TW201617293A - 厚板玻璃之劃線方法及厚板玻璃劃線用之劃線輪 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種劃線方法，其即便對於厚板玻璃，亦可適當地形成高滲透量之垂直裂痕，適當地抑制其後之分斷時於該厚板玻璃上產生缺口或裂口。 準備如下劃線輪，即刀尖角為150°以上160°以下，刀尖之前端部分成為於通過中心軸之剖面之曲率半徑為9μm以上40μm以下之曲面的劃線輪，並於由硬剛性之平台水平支持厚板玻璃之狀態下，一面自劃線輪之刀尖對厚板玻璃施加根據厚板玻璃之材質及厚度而預先調整為特定值之劃線荷重，一面使劃線輪之刀尖抵接於厚板玻璃之表面，並且使劃線輪沿著特定之劃線形成方向滾動，由此對厚板玻璃之表面進行劃線。

Description

厚板玻璃之劃線方法及厚板玻璃劃線用之劃線輪
本發明係關於一種藉由劃線輪對厚板玻璃進行劃線之方法。
作為用以分斷玻璃基板或陶瓷基板等之工具，廣泛已知有金剛石頭及劃線輪等(例如，參照專利文獻1)。其中，劃線輪大體上係外周部分形成為刀尖之大致圓盤形狀(算盤珠形狀)之構件，其藉由使利用特定之支持構件旋轉自如地得以支持之劃線輪相對於分斷對象物壓接滾動，而對該分斷對象物進行劃線，由此使該分斷對象物產生垂直裂痕(使垂直裂痕滲透於該分斷對象物)。形成有該垂直裂痕之分斷對象物通常係使用特定之分斷裝置，使龜裂自該垂直裂痕進一步伸展而被分斷。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2012-250352號公報
於將汽車用玻璃板等厚度為2.8mm以上之厚板玻璃分斷為所期望之形狀時，有欲使利用劃線輪而實施之劃線適用於形成分斷基點之需求。然而，即便於該厚板玻璃之分斷中使用將先前公知之薄板玻璃 作為分斷對象之劃線輪，亦不易以充足之滲透量形成垂直裂痕。
另一方面，於使用在作為刀尖之外周部分週期性地設置有槽之劃線輪之情形時，儘管滲透量變大，但是有於分斷面上產生缺口或裂口，分斷質量差之問題。
又，分斷後之厚板玻璃之分斷面係藉由被實施研磨處理而得以平滑化，但是若分斷質量差，則除了研磨處理耗費時間及功夫以外，亦存在原本便無法充分地進行平滑化之情形。
本發明係鑒於上述課題而完成，其目的在於提供一種劃線輪及使用該劃線輪之厚板玻璃之劃線方法，該劃線輪即便對於厚板玻璃亦可適當地形成高滲透量之垂直裂痕，而適當地抑制其後之分斷時於該厚板玻璃上產生缺口或裂口。
為了解決上述課題，技術方案1之發明之特徵在於：其係對厚板玻璃之表面進行劃線之方法，準備如下劃線輪，即刀尖角為150°以上160°以下，刀尖之前端部分成為於通過中心軸之剖面之曲率半徑為9μm以上40μm以下之曲面，且於由硬剛性之平台水平支持有上述厚板玻璃之狀態下，一面自上述刀尖對上述厚板玻璃施加根據上述厚板玻璃之材質及厚度而預先調整為特定值之劃線荷重，一面使上述劃線輪之上述刀尖抵接於上述厚板玻璃之上述表面，並且使上述劃線輪沿著特定之劃線形成方向滾動，由此對上述厚板玻璃之上述表面進行劃線。
技術方案2之發明之特徵在於：其係對厚板玻璃之表面進行劃線之方法，準備如下劃線輪，即刀尖角為150°以上155°以下，刀尖之前端部分成為在通過中心軸之剖面之曲率半徑為13μm以上40μm以下之曲面，且於藉由將上述厚板玻璃載置於硬剛性之平台上所鋪之具有彈性之鋪墊上而水平支持有上述厚板玻璃之狀態下，一面自上述刀尖對上述厚板玻璃施加根據上述厚板玻璃之材質及厚度而預先調整為特定 值之劃線荷重，一面使上述劃線輪之上述刀尖抵接於上述厚板玻璃之上述表面，並且使上述劃線輪沿著特定之劃線形成方向滾動，由此對上述厚板玻璃之上述表面進行劃線。
技術方案3之發明根據技術方案1或2之厚板玻璃之劃線方法，其特徵在於：作為上述劃線輪，使用外徑為4mm以上6mm以下之劃線輪。
技術方案4之發明之特徵在於：其係用以對厚板玻璃之表面進行劃線之劃線輪，且刀尖角為150°以上160°以下，刀尖之前端部分成為於通過中心軸之剖面之曲率半徑為9μm以上40μm以下之曲面。
技術方案5之發明根據技術方案4之劃線輪，其特徵在於：外徑為4mm以上6mm以下。
根據技術方案1至5之發明，即便於厚板玻璃為劃線對象之情形時，亦可實現垂直裂痕之滲透率較高且碎片得以抑制之劃線。
1‧‧‧(劃線輪之)本體部
1a‧‧‧貫通孔
1b‧‧‧(劃線輪之)中心軸
2‧‧‧(劃線輪之)刀尖部
2a‧‧‧刀尖曲面
10‧‧‧劃線輪
21‧‧‧(形成刀尖部之)面
22‧‧‧(形成刀尖部之)面
100‧‧‧掃描機構
101‧‧‧銷子
102‧‧‧支持框體
103‧‧‧支持軸
103a‧‧‧軸
Dm‧‧‧外徑
F‧‧‧劃線荷重
G‧‧‧板狀玻璃
M‧‧‧鋪墊
R‧‧‧曲率半徑
SL1‧‧‧劃線
SL2‧‧‧劃線
T‧‧‧平台
Th‧‧‧厚度
θ‧‧‧角度
圖1係對第1實施形態中之劃線進行例示之圖。
圖2係劃線輪10之剖視圖。
圖3係有關於圖2之部分A之放大圖。
圖4係藉由於對作為板狀玻璃G之鈉玻璃進行劃線之後，沿著所形成之劃線進行分斷而獲得之分斷面之光學顯微鏡照片。
圖5a、圖5b係例示劃線形成後之板狀玻璃G之表面之情況之圖。
圖6係對第2實施形態之劃線進行例示之圖。
<第1實施形態>
<劃線之概要>
圖1係對本發明之第1實施形態中之劃線進行例示之圖。圖1表示利用劃線輪10對自下方水平支持於平台T上之板狀玻璃G進行劃線之 情況。再者，於圖1及以後之圖中，附有將水平面設為XY平面、將Y軸方向設為劃線輪10之滾動方向(即劃線之形成方向)、將鉛垂方向設為Z軸方向之右手系統之XYZ座標。
於本實施形態中，作為劃線對象之板狀玻璃G例如為板狀之鈉玻璃或硼矽酸玻璃等。於本實施形態中，尤其將厚度為2.8mm以上之厚板玻璃設為作為劃線對象之板狀玻璃G。
又，作為平台T，較佳為使用至少表面水平且平坦並具有硬剛性之平台，例如，表面經過氧化鋁膜處理之鐵製平台。
另一方面，劃線輪10係於板狀玻璃G之表面形成劃線之工具。劃線係藉由使劃線輪10於該表面壓接滾動而形成。劃線輪10藉由掃描機構100於垂直面內旋轉自如地被軸支，該掃描機構100係用以於使上述劃線輪10壓接於該表面之狀態下，使上述劃線輪10相對於該表面沿Y軸方向相對移動之機構。
掃描機構100具有插嵌固定於劃線輪10之貫通孔1a中之銷子101、軸支銷子101使之旋轉自如之支持框體102、及於鉛垂方向上延伸而自上方將支持框體支持之支持軸103。
更詳細而言，於掃描機構100中，插嵌固定於劃線輪10之貫通孔1a中之銷子101係藉由支持框體102而旋轉自如地被軸支，由此劃線輪10於垂直於中心軸1b之面內(YZ面內)自如旋轉。因此，若一面自劃線輪10對板狀玻璃G施加特定之劃線荷重F，一面於使劃線輪10抵接於板狀玻璃G之狀態下，使掃描機構100相對於板狀玻璃G相對地移動，則於板狀玻璃G之抵接面上，沿著劃線輪10之相對移動方向(若為圖1則為Y軸方向)形成劃線。
再者，劃線荷重F之調整可藉由對掃描機構100之至少自支持軸103起之下方部分之高度位置進行調整而實現。例如，可藉由利用未圖示之汽缸等將該部分向下方下壓等形態而實現。
又，於掃描機構100相對於板狀玻璃G之相對移動係藉由使掃描機構100實際移動而完成之情形時，於掃描機構100設置未圖示之水平驅動機構，於上述相對移動係藉由使支持板狀玻璃G之平台T移動而完成之情形時，於平台T設置未圖示之水平驅動機構。或者，亦可為如下形態，即於掃描機構100與平台T雙之兩者均設置水平驅動機構，使用其中一者或兩者，而實現掃描機構100相對於板狀玻璃G之相對移動。無論對於哪種水平驅動機構，均可應用公知之構成。
再者，於掃描機構100中，亦可設置為支持框體102及支持該支持框體102之支持軸103能夠以於Z軸方向上延伸之軸103a作為旋轉軸而回旋，再者，亦可為支持軸103於水平面內之位置與銷子101之插嵌位置在Y軸方向上錯開。於具備該等構成之情形時，於掃描機構100中，即便為於開始劃線時支持框體102在水平面內之姿勢並非與YZ平面平行之情形，亦可獲得所謂之腳輪效應，即於剛一開始劃線之後，支持框體102之姿勢便與YZ平面平行。
<劃線輪之詳情>
圖2係劃線輪10之(包含中心軸1b)剖視圖。圖3係有關於圖2之部分A之放大圖。
於本實施形態中，用於劃線之劃線輪10係大體上形成圓盤形狀(算盤珠形狀)之構件。換言之，劃線輪10亦可謂具有例如將2個圓錐台於各自之下底面(較大一方之底面)側連接所成之形狀。劃線輪10具有圓形之本體部1、及與該本體部1呈同心圓狀地安裝於該本體部1之外周部分之刀尖部2。劃線輪10係藉由將例如超硬合金之板材、燒結金剛石、多晶金剛石、或者單晶金剛石等金剛石之板材切成圖示之形狀而製作。
劃線輪10之外徑Dm較佳為3mm以上~6mm以下。又，劃線輪10之厚度Th較佳為0.65mm以上1.50mm以下。於外徑Dm小於3mm之情 形、或者厚度Th小於0.65mm之情形時，不易以能夠於板狀玻璃G上形成深垂直裂痕之荷重進行劃線。原因係無法使貫通孔1a之內徑及銷子101之外徑足夠大。另一方面，於外徑Dm大於6mm之情形、以及厚度Th大於1.50mm之情形時，難以使垂直裂痕適當地滲透至板狀玻璃G。認為原因係於劃線時劃線輪10與板狀玻璃G之接觸面積變得過大。又，過分增大外徑Dm或厚度Th會增加劃線輪10之原料成本及加工成本，自該點而言亦欠佳。
又，如上所述，劃線輪10具有貫通孔1a。貫通孔1a係沿著劃線輪10之中心軸1b，即於本體部1之中心位置沿著厚度方向而設置。
如圖2所示，刀尖部2大體上係藉由分別與本體部1之不同主面鄰接之2個面(相當於圓錐台之側面之面)21、22形成角度θ，而形成(於包含中心軸1b之劃線輪10之剖面中)剖面觀察V字狀。因此，於刀尖部2中，越靠近外緣部(即越靠近劃線輪10之外周)厚度變得越小。將刀尖部2之2個面21、22所成之角度θ稱為刀尖角。於本實施形態中，使用該刀尖角θ為150°以上160°以下之劃線輪10，較佳為使用該刀尖角θ為150°以上155°以下之劃線輪10。鑒於例如用於FPD(Flat Panel Display，平板顯示器)用薄板玻璃之切割等之劃線輪之刀尖角為100°~135°左右之情形而言，該刀尖角θ之值可謂較大之值。
再者，於圖2中，乍一看會覺得刀尖部2係藉由2個面21、22鄰接而形成，但實際上，如圖3所示，刀尖部2於其最前端部分具有曲面(刀尖曲面)2a。刀尖曲面2a於形成刀尖部2之2個面21、22之間，即於劃線輪10之最外周部分呈環狀設置。刀尖曲面2a係以如下方式設置：於在包含劃線輪10之中心軸1b之剖面中剖面觀察上述刀尖曲面2a之情形時，具有9μm以上40μm以下之曲率半徑R。又，刀尖曲面2a於劃線輪10之厚度方向上之寬度為5.0μm~15μm左右。
再者，刀尖曲面2a沿著劃線輪10之圓周方向均勻地(無凹凸地)設 計即可，但亦可為刻意地設置凹部(槽部)之形態。
只要使用具備如上所述之刀尖部2之劃線輪10，一面施加與板狀玻璃G之厚度及材質以及劃線輪10本身之形狀相應之劃線荷重F一面進行劃線，則即便係厚度為2.8mm以上之板狀玻璃G，亦可實現垂直裂痕之滲透量較大(高滲透)且於劃線後進行分斷之情形時於分斷面之邊緣部分缺口或裂口等所謂碎片產生得以適當抑制之劃線；上述刀尖部2係刀尖角θ為150°以上160°以下，較佳為150°以上155°以下，且包含前端部分具有9μm以上40μm以下之曲率半徑R之刀尖曲面2a之刀尖部。再者，於本實施形態中，所謂劃線為高滲透係指垂直裂痕之滲透量相對於板狀玻璃G之厚度之比(以下，稱為滲透率)為50%以上。又，於碎片產生被控制在自分斷面之邊緣部分起300μm以內之範圍內之情形時，碎片產生得以適當抑制，即便超過300μm，若被控制在700μm以內之範圍內之情形時，亦可將分斷後之板狀玻璃G供給後段之處理。
再者，劃線輪10相對於進行該劃線時之板狀玻璃G之相對移動速度(劃線速度)為100mm/s~1000mm/sec即可。又，當執行劃線時，於板狀玻璃G之劃線對象位置，滴注、塗佈例如燈油等之油。
例如，於作為分斷對象之板狀玻璃G為鈉玻璃之情形時，可根據厚度及劃線輪之條件，於47N~160N左右之範圍內調整劃線輪10之劃線荷重，由此進行高滲透且碎片適當地被抑制之劃線。
另一方面，於作為分斷對象之板狀玻璃G為硼矽酸玻璃之情形時，可根據厚度及劃線輪之條件，於125N~240N左右之範圍內調整劃線輪10之劃線荷重，由此進行高滲透且碎片產生被抑制於在進行後段之處理時無問題之程度之劃線。
圖4係藉由如下方式獲得之分斷面之光學顯微鏡照片，即準備厚度為3.7mm之鈉玻璃作為板狀玻璃G，使用刀尖部2之刀尖角θ為155° 且刀尖曲面2a之曲率半徑R為13μm之劃線輪10，於以300mm/s之掃描速度進行劃線之後，沿著所形成之劃線進行分斷。於該分斷面之滲透量為3.23mm，與因劃線輪10與鈉玻璃接觸而形成之肋狀紋之深度0.67mm相比足夠大。又，滲透率約為87.3%。此表示可以對厚度大之板狀玻璃G進行高滲透之劃線。
又，圖5係於板狀玻璃G同樣為鈉玻璃之情形時，對劃線形成後之板狀玻璃G之表面之情況進行例示之圖。首先，圖5(a)係有關於適當地抑制碎片產生之劃線(肋狀紋)SL1之光學顯微鏡照片。另一方面，圖5(b)係有關於顯著地產生碎片之劃線(肋狀紋)SL2之光學顯微鏡照片。若將兩者進行比較，則可知於前者中，線形狀(寬度)大體均勻，而相對地，於後者中，肋狀紋上產生波紋或鯊魚齒狀紋，而使線形狀產生不均勻。
<第2實施形態>
圖6係對按照與第1實施形態不同之形態進行之第2實施形態之劃線進行例示之圖。具體而言，於第1實施形態中，表示有利用平台T直接支持板狀玻璃G之情形，但於圖6所示之本實施形態之劃線中，在平台T上暫且鋪設鋪墊M，於該鋪墊M上水平地載置板狀玻璃G。鋪墊M係以例如毛氈作為原材料，稍微具有彈性。
亦可與上述形態同樣地對該情形時之板狀玻璃G進行劃線，但因為鋪墊M具有彈性，因此能夠實現高滲透之劃線之劃線輪10之條件與將板狀玻璃G直接載置於平台T上之情形不同。具體而言，較佳為使用具備如下刀尖部2之劃線輪10，即刀尖角θ為150~155°且包含前端部分具有13μm以上40μm以下之曲率半徑之刀尖曲面2a。於該情形時，只要一面施加與板狀玻璃G之厚度及材質或劃線輪10本身之形狀相應之劃線荷重F一面進行劃線，則即便係厚度為2.8mm以上之板狀玻璃G，亦可進行高滲透且分斷面之碎片產生得以適當抑制之劃線。
[實施例]
作為實施例1至實施例18，一面使劃線條件分別不同，一面進行第1實施形態中之劃線，對垂直裂痕之滲透狀態及碎片之產生狀態進行評價。
具體而言，準備使板狀玻璃G之材質及厚度、劃線輪10之外徑、曲率半徑R、及刀尖角θ、進而劃線速度之組合不同之共18種標準之劃線條件，一面使劃線荷重F不同，一面各進行多次各種條件下之劃線。之後，沿著所形成之各條劃線將板狀玻璃G分斷，根據分斷面之光學顯微鏡照片算出滲透率。再者，劃線輪10係使用超硬合金製作，但於使用燒結金剛石製作之情形時亦獲得相同之傾向。
於表1中，表示有關於各實施例之具體之劃線條件、及有關於垂直裂痕之滲透狀態與碎片之產生狀態之評價結果。再者，於表1之評價項目中，關於「高滲透」一欄，於算出之滲透率為50%以上之情形時標有「○」，於未達50%之情形時標有「×」。另一方面，關於「碎片」一欄，於未產生碎片、或者儘管產生碎片但其範圍控制於自分斷面之邊緣起300μm以內之範圍內之情形時標有「○」，於產生碎片之範圍自邊緣起大於300μm且為700μm以內之情形時標有「△」，於產生碎片之範圍自邊緣起大於700μm之情形時標有「×」。其中，於未實現高滲透之劃線之情形(於「高滲透」一欄標有「×」之情形)時，未進行碎片之評價。
同樣地，作為實施例19至實施例23，一面使劃線條件分別不同，一面進行第2實施形態中之劃線，對滲透率與碎片之狀態進行評價。其中，板狀玻璃G僅設定為厚度4mm之鈉玻璃，劃線輪10之外徑及劃線速度之條件分別固定為4mm、300mm/sec。於表2中，表示有關於各實施例之具體之劃線條件、及有關於垂直裂痕之滲透狀態與碎片之產生狀態之評價結果。
如表1及表2所示，於實施例1~實施例15、及實施例20~實施例23中，存在實現高滲透且碎片得以適當抑制之劃線荷重F之範圍。該結果表示：藉由使用根據板狀玻璃G之支持方式將刀尖角θ及曲率半徑R設定為特定範圍內之劃線輪，且賦予與板狀玻璃G之材質及厚度相應之劃線荷重F而進行劃線，即便為具有例如2.8mm以上之厚度之板狀玻璃G，亦可進行適當之劃線。
1a‧‧‧貫通孔
1b‧‧‧(劃線輪之)中心軸
2‧‧‧(劃線輪之)刀尖部
2a‧‧‧刀尖曲面
10‧‧‧劃線輪
21‧‧‧(形成刀尖部之)面
22‧‧‧(形成刀尖部之)面
Dm‧‧‧外徑
Th‧‧‧厚度
θ‧‧‧角度

Claims (5)

  1. 一種厚板玻璃之劃線方法，其特徵在於：其係對厚板玻璃之表面進行劃線；準備如下劃線輪，即刀尖角為150°以上160°以下，刀尖之前端部分成為於通過中心軸之剖面之曲率半徑為9μm以上40μm以下之曲面的劃線輪，於由硬剛性之平台水平支持上述厚板玻璃之狀態下，一面自上述劃線輪之刀尖對上述厚板玻璃施加根據上述厚板玻璃之材質及厚度而預先調整為特定值之劃線荷重，一面使上述劃線輪之上述刀尖抵接於上述厚板玻璃之上述表面，並且使上述劃線輪沿著特定之劃線形成方向滾動，由此對上述厚板玻璃之上述表面進行劃線。
  2. 一種厚板玻璃之劃線方法，其特徵在於：其係對厚板玻璃之表面進行劃線；準備如下劃線輪，即刀尖角為150°以上155°以下，刀尖之前端部分成為在通過中心軸之剖面之曲率半徑為13μm以上40μm以下之曲面的劃線輪，於將上述厚板玻璃載置於硬剛性之平台上所鋪設之具有彈性之鋪墊而水平支持上述厚板玻璃之狀態下，一面自上述刀尖對上述厚板玻璃施加根據上述厚板玻璃之材質及厚度而預先調整為特定值之劃線荷重，一面使上述劃線輪之上述刀尖抵接於上述厚板玻璃之上述表面，並且使上述劃線輪沿著特定之劃線形成方向滾動，由此對上述厚板玻璃之上述表面進行劃線。
  3. 如請求項1或2之厚板玻璃之劃線方法，其中作為上述劃線輪，使用外徑為4mm以上6mm以下之劃線輪。
  4. 一種厚板玻璃劃線用之劃線輪，其特徵在於：其係用以對厚板玻璃之表面進行劃線；且刀尖角為150°以上160°以下，刀尖之前端部分成為於通過中心軸之剖面之曲率半徑為9μm以上40μm以下之曲面。
  5. 如請求項4之厚板玻璃劃線用之劃線輪，其中上述劃線輪外徑為4mm以上6mm以下。
TW104133585A 2014-10-30 2015-10-13 厚板玻璃之劃線方法及厚板玻璃劃線用之劃線輪 TWI676604B (zh)

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