KR20140052901A

KR20140052901A - 글래스 기판의 제조 방법 및 글래스 기판 연마용 자성 유동체

Info

Publication number: KR20140052901A
Application number: KR1020130127780A
Authority: KR
Inventors: 사또루 이따꾸라; 다까라 미스미
Original assignee: 아반스트레이트 가부시키가이샤
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2013-10-25
Publication date: 2014-05-07
Also published as: TW201417958A; CN103769956A; KR101925646B1; TWI637811B; CN103769956B

Abstract

본 발명의 과제는, 글래스 기판의 단부면을 평활하게 가공할 수 있고, 또한 종래보다도 가공 시간을 단축하는 것이다. 글래스 기판의 단부면을 연마하는 연마 공정에 있어서, 회전축과, 자석에 의해 구성되고, 상기 회전축의 축 방향으로 간격을 두고 배치되고, 상기 회전축과 함께 회전하는 제1 부재 및 제2 부재를 구비한 자장 형성부와, 자성체 지립과 액체에 의해 구성되고, 제1 부재와 제2 부재와의 사이에 형성된 자장에 의해 보유 지지되는 자성 유동체를 구비한 연마 휠을 이용한다. 이 연마 공정에 있어서, 자성 유동체 중의 자성체 지립의 농도를 70％ 이상으로 조정하고, 회전축을 회전시킨 상태에서 자성 유동체와 글래스 기판의 단부면과 접촉시키고, 연마하는 글래스 기판의 단연을 따라 연마 휠과 상기 글래스 기판을 상대적으로 이동시킨다.

Description

글래스 기판의 제조 방법 및 글래스 기판 연마용 자성 유동체{METHOD FOR MANUFACTURING GLASS SUBSTRATE AND MAGNETIC FLUID FOR POLISHING GLASS SUBSTRATE}

본 발명은, 글래스 기판의 제조 방법 및 글래스 기판 연마용 자성 유동체에 관한 것이다.

액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이용의 글래스 기판의 제조 공정은, 글래스 기판을 절단하는 공정을 포함한다. 글래스 기판을 절단할 때에는, 글래스 기판에 스크라이브선을 형성하고, 스크라이브선에 인장 응력을 집중시켜 글래스 기판을 할단한다. 스크라이브선은, 일반적으로, 다이아몬드 커터를 이용하여 기계적으로 형성하는 방법이나, 레이저를 이용한 가열과 급냉에 의해 초기 균열을 진행시키는 방법에 의해 형성된다.

스크라이브선이 기계적으로 형성된 경우, 스크라이브선의 주위에 미세한 크랙이 불가피하게 존재한다. 레이저를 이용하여 스크라이브선이 형성된 경우, 분단된 글래스 기판의 단부면과 표리면과의 사이의 각부에는, 매우 예리한 엣지가 형성된다. 따라서, 절단 후의 글래스 기판의 단부면은, 다이아몬드 휠에 의해 연삭되어, 크랙이나 예리한 엣지가 제거되고, 예를 들면 단면이 R 형상으로 되도록 형상이 조정된다. 그 후, 글래스 기판의 단부면은, 예를 들면 발포 수지로 이루어지는 유연성을 갖는 연마 휠을 이용한 연마 가공에 의해 연마된다.

특허문헌 1 내지 3은, 글래스 기판의 단부면의 연마 가공에 자성 유체를 이용하는 기술을 개시하고 있다. 자성 유체를 이용한 연마 가공에서는, 자성체 지립을 포함하는 자성 유체를 한 쌍의 자석의 사이에 보유 지지하고, 글래스 기판의 단부면을 자성 유체에 접촉시킨 상태에서, 글래스 기판의 단부면과 자성 유체를 상대적으로 이동시킴으로써, 글래스 기판의 단부면을 연마한다. 자성 유체에 의한 연마 가공에서는, 자성체 지립이 피가공물의 형상에 추종하여 연마를 행할 수 있어, 피가공물에 대한 데미지가 비교적 적다. 따라서, 글래스 기판의 단부면의 연마 가공에 자성 유체를 이용한 경우, 종래의 연마 휠을 이용한 연마 가공과 비교하여, 보다 평활한 단부면이 얻어진다.

[특허문헌]

[특허문헌 1] 국제 공개 제2012/067587호

[특허문헌 2] 국제 공개 제2012/006504호

[특허문헌 3] 국제 공개 제2011/163450호

그러나, 자성 유체를 이용한 연마 가공은, 종래의 연마 휠을 이용한 연마 가공과 비교하여, 매우 긴 가공 시간을 필요로 한다. 예를 들면, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 물에 20vol％ 내지 40vol％의 자성체 지립을 분산시킨 자성 유체를 이용한 경우, 원하는 양의 글래스를 제거하기 위해서는 매우 긴 가공 시간을 필요로 하므로, 글래스 기판의 양산에는 적합하지 않다.

따라서, 본 발명은, 글래스 기판의 단부면을 평활하게 가공할 수 있고, 또한 종래보다도 가공 시간을 단축할 수 있는 글래스 기판의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 일 형태는, 글래스 기판의 단부면을 연마하는 연마 공정을 갖는 글래스 기판의 제조 방법이다. 이 글래스 기판의 제조 방법은, 회전축과, 자석에 의해 구성되고, 상기 회전축의 축 방향으로 간격을 두고 배치되고, 상기 회전축과 함께 회전하는 제1 부재 및 제2 부재를 구비한 자장 형성부와, 자성체 지립과 액체에 의해 구성되고, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재와의 사이에 형성된 자장에 의해 보유 지지되는 자성 유동체를 구비한 연마 휠을 이용하고, 상기 연마 공정에 있어서, 상기 자성 유동체 중의 상기 자성체 지립의 농도를 70％ 이상으로 조정하고, 상기 회전축을 회전시킨 상태에서 상기 자성 유동체와 상기 글래스 기판의 단부면과 접촉시키고, 연마하는 상기 글래스 기판의 단연을 따라 상기 연마 휠과 상기 글래스 기판을 상대적으로 이동시킨다.

상기한 양태의 글래스 기판의 제조 방법은, 상기 연마 공정 이전에, 상기 글래스 기판의 단부면을 연삭하는 연삭 공정을 가져도 된다. 이 경우, 상기 연삭 공정은, 지립을 제1 결합제로 굳힌 제1 연삭 휠을 이용하여 상기 글래스 기판의 단부면을 연삭하는 제1 연삭 공정과, 상기 제1 연삭 공정 이후, 지립을 상기 제1 결합재보다도 경도 및 강성이 낮은 제2 결합제로 굳힌 제2 연삭 휠을 이용하여 상기 글래스 기판의 단부면을 연삭하는 제2 연삭 공정을 가져도 된다.

또한, 상기 제1 결합제는 금속 결합제이어도 되고, 상기 제2 결합제는 수지 결합제이어도 된다.

또한, 상기 연삭 공정에 있어서, 상기 글래스 기판의 단부면은, JIS B 0601-1994에서 규정되는 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.2㎛ 이하로 되도록 연삭되고, 상기 연마 공정에 있어서, 상기 글래스 기판의 단부면은, 상기 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.01㎛ 미만으로 되도록 연마되어도 된다.

상기한 양태의 글래스 기판의 제조 방법은, 상기 연마 공정 이후, 상기 단부면에 부착된 상기 자성 유동체의 조성물을 제거하는 단부면 세정 공정을 구비해도 된다.

또한, 상기 단부면 세정 공정이, 산세정 또는 알칼리 세정이어도 된다.

본 발명의 다른 일 형태는, 자성체 지립을 포함하고, 자장에 의해 보유 지지되어 글래스 기판의 단부면을 연마 가공하는 글래스 기판 연마용 자성 유동체이다. 이 자성 유동체는, 상기 자성 유동체 중의 상기 자성체 지립의 농도가 70wt％ 이상인 것을 특징으로 한다.

상기한 양태의 글래스 기판 연마용 자성 유동체에 있어서, 상기 자성체 지립의 농도는, 85wt％ 이상이어도 된다.

상기한 양태의 글래스 기판 연마용 자성 유동체에 있어서, 상기 자성체 지립은, 최대 자속 밀도가 1T 이상이며, 최대 투자율이 3.0H/m 이상이어도 된다.

상기한 양태의 글래스 기판 연마용 자성 유동체에 있어서, 상기 자성체 지립은, 각부를 갖는 부정 형상의 입자이어도 된다. 이 경우, 상기 자성체 지립은, 평균 입자 직경이 15㎛ 이하이어도 된다.

상기한 양태의 글래스 기판 연마용 자성 유동체에 있어서, 상기 자성체 지립은, 각부가 없는 구 형상의 입자이어도 된다. 이 경우, 상기 자성체 지립은, 평균 입자 직경이 6㎛ 이상, 또한 20㎛ 이하이어도 된다.

본 발명의 글래스 기판의 제조 방법에 따르면, 글래스 기판의 단부면을 평활하게 가공할 수 있고, 또한 종래보다도 가공 시간을 단축할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태의 연마 휠의 개략을 도시하는 평면도.
도 2는 도 1의 II-II선을 따르는 단면도.
도 3은 본 실시 형태의 글래스 기판의 제조 방법의 공정을 설명하는 공정도.
도 4는 용해 공정으로부터 절단 공정까지를 행하는 장치를 모식적으로 도시하는 도면.
도 5는 본 실시 형태의 글래스 기판의 단부면 가공의 흐름을 도시하는 도면.
도 6은 제1 연삭 휠과 제2 연삭 휠을 도시하는 사시도.
도 7은 실시예에서의 글래스 기판의 표면 거칠기의 측정 개소를 도시하는 단면도.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 글래스 기판 연마용 자성 유동체의 실시 형태에 대해 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태의 자성 유동체를 이용한 연마 가공의 개략을 도시하는 평면도이다. 도 2는, 도 1의 II-II선을 따르는 단면도이다. 본 실시 형태에서는, 소정의 사이즈로 절단되고, 다이아몬드 휠에 의해 단면 형상이 원호 형상 혹은 R 형상으로 연삭된 글래스 기판의 단부면을 연마한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 연마 휠(12b)은, 회전축(1)과, 자장 형성부(2)와, 자성 유동체(3)를 구비하고 있다.

회전축(1)은 도시되지 않은 회전 구동부에 접속되고, 축 주위로 소정의 회전 속도로 회전하도록 설치되어 있다. 또한, 회전축(1)은, 도시되지 않은 이동 기구에 의해 글래스 기판(G)에 대해 근접 및 이격되도록 설치되어 있다.

자장 형성부(2)는, 회전축(1)에 고정되고, 회전축(1)과 함께 회전하는 원반 형상의 제1 부재(2a) 및 제2 부재(2b)를 구비하고 있다. 제1 부재(2a) 및 제2 부재(2b)는, 회전축(1)의 축 방향으로 글래스 기판(G)을 연마하는 데에 적합한 소정의 간격으로 배치되어 있다. 제1 부재(2a) 및 제2 부재(2b)는, 예를 들면 영구 자석이나 전자석 등의 자석에 의해 구성되고, 제1 부재(2a)와 제2 부재(2b) 사이에 원하는 강도의 자장을 형성하도록 설치되어 있다.

자성 유동체(3)는, 자성체 지립과 액체에 의해 구성되고, 자장 형성부(2)의 제1 부재(2a)와 제2 부재(2b)와의 사이에 형성되는 자장에 의해 보유 지지되어 있다.

자성체 지립은, 글래스 기판(G) 등의 취성 재료를 연마하기 위한 연마 지립이며, 예를 들면 산화철이나 페라이트 등의 자성체의 입자에 의해 구성되어 있다. 자성체 지립으로서 페라이트를 이용함으로써, 산화 방지를 위한 첨가물이 불필요하게 되거나, 또는 그 첨가물을 삭감하면서, 자성체 지립의 경시적인 변질을 억제할 수 있다.

자성체 지립과 혼합되는 액체로서, 예를 들면 물, 탄화수소, 에스테르류, 에테르류, 불화수소 등을 이용할 수 있다. 또한, 물을 주성분으로 하고, 탄화수소, 에스테르류, 에테르류, 불화수소 등을 첨가한 액체를 이용해도 된다. 또한, 자성체 지립의 응집을 방지하기 위해, 자성 유동체에 계면 활성제를 0.5wt％ 이하로 첨가해도 된다. 계면 활성제로서는, 지방산 에스테르가 예시된다. 또한, 조성 변화를 완화하기 위해, 자성 유동체에 물보다도 비점이 높은 프로필렌글리콜을 3％ 미만으로 첨가해도 된다.

본 실시 형태에서는, 자성 유동체(3) 중의 자성체 지립의 농도가 70wt％ 이상으로 되도록, 자성체 지립과 물을 혼합하고 있다. 자성체 지립의 농도는, 글래스의 제거 능력의 관점으로부터, 80wt％ 이상인 것이 바람직하고, 85wt％ 이상인 것이 보다 바람직하다.

자성 유동체(3) 중의 자성체 지립의 농도가 70wt％ 이상인 경우, 자성 유동체(3)는 페이스트 상태로 된다. 즉, 자성 유동체(3)는, 자장에 의한 구속이 없는 상태이어도, 제1 부재(2a)와 제2 부재(2b)와의 사이에서, 어느 정도, 형상을 보유 지지할 수 있는 상태로 된다.

자성 유동체(3)에 포함되는 자성체 지립의 형상은, 구 형상 또는 각부를 갖는 부정 형상이다. 여기서, 구 형상이라 함은, 단면 형상이 원형인 것뿐만 아니라, 단면 형상이 타원형, 긴 원형 등의 각이 없는 라운딩을 띤 형상을 포함한다. 또한, 각부를 갖는 부정 형상이라 함은, 1개 또는 복수의 예각을 갖는 입체적인 균일하지 않은 형상을 포함한다. 또한, 각부를 갖는다고 하는 것은, 입자가 가장자리를 향하여 얇아지고 있는 것, 입자의 단면의 윤곽선이 1개 또는 복수의 예각 또는 둔각을 형성하는 것 및 입자의 가장자리가 뾰족해져 있는 것을 포함한다.

자성체 지립의 평균 입자 직경은, 예를 들면 2㎛ 이하이어도 된다. 또한, 자성체 지립의 평균 입자 직경은, 2㎛ 이상 또한 6㎛ 이하이어도 된다. 또한, 자성체 지립의 평균 입자 직경은, 6㎛ 이상 또한 15㎛ 이하이어도 되고, 15㎛보다 커도 된다.

여기서, 자성체 지립의 평균 입자 직경은, 예를 들면 입자의 화상 해석에 의해 구할 수 있다. 구체적으로는, 입자의 화상을 촬영하고, 그 입자의 투영 면적과 동등한 원형의 입자의 직경을 그 입자의 직경으로서 이용함으로써, 부정 형상의 자성체 지립의 평균 입자 직경을 구할 수 있다.

자성체 지립의 형상이 각부를 갖는 부정 형상인 경우에는, 피연마재인 글래스의 제거 능력과, 연마하는 면의 평활성을 양립하는 관점으로부터, 자성체 지립의 평균 입자 직경은 15㎛ 이하인 것이 바람직하다. 즉, 자성체 지립의 형상이 각부를 갖는 부정 형상인 경우에는, 동일한 직경의 구 형상의 자성체 지립과 비교하여 글래스를 연삭하는 능력이 높으므로, 자성체 지립의 평균 입자 직경이 15㎛를 초과하면, 연마하는 글래스 기판(G)의 단부면의 평활성을 향상시키는 것이 곤란해진다.

자성체 지립의 형상이 구 형상인 경우에는, 피연마재인 글래스의 제거 능력과, 연마하는 면의 평활성을 양립하는 관점으로부터, 자성체 지립의 평균 입자 직경은 2㎛ 이상 또한 20㎛ 이하인 것이 바람직하다. 즉, 자성체 지립의 형상이 구 형상인 경우에는, 동일한 직경의 각부를 갖는 부정 형상의 자성체 지립과 비교하여 글래스를 연삭하는 능력이 낮으므로, 자성체 지립의 평균 입자 직경이 2㎛ 미만으로 되면, 연마에 필요로 하는 가공 시간이 글래스 기판(G)의 양산에 적합하지 않은 정도로 길어진다. 또한, 자성체 지립의 형상이 구 형상인 경우에 자성체 지립의 평균 입자 직경이 20㎛를 초과하면, 연마하는 글래스 기판(G)의 단부면의 평활성을 향상시키는 것이 곤란해진다.

자성체 지립은, 최대 자속 밀도가 1.0T 이상이며, 최대 투자율이 3.0H/m 이상인 것이 바람직하다. 또한, 자성 유동체(3) 중의 자성체 지립의 농도가 85％ 미만인 경우, 최대 자속 밀도는 1.3T 이상 또는 1.6T 이상이며, 최대 투자율이 3.3H/m 이상인 것이 보다 바람직하다. 자성 유동체(3) 중의 자성체 지립의 농도가 85％ 미만인 경우에는, 최대 자속 밀도 및 최대 투자율이 높은 편이, 자성체 지립에 대한 자장의 구속력이 증가함으로써, 글래스의 제거 능력, 즉 연마 능력이 향상되기 때문이다.

이하, 상술한 연마 휠(12b)을 이용한 본 실시 형태의 글래스의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 3은, 본 실시 형태의 글래스 기판의 제조 방법의 공정을 설명하는 공정도이다.

글래스 기판의 제조 방법은, 용해 공정(ST1)과, 청징 공정(ST2)과, 균질화 공정(ST3)과, 공급 공정(ST4)과, 성형 공정(ST5)과, 서냉 공정(ST6)과, 절단 공정(ST7)과, 연삭 공정(ST8)과, 연마 공정(ST9)과, 세정 공정(ST10)을 주로 갖는다. 이 외에, 검사 공정, 포장 공정 등을 갖고, 포장 공정에서 적층된 복수의 글래스 기판은, 납입처의 업자에게 반송된다.

도 4는, 용해 공정(ST1)으로부터 절단 공정(ST7)까지를 행하는 장치를 모식적으로 도시하는 도면이다. 당해 장치는, 도 4에 도시한 바와 같이, 주로 용해 장치(200)와, 성형 장치(300)와, 절단 장치(400)를 갖는다. 용해 장치(200)는, 용해조(201)와, 청징조(202)와, 교반조(203)와, 제1 배관(204)과, 제2 배관(205)을 주로 갖는다.

용해 공정(ST1)에서는, 용해조(201) 내에 공급된 글래스 원료를, 도시하지 않은 버너로부터 발하는 화염으로 가열하여 용해함으로써, 용융 글래스(MG)가 만들어진다. 이 후, 도시하지 않은 전극을 이용하여 용융 글래스(MG)가 통전 가열된다.

청징 공정(ST2)은, 청징조(202)에 있어서 행해진다. 청징조(202) 내의 용융 글래스(MG)가 가열됨으로써, 용융 글래스(MG) 중에 포함되는 O₂ 등의 기포는, 청징제의 환원 반응에 의해 생성되는 산소를 흡수하여 성장하고, 액면으로 부상하여 방출된다. 혹은, 기포 중의 산소 등의 가스 성분이, 청징제의 산화 반응으로 인해 용융 글래스 중에 흡수되어, 기포가 소멸한다.

균질화 공정(ST3)에서는, 제1 배관(204)을 통하여 공급된 교반조(203) 내의 용융 글래스(MG)가 스터러를 이용하여 교반됨으로써, 글래스 성분의 균질화가 행해진다.

공급 공정(ST4)에서는, 제2 배관(205)을 통하여 용융 글래스(MG)가 성형 장치(300)에 공급된다.

성형 장치(300)에서는, 성형 공정(ST5) 및 서냉 공정(ST6)이 행해진다.

성형 공정(ST5)에서는, 용융 글래스(MG)가 시트 형상 글래스로 성형되고, 시트 형상 글래스의 흐름이 만들어진다. 본 실시 형태에서는, 오버 플로우 다운 드로우법을 이용한다. 서냉 공정(ST6)에서는, 성형되어 흐르는 시트 형상 글래스가 원하는 두께로 되고, 내부 변형이 생기지 않도록, 또한, 열수축율이 커지지 않도록, 냉각된다.

절단 공정(ST7)에서는, 절단 장치(400)에 있어서, 성형 장치(300)로부터 공급된 시트 형상 글래스를 소정의 길이로 절단함으로써, 글래스 기판이 얻어진다. 절단된 글래스 기판은, 더욱 소정의 사이즈로 절단되고, 목표 사이즈의 글래스 기판이 만들어진다.

글래스 기판(G)을 절단할 때에는, 글래스 기판(G)에 스크라이브선을 형성하고, 스크라이브선에 인장 응력을 집중시켜 글래스 기판(G)을 할단한다. 스크라이브선은, 일반적으로, 다이아몬드 커터를 이용하여 기계적으로 형성하는 방법이나, 레이저를 이용한 가열과 급냉에 의해 초기 균열을 진행시키는 방법에 의해 형성된다. 스크라이브선이 기계적으로 형성된 경우, 스크라이브선의 주위에 미세한 크랙이 불가피하게 존재한다. 레이저를 이용하여 스크라이브선이 형성된 경우, 분단된 글래스 기판(G)의 단부면과 표리면과의 사이의 각부에는, 매우 예리한 엣지가 형성된다. 따라서, 절단 공정(ST7)에 있어서 절단된 글래스 기판(G)은, 스크라이브선의 주위에 발생한 크랙이나 예리한 엣지를 제거하고, 단부면에 있어서의 파괴 강도를 향상시키므로, 연삭 공정(ST8) 및 연마 공정(ST9)을 행하는 단부면 가공 처리 라인에 반송된다.

도 5는, 본 실시 형태의 글래스 기판의 단부면 가공의 흐름을 도시하는 도면이다. 글래스 기판의 단부면 가공 처리 라인(10)에는, 제1 면취기(12), 제2 면취기(14) 및 반전기(18)가 설치되어 있다. 제1 면취기(12), 반전기(18) 및 제2 면취기(14)는, 반송 경로의 상류측으로부터 순서대로 배치되어 있다. 도 6은, 제1 면취기(12), 제2 면취기(14)에 있어서의 제1 연삭 휠과 제2 연삭 휠을 도시하는 사시도이다.

연삭 공정(ST8)에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 글래스 기판(G)을 반송하면서, 제1 면취기(12)에 있어서, 직사각 형상의 글래스 기판(G)의 짧은 변의 단부면에 대해, 반송 경로의 양측에 설치된 연삭용의 다이아몬드 휠(12a)을 이용하여 연삭이 행해진다. 도 6에 도시한 바와 같이, 다이아몬드 휠(12a)은, 회전축(Z)의 방향으로, 제1 연삭 휠(12a₁)과 제2 연삭 휠(12a₂)의 2단으로 구성되어 있다.

제1 연삭 휠(12a₁)은, 다이아몬드 지립을, 철을 포함하는 금속계의 결합제로 굳힌 연삭 휠이다. 제1 연삭 휠의 결합제는 제2 연삭 휠(12a₂)의 결합제보다도 경도 및 강성이 높은 것이 이용된다. 여기서 경도라 함은 쇼어 경도이며, 강성이라 함은 영률을 말한다. 제1 연삭 휠(12a₁)의 결합제가 금속계이면, 예를 들면 코발트계, 브론즈계 등 다른 금속 결합제를 이용해도 된다. 또한, 제2 연삭 휠의 결합제보다도 경도 및 강성이 높으면, 제1 연삭 휠(12a₁)의 결합제로서 세라믹스질의 결합제를 이용해도 된다. 제1 연삭 휠(12a₁)은, 예를 들면 JIS R6001-1987에서 규정되는 ＃300 내지 ＃400 정도의 입도의 다이아몬드 지립을 이용할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 연삭 휠(12a₁)은, ＃400의 입도의 다이아몬드 지립을 이용한다. 지립은 다이아몬드로 한정되지 않고, CBN(보라존)이어도 된다.

제1 연삭 휠(12a₁)의 입도는, 제2 연삭 휠(12a₂)의 다이아몬드 지립의 입도와 동등하거나, 또는 그것보다도 거칠어도 된다.

제2 연삭 휠(12a₂)은, 다이아몬드 지립을, 에폭시를 포함하는 수지계의 결합제로 굳힌 연삭 휠이다. 제2 연삭 휠(12a₂)의 결합제는 제1 연삭 휠(12a₁)의 결합제보다도 경도 및 강성이 낮은 것이 이용된다. 제2 연삭 휠(12a₂)의 결합제는, 제1 연삭 휠(12a₁)의 결합제보다도 경도 및 합성이 낮으면, 세라믹스질의 결합제를 이용해도 된다. 수지계이면, 예를 들면 폴리이미드계의 재질이어도 된다. 지립은 다이아몬드로 한정되지 않고, CBN이어도 된다. 본 실시 형태에서는, 제2 연삭 휠(12a₂)은, JIS R6001-1987에서 규정되는 ＃400의 입도의 다이아몬드 지립을 이용한다.

또한, 제1 연삭 휠(12a₁)의 지립의 입도는, 제2 연삭 휠(12a₂)의 지립의 입도와 동등하거나 또는 그것보다도 거친 것이 연삭을 효율적으로 행하는 데 있어서 바람직하다.

본 실시 형태의 연삭 공정(ST8)은, 제1 연삭 공정과 제2 연삭 공정을 갖고 있다. 제1 연삭 공정에서는, 제1 면취기(12)에 있어서, 글래스 기판(G)이 도 5의 화살표로 나타내는 반송 방향으로 반송되고, 제1 연삭 휠(12a₁)의, 도 6에 점선으로 나타내어지는 연삭 홈(W)에 의해 글래스 기판(G)의 단부면이 연삭된다. 제1 연삭 휠(12a₁)은, 글래스 기판(G)의 단부면을, 소정의 연삭량, 연삭한다. 이에 의해, 글래스 기판(G)의 단부면은, 원래의 단부면보다도 글래스 기판의 중앙측으로 후퇴하고, 단부면의 단면 형상은, 제1 연삭 휠(12a₁)의 연삭 홈(W)의 단면 형상에 대응하여 곡률이 부여된 볼록 형상, 원호 형상 또는 R 형상으로 연삭된다. 여기서, 연삭량이라 함은, 연삭 전의 원래의 단부면으로부터, 연삭되어 후퇴한 연삭 후의 볼록 형상의 단부면의 정점까지의 거리이다. 즉, 글래스 기판(G)의 단부면이 글래스 기판(G)의 주표면의 방향으로 연삭된 양이다. 제1 연삭 휠(12a₁)에 의한 글래스 기판(G)의 연삭량은, 예를 들면 40㎛로부터 60㎛까지의 범위 내이다. 제1 연삭 공정에 있어서의 글래스 기판(G)의 반송 속도는, 생산성을 확보하는 관점으로부터 10m/분 이상인 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 글래스 기판(G)의 반송 속도는 10m/분이다.

제1 연삭 공정에서는, 글래스 기판(G)의 단부면의 JIS B 0601-1982에서 규정되는 최대 높이 Rmax가, 적어도 10㎛ 이상 또한 18㎛ 이하, 보다 바람직하게는 13㎛ 이상 또한 14㎛ 이하로 되도록, 글래스 기판(G)의 단부면이 연삭된다. 또한, 글래스 기판(G)의 단부면의 JIS B 0601-1994에서 규정되는 산술 평균 거칠기(Ra)는, 예를 들면 0.5㎛ 정도로 된다.

그 후, 도 6에 도시한 바와 같이, 다이아몬드 휠(12a)은, 제2 연삭 휠(12a₂)의 연삭 홈(W)이 글래스 기판(G)의 단부면의 위치에 대응하도록, 회전축(Z)의 방향으로 이동한다. 제2 연삭 공정에 있어서, 글래스 기판(G)은, 도 5의 화살표와 역방향으로 반송되고, 이 반송 중에, 제2 연삭 휠(12a₂)의 연삭 홈(W)에 의해 단부면이 연삭된다. 이에 의해, 글래스 기판(G)의 단부면의 단면 형상은, 제2 연삭 휠(12a₂)의 연삭 홈(W)의 단면 형상에 대응하여 곡률이 부여된 볼록 형상, 원호 형상 또는 R 형상으로 연삭된다.

제2 연삭 휠(12a₂)에 의한 글래스 기판(G)의 연삭량은, 예를 들면 10㎛로부터 30㎛까지의 범위 내이다. 제2 연삭 공정에 있어서의 글래스 기판(G)의 반송 속도는, 생산성을 확보하는 관점으로부터 10m/분 이상인 것이 바람직하고, 15m/분 이상인 것이 보다 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 글래스 기판(G)의 반송 속도는 15m/분이다. 제2 연삭 공정에 있어서의 글래스 기판(G)의 반송 속도는, 제1 연삭 공정에 있어서의 글래스 기판(G)의 반송 속도보다도 큰 것이 바람직하다.

제2 연삭 공정에서는, 글래스 기판(G)의 단부면의 JIS B 0601-1982에서 규정되는 최대 높이 Rmax가, 적어도 4㎛ 이상 또한 8㎛ 이하, 보다 바람직하게는 6㎛ 정도로 되도록, 글래스 기판(G)의 단부면을 연삭한다. 또한, 글래스 기판(G)의 단부면의 상기 산술 평균 거칠기(Ra)는 0.2㎛ 이하, 예를 들면 0.1㎛ 내지 0.2㎛ 정도로 된다.

또한, 연삭 휠(12a)의 회전 방향에 대해서는, 글래스 기판(G)과 접촉하는 점에 있어서의 연삭 휠(12a)의 외주면의 이동 방향이, 글래스 기판(G)의 반송 방향과 동일하게 되도록 설정되어도 되고, 역방향으로 설정되어도 된다. 본 실시 형태에서는, 제1 연삭 공정에 있어서 글래스 기판(G)과 접촉하는 점에 있어서의 연삭 휠(12a)의 외주면의 이동 방향이, 글래스 기판(G)의 반송 방향과 역방향으로 되고, 제2 연삭 공정에서 글래스 기판(G)의 반송 방향과 동일한 방향으로 되도록, 연삭 휠(12a)을 일방향으로 회전시키고 있다.

연삭 공정(ST8)에서는, 상술한 바와 같이 글래스 기판(G)의 단부면의 단면 형상이 곡률이 부여된 볼록 형상, 원호 형상 또는 R 형상으로 연삭됨과 함께, 글래스 기판(G)의 단부면의 상기 산술 평균 거칠기(Ra)는, 0.2㎛ 이하로 되도록 연삭된다. 그러나, 다이아몬드 휠인 연삭 휠(12a)에 의해 연삭된 글래스 기판(G)의 단부면에는, 마이크로 크랙이나 헤어 크랙으로 불리는 미소한 크랙을 포함하는 층이 형성된다. 이 층은, 가공 변질층 혹은 취약 파괴층으로 불리고, 예를 들면 1㎛ 내지 3㎛ 정도의 두께로 존재한다. 이와 같은 층이 존재함으로써, 글래스 기판(G)의 단부면에 있어서의 파괴 강도가 저하된다. 이와 같은 층을 제거하여, 글래스 기판(G)의 단부면에 있어서의 파괴 강도를 향상시키기 위해, 연마 공정(ST9)이 행해진다.

연마 공정(ST9)에서는, 글래스 기판(G)의 단부면의 가공 변질층 혹은 취약 파괴층을 제거하여, 글래스 기판(G)의 단부면의 산술 평균 거칠기(Ra)가, 예를 들면 0.01㎛ 미만으로 되도록, 연마 휠(12b)에 의해 글래스 기판(G)의 단부면을 연마한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 연삭 휠(12a)에 의한 단부면의 연삭을 종료한 글래스 기판(G)은, 연마 휠(12b)에 의한 연마를 행하는 위치까지 반송된다. 그 후, 도 2에 도시한 바와 같이, 회전축(1)을 중심으로 하여 연마 휠(12b)을 회전시킨다. 글래스 기판(G)의 단부가 자성 유동체(3)에 파고 들어가, 글래스 기판(G)의 단부면이 자성 유동체(3)와 접촉한 상태에서 연마 휠(12b)이 회전함으로써, 자성 유동체(3)와 글래스 기판(G)의 단부면이 상대적으로 이동한다. 이에 의해, 글래스 기판(G)의 단부면이, 자장 형성부(2)가 형성하는 자장에 의해 구속된 자성 유동체(3) 중의 자성체 지립에 의해 연마된다.

또한, 본 실시 형태에서는 다이아몬드 휠(12a) 및 연마 휠(12b)을 글래스 기판(G)의 반송 방향으로 이동시키지 않고 단부면의 연삭 및 연마를 행하지만, 글래스 기판(G)을 정지시키고, 혹은 글래스 기판(G)을 반송하면서, 다이아몬드 휠(12a) 및/또는 연마 휠(12b)을 이동시켜 글래스 기판(G)의 단부면을 연삭 및 연마해도 된다.

연마 후, 도 5에 도시한 바와 같이, 반전기(18)는, 글래스 기판(G)의 방향을 90도 회전시켜, 반송 경로를 따라 글래스 기판(G)을 제2 면취기(14)에 반송한다. 제2 면취기(14)는, 제1 면취기(12)의 다이아몬드 휠(12a)과 동일한 다이아몬드 휠(14a)을 구비하고 있다. 도 6에 도시한 바와 같이 다이아몬드 휠(14a)은, 제1 면취기(12)의 제1 연삭 휠(12a₁) 및 제2 연삭 휠(12a₂)과 동일한, 제1 연삭 휠(14a₁) 및 제2 연삭 휠(14a₂)을 구비하고 있다.

제2 면취기(14)에서는, 직사각 형상의 글래스 기판(G)의 긴 변의 단부면에 대해, 반송 경로의 양측에 설치한 다이아몬드 휠(14a)의 제1 연삭 휠(14a₁)에 의해 제1 면취기(12)와 동일한 제1 연삭 공정이 행해진다. 그 후, 직사각 형상의 글래스 기판(G)의 긴 변의 단부면에 대해, 제2 연삭 휠(14a₂)에 의해 제1 면취기(12)와 동일한 제2 연삭 공정이 행해진다.

이 후, 연마 공정에 있어서, 반송 경로의 양측에 설치된 연마 휠(14b)을 이용하여 연삭된 글래스 기판(G)의 단부면의 연마가 행해진다. 연마 휠(14b)은 제1 면취기(12)의 연마 휠(12b)과 동일하게 구성되어 있다. 이 후, 글래스 기판(G)은 세정 공정(ST10)으로 반송된다.

세정 공정(ST10)은, 연마 공정(ST9)에 있어서 글래스 기판(G)의 단부면에 부착된 자성체 지립을 제거하기 위한 단부면 세정 공정을 포함한다. 구체적으로는, 산세정에 의해 글래스 기판(G)의 단부면을 세정한다. 또한, 알칼리 세정에 의해 글래스 기판(G)의 단부면을 세정해도 된다. 단부면 세정 공정 이후, 글래스 기판(G)은, 통상의 세정액에 의해 표리면 및 단부면이 세정된다.

이 후, 글래스 기판은, 검사 공정에 있어서 기포나 맥리 등의 이상 결함의 유무가 검사되고, 검사 합격품인 글래스 기판이 포장 공정에 있어서 포장되고, 제품으로서 출하된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 자성 유동체(3) 중의 자성체 지립의 농도가 70wt％ 이상으로 되도록, 자성체 지립과 물을 혼합하고 있다. 따라서, 자성체 지립의 농도가 70wt％ 미만인 경우와 비교하여, 글래스 기판(G)의 단부면의 가공 변질층 또는 취약 파괴층을 제거하는 연마 능력이 향상되어, 연마 가공에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 또한, 글래스 기판(G)의 단부면을 평활하게 연마하여, 글래스 기판(G)의 단부면의 표면 거칠기를, 예를 들면 산술 평균 거칠기(Ra)로 0.01㎛ 미만으로 할 수 있다.

또한, 자성 유동체(3) 중의 자성체 지립의 농도가 85wt％ 이상인 경우에는, 글래스 기판(G)의 단부면의 가공 변질층 또는 취약 파괴층을 제거하는 연마 능력을 더욱 향상시키면서, 글래스 기판(G)의 단부면의 표면 거칠기를, 예를 들면 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.01㎛ 미만으로 되도록 평활하게 연마할 수 있다.

이와 같이 글래스 기판(G)의 단부면을 평활하게 연마함으로써, 글래스 기판(G)의 단부면으로부터의 경시적인 발진이 억제되고, 종래와 비교하여 글래스 기판(G)의 표리면에 부착되는 파티클의 양을 대폭으로 삭감하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, TFT 등의 배선의 저저항화를 목적으로 하여, 글래스 기판(G)의 표면에 비교적 박리되기 쉬운 Cu-Mn 합금 등의 Cu 합금의 배선을 형성하는 경우이어도, 배선의 박리를 효과적으로 방지하여, 플랫 패널 디스플레이의 수율을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 자성 유동체(3) 중의 자성체 지립은, 최대 자속 밀도가 1.0T 이상이며, 최대 투자율이 3.0H/m 이상이다. 이에 의해, 자장 형성부(2)가 형성하는 자장에 의한 구속력이 자성체 지립에 대해 충분히 작용하여, 자성체 지립이 글래스 기판(G)의 단부면을 연마할 때의, 자성체 지립과 글래스 기판(G)과의 접촉력을 충분히 크게 할 수 있다. 이에 의해, 자성 유동체(3)에 의한 글래스 기판(G)의 연마 능력이 향상되고, 연마 가공에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.

자성체 지립이 각부를 갖는 부정 형상의 입자인 경우에는, 자성체 지립이 구 형상의 입자인 경우와 비교하여, 자성 유동체(3)에 의한 글래스 기판(G)의 연마 능력이 향상된다. 이 경우, 자성체 지립은, 평균 입자 직경을 2㎛ 이상 또한 15㎛ 이하로 함으로써, 글래스 기판(G)의 연마 능력을 확보하면서, 글래스 기판(G)의 단부면의 평활성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

자성체 지립이 각부가 없는 구 형상의 입자인 경우에는, 자성체 지립이 각부를 갖는 부정 형상의 입자와 비교하여, 글래스 기판(G)에 가하는 데미지를 억제할 수 있다. 이 경우, 자성체 지립은, 평균 입자 직경을 6㎛ 이상 또한 20㎛ 이하로 함으로써, 글래스 기판(G)의 연마 능력을 확보하면서, 글래스 기판(G)의 단부면의 평활성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 글래스 기판(G)의 연마 공정(ST9) 이후, 단부면에 부착된 자성체 지립 등의 자성 유동체(3)의 조성물을 제거하는 단부면 세정 공정을 구비하고 있다. 따라서, 이후의 공정에 자성체 지립 등의 자성 유동체(3)의 조성물을 반입하는 일은 없다.

또한, 글래스 기판(G)의 단부면은, 연마 공정(ST9)에 의해 평활하게 연마되고, 가공 변질층 혹은 취약 파괴층이 제거되어 있다. 따라서, 글래스 기판(G)의 단부면에 대해, 산세정 또는 알칼리 세정을 행해도, 단부면에 마이크로 크랙이나 헤어 크랙 등의 미소한 크랙이 존재하지 않아, 크랙을 성장시키는 일은 없다. 따라서, 산세정 또는 알칼리 세정을 행해도, 글래스 기판(G)의 단부면에 있어서의 파괴 강도가 저하되는 일은 없다. 또한, 산세정 또는 알칼리 세정에 의해, 글래스 기판(G)의 단부면에 부착된 산화철이나 페라이트의 입자로 이루어지는 자성체 지립을 효과적으로 제거하는 것이 가능하게 된다.

이상, 본 실시 형태의 자성 유동체 및 글래스 기판의 제조 방법의 실시 형태에 대해 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되지 않고, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 다양한 개량이나 변경을 해도 된다.

예를 들면, 본 발명의 글래스 기판 연마용 자성 유동체를 이용하는 장치는 상술한 실시 형태에서 설명한 장치로 한정되지 않는다. 예를 들면, 특허 제4412783호 공보에 개시된 장치에 본 실시 형태의 자성 유동체를 이용할 수 있다. 이 경우, 주연면에 홈을 형성한 후에, 글래스 기판의 단부면을 따라 연마 가공을 행해도 된다. 또한, 국제 공개 제2012/067587호에 개시된 장치에, 본 실시 형태의 자성 유동체를 이용할 수 있다.

[실시예]

이하, 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

우선, 페라이트계의 자성체이며, 입자의 형상이 각부를 갖는 부정 형상이며, 평균 입자 직경이 2㎛ 이상 또한 6㎛ 이하이며, 최대 자속 밀도가 1.3T이며, 최대 투자율이 3.0H/m인 자성체 지립을 준비하였다. 다음에, 준비한 자성체 지립과 물을 혼합함으로써, 자성 유동체를 제작하였다. 이때, 자성 유동체 중의 자성체 지립의 농도가 40％ 내지 95％로 되도록 자성체 지립과 물을 혼합함으로써, 표 1에 나타내는 비교예 1 내지 3 및 실시예 1 내지 5의 자성 유동체를 얻었다. 비교예 1 내지 3의 자성 유동체는 거의 액체 상태이었지만, 실시예 1 내지 5의 자성 유동체는 페이스트 상태이었다.

또한, 상기한 비교예 및 실시예에서는, 관리의 용이성, 양산 적용성을 고려하여 wt％를 이용하여 자성 유동체의 농도의 관리를 행하였지만, 자성 유동체의 농도의 관리는 vol％를 이용하여 행할 수도 있다. wt％와 vol％의 환산은, 자성체 지립의 부피 비중과, 물의 밀도 1g/㎤에 기초하여 산출할 수 있다. 예를 들면, 실시예 2의 자성 유동체 중의 자성체 지립의 농도 80wt％는 71vol％∼72vol％로 환산할 수 있다. 또한, 상기한 비교예 및 실시예에서는, 연마 가공 중의 자성 유동체로부터의 물의 증발을 고려하여, 증발한 만큼의 물을 자성 유동체에 보급하도록 하였다.

다음에, 비교예 1 내지 3 및 실시예 1 내지 4의 자성 유동체를, 상술한 실시 형태의 도 1 및 도 2에 있어서 설명한 연마 휠(12b)의 자성 유동체(3)로서 이용하고, 글래스 기판의 단부면의 연마 가공을 행하였다. 연마하는 글래스 기판은, 상술한 실시 형태에서 설명한 절단 공정(ST7), 연삭 공정(ST8)을 거친 것을 이용하고, 글래스 기판의 1변에 대해 전체 길이를 연마하지 않고, 1/3 정도를 연마하였다. 연마는, 글래스 기판을 반송 방향으로 반송하면서 행한 후, 글래스 기판을 반송 방향과 반대 방향으로 반송하면서 행함으로써, 글래스 기판의 단부면의 1/3에 대해 1왕복, 즉 2회 행하였다. 연마 휠(12b)의 직경은 φ30㎜, 회전수는 2000rpm, 글래스 기판과 연마 휠(12b)과의 상대 이동 속도는 10㎜/min이었다. 그 후, 글래스 기판의 단부면에 부착된 자성체 지립을 물로 세정하여 제거한 후, 글래스 기판의 단부면의 연마가 종료된 영역과 미연마의 영역을 비교하여, 연마량, 즉 글래스의 제거량을 측정하였다. 또한, 글래스 기판의 단부면의 연마가 종료된 영역에 있어서 표면 거칠기를 측정하였다.

글래스의 제거량 및 표면 거칠기인 산술 평균 거칠기(Ra)의 측정은, 도쿄 정밀사제의 서프콤 A1400을 이용하여, 도 7에 도시하는 글래스 기판(G)의 단부면의 정점 A와, 단부면과 표면과의 경계의 근방의 점 B 및 점 C에 있어서 행하였다. 글래스의 제거량의 측정은, 계측 모드는 단면 계측 모드, 측정 속도는 0.6㎜/s, 경사 보정은 전반 보정, 측정 거리는 20㎜로 행하였다. 또한, 표면 거칠기의 측정은, 계측 모드는 거칠기 계측, 측정 속도는 0.3㎜/s, 측정 방법은 JIS1994로 행하였다. 또한, 산술 평균 거칠기(Ra)의 측정은, Ra＜0.02일 때에 컷오프 0.08 및 측정 길이 0.4㎜로 하고, 0.02＜Ra＜0.2일 때에 컷오프 0.25 및 측정 길이 1.25㎜로 하고, 0.1＜Ra＜2일 때에 컷오프 0.8 및 측정 길이 4㎜로 하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타낸다.

표 2에 나타내는 바와 같이, 연마에 의한 글래스 제거량에 관해, 가공 변질층 혹은 취성 파괴층을 제거할 수 있는 정도로 글래스를 제거할 수 있었던 경우에, 글래스 제거량은 「달성」된 것으로 하고, 가공 변질층 혹은 취성 파괴층을 제거할 수 있는 정도로 글래스를 제거할 수 없었던 경우에 글래스 제거량은 「불충분」하다고 하였다. 여기서, 가공 변질층 혹은 취성 파괴층의 두께는, 2㎛로 하였다.

그 결과, 비교예 1 내지 3의 자성 유동체를 이용한 연마에서는, 글래스의 제거량은 불충분한 것에 대해, 실시예 1 내지 5의 자성 유동체를 이용한 연마에서는, 글래스의 제거량을 달성할 수 있었다.

또한, 표 2에 나타내는 바와 같이, 연마 후의 글래스 기판의 단부면 상태에 관해, 도 7에 도시하는 점 A, 점 B 및 점 C의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.05㎛ 미만인 경우를 「양호」라고 하였다. 또한, 점 A 및 점 B의 양쪽 모두의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.05㎛ 이상 또한 0.1㎛ 미만인 경우를 「약간 양호」라고 하였다. 또한, 점 A 및 점 B 중 적어도 한쪽의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.1㎛ 이상인 경우를 「불량」이라고 하였다.

그 결과, 비교예 1 내지 3의 자성 유동체를 이용한 연마에서는, 연마된 기판의 단부면 상태는 불량하였다. 또한, 실시예 1, 2 및 5의 자성 유동체를 이용한 연마에서는, 연마된 기판의 단부면 상태는 약간 양호하였다. 또한, 실시예 3 및 실시예 4의 자성 유동체를 이용한 연마에서는, 연마된 기판의 단부면 상태는 양호하였다. 또한, 실시예 3의 자성 유동체에 의한 연마보다도, 실시예 4의 자성 유동체에 의한 연마 쪽이, 글래스 기판의 단부면의 산술 평균 거칠기(Ra)가 작아졌다. 실시예 4의 자성 유동체에 의한 연마에서는, 글래스 기판의 단부면의 산술 평균 거칠기(Ra)는 0.01㎛ 미만이었다. 이상의 점에서, 자성 유동체 중의 자성체 지립의 농도는, 85wt％ 이상 또한 95wt％ 미만인 것이 바람직한 것을 알 수 있었다.

또한, 실시예 5의 자성 유동체를 이용한 연마에서는, 연마 후의 글래스 기판의 단부면의 일부에서 그을림이 발생하였다. 글래스 기판의 단부면의 그을림은, 실시예 5의 자성 유동체의 자성체 지립의 농도 관리에 따라서는 개선할 수 없었지만, 가공 시간을 단축함으로써 억제할 수 있었다. 즉, 실시예 5의 자성 유동체를 이용한 연마에서는, 자성 유동체가 글래스 기판의 단부면에 접촉하는 거리 및 시간을 관리함으로써, 하강 중인 자성 유동체의 온도 상승을 억제하여, 그을림의 발생을 억제할 수 있었다.

다음에, 페라이트계의 자성체이며, 최대 자속 밀도가 1.3T이며, 최대 투자율이 3.0H/m이며, 입자의 형상과 평균 입자 직경이 상이한 6종류의 자성체 지립을 준비하였다. 자성체 지립은, 입자의 형상이 구 형상인 것과, 각부를 갖는 부정 형상인 것에 대해, 각각 평균 입자 직경이 2㎛ 미만인 것, 평균 입자 직경이 6㎛ 이상 또한 15㎛ 이하인 것 및 평균 입자 직경이 15㎛보다 크고 20㎛ 이하인 것을 준비하였다. 다음에, 준비한 자성체 지립과 물을, 각 자성 유동체 중의 자성체 지립의 농도가 85％로 되도록 혼합함으로써, 표 3에 나타내는 비교예 4 및 5의 자성 유동체와, 실시예 6 내지 9의 자성 유동체를 얻었다.

다음에, 실시예 1 내지 5의 자성 유동체를 이용한 연마와 마찬가지로, 비교예 4 및 5의 자성 유동체와, 실시예 6 내지 9의 자성 유동체를, 상술한 실시 형태에 있어서 설명한 연마 휠(12b)의 자성 유동체(3)로서 이용하고, 글래스 기판의 단부면의 연마 가공을 행하였다. 그 후, 실시예 1 내지 5의 자성 유동체에 의해 연마한 글래스 기판과 마찬가지로, 비교예 4 및 5의 자성 유동체와, 실시예 6 내지 9의 자성 유동체에 의해 연마한 글래스 기판의 글래스 제거량과 단부면 상태를 측정하였다. 얻어진 결과를 표 4에 나타낸다.

표 4에 나타내는 바와 같이, 비교예 4 및 5의 자성 유동체와, 실시예 6 내지 9의 자성 유동체를 이용하여 연마한 글래스 기판의 글래스 제거량과 단부면 상태에 대해, 실시예 1 내지 5의 자성 유동체를 이용하여 연마한 글래스 기판과 마찬가지로 평가하였다. 비교예 4의 자성 유동체를 이용한 연마에서는, 글래스의 제거량은 불충분하고, 단부면 상태도 불량하였다. 한편, 실시예 6의 자성 유동체를 이용한 연마에서는, 글래스의 제거량을 달성할 수 있고, 단부면 상태도 양호하였다. 이것은, 비교예 4의 자성 유동체에서 이용한 구 형상의 자성체 지립보다도, 실시예 6의 자성 유동체에서 이용한 각부를 갖는 부정 형상의 자성체 지립 쪽이, 연마 능력이 높은 것을 나타내고 있다.

표 4에 나타내는 바와 같이, 실시예 7 및 8의 자성 유동체를 이용한 연마에서는, 목표한 글래스 제거량이 달성되고, 단부면 상태도 양호하였다. 이것으로부터, 자성 유동체에 구 형상의 자성체 지립을 이용한 경우이어도, 평균 입자 직경을 2㎛ 이상으로 함으로써 필요한 연마 능력이 얻어지는 것을 알 수 있었다.

또한, 실시예 9의 자성 유동체를 이용한 연마에서는, 목표한 글래스 제거량이 달성되고, 단부면 상태도 양호하였다. 이에 대해, 비교예 5의 자성 유동체를 이용한 연마에서는, 목표한 글래스 제거량이 달성되었지만, Ra가 연마 전보다도 증가하여 단부면 상태는 불량으로 되었다. 이것으로부터, 자성체 지립의 입자 형상이 각부를 갖는 부정 형상인 경우, 자성체 지립의 평균 입자 직경은 15㎛ 이하인 것이 바람직한 것을 알 수 있었다.

또한, 입자 형상이 구 형상이고, 평균 입자 직경이 25㎛ 이상 또한 30㎛ 이하인 자성체 지립을 준비하여, 실시예 9와 마찬가지로 자성 유동체를 작성하여 글래스 기판의 연마를 행한 바, 단부면 상태는 불량해졌다. 이것은, 자성체 지립의 입자 직경이 지나치게 커져, 글래스 기판의 단부면에 대한 자성체 지립의 접촉에 불균일이 생겨, 연마 능력이 저하되었다고 생각된다. 이것으로부터, 자성체 지립의 형상이 구 형상인 경우, 평균 입자 직경이 20㎛ 이하이면, 글래스의 제거량의 달성과 양호한 단부면 상태를 양립할 수 있는 것을 알 수 있었다.

또한, 비교예 4 및 5와 실시예 6 내지 9의 자성 유동체에 대해, 자성체 지립의 농도를 70％ 내지 95％의 사이에서 변화시켜, 마찬가지로 글래스 기판의 연마를 행한 바, 비교예 4 및 5와 실시예 6 내지 9의 자성 유동체를 이용한 연마와 동일한 결과가 얻어졌다.

다음에, 자성체 지립의 최대 자속 밀도가 1.6T이며, 최대 투자율이 3.3H/m인 것 이외는 실시예 1 내지 4와 동일한 조건으로, 각각 실시예 10 내지 13의 자성 유동체를 제작하였다. 제작한 실시예 10 내지 13의 자성 유동체의 각 조건을 표 5에 나타낸다. 또한, 실시예 10 내지 13의 자성 유동체를 이용하여, 실시예 1 내지 4의 자성 유동체에 의한 연마와 마찬가지로, 글래스 기판의 단부면의 연마를 행하였다. 또한, 실시예 10 내지 13의 각 자성 유동체로 연마한 글래스 기판의 단부면에 있어서의 글래스의 제거량을 측정하고, 각각 실시예 1 내지 4와 비교하였다. 비교한 결과를 표 6에 나타낸다.

표 6에 나타내는 바와 같이, 자성체 지립의 최대 자속 밀도와 최대 투자율을 증가시킴으로써, 실시예 10과 실시예 11의 자성 유동체에 의한 연마에서는, 실시예 1과 실시예 2의 자성 유동체에 의한 연마보다도 글래스의 제거량이 증가하였다. 한편, 실시예 12와 실시예 13의 자성 유동체에 의한 연마에서는, 자성체 지립의 최대 자속 밀도와 최대 투자율을 증가시켜도, 글래스 제거량은 증가하지 않았다.

즉, 자성 유동체 중의 자성체 지립의 농도가 85％ 미만인 경우, 자성체 지립의 최대 자속 밀도와 최대 투자율을 증가시킴으로써, 연마 능력이 향상되는 것을 알 수 있었다. 이것은, 자성 유동체 중의 자성체 지립이 자장에 의해 구속됨으로써 겉보기의 점도가 상승하고, 이 상태에서 글래스 기판을 연마하는 것에 의한 것으로 생각된다.

자성체 지립이 자장에 구속되기 전의 실시예 2 및 실시예 11의 자성 유동체의 점도는, 15㎩·s 내지 20㎩·s 정도이었다. 그러나, 실시예 11의 자성 유동체의 자성체 지립은, 실시예 2의 자성 유동체의 자성체 지립보다도 자화 특성이 좋다. 그 때문에, 자성 유동체 중의 자성체 지립이 자장에 의해 구속되면, 실시예 11의 자성 유동체의 겉보기의 점도는, 실시예 2의 자성 유동체의 겉보기의 점도보다도 높아졌다. 또한, 실시예 1과 실시예 10의 자성 유동체에 있어서도 마찬가지로, 실시예 10의 자성 유동체의 겉보기의 점도가 실시예 1의 자성 유동체의 겉보기의 점도보다도 높아졌다.

이와 같이, 자성 유동체의 겉보기의 점도가 증가함으로써, 자성체 지립의 글래스 기판의 단부면에의 접촉력이 증가하여, 연마 능력이 향상된다고 생각된다.

한편, 자성 유동체 중의 자성체 지립의 농도가 85％ 이상인 경우, 자성체 지립의 최대 자속 밀도와 최대 투자율을 증가시켜도, 연마 능력의 향상이 보이지 않았다. 이것은, 자성 유동체 중의 자성체 지립의 농도가 비교적 높고, 자장에 의한 구속을 받기 전의 자성 유동체의 점도가 비교적 높기 때문이라고 생각된다. 즉, 자성 유동체 중의 자성체 지립의 농도가 85％ 이상인 경우, 자성 유동체는, 자성체 지립의 자화 특성이 비교적 낮아도, 자장에 의해 자성체 지립이 구속되었을 때에, 연마 가공에 충분한 겉보기의 점도가 얻어지기 때문이라고 생각된다. 즉, 자성 유동체 중의 자성체 지립의 농도가 85％ 이상인 경우, 자화 특성의 대소의 영향을 적게 하여, 글래스 기판의 단부면의 연마 가공을 행할 수 있다.

또한, 자성체 지립의 자화 특성이 낮은 경우에는, 자성 유동체 중의 자성체 지립의 농도를 비교적으로 정밀하게 관리할 필요가 있다. 그러나, 자성체 지립의 자화 특성이 높은 경우에는, 자성 유동체 중의 자성체 지립의 농도의 관리를 비교적으로 완만하게 행할 수 있다고 하는 이점이 있다.

다음에, 실시예 1 내지 5와 동일한 자성체 지립을 준비하고, 자성 유동체 중의 자성체 지립의 농도가 87％ 이상 또한 89％ 이하로 되도록 자성체 지립과 물을 혼합함으로써, 표 7에 나타내는 실시예 14의 자성 유동체를 얻었다.

다음에, 얻어진 실시예 14의 자성 유동체를, 상술한 실시 형태의 도 1 및 도 2에 있어서 설명한 연마 휠(12b)의 자성 유동체(3)로서 이용하고, 글래스 기판의 단부면의 연마 가공을 행하였다. 연마하는 글래스 기판은, 상술한 실시 형태의 연삭 공정(ST8)을 거친 글래스 기판이며, 단부면의 산술 평균 표면 거칠기(Ra)는, 0.17㎛이었다. 연마는 3개의 상이한 조건으로 행하였다. 제1 조건은, 글래스 기판을 5㎜/min의 속도로 반송하면서, 글래스 기판의 단부면의 1/3을 1회만 연마하였다. 제2 조건은, 글래스 기판을 반송 방향으로 10㎜/min의 속도로 반송하면서 연마한 후, 글래스 기판을 반송 방향과 반대 방향으로 동일한 속도로 반송하면서 연마함으로써, 글래스 기판의 단부면의 1/3을 1왕복, 즉 2회 연마하였다. 제3 조건은, 글래스 기판을 반송 방향으로 20㎜/min의 속도로 반송하면서 연마한 후, 글래스 기판을 반송 방향과 반대 방향으로 동일한 속도로 반송하면서 연마하는 것을 반복하고, 글래스 기판의 단부면의 1/3에 대해 2왕복, 즉 4회 연마하였다. 연마 휠(12b)의 직경은 φ30㎜, 회전수는 2000rpm이었다. 그 후, 실시예 1 내지 5와 마찬가지로, 글래스 기판의 단부면에 부착된 자성체 지립을 물로 세정하여 제거한 후, 글래스 기판의 단부면의 연마가 종료된 영역에 있어서 표면 거칠기를 측정하였다. 도 7에 도시하는 글래스 기판의 점 A, 점 B 및 C점에 있어서의 산술 평균 거칠기(Ra)는, 제1 조건 내지 제3 조건 모두 0.01㎛ 미만이며, 보다 구체적으로는 0.006㎛로부터 0.008㎛까지의 범위이었다. 또한, 계속해서, 동일한 조건으로 복수의 글래스 기판의 연마를 행한 바, 모든 경우에서, 도 7에 도시하는 글래스 기판의 점 A, 점 B 및 C점에 있어서의 산술 평균 거칠기(Ra)는, 0.01㎛ 미만이었다.

G : 글래스 기판
1 : 회전축
2 : 자장 형성부
2a : 제1 부재
2b : 제2 부재
3 : 자성 유동체

Claims

글래스 기판의 단부면을 연마하는 연마 공정을 갖는 글래스 기판의 제조 방법으로서,
회전축과,
자석에 의해 구성되고, 상기 회전축의 축 방향으로 간격을 두고 배치되고, 상기 회전축과 함께 회전하는 제1 부재 및 제2 부재를 구비한 자장 형성부와,
자성체 지립과 액체에 의해 구성되고, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재와의 사이에 형성된 자장에 의해 보유 지지되는 자성 유동체를 구비한 연마 휠을 이용하고,
상기 연마 공정에 있어서,
상기 자성 유동체 중의 상기 자성체 지립의 농도를 70％ 이상으로 조정하고,
상기 회전축을 회전시킨 상태에서 상기 자성 유동체와 상기 글래스 기판의 단부면과 접촉시키고,
연마하는 상기 글래스 기판의 단연(端緣)을 따라 상기 연마 휠과 상기 글래스 기판을 상대적으로 이동시키는 글래스 기판의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 연마 공정 이전에, 상기 글래스 기판의 단부면을 연삭하는 연삭 공정을 갖고,
상기 연삭 공정은,
지립을 제1 결합제로 굳힌 제1 연삭 휠을 이용하여 상기 글래스 기판의 단부면을 연삭하는 제1 연삭 공정과,
상기 제1 연삭 공정 이후, 지립을 상기 제1 결합재보다도 경도 및 강성이 낮은 제2 결합제로 굳힌 제2 연삭 휠을 이용하여 상기 글래스 기판의 단부면을 연삭하는 제2 연삭 공정을 갖는 글래스 기판의 제조 방법.
제2항에 있어서,
상기 제1 결합제는 금속 결합제이며, 상기 제2 결합제는 수지 결합제인 글래스 기판의 제조 방법.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 연삭 공정에 있어서, 상기 글래스 기판의 단부면은, JIS B 0601-1994에서 규정되는 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.2㎛ 이하로 되도록 연삭되고,
상기 연마 공정에 있어서, 상기 글래스 기판의 단부면은, 상기 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.01㎛ 미만으로 되도록 연마되는 글래스 기판의 제조 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연마 공정 이후,
상기 단부면에 부착된 상기 자성 유동체의 조성물을 제거하는 단부면 세정 공정을 구비하는 글래스 기판의 제조 방법.
제5항에 있어서,
상기 단부면 세정 공정이, 산세정 또는 알칼리 세정인 글래스 기판의 제조 방법.
자성체 지립을 포함하고, 자장에 의해 보유 지지되어 글래스 기판의 단부면을 연마 가공하는 자성 유동체로서,
상기 자성 유동체 중의 상기 자성체 지립의 농도가 70wt％ 이상인 것을 특징으로 하는 글래스 기판 연마용 자성 유동체.
제7항에 있어서,
상기 자성체 지립의 농도는, 85wt％ 이상인 글래스 기판 연마용 자성 유동체.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 자성체 지립은, 최대 자속 밀도가 1.0T 이상이며, 최대 투자율이 3.0H/m 이상인 글래스 기판 연마용 자성 유동체.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자성체 지립은, 각부를 갖는 부정 형상의 입자인 글래스 기판 연마용 자성 유동체.
제10항에 있어서,
상기 자성체 지립은, 평균 입자 직경이 15㎛ 이하인 글래스 기판 연마용 자성 유동체.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자성체 지립은, 각부가 없는 구 형상의 입자인 글래스 기판 연마용 자성 유동체.
제12항에 있어서,
상기 자성체 지립은, 평균 입자 직경이 2㎛ 이상 또한 20㎛ 이하인 글래스 기판 연마용 자성 유동체.