JPWO2014208679A1 - 強化ガラス板のスクライブ方法、及び強化ガラス板の切断方法 - Google Patents

Abstract

強化ガラス板Ｇの表面Ｇａを押圧しつつ、切断予定線ＣＬに沿って走行するスクライブホイールＨにより、強化ガラス板Ｇを切断するためのスクライブラインＳを形成する強化ガラス板のスクライブ方法において、スクライブホイールＨを、強化ガラス板Ｇにおけるエッジ部のうち、切断予定線ＣＬの一端側に位置するエッジ部Ｅａに乗り上げさせて、スクライブラインＳの形成を開始すると共に、切断予定線ＣＬの他端側に位置するエッジ部Ｅｂの近傍が残余部となる位置まで走行させて、スクライブラインＳの形成を終了した。

Description

本発明は、スクライブ回転刃を走行させることによって、強化ガラス板を切断するためのスクライブラインを形成する強化ガラス板のスクライブ方法、及び強化ガラス板の切断方法に関する。

周知のように、強化ガラス板は、イオン交換法や風冷強化法によって表層部が強化されており、その板厚方向における表面側、及び裏面側には、圧縮応力層が形成されると共に、両側の圧縮応力層の間には、引張応力層が形成される。このような強化ガラス板は、通常のガラス板と比較して、表層部に作用する引張応力に対して、破壊強度が大幅に高められている。

この強化ガラス板を切断するような場合には、例えば、以下のような手法が広く用いられている。すなわち、スクライブホイールを走行させることで、強化ガラス板の表面を切断予定線に沿って押圧し、スクライブラインを形成する（特許文献１参照）。このスクライブラインには、板厚方向に延びたメディアンクラックが含まれる。その後、スクライブラインの周辺に曲げモーメントを作用させ、折割りを実行することで、強化ガラス板を切断（割断）する手法である。

国際公開第２０１２−００９２５３号

ところで、特許文献１に開示された態様により、強化ガラス板にスクライブラインを形成した場合には、当該強化ガラス板を折割って切断する際に、以下のような問題が生じていた。

すなわち、同文献に開示されたスクライブラインは、強化ガラス板のエッジ部から内側に離間した位置において、スクライブホイールが走行し始め、当該スクライブラインの形成が開始される。このことに起因して、スクライブラインを形成する初期段階では、強化ガラス板の表面に対し、スクライブホイールが好適に転動せず、空転することがあり、スクライブライン（メディアンクラック）の深さが、折割りの実行に適した深さに対して、浅く形成されやすいという難点がある。

このため、スクライブラインの始端付近では、浅く形成されたスクライブラインに沿って強化ガラス板を折割るために、適切な深さに形成されたスクライブラインに沿って折割りを実行する場合と比較して、過大な曲げモーメントを強化ガラス板に作用させる必要が生じる。その結果、折割りを実行した際に、スクライブライン（メディアンクラック）から発生した亀裂が、強化ガラス板の表面に対して垂直な方向から逸れる等、意図しない方向へと進展して、強化ガラス板に形成される切断面の品質が、大きく低下してしまう不具合を招いていた。

上記事情に鑑みなされた本発明は、強化ガラス板を折割って切断する場合に、切断面における品質の低下を回避することを技術的課題とする。

上記課題を解決するために創案された本発明に係る強化ガラス板のスクライブ方法は、強化ガラス板の表面を押圧しつつ、切断予定線に沿って走行するスクライブ回転刃により、前記強化ガラス板を切断するためのスクライブラインを形成する方法において、前記スクライブ回転刃を、前記強化ガラス板におけるエッジ部のうち、前記切断予定線の一端側に位置するエッジ部に乗り上げさせて、前記スクライブラインの形成を開始すると共に、前記切断予定線の他端側に位置するエッジ部の近傍が残余部となる位置まで走行させて、前記スクライブラインの形成を終了することに特徴付けられる。

ここで、「エッジ部に乗り上げ」とは、スクライブ回転刃がエッジ部にスクライブラインを形成する際に、当該スクライブ回転刃が上方に移動した後、強化ガラス板の表面上へと至る動作をいう。また、「切断予定線の他端側に位置するエッジ部」とは、強化ガラス板の外周輪郭を構成するエッジ部のみでなく、強化ガラス板の表面と、当該強化ガラス板に既に形成済みの他のスクライブラインとによって形成される微小なエッジ部をも含む。

このような方法によれば、スクライブ回転刃が、切断予定線の一端側に位置するエッジ部に乗り上げる際に、当該エッジ部に引っ掛かることで、当該スクライブ回転刃の空転が防止され、好適に転動が開始される。そのため、スクライブラインを形成する初期段階においても、当該スクライブラインの深さを、強化ガラス板を折割って切断するのに適した深さに形成することができる。これにより、スクライブラインに沿って強化ガラス板を折割って切断する際に、過大な曲げモーメントを当該強化ガラス板に作用させる必要がなくなり、スクライブラインから発生した亀裂が、強化ガラス板の表面に対して垂直な方向から逸れる等、意図しない方向へと進展するような事態の発生を防止することが可能となる。その結果、強化ガラス板に形成される切断面における品質の低下を回避することができる。また、スクライブ回転刃が、切断予定線の他端側に位置するエッジ部の近傍が残余部となる位置まで走行してスクライブラインの形成を終了することにより、以下のような不具合の発生を的確に回避することができる。すなわち、スクライブラインを他端側に位置するエッジ部まで形成してしまうと、例えば、強化ガラス板をベルトコンベア等により搬送するような場合に、当該強化ガラス板に形成された引張応力層に起因して、スクライブラインから発生した亀裂が板厚方向に進展し、搬送中の強化ガラス板がスクライブラインの全長に亘って切断されてしまうことがある。つまり、意図しないタイミングで強化ガラス板が切断されてしまう。その結果、搬送中の振動等によって、対向する切断面同士が接触し、その品質が低下するような事態を招いてしまう。しかしながら、本発明によれば、残余部において強化ガラス板の切断が防止されるため、このような事態が発生する恐れを好適に排除することが可能である。

上記の強化ガラス板のスクライブ方法において、前記スクライブラインの深さを、前記強化ガラス板の表層部に形成された圧縮応力層の厚みの３倍以上で、且つ前記強化ガラス板の板厚の６０％以下とすることが好ましい。

このようにすれば、従来と比較して、スクライブラインが板厚方向に深く形成されるため、当該スクライブラインに沿って強化ガラス板を折割って切断する際に、小さな曲げモーメントでもって、当該強化ガラス板を折割ることが可能となると共に、スクライブラインから発生した亀裂の意図しない方向への進展が、より的確に防止される。さらに、従来と比較して、形成すべきスクライブラインの深さの許容範囲が広いため、当該スクライブラインを形成する際に、スクライブ回転刃が強化ガラス板を押圧する押圧力が、例えば、強化ガラス板の表面の細かい凹凸等によって変動した場合であっても、スクライブラインを上記の範囲内の深さに、安定して形成することができる。すなわち、押圧力の制御を極めて容易なものとすることが可能となる。

上記の強化ガラス板のスクライブ方法において、前記スクライブ回転刃を、前記切断予定線の前記一端側に位置するエッジ部に対して直交する方向に乗り上げさせて、前記スクライブラインの形成を開始することが好ましい。

このようにすれば、スクライブ回転刃が、よりエッジ部に対して引っ掛かりやすくなるため、スクライブラインを形成する初期段階において、強化ガラス板の切断に適した深さのスクライブラインを形成する上で、より有利となる。

上記の強化ガラス板のスクライブ方法において、前記切断予定線の前記他端側に位置するエッジ部と、前記スクライブラインの終端との離間距離を、前記スクライブ回転刃の径の０．５倍以上で、且つ３倍以下とすることが好ましい。

スクライブラインの終端と、切断予定線の他端側に位置するエッジ部との離間距離が短すぎる場合、スクライブラインの形成が終了した後、強化ガラス板に形成された引張応力層に起因して、当該スクライブラインから発生した亀裂が進展し、切断予定線の他端側に位置するエッジ部まで到達することがある。このとき、強化ガラス板には、切断予定線の一端側に位置するエッジ部と、他端側に位置するエッジ部とを結ぶスクライブラインが形成された状態となる。そのため、例えば、上流側工程にて、強化ガラス板にスクライブラインを形成すると共に、当該強化ガラス板をベルトコンベア等により下流側工程に搬送した後、折割って切断するような生産ラインにおいて、以下のような不具合が生じる。すなわち、強化ガラス板に形成された引張応力層に起因して、スクライブラインから発生した亀裂が板厚方向に進展し、強化ガラス板の搬送中に、当該強化ガラス板がスクライブラインの全長に亘って切断されてしまうことがある。つまり、意図しないタイミングで強化ガラス板が切断されてしまう。その結果、搬送中の振動等によって、対向する切断面同士が接触し、その品質が低下するような事態を招いてしまう。一方、離間距離が長すぎる場合、スクライブラインに沿って強化ガラス板を折割って切断する際に、スクライブラインから発生した亀裂が、切断予定線から逸れて意図しない方向へと進展してしまうことがある。しかしながら、離間距離が上記の範囲内にある場合には、これらの不具合の発生を好適に回避することが可能である。

上記の強化ガラス板のスクライブ方法において、スクライブ回転刃の刃先に、スクライブ回転刃の周方向に沿って複数の切欠き部を形成し、複数の切欠き部は、形成ピッチが２０μｍ〜１６０μｍであると共に、複数の切欠き部の各々は、深さが１．０μｍ〜２．５μｍで、且つスクライブ回転刃の周方向に沿った幅が３μｍ〜８μｍであることが好ましい。

切欠き部の形成ピッチが２０μｍよりも小さかったり、１６０μｍよりも大きかったりすると、強化ガラス板の表面でスクライブ回転刃が滑る等、当該スクライブ回転刃の転動が適切に行われ難くなり、スクライブラインを形成し難くなるおそれがある。また、切欠き部の深さが１．０μｍよりも浅いと、強化ガラス板を切断するのに十分な深さのスクライブラインを形成し難くなるおそれがある。一方、切欠き部の深さが２．５μｍよりも深いと、スクライブラインの形成時において、強化ガラス板に作用する衝撃力が大きくなりすぎ、当該強化ガラス板の内部に作用する引張応力によって自己破壊を誘発するおそれがある。さらに、切欠き部におけるスクライブ回転刃の周方向に沿った幅が３μｍよりも狭いと、強化ガラス板を切断するのに十分な深さのスクライブラインを形成し難くなるおそれがある。一方、この幅が８μｍより広いと、スクライブラインの形成時において、強化ガラス板の表面が破砕され易くなり、ガラス粉が発生することで強化ガラス板の製品価値を低下させたり、切断面の強度が低下したりするおそれがある。しかしながら、切欠き部の形成ピッチ、深さ、幅を上記の範囲内とすれば、これらの不具合が発生するおそれを可及的に排除することができる。

上記の強化ガラス板のスクライブ方法において、強化ガラス板は、表面側及び裏面側のそれぞれの表層部に形成された圧縮応力層と、両圧縮応力層の間に形成された引張応力層とを有し、強化ガラス板の板厚をｔ[μｍ]、圧縮応力層に作用する圧縮応力の大きさをＣＳ[ＭＰａ]、引張応力層に作用する引張応力の大きさをＣＴ[ＭＰａ]としたとき、
３００≦ｔ≦２０００
−０．００３０８×ｔ＋２０．５３４３≦ＣＴ≦−０．００４０５×ｔ＋２７．３７９１
６００≦ＣＳ≦７００
を満たすことが好ましい。

強化ガラス板の厚みｔ、圧縮応力層に作用する圧縮応力の大きさＣＳ、引張応力層に作用する引張応力の大きさＣＴが、上記の関係を満たすような強化ガラス板に対しては、とりわけ好適にスクライブラインを形成することが可能である。

上記の強化ガラス板のスクライブ方法において、前記スクライブ回転刃を、前記切断予定線の前記一端側に位置するエッジ部に対して加速させた状態で接触させて、前記スクライブラインの形成を開始することが好ましい。

このようにすれば、エッジ部に対してスクライブ回転刃を加速させた状態で接触させることによって、スクライブ回転刃を当該エッジに容易に乗り上げさせることができる。

また、本発明に係る強化ガラス板の切断方法は、上記の強化ガラス板のスクライブ方法を用いて強化ガラス板を短冊状に切断した後、該短冊状の強化ガラス板をさらに個片に切断することに特徴付けられる。

上記のように強化ガラスを短冊状に切断した後に個片に切断すれば、複数方向にスクライブラインを形成した後に折割る場合等に比べ、圧縮応力や引張応力に起因する意図せぬ方向への分断や自己破壊等の切断不良を抑制することができる。

さらに、本発明に係る強化ガラス板の切断方法は、上記の強化ガラス板のスクライブ方法を用いて強化ガラス板にスクライブラインを形成した後、前記強化ガラス板に曲げ応力を作用させて該強化ガラス板を折割り切断することに特徴付けられる。

上記の強化ガラス板の切断方法において、前記強化ガラス板に前記スクライブラインを形成した後、１８０秒以内に前記強化ガラス板に曲げ応力を作用させて該強化ガラス板を折割り切断することが好ましい。

上記のようにスクライブラインを形成した後、曲げ応力を作用させて強化ガラス板を切断すれば、スクライブラインの亀裂の自然な進展によらず、確実に強化ガラス板を切断することができる。

以上のように、本発明によれば、強化ガラス板を折割って切断する場合に、切断面における品質の低下を回避することが可能となる。

本発明の各実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法に用いるスクライブホイールを示す側面図である。 本発明の各実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法に用いるスクライブホイールを示す正面図である。 本発明の第一実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法を示す平面図である。 本発明の第一実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法を示す側面図である。 本発明の第一実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法を示す側面図である。 本発明の第二実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法を示す平面図である。 本発明の第二実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法を示す側面図である。 本発明の第三実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法を示す平面図である。 図７におけるＺ部を拡大した拡大図である。 本発明の第三実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法を示す側面図である。 本発明の各実施形態に係るスクライブの速度制御のイメージを示す図である。

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法において、当該方法を実施する対象となる強化ガラス板は、その一構成例を示したものにすぎず、後述のように、本発明に係る強化ガラス板のスクライブ方法は、このような強化ガラス板のみを対象とするものではない。

まず、本発明の各実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法に用いるスクライブ回転刃としてのスクライブホイールの構成について説明する。

図１ａに示すように、スクライブホイールＨの刃先には、周方向に沿って複数の切欠き部Ｃが形成されている。そして、複数の切欠き部Ｃは、その形成ピッチＰが２０μｍ〜１６０μｍとされている。また、複数の切欠き部Ｃの各々は、その深さＤＨが１．０μｍ〜２．５μｍとされると共に、周方向に沿った幅Ｗが３μｍ〜８μｍとされている。さらに、図１ｂに示すスクライブホイールＨの刃先における開き角度θは、１１０°〜１５０°とされている。

以下、本発明の第一実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法について説明する。

図２は、本発明の第一実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法を示す平面図である。同図に示すように、当該方法を実施する対象となる強化ガラス板Ｇは、矩形形状を有する。また、図３に示すように、板厚方向における表面側、及び裏面側には、圧縮応力層Ａが形成されると共に、表面側、及び裏面側の両圧縮応力層Ａの間には、引張応力層Ｂが形成されている。

この強化ガラス板Ｇについて、板厚をｔ[μｍ]、両圧縮応力層Ａの各々に作用する圧縮応力の大きさをＣＳ[ＭＰａ]、引張応力層Ｂに作用する引張応力の大きさをＣＴ[ＭＰａ]とすると、これらは以下の（１）〜（３）の関係を満たしている。
（１）３００≦ｔ≦２０００
（２）−０．００３０８×ｔ＋２０．５３４３≦ＣＴ≦−０．００４０５×ｔ＋２７．３７９１
（３）６００≦ＣＳ≦８００
なお、引張応力層Ｂに作用する引張応力の大きさＣＴは、両圧縮応力層Ａの各々の深さをＤＯＬとすると、以下の式で表される。
ＣＴ＝ＣＳ×ＤＯＬ／（ｔ−ＤＯＬ×２）
ここで、本実施形態において、両圧縮応力層Ａにおける圧縮応力の大きさＣＳは、各７１０ＭＰａであり、両圧縮応力層Ａの厚みＤＯＬは、各２０．８μｍである。また、引張応力層Ｂにおける引張応力の大きさＣＴは、２１．４ＭＰａである。さらに、強化ガラス板Ｇの板厚ｔは、７００μｍとなっている。

なお、強化ガラス板Ｇ（強化ガラス板Ｇの元となるガラス板）は、ガラス組成として、質量％でＳｉＯ₂：５０〜８０％、Ａｌ₂Ｏ₃：５〜２５％、Ｂ₂Ｏ₃：０〜１５％、Ｎａ₂Ｏ：１〜２０％、Ｋ₂Ｏ：０〜１０％を含有する組成であることが好ましい。このようにすれば、イオン交換性能と耐失透性との双方に優れた強化ガラス板Ｇを得ることが可能である。

この強化ガラス板Ｇに対し、図２に二点鎖線で示す切断予定線ＣＬに沿って、スクライブ回転刃としてのスクライブホイールＨを走行させることで、当該強化ガラス板Ｇを切断するためのスクライブラインＳを形成する。まず、同図に示すように、スクライブホイールＨを、強化ガラス板Ｇにおけるエッジ部のうち、切断予定線ＣＬの一端側に位置するエッジ部Ｅａに乗り上げさせて、スクライブラインＳの形成を開始する。このとき、スクライブホイールＨは、エッジ部Ｅａに対して直交する方向に乗り上げる。

ここで、スクライブホイールＨが、エッジ部Ｅａに乗り上げる態様について詳述する。図３に示すように、スクライブホイールＨをエッジ部Ｅａに押付けて引っ掛け、当該エッジ部Ｅａを中心とした円弧軌道を描くように上方に移動させることで、強化ガラス板Ｇの表面Ｇａ上へと至らせる。これにより、スクライブラインＳの始端Ｓａが、強化ガラス板Ｇに形成される。

なお、スクライブホイールＨとエッジ部Ｅａとが接触する際、強化ガラス板Ｇの表面ＧａからスクライブホイールＨの下端までの深さＫは、強化ガラス板Ｇの板厚ｔに応じて定めることが好ましい。具体的には、上記の深さＫは、好ましくは板厚ｔの５〜５０％、より好ましくは１０〜４０％、さらに好ましくは２５〜３５％である。例えば、板厚ｔが７００μｍである場合、深さＫは、好ましくは０．０４〜０．３５ｍｍ、より好ましくは０．０７〜０．２８ｍｍ、さらに好ましくは０．１８〜０．２５ｍｍである。このような深さＫの範囲でスクライブホイールＨとエッジ部Ｅａとを接触させれば、スクライブホイールＨをエッジ部Ｅａに引っ掛け易く、スムーズにスクライブラインＳを形成することができる。

次に、スクライブホイールＨに強化ガラス板Ｇの表面Ｇａを押圧させつつ、切断予定線ＣＬに沿って走行させる。ここで、スクライブホイールＨが、切断予定線ＣＬに沿って走行する際において、当該スクライブホイールＨが、強化ガラス板Ｇの表面Ｇａを押圧する押圧力は、８．５Ｎとしている。また、スクライブホイールＨが走行する速度は、１００ｍｍ／ｓとしている。これにより、強化ガラス板Ｇに形成されるスクライブラインＳは、その深さＤが、圧縮応力層Ａの厚みＤＯＬ（＝２０．８μｍ）の３倍以上で、且つ板厚（＝７００μｍ）の６０％以下に形成されていく。

そして、図４に示すように、切断予定線ＣＬの他端側に位置するエッジ部Ｅｂの近傍が残余部となる位置まで走行させた後、スクライブホイールＨを停止させ、或いは、スクライブホイールＨによる押圧力を解除する。このとき、スクライブホイールＨは、スクライブラインＳの終端Ｓｂと、エッジ部Ｅｂとの離間距離Ｘが、スクライブホイールＨの径ＨＤの０．５倍以上で、且つ３倍以下となるようにする。以上により、スクライブラインＳの形成が終了する。

以下、上述した本発明の第一実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法の作用・効果について説明する。

第一実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法によれば、スクライブホイールＨが、エッジ部Ｅａに乗り上げる際に、当該エッジ部Ｅａに引っ掛かることで、スクライブホイールＨの空転が防止され、好適に転動が開始される。そのため、スクライブラインＳを形成する初期段階においても、当該スクライブラインＳの深さＤを、強化ガラス板Ｇを折割って切断するのに適した深さ（本実施形態においては、圧縮応力層Ａの厚みＤＯＬの３倍以上で、且つ板厚の６０％以下）に形成することができる。

これにより、スクライブラインＳに沿って強化ガラス板Ｇを折割って切断する際に、過大な曲げモーメントを当該強化ガラス板Ｇに作用させる必要がなくなるため、スクライブラインＳから発生した亀裂が、強化ガラス板Ｇの表面Ｇａに対して垂直な方向から逸れる等、意図しない方向へと進展するような事態の発生を防止することが可能となる。その結果、強化ガラス板Ｇに形成される切断面における品質の低下を回避することができる。

また、スクライブホイールＨを、エッジ部Ｅａに対して直交する方向に乗り上げさせたことで、当該スクライブホイールＨが、よりエッジ部Ｅａに対して引っ掛かりやすくなるため、スクライブラインＳを形成する初期段階において、強化ガラス板Ｇの切断に適した深さのスクライブラインＳを形成する上で、より有利となる。

さらに、スクライブラインＳの深さＤを、圧縮応力層Ａの厚みＤＯＬの３倍以上で、且つ板厚の６０％以下としたことで、従来（圧縮応力層の厚みの１倍以上〜３倍未満で、且つ板厚の１０〜２０％程度）と比較して、スクライブラインＳが板厚方向に深く形成されているため、当該スクライブラインＳに沿って強化ガラス板Ｇを折割って切断する際に、小さな曲げモーメントでもって、当該強化ガラス板Ｇを折割ることが可能となると共に、スクライブラインＳから発生した亀裂の意図しない方向への進展が、より的確に防止される。

また、従来と比較して、形成すべきスクライブラインＳの深さＤの許容範囲が広いため、当該スクライブラインＳを形成する際に、スクライブホイールＨが強化ガラス板Ｇを押圧する押圧力が、例えば、強化ガラス板Ｇの表面Ｇａの細かい凹凸等によって変動した場合であっても、スクライブラインＳを、強化ガラス板Ｇを折割って切断するのに適した深さに、安定して形成することができる。すなわち、押圧力の制御を極めて容易なものとすることが可能となる。

加えて、スクライブラインＳの終端Ｓｂと、エッジ部Ｅｂとの離間距離Ｘが、スクライブホイールＨの径ＨＤの０．５倍以上で、且つ３倍以下であることにより、以下のような効果をも得ることができる。離間距離Ｘが短すぎる場合、スクライブラインＳの形成が終了した後、強化ガラス板Ｇに形成された引張応力層Ｂに起因して、当該スクライブラインＳから発生した亀裂が進展し、エッジ部Ｅｂまで到達することがある。

このとき、強化ガラス板Ｇには、切断予定線ＣＬの一端側に位置するエッジ部Ｅａと、他端側に位置するエッジ部Ｅｂとを結ぶスクライブラインＳが形成された状態となる。そのため、例えば、上流側工程にて、強化ガラス板ＧにスクライブラインＳを形成すると共に、当該強化ガラス板Ｇをベルトコンベア等により下流側工程に搬送した後、折割って切断するような生産ラインにおいて、以下のような不具合が生じる。

すなわち、強化ガラス板Ｇに形成された引張応力層Ｂに起因して、スクライブラインＳから発生した亀裂が板厚方向に進展し、強化ガラス板Ｇの搬送中に、当該強化ガラス板がスクライブラインＳの全長に亘って切断されてしまうことがある。つまり、意図しないタイミングで強化ガラス板Ｇが切断されてしまう。その結果、搬送中の振動等によって、対向する切断面同士が接触し、その品質が低下するような事態を招いてしまう。

一方、離間距離Ｘが長すぎる場合、スクライブラインＳに沿って強化ガラス板Ｇを折割って切断する際に、スクライブラインＳから発生した亀裂が、切断予定線ＣＬから逸れて意図しない方向へと進展することがある。しかしながら、離間距離ＸがスクライブホイールＨの径ＨＤの０．５倍以上で、且つ３倍以下の範囲内にある場合には、これらの不具合の発生を好適に回避することが可能である。

なお、この強化ガラス板のスクライブ方法では、上記の構成を有するスクライブホイールＨを使用することにより、以下のような作用・効果をも得ることが可能である。すなわち、スクライブラインＳの形成時において、強化ガラス板Ｇの表面ＧａでスクライブホイールＨが滑ったり、強化ガラス板Ｇに作用する衝撃力が大きくなりすぎたり、強化ガラス板Ｇの表面Ｇａが破砕され易くなったりすることを回避することができる。そのため、強化ガラス板Ｇを切断するのに十分な深さＤのスクライブラインＳを確実に形成することが可能となる。

ここで、上述のようにして強化ガラス板Ｇを短冊状に分断した後、さらにスクライブラインを形成し、強化ガラス板Ｇを３つ以上の個片に切断してもよい。例えば、図２に示す複数の切断予定線ＣＬ’に沿ってさらにスクライブラインを形成し、切断してもよい。なお、強化ガラス板Ｇを短冊状に切断した後に個片に切断すれば、複数方向にスクライブラインを形成した後に折割る場合等に比べ、圧縮応力や引張応力に起因する意図せぬ方向への分断や自己破壊を抑制できる。また、上記の切断方法は一例であって、これに限定されるものではない。例えば、強化ガラス板Ｇに上述の方法を用いて格子状に複数のスクライブラインを形成して個片に切断してもよい。このような構成の場合、短時間で強化ガラス板Ｇを個片に切断でき、個片のガラスの生産性を向上させることができる。

なお、強化ガラス板Ｇを切断する際には、スクライブラインＳの亀裂の自然な進展により切断（以下、自然切断と称する）してもよいし、スクライブラインＳに沿って強化ガラス板Ｇを折り曲げるように応力を作用させて切断（以下、折割り切断と称する）してもよい。なお、折割り切断を行いたい場合には、スクライブラインＳを形成した後、好ましくは１８０秒以内、より好ましくは１２０秒以内、さらに好ましくは６０秒以内に強化ガラス板Ｇに曲げ応力を作用させるとよい。スクライブラインＳを形成した後、１８０秒以上放置すると、亀裂が自然に進展して強化ガラス板Ｇが意図せず自然切断されてしまう場合がある。また、折割り切断を行いたい場合には、作業性等を考慮して、スクライブラインＳを形成した後、好ましくは５秒以上経過後、より好ましくは１０秒以上経過後、さらに好ましくは１５秒以上経過後に強化ガラス板Ｇに曲げ応力を作用させるとよい。

以下、本発明の第二実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法について、添付の図面を参照して説明する。なお、第二実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法の説明において、上記の第一実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法で既に説明した要素については、第二実施形態について説明するための図面に、同一の符号を付すことにより重複する説明を省略している。

図５は、本発明の第二実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法を示す平面図である。同図に示すように、当該方法を実施する対象となる強化ガラス板Ｇは、矩形形状を有する。また、強化ガラス板Ｇを折割って切断することにより、Ｒ状に湾曲したコーナー部を有する有効面部を切出すために、当該有効面部を囲うように閉ループ状のスクライブラインＳ’が既に形成されている。

さらに、この強化ガラス板Ｇは、上記の第一実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法において、当該方法を実施する対象となる強化ガラス板Ｇと同様に、両圧縮応力層Ａにおける圧縮応力の大きさは、各７１０ＭＰａであり、両圧縮応力層Ａの厚みＤＯＬは、各２０．８μｍである。また、引張応力層Ｂにおける引張応力の大きさは、２１．４ＭＰａである。さらに、その他の構成、及び好ましい組成についても上記の第一実施形態と同一である。

この強化ガラス板Ｇに対し、図５に二点鎖線で示す切断予定線ＣＬに沿って、スクライブ回転刃としてのスクライブホイールＨを走行させることで、有効面部の円滑な切出しを補助するためのスクライブラインＳを４本形成する。なお、４本のスクライブラインＳの各々を形成する態様は、全て同一である。

まず、同図に示すように、スクライブホイールＨを、強化ガラス板Ｇにおけるエッジ部のうち、切断予定線ＣＬの一端側に位置するエッジ部に乗り上げさせて、スクライブラインＳの形成を開始する。なお、本実施形態において、スクライブホイールＨをエッジ部に乗り上げさせる態様については、上記の第一実施形態と同様であるため、重複する説明を省略する。

次に、スクライブホイールＨに強化ガラス板Ｇの表面Ｇａを押圧させつつ、切断予定線ＣＬに沿って走行させる。ここで、スクライブホイールＨが、切断予定線ＣＬに沿って走行する際において、当該スクライブホイールＨが、強化ガラス板Ｇを押圧する押圧力は、１０Ｎとしている。また、スクライブホイールＨが走行する速度は、１５ｍｍ／ｓとしている。これにより、強化ガラス板Ｇに形成されるスクライブラインＳは、その深さＤが、圧縮応力層Ａの厚みＤＯＬ（＝２０．８μｍ）の３倍以上で、且つ板厚（＝７００μｍ）の６０％以下に形成されていく。

そして、図６に示すように、切断予定線ＣＬの他端側に位置するエッジ部Ｅｂの近傍が残余部となる位置まで走行させた後、スクライブホイールＨを停止させ、或いは、スクライブホイールＨによる押圧力を解除する。なお、ここでいうエッジ部Ｅｂとは、図６に示すように、強化ガラス板Ｇの表面Ｇａと、当該強化ガラス板Ｇに既に形成済みのスクライブラインＳ’とによって形成される微小なエッジ部をいう。

このとき、スクライブホイールＨは、スクライブラインＳの終端Ｓｂと、エッジ部Ｅｂ（スクライブラインＳ’）との離間距離Ｘが、スクライブホイールＨの径ＨＤの０．５倍以上で、且つ３倍以下となるように停止させ、或いは、スクライブホイールＨによる押圧力を解除する。以上により、スクライブラインＳの形成が終了する。

以下、上述した本発明の第二実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法の作用・効果について説明する。

第二実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法によれば、上述した第一実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法と同一の作用・効果を得ることができる、なお、この第二実施形態において、離間距離Ｘが短すぎる場合、スクライブラインＳの形成が終了した後、強化ガラス板Ｇに形成された引張応力層Ｂに起因して、当該スクライブラインＳから発生した亀裂が進展し、有効面部まで到達することがある。そして、亀裂が有効面部まで到達した場合には、切断後の強化ガラス板Ｇの強度が低下するおそれがある。しかしながら、離間距離ＸをスクライブホイールＨの径ＨＤの０．５倍以上で、且つ３倍以下としたことで、このような事態の発生を好適に回避することが可能となる。

以下、本発明の第三実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法について、添付の図面を参照して説明する。なお、第三実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法の説明において、上記の第一実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法で既に説明した要素については、第三実施形態について説明するための図面に、同一の符号を付すことにより重複する説明を省略している。

図７は、本発明の第三実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法を示す平面図である。同図に示すように、当該方法を実施する対象となる強化ガラス板Ｇは、矩形形状を有する。さらに、この強化ガラス板Ｇについても、上記の第一実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法において、当該方法を実施する対象となる強化ガラス板Ｇと同様に、両圧縮応力層Ａにおける圧縮応力の大きさは、各７１０ＭＰａであり、両圧縮応力層Ａの厚みＤＯＬは、各２０．８μｍである。また、引張応力層Ｂにおける引張応力の大きさは、２１．４ＭＰａである。さらに、その他の構成、及び好ましい組成についても上記の第一実施形態と同一である。

この強化ガラス板Ｇに対し、図７に示すように、二点鎖線で示す閉ループ状の切断予定線ＣＬに沿って、スクライブ回転刃としてのスクライブホイールＨを走行させることで、湾曲したコーナー部を有する略矩形の有効面部を強化ガラス板Ｇから切出すためのスクライブラインＳを形成する。なお、本実施形態において、切断予定線ＣＬのうち、エッジ部から閉ループ状の切断予定線ＣＬへと向かって延びた部位は、閉ループ状の切断予定線ＣＬにおける直線部位と接している。

まず、同図に示すように、スクライブホイールＨを、強化ガラス板Ｇにおけるエッジ部のうち、切断予定線ＣＬの一端側に位置するエッジ部に乗り上げさせて、スクライブラインＳの形成を開始する。そして、スクライブホイールＨに強化ガラス板Ｇの表面Ｇａを押圧させると共に、その進行方向を漸次に転換させることで、スクライブラインＳを湾曲させつつ滑らかに閉ループ状の切断予定線ＣＬに合流させる。このとき、スクライブホイールＨが、強化ガラス板Ｇを押圧する押圧力は、９．４Ｎとしている。また、スクライブホイールＨの走行速度は、１５ｍｍ／ｓとしている。なお、本実施形態において、スクライブホイールＨをエッジ部に乗り上げさせる態様については、上記の第一実施形態と同様であるため、重複する説明を省略する。

次に、スクライブホイールＨに強化ガラス板Ｇの表面Ｇａを押圧させつつ、閉ループ状の切断予定線ＣＬに沿って走行させる。ここで、スクライブホイールＨが、切断予定線ＣＬに沿って走行する際において、当該スクライブホイールＨが、強化ガラス板Ｇを押圧する押圧力は、切断予定線ＣＬにおける直線部位では、８．５Ｎとし、曲線部位にでは、９．４Ｎとしている。また、スクライブホイールＨの走行速度は、切断予定線ＣＬにおける直線部位では、１００ｍｍ／ｓとし、曲線部位では、２０ｍｍ／ｓとしている。

これにより、強化ガラス板Ｇに形成されるスクライブラインＳは、閉ループ状の切断予定線ＣＬにおける直線部位では、その深さＤが、圧縮応力層Ａの厚みＤＯＬ（＝２０．８μｍ）の３倍以上で、且つ板厚（＝７００μｍ）の６０％以下に形成されていく。また、曲線部位では、直線部位よりも深く形成される。このため、強化ガラス板Ｇを折割る際に、曲線部位では、直線部位と比較して小さな曲げモーメントでもって、当該強化ガラス板Ｇを折割ることが可能となる。

そして、図８（図７におけるＺ部を拡大した拡大図）、及び図９に示すように、切断予定線ＣＬの他端側に位置するエッジ部Ｅｂの近傍が残余部となる位置まで走行させた後、スクライブホイールＨを停止させ、或いは、スクライブホイールＨによる押圧力を解除する。なお、ここでいうエッジ部Ｅｂとは、図８、及び図９に示すように、強化ガラス板Ｇの表面Ｇａと、当該強化ガラス板Ｇに既に形成済みのスクライブラインＳとによって形成される微小なエッジ部をいう。

このとき、スクライブホイールＨは、スクライブラインＳの終端Ｓｂと、エッジ部Ｅｂ（既に形成済みのスクライブラインＳ）との離間距離Ｘが、スクライブホイールＨの径ＨＤの０．５倍以上で、且つ３倍以下となるように停止させ、或いは、スクライブホイールＨによる押圧力を解除する。以上により、スクライブラインＳの形成が終了する。

以下、上述した本発明の第三実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法の作用・効果について説明する。

第三実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法によれば、上述した第一実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法と同一の作用・効果を得ることができる、なお、この第三実施形態において、離間距離Ｘが短すぎる場合、スクライブラインＳの形成が終了した後、強化ガラス板Ｇに形成された引張応力層Ｂに起因して、当該スクライブラインＳから発生した亀裂が進展し、既に形成されたスクライブラインＳとは異なる方向へと延びる場合がある。しかしながら、離間距離ＸをスクライブホイールＨの径ＨＤの０．５倍以上で、且つ３倍以下としたことで、このような事態の発生を好適に回避することが可能となる。

ここで、本発明に係る強化ガラス板のスクライブ方法は、上記の各実施形態で説明した態様に限定されるものではない。上記の各実施形態においては、スクライブホイールが、切断予定線の一端側に位置するエッジ部に対して直交する方向に乗り上げることで、スクライブラインの始端を形成しているが、例えば、スクライブホイールを、エッジ部に対して傾斜角をなすような方向に乗り上げさせることで、スクライブラインの始端を形成してもよい。ここで、この傾斜角の値としては、エッジ部に直交する方向を基準として４５°以下であることが好ましい。

また、上記の各実施形態においては、スクライブホイールの走行を停止させ、或いは、スクライブホイールＨによる押圧力を解除することで、スクライブラインの形成を終了する態様となっている。しかしながら、この限りではなく、例えば、切断予定線の他端側に位置するエッジ部の近傍が残余部となる位置まで走行したスクライブホイールを上方へと移動させ、強化ガラス板の表面から離間（離陸）させることで、スクライブラインの形成を終了してもよい。

さらに、上記の各実施形態においては、矩形の強化ガラス板に対してスクライブラインを形成する態様となっているが、例えば、円形、楕円形等、任意の形状を有する強化ガラス板に対して、本発明に係る強化ガラス板のスクライブ方法を適用することが可能である。

なお、上記の各実施形態において、スクライブラインＳを形成する際には、スクライブホイールＨを加速させた状態でエッジ部Ｅａに接触させ、乗り上げさせることが好ましい。具体的には、図１０に示すように、スクライブホイールＨの速度を時刻Ｔ１から時刻Ｔ３までの間に漸増させる場合、時刻Ｔ１と時刻Ｔ３との間の任意の時刻Ｔ２において強化ガラス板Ｇのエッジ部Ｅａに乗り上げるように、スクライブホイールＨの動作を制御したり強化ガラス板Ｇの位置を調整したりするとよい。すなわち、スクライブホイールＨをエッジ部Ｅａに乗り上げる前後において継続的に加速させ、予め定められた目標速度∨１に到達するまで強化ガラス板Ｇの表面Ｇａを走行させながら加速を継続させることが好ましい。このような構成によれば、スクライブホイールＨをエッジ部Ｅａに容易に乗り上げさせることができ、スクライブラインＳを安定して形成できる。なお、加速中のスクライブホイールＨの速度は、線形的、指数的、または対数的に増加させて良い。また、エッジ部Ｅａと接触する時点のスクライブホイールＨの速度を接触速度∨２とした場合、接触速度∨２は１〜４０ｍｍ／秒の範囲内となるよう調整することが好ましい。接触速度∨２が４０ｍｍ／秒を超えると、スクライブホイールＨがエッジ部Ｅａに接触した際に強化ガラス板Ｇが破損する場合がある。

本発明の実施例として、上記の第一実施形態に係る強化ガラス板のスクライブ方法と同一の態様により、強化ガラス板の表面を走行するスクライブホイールから当該強化ガラス板に押圧力を付与することでスクライブラインを形成した。その後、スクライブラインが形成された強化ガラス板に対し、折割りによる切断を試みた。そして、押圧力を変更しながらスクライブラインの形成と切断の試行とを実施することで、強化ガラス板の切断を可能とする押圧力の範囲について検証した。

以下、本実施例の実施条件について説明する。

強化ガラス板としては、下記の〔表１〕、〔表２〕に掲載するＮｏ．１〜Ｎｏ．１２の１２種類の強化ガラス板を使用した。これら強化ガラス板の作製方法について説明すると、まず、縦×横の寸法が３７０ｍｍ×４７０ｍｍで、且つ〔表１〕、〔表２〕に掲載の板厚を有する各ガラス板（ＮＯ．１〜Ｎｏ．１２の元となるガラス板）を用意した。なお、各ガラス板の組成は共通しており、質量％で、ＳｉＯ₂を６６％、Ａｌ₂Ｏ₃を１４．２％、Ｎａ₂Ｏを１３．４％、Ｋ₂Ｏを０．６％、Ｌｉ₂Ｏを０．１％、Ｂ₂Ｏ₃を２．３％、ＭｇＯを３．０％、ＳｎＯ₂を０．４％含有している。そして、各ガラス板を〔表１〕、〔表２〕に掲載の圧縮応力の大きさ、及び圧縮応力層の厚みとなるように、イオン交換法によって化学強化することにより、各強化ガラス板を作製した。

次に、〔表１〕、〔表２〕に掲載の切欠き部のピッチ、深さ、及び幅を有するスクライブホイールを使用して、各強化ガラス板の表面に押圧力を付与しながらスクライブラインを形成した。その後、スクライブラインが形成された各強化ガラスに対し、折割による切断を試みた。なお、スクライブラインの形成は押圧力を変更しながら行った。詳述すると、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２のそれぞれについて１５枚の強化ガラス板を用意し、同じ押圧力で１５枚の強化ガラス板に対してスクライブラインの形成を行った後、その各々について切断を試みた。その後、押圧力を変更し、再び同じ押圧力（変更後の押圧力）で１５枚の強化ガラス板に対してスクライブラインの形成を行った後、その各々について切断を試みた。このようにして、スクライブラインの形成、切断の試行、押圧力の変更を繰り返した。

最後に、強化ガラス板の切断を可能とする押圧力の範囲を割り出した。詳述すると、スクライブラインが形成された１５枚の強化ガラス板の各々について切断を試みた結果、９枚以上を切断することができる押圧力の範囲を割り出した。ここで、下記の〔表１〕に掲載のＮｏ．１の強化ガラス板を例に挙げて説明する。下記の〔表１〕において、Ｎｏ．１の強化ガラス板は、スクライブラインを形成する際の押圧力が１０Ｎ〜１３Ｎの範囲である場合に、１５枚の強化ガラス板のうち、９枚以上を切断することが可能であったことを意味している。すなわち、強化ガラス板の切断を可能とする押圧力の範囲は、１０Ｎ〜１３Ｎとなる。

〔表１〕、〔表２〕にＮｏ．１〜Ｎｏ．１２の強化ガラス板について、強化ガラス板の切断を可能とする押圧力の範囲を検証した結果を示す。

〔表１〕、〔表２〕の結果から、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８では、Ｎｏ．９〜Ｎｏ．１２と比較して強化ガラス板の切断を可能とする押圧力の範囲が広くなっていることが分かる。つまり、スクライブラインの形成条件におけるバラツキの影響を受けにくく、安定した切断が可能となっている。このような結果が得られたのは、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８では、スクライブホイールにおける切欠き部の形成ピッチが２０μｍ〜１６０μｍで、切欠き部の深さが１．０μｍ〜２．５μｍで、且つ切欠き部の幅が３〜８μｍであることに起因しているものと想定される。

Ｇ 強化ガラス板
Ｇａ 強化ガラス板の表面
ｔ 強化ガラス板の板厚
ＣＬ 切断予定線
Ｈ スクライブホイール
ＨＤ スクライブホイールの径
Ｃ 切欠き部
Ｐ 切欠き部のピッチ
ＤＨ 切欠き部の深さ
Ｗ 切欠き部の幅
Ｋ スクライブホイールの初期位置
Ｓ スクライブライン
Ｓａ スクライブラインの始端
Ｓｂ スクライブラインの終端
Ｄ スクライブラインの深さ
Ｅａ 切断予定線の一端側に位置するエッジ部
Ｅｂ 切断予定線の他端側に位置するエッジ部
Ａ 圧縮応力層
ＤＯＬ 圧縮応力層の厚み
Ｘ 離間距離

Claims (10)

1. 強化ガラス板の表面を押圧しつつ、切断予定線に沿って走行するスクライブ回転刃により、前記強化ガラス板を切断するためのスクライブラインを形成する強化ガラス板のスクライブ方法において、
   前記スクライブ回転刃を、前記強化ガラス板におけるエッジ部のうち、前記切断予定線の一端側に位置するエッジ部に乗り上げさせて、前記スクライブラインの形成を開始すると共に、前記切断予定線の他端側に位置するエッジ部の近傍が残余部となる位置まで走行させて、前記スクライブラインの形成を終了することを特徴とする強化ガラス板のスクライブ方法。
2. 前記スクライブラインの深さを、前記強化ガラス板の表層部に形成された圧縮応力層の厚みの３倍以上で、且つ前記強化ガラス板の板厚の６０％以下としたことを特徴とする請求項１に記載の強化ガラス板のスクライブ方法。
3. 前記スクライブ回転刃を、前記切断予定線の前記一端側に位置するエッジ部に対して直交する方向に乗り上げさせて、前記スクライブラインの形成を開始することを特徴とする請求項１又は２に記載の強化ガラス板のスクライブ方法。
4. 前記切断予定線の前記他端側に位置するエッジ部と、前記スクライブラインの終端との離間距離を、前記スクライブ回転刃の径の０．５倍以上で、且つ３倍以下としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の強化ガラス板のスクライブ方法。
5. 前記スクライブ回転刃の刃先に、該スクライブ回転刃の周方向に沿って複数の切欠き部を形成し、
   前記複数の切欠き部は、形成ピッチが２０μｍ〜１６０μｍであると共に、
   前記複数の切欠き部の各々は、深さが１．０μｍ〜２．５μｍで、且つ前記スクライブ回転刃の周方向に沿った幅が３μｍ〜８μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の強化ガラス板のスクライブ方法。
6. 前記強化ガラス板は、表面側及び裏面側のそれぞれの表層部に形成された圧縮応力層と、両圧縮応力層の間に形成された引張応力層とを有し、
   前記強化ガラス板の板厚をｔ[μｍ]、前記圧縮応力層に作用する圧縮応力の大きさをＣＳ[ＭＰａ]、前記引張応力層に作用する引張応力の大きさをＣＴ[ＭＰａ]としたとき、
   ３００≦ｔ≦２０００
   −０．００３０８×ｔ＋２０．５３４３≦ＣＴ≦−０．００４０５×ｔ＋２７．３７９１
   ６００≦ＣＳ≦７００
   を満たすことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の強化ガラス板のスクライブ方法。
7. 前記スクライブ回転刃を、前記切断予定線の前記一端側に位置するエッジ部に対して加速させた状態で接触させて、前記スクライブラインの形成を開始することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の強化ガラス板のスクライブ方法。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の強化ガラス板のスクライブ方法を用いて強化ガラス板を短冊状に切断した後、該短冊状の強化ガラス板をさらに個片に切断することを特徴とする強化ガラス板の切断方法。
9. 請求項１〜７のいずれかに記載の強化ガラス板のスクライブ方法を用いて強化ガラス板にスクライブラインを形成した後、前記強化ガラス板に曲げ応力を作用させて該強化ガラス板を折割り切断することを特徴とする強化ガラス板の切断方法。
10. 前記強化ガラスに前記スクライブラインを形成した後、１８０秒以内に前記強化ガラス板に曲げ応力を作用させて該強化ガラス板を折割り切断することを特徴とする、請求項９に記載の強化ガラス板の切断方法。

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