KR20130024883A - 유리 필름의 제조방법 및 그 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 유리 필름의 제조장치(1)는 용융 유리 또는 2차 가공용의 유리 모재로부터 유리 필름 리본을 성형하는 유리 필름 리본(G)의 성형장치(10)와, 냉각을 수반하여 하방으로 인출된 유리 필름 리본(G)을 롤 형상으로 권취하는 권취장치(20)와, 이 권취장치(20)에 의한 권취 위치의 전방에서 유리 필름 리본(G)을 폭방향을 따라 절단하는 폭방향 절단장치(30)를 구비한다. 성형장치(10)에 의한 유리 필름 리본(G)의 성형 개시 위치로부터 폭방향 절단장치(30)에 의한 유리 필름 리본(G)의 절단 위치까지의 연직방향 거리(h)가 유리 필름 리본(G)의 폭방향 치수의 5배 이상으로 되어 있다.

Description

유리 필름의 제조방법 및 그 제조장치{MANUFACTURING METHOD FOR GLASS FILM AND MANUFACTURING DEVICE THEREFOR}
본 발명은 유리 필름의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것으로서, 특히 유리 필름을 롤 형상으로 권취하는 것도 가능하게 되는 장척인 유리 필름의 제조 기술에 관한 것이다.
이미 알고 있는 바와 같이, 최근에 있어서의 화상표시장치는 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP), 필드 에미션 디스플레이(FED), 유기 EL 디스플레이(OLED) 등으로 대표되는 플랫 패널 디스플레이(이하, 단지 FPD라고 함)가 주류로 되어 있다. 이들 FPD에 대해서는 경량화가 추진되고 있기 때문에 상기 FPD에 사용되는 유리 기판에 대해서도 박판화의 일로를 걷고 있는 것이 현재의 상태이다.
또한, 예를 들면 유기 EL은 디스플레이와 같이 미세한 3원색을 TFT에 의해 명멸시키는 것에 머물지 않고, 단색(예를 들면, 백색)만으로 발광시켜서 LCD의 백라이트나 옥내 조명의 광원 등의 평면 광원으로서도 이용되고 있다. 또한, 유기 EL을 사용한 조명장치이면 유리 기판에 가요성을 부여할 수만 있으면 자유롭게 발광면을 변형시키는 것이 가능하다. 그 때문에, 이러한 종류의 조명장치에 사용되는 유리 기판에 대해서도 충분한 가요성 확보의 관점으로부터 대폭적인 박판화(유리 필름화)가 추진되고 있다.
여기에서, 박판화된 띠형상의 유리, 소위 유리 필름의 제조방법으로서, 예를 들면 하기 특허문헌 1에는 다운드로우법, 특히 슬롯 다운드로우법에 의해 판두께가 30㎛～2000㎛인 유리 필름 리본을 성형하고, 연직 하방으로 인출한 유리 필름 리본을 수평방향을 향해서 절곡한(만곡시킨) 후 레이저를 이용하여 유리 필름 리본의 양단을 잘라 버리고, 계속해서 유리 필름 리본을 소정 길이로 절단함으로써 소정 치수의 유리 기판을 잘라내는 기술이 제안되어 있다. 또한, 판두께가 30㎛～400㎛인 유리 필름 리본이라면 그 양단을 잘라 버린 후에 소정의 길이로 절단하지 않고(소정의 롤러 등에 의해) 감아 올릴 수 있다는 취지가 기재되어 있다.
또한, 하기 특허문헌 2에는 소위 플로트법에 의해 성형된 판두께가 0.7㎜ 미만인 유리 필름 리본의 폭방향 양단부를 용융 주석조 상에서 절단한 것을 롤 형상으로 감아 올리는 기술이 제안되어 있다.
이와 같이, 유리 필름 리본은 종래의 유리 기판과는 달리 그 뛰어난 가요성을 살려서 롤 형상으로 권취하는 것이 가능하고, 예를 들면 롤투롤(Roll to Roll) 제법 등의 생산 방식에 공급하는 것이 가능해진다.
일본 특허 공개 2000-335928호 공보 일본 특허 공표 2002-544104호 공보
유리 필름 리본은 용융 유리가 박판 형상으로 성형되고, 그 점도가 비교적 낮은 동안에 더욱 연신되어서 소정의 폭방향 치수 및 두께 치수로 성형된다. 이 때, 유리 필름 리본에는 휘어짐이나, 유리 필름 리본의 폭방향으로 큰 곡률로 만곡되는 만곡 변형이 발생하는 경우가 있다. 대부분의 경우, 유리 필름 리본의 성형시에는 이들 변형이 조합된 형태로 나타난다. 그리고, 이들 변형은 용융 유리가 유리 필름 리본으로 성형되고, 냉각을 끝낼 때까지의 동안에 거의 고정화되어 버린다.
장척의 유리 필름 리본을 권취할 경우에는 상술한 변형 중, 특히 만곡 변형이 문제가 될 경우가 많다. 그러나, 만곡 변형을 발생시킨 장척인 유리 필름 리본에 있어서는 그 폭방향으로 큰 곡률로 만곡 변형된 상태에서 고정화되기 때문에, 유리 필름 리본의 폭방향으로 소위 죽순 형상으로 어긋난 형태로 롤 형상으로 권취되기 쉽다. 이것으로는 유리 필름을 유리 롤로서 제공할 수 없어 수율의 저하로 이어진다.
이 문제를 해결하기 위해, 예를 들면 하기 특허문헌 1에는 유리 필름 리본의 만곡 변형 정도(만곡 변형의 유무도 포함시켜서)를 감시하여 조정하는 기구를, 유리 필름 리본의 성형장치에 장착함으로써 유리 필름 리본에 만곡 변형이 보이지 않도록 하는 기술이 개시되어 있다. 그런데, 상기 특허문헌 1에 개시된 기술에서는 유리 필름 리본이 충분히, 또는 어느 정도 냉각된 개소에 상기 유리 필름 리본의 만곡 변형 정도를 감시하는 장치를 설치하고 있다. 상술한 바와 같이, 유리 필름 리본의 변형은 용융 유리가 유리 필름 리본의 형상으로 성형되어 냉각을 끝낼 때까지의 사이에 생기고 고정화되므로, 감시장치에서 이미 냉각된 유리 필름 리본의 만곡 변형의 발생을 감지하여 인발 롤러의 변위 기구 등의 조정 기구에 피드백을 걸었다고 해도 필연적으로 시간적인 늦음을 발생시킨다. 따라서, 상기 조정 작업을 개시하기까지의 사이에 만곡 변형이 있는 유리 필름 리본을 권취하여 이루어지는 유리 필름의 롤체에 죽순 형상으로 어긋난 권취 부분이 남게 되어 수율의 저하를 초래한다.
또한, 상기 특허문헌 1과 같이 유리 필름 리본에 대하여 적극적으로 교정력을 부여해서 그 만곡 변형을 교정하려고 하는 방법에서는 교정력을 부여하는 것에 의한 새로운 변형이 발생하고, 이 새로운 변형에 의한 만곡 변형 등의 변형을 다시 교정하는 작업을 끊임없이 행할 필요가 생긴다. 유리는 취성(脆性) 재료이기 때문에 유리 필름 리본에 교정력을 계속해서 부여하면 유리 필름 리본에 변형이 축적되고, 결국에는 유리 필름 리본이 파손(파단)되는 사태를 초래하게 된다. 이래서는, 유리 필름 리본의 권취 작업을 정밀도 좋게 또한 안정적으로 계속하는 것은 곤란하고, 그 때문의 낭비도 많다.
이상의 사정을 감안하여, 본 명세서에서는 수율의 저하를 초래하지 않고, 또 만곡 변형도 없이 롤 형상으로 권취 가능한 유리 필름 리본을 정밀도 좋게 제조하는 것을 본 발명에 의해 해결해야 할 기술적인 과제로 한다.
상기 과제의 해결은, 본 발명에 의한 유리 필름의 제조방법에 의해 달성된다. 즉, 이 제조방법은 용융 유리 또는 2차 가공용의 유리 모재로부터 유리 필름 리본을 성형함과 아울러 냉각을 수반하여 하방으로 인출된 유리 필름 리본을 롤 형상으로 권취하고, 그 권취 위치의 앞쪽에서 유리 필름 리본을 폭방향을 따라 절단하는 유리 필름의 제조방법에 있어서, 유리 필름 리본의 성형 개시 위치로부터 유리 필름 리본의 절단 위치까지의 연직방향 거리가 유리 필름 리본의 폭방향 치수의 5배 이상이 되도록 한 점으로써 특징지어진다. 또한, 여기에서 말하는 「유리 필름 리본의 성형 개시 위치」는 채용하는 성형 방법에 따라 다르고, 예를 들면 유리 필름 리본의 성형방법으로 슬롯 다운드로우법을 채용할 경우이면 용융 유리를 하방으로 인출하기 위한 슬롯(슬릿) 개구부가 상기 성형 개시 위치에 상당한다. 또한, 오버플로우 다운드로우법을 채용할 경우이면 넘쳐 나온 용융 유리가 합류하는 성형체의 하단이 상기 성형 개시 위치에 상당하고, 리드로우법을 채용할 경우이면 버너 등으로 2차 가공용의 유리 모재를 가열하여 소정 방향으로의 잡아늘림을 개시하는 위치가 상기 성형 개시 위치에 상당한다.
상기한 바와 같이, 소정 형상으로 성형된 후 냉각을 수반하여 하방으로 인출된 유리 필름 리본에는, 유리 필름 리본을 롤 형상으로 권취하기 위한 롤러에 의한 견인력에 추가하여, 하방으로 인출한 유리 필름 리본의 중량이 유리 필름 리본 자신에 부가된다. 즉, 연직방향을 따라서 인출되는 유리 필름 리본의 소정의 부위(예를 들면 냉각 중인 부위)를 기준으로 해서 보았을 경우, 상기 소정의 부위보다 하방에 위치하는 부위의 중량이 유리 필름 리본의 상기 소정의 부위에 대한 연직 하방으로의 견인력이 된다. 이 견인력은 연직방향으로, 또한 유리 필름 리본의 폭방향 전역에 걸쳐 균등하게 작용해야 하지만, 유리 필름 리본이 어떠한 이유에서 휘거나 만곡 변형을 발생키기거나 함으로써 그 무게중심이 성형 개시 위치를 지나는 가상 연직선 상에서 벗어날 경우가 있다. 이 때, 상기 견인력이 불충분하면 이러한 상태가 장시간에 걸쳐 계속해서 생기고, 그 후에 유리 필름 리본의 무게중심을 상기 가상 연직선 상에 돌려리고자 하는 힘이 작용했다고 해도 시간적인 지연이 원인이 되어 유리 필름 리본의 변형이 크게 남아 품질면에서 치명적인 결함을 초래하기 쉽다. 그래서, 본 발명자는 상기한 바와 같이, 유리 필름 리본의 성형 개시 위치로부터 유리 필름 리본의 폭방향을 따른 절단 위치까지의 연직방향 거리와 상기 유리 필름 리본의 폭방향 치수의 비율에 착안하여, 이들 폭방향 치수에 대한 연직방향 거리의 비율에 대해 예의 검토한 결과, 상기 비율을 소정의 크기 이상으로 했을 때에, 구체적으로는 상기 비율을 5 이상으로 했을 때에 유리 필름 리본의 무게중심을 연직선 상에 되돌리고자 하는 힘이 권취 전의 유리 필름 리본에 대하여 시간적인 지연을 발생시키지 않고 신속하고 또한 유효하게 작용하는 것을 찾아냈다. 따라서, 예를 들면 소정의 폭방향 치수를 갖는 유리 필름 리본을 제조할 경우, 상기 유리 필름 리본의 폭방향 치수에 따라서 연직방향 거리를 크게 취하도록 함으로써 연속적으로 성형되는 유리 필름 리본 중 비교적 상방에 위치하는 부위, 즉 성형 직후부터 냉각 중에 걸친 부위가 상기 부위보다 하방에 위치하는 부분의 자체 중량에 의해 자연히 연직 하방을 향해서 견인된다. 그리고, 이 견인력에 의해 가령 유리 필름 리본의 무게중심이 가상 연직선 상에서 벗어나거나, 또는 벗어날 것 같이 경우에 있어서도 상기 무게중심을 가상 연직선 상에 되돌리려고 하는 힘이 신속하게 작용하므로, 하방으로 인출되는 유리 필름 리본의 만곡 변형을 포함하는 변형을 가급적으로 저감할 수 있다. 그 때문에, 특히 감시장치나 조정 기구를 설치하지 않더라도 유리 필름 리본을 폭방향을 따라 절단하고, 롤 형상으로 권취했을 때에 소위 죽순 형상으로 어긋난 상태로는 되지 않게 된다. 또한, 본 발명에 의한 제조방법에 의하면, 자체 중량에 의해 인출 중인 유리 필름 리본의 무게중심 위치를 조정하게 되기 때문에 상기 폭방향 치수에 대한 연직방향 거리의 비를 일단 정해 버리면, 이후에는 안정되게 장척의 유리 필름 리본의 제조를 계속하는 것이 가능해진다. 따라서, 상기 장척의 유리 필름 리본을 권취함으로써 폭방향의 권취 위치가 항상 정돈된 상태의 고정밀도의 유리 필름의 권취 롤체를 안정적으로 계속해서 얻는 것이 가능해진다.
이 경우, 유리 필름 리본의 폭방향 중앙부에 있어서의 두께 치수를 300㎛ 이하로 해도 좋다.
이것은 롤 형상으로 권취해야 할 유리 필름 리본의 두께 치수가 300㎛를 초과하면, 유리 필름의 롤체의 내경이 이론상 420㎜ 이상(바람직하게는 700㎜ 이상) 필요하게 되고, 또한 권취 후의 유리 롤의 외경이 2000㎜를 초과하기 쉬워져 컨테이너 등에 의한 유리 롤의 수송이 현실적으로 곤란하게 되기 때문이다. 이상의 이유로부터, 롤 형상으로 권취하는 것을 전제로 했을 경우 유리 필름 리본의 폭방향 중앙부의 두께 치수는 300㎛ 이하인 것이 바람직하고, 100㎛ 이하이면 보다 바람직하며, 50㎛ 이하이면 더욱 바람직하다.
또한, 용융 유리로부터 유리 필름 리본을 성형하기 위한 방법으로 오버플로우 다운드로우법을 채용해도 좋다.
유리 필름 리본을 롤 형상으로 권취한 유리 필름의 롤 형상 제품은, 상술한 바와 같이 소위 롤투롤 제법에 의한 후공정에 공급되는 경우도 적지 않고, 이들 후공정에 있어서는 통상 유리 필름 리본의 표면에 미세한 소자나 배선을 설치하는 작업이 이루어진다. 그 때문에, 유리 필름 리본의 표면에는 매우 뛰어난 평활성(평면도)이 요구된다. 그러나, 예를 들면 슬롯 다운드로우법 등의 노즐을 사용한 성형법에서는 성형 노즐로부터 용융 유리를 배출하기 때문에 성형되는 유리 필름 리본의 표면에 성형 노즐 슬롯의 내면형상이 반영(말하자면 전사)되어 버릴 경우가 있다. 그 때문에, 유리 필름 리본의 표면을 평활하게 또한 고정밀도로 얻는 것이 어렵다. 한편, 오버플로우 다운드로우법에 의하면 유리 필름 리본의 표면은 외기(성형장치 중의 분위기 가스)에 접촉하기만 하면 되므로 매우 평활한 면을 얻는 것이 가능해진다. 동일한 효과는 일단 고화한 2차 가공용의 유리 모재를 가열해서 소정의 방향으로 잡아늘림으로써 행하는, 소위 리드로우법에 의해서도 얻는 것이 가능하다.
또한, 유리 필름 리본의 폭방향 양단부를 레이저 할단에 의해 절단하도록 하여도 좋다.
용융 유리로부터 유리 필름 리본을 성형할 경우, 특히 상술한 오버플로우 다운드로우법에 의해 유리 필름 리본을 성형할 경우 그 폭방향 양단부의 두께 치수는 주로 제품 부분으로서 사용되는 폭방향 중앙부의 두께 치수보다 두꺼워지는 경우가 많다. 이 때문에, 일정한 두께 치수를 갖는 유리 필름 제품을 얻는 것을 목적으로 해서 유리 필름 리본을 제조할 경우, 성형한 유리 필름 리본의 폭방향 양단부는 소정의 방법에 의해 절단된다. 여기에서, 유리 필름 리본의 폭방향 양단부를 절단하는 바람직한 방법의 하나로 레이저 할단을 사용한 방법을 들 수 있다. 레이저 할단에 의해 폭방향 양단부를 절단함으로써 생긴 측단면은 평활하고, 상처가 매우 적기 때문에 유리 롤 제품용의 유리 필름 리본에 적합하다. 여기에서, 레이저 할단이란 레이저에 의한 가열과, 냉매에 의한 냉각에 의한 열응력을 유리 필름 리본에 발생시키고, 이 열응력에 의해 미리 유리 필름 리본에 부여해 둔 초기 균열을 진전시킴으로써 유리 필름 리본의 절단을 행하는 것이다. 본 발명에 의하면 유리 필름 리본의 폭방향 양단부의 한쪽이 절단시에 부상할 걱정도 없으므로 확실하고 또한 고정밀도로 상기 양단부를 절단하는 것이 가능하게 된다.
또한, 유리 필름 리본의 성형 개시 위치의 하방에 위치하는 서냉영역의 연직방향 거리를, 유리 필름 리본의 성형 개시 위치로부터 유리 필름 리본의 절단 위치까지의 연직방향 거리의 50% 이상 80% 이하로 설정하면 좋다.
이렇게 함으로써 유리 필름 리본의 성형 속도를 저하시키지 않고 용융 유리로부터 성형된 유리 필름 리본의 냉각 속도를 저감시키는(작게 하는) 것이 가능해지고, 유리 필름 리본의 잔류 변형을 작게 하는 것이 가능해진다. 이렇게 성형된 유리 필름 리본의 잔류 변형은 광의 위상각 차로 0.5㎚ 이하로 할 수 있다. 또한, 서냉 영역의 연직방향 거리는 유리 필름 리본의 성형 개시 위치로부터 절단 위치까지의 연직방향 거리의 60% 이상 80% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 70% 이상 80% 이하로 설정하면 좋다.
또한, 상기 과제의 해결은, 본 발명에 의한 유리 필름의 제조장치에 의해서도 달성된다. 즉, 이 제조장치는 용융 유리 또는 2차 가공용의 유리 모재로부터 유리 필름 리본을 성형하는 유리 필름 리본의 성형장치와, 냉각을 수반하여 하방으로 인출된 상기 유리 필름 리본을 롤 형상으로 권취하는 권취장치와, 이 권취장치에 의한 권취 위치의 앞쪽에서 상기 유리 필름 리본을 폭방향을 따라 절단하는 폭방향 절단장치를 구비한 유리 필름의 제조장치에 있어서, 성형장치에 의한 유리 필름 리본의 성형 개시 위치로부터 폭방향 절단장치에 의한 유리 필름 리본의 절단 위치까지의 연직방향 거리는 유리 필름 리본의 폭방향 치수의 5배 이상이 되도록 한 것으로써 특징지어진다.
상기 제조장치에 대해서도 본란의 첫머리에서 서술한 제조방법과 동일한 기술적 특징을 갖기 때문에 상기에 의한 작용 효과와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
(발명의 효과)
이상과 같이, 본 발명에 의한 유리 필름의 제조방법 및 그 제조장치에 의하면 수율의 저하를 초래하지 않고, 또한 만곡 변형도 없이 롤 형상으로 권취 가능한 유리 필름 리본을 정밀도 좋게 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 의한 유리 필름의 제조장치의 측면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 유리 필름의 제조장치의 정면도이다.
이하, 본 발명의 일실시형태를 도 1 및 도 2에 의거하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 의한 유리 필름의 제조장치(1)의 측면도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이 이 제조장치(1)는 소위 오버플로우 다운드로우법에 의해 용융 유리로부터 유리 필름 리본(G)을 성형하는 성형장치(10)와, 냉각을 수반하여 하방으로 인출된 유리 필름 리본(G)을 롤 형상으로 권취하는 권취장치(20)를 구비하는 것으로, 권취장치(20)보다 상류측에 설치한 폭방향 절단장치(30)에 의해 하방으로 인출된 유리 필름 리본(G)을 폭방향을 따라 절단함으로써 소정의 롤 두께를 갖는 유리 필름의 롤체(Gr)를 얻을 수 있게 되어 있다.
상세하게 서술하면, 성형장치(10)의 내부에는 단면 쐐기 형상의 외표면 형상을 갖는 성형체(11)가 설치되어 있고, 도시하지 않은 용융 가마에서 용융된 유리(용융 유리)를 성형체(11)에 공급함으로써 상기 용융 유리가 성형체(11)의 꼭대기부로부터 넘쳐 나오게 되어 있다. 그리고, 넘쳐 나온 용융 유리는 성형체(11)의 단면 쐐기 형상을 띠는 양 측면을 따라 이동하여 하단에서 합류함으로써 용융 유리로부터 유리 필름 리본(G)으로의 성형이 개시되게 되어 있다. 이와 같이, 성형장치(10)의 가장 상부에 위치하는 성형 영역(10A)(도 1 및 도 2를 참조)에서 성형된 유리 필름 리본(G)은 그대로 하방으로 유하하여 성형 영역(10A)의 하방에 위치하는 서냉 영역(10B)에 이른다. 그리고, 이 서냉 영역(10B)에서는 유리 필름 리본(G)을 서냉하면서 그 잔류 변형을 제거(어닐 처리)하게 되어 있다. 서냉 영역(10B)의 더욱 하류측(하방)에는 냉각 영역(10C)이 형성되어 있고, 서냉된 유리 필름 리본(G)을 실온 정도의 온도로까지 충분하게 냉각하게 되어 있다. 서냉 영역(10B)과 냉각 영역(10C)에는 유리 필름 리본(G)을 하방으로 안내하는 복수의 롤러(12)가 배치되어 있다. 또한, 이 실시형태에서는 성형장치(10) 내의 각 영역(10B, 10C)의 최상부(도 1에서 설명)에 설치된 롤러(12)가 유리 필름 리본(G)을 냉각하는 냉각 롤러로서 기능함과 아울러, 유리 필름 리본(G)에 하방으로의 인출력(견인력)을 부여하기 위한 구동 롤러로서도 기능하고 있다. 나머지의 롤러(12)는 공전 롤러 내지 인장 롤러 등으로서 유리 필름 리본(G)을 하방으로 안내하면서 인출하는 기능을 담당하고 있다.
냉각 영역(10C)을 통과한 유리 필름 리본(G)은 연직방향으로부터 수평방향으로 진행 방향을 바꾸면서 유리 필름 제조장치(1)의 가장 하류측에 배치한 권취장치(20)를 향해서 인출된다. 구체적으로는, 냉각 영역(10C)의 하방에는, 계속해서 유리 필름 리본(G)이 연직 하방을 향해서 인출되는 연직 인출 영역(30A)이 연속함과 아울러, 그 하방에는 유리 필름 리본(G)을 만곡시켜서 그 인출 방향을 연직방향으로부터 대략 수평방향으로 변환하는 만곡 영역(30B)이 연속하고 있다. 이 실시형태에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이 만곡 영역(30B)에 있어서 유리 필름 리본(G)을 소정의 곡률반경으로 만곡시키기 위한 복수의 만곡 보조 롤러(31)가 설치되어 있고, 이들 복수의 만곡 보조 롤러(31)의 작용에 의해 후술하는 수평 인출 영역(30C)을 향해서 유리 필름 리본(G)을 송출하게 되어 있다. 또한, 만곡 영역(30B)의 하류측[도 1에서 하면 만곡 영역(30B)의 좌측]에는 만곡 영역(30B)을 통과한 유리 필름 리본(G)을 대략 수평방향을 향해서 인출하는 수평 인출 영역(30C)이 연속되어 있다.
또한, 도시는 생략하지만, 수평 인출 영역(30C)에는 유리 필름 리본(G)을 그 길이방향을 따라 절단 가능한 길이방향 절단장치가 설치되어 있고, 만곡 영역(30B)을 통과해서 수평 인출 영역(30C)에 도달한 유리 필름 리본(G)의 폭방향 양단부(Ge)(도 2를 참조)를 그 길이방향을 따라 연속적으로 절단할 수 있게 되어 있다. 여기에서, 길이방향 절단장치로서는, 도면에 나타내는 것은 생략하지만 다이아몬드 커터를 이용해서 스크라이브 라인을 형성함과 아울러, 에지부[폭방향 양단부(Ge)]를 접어 나눔으로써 상기 에지부를 스크라이브 라인을 따라 절단하는 장치를 사용할 수 있지만, 절단면의 강도 향상을 꾀하는 관점으로부터는, 예를 들면 국부 가열수단과, 냉각수단과, 유리 필름 리본의 절단 예정선 주위의 이면을 지지하는 지지 부재와, 절단 예정선에 초기 균열을 형성하는 균열 형성수단을 구비한 레이저 할단장치를 사용하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 유리 필름 리본(G)을 그 폭방향 양단부(Ge)와 유리 필름 리본(G)의 유효부에 소위 풀바디 절단할 수 있다.
상술한 바와 같이 하여 유리 필름 리본(G)의 폭방향 양단부(Ge)를 절단한 후, 이들 폭방향 양단부(Ge)를 제외한 유리 필름 리본(G)의 유효부가 권취장치(20)의 권심(21) 둘레에서 롤 형상으로 권취된다. 그리고, 권취되어서 만들어진 유리 필름의 롤체(Gr)의 롤 지름(두께 치수)이 소정의 치수에 도달한 시점에서 폭방향 절단장치(30)에 의해 유리 필름 리본(G)을 폭방향으로 절단한다. 이 경우, 폭방향 절단장치(30)는 길이방향 절단장치보다 유리 필름 리본(G)의 인출 경로의 하류측에 위치하고 있지만, 이것과는 반대로 길이방향 절단장치가 폭방향 절단장치(30)보다 하류측에 위치하고 있어도 좋다. 이상의 공정을 거쳐서 최종제품이 되는 유리 필름의 롤체(Gr)가 얻어진다. 또한, 이 실시형태에서는 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 권취장치(20)의 근방에 보호 시트 공급장치(22)가 설치되어 있고, 이 보호 시트 공급장치(22)로부터 공급되는 보호 시트(23)를 유리 필름 리본(G)과 함께 권취장치(20)의 권심(21) 둘레에서 롤 형상으로 권취하게 되어 있다.
여기에서, 유리 필름 리본(G)의 성형 개시 위치, 즉 넘쳐 나온 용융 유리의 성형체(11) 하방에서의 합류 위치로부터 폭방향 절단장치(30)에 의한 유리 필름 리본(G)의 절단 위치까지의 연직방향 거리(h)(도 1을 참조)가 유리 필름 리본(G)의 폭방향 치수, 보다 정확하게는 냉각 영역(10C)을 나온 유리 필름 리본(G)의 폭방향 치수(w)(도 2를 참조)의 5배 이상으로 되어 있다. 즉, 폭방향 치수(w)에 대한 연직방향 거리(h)의 비(h/w)가 5 이상으로 되어 있다. 이것에 의해, 연속적으로 성형되는 유리 필름 리본 중 비교적 상방에 위치하는 부위, 즉 성형 영역(10A) 중의 성형 개시 위치[성형체(11)의 하단위치]보다 하방의 부위나 서냉 영역(10) 등의 부위가, 이들 부위보다 하방에 위치하는 부위의 자체 중량에 의해 연직 하방으로 견인된다. 그리고, 이 견인력에 의해 가령 유리 필름 리본(G)의 무게중심이 상기 유리 필름 리본(G)의 성형 개시 위치의 폭방향 중앙을 통과하는 가상 연직선 상에서 벗어날 경우에 있어서도 상기 무게중심을 가상 연직선 상에 되돌리고자 하는 힘이 신속하게 작용하므로, 하방으로 인출되는 유리 필름 리본(G)의 만곡 변형을 포함하는 변형을 가급적으로 저감할 수 있다. 그 때문에 유리 필름 리본(G)을 더욱 하류 영역에서 폭방향으로 절단하고, 권취장치(20)로 롤 형상으로 권취했을 때, 소위 죽순 형상으로 어긋난 상태로는 안되게 된다. 또한, 이 제조방법이면 자체 중량에 의해 인출 중인 유리 필름 리본(G)의 무게중심 위치를 조정하게 되므로 상기 폭방향 치수(w)에 대한 연직방향 거리(h)의 비(h/w)를 일단 정해 버리면, 이후에는 안정된 권취 작업을 계속하는 것이 가능해진다. 따라서, 폭방향의 권취 위치가 항상 맞추어진 상태의 고정밀도의 유리 필름의 롤체(Gr)를 안정적으로 얻을 수 있다.
특히, 이 실시형태와 같이 냉각 영역(10C)의 하방에 연직 인출 영역(30A), 만곡 영역(30B), 및 수평 인출 영역(30C)이 순차적으로 형성될 경우, 성형 영역(10A)과 냉각 영역(10C), 및 만곡 영역(30B)의 치수에 대해서는 성형하는 유리 필름 리본(G)의 재질이나 치수에 따라 어느 정도 자동적으로 정해지므로, 현실적으로는 연직 인출 영역(30A)의 길이를 h/w≥5가 되도록 종래에 비해서 크게 설정하는 것이 좋다. 이것에 의해, 특히 종래 구성을 대폭 변경하지 않고 유리 필름 리본(G)의 권취를 고정밀도로 실시하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 방법을 채용할 경우 상기 폭방향 치수(w)에 대한 상기 연직방향 거리(h)의 비(h/w)는 7 이상이면 보다 좋고, 10 이상이면 더욱 좋다. 이렇게 설정함으로써 후술의 결과에 나타내는 바와 같이 유리 필름 리본(G)의 만곡도(휘어짐의 정도를 말한다. 만곡 변형의 정도와는 다르다.)를 대폭 줄일 수 있으므로, 매우 고품질인 유리 필름의 롤체(Gr)를 얻는 것이 가능해진다.
여기에서, 유리 필름 리본(G)의 폭방향 중앙부에 있어서의 두께 치수는 300㎛ 이하가 바람직하고, 100㎛ 이하이면 보다 바람직하고, 50㎛ 이하이면 더욱 바람직하다. 롤 형상으로 권취 가능한 정도의 가요성을 유리 필름 리본(G)이 갖고 있으면 좋다.
또한, 유리 필름 리본(G)의 폭방향 치수(w)에 대해서는 500㎜ 이상인 것이 바람직하다. 즉, 유리 필름 리본(G)의 폭방향 치수(w)가 500㎜ 이상이 아니면 유리 필름 리본(G)이 자체 중량에 의해 견인되는 효과를 충분히 얻을 수 없다. 여기에서, 하한값에 대해서는 1000㎜ 이상이면 보다 바람직하고, 1500㎜ 이상이면 더욱 바람직하다. 또한, 상한값에 대해서는 6000㎜ 이하인 것이 바람직하다. 기능면, 성능면에서 보면 아무리 커도 문제는 없지만, 너무 지나치게 커지면(6000㎜를 초과하면) 그 만큼 설비의 높이가 필요하게 되어 비용면에서 문제가 발생할 가능성이 있기 때문이다.
이상, 본 발명에 의한 유리 필름의 제조방법과 그 제조장치의 일실시형태를 설명했지만, 이것들은 상기 예시의 형태에 한정되지 않고 본 발명의 범위 내에 있어서 임의의 형태를 채택할 수 있다.
예를 들면, 상기 실시형태에서는 도 1에 나타내는 바와 같이 수평 인출 영역(30C)에 있어서 유리 필름 리본(G)을 권취장치(20)측을 향해서 하강 경사시킨 구성으로 되어 있지만, 대략 수평이어도 좋고, 또는 반대로 약간 상방을 향해서 경사 지게 해도 좋다. 이 경우도, 연직방향 거리(h)의 하측의 기준위치는 폭방향 절단장치(30)에 의한 유리 필름 리본(G)의 절단 위치가 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 유리 필름 리본(G)의 폭방향 양단부(Ge)의 절단 위치를 수평 인출 영역(30C) 중에 형성하도록 했을 경우를 설명했지만, 특별히 이 위치에 한정되지는 않는다. 권취장치(20)보다 상류측에서 절단 가능한 한에 있어서 그 절단 위치는 임의이고, 예를 들면 만곡 영역(30B)이나 연직 인출 영역(30A)에서 절단하는 것도 가능하다. 폭방향 절단장치(30)에 대해서도 마찬가지이고, 연직 인출 영역(30A)이나 만곡 영역(30B)에서 유리 필름 리본(G)을 폭방향을 따라 절단하도록 하여도 좋다.
또한, 상술한 바와 같이 폭방향 절단장치(30)나 길이방향 절단장치를 연직 인출 영역(30A) 내에 형성할 경우, 수평 인출 영역(30C), 또는 만곡 영역(30B)과 수평 인출 영역(30C)을 생략할 수도 있다. 이 경우, 권취장치(20)는 연직 인출 영역(30A) 또는 만곡 영역(30B)의 하류단에 배치할 수 있다.
또한, 이상의 설명에서는 소위 오버플로우 다운드로우법을 사용한 유리 필름의 제조공정에 본 발명을 적용할 경우를 예시했지만, 물론 상기 이외의 성형방법, 예를 들면 슬롯 다운드로우법 등의 각종 다운드로우법이나, 2차 가공용의 유리 모재를 이용하는 리드로우법 등, 여러 가지 유리 필름의 성형방법을 채용하는 것이 가능하다.
이상의 설명에 의한 유리 필름의 제조방법과 그 제조장치에 의하면, 수율의 저하를 초래하지 않고, 또한 만곡 변형도 없이 롤 형상으로 권취 가능한 유리 필름 리본을 정밀도 좋게 제조할 수 있으므로, FPD 등의 영상 표시장치용 유리 기판에 머무르지 않고, 품질의 확보가 요구되는 모든 유리 필름의 양산 공정에 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 상기 이외의 사항에 대해서도, 본 발명의 기술적 의의를 몰각하지 않는 한에 있어서 다른 구체적 형태를 채용할 수 있는 것은 물론이다.
[실시예]
이하, 본 발명의 유용성을 입증하기 위해서 본 발명자가 행한 실험에 대해서 기술한다. 이번의 실험에서는 유리 필름 리본의 성형 개시 위치로부터 폭방향을 따른 절단 위치까지의 연직방향 거리와 폭방향 치수의 비율을 다르게 했을 경우에 얻어진 유리 필름 리본의 제품 상태에서의 만곡도를 측정하고, 본 발명의 유용성에 대해서 평가했다.
구체적으로는, 하기의 표 1에 나타내는 바와 같이 유리 필름 리본의 폭방향 치수나, 유리 필름 리본의 성형체의 하단 위치로부터 상기 유리 필름 리본의 폭방향을 따른 절단 위치까지의 연직방향 거리를 다르게 한 상태에서 유리 필름 리본의 제조를 행하였다. 이 때에 채용한 제조방법은 오버플로우 다운드로우법이다. 또한, 유리 필름 리본의 폭방향 중앙부의 두께 치수는 모두 100㎛로 했다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예
폭방향 치수 w[m] 1.5 1.8 1.8 1.5
연직방향 거리 h[m] 7.5 13 18 7
h/w 5 7.2 10 4.7
만곡도[㎜] 8 6 2 20
상기의 조건 하에서 제조한 유리 필름 리본을 유리 필름의 롤체로부터 10m 인출하고, 정반 상에 적재된 유리 필름 리본의 길이방향 양단끼리를 상기 길이방향으로 연결된 가상 직선으로부터 상기 유리 필름 리본의 만곡 오목 끝면까지의 이간 거리의 최대값[㎜]을 만곡도로서 측정했다.
만곡도의 측정 결과를 상기 표 1의 최하란에 나타낸다. 이 표에서 알 수 있는 바와 같이, 폭방향 치수(w)에 대한 연직방향 거리(h)의 비(h/w)가 5 미만인 경우, 유리 필름 제품으로서 바람직하지 못한 크기의 만곡도를 나타내고 있다. 이것에 대하여 h/w가 5 이상인 경우, 특히 h/w가 10인 경우 측정되는 만곡도는 매우 작아지는 것을 알 수 있었다.
1 : 유리 필름의 제조장치 10 : 성형장치
10A : 성형 영역 10B : 서냉 영역
10C : 냉각 영역 11 : 성형체
12 : 롤러 20 : 권취장치
21 : 권심 22 : 보호 시트 공급장치
23 : 보호 시트 30 : 폭방향 절단장치
30A : 연직 인출 영역 30B : 만곡 영역
30C : 수평 인출 영역 31 : 만곡 보조 롤러
G : 유리 필름 리본 Ge : 폭방향 양단부
Gr : 유리 필름의 롤체 h : 연직방향 거리
w : 폭방향 치수

Claims (5)

  1. 용융 유리 또는 2차 가공용의 유리 모재로부터 유리 필름 리본을 성형함과 아울러 냉각을 수반하여 하방으로 인출된 상기 유리 필름 리본을 롤 형상으로 권취하고, 그 권취 위치의 앞쪽에서 상기 유리 필름 리본을 폭방향을 따라 절단하는 유리 필름의 제조방법에 있어서:
    상기 유리 필름 리본의 성형 개시 위치로부터 상기 유리 필름 리본의 절단 위치까지의 연직방향 거리는 상기 유리 필름 리본의 폭방향 치수의 5배 이상이 되도록 한 것을 특징으로 하는 유리 필름의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유리 필름 리본의 폭방향 중앙부에 있어서의 두께 치수를 300㎛ 이하로 한 것을 특징으로 하는 유리 필름의 제조방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 용융 유리로부터 상기 유리 필름 리본을 성형하기 위한 방법으로 오버플로우 다운드로우법을 채용한 것을 특징으로 하는 유리 필름의 제조방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 필름 리본의 폭방향 양단부를 레이저 할단에 의해 절단하도록 한 것을 특징으로 하는 유리 필름 리본의 제조방법.
  5. 용융 유리 또는 2차 가공용의 유리 모재로부터 유리 필름 리본을 성형하는 유리 필름 리본의 성형장치와, 냉각을 수반하여 하방으로 인출된 상기 유리 필름 리본을 롤 형상으로 권취하는 권취장치와, 이 권취장치에 의한 권취 위치의 앞쪽에서 상기 유리 필름 리본을 폭방향을 따라 절단하는 폭방향 절단장치를 구비한 유리 필름의 제조장치에 있어서:
    상기 성형장치에 의한 상기 유리 필름 리본의 성형 개시 위치로부터 상기 폭방향 절단장치에 의한 상기 유리 필름 리본의 절단 위치까지의 연직방향 거리는 상기 유리 필름 리본의 폭방향 치수의 5배 이상이 되도록 한 것을 특징으로 하는 유리 필름의 제조장치.
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