KR101604643B1 - 글래스 롤, 글래스 롤의 제조 장치, 및 글래스 롤의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

글래스 필름의 청정성을 확보하면서 그 파손을 방지함과 아울러, 곤포 전과 곤포 후의 글래스 필름에 대한 처리 공정수를 가급적 저감하는 것이 가능한 곤포 형태를 제공한다. 글래스 필름의 곤포 형태로서, 오버플로우 다운드로우법에 의해 성형된 표리면이 노출된 글래스 필름(2)을 보호 시트(3)에 겹쳐서 롤 형상으로 권취한 글래스 롤(1)을 제공한다.

Description

글래스 롤, 글래스 롤의 제조 장치, 및 글래스 롤의 제조 방법{GLASS ROLL, DEVICE FOR PRODUCING GLASS ROLL, AND PROCESS FOR PRODUCING GLASS ROLL}

본 발명은 플랫 패널 디스플레이나 태양 전지에 이용되는 유리 기판이나, 유기 EL 조명에 이용되는 커버 글래스 등에 사용되는 글래스 필름의 곤포 형태의 개량 기술에 관한 것이다.

공간 절약화의 관점으로부터, 종래 보급되고 있었던 CRT형 디스플레이 대신에 최근에는 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, 전계 방출 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이가 보급되고 있다. 이들 플랫 패널 디스플레이에 있어서는 새로운 박형화가 요청된다. 특히 유기 EL 디스플레이에는 절첩이나 권취함으로써 운반을 용이하게 함과 아울러, 평면뿐만 아니라 곡면에도 사용 가능하게 하는 것이 요구되고 있다. 또한, 평면뿐만 아니라 곡면에도 사용 가능하게 하는 것이 요구되고 있는 것은 디스플레이에 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 자동차의 차체 표면이나 건축물의 지붕, 기둥이나 외벽 등, 곡면을 갖는 물체의 표면에 태양 전지를 형성하거나 유기 EL 조명을 형성하는 것이 요망되고 있다. 따라서, 플랫 패널 디스플레이를 비롯한 각종 유리판에는 곡면에도 대응 가능한 높은 가요성을 만족하기 위해 더나은 박육화가 요구되고 있고, 예컨대 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 200㎛ 이하의 두께의 필름 형상을 이루는 박판 글래스가 개발되는 것에 이르고 있다.

한편, 가요성을 확보한다는 관점으로부터는 수지 필름을 유리판의 대체품으로서 사용하는 것도 고려된다. 그러나, 수지 필름은 유리판에 비해서 기체의 배리어(barrier)성이 뒤떨어진다는 문제가 있다. 유기 EL 디스플레이의 경우에는 사용되는 발광체가 산소나 수증기 등의 기체와의 접촉에 의해 열화되어 버리므로 배리어성이 낮은 수지 필름을 유리판의 대체품으로서 사용할 수 없다. 또한 같은 이유 때문에, 유기 EL 디스플레이 이외의 다른 분야에 있어서도 유리판의 대체품으로서 수지 필름을 사용할 수 없는 경우가 많다. 따라서, 이러한 배리어성 확보의 관점으로부터도, 유리판의 박육화가 더한층 중요해지고 있는 것이 실정이다.

그러나, 유리판이 필름 형상까지 박육화되어 소위 글래스 필름의 상태가 되면 그만큼 파손이 생기기 쉬워지므로 수송 등에 이용하는 곤포 형태가 큰 과제가 된다. 구체적으로는, 유리판의 곤포 형태로서는 배면부를 갖는 팰릿 상에 소정의 각도를 주어 유리판과 보호 시트를 교대로 기대어 세워서 곤포하는 곤포 형태(예컨대, 특허문헌2 참조)나, 팰릿 상에 수평으로 유리판과 보호 시트를 교대로 겹쳐 쌓아서 곤포하는 곤포 형태(예컨대, 특허문헌3 참조)가 공지로 되어 있지만, 이러한 곤포 형태를 글래스 필름에 채용한 경우에는 다음과 같은 문제가 발생된다.

즉, 전자의 곤포 형태를 채용했을 경우에는 글래스 필름의 가요성에 의해 기대어 세운 상태로 자세를 유지하는 것이 매우 곤란하다는 문제가 있다. 또한, 가령 기대어 세워 놓을 수 있었더라도 글래스 필름이 부당하게 절곡되거나, 또는 매우 깨지기 쉬운 글래스 필름의 하단부에 응력 집중이 발생되거나 함으로써 글래스 필름이 용이하게 파손된다는 문제가 있다.

한편, 후자의 곤포 형태를 채용했을 경우에는 하방에 위치하는 글래스 필름에 대해서 상방에 위치하는 글래스 필름의 전체 하중이 걸리므로 하방에 위치하는 글래스 필름에 용이하게 파손이 생긴다는 문제가 있다.

또한, 글래스 필름을 수평 자세로 상하 방향으로 적층해서 곤포할 경우에는 예컨대, 특허문헌 4에 개시되어 있는 바와 같이, 각 유리판을 상하 방향으로 간격을 두고 적층하는 곤포 형태를 채용하는 것도 고려된다. 그러나, 이 곤포 형태에서는 각 유리판을 수평 방향으로 간격을 두고 병렬로 배열된 복수개의 지지 부재 사이에 걸치도록 글래스 필름을 적재해야만 하므로 가요성이 있는 글래스 필름의 곤포에는 적합하지 않다. 즉, 글래스 필름은 가요성이 있기 때문에 각 지지 부재 사이에 걸치도록 적재하는 것이 곤란하며, 적재할 때에 번잡한 작업이 강하게 요구된다. 또한, 가령 적재할 수 있었더라도 지지 부재와의 접촉 개소에서만 글래스 필름의 전체 하중이 지지되므로 지지 부분에 응력이 집중되어 파손이 발생될 가능성이 있다. 또한, 글래스 필름이 자체 중량에 의해 하방으로 휘므로 상방의 글래스 필름이 하방의 글래스 필름과 직접 접촉해서 파손을 초래할 우려도 있다.

따라서, 글래스 필름의 곤포 형태로서, 종래의 상대적으로 두께가 두꺼운 유리판의 곤포 형태와 다른 글래스 필름 특유의 곤포 형태의 개발이 요망된다. 이러한 중, 예컨대 특허문헌 5에는 글래스 필름의 일방측의 표면 전체를 폴리머층으로 피복한 복합 필름을 중간층과 함께 롤 형상으로 권취한 새로운 곤포 형태가 개시되어 있다. 이러한 곤포 형태는 글래스 필름의 가요성에 착안된 것이며, 글래스 필름의 곤포 형태로서는 유효하다고 생각된다.

일본 특허 공개 2008-133174호 공보 일본 특허 공개 2005-231657호 공보 일본 특허 공개 2006-264786호 공보 일본 특허 공개 2005-75433호 공보 일본 특허 공표 2002-534305호 공보

그런데, 특허문헌 5에 개시된 복합 필름은 글래스 필름의 일방측의 표면 전체에 폴리머층을 형성하고 있지만, 이 목적은 글래스 필름의 파손을 방지하는 점에 있다. 그리고, 이 폴리머층은 복합 필름을 권취하기 직전에 형성되어 있다. 상세하게는, 글래스 필름을 성형한 후, 그 글래스 필름을 수평 자세로 반송하면서 글래스 필름의 상면측에 폴리머를 도포하고, 그 하류측의 공정에서 폴리머에 자외선을 조사해서 경화시키고, 건조 라인에서 건조시킴으로써 폴리머층이 형성된다.

그러나, 이렇게 글래스 필름의 표면에 폴리머층을 형성할 경우, 상술한 바와 같이 폴리머를 도포하는 등의 다수의 공정이 필요하게 되어 공정이 복잡하게 될 뿐만 아니라, 공정의 전체 길이도 폴리머층을 형성하기 위해서만 부당하게 연장되게 된다. 그 때문에, 글래스 필름의 표면에 이물이 부착될 우려가 그만큼 증가되어 글래스 필름의 표면의 청정성을 확보하는 것이 곤란하게 된다.

또한, 글래스 필름의 표면에 형성한 폴리머층의 경화 및 건조를 행한 후, 그 복합 필름을 권취하고 있으므로 권취한 단계에서 폴리머층이 완전히 고화되어 있지 않은 경우에는 폴리머층이 중간층에 고착될 우려가 있다. 이렇게 고착이 생겼을 경우에는 롤 형상으로 권취한 복합 필름을 곤포할 때에 중간층과 폴리머층을 용이하게 분리할 수 없거나, 또는 무리하게 분리하려고 하면 글래스 필름이 파손될 우려가 있다.

또한, 글래스 필름에 폴리머층을 형성한 복합 필름 상태 그대로 플랫 패널 디스플레이 등의 최종 제품에 조립하는 것은 적고, 통상은 최종 제품에 조립하기 전에 미리 폴리머층을 제거할 필요가 생긴다. 이 경우, 롤 형상으로 감은 복합 필름을 곤포한 후, 폴리머층의 제거 공정을 별도 제공할 필요가 생기므로 폴리머층의 형성 공정과 아울러 제작 비용을 고등시키는 요인의 하나가 된다. 또한, 폴리머층의 제거가 불충분하면 잔존한 폴리머층이 글래스 필름 표면의 이물이 될 수 있으므로 상기 글래스 필름을 조립한 최종 제품의 상품 가치의 저하나 기능 저하를 초래할 우려가 있어 큰 문제가 된다.

따라서, 특허문헌 5에 개시된 곤포 형태에 대해서도 상기와 같은 문제가 있어 여전히 개량의 여지가 남겨져 있다.

이상의 실정을 감안하여 본 발명은 글래스 필름의 청정성을 확보하면서 그 파손을 방지함과 아울러 곤포 전과 곤포 후의 글래스 필름에 대한 처리 공정수를 가급적 저감하는 것이 가능한 곤포 형태를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서 창안된 본 발명은 다운드로우법(downdraw process)에 의해 성형된 표리면이 노출된 글래스 필름을 보호 시트에 겹쳐서 롤 형상으로 권취한 글래스 롤을 제공한다.

이와 같은 구성에 의하면, 다운드로우법에 의해 형성된 표리면이 노출된 글래스 필름이 그대로의 상태에서 보호 시트와 함께 롤 형상으로 권취되어 글래스 롤이 형성된다. 그 때문에, 곤포 전의 공정에서 글래스 필름의 표리면 어느 쪽에도 폴리머층 등의 보호막을 형성하는 성막 공정을 행할 필요가 없고, 곤포 후의 공정에서도 글래스 필름의 표면으로부터 폴리머층 등의 보호막을 제거하는 제거 공정을 행할 필요도 없다. 따라서, 보호막을 형성하는 공정이 불필요한 정도 만큼 곤포 전의 공정을 단축화할 수 있으므로, 글래스 필름의 표리면에 이물이 부착되는 비율을 가급적 저감할 수 있음과 아울러, 곤포 후에 보호막에 유래되는 이물이 잔존한다는 사태도 생길 수 없다. 그 결과, 다운드로우법에 유래한 글래스 필름의 표리면의 청정성을 양호하게 유지할 수 있다. 또한, 다운드로우법에 의해 성형된 표리면이면 플로트법에 의해 성형한 경우와 같이 사후적으로 글래스 필름의 표면 연마를 행하지 않아도 미연마면의 상태로 청정성을 확보할 수 있다는 이점도 있다.

또한, 글래스 필름의 노출된 표리면은 글래스 롤의 상태에서 보호 시트에 의해 보호된다. 또한, 글래스 필름의 표리면은 폴리머층 등의 보호막이 형성되어 있지 않은 글래스면이기 때문에 권취한 단계에서 글래스 필름과 보호 시트가 고착된다는 사태도 발생되기 어렵다. 따라서, 글래스 롤의 상태에서의 글래스 필름의 파손을 확실하게 저감할 수 있고, 또한, 글래스 필름과 보호 시트의 분리성도 양호하게 유지할 수 있으므로 곤포시의 글래스 필름의 파손도 가급적 저감할 수 있다.

또한, 글래스 필름은 장시간 권취한 상태가 유지되었더라도 휘어짐이 발생될 일은 없어 용이하게 다음 공정으로 보내줄 수 있다. 또한, 권취함으로써 길이가 긴 글래스 필름으로 할 수 있으므로, 그 후 자유로운 길이로 절단할 수 있고 여러가지 크기의 기판에 대응하는 것이 가능하게 되어 글래스 필름의 낭비를 방지할 수 있다.

상기 구성에 있어서 상기 글래스 필름의 두께가 1㎛ 이상 200㎛ 이하인 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 글래스 필름에 적절한 가요성이 부여된다. 그 때문에, 글래스 필름을 권취했을 때에 글래스 필름에 가해지는 부당한 응력을 경감할 수 있어 파손을 방지할 수 있다.

상기 구성에 있어서 상기 글래스 필름의 폭방향 양단면의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.1㎛ 이하인 것이 바람직하다. 여기서, 「산술 평균 거칠기(Ra)」는 JIS B0601:2001에 준거해서 측정된 값으로 한다.

이와 같이 하면, 글래스 필름의 폭방향 양단면에 적절한 평활성이 부여된다. 그 때문에, 글래스 필름을 롤 형상으로 권취할 때에 글래스 필름의 양단면에 미세한 손상이 생기기 어려워져 글래스 필름 양단면으로부터의 파손을 방지할 수 있다. 따라서, 글래스 필름의 끝면의 미세한 손상에 기인하는 결락에 의해 발생되는 글래스분(cullet)을 저감할 수 있으므로 글래스 필름의 표리면의 청정성을 확보함에 있어서도 매우 유리하게 된다. 또한, 글래스 필름의 끝면과 보호 시트가 접촉한 경우에도 글래스 필름의 끝면이 보호 시트에 씹혀 들어가 걸릴 일이 없어 글래스 필름과 보호 시트의 분리성을 양호한 것으로 할 수 있다.

상기 구성에 있어서 상기 글래스 필름의 폭방향 양단면이 레이저 절단에 의해 절단된 절단면으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 여기서 말하는 레이저 절단에는 레이저 용단(溶斷) 이외에도 레이저 할단(割斷)도 포함된다.

이와 같이 하면, 연마 등의 후가공을 행하지 않고 글래스 필름의 폭방향 양단면을 구성하는 절단면에 적절한 평활성을 용이하게 부여할 수 있다. 그 때문에, 글래스 필름을 롤 형상으로 권취할 때에 글래스 필름의 양단면에 미세한 손상에 기인하는 결락이 생기기 어려워진다. 따라서, 글래스 필름의 끝면의 결락에 의해 발생되는 글래스분을 저감할 수 있으므로 글래스 필름의 표리면의 청정성을 확보함에 있어서도 매우 유리하게 된다. 또한, 글래스 필름의 끝면과 보호 시트가 접촉한 경우에도 글래스 필름의 끝면이 보호 시트에 씹혀 들어갈 일이 없어 글래스 필름과 보호 시트의 분리성을 양호하게 유지할 수 있다.

상기 구성에 있어서 상기 보호 시트가 상기 글래스 필름의 폭방향 양측으로부터 돌출되어도 좋다.

이와 같이 하면, 글래스 필름의 폭방향 양단면을 보호 시트로 보호하는 것이 가능하게 된다. 또한, 글래스 필름의 폭방향 양단이 보호 시트에 의해 덮여지므로 외부로부터의 이물의 침입을 방지할 수도 있다.

상기 구성에 있어서 최외층이 상기 보호 시트인 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 글래스 롤의 상태에서 글래스 필름이 최외층에 의해 노출되는 일이 없으므로 글래스 필름의 파손을 방지하는 관점으로부터도 바람직한 것이 된다. 즉, 글래스 롤의 최외층에 다른 글래스 롤 등의 다른 부재가 접촉되었더라도 글래스 롤의 최외층은 보호 시트로 덮어져 있으므로 글래스 필름에 직접 손상이나 깨짐 등의 파손이 생기기 어려워진다. 또한, 최외층이 보호 시트에 의해 보호되므로 글래스 필름의 청정성을 확보함에 있어서도 유리하게 된다.

상기 구성에 있어서 최내층이 상기 보호 시트인 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 글래스 롤의 상태에서 글래스 필름이 최내층에 의해 노출되는 일이 없으므로 글래스 필름의 파손을 방지하는 관점으로부터도 바람직한 것이 된다. 구체적으로는, 예컨대, 권취 코어를 사용해서 글래스 필름을 롤 형상으로 권취하는 경우이여도 글래스 필름과 권취 코어가 직접 접촉될 일이 없다. 또한, 이 권취 코어를 글래스 롤의 중심으로부터 제거하거나, 또는, 뒤로부터 글래스 롤의 중심으로 삽입할 필요가 생긴 경우에도 글래스 필름과 권취 코어 사이에는 보호 시트가 개재되어 있으므로 글래스 필름의 표면에 권취 코어와의 사이의 마찰에 의해 손상 등의 파손이 생기기 어려워진다.

상기 구성에 있어서 상기 보호 시트가 수지제 시트이여도 좋다.

이와 같이 하면, 보호 시트의 쿠션성이 향상되므로 글래스 필름의 파손을 저감함에 있어서도 유리하게 된다.

이 경우, 상기 보호 시트가 발포 수지 시트이면 보다 쿠션성이 양호한 것이 되므로 글래스 필름의 파손을 저감하는 관점으로부터 보다 바람직하다.

상기 과제를 해결하기 위해서 창안된 본 발명은 다운드로우법에 의해 글래스 필름을 성형하는 성형부와, 상기 글래스 필름을 보호 시트에 겹쳐서 권취하는 권취 롤러를 구비한 글래스 롤의 제조 장치로서, 상기 권취 롤러가 상기 글래스 필름을 그 표리면을 노출시킨 상태에서 상기 보호 시트와 겹쳐서 권취하는 구성을 제공한다.

이와 같은 구성에 의하면, 이미 서술한 대응하는 구성과 같은 작용 효과를 발휘할 수 있다.

상기 구성에 있어서 상기 성형부로부터 상기 권취 롤러에 이르기까지의 반송 경로 상에서 상기 글래스 필름의 폭방향 양단부에 형성되는 귀부를 레이저 절단하는 절단 수단을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 이미 서술한 대응하는 구성과 같은 작용 효과를 발휘할 수 있다.

상기 구성에 있어서 상기 권취 롤러가 상기 성형부의 바로밑 위치로부터 측방으로 어긋난 위치에 배치됨과 아울러, 상기 성형부를 나온 글래스 필름이 만곡해서 측방의 상기 권취 롤러에 공급되도록 해도 좋다.

이와 같이 하면, 성형부의 바로밑을 피한 위치에서 글래스 필름의 자세를 수직 자세로부터 수평 자세 등으로 변경한 상태에서 권취 작업을 행하는 것이 가능하게 된다.

이 경우, 상기 성형부로부터 나온 글래스 필름을 따르는 접선과 상기 권취 롤러와 상기 글래스 필름의 접점에 있어서의 상기 글래스 필름을 따르는 접선이 이루는 각이 90° 이상이며, 또한, 상기 성형부로부터 나온 글래스 필름이 상기 2개의 접선에 매끄럽게 연이어지도록 만곡하고 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 글래스 필름에 과도한 응력을 작용시키지 않고 글래스 필름을 만곡시킬 수 있다. 따라서, 글래스 필름의 권취 작업중에 글래스 필름의 만곡부로부터의 파손이 생기기 어려워져 안정된 권취 작업을 계속할 수 있게 된다.

상기 과제를 해결하기 위해서 창안된 본 발명은 다운드로우법에 의해 글래스 필름을 성형함과 아울러, 권취 롤러에 의해 그 성형한 글래스 필름의 표리면을 노출시킨 상태에서 보호 시트에 겹쳐서 롤 형상으로 권취해서 글래스 롤을 형성하는 글래스 롤의 제조 방법을 제공한다.

이와 같은 방법에 의하면, 이미 서술한 대응하는 구성과 같은 작용 효과를 발휘할 수 있다.

상기 방법에 있어서 상기 권취 롤러로 상기 글래스 필름을 권취할 때까지의 단계에서 상기 글래스 필름의 폭방향 양단부에 형성되는 귀부를 레이저 절단하도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 이미 서술한 대응하는 구성과 같은 작용 효과를 발휘할 수 있다.

상기 방법에 있어서 상기 글래스 필름보다 상기 권취 롤러측에 상기 보호 시트를 배치한 상태에서 상기 글래스 필름과 상기 보호 시트를 권취함과 아울러, 상기 글래스 필름의 권취 방향 종단으로부터 상기 보호 시트만을 권취해서 상기 글래스 필름의 외주면에 상기 보호 시트를 권취하도록 해도 좋다.

이와 같이 하면, 글래스 필름보다 권취 롤러측에 보호 시트를 배치한 상태에서, 바꾸어 말하면, 권취시에 글래스 필름의 내주측에 보호 시트를 겹친 상태에서 글래스 필름과 보호 시트를 권취하더라도 글래스 롤의 최외층을 보호 시트로 구성할 수 있다.

상기 방법에 있어서 상기 보호 시트보다 상기 권취 롤러측에 상기 글래스 필름을 배치한 상태에서 상기 글래스 필름과 상기 보호 시트를 권취해도 좋다.

이와 같이 하면, 보호 시트와 글래스 필름을 겹쳐서 감아 가면 자동적으로 글래스 롤의 최외층이 보호 시트로 구성되게 되므로 글래스 필름을 끝까지 감은 후에 보호 시트만을 여분으로 권취할 필요가 없어진다.

이상에 있어서, 다운드로우법으로서는, 예컨대, 슬롯 다운드로우법(slot downdraw process), 오버플로우 다운드로우법(overflow downdraw process), 또는 리드로우법(redraw process)을 들 수 있지만, 오버플로우 다운드로우법 및 리드로우법에서는 성형 후에 별도 가공을 행하지 않고 표면의 평활성이 우수한 글래스 필름을 성형할 수 있다는 이점이 있다. 따라서, 다운드로우법으로서는 오버플로우 다운드로우법 또는 리드로우법을 사용하는 것이 바람직하다.

<발명의 효과>

이상과 같은 본 발명에 의하면, 글래스 필름의 곤포 형태로서, 글래스 필름의 청정성의 확보와 파손의 방지를 동시에 달성할 수 있음과 아울러, 곤포 전과 곤포 후의 글래스 필름에 대한 처리 공정수를 가급적 저감할 수 있는 글래스 롤을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 글래스 롤의 사시도이다.
도 2는 글래스 필름의 제조 장치의 설명도이다.
도 3(a)는 와인딩 코어에 유지부를 설치한 형태의 도면으로서 글래스 필름과 보호 시트를 유지하는 형태의 도면이다.
도 3(b)는 와인딩 코어에 유지부를 설치한 형태의 도면으로서 글래스 필름만을 유지하는 형태의 도면이다.
도 4는 와인딩 코어의 외측 원통이 신축하는 형태의 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 글래스 롤의 제조 장치의 설명도이다.
도 6은 글래스 필름에 레이저의 조사 열을 작용시켜서 그 때의 열응력에 의해 글래스 필름을 할단하는 방법을 나타내는 설명도이다.
도 7(a)는 본 발명에 의한 글래스 필름의 바람직한 절단 방법을 나타낸 도면으로서 스크라이브 라인(scribe line)이 절단전 롤러를 통과한 상태의 도면이다.
도 7(b)는 본 발명에 의한 글래스 필름의 바람직한 절단 방법을 나타낸 도면으로서 절곡 절단을 행하고 있는 상태의 도면이다.
도 7(c)는 본 발명에 의한 글래스 필름의 바람직한 절단 방법을 나타낸 도면으로서 절단 후단부가 절단후 롤러를 통과한 상태의 도면이다.
도 8은 본 발명에 의한 글래스 롤에 외장체를 설치한 사시도이다.
도 9는 본 발명에 의한 글래스 롤의 와인딩 코어에 지지 봉을 설치한 사시도이다.
도 10은 본 발명에 의한 글래스 롤의 와인딩 코어에 플랜지를 설치한 사시도이다
도 11은 본 발명에 의한 글래스 롤을 세로 방향에 적재하는 방법을 나타내는 설명도이다.
도 12는 본 발명에 의한 글래스 롤의 처리 방법을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명에 의한 글래스 롤의 다른 처리 방법에 대해서 나타낸 도면이다.
도 14는 표면에 엠보싱 가공을 실시한 보호 시트의 도면이다.

이하, 본 발명에 의한 글래스 롤, 및 그 제조 방법의 바람직한 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 글래스 롤의 사시도이다. 도 2는 글래스 필름의 제조 장치의 설명도이다. 도 3은 와인딩 코어에 유지부를 설치한 형태의 도면으로서, 도 3(a)는 글래스 필름과 보호 시트를 유지하는 형태의 도면, 도 3(b)는 글래스 필름만을 유지하는 도면이다. 도 4는 와인딩 코어의 외측 원통이 신축하는 형태의 도면이다. 도 5는 본 발명에 의한 글래스 롤의 제조 장치의 설명도이다. 도 6은 글래스 필름에 레이저의 조사 열을 작용시켜서 그 때의 열응력에 의해 글래스 필름을 할단하는 방법을 나타내는 설명도이다. 도 7은 본 발명에 의한 글래스 필름의 바람직한 절단 방법을 나타낸 도면으로서, 도 7(a)는 스크라이브 라인이 절단전 롤러를 통과한 상태의 도면, 도 7(b)는 절곡 절단을 행하고 있는 상태의 도면, 도 7(c)는 절단 후단부가 절단후 롤러를 통과한 상태의 도면이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 의한 글래스 롤(1)은 다운드로우법에 의해 성형된 표리면이 노출된 글래스 필름(2)을 보호 시트(3)에 겹쳐서 롤 형상으로 권취한 것이다. 즉, 글래스 필름(2)의 표리면이 보호 시트(3)에 직접 접촉하고 있다. 또한, 글래스 필름(2)의 표리면은 미연마면인 것이 바람직하다.

글래스 필름(2)은 규산염 글래스가 이용되고, 바람직하게는 실리카 글래스, 붕규산 글래스가 이용되고, 가장 바람직하게는 무알칼리 글래스가 이용된다. 글래스 필름(2)에 알칼리 성분이 함유되어 있으면 표면에 있어서 양이온의 치환이 발생되고, 소위 소다 블로우의 현상이 생겨 구조적으로 거칠게 된다. 이 경우, 글래스 필름(2)을 만곡시켜 사용하고 있으면 경시적인 열화에 의해 거칠게 된 부분으로부터 파손되기 쉬워질 가능성이 있다. 또한, 여기서 무알칼리 글래스는 알칼리 금속 산화물이 실질적으로 함유되어 있지 않은 글래스이며, 구체적으로는 알칼리 금속 산화물이 1000ppm 이하인 글래스이다. 본 발명에서의 알칼리 성분의 함유량은, 바람직하게는 알칼리 금속 산화물이 500ppm 이하이며, 보다 바람직하게는 알칼리 금속 산화물이 300ppm 이하이다.

글래스 필름(2)은 권취하는 것이 가능하므로, 특히 길이가 긴 것에 적합하다. 즉 글래스 필름(2)의 폭(단변)에 대한 길이(장변)가 바람직하게는 3배 이상, 보다 바람직하게는 5배 이상, 또한 10배 이상의 길이를 갖는 것이 더욱 바람직하다. 이렇게 긴 것이였더라도 콤팩트하게 곤포하는 것이 가능하게 되어 수송에 적합하다. 글래스 필름(2)의 폭은 12.5㎜ 이상으로서, 휴대 전화용 소형 디스플레이로부터 대형 화면 디스플레이 등, 사용되는 디바이스의 기판의 크기에 따라 적절하게 선택되는 것이지만, 100㎜ 이상인 것이 바람직하고, 300㎜ 이상인 것이 보다 바람직하며, 500㎜ 이상인 것이 더욱 바람직하다.

글래스 필름(2)의 두께는 1㎛~200㎛인 것이 보다 바람직하고, 10㎛~100㎛인 것이 가장 바람직하다. 이러한 글래스 필름(2)의 두께이면 글래스 필름(2)에 적절한 가요성을 부여할 수 있고 글래스 필름(2)을 권취했을 때에 글래스 필름(2)에 가해지는 부당한 응력을 경감할 수 있어 글래스 필름(2)이 파손되는 것을 방지할 수 있기 때문이다. 1㎛ 미만이면 글래스 필름(2)의 강도가 충분하지 않고, 200㎛를 초과하면 글래스 필름(2)을 작은 지름으로 권취하면 인장 응력에 의해 파손될 가능성이 높아지므로 어느 경우도 바람직하지 못하다.

글래스 필름(2)의 폭방향 양단면의 산술 평균 거칠기(Ra)는 0.1㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.05㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 이렇게 하면, 글래스 필름(2)의 폭방향의 양단면에 적절한 평활성을 부여할 수 있기 때문이다. 따라서, 이 경우에는 글래스 필름(2)을 롤 형상으로 권취할 때에 글래스 필름(2)의 양단면에 미세한 손상이 생기기 어려워져 글래스 필름(2)을 지장 없이 권취하는 것이 가능하게 된다. 또한, 글래스 필름(2)의 끝면의 미세한 손상에 기인하는 결락 등에 의해 발생되는 글래스분을 저감할 수 있으므로 글래스 필름(2)의 표리면의 청정성을 확보함에 있어서 유리하게 된다. 또한, 글래스 필름(2)의 끝면과 보호 시트(3)가 접촉한 경우에도 글래스 필름(2)의 끝면이 보호 시트(3)에 씹혀 들어갈 일이 없어 양자를 용이하게 분리할 수 있으므로 글래스 필름(2)의 파손의 방지로도 이어진다.

다이아몬드 커터 등을 사용해서 글래스 필름(2)의 표면에 길이방향을 따라 스크라이브 라인을 형성해서 절곡 절단을 행한 경우에는 그 글래스 필름(2)을 스크라이브 라인이 형성되어 있었던 측의 면이 내주측이 되도록 권취하는 것이 바람직하다. 형성된 스크라이브 라인의 홈에는 미세한 손상이 생겨 있으므로 스크라이브가 형성되어 있었던 측의 면이 외주측이 되도록 글래스 필름(2)을 권취하면 그 인장 응력에 의해 스크라이브 라인의 홈에 생겨 있는 미세한 손상을 근원으로 해서 글래스 필름(2)이 파손될 가능성이 있기 때문이다. 무엇보다, 레이저 등의 열원에 의한 팽창과 냉매에 의한 수축에 의해 생기는 열응력에 의해 초기 크랙을 진전시켜서 글래스 필름(2)을 할단할 경우 등, 기본적으로 절단면에 미세한 손상이 생기지 않는 방법에 의해 글래스 필름(2)의 절단을 행하는 경우에는 글래스 필름(2)의 권취 방향은 제한되지 않는다. 또한, 스크라이브 라인의 형성 후에 절곡 절단을 행한 후, 파이어 폴리시(fire polish), 케미컬 폴리시(chemical polish)를 행함으로써 글래스 필름(2)의 끝면을 처리할 수도 있다.

글래스 필름(2)을 권취할 때에 글래스 필름(2)의 끝면에 응력이 집중되어 파손될 가능성이 있다. 따라서, 글래스 필름(2)의 끝면 부분을 수지제 필름 등에 의해 보호하는 것이 바람직하다. 이 경우, 글래스 필름(2)의 양단면으로부터 1~2㎝의 영역에 수지제 필름을 겹쳐서 권취함으로써 글래스 롤(1)을 제작한다. 또한, 점착성의 수지제 필름을 사용하면 글래스 필름(2) 끝면에 크랙이 발생되었더라도 크랙이 진전되는 것을 방지할 수 있다.

글래스 롤(1)로부터 글래스 필름(2)을 인출하여 가공 공정의 각종 공정에 글래스 필름(2)을 공급할 때에 글래스 필름(2)을 직접 파지해서 공정에 공급하면 글래스 필름(2)의 시단부가 장치 부재 등과 접촉해서 파손될 가능성이 있다. 따라서, 글래스 필름(2)의 권취 개시시(시단)와 권취 종료시(종단)에 수지제 필름을 부착하는 것이 바람직하다. 수지제 필름은 글래스 필름(2)과 비교해서 파손되기 어려우므로 공정에 공급할 때에 수지제 필름을 파지해서 행할 수 있어 공정으로의 공급을 용이하게 할 수 있게 된다. 수지제 필름은 글래스 필름(2)의 시단부와 종단부에 각각 1~2㎝정도 겹쳐서 부착한 후 권취를 행하여 글래스 롤(1)로 한다. 수지제 필름의 길이는 특별하게 한정되지 않고, 예컨대, 글래스 롤(1) 외주 한바퀴 분의 길이로 설정하는 것을 들 수 있다. 또한, 수지제 필름은 점착성을 가지는 것이 바람직하고, 탄성률이 글래스 필름(2)보다 작은 것이 바람직하다.

글래스 필름(2)은 도 2에 나타내는 제조 장치를 사용해서 제조된다. 단면이 쐐기형인 성형체(4)의 하단부(41)부터 유하된 직후의 글래스 리본(G)은 냉각 롤러(5)에 의해 폭방향의 수축이 규제되면서 하방으로 잡아 늘려져서 소정의 두께까지 얇아진다. 이어서, 상기 소정 두께에 도달한 글래스 리본(G)을 서냉 로[어닐러(annealer)]에서 서서히 냉각하여 글래스 리본(G)의 열 왜곡이 제거되어 글래스 필름(2)이 성형된다.

본 발명에 있어서 글래스 필름(2)은, 도 2 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 오버플로우 다운드로우법에 의해 성형되어 있는 것이 바람직하다. 오버플로우 다운드로우법은 성형시에 유리판의 양면이 성형 부재와 접촉하지 않는 성형법이며, 얻어진 유리판의 양면(투광면)에는 손상이 생기기 어려워 연마하지 않아도 높은 표면 품위를 얻을 수 있기 때문이다.

보호 시트(3)는 글래스 필름(2)을 권취할 때에 글래스 필름(2)끼리가 접촉하는 것에 의한 손상의 발생을 방지함과 아울러, 글래스 롤(1)에 외압이 가해졌을 때, 그것을 흡수하기 위해서 사용된다. 따라서, 보호 시트(3)의 두께는 10㎛~2000㎛인 것이 바람직하다. 10㎛ 미만이면 보호 시트의 완충 성능이 충분하지 않고, 2000㎛를 초과하면 글래스 필름(2)을 권취한 후에 형성된 글래스 롤의 롤 외경이 부당하게 커지므로 어느 경우도 바람직하지 못하다.

본 발명에 의한 글래스 롤(1)을 제작할 때에 글래스 필름(2)은 50℃를 초과하고 있을 가능성이 있으므로 보호 시트(3)는 100℃ 전후에서 연화 등 변질하지 않는 것이 바람직하다.

보호 시트(3)는 폭방향에 있어서 글래스 필름(2)보다 약간 큰 것이 바람직하다. 즉, 글래스 롤(1)의 상태에서 보호 시트(3)가 글래스 필름(2)의 폭방향 양측으로부터 돌출되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 글래스 필름(2)의 폭방향 양단면이 보호 시트(3)에 의해 보호되므로 글래스 필름(2)의 폭방향 양단면에 히트(hit) 등에 의한 미세한 손상이나 결락이 생기는 것을 방지할 수 있기 때문이다.

보호 시트(3)로서는 이오노머 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리염화비닐리덴 필름, 폴리비닐알콜 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리에스테르필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리스티렌 필름, 폴리아크릴로니트릴 필름, 에틸렌 초산 비닐 공중합체 필름, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체 필름, 에틸렌-메타크릴산 공중합체 필름, 폴리아미드 수지 필름(나일론 필름), 폴리이미드 수지 필름, 셀로판 등의 수지제 완충재, 합지(合紙), 부직포 등을 사용할 수 있다. 보호 시트(3)로서 폴리에틸렌 발포 수지제 시트를 사용하는 것이 충격 흡수가 가능하고 또한 인장 응력에 대해서도 강도가 높기 때문에 바람직하다. 한편, 이들 수지 필름에 실리카 등을 분산시켜서 글래스 필름(2)과의 미끄럼을 좋게 하면 글래스 필름(2)과 보호 시트(3)를 겹쳐서 권취함으로써 생기는 약간의 지름의 차에 기인하는 권취 길이의 어긋남을 그 미끄럼에 의해 흡수할 수 있기 때문에 바람직하다.

보호 시트(3)가 외주측이 되도록 글래스 필름(2)을 권취해도, 보호 시트(3)가 내주측이 되도록 글래스 필름(2)을 권취해서 글래스 롤(1)을 형성해도 좋다. 보호 시트(3)가 내주측이 되도록 글래스 필름(2)을 권취할 경우에는 글래스 필름(2)을 보호 시트(3)에 테이프 등으로 고착시킨 후나, 도 3과 같이 와인딩 코어(6)에 형성한 유지 홈(68)에 글래스 필름(2)과 보호 시트(3)를 겹쳐서 유지하거나 또는 글래스 필름(2)만을 유지한 후에 권취를 개시한다.

보호 시트(3)에는 도전성이 부여되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 글래스 롤(1)로부터 글래스 필름(2)을 인출할 때에 글래스 필름(2)과 보호 시트(3) 사이에 박리 대전이 생기기 어려워지므로 글래스 필름(2)과 보호 시트(3)를 용이하게 박리시킬 수 있기 때문이다. 상세하게는, 예컨대, 보호 시트(3)가 수지제인 경우에는 보호 시트(3) 중에 폴리에틸렌글리콜 등의 도전성을 부여하는 성분을 첨가함으로써 도전성을 부여할 수 있고, 보호 시트(3)가 합지인 경우에는 도전성 섬유를 넣어 초지함으로써 도전성을 부여할 수 있다. 또한, 보호 시트(3)의 표면에 ITO 등의 도전막을 성막하는 것으로도 도전성을 부여할 수 있다.

본 발명에 의한 글래스 롤(1)은 와인딩 코어(6)에 의해 권취되는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 글래스 필름(2)을 권취할 때에 와인딩 코어(6)에 고정할 수 있기 때문에 글래스 필름(2)을 보다 강고하게 권취할 수 있다. 또한, 권취된 글래스 필름(2)의 글래스 롤(1)에 외측으로부터 압력이 가해졌더라도 와인딩 코어(6)의 존재에 의해 글래스 필름(2)은 내측으로 구부러지는 일이 없으므로 글래스 필름(2)에 부당한 인장 응력이 가해지는 것을 방지할 수 있어 글래스 필름(2)이 파손되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

와인딩 코어(6)의 길이는 글래스 필름(2)의 폭보다 긴 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 글래스 롤(1)의 측 가장자리부로부터도 와인딩 코어(6)를 돌출시킬 수 있고, 히트 등에 의한 글래스 필름(2)의 측 가장자리부의 미세한 손상이나 결락을 방지할 수 있기 때문이다.

와인딩 코어(6)의 재질로서는 알루미늄 합금, 스테인레스강, 망간강, 탄소강 등의 금속, 페놀 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 디알릴테레프탈레이트 수지 등의 열경화성 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, AS 수지, ABS 수지, 메타크릴 수지, 염화비닐 등의 열가소성 수지, 또는 이들 열경화성 수지나 열가소성 수지에 유리 섬유나 탄소 섬유 등의 강화 섬유를 혼합한 강화플라스틱, 지관 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도 알루미늄 합금이나 강화플라스틱은 강도의 면에 있어서 우수하고, 또한, 종이는 경량화를 도모할 수 있으므로, 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 글래스 필름(2)의 표면에 손상이 생기는 것을 방지하기 위해서 와인딩 코어(6)에는 미리 한바퀴 이상 보호 시트(3)를 권취해 두는 것이 바람직하다.

글래스 필름(2)을 와인딩 코어(6)에 권취하기 시작할 때, 권취 시작의 글래스 필름(2)의 단부를 와인딩 코어(6)를 따르게 하기 어렵고, 억지로 따르게 하면 글래스 필름(2)의 단부의 권취 개시 부분에 부당한 응력이 가해져 파손되는 경우가 있다. 따라서, 와인딩 코어(6)에는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 글래스 필름(2)의 단부를 유지하는 유지 홈(68)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 유지 홈(68)에 글래스 필름(2)의 단부를 보호 시트(3)를 되접어서 덮은 상태에서 동시에 삽입한 후 글래스 필름(2)의 권취를 개시하는 것 이외에, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 유지 홈(68)이 완충재(69)로 형성되어 있을 경우에는 글래스 필름(2)만을 삽입하여 권취를 개시해도 좋다.

본 발명에 의한 글래스 롤(1)은 와인딩 코어(6)에 의해 권취된 후에 와인딩 코어(6)가 제거되어 있는 것이 보다 바람직하다. 즉, 글래스 필름(2)을 권취할 때에 일단 와인딩 코어(6)에 고정해서 보다 강고하게 권취된 글래스 롤(1)로 한 후 와인딩 코어(6)를 제거함으로써 글래스 롤(1)의 경량화를 도모할 수 있어 보다 수송에 적합한 글래스 롤(1)로 할 수 있기 때문이다.

와인딩 코어(6)를 제거할 경우, 도 4에 나타내는 바와 같이, 와인딩 코어(6)가 내측 원통(65)과 외측 원통(66)의 동심 2중 원형상의 슬리브로 이루어지고, 내측 원통(65)과 외측 원통(66) 사이에 탄성 부재(67)가 개재되어 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 외측 원통(66)을 중심 방향으로 압박하는 것에 의해 탄성 부재(67)가 수축됨로써 외측 원통(66)이 축경되므로 글래스 롤(1)로부터 와인딩 코어(6)를 용이하게 분리할 수 있게 되기 때문이다. 도 4에서는 외측 원통(66)을 신축시키는 부재로서 탄성 부재(67)를 사용하고 있지만, 내측 원통(65)과 외측 원통(66) 사이의 공간을 밀폐하고 내부 공간의 유체 압력을 변화시킴으로써 외측 원통(66)을 신축시키는 구성을 채용하는 것도 가능하다.

글래스 필름(2)을 권취해서 글래스 롤(1)로 했을 때의 글래스 필름(2)의 표면에 생기는 인장 응력은 하기 수 1로 나타내어지는 식으로 결정된다.

[수 1]

또한, 수 1 중 σ는 글래스 필름 외표면의 인장 응력값을 나타내고, R은 글래스 롤 내경의 반경(와인딩 코어의 외경의 반경)을 나타내고, T는 글래스 필름의 두께를 나타내고, E는 글래스 필름의 영률을 나타낸다.

따라서, 글래스 롤(1) 내경의 반경(R)[와인딩 코어(6)의 반경]은 하기 수 2로 나타내어지는 식으로 결정된다.

[수 2]

또한, 수 2 중 σ는 글래스 필름 외표면의 인장 응력값을 나타내고, R은 글래스 롤 내경의 반경(와인딩 코어의 외경의 반경)을 나타내고, T는 글래스 필름의 두께를 나타내고, E는 글래스 필름의 영률을 나타낸다.

상술한 수 2에서 결정되는 반경의 값 이상으로 글래스 롤(1) 내경의 반경(R)을 설정함으로써 글래스 필름(2)을 권취할 때의 권취 반경을 보다 적절하게 선택할 수 있고, 권취 반경이 지나치게 작은 것에 의해 글래스 필름(2)의 외표면에 부당한 인장 응력이 가해지는 것을 방지할 수 있기 때문에 글래스 필름(2)이 파손되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 와인딩 코어(6)를 사용할 경우에는 와인딩 코어(6)의 외경의 반경을 상술한 수 2에서 구해진 값 이상으로 설정하면 좋다. 예컨대, 두께 300㎛의 글래스 필름을 권취했을 때, 유리 기판 표면에 생기는 인장 응력을 약 27㎫로 하면 직경 1m의 와인딩 코어에 권취할 수 있다.

본 발명에 의한 글래스 롤(1)은 도 5에 나타내는 제조 장치를 사용해서 제조된다. 오버플로우 다운드로우법에 의해 성형된 글래스 필름(2)(예컨대 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 제작 OA-10G: 두께 50㎛, 폭 150㎜)은 냉각 롤러(5)에 접촉한 롤러 접촉부를 제거하기 위해서 글래스 리본(G)의 폭방향 양단부에 있어서의 롤러 접촉부에 대응한 귀부(상대적으로 두꺼운 부분)가 절단 수단(7)에 의해 제거된다. 이 절단 수단(7)으로서는, 예컨대, 레이저 절단을 이용하는 것이 사용된다. 여기서, 레이저 절단으로서는 글래스 필름(2)을 레이저 용단하는 것도 이용할 수 있지만, 이 경우에는 레이저의 조사 열에 의해 절단면이 녹아서 두꺼워져 권취할 때에 지장이 될 우려가 있다. 그래서, 레이저 절단으로서는 레이저의 조사 열에 의해 생기는 열응력에 의해 할단하는 것(이하, 레이저 할단이라고 함)을 이용하는 쪽이 바람직하다. 레이저 할단을 이용했을 경우에는 레이저의 조사 열에 의해 생기는 열응력을 이용해서 글래스 필름(2)이 절단되므로 글래스 필름(2)을 용단하는 경우와 같이 고온까지 가열할 필요가 없다. 따라서, 절단면이 녹아서 두꺼워지거나 또는 절단시의 열에 의해 글래스 필름(2)에 부당한 굽힘이 생기는 등의 문제가 생길 일이 없다. 즉, 글래스 필름(2)을 보다 용이하게 권취할 수 있고, 또한, 단부의 파손도 보다 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 레이저 할단에 의한 절단면(할단면)은 평활한 고강도 단면이 되므로 글래스 필름(2)의 폭방향 양단면의 산술 평균 거칠기(Ra)는 연마 등의 후가공을 실시하지 않아도 상술한 바와 같이 0.1㎛ 이하가 된다.

이 실시형태에서 이용되는 레이저 할단은, 도 6에 나타내는 바와 같이, 글래스 필름(2)의 하류측 단부에 초기 크랙(W)을 형성함과 아울러, 레이저 조사에 의한 가열점(X)을 글래스 필름(2)의 길이 방향을 따라 주사한 후, 냉매에 의한 냉각점(Y)을 주사하면서 가열된 부분을 냉각하고, 그 때에 생기는 열응력에 의해 초기 크랙(W)을 진전시켜서 할단 선(Z)을 형성하는 것이다. 여기서, 이 할단 선(Z)은 글래스 필름(2)의 표면으로부터 이면에 걸쳐 연속적으로 형성된다. 따라서, 초기 크랙(W)을 진전시켜서 할단 선(Z)을 형성한 시점에서 할단 선(Z)의 형성 부분에 대응한 귀부는 절단된다. 또한, 레이저의 가열점(X) 및 냉매에 의한 냉각점(Y)의 주사는 레이저의 가열점(X) 및 냉매에 의한 냉각점(Y)을 고정한 상태에서 글래스 필름(2)을 반송방향 하류측(도 5에 나타내는 예에서는 좌측 방향)으로 순차적으로 반송함으로써 행해진다.

이 실시형태에서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 글래스 필름(2)이 수직 자세로부터 만곡해서 가로 방향의 자세로 된 상태에서 글래스 필름(2)의 폭방향 양단부의 귀부가 절단 수단(7)에 의해 제거된다. 그리고, 귀부가 제거된 글래스 필름(2)은 성형부의 바로밑 위치로부터 측방으로 어긋난 위치에 배치된 와인딩 코어(6)에 권취된다. 상세하게는, 성형부는 성형 존(A)과 서냉 존(어닐러)(B)과 냉각 존(C)을 구비하고 있다. 그리고, 성형부에 포함되는 냉각 존(C)으로부터 나온 글래스 필름(2)을 따르는 접선(L1)과 와인딩 코어(6) 및 글래스 필름(2)의 접점(P)에 있어서의 글래스 필름(2)을 따르는 접선(L2)이 이루는 각(θ)이 90° 이상이며, 또한, 냉각 존(C)으로부터 나온 글래스 필름(2)이 하방으로부터 지지 롤러(51)에 의해 지지되면서 2개의 접선(L1,L2)에 매끄럽게 연이어지도록 만곡하고 있다. 이에 따라, 글래스 필름(2)의 만곡부에 과도한 응력이 작용하는 것을 방지하면서 글래스 필름(2)의 자세를 변경해서 작업성의 향상을 도모하고 있다. 또한, 이 실시형태에서는 글래스 필름(2)은 접선(L1,L2)에 내접하도록 만곡하고 있다.

이 때, 와인딩 코어(6)의 하방에 존재하는 보호 시트 롤(31)로부터 보호 시트(3)를 인출하여 글래스 필름(2)의 외주측에 보호 시트(3)를 겹치고, 와인딩 코어(6)의 표면을 따도록 글래스 필름(2)과 보호 시트(3)를 롤 형상으로 권취한다. 이와 같이 하여, 소정의 롤 외경까지 글래스 필름(2)을 권취한 후, 폭방향 절단 커터(도시 생략)를 사용함으로써 글래스 필름(2)의 폭방향으로 스크라이브를 넣어 절곡 절단을 행하고, 글래스 필름(2)만을 절단한다. 그리고, 그 절단된 글래스 필름(2)을 최후까지 권취한 후, 그대로 보호 시트(3)를 또 한바퀴 이상 권취하고 보호 시트(3)를 절단함으로써 본 발명에 의한 글래스 롤(1)의 제조가 완료된다. 이 경우, 글래스 롤(1)의 최외층은 보호 시트(3)로 구성되지만, 글래스 필름(2)을 보호하는 관점으로부터는 와인딩 코어(6)에 미리 보호 시트(3)를 권취해 두고, 글래스 롤(1)의 최내층도 보호 시트(3)로 구성되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상술한 바와 같이, 글래스 필름(2)의 외주측에 보호 시트(3)를 겹쳐서 글래스 필름(2)과 보호 시트(3)를 권취하는 경우에는 소정의 롤 외경에 도달한 단계에서 글래스 필름(2)과 보호 시트(3)를 동시에 절단하도록 해도 좋다. 바꾸어 말하면, 보호 시트(3)가 항상 글래스 필름(2)의 외주측에 위치하도록 권취되므로 보호 시트(3)만을 여분으로 권취하지 않더라도 글래스 롤(1)의 최외층을 보호 시트(3)로 구성할 수 있다.

또한, 글래스 필름(2)의 내주측에 보호 시트(3)를 겹친 상태에서 글래스 필름(2)과 보호 시트(3)를 롤 형상으로 권취해도 좋다. 이 경우, 소정의 롤 외경에 도달한 단계에서 글래스 필름(2)만을 폭방향으로 절단해서 최후까지 권취한 후, 그대로 보호 시트(3)를 또 한바퀴 이상 권취하고 보호 시트(3)를 절단하도록 하는 것이 바람직하다.

글래스 필름(2)은 그 얇음 때문에 가요성이 풍부하므로 통상의 방법으로는 폭방향으로 절곡 절단을 하는 것이 어려워 도 7에 나타내는 방법으로 폭방향의 절곡 절단을 행하는 것이 바람직하다. 글래스 필름(2)은 폭방향 절단 커터(74)에 의해 폭방향으로 스크라이브 라인(75)이 형성된 후, 그대로 반송되어, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 절단전 롤러(71)를 스크라이브 라인(75)이 통과한다. 그 후, 도 7(b)와 같이, 절단후 롤러(73)의 회전 속도와 글래스 롤(1)의 권취 속도를 절단전 롤러(71)의 회전 속도보다 떨어뜨리고, 또한, 절단 롤러(72)를 반송 라인으로부터 도시하지 않은 구동 수단에 의해 상승시킴으로써 휘게 해 둔 글래스 필름(2)의 스크라이브 라인(75)의 형성 부분을 상방으로 들어 올려서 굴곡시키고, 그 때에 생기는 응력 집중에 의해 절곡 절단을 행한다. 그 후, 절단 롤러(72)를 하강시켜, 도 7(c)에 나타내는 바와 같이, 절단 후단부가 절단후 롤러(73)를 통과한 후에 글래스 롤(1)의 권취 속도를 올리고, 권취를 완료시킴과 동시에 글래스 롤(1)과 와인딩 코어(6)의 교환을 행하고, 그 후 연속해서 처리를 행한다. 또한, 글래스 필름(2)의 폭방향의 절단도 상술한 레이저 할단을 이용하도록 해도 좋다.

상기 설명에 있어서 절단 수단(7)으로서 레이저 할단하는 것을 이용한 경우를 설명했지만, 이 경우에는 다이아몬드 커터에 의해 스크라이브 라인을 형성해서 절곡 절단을 행하는 경우에 비해서 글래스분의 발생을 대폭적으로 저감시킬 수 있다. 또한, 절단 끝면에 마이크로 크랙 등의 미소 손상이 생기는 것을 방지할 수 있기 때문에 인장 응력에 의한 내성을 향상시킬 수 있다. 예컨대, 다이아몬드 커터를 사용했을 경우, 상술한 수 2에 있어서의 σ의 값이 30~60㎫를 기준으로 해서 글래스 롤(1)의 내경(S)(와인딩 코어의 직경)의 값을 구하지만, 레이저 할단을 사용했을 경우에는 σ를 220㎫로 해서 글래스 롤(1)의 내경(S)(와인딩 코어의 직경)의 값을 설정해도 문제 없이 글래스 롤(1)을 제작할 수 있다. 단, 용융 글래스로부터 글래스 필름(2)으로 성형될 때에는 그 끝면에는 형상에 의한 인장 응력에 냉각시의 왜곡에 의한 인장 응력이 가산되어 있는 것을 고려하면 상술한 σ의 값은 30㎫까지로 하는 것이 안전하다.

이 때 글래스 필름(2)의 비(比) 영률은 29 이상 40 이하인 것이 바람직하고, 또한 29 이상 35 이하이면 보다 바람직하다. 비 영률은 영률을 비중으로 나눈 것이며, 자체 중량에 의한 휨량의 척도가 된다. 글래스 필름(2)은 롤투롤 방식의 연속 처리가 실시되어서 최종 단계에서 소정의 치수로 절단되어 사용된다. 이 때 절단된 판유리는 얇기 때문에 가요성이 높으므로 비 영률이 29 미만이면 절단후의 공정에 있어서 필요 이상으로 휘어 버려서 공정에서의 트러블을 유인할 가능성이 있어 소정의 비 영률을 갖는 것이 요구된다. 한편, 글래스 필름의 비 영률이 40을 초과하면 글래스 필름(2)이 휘기 어려워지므로 글래스 롤(1)의 형성이 곤란하게 된다.

또한, 도 5에서는 보호 시트 롤(31)을 글래스 필름(2)의 하방에 배치하고 상방으로 보호 시트(3)를 길게 늘어뜨리는 형태에 대해서 설명을 행하고 있지만, 보호 시트 롤(31)을 글래스 필름(2)의 상방에 배치하고 하방으로 보호 시트(3)를 길게 늘어뜨리는 형태이여도 좋다. 또한, 동 도 5에서는 대략 수평 방향으로 반송되고 있는 글래스 필름(2)의 권취를 행하고 있는 형태에 대해서 설명하고 있지만, 연직 방향으로 반송되고 있는 글래스 필름(2)을 권취하는 형태이여도 좋다. 또한, 상술에서는 글래스 필름(2)을 오버플로우 다운드로우법에 의해 성형하는 경우를 설명했지만, 슬롯 다운드로우법이나 리드로우법에 의해 성형한 것이여도 좋다.

또한, 도 5에서는 성형으로부터 권취까지 연속해서 행하는 길이가 긴 것의 권취의 형태에 대해서 설명을 행했지만, 길이가 짧은 것의 권취를 행하는 경우에는 먼저 소정 길이마다 글래스 필름(2)을 절단한 후, 그 절단된 복수개의 글래스 필름(2)을 배치(batch) 처리로 권취하도록 해도 좋다. 또한, 복수개의 길이가 짧은 것을 1개의 글래스 롤(1)로서 권취하도록 해도 좋다.

도 8은 본 발명에 의한 글래스 롤에 외장체를 설치한 사시도이다. 도 9는 본 발명에 의한 글래스 롤의 와인딩 코어에 지지 봉을 설치한 사시도이다. 도 10은 본 발명에 의한 글래스 롤의 와인딩 코어에 플랜지를 설치한 사시도이다. 도 11은 본 발명에 의한 글래스 롤을 세로 방향으로 적재하는 방법을 나타내는 설명도이다.

액정 디스플레이나 유기 EL 디스플레이 등의 디스플레이용 유리 기판은 그 용도 때문에 진애 등의 부착이 없는 청정한 글래스가 요구된다. 따라서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 원통형의 외장체(8)를 설치하고 내부의 가스를 청정한 것으로 치환함으로써 청정한 상태를 유지할 수 있다. 또한, 클린룸 내에서 통체에 평판상의 덮개체를 코킹 체결하여 캔상으로 밀봉할 수도 있다. 또한, 글래스 롤(1)을 클린룸 내에서 수축 필름으로 포장함으로써 청정한 상태를 유지할 수도 있다.

본 발명에 의한 글래스 롤(1)을 가로 방향으로 적재하면 특히 길이가 긴 경우에는 중량이 크기 때문에 그 자체 중량에 의해 적재면측으로부터 파손된다. 따라서, 글래스 롤(1)에 권취된 글래스 필름(2)이 직접 적재면과 접촉하지 않도록 하기 위해서 도 9와 같이 와인딩 코어(6)에 축(61)을 설치하고 베어링(62)을 갖는 다이 시트(63)에 배치하는 것이 바람직하다. 또한 글래스 롤(1)을 다이 시트(63)에 배치한 후, 전체를 도시하지 않은 곤포 상자로 덮는 것이 바람직하다. 곤포 상자 내부를 크린 에어로 치환함으로써 청정한 상태를 유지할 수 있기 때문이다. 글래스 롤(1) 단체(單體)마다 곤포 상자를 갖는 형태이여도 좋고, 복수개의 글래스 롤(1)을 1개의 곤포 상자에 동시에 곤포하는 형태이여도 좋다. 아울러, 곤포 상자 내에 다이 시트(63)를 고정하고 글래스 롤(1)의 축(61)을 크레인 등으로 매다는 것에 의해 곤포 상자로부터 출입을 행하는 형태로 함으로써 수송시에 다이 시트(63)가 곤포 상자 내에 강고하게 고정되는 점에서 안전성이 우수하다.

도 10과 같이 와인딩 코어(6)의 양단부에 플랜지(64)를 설치하여 글래스 필름(2)이 직접 적재면과 접촉하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 글래스 롤(1)에 권취된 글래스 필름(2)이 직접 적재면과 접촉하지 않도록 하기 위해서이다. 도 10의 플랜지의 형상은 원형이지만 다각 형상으로 하면 바닥면에 적재했을 경우에 글래스 롤(1)이 구르는 것을 방지할 수 있다. 플랜지(64)는 와인딩 코어(6)에 착탈 가능하게 해도 좋다. 이 경우, 권취, 리와인딩(rewinding)시에는 와인딩 코어(6)만으로 하고, 수송이나 보관시에는 글래스 필름(2)을 보호하기 위해서 플랜지(64)를 부착한다.

수송 등일 때에 글래스 필름(3)이 와인딩 코어(6) 위를 벗어났을 경우에 글래스 필름(2)의 끝면과 플랜지가 접촉해서 깨질 가능성이 있다. 따라서, 이 플랜지(64)를 갖는 형태의 경우, 보호 시트(3)의 폭이 글래스 필름(2)의 폭보다 넓은 것이 바람직하다. 보호 시트(3)의 폭이 넓으면 글래스 필름(2)이 와인딩 코어(6) 위를 벗어났더라도 끝면이 플랜지(64)에 직접 접촉되는 일이 없어 글래스 필름(2)이 파손되는 것을 방지하는 것이 가능하게 되기 때문이다. 또한, 플랜지(64) 내면에 대해서도 완충 작용이 있는 부재에 의해 보호되어 있는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 글래스 롤(1)을 가로 방향으로 적재하면 그 자체 중량에 의해 파손된다. 따라서, 글래스 롤(1)에 권취된 글래스 필름(2)이 직접 적재면과 접촉하지 않도록 하기 위해서 도 11에 나타내는 곤포 장치(9)를 이용해서 글래스 롤(1)을 세로 방향으로 적재하는 것이 바람직하다. 곤포 장치(9)는 토대부(91)와 토대부(91)에 세워 설치하는 기둥 형상부(92)로 이루어져 있다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 기둥 형상부(92)가 글래스 롤(1)의 와인딩 코어(6) 내로 삽입되도록 글래스 롤(1)을 토대부(91) 상에 세로 방향으로 적재한다. 이에 따라, 수송시에 글래스 롤(1)이 흔들렸더라도 글래스 롤(1)은 기둥 형상부(92)에 의해 고정되기 때문에 글래스 롤끼리가 충돌하는 것에 기인하는 글래스 필름(2)의 파손을 방지할 수 있다. 기둥 형상부(92)는 토대부(91)로부터 착탈 가능한 것이 바람직하다. 착탈 가능하게 함으로써 글래스 롤(1)의 짐쌓기나 짐내리기를 용이하게 하는 것이 가능하게 된다. 기둥 형상부(92)는 글래스 롤(1)을 적재했을 경우에 글래스 롤(1)끼리가 충돌하지 않을 정도의 간격으로 세워 설치된다. 수송중에 진동하는 것을 방지하기 위해서 글래스 롤(1) 사이에 완충재를 충전해도 좋다. 토대부(92)에는 포크리프트용 구멍이 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 도시하지 않은 상자체를 설치함으로써 보다 엄중하게 곤포하는 것이 가능하게 된다.

도 12는 본 발명에 의한 글래스 롤의 처리 방법을 나타낸 도면이다. 도 13은 본 발명에 의한 글래스 롤의 다른 처리 방법에 대해서 나타낸 도면이다. 도 14는 표면에 엠보싱 가공을 실시한 보호 시트의 도면이다.

유리 기판의 세정이나 건조 등의 처리를 행할 경우에 종래의 직사각형상의 유리 기판에서는 1매 1매 개별적으로 반송하는 것밖에 할 수 없었지만 본 발명에 의한 글래스 롤(1)은 롤투롤 방식으로의 연속 처리를 행할 수 있다. 예컨대, 도 12에 나타내는 방법에 의해 세정 공정(110), 건조 공정(111), 제전 공정(112)을 롤투롤 방식으로 연속해서 처리를 행할 수 있다. 글래스 필름(2)은 가요성을 가지므로 세정 공정(110)에 있어서 세정조에 침지시키는 것도 가능하다. 본 발명에 의한 글래스 롤(1)을 롤투롤 방식의 연속 처리를 행할 경우, 도 13에 나타내는 바와 같이, 글래스 롤(1)을 세운 상태에서 행하는 것이 바람직하다. 글래스 필름(2)은 수지 필름과 비교해서 강성이 높으므로 시트를 세운 상태에서 롤투롤 방식을 행할 수 있다. 세운 상태에서 행하면 세정 공정 종료 후에 물기 빼기가 좋고, 또한, 반송 롤러(113)와 글래스 필름(2)의 표면이 접촉하지 않으므로 손상의 발생을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 도 13의 처리 방법에 있어서 글래스 필름(2)이 펄럭이는 경우에는 글래스 필름(2)의 상방을 적절하게 도시하지 않은 반송 롤러를 설치해서 지지하도록 해도 좋다.

이 때 세정 후의 건조가 불충분한 글래스 롤(1)을 수분을 극단적으로 꺼리는 공정에서 사용할 경우, 글래스 표면에 흡착된 수분을 사용 전에 제거할 필요가 있으므로 상기 공정에 글래스 롤(1)을 투입하기 전에 롤 상태에서 충분하게 건조할 필요가 있다. 이 경우, 도 14에 나타내는 바와 같이, 엠보싱 가공을 실시하는 등에 의해 표면에 요철이 형성된 보호 시트(3)를 사용하는 것이 바람직하다. 보호 시트(3)의 전체면이 글래스 필름(2)과 접촉하지 않기 때문에 통기성이 우수하여 보다 용이하게 건조시킬 수 있기 때문이다. 또한, 와인딩 코어(6)에 대해서도 구멍이나 슬릿, 메시를 형성함으로써 통기성이 우수한 구조로 하는 것이 바람직하다. 아울러, 와인딩 코어(6)의 중공부에 히터를 배치하여 와인딩 코어(6) 내부로부터 가열함으로써 건조시키는 것이 바람직하다. 건조 후에는 글래스 롤(1)을 예컨대 도 8에 나타내는 외장체 내에 밀폐하고 내부에 건조제 등을 투입함으로써 건조 상태를 유지할 수 있다. 또한, 글래스 롤(1)의 끝면에 시트 형상 건조제(예컨대 실리카겔 함유 시트 등)를 설치하고 방습성 필름(금속막 증착 필름 등)으로 덮는 것도 가능하다.

<산업상 이용가능성>

본 발명은 액정 디스플레이나 유기 EL 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이나 태양 전지 등의 디바이스에 사용되는 유리 기판, 및 유기 EL 조명의 커버 글래스에 적합하게 사용할 수 있다.

1 : 글래스 롤 2 : 글래스 필름
3 : 보호 시트 4 : 성형체
6 : 와인딩 코어

Claims (18)

1. 와인딩 코어, 보호 시트와 표리면이 노출된 글래스 필름을 구비한 글래스 롤에 있어서,
   상기 보호 시트는 상기 글래스 필름보다 먼저 와인딩 코어의 주위에 한 바퀴 이상 권취되어 있고,
   상기 글래스 필름은 상기 와인딩 코어의 주위에 권취된 상기 보호 시트와 겹쳐서 상기 보호 시트와 함께 상기 와인딩 코어의 주위에 권취되어 있는 것을 특징으로 하는 글래스 롤.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 글래스 필름의 두께가 1㎛ 이상 200㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 글래스 롤.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 글래스 필름의 폭방향 양단면의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.1㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 글래스 롤.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 글래스 필름의 폭방향 양단면이 레이저 절단에 의해 절단된 절단면으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 글래스 롤.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 보호 시트가 상기 글래스 필름의 폭방향 양측으로부터 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 글래스 롤.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   최외층이 상기 보호 시트인 것을 특징으로 하는 글래스 롤.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   최내층이 상기 보호 시트인 것을 특징으로 하는 글래스 롤.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 보호 시트가 수지제 시트인 것을 특징으로 하는 글래스 롤.
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 글래스 필름을 성형함과 아울러, 상기 글래스 필름을 그 표리면을 노출시킨 상태에서 보호 시트와 겹쳐서 와인딩 코어에 권취하여 글래스 롤을 형성하는 글래스 롤의 제조 방법으로서,
    상기 글래스 필름보다 먼저 상기 보호 시트를 상기 와인딩 코어의 주위에 한 바퀴 이상 권취한 후, 상기 글래스 필름을 상기 와인딩 코어의 주위에 권취된 상기 보호 시트에 겹쳐서 상기 글래스 필름과 상기 보호 시트를 상기 와인딩 코어의 주위에 권취하는 것을 특징으로 하는 글래스 롤의 제조 방법.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 와인딩 코어로 상기 글래스 필름을 권취할 때까지의 단계에서 상기 글래스 필름의 폭방향 양단부에 형성되는 귀부를 레이저 절단하는 것을 특징으로 하는 글래스 롤의 제조 방법.
16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 글래스 필름보다 상기 와인딩 코어측에 상기 보호 시트를 배치한 상태에서 상기 글래스 필름과 상기 보호 시트를 권취함과 아울러, 상기 글래스 필름의 권취 방향 종단으로부터 상기 보호 시트만을 권취해서 상기 글래스 필름의 외주면에 상기 보호 시트를 권취하는 것을 특징으로 하는 글래스 롤의 제조 방법.
17. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 보호 시트보다 상기 와인딩 코어측에 상기 글래스 필름을 배치한 상태에서 상기 글래스 필름과 상기 보호 시트를 권취하는 것을 특징으로 하는 글래스 롤의 제조 방법.
18. 삭제

Images