより好ましく、5mm以下が更に好ましい。これは、板状小片51を複数並べる際に、それぞれの板状小片51の隅部同士の隙間を狭められ、優れた外観が得られるためである。さらに、板状小片51の端部を視認することなく触覚だけで認知しやすくなるためである。
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50mm以下が好ましく、30mm以下がより好ましく、10mm以下がさらに好ましい。これは、第1主面5a側の面と接合する端面の角度が大きくなるため、部材の強度を維持できるとともに、使用者の指などの切創の危険性を低下させられるためである。
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3mm以下が好ましく、2mm以下がより好ましく、1mm以下がさらに好ましく、0.5mm以下が特に好ましい。これは、板状小片51を印刷により加飾する場合やセンサやディスプレーと貼合する場合に、板状小片51の第1主面5a側端面と、印刷や貼合をしない端面との隙間を小さくでき、意匠性に優れるためである。
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、5mm以下が好ましく、3mm以下がより好ましく、1mm以下がより好ましい。これは、板状小片51をタッチセンサと組み合わせた装置として使用される場合、センサ感度を維持でき、板状小片51を製品として組み込んだ装置の重量削減と、板状小片を使用する装置の意匠性とを維持するためである。
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上には、最終製品において触覚のみで位置を把握できるようにするため、文字や図形とするため、或いは指紋センサ等の生体認証センサやLEDなどの導光機能を有するデバイスを配置するために、凸部や凹部を形成してもよい。具体的には点字などの突起物が挙げられる。
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。
<加工部材5の製造方法>
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。
[成形工程]
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〉
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。
図5(a)に示すように、上面に板状部材3のデザイン形状と同じ表面形状を有する複数の凹凸状の成形面211が設けられた成形型21を準備する。成形型21は、基台23に固定されており、成形型21と基台23との間には、不図示の真空装置に接続される吸引路25が設けられている。
成形面211は、深さが浅い凹凸状断面を有し、成形面211の底面2111と上面2115とは、側面2113によって連続している。側面2113は曲面でも平面でも構わない。側面2113が曲面であると、残留ガスを除去しやすく、欠点の少ない成形面を有する板状部材3が得られやすい。
成形型21の材料としては、炭素材、フューズドシリカなどのガラス材料、またはセラミック材料が好ましい。これは、成形型21からの転写痕を抑制するのに有用である。また、成形面211には、Si,SiO,SiC,Al,Pt,Ir,W,Re,Ta,Rh,Ru,Os,C,Ta,Ti,Ni,BNなどの被膜を設けてもよい。この被膜は、板状部材3と成形型21との離型性向上に寄与する。
成形型21の成形面211の表面粗さは特に制限はないが、算術平均粗さRaは2.5μm以下、算術平均うねりWaは1.6μm以下が好ましい。これらの条件を満たすことで、板状部材3に成形型21の成形面211の粗さが転写されても外観に優れた板状部材3が得られる。成形面211の算術平均粗さRaは1μm以下、算術平均うねりWaは0.4μm以下がより好ましい。
成形型21の成形面211は部分的に表面粗さを変えてもよい。例えば、板状部材3に所望の文字を転写させるために、成形面211に表面粗さを変えて、所望の文字の鏡文字を形成してよい。また、板状部材3に所望の凹凸部を形成するために、成形面211に対応する凸凹部を形成しておいてもよい。
次いで、図5(b)に示すように、ヒータ4により成形型21を50~500℃の温度まで予熱する。そして、板1の温度が成形型21の温度より低い状態のとき、図6(a)に示すように、成形型21上に板1を第1主面1aが成形型21に接触するように載置する。板1を成形型21上に載置した後、板1の外周縁部は、拘束具27により成形型21の上面2115に拘束することが好ましい。
拘束具27としては、クランプ機構を備える治具や、おもりなどを利用できる。また、成形型21と拘束具27とで、板1を挟持してもよい。さらに、真空により板1を成形型21に拘束できる。この拘束具27による板1の固定は、成形による外周縁部の跳ね上がりを有効に防止する。
拘束具27としての治具や、おもりなどの材料としては、カーボン、フューズドシリカなどのガラス材料、耐酸化被膜が形成された金属などが好ましい。また、治具やおもりには、後切りの際の切り取り線や、製品ロット情報などを転写するための凹凸が形成されてもよい。
拘束具27の表面粗さは特に制限はないが、算術平均粗さRaは2.5μm以下、算術平均うねりWaは1.6μm以下が好ましく、算術平均粗さRaは1.0μm以下、算術平均うねりWaは0.4μm以下がより好ましい。
そして、図6(b)に示すように、ヒータ4により板1を成形温度(500~800℃)まで昇温して軟化させた後、吸引路25を介して板1と成形型21との間の空気を不図示の真空装置で排気して、板1と成形型21との間を負圧とする。
軟化した板1は、重力と、真空装置により供給される負圧によって、次第に下方に湾曲して、成形面211に倣って成形され板状部材3となる。板状部材3の第1隆起部31は、排気孔2117の孔跡によって形成される。また、板1には、第1アライメントマーク351及び第2アライメントマーク353が形成される。この成形工程においては、載置時には成形型21の温度より低い状態であった板1の温度は、成形終了時には、逆転して成形型21の温度より高い状態となる。
成形開始時に、成形型21の温度を板1の温度より高くしておくことで、成形型21からの輻射や熱伝導により板1を急速に加熱できる利点を有する。その後、成形型21より板1の方が高くなり、その状態での成型時における板1と成形型21との最大温度差は、100℃未満が好ましい。これにより、板1と成形型21との熱膨張率の差による第1隆起部31やアライメントマーク35などの転写不具合を抑制できる。また板状部材3への成形型21の成形面211の転写を抑制できる。
次いで、図7(a)に示すように、成形された板状部材3と成形型21とを50~500℃付近まで冷却して真空装置を停止し、図7(b)に示すように、板状部材3を成形型21から離型する。なお、冷却工程には、アニール温度で所定時間保持して、板状部材3に残留する内部応力を除去するアニール処理工程を含んでもよい。
なお、上記した成形工程では、真空成形法について説明したが、圧空成形法やブロー成形法などの他の差圧成形法を利用できる。また、成形後のガラス形状に応じて、自重成形法、プレス成形法など所望の成形法が選択される。
圧空成形法は、板状部材3の雌型となる成形面211が形成された成形型21上に板1を設置し、板1上にクランプ金型を設置して板1の周辺をシールする。その後、板1を加熱して軟化させて、板1の上面に対して圧縮空気等によって圧力を付与し、板1の表裏面に差圧を与えて成形する方法である。なお、真空成形と圧空成形とは、互いに組み合わせて行ってもよい。
ブロー成形では1200℃程度に加熱したガラス原料からゴブを作製し、ゴブを板状部材3の形状に応じた所定の成形型に供給し、ゴブ内に高圧空気を供給し膨らませ板状部材3の形状とする。この際に、金型内のゴブをプランジャーなどの棒状金型で成形した後、高圧空気を供給してよい。これにより、所望の形状を有する板状部材3を作製できる。
自重成形法は、板状部材3の形状に応じた所定の金型上に板1を設置した後、板1を加熱して軟化させて、重力により板1を曲げて金型になじませて、所定の形状に成形する方法である。
プレス成形法は、板状部材3の形状に応じた所定の金型(下型、上型)間に板1を設置し、板1を軟化させた状態で、上下の金型間にプレス荷重を加えて、板1を曲げて金型になじませて、所定の形状に成形する方法である。
したがって、真空成形法以外の他の成形法では、成形型21に設けた窪み(図示せず)を、第1アライメントマーク351や第2アライメントマーク353を形成するマーク形成部とすることもできる。
このようにして図5~図7で説明した手順により成形された板状部材3には、図1~図2に示すように、複数(図に示す実施形態では9個)の第1隆起部31が整列配置されている。
[除去工程]
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。
図8により除去工程を説明する。図8(a)は、板状部材3の断面視図であり、支持部33同士が第1隆起部31を介して接続されている様子を示す模式図である。第1隆起部31(突起部311)は側面部3113と頂部3111とを備える。除去工程は、図8(b)に示すように頂部3111を除去して支持部33同士の接続を断ってもよく、図8(c)に示すように側面部3113も除去して支持部33同士の接続を断ってもよい。
〈研磨研削処理〉
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。
研磨では、回転研磨ツール6の研磨加工部61を、第1隆起部31に一定圧力で接触させて、一定速度で相対的に移動させて行う。一定圧力、一定速度の条件で研磨を行うことにより、一定の研磨レートで研削面を均一に研磨できる。回転研磨ツールの研磨加工部の接触時の圧力としては、経済性及び制御のし易さ等の点で1~1,000,000Paであることが好ましい。速度は、経済性及び制御のし易さなどの点で1~10,000mm/分が好ましい。移動量は板状部材3の形状、大きさに応じて適宜決められる。回転研磨ツールは、その研磨加工部が研磨可能な回転体であれば特に限定されないが、ツールチャッキング部を有するスピンドル、リューターに研磨ツールを装着させる方式等が挙げられる。回転研磨ツールの材質としては、少なくともその研磨加工部がセリウムパッド、ゴム砥石、フェルトバフ、ポリウレタン等、被加工物を加工除去でき、且つヤング率が好ましくは7GPa以下、更に好ましくは5GPa以下のものであれば種類は限定されない。回転研磨ツールの材質をヤング率7GPa以下の部材を用いることにより、第1隆起部31の除去面を所望の表面粗さに加工できる。回転研磨ツールの研磨加工部の形状は円又はドーナツ型の平盤、円柱型、砲弾型、ディスク型、たる型等が挙げられる。
第1隆起部31に回転研磨ツールの研磨加工部を接触させて研磨を行う場合、砥粒スラリーを介在させた状態で加工を行うことが好ましい。この場合、砥粒としてはシリカ、セリア、アランダム(登録商標)、ホワイトアランダム(WA,登録商標)、エメリー、ジルコニア、SiC、ダイヤモンド、チタニア、ゲルマニア等が挙げられ、その粒度は10nm~10μmが好ましい。回転研磨ツールの相対移動速度は、上述したように、1~10,000mm/minの範囲で選定できる。回転研磨ツールの研磨加工部の回転数は100~10,000rpmである。回転数が小さいと加工レートが遅くなり、所望の表面粗さにするのに時間がかかりすぎる場合があり、回転数が大きいと加工レートが速くなったり、ツールの磨耗が激しくなるため、研磨の制御が難しくなる場合がある。
なお、回転研磨ツールと板状部材3とを相対的に移動させて研磨加工してもよい。移動させる方式は移動量、方向、速度を一定に制御できる方式であればいかなるものでもよい。例えば、多軸ロボット等を用いる方式等が挙げられる。
〈薬液処理〉
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。
〈その他〉
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。
図10には、第1隆起部31が土台部313を有する板状部材3の厚さ方向断面視を示し、突起部311を除去する様子の模式図を示す。上記の除去工程により、頂部3111のみを除去して図10(b)のような断面視形状としてもよく、さらに側面部3113を除去して図10(c)のような断面視形状としてもよい。
また図11に示すように、厚さ方向断面視において、土台部313の側面部3133が斜めとなる板状部材3について、上記の除去工程により、頂部3111および側面部3113を除去し、図11(b)のような断面視形状としてもよい。
<固定工程>
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。
固定台座81は剛性があれば材質には特に制限はない。例えば、金属、ガラス、セラミックス、プラスチック、ゴムなどを使用でき、板状部材3の加工面を正確に保持できる材質を使用することが好ましい。
糊剤83は、第1隆起部31の除去工程後に、取り除けるものであり、洗浄や溶融などで容易に取り除ける性質を有することが好ましい。例えば、蝋、接着剤、などを使用できる。
〈その他の工程〉
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。
[アニール工程]
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。
特に、複雑な形状を有する板状部材3や加工部材5は、残留ひずみの影響で欠損しやすく、残留応力の影響で化学強化処理において反りやすくなるため、特に有効である。また、これら板状部材3や加工部材5は電子部材に使用されるため、残留応力による光学的な歪をできる限り抑制したいが、残留応力を除去できるアニール処理は有用である。
アニール処理では、板状部材3や加工部材5を、所望の温度(アニール温度)まで昇温、昇温後に所望の温度で保持する保温、保温した後に徐々に冷却する徐冷を実施する。
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。
保温では、アニール温度に加熱された板状部材3や加工部材5を、その温度で、例えば、10~60分保持することが好ましい。これはクリープ変形を抑制しつつ室温まで冷却できるためである。場合により、昇温での加熱温度より保温温度を低く設定して保温を実施してもよい。なお、「クリープ変形」とは、例えば、ガラスの平衡粘性が1012.5~1017Pa・sになるように加熱し保持したとき、時間経過とともにガラスの形状が変形する現象を示す。
徐冷では、例えば、板状部材3や加工部材5の降温速度は0.3~10℃/分が好ましく、0.3~5℃/分がより好ましい。これによりこれらのガラス内に温度分布を生じにくくなり、温度分布による残留応力の発生を抑制できる。徐冷の終点は、例えば、これらのガラス部材が室温となるまでであり、平衡粘性としては1017.8Pa・s以上である。
アニール工程は、成形工程後であればよく、成形工程後すぐにアニール処理を実施してもよく、成形工程後に除去工程を実施した後にアニール工程を実施してもよい。また、アニール工程は、後述の化学強化工程の前に実施することが好ましい。これは、化学強化工程後にアニール工程を実施すると、化学強化工程で、板状部材3や加工部材5に形成した圧縮応力層が緩和してしまい、所望の強度を付与しにくくなるためである。
<実施例1>
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。
次に、図12(a)の板状部材3Aのうち第1隆起部31を、第1主面3a側から研削により除去した。これにより支持部33のうち、第1隆起部31で囲まれた除去部331を取り除き、図12(b)のような開口部材53Aを得た。
続いて、開口部材53Aの外縁について粗切りした。この粗切りでは、第1アライメントマーク351で開口部材53Aの位置決めを行い、第2アライメントマーク353同士を結んで得られる仮想線上を、ホイールカッタで切断し、図12(c)のような開口部材53A’とした。
最後に、開口部材53A’の端面を所望の形状とするため、面取加工を実施した。まず開口部材53A’をマシニングセンター内に配置し、カメラにより開口部材53A’の隅部にある、4個の第3アライメントマーク355を把握し、位置合わせを実施した。その後、研削砥石を使用して開口部材53A’の端面を加工し、第3アライメントマーク355も除去し、角部が丸まった開口部材53A”を得た。
<実施例2>
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。
得られた開口部材53B’をマシニングセンター内に配置し、カメラにより開口部材53B’の隅部にある、4個の第3アライメントマーク355を把握し、位置合わせを実施し、研削砥石を使用して開口部材53B’の端面を加工し、角部が丸まった開口部材53B”を得た。また、開口部材53Bを作製する際に取り除いた除去部331について、端面を面取加工し、板状小片51とした。
得られた開口部材53B”は、例えば、キーボードの天板として使用できる。その場合には、板状小片51は、文字ボタンの一部として使用できる。板状小片51に相当する印刷層には文字などを印刷しておいてもよい。また、別の工程で加工して得たガラス製部材551を開口部531に嵌めてもよい。さらに、金属製など異材質部材553を開口部531に取り付けてもよい。これにより図13(d)に示すような外観の部材が得られる。
<実施例3>
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。
まず、図14(a)および図15(a)の板状部材3Cのうち第2隆起部39を、第2主面3b側から研削により除去した。これにより板状部材3Cのうち、第2隆起部39で囲まれた領域より外側の部位を除去でき、図14(b)および図15(b)のような部材3C’を得た。
続いて、図14(b)および図15(b)の部材3C’のうち、第1隆起部31の突起部311を、第1主面3a側から研削により除去した。これにより支持部33のうち、突起部311で囲まれた除去部331を取り除き、図14(c)および図15(c)のような開口部材53Cを得た。
<実施例4>
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。
開口部材53D(加工部材5D)は、例えば、図16(c)に示すように、センサなどの電子部材9上に第2主面5bを外側として載置した電子装置とできる。使用者が可動部539の第2主面5bに触れ、指Fで可動部539を押し込むことで、センサ9に指Fが近づき、センサを機能させられる。
<実施例5>
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。
(変形例)
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。
〈組成〉
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%、Al23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%、Al23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%、Al23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Al23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%、Al23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%、Al23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Al23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、SiOを50~80%、Alを2~25%、LiOを0~10%、NaOを0~18%、KOを0~10%、MgOを0~15%、CaOを0~5%およびZrO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、SiOを50~74%、Alを1~10%、NaOを6~14%、KOを3~11%、MgOを2~15%、CaOを0~6%およびZrOを0~5%含有し、SiOおよびAlの含有量の合計が75%以下、NaOおよびKO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、SiOを68~80%、Alを4~10%、NaOを5~15%、KOを0~1%、MgOを4~15%およびZrOを0~1%含有し、SiOおよびAl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、SiOを67~75%、Alを0~4%、NaOを7~15%、KOを1~9%、MgOを6~14%、CaOを0~1%およびZrOを0~1.5%含有し、SiOおよびAlの含有量の合計が71~75%、NaOおよびKO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、SiOを60~75%、Alを0.5~8%、NaOを10~18%、KO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、SiOを63~75%、Alを3~12%、MgOを3~10%、CaOを0.5~10%、SrOを0~3%、BaOを0~3%、NaOを10~18%、KOを0~8%、ZrOを0~3%、Feを0.005~0.25%含有し、RO/Al(式中、ROはNaO+KO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、SiOを66~75%、Alを0~3%、MgOを1~9%、CaOを1~12%、NaOを10~16%、KOを0~5%含有するガラス。
さらに、ガラスに着色を行い使用する際は、所望の化学強化特性の達成を阻害しない範囲において着色剤を添加してもよい。例えば、可視域に吸収を持つ、Co、Mn、Fe、Ni、Cu、Cr、V、Bi、Se、Ti、Ce、Er、およびNdの金属酸化物である、Co、MnO、MnO、Fe、NiO、CuO、CuO、Cr、V、Bi、SeO、TiO、CeO、Er、Nd等が挙げられる。
また、ガラス基材として着色ガラスを用いる場合、ガラス中に、酸化物基準のモル百分率表示で、着色成分(Co、Mn、Fe、Ni、Cu、Cr、V、Bi、Se、Ti、Ce、Er、およびNdの金属酸化物からなる群より選択される少なくとも1成分)を7%以下の範囲で含有してもよい。着色成分が7%を超えると、ガラスが失透しやすくなる。この含量は5%以下が好ましく、3%以下がより好ましく、1%以下がさらに好ましい。また、ガラス基材は、溶融の際の清澄剤として、SO、塩化物、フッ化物などを適宜含有してもよい。
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。また、板1、板状部材3および加工部材5(以下、まとめて部材等という)には、以下のような工程・処理がされてもよい。
(研削・研磨加工工程)
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。
(端面加工工程)
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。
(化学強化工程)
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。
板状部材3を化学強化してから、加工部材5を作製してよいが、板状部材3から加工部材5を作製してから化学強化してもよい。後者により加工部材5の端面まで化学強化され、高強度の成形体が得られる。
なお、板状部材3や加工部材5は、前述のアニール工程でアニール処理をした後に、化学強化工程で化学強化処理をすることが好ましい。アニール処理により、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できる。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、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。
特に、複雑な形状を有する板状部材3や加工部材5は、残留ひずみの影響で欠損しやすく、残留応力の影響で化学強化処理において反りやすくなるため、特に有効である。また、これら板状部材3や加工部材5は電子部材に使用されるため、残留応力による光学的な歪をできる限り抑制したいが、残留応力を除去できるアニール処理は有用である。
アニール処理した板状部材3や加工部材5は残留応力が小さくなる。残留応力は、「主応力差Σ」という指標で評価できる。板状部材3や加工部材5の主応力差Σは、面内任意の点における積分値として、7MPa以下が好ましく、5MPa以下がより好ましく、3MPa以下がさらに好ましい。これにより、残留歪みが少ないため、破損しにくく、残留応力が小さいため、反りが抑制され、光学歪みの少ない、板状部材3や加工部材5を得られる。主応力差Σの下限は特に制限はない。
なお、「主応力差Σ」は以下のように求められる。ガラス等の被測定物の主面の任意の点で、位相差φを測定し、被測定物の光弾性定数Eで除することで、主応力差Σが求められる。この主応力差Σは、測定点における最大主応力σmaxの被測定物の厚さt方向積分値∫σmaxdtと、最小主応力積分値∫σmindtとの差の絶対値を意味し、任意の点での応力分布を示唆する。位相差φは、例えば、フォトニックラティス社製のワイドレンジ複屈折評価システム(型番WPA-100)で測定でき、付属のソフトウェアWPA-viewを使用することで主応力差Σを算出できる。
(印刷工程)
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。
板状部材3に予め印刷してから、第1隆起部31を除去して加工部材5を得てもよい。これにより高精度で均一な印刷層となる。加工部材5を作製した後に印刷を実施してもよい。
印刷層を形成するインキは、無機系でも有機系であってもよい。無機系のインキとしては、例えば、SiO、ZnO、B、Bi、LiO、NaO、及びKOから選択される1種以上、CuO、Al、ZrO、SnO、及びCeOから選択される1種以上、Fe、及びTiOからなる組成物、のいずれであってもよい。
有機系のインキとしては、樹脂を溶剤に溶解した種々の印刷材料を使用できる。例えば、樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、オレフィン、エチレン-酢酸ビニル共重合樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、天然ゴム、スチレン-ブタジエン共重合体、アクリルニトリル-ブタジエン共重合体、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリウレタンポリエール等の樹脂からなる群から少なくとも1種を選択して使用してよい。また、溶媒としては、水、アルコール類、エステル類、ケトン類、芳香族炭化水素系溶剤、脂肪族炭化水素系溶剤を用いてもよい。例えば、アルコール類としては、イソプロピルアルコール、メタノール、エタノール等を使用でき、エステル類としては酢酸エチル、ケトン類としてはメチルエチルケトンを使用できる。また、芳香族炭化水素系溶剤としては、トルエン、キシレン、エクソンモービル社製のソルベッソ100やソルベッソ150等を使用でき、脂肪族炭化水素系溶剤としてはヘキサン等を使用できる。なお、これらは例として挙げたものであり、その他、種々の印刷材料を使用できる。前記有機系の印刷材料は、部材等に塗布した後、溶媒を蒸発させて樹脂の層を形成することで印刷層が得られる。
印刷層に用いられるインキは、着色剤が含まれてもよい。着色剤としては、例えば、印刷層を黒色とする場合はカーボンブラックなどの黒色の着色剤を使用できる。その他、所望の色に応じて適切な色の着色剤を使用できる。印刷層は、遮蔽を目的とした遮光層でもよく、赤外線のみ透過させる赤外線透過層でもよく、ある程度可視光を遮光する半透過層でもよく、特に制限はない。
(表面処理工程)
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]
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。
防眩処理層は、二乗平均平方根粗さRqがざらつきと指すべり性の観点から0.3nm~10μmが好ましく、最大高さ粗さRzがざらつきと指すべり性の観点から0.5nm~10μmが好ましく、最大断面高さ粗さRtがざらつきと指すべり性の観点から0.5nm~5μmが好ましく、最大山高さ粗さRpがざらつきと指すべり性の観点から0.3nm~5μmが好ましく、最大谷深さ粗さRvがざらつきと指すべり性の観点から0.3nm~5μmが好ましい。また、平均長さ粗さRsmがざらつきと指すべり性の観点から0.3nm~10μmが好ましい。クルトシス粗さRkuが触感の観点で1以上30以下が好ましい。
防眩処理層のスキューネス粗さRskが視認性、触感などの均一性の観点から-1以上1.3以下が好ましい。スキューネス粗さRskが上限値以下であると、優れた防眩性と触感とを維持でき、ヘイズを低くできる。また、使用者が触れる場合、防眩処理層のスキューネス粗さRskは-1以上1以下がより好ましい。これは、スキューネス粗さRskが1以下であると指紋等が付着した際に容易に除去できるためである。
[反射防止処理層]
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]
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。
板状部材3に予め表面処理層を形成してから、加工部材5を作製してもよい。これにより効率的に均一な表面処理層を形成できる。板状部材3から加工部材5を作製した後に表面処理層を形成してもよい。これにより表面処理層の設計が容易となり、所望の光学特性を有する開口部材53が得られる。
<物品>
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。
本発明を詳細に、また特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、様々な変更や修正を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
1 板 1a 第1主面
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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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。
  13. 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。
  14. 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。
  15. 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。
  16. 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。
  17. 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1416のいずれか一項に記載の板状部材。
  18. 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1417のいずれか一項に記載の板状部材。
  19. 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1418のいずれか一項に記載の板状部材。
  20. 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。
  21. 前記第1隆起部は上面視で無端である、請求項1420のいずれか一項に記載の板状部材。
  22. 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。
  23. 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。
  24. 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。
  25. 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。
  26. 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。
  27. 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。
  28. 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。
  29. 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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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016040151A1 (en) 2014-09-08 2016-03-17 Corning Incorporated Anti-glare substrates with low sparkle, doi and transmission haze
US11419231B1 (en) 2016-09-22 2022-08-16 Apple Inc. Forming glass covers for electronic devices
US11565506B2 (en) 2016-09-23 2023-01-31 Apple Inc. Thermoformed cover glass for an electronic device
US11535551B2 (en) * 2016-09-23 2022-12-27 Apple Inc. Thermoformed cover glass for an electronic device
US10800141B2 (en) 2016-09-23 2020-10-13 Apple Inc. Electronic device having a glass component with crack hindering internal stress regions
KR102558993B1 (ko) * 2017-05-15 2023-07-24 코닝 인코포레이티드 윤곽 유리 제품 및 그 제조 방법
US11065960B2 (en) 2017-09-13 2021-07-20 Corning Incorporated Curved vehicle displays
JP7156377B2 (ja) * 2018-07-04 2022-10-19 Agc株式会社 ガラス板、反射防止層付きガラス板、およびガラス板の製造方法
US11420900B2 (en) 2018-09-26 2022-08-23 Apple Inc. Localized control of bulk material properties
DE102019207119A1 (de) * 2019-05-16 2020-11-19 Realization Desal Ag Verfahren zum Herstellen eines Uhrglases mit mindestens einer Ausnehmung und Werkzeug für ein derartiges Verfahren
US11680010B2 (en) 2019-07-09 2023-06-20 Apple Inc. Evaluation of transparent components for electronic devices
US11485668B2 (en) * 2019-08-09 2022-11-01 Ford Global Technologies, Llc Glass form and marking
US11753347B2 (en) * 2019-10-14 2023-09-12 Corning Incorporated Rapid forming of glass and ceramics
CN112897863B (zh) * 2019-12-04 2022-10-11 北京小米移动软件有限公司 曲面玻璃的制备方法、曲面玻璃及移动终端
WO2021193215A1 (ja) * 2020-03-26 2021-09-30 三菱瓦斯化学株式会社 防眩性積層体
CN113453458B (zh) 2020-03-28 2023-01-31 苹果公司 用于电子设备壳体的玻璃覆盖构件
US11460892B2 (en) 2020-03-28 2022-10-04 Apple Inc. Glass cover member for an electronic device enclosure
US11666273B2 (en) 2020-05-20 2023-06-06 Apple Inc. Electronic device enclosure including a glass ceramic region
WO2022140541A1 (en) 2020-12-23 2022-06-30 Apple Inc. Laser-based cutting of transparent components for an electronic device

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10147648A1 (de) 2001-09-27 2003-04-17 Berliner Glas Kgaa Verfahren und Vorrichtung zur Ausbildung von Durchbrüchen in einer Glasscheibe, sowie Glasscheibe mit Durchbrüchen
JP2003277084A (ja) 2002-03-26 2003-10-02 Fuji Photo Optical Co Ltd 複数光学素子一体ガラスシートおよびその製造方法
JP2005132720A (ja) 2003-10-31 2005-05-26 Schott Ag ノッブ形成ガラスまたはガラスセラミック板の製造方法、同方法により製造されるノッブ形成板、及び同板製造用成形型
JP2006256906A (ja) 2005-03-17 2006-09-28 Seiko Epson Corp 成形金型及び光学ガラスレンズの製造方法
JP2012509838A (ja) 2008-11-26 2012-04-26 コーニング インコーポレイテッド シート材料から複数の造形品を形成するための方法および装置
JP2013001599A (ja) 2011-06-16 2013-01-07 Hoya Corp 携帯機器用カバーガラスの製造方法
WO2016136758A1 (ja) 2015-02-25 2016-09-01 旭硝子株式会社 曲面カバーガラス及びその製造方法、並びに、ガラス部材、表示装置、曲面ガラス
US20170029311A1 (en) 2015-07-30 2017-02-02 Infineon Technologies Ag Method of Manufacturing a Plurality of Glass Members, a Method of Manufacturing an Optical Member, and Array of Glass Members in a Glass Substrate

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04164835A (ja) * 1990-10-26 1992-06-10 Seiko Epson Corp ガラス板の穴明け方法
US20040020244A1 (en) * 2000-06-15 2004-02-05 Carl Kramer Method and device for forming recesses in a plane sheet of glass as well as a plane sheet of glass comprising recesses
DE10344441A1 (de) * 2003-09-25 2005-05-04 Schott Ag Verfahren zum Herstellen von gewalzten Glas- oder Glaskeramikplatten mit partiell umgeformten Teil-Bereichen
TWI265305B (en) * 2005-09-13 2006-11-01 Asia Optical Co Inc Integration of optical product with multiple optical components and casting apparatus thereof
US20110067450A1 (en) * 2009-09-23 2011-03-24 Allan Mark Fredholm Method and apparatus for forming shaped articles from sheet material
JP2016530109A (ja) * 2013-06-07 2016-09-29 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 基材のくぼみ、研磨ホイール、及びカバーを形成する方法
CN104341094B (zh) * 2014-10-31 2017-04-12 太阳真空玻璃有限公司 节能板材及其制造方法
CN204281555U (zh) * 2014-10-31 2015-04-22 太阳真空玻璃有限公司 节能板材
EP3266603A4 (en) * 2015-03-03 2018-12-12 Tokan Kogyo Co., Ltd. Paper cup, and manufacturing method and manufacturing device therefor
CN106250800B (zh) * 2015-06-05 2021-08-27 Agc株式会社 一种保护玻璃以及便携式信息终端

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10147648A1 (de) 2001-09-27 2003-04-17 Berliner Glas Kgaa Verfahren und Vorrichtung zur Ausbildung von Durchbrüchen in einer Glasscheibe, sowie Glasscheibe mit Durchbrüchen
JP2003277084A (ja) 2002-03-26 2003-10-02 Fuji Photo Optical Co Ltd 複数光学素子一体ガラスシートおよびその製造方法
JP2005132720A (ja) 2003-10-31 2005-05-26 Schott Ag ノッブ形成ガラスまたはガラスセラミック板の製造方法、同方法により製造されるノッブ形成板、及び同板製造用成形型
JP2006256906A (ja) 2005-03-17 2006-09-28 Seiko Epson Corp 成形金型及び光学ガラスレンズの製造方法
JP2012509838A (ja) 2008-11-26 2012-04-26 コーニング インコーポレイテッド シート材料から複数の造形品を形成するための方法および装置
JP2013001599A (ja) 2011-06-16 2013-01-07 Hoya Corp 携帯機器用カバーガラスの製造方法
WO2016136758A1 (ja) 2015-02-25 2016-09-01 旭硝子株式会社 曲面カバーガラス及びその製造方法、並びに、ガラス部材、表示装置、曲面ガラス
US20170029311A1 (en) 2015-07-30 2017-02-02 Infineon Technologies Ag Method of Manufacturing a Plurality of Glass Members, a Method of Manufacturing an Optical Member, and Array of Glass Members in a Glass Substrate

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