WO2011108564A1 - ガラスロール、及びガラスロールの製造方法 - Google Patents

ガラスロール、及びガラスロールの製造方法 Download PDF

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glass
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roll
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妥夫 寺西
義徳 長谷川
浩一 森
弘樹 森
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日本電気硝子株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to flat panel displays such as liquid crystal displays and organic EL displays, glass substrates for devices such as solar cells, lithium ion batteries, digital signage, touch panels and electronic paper, and cover glasses and pharmaceuticals for devices such as organic EL lighting. It is related with the glass film used for a package etc., and its manufacturing method.
  • flat panel displays such as a liquid crystal display, a plasma display, an organic EL display, and a field emission display have recently been used in place of the CRT type display which has been widely used.
  • These flat panel displays are required to be thinner.
  • organic EL displays are required to be easily carried by folding or winding, and to be usable not only on flat surfaces but also on curved surfaces.
  • it is not limited to displays that are required to be used not only on flat surfaces but also on curved surfaces.
  • objects having curved surfaces such as the surfaces of automobile bodies, roofs of buildings, pillars, and outer walls It is desired to form a solar cell or an organic EL illumination on the surface. Therefore, various glass plates including flat panel displays are required to be further thinned to satisfy high flexibility that can be applied to curved surfaces.
  • Thin glass having a film shape of 200 ⁇ m or less has been developed.
  • a glass substrate manufactured by a glass manufacturer is transported to an electronic device manufacturer, and the glass film is incorporated as a component such as a substrate of an electronic device. Therefore, it is necessary to pack the glass film described above so as not to be damaged when transported to an electronic device manufacturer.
  • a packaging form of the glass film for example, in Patent Document 2, a glass film formed by a downdraw method is changed in the horizontal direction, the edge of the glass film is cut, and then a new roll wound up is formed.
  • a packaging form is disclosed. Such a packing form pays attention to the flexibility of a glass film, and is considered effective as a packing form of a glass film.
  • the sheet when a long sheet is wound into a roll shape, the sheet is generally wound while applying a tension in the winding direction (hereinafter also simply referred to as tension). If winding is performed without applying tension to the sheet, the sheet may be wrinkled or the roll may be loosened. For this reason, the quality of the sheet deteriorates, and the sheet wound on the roll is displaced in the axis (winding core) direction of the roll, and so-called winding misalignment is formed.
  • a long glass film hereinafter simply referred to as a glass film
  • wrinkles are generated in the resin film when the tension is not applied. The film is easily damaged.
  • the glass film described in Patent Document 2 is wound after the trajectory is changed in the horizontal direction through the folding zone after molding, and the glass film continues from immediately after the glass film molding to the winding position. It has become.
  • the manufacturing method of the glass film when winding is performed while applying tension to the glass film, there is a possibility that the curvature may change in the bending zone due to the tensile force at the time of winding, occurrence of warpage and undulation, Changes and other negative effects on glass film formation.
  • a method of applying tension to the glass film using a tension roller used in a resin film is also conceivable.
  • the surface of the glass film comes into pressure contact with the tension roller or the like, and the glass film Invisible micro-scratches can occur on the film surface.
  • tensile stress due to tension or the like acts on the minute scratch, the stress concentrates on the tip of the minute scratch, thereby expanding the minute scratch and eventually damaging the glass film.
  • the tension at the time of winding becomes excessive, the glass film immediately after molding may be directly affected.
  • the present invention was made to solve the problems of the prior art, and does not adversely affect the molding of the glass film, does not cause problems such as cracking, and does not have a loosened tension.
  • Manufacturing a glass film roll (glass roll) is a technical problem.
  • the invention according to claim 1 is a method for producing a glass roll which forms a glass film by a downdraw method and winds the molded glass film on a protective sheet in a roll shape.
  • the glass film and the protective sheet are wound up while applying a greater tension in the winding direction than the glass film.
  • the invention according to claim 3 is the glass roll manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the protective sheet is placed on the outer peripheral side of the glass film so that the protective sheet is maintained in the outermost layer.
  • the glass film and the protective sheet are wound up while being stacked.
  • the invention according to claim 4 is the glass roll manufacturing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the downdraw method is an overflow downdraw method.
  • the invention according to claim 5 is a glass roll in which a glass film formed by a downdraw method is overlapped on a protective sheet and wound into a roll shape, and the protective sheet has a larger winding direction than the glass film. It is characterized in that the tension of is applied.
  • the invention according to claim 6 is the glass roll according to claim 5, wherein the glass film has a thickness of 1 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the invention according to claim 7 is the glass roll according to claim 5 or 6, wherein the arithmetic average roughness Ra of both end faces in the width direction of the glass film is 0.1 ⁇ m or less. is there.
  • the invention according to claim 8 is the glass roll according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the protective sheet protrudes from both sides in the width direction of the glass film.
  • a method for producing a glass roll which forms a glass film by a downdraw method and winds the molded glass film on a protective sheet in a roll shape. Since the winding is performed so that a large tension in the winding direction is applied to the protective sheet, a relatively large winding applied to the protective sheet without applying a large tension in the winding direction to the glass film.
  • a glass roll having no looseness in winding can be produced by the directional tension.
  • the glass film is not applied with a tension in the winding direction or the tension is small, so that the curvature of the curved region changes while the glass film is being sent along with the winding.
  • the glass film can be stably formed, and the glass film having no warpage or undulation or change in plate thickness can be taken up. In addition, no fine scratches are generated on the glass film surface.
  • the ears formed at both ends in the width direction of the glass film are laser-cut at the stage until the glass film is wound into a roll shape, post-processing such as polishing is performed. Without giving, moderate smoothness can be easily given to the cut surface which constitutes the both end surfaces of the width direction of a glass film. Since the protective sheet is given a relatively large tension in the winding direction, the end face of the glass film and the protective sheet are likely to come into contact with each other, but even when contacted, the end face is protected by smoothing the end face of the glass film. It is possible to maintain good separation between the glass film and the protective sheet without biting into the sheet.
  • the laser cutting here includes laser cleaving using thermal stress resulting from heating with a laser and cooling with a refrigerant, and laser fusing for melting and cutting glass by heating with a laser.
  • the downdraw method is an overflow downdraw method, a glass film having excellent surface smoothness can be formed without any additional processing after forming, A glass roll with excellent accuracy can be produced.
  • the thickness of a glass film is 1 micrometer or more and 200 micrometers or less, appropriate flexibility can be provided to a glass film. Therefore, unreasonable stress acting on the glass film when the glass film is wound can be reduced, and breakage can be prevented.
  • the arithmetic average roughness Ra of both end surfaces in the width direction of the glass film is 0.1 ⁇ m or less, appropriate smoothness is imparted to both end surfaces in the width direction of the glass film. can do. Since a relatively large winding direction tension is applied to the protective sheet, the end face of the glass film and the protective sheet are easily in contact, but even when contacted, the end face is protected by smoothing the end face of the glass film. It is possible to maintain good separation between the glass film and the protective sheet without biting into the sheet.
  • both end surfaces in the width direction of the glass film can be protected by the protective sheet. Moreover, since the both ends of the glass film in the width direction are covered with the protective sheet, it is possible to prevent foreign substances from entering from the outside.
  • the glass roll (1) according to the present invention forms a glass film (2) by a downdraw method, and a protective sheet (3) is stacked on the outer peripheral side of the formed glass film (2). And it is produced by winding up in roll shape so that the tension
  • a molding body (41) having a wedge-shaped outer surface shape is disposed inside the molding apparatus (4), and glass (molten glass) melted in a melting furnace (not shown) is molded into the molding body.
  • the said molten glass overflows from the top part of a molded object (41).
  • the overflowing molten glass starts to form a glass film ribbon (G) from the molten glass by joining at the lower end along both side surfaces of the molded body (41) having a cross-sectional wedge shape. Yes.
  • the glass film ribbon (G) molded in the molding region (4A) located at the uppermost part of the molding apparatus (4) flows down as it is, and is gradually cooled below the molding region (4A).
  • the region (4B) is reached.
  • region (4B) the residual distortion is removed (annealing process), cooling a glass film ribbon (G) slowly.
  • a cooling region (4C) is provided further downstream (downward) of the slow cooling region (4B), and the slowly cooled glass film ribbon (G) is sufficiently cooled to a temperature of about room temperature.
  • a plurality of rollers (42) for guiding the glass film ribbon (G) downward are arranged in the slow cooling region (4B) and the cooling region (4C).
  • the roller (42) disposed at the top of each region (4B) in the molding device (4) functions as a cooling roller for cooling the glass film ribbon (G), and the glass It also functions as a driving roller for applying a downward pulling force to the film ribbon (G).
  • the remaining rollers (42) fulfill the function of pulling out the glass film ribbon (G) as an idle roller and a pulling roller while guiding the glass film ribbon (G) downward.
  • the glass film ribbon (G) that has passed through the cooling region (4C) changes its traveling direction from the vertical direction to the horizontal direction, and is arranged on the most downstream side of the glass film (2) manufacturing apparatus (5). It is pulled out toward. Specifically, a vertical drawing region (4D) from which the glass film ribbon (G) is continuously pulled out vertically continues continuously below the cooling region (4C), and below the glass film ribbon (G).
  • the curved region (4E) that curves (G) and converts the pulling direction from the vertical direction to the substantially horizontal direction is continuous.
  • a plurality of bending auxiliary rollers (43) for bending the glass film ribbon (G) with a predetermined radius of curvature in the bending region (4E) are provided.
  • the glass film ribbon (G) is sent out toward a horizontal drawing region (4F) described later. Further, on the downstream side of the curved region (4E) (the left side of the curved region (4E) in FIG. 1), the glass film ribbon (G) that has passed through the curved region (4E) is pulled out in a substantially horizontal direction.
  • the drawer area (4F) is continuous.
  • a longitudinal cutting device (6) capable of cutting the glass film ribbon (G) along its longitudinal direction is disposed, and the curved area (4E) is passed.
  • both end portions in the width direction of the glass film ribbon (G) reaching the horizontal drawing region (4F) can be continuously cut along the longitudinal direction.
  • the longitudinal direction cutting device (6) it is possible to use a device that forms a scribe line using a diamond cutter and cuts the ear portion along the scribe line by breaking the ear portion.
  • a device that forms a scribe line using a diamond cutter and cuts the ear portion along the scribe line by breaking the ear portion for example, local heating means, cooling means, a support member that supports the back surface around the planned cutting line of the glass film ribbon, and an initial crack in the planned cutting line.
  • a laser cutting device provided with a crack forming means. Thereby, moderate smoothness can be easily provided to the cut surface which comprises the both end surfaces of the width direction of a glass film (2), without performing post-processing, such as grinding
  • the end face of the glass film (2) is smooth, the end face of the glass film (2) does not bite into the protective sheet (3), and the separation between the glass film (2) and the protective sheet (3) is excellent. Can be maintained. Moreover, when winding a glass film (2) in roll shape, the chip
  • the laser cleaving forms an initial crack (W) at the downstream end of the glass film (2), and the heating point (X) by laser irradiation in the longitudinal direction of the glass film (2).
  • the heated portion is cooled while scanning the cooling point (Y) by the refrigerant, and the initial crack (W) is developed by the thermal stress generated at that time to form the breaking line (Z) It is.
  • this breaking line (Z) is continuously formed over the back surface from the surface of a glass film (2). Accordingly, when the initial crack (W) is advanced to form the breaking line (Z), the ear corresponding to the part where the breaking line (Z) is formed is cut.
  • the scanning of the laser heating point (X) and the cooling point (Y) by the coolant is performed in the direction in which the glass film (2) is transported with the laser heating point (X) and the cooling point (Y) by the coolant fixed. This is performed by sequentially transporting downstream (leftward in the example shown in FIG. 1).
  • the glass film (2) excluding these both ends in the width direction is around the winding core (51) of the winding device (5).
  • a protective sheet supply device (7) is disposed in the vicinity of the winding device (5), and the protective sheet (3) supplied from the protective sheet supply device (7). Is wound together with the glass film (2) in a roll around the winding core (51) of the winding device (5).
  • the protective sheet supply device (7) is provided with a tension applying roller (71), and the protective sheet (3) is given a greater tension in the winding direction than the glass film (2).
  • the glass roll (1) is produced by winding in the state made.
  • the glass roll (1) may be created by winding the sheet (3) in a state in which a greater tension in the winding direction than the glass film (2) is applied to the protective sheet (3).
  • a relatively large winding direction tension is applied to the protective sheet (3) without applying a large winding direction tension to the glass film (2), and the glass roll has no looseness in winding. (1) can be produced.
  • the glass film ribbon (G) can be molded stably, and the glass film (2) having no warpage, undulation or change in plate thickness can be wound.
  • the tension applied to the protective sheet (3) is preferably 0.01 to 10 GPa. If it is less than 0.01 GPa, the repulsive force of the glass film (2) may become stronger, making it difficult to produce a loose glass roll (1). If it exceeds 10 GPa, depending on the material, a protective sheet (3 ) May break.
  • the tension applied to the protective sheet (3) is more preferably 0.05 to 5 GPa, and most preferably 0.1 to 2.5 GPa.
  • the glass film (2) preferably has a low applied tension, and is preferably substantially free of tension.
  • the molding accuracy of the glass film ribbon (G) can be increased by keeping the tension applied to the glass film (2) low.
  • the glass film (2) is cut in the width direction by a width direction cutting device (not shown).
  • the width direction cutting device may be located on the downstream side of the drawing path of the glass film ribbon (G) from the longitudinal direction cutting device (6), and conversely, the longitudinal direction cutting device. (6) may be located downstream of the width direction cutting device.
  • the glass film (2) is preferably formed by an overflow down draw method.
  • the overflow down draw method is a molding method in which both sides of the glass plate do not come into contact with the molded member during molding, and both surfaces (translucent surface) of the obtained glass plate are hard to be scratched and have a high surface without being polished. This is because quality can be obtained.
  • the glass roll (1) which concerns on this invention is a glass roll which piled up the glass film (2) shape
  • the silicate glass is used for the glass film (2), preferably silica glass or borosilicate glass is used, and most preferably non-alkali glass is used.
  • an alkali component is contained in the glass film (2), cation is dropped on the surface, so-called soda blowing phenomenon occurs, and the structure becomes rough.
  • the glass film (2) is curved and used, there is a possibility that the glass film (2) is likely to be damaged from a portion roughened due to aging.
  • the alkali-free glass is a glass that does not substantially contain an alkali metal oxide, and specifically, a glass having an alkali metal oxide of 1000 ppm or less.
  • the content of the alkali component in the present invention is preferably 500 ppm or less for alkali metal oxides, and more preferably 300 ppm or less for alkali metal oxides.
  • OA-10G manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd. is preferable.
  • the glass film (2) can be wound up, it is particularly suitable for long objects. That is, the length (long side) with respect to the width (short side) of the glass film (2) is preferably 3 times or more, more preferably 5 times or more, and even more preferably 10 times or more. Thus, even if it is a long object, it can be packed compactly and is suitable for transportation.
  • the width of the glass film (2) is 12.5 mm or more and is appropriately selected depending on the size of the substrate of the device used, such as a small display for a mobile phone to a large screen display, but is 100 mm or more. Preferably, it is 300 mm or more, more preferably 500 mm or more.
  • the thickness of the glass film (2) is more preferably 1 ⁇ m to 200 ⁇ m, and most preferably 10 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • appropriate flexibility can be provided to a glass film (2), and when a glass film (2) is wound up, it starts to a glass film (2). This is because unreasonable stress can be reduced and the glass film (2) can be prevented from being damaged.
  • the thickness is less than 1 ⁇ m, the strength of the glass film (2) is insufficient, and if it exceeds 200 ⁇ m, the glass film (2) is likely to be damaged by a tensile stress when wound to a small diameter. Absent.
  • the arithmetic average roughness Ra of both end surfaces in the width direction of the glass film (2) is preferably 0.1 ⁇ m or less, and more preferably 0.05 ⁇ m or less. This is because appropriate smoothness can be imparted to both end surfaces in the width direction of the glass film (2). Therefore, in this case, when the glass film (2) is wound into a roll shape, it is difficult for fine scratches to occur on both end faces of the glass film (2), and the glass film (2) can be wound without any trouble. It becomes possible. Moreover, since the glass powder generate
  • the thickness of the protective sheet (3) is preferably 10 ⁇ m to 2000 ⁇ m. If it is less than 10 ⁇ m, the cushioning performance of the protective sheet is not sufficient, and if it exceeds 2000 ⁇ m, the roll outer diameter of the glass roll formed after winding the glass film (2) becomes unreasonably large. Is also not preferred.
  • the protective sheet (3) should not be denatured such as softening around 100 ° C. Is preferred.
  • the protective sheet (3) is preferably wider than the glass film (2) in the width direction. That is, it is preferable that the protective sheet (3) protrudes from both sides in the width direction of the glass film (2) in the state of the glass roll (1). If it does in this way, since the width direction both end surfaces of a glass film (2) are protected by a protection sheet (3), the fine damage
  • protective sheet (3) ionomer film, polyethylene film, polypropylene film, polyvinyl chloride film, polyvinylidene chloride film, polyvinyl alcohol film, polypropylene film, polyester film, polycarbonate film, polystyrene film, polyacrylonitrile film, ethylene vinyl acetate
  • copolymer film ethylene-vinyl alcohol copolymer film, ethylene-methacrylic acid copolymer film, polyamide resin film (nylon film), polyimide resin film, resin cushioning material such as cellophane, interleaf, nonwoven fabric, etc.
  • a polyethylene foam resin sheet as the protective sheet (3) because it can absorb impact and has high strength against tensile stress.
  • the protective sheet (3) is preferably made of an elastically deformable material. Thereby, the glass roll (1) without a looseness can be produced, giving the tension
  • the tensile modulus of the protective sheet (3) is preferably 1 to 5 GPa.
  • the protective sheet (3) is preferably provided with conductivity. If it does in this way, when taking out a glass film (2) from a glass roll (1), since it becomes difficult to produce peeling electrification between a glass film (2) and a protection sheet (3), glass film (2) and This is because the protective sheet (3) can be easily peeled off.
  • the protective sheet (3) is made of a resin
  • conductivity can be imparted by adding a component imparting electrical conductivity such as polyethylene glycol to the protective sheet (3).
  • conductivity can be imparted by incorporating conductive fibers.
  • Conductivity can also be imparted by forming a conductive film such as ITO on the surface of the protective sheet (3).
  • the present invention can be suitably used for glass substrates used in flat panel displays such as liquid crystal displays and organic EL displays, devices such as solar cells, and cover glasses for organic EL lighting.

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Abstract

　ガラスフィルムの成形に悪影響を及ぼすことなく、割れ等の問題も発生することなく、張力が付与された緩みのないガラスフィルムのロール体を製造することを課題とする。そのための解決手段は、ダウンドロー法によってガラスフィルム（２）を成形すると共に、その成形したガラスフィルム（２）を保護シート（３）に重ねてロール状に巻き取るガラスロール（１）の製造方法であって、前記ガラスフィルム（２）よりも前記保護シート（３）に大きな巻き取り方向の張力が付与されるように巻き取ることでガラスロール（１）を製造する。

Description

ガラスロール、及びガラスロールの製造方法
　本発明は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイや、太陽電池、リチウムイオン電池、デジタルサイネージ、タッチパネル、電子ペーパー等のデバイスのガラス基板、及び有機ＥＬ照明等のデバイスのカバーガラスや医薬品パッケージ等に使用されるガラスフィルム、及びその製造方法に関する。
  省スペース化の観点から、従来普及していたＣＲＴ型ディスプレイに替わり、近年は液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ等のフラットパネルディスプレイが普及している。これらのフラットパネルディスプレイにおいては、さらなる薄型化が要請される。特に有機ＥＬディスプレイには、折りたたみや巻き取ることによって持ち運びを容易にすると共に、平面だけでなく曲面にも使用可能とすることが求められている。また、平面だけでなく曲面にも使用可能とすることが求められているのはディスプレイに限られるものではなく、例えば、自動車の車体表面や建築物の屋根、柱や外壁など、曲面を有する物体の表面に太陽電池を形成したり、有機ＥＬ照明を形成することが望まれている。従って、フラットパネルディスプレイを始めとする各種ガラス板には、曲面にも対応可能な高い可撓性を満足すべく更なる薄肉化が要求されており、例えば特許文献１に開示されているように、２００μｍ以下の厚みのフィルム状をなす薄板ガラスが開発されるに至っている。
　一方、可撓性を確保するという観点からは、樹脂フィルムをガラス板の代替品として使用することも考えられる。しかしながら、樹脂フィルムはガラス板に比べて気体のバリア性に劣るという問題がある。有機ＥＬディスプレイの場合には、使用される発光体が酸素や水蒸気等の気体との接触により劣化を来たしてしまうので、バリア性の低い樹脂フィルムをガラス板の代替品として使用できない。また同様の理由から、有機ＥＬディスプレイ以外の他の分野においても、ガラス板の代替品として樹脂フィルムを使用することができない場合が多い。従って、このようなバリア性確保の観点からも、ガラス板の薄肉化がより一層重要性を増しているのが実情である。
　ガラスメーカーで製造されたガラス基板は、電子デバイス製造メーカーへと輸送され、ガラスフィルムは、電子デバイスの基板等の部品として組み込まれる。従って、上述したガラスフィルムは、電子デバイス製造メーカーへ輸送される際に破損しないように梱包する必要がある。
　ガラスフィルムの梱包形態として、例えば特許文献２には、ダウンドロー法によって成形したガラスフィルムを水平方向へと方向転換し、ガラスフィルムの端縁部を切断した後、ロール状に巻き取った新たな梱包形態が開示されている。このような梱包形態は、ガラスフィルムの可撓性に着目したものであり、ガラスフィルムの梱包形態としては有効であると考えられる。
特開２００８－１３３１７４号公報 特開２０００－３３５９２８号公報
　ところで、長尺のシートを巻き取ってロール形状とする場合、シートに巻き取り方向の張力（以下、単に張力ともいう）を付与させつつ巻き取りを行うのが一般的である。シートに張力を付与せずに巻き取りを行うと、シートにしわが発生したり、ロールに緩みが生じたりする。このため、シートの品質悪化やロールに巻き取ったシートがロールの軸（巻き芯）方向にずれて竹の子状になる所謂巻きズレを生じる。特に長尺のガラスフィルム（以下単にガラスフィルムという）を巻き取ってロール形状にする場合、張力を付与させずに行うと、樹脂フィルムではしわが発生するところを、ガラスは脆性材料であるためガラスフィルムでは容易に破損する。また、破損しないにしてもロールに緩みがあると前述のような巻きズレなどでガラスフィルム表面が擦れ、傷が生じ、後工程でガラスフィルムを使用した際にガラスフィルムが工程内で破損する可能性を内在することとなる。従って、ガラスフィルムをロール状に巻き取る場合は、特に張力を付与して巻き取ることを必要としている。
　しかしながら、特許文献２に記載のガラスフィルムは、成形後折り曲げゾーンを経て水平方向に軌道を変更させた後に巻き取りを行っており、ガラスフィルム成形直後から巻き取り箇所までガラスフィルムが連続した構成となっている。当該ガラスフィルムの製造方法において、ガラスフィルムに張力を付与させつつ巻き取りを行うと、巻き取り時の引張り力により、折り曲げゾーンにおいて曲率が変化するおそれがあり、反りやうねりの発生、板厚の変化等、ガラスフィルムの成形に悪影響を及ぼす。また、樹脂フィルムで使用されているようなテンションローラーなどを用いてガラスフィルムに張力を付与させる方法も考えられるが、この場合ガラスフィルムの表面がテンションローラーなどと加圧接触することになり、ガラスフィルム表面に不可視の微小傷を生じ得る。そして、この微小傷に張力などによる引張応力が作用すると、当該微小傷の先端に応力が集中し、これにより微小傷が拡大して、ついにはガラスフィルムが破損する。更に巻き取り時の張力が過大になった場合には、成形直後のガラスフィルムに直接影響を及ぼすおそれもある。
　本発明は、従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、ガラスフィルムの成形に悪影響を及ぼすことなく、割れ等の問題も発生することなく、張力が付与された緩みのないガラスフィルムのロール体（ガラスロール）を製造することを技術的課題とする。
　請求項１に係る発明は、ダウンドロー法によってガラスフィルムを成形すると共に、その成形したガラスフィルムを保護シートに重ねてロール状に巻き取るガラスロールの製造方法であって、前記保護シートに、前記ガラスフィルムよりも大きな巻き取り方向の張力を付与しながら、前記ガラスフィルムと前記保護シートとを巻き取ることを特徴とするものである。
　請求項２に係る発明は、請求項１に記載のガラスロールの製造方法において、ロール状にガラスフィルムを巻き取るまでの段階で、前記ガラスフィルムの幅方向両端部に形成される耳部をレーザー切断することを特徴とするものである。
　請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のガラスロールの製造方法において、前記保護シートが最外層にある状態に維持されるように、前記ガラスフィルムの外周側に前記保護シートを重ねながら、前記ガラスフィルムと前記保護シートとを巻き取ることを特徴とするものである。
　請求項４に係る発明は、請求項１～３のいずれかに記載のガラスロールの製造方法において、前記ダウンドロー法が、オーバーフローダウンドロー法であることを特徴とするものである。
　請求項５に係る発明は、ダウンドロー法によって成形されたガラスフィルムを、保護シートに重ねてロール状に巻き取ったガラスロールであって、前記保護シートは、前記ガラスフィルムよりも大きな巻き取り方向の張力が付与されていることを特徴とするものである。
　請求項６に係る発明は、請求項５に記載のガラスロールにおいて、前記ガラスフィルムの厚みが、１μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とするものである。
　請求項７に係る発明は、請求項５又は６に記載のガラスロールにおいて、前記ガラスフィルムの幅方向の両端面の算術平均粗さＲａが、０．１μｍ以下であることを特徴とするものである。
　請求項８に係る発明は、請求項５～７のいずれかに記載のガラスロールにおいて、前記保護シートが、前記ガラスフィルムの幅方向両側から食み出していることを特徴とするものである。
　請求項１に係る発明によれば、ダウンドロー法によってガラスフィルムを成形すると共に、その成形したガラスフィルムを保護シートに重ねてロール状に巻き取るガラスロールの製造方法であって、前記ガラスフィルムよりも前記保護シートに巻き取り方向の大きな張力が付与されるように巻き取ることから、ガラスフィルムに大きな巻き取り方向の張力が付与されることなく、保護シートに付与された相対的に大きな巻取り方向の張力によって、巻き取りに緩みのないガラスロールを作製することができる。ガラスフィルム巻き取り時にガラスフィルムには巻き取り方向の張力が付与されていないか或いはその張力が小さいことから、ガラスフィルムが巻き取りに伴って送られている間の湾曲領域の曲率が変化することを防止することができ、ガラスフィルムの成形が安定し、反りやうねり、板厚の変化のないガラスフィルムを巻き取ることができる。また、ガラスフィルム表面に微小傷が生じることもない。
　請求項２に係る発明によれば、ロール状にガラスフィルムを巻き取るまでの段階で、前記ガラスフィルムの幅方向両端部に形成される耳部をレーザー切断することから、研磨等の後加工を施すことなく、ガラスフィルムの幅方向の両端面を構成する切断面に適度な平滑性を容易に付与することができる。保護シートには相対的に大きな巻き取り方向の張力が付与されているため、ガラスフィルムの端面と保護シートが接触し易いが、接触した場合でも、ガラスフィルムの端面の平滑化によって当該端面が保護シートに噛み込むことがなく、ガラスフィルムと保護シートとの分離性を良好に維持できる。また、ガラスフィルムをロール状に巻き取る際に、ガラスフィルムの両端面に微細な傷に起因する欠けが生じ難くなる。これにより、ガラスフィルムの端面の欠けにより発生するガラス粉を低減できることから、ガラスフィルムの表裏面の清浄性を確保する上でも非常に有利となる。ここでのレーザー切断とは、レーザーによる加熱と冷媒による冷却に起因する熱応力を利用するレーザー割断とレーザーによる加熱でガラスを溶融して切断するレーザー溶断を含む。
　請求項３に係る発明によれば、前記保護シートが最外層にある状態を維持するように、前記ガラスフィルムと前記保護シートとを巻き取ることから、保護シートに相対的に大きな巻取り方向の張力を付与させることで、容易にガラスフィルムを締め付けることができ、緩みのないガラスロールを製造することができる。
　請求項４に係る発明によれば、前記ダウンドロー法が、オーバーフローダウンドロー法であることから、成形後に別途加工を施すことなく表面の平滑性に優れたガラスフィルムを成形することができ、表面精度の優れたガラスロールを製造することができる。
　請求項５に係る発明によれば、保護シートにガラスフィルムよりも大きな巻き取り方向の張力が付与されているガラスロールであることから、反りやうねり、板厚の変化のないガラスフィルムを緩みなく巻き取ったガラスロールとすることができる。
　請求項６に係る発明によれば、ガラスフィルムの厚みが、１μｍ以上２００μｍ以下であることから、ガラスフィルムに適切な可撓性を付与することができる。そのため、ガラスフィルムを巻き取った際にガラスフィルムに作用する不当な応力を軽減することができ、破損を防止することができる。
　請求項７に係る発明によれば、ガラスフィルムの幅方向の両端面の算術平均粗さＲａが、０．１μｍ以下であることから、ガラスフィルムの幅方向の両端面に適切な平滑性を付与することができる。保護シートには相対的に大きな巻取り方向の張力が付与されているため、ガラスフィルムの端面と保護シートが接触し易いが、接触した場合でも、ガラスフィルムの端面の平滑化によって当該端面が保護シートに噛み込むことがなく、ガラスフィルムと保護シートとの分離性を良好に維持できる。
　請求項８に係る発明によれば、前記保護シートが、前記ガラスフィルムの幅方向両側から食み出していることから、ガラスフィルムの幅方向両端面を保護シートで保護することが可能となる。また、ガラスフィルムの幅方向両端が保護シートによって覆われるので、外部からの異物の侵入を防止することもできる。
本発明に係るガラスロールの製造方法を示した図である。 ガラスフィルムにレーザーの照射熱を作用させて、そのときの熱応力によってガラスフィルムを割断する方法を示す説明図である。
　以下、本発明に係るガラスロール、及びその製造方法の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
　図１に示す通り、本発明に係るガラスロール（１）は、ダウンドロー法によってガラスフィルム（２）を成形すると共に、その成形したガラスフィルム（２）の外周側に保護シート（３）を重ねて、ガラスフィルム（２）よりも保護シート（３）に大きな巻き取り方向の張力が付与されるように、ロール状に巻き取ることによって作製される。
　詳述すると、成形装置（４）の内部には、断面楔状の外表面形状を有する成形体（４１）が配設されており、図示しない溶融窯で溶融されたガラス（溶融ガラス）を成形体（４１）に供給することで、当該溶融ガラスが成形体（４１）の頂部から溢れ出るようになっている。そして、溢れ出た溶融ガラスは、成形体（４１）の断面楔状を呈する両側面を伝って下端で合流することで、溶融ガラスからガラスフィルムリボン（Ｇ）の成形が開始されるようになっている。このように、成形装置（４）の最も上部に位置する成形領域（４Ａ）で成形されたガラスフィルムリボン（Ｇ）は、そのまま下方に流下し、成形領域（４Ａ）の下方に位置する徐冷領域（４Ｂ）に至る。そして、この徐冷領域（４Ｂ）では、ガラスフィルムリボン（Ｇ）を徐冷しながらその残留ひずみを除去（アニール処理）するようになっている。徐冷領域（４Ｂ）のさらに下流側（下方）には冷却領域（４Ｃ）が設けられており、徐冷されたガラスフィルムリボン（Ｇ）を室温程度の温度にまで十分に冷却するようになっている。徐冷領域（４Ｂ）と冷却領域（４Ｃ）には、ガラスフィルムリボン（Ｇ）を下方に案内する複数のローラ（４２）が配置されている。なお、この実施形態では、成形装置（４）内の各領域（４Ｂ）の最上部に配設されたローラ（４２）が、ガラスフィルムリボン（Ｇ）を冷却する冷却ローラとして機能すると共に、ガラスフィルムリボン（Ｇ）に下方の引出し力を付与するための駆動ローラとしても機能している。残りのローラ（４２）は、空転ローラおよび引張りローラ等としてガラスフィルムリボン（Ｇ）を下方に案内しながら引き出す機能を果たしている。
　冷却領域（４Ｃ）を通過したガラスフィルムリボン（Ｇ）は、鉛直方向から水平方向へと進行方向を変えながら、ガラスフィルム（２）の製造装置の最も下流側に配置した巻き取り装置（５）に向けて引き出される。具体的には、冷却領域（４Ｃ）の下方には、引き続きガラスフィルムリボン（Ｇ）が鉛直下方に向けて引出される鉛直引き出し領域（４Ｄ）が連続すると共に、その下方には、ガラスフィルムリボン（Ｇ）を湾曲させて、その引き出し方向を鉛直方向から略水平方向へと変換する湾曲領域（４Ｅ）が連続している。この実施形態では、図１に示すように、湾曲領域（４Ｅ）においてガラスフィルムリボン（Ｇ）を所定の曲率半径で湾曲させるための複数の湾曲補助ローラ（４３）が設けられており、これら複数の湾曲補助ローラ（４３）の働きにより、後述する水平引き出し領域（４Ｆ）に向けてガラスフィルムリボン（Ｇ）を送り出すようになっている。さらに、湾曲領域（４Ｅ）の下流側（図１でいえば湾曲領域（４Ｅ）の左側）には、湾曲領域（４Ｅ）を通過したガラスフィルムリボン（Ｇ）を略水平方向に向けて引き出す水平引き出し領域（４Ｆ）が連続している。
　また、水平引き出し領域（４Ｆ）には、ガラスフィルムリボン（Ｇ）をその長手方向に沿って切断可能な長手方向切断装置（６）が配設されており、湾曲領域（４Ｅ）を過過して水平引き出し領域（４Ｆ）に到達したガラスフィルムリボン（Ｇ）の幅方向両端部をその長手方向に沿って連続的に切断できるようになっている。
　ここで、長手方向切断装置（６）としては、ダイヤモンドカッターを利用してスクライブラインを形成すると共に、耳部を折り割ることで、当該耳部をスクライブラインに沿って切断する装置を用いることができるが、切断面の強度向上を図る観点からは、例えば局部加熱手段と、冷却手段と、ガラスフィルムリボンの切断予定線の周囲の裏面を支持する支持部材と、切断予定線に初期き裂を形成するき裂形成手段とを備えたレーザ一割断装置を用いることが好ましい。これにより、研磨等の後加工を施すことなく、ガラスフィルム（２）の幅方向の両端面を構成する切断面に適度な平滑性を容易に付与することができる。ガラスフィルム（２）端面が平滑であるため、ガラスフィルム（２）の端面が保護シート（３）に噛み込むことがなく、ガラスフィルム（２）と保護シート（３）との分離性を良好に維持できる。また、ガラスフィルム（２）をロール状に巻き取る際に、ガラスフィルム（２）の両端面に微細な傷に起因する欠けが生じ難くなる。
　レーザー割断は、図２に示すように、ガラスフィルム（２）の下流側端部に初期クラック（Ｗ）を形成すると共に、レーザー照射による加熱点（Ｘ）をガラスフィルム（２）の長手方向に沿って走査した後、冷媒による冷却点（Ｙ）を走査しながら加熱された部分を冷却し、そのときに生じる熱応力によって初期クラック（Ｗ）を進展させて割断線（Ｚ）を形成するものである。ここで、この割断線（Ｚ）は、ガラスフィルム（２）の表面から裏面に亘って連続的に形成される。従って、初期クラック（Ｗ）を進展させて割断線（Ｚ）を形成した時点で、割断線（Ｚ）の形成部分に対応した耳部は切断される。尚、レーザーの加熱点（Ｘ）及び冷媒による冷却点（Ｙ）の走査は、レーザーの加熱点（Ｘ）及び冷媒による冷却点（Ｙ）を固定した状態で、ガラスフィルム（２）を搬送方向下流側（図１に示す例では左方向）に順次搬送することによって行われる。
　上述のようにして、ガラスフィルムリボン（Ｇ）の幅方向両端部を切断した後、これら幅方向両端部を除いたガラスフィルム（２）は、巻き取り装置（５）の巻き芯（５１）まわりにロール状に巻き取られる。この際、図１に示すように、巻き取り装置（５）の近傍に保護シート供給装置（７）が配設されており、この保護シート供給装置（７）から供給される保護シート（３）をガラスフィルム（２）と共に巻き取り装置（５）の巻き芯（５１）まわりにロール状に巻き取るようになっている。保護シート供給装置（７）には、図１に示される通り、張力付与ローラ（７１）が備えられており、保護シート（３）にガラスフィルム（２）よりも大きな巻き取り方向の張力が付与された状態で巻き取ることによって、ガラスロール（１）が作製されている。または張力付与ローラ（７１）を用いずに、巻き取り装置（５）のガラスフィルム（２）と保護シート（３）を巻き取る巻取り力に抗するように保護シート供給装置（７）から保護シート（３）を送り出すことで保護シート（３）にガラスフィルム（２）よりも大きな巻き取り方向の張力が付与された状態で巻き取ることによって、ガラスロール（１）を作成されてもよい。これにより、ガラスフィルム（２）に大きな巻き取り方向の張力が付与されることなく、保護シート（３）に相対的に大きな巻取り方向の張力が付与されて、巻き取りに緩みのないガラスロール（１）を作製することができる。ガラスフィルム（２）の巻き取り時にガラスフィルム（２）には積極的（意図的）に巻き取り方向の張力が付与されていないことから、湾曲領域（４Ｅ）の曲率が変化することを防止することができ、ガラスフィルムリボン（Ｇ）の成形が安定し、反りやうねり、板厚の変化のないガラスフィルム（２）を巻き取ることができる。
　保護シート（３）に付与される張力は、０．０１～１０ＧＰａが好ましい。０．０１ＧＰａ未満であると、ガラスフィルム（２）の反発力の方が強くなるおそれがあり緩みのないガラスロール（１）を作製し難く、１０ＧＰａを超えると、材質によっては、保護シート（３）が破断するおそれがある。保護シート（３）に付与される張力は、０．０５～５ＧＰａであることがより好ましく、０．１～２．５ＧＰａであることが最も好ましい。
　ガラスフィルム（２）は、付与される張力が低いほうが好ましく、実質的に張力が付与されていないことが好ましい。ガラスフィルム（２）に付与される張力を低く抑えることで、ガラスフィルムリボン（Ｇ）の成形精度を高めることができる。
　その後、巻き取られて出来たガラスロール（１）のロール径(厚み寸法)が所定の寸法に達した時点で、図示しない幅方向切断装置によりガラスフフィルム（２）を幅方向に切断する。この場合、幅方向切断装置は、長手方向切断装置（６）よりもガラスフィルムリボン（Ｇ）の引き出し経路の下流側に位置していてもよく、また、これとは逆に、長手方向切断装置（６）が幅方向切断装置よりも下流側に位置していてもよい。以上の工程を経て、最終製品となるガラスロール（１）が得られる。
　本発明において、ガラスフィルム（２）は、オーバーフローダウンドロー法によって成形されていることが好ましい。オーバーフローダウンドロー法は、成形時にガラス板の両面が、成形部材と接触しない成形法であり、得られたガラス板の両面（透光面）には傷が生じ難く、研磨しなくても高い表面品位を得ることができるからである。
　また、本発明に係るガラスロール（１）は、ダウンドロー法によって成形されたガラスフィルム（２）を、保護シート（３）に重ねてロール状に巻き取ったガラスロールであって、保護シート（３）は、ガラスフィルム（２）よりも大きな巻き取り方向の張力が付与されていることを特徴とする。
　ガラスフィルム（２）は、ケイ酸塩ガラスが用いられ、好ましくはシリカガラス、ホウ珪酸ガラスが用いられ、最も好ましくは無アルカリガラスが用いられる。ガラスフィルム（２）にアルカリ成分が含有されていると、表面において陽イオンの脱落が発生し、いわゆるソーダ吹きの現象が生じ、構造的に粗となる。この場合、ガラスフィルム（２）を湾曲させて使用していると、経年劣化により粗となった部分から破損し易くなるおそれがある。尚、ここで無アルカリガラスとは、アルカリ金属酸化物が実質的に含まれていないガラスのことであって、具体的には、アルカリ金属酸化物が１０００ｐｐｍ以下のガラスのことである。本発明でのアルカリ成分の含有量は、好ましくはアルカリ金属酸化物が５００ｐｐｍ以下であり、より好ましくはアルカリ金属酸化物が３００ｐｐｍ以下である。例えば、日本電気硝子株式会社製のＯＡ－１０Ｇが好ましい。
　ガラスフィルム（２）は巻き取ることが可能であるため、特に長尺物に適している。すなわちガラスフィルム（２）の幅（短辺）に対する長さ（長辺）が好ましくは３倍以上、より好ましくは５倍以上、さらには１０倍以上の長さを有することがより好ましい。このように長尺物であったとしても、コンパクトに梱包することが可能となり、輸送に適している。ガラスフィルム（２）の幅は、１２．５ｍｍ以上であって、携帯電話用小型ディスプレイから大画面ディスプレイ等、使用されるデバイスの基板の大きさによって適宜選択されるものであるが、１００ｍｍ以上であることが好ましく、３００ｍｍ以上であることがより好ましく、５００ｍｍ以上であることが更に好ましい。
　ガラスフィルム（２）の厚みは、１μｍ～２００μｍであることがより好ましく、１０μｍ～１００μｍであることが最も好ましい。このようなガラスフィルム（２）の厚みであると、ガラスフィルム（２）に適切な可撓性を付与することができ、ガラスフィルム（２）を巻き取った際にガラスフィルム（２）にかかる不当な応力を軽減することができ、ガラスフィルム（２）が破損することを防止することができるからである。１μｍ未満であると、ガラスフィルム（２）の強度が足りず、２００μｍを超えると、ガラスフィルム（２）を小径に巻き取ると引張り応力により破損する可能性が高くなるため、いずれの場合も好ましくない。
　ガラスフィルム（２）の幅方向両端面の算術平均粗さＲａは、０．１μｍ以下であることが好ましく、０．０５μｍ以下であることがより好ましい。このようにすると、ガラスフィルム（２）の幅方向の両端面に適切な平滑性を付与することができるためである。従って、この場合には、ガラスフィルム（２）をロール状に巻き取る際に、ガラスフィルム（２）の両端面に微細な傷が生じ難くなり、ガラスフィルム（２）を支障なく巻き取ることが可能となる。また、ガラスフィルム（２）の端面の微細な傷に起因する欠け等により発生するガラス粉を低減できることから、ガラスフィルム（２）の表裏面の清浄性を確保する上で有利となる。更に、ガラスフィルム（２）の端面と保護シート（３）が接触した場合でも、ガラスフィルム（２）の端面が保護シート（３）に噛み込むことがなく、両者を容易に分離できるので、ガラスフィルム（２）の破損の防止にも繋がる。
　保護シート（３）は、ガラスフィルム（２）を巻き取る際に、ガラスフィルム（２）同士が接触することによる傷の発生を防止すると共に、ガラスロール（１）に外圧が加わった際、それを吸収するために使用される。従って、保護シート（３）の厚みは、１０μｍ～２０００μｍであることが好ましい。１０μｍ未満であると、保護シートの緩衝性能が十分ではなく、２０００μｍを超えると、ガラスフィルム（２）を巻き取った後に形成されたガラスロールのロール外径が不当に大きくなるため、いずれの場合も好ましくない。
　本発明に係るガラスロール（１）を作製する際に、ガラスフィルム（２）は、５０℃を超えている可能性があるため、保護シート（３）は、１００℃前後で軟化等変質しないことが好ましい。
　保護シート（３）は、幅方向においてガラスフィルム（２）よりも幅広いことが好ましい。すなわち、ガラスロール（１）の状態で、保護シート（３）が、ガラスフィルム（２）の幅方向両側から食み出していることが好ましい。このようにすると、ガラスフィルム（２）の幅方向両端面が、保護シート（３）によって保護されるので、ガラスフィルム（２）の幅方向両端面に打突等による微細な傷や、欠けが生じるのを防止することができるからである。
　保護シート（３）としては、アイオノマーフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、エチレン酢酸ビニル共重合体フィルム、エチレン－ビニルアルコール共重合体フィルム、エチレン－メタクリル酸共重合体フィルム、ポリアミド樹脂フィルム（ナイロンフィルム）、ポリイミド樹脂フィルム、セロファン等の樹脂製緩衝材、合紙、不織布等を使用することができる。保護シート（３）としてポリエチレン発泡樹脂製シートを使用することが、衝撃吸収が可能であり且つ引張り応力に対しても強度が高いため、好ましい。一方、これら樹脂フィルムにシリカなどを分散させてガラスフィルム（２）との滑りを良くすると、ガラスフィルム（２）と保護シート（３）を重ねて巻き取ることにより生じる僅かな径の差に起因する巻き取り長さのズレをその滑りにより吸収できるため好ましい。
　保護シート（３）は、弾性変形可能な材質を使用することが好ましい。これにより、保護シート（３）に適切な巻き取り方向の張力を付与させつつ、緩みのないガラスロール（１）を作製することができる。保護シート（３）の引っ張り弾性率は、１～５ＧＰａであることが好ましい。
　保護シート（３）には、導電性が付与されていることが好ましい。このようにすると、ガラスロール（１）からガラスフィルム（２）を取り出す際に、ガラスフィルム（２）と保護シート（３）との間に剥離帯電が生じ難くなるため、ガラスフィルム（２）と保護シート（３）とを剥離させ易くすることができるからである。詳細には、例えば、保護シート（３）が樹脂製の場合は保護シート（３）中にポリエチレングリコール等の導電性を付与する成分を添加することで導電性を付与することができ、保護シート（３）が合紙の場合は導電性繊維を抄き込むことで導電性を付与することができる。また、保護シート（３）の表面にＩＴＯ等の導電膜を成膜することでも導電性を付与することができる。
　本発明は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイや太陽電池等のデバイスに使用されるガラス基板、及び有機ＥＬ照明のカバーガラスに好適に使用することができる。
１　　ガラスロール
２　　ガラスフィルム
３　　保護シート
４　　成形装置
５　　巻き取り装置
６　　長手方向供給装置
７　　保護シート供給装置
Ｇ　　ガラスフィルムリボン

Claims (8)

  1. 　ダウンドロー法によってガラスフィルムを成形すると共に、その成形したガラスフィルムを保護シートに重ねてロール状に巻き取るガラスロールの製造方法であって、
    　前記保護シートに、前記ガラスフィルムよりも大きな巻き取り方向の張力を付与しながら、前記ガラスフィルムと前記保護シートとを巻き取ることを特徴とするガラスロールの製造方法。
  2. 　ロール状にガラスフィルムを巻き取るまでの段階で、前記ガラスフィルムの幅方向両端部に形成される耳部をレーザー切断することを特徴とする請求項１に記載のガラスロールの製造方法。
  3. 　前記保護シートが最外層にある状態に維持されるように、前記ガラスフィルムの外周側に前記保護シートを重ねながら、前記ガラスフィルムと前記保護シートとを巻き取ることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラスロールの製造方法。
  4. 　前記ダウンドロー法が、オーバーフローダウンドロー法である請求項１～３のいずれかに記載のガラスロールの製造方法。
  5. 　ダウンドロー法によって成形されたガラスフィルムを、保護シートに重ねてロール状に巻き取ったガラスロールであって、
    　前記保護シートは、前記ガラスロールよりも大きな巻き取り方向の張力が付与されていることを特徴とするガラスロール。
  6. 　前記ガラスフィルムの厚みが、１μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載のガラスロール。
  7. 　前記ガラスフィルムの幅方向の両端面の算術平均粗さＲａが、０．１μｍ以下であることを特徴とする請求項５又は６に記載のガラスロール。
  8. 　前記保護シートが、前記ガラスフィルムの幅方向両側から食み出していることを特徴とする請求項５～７のいずれかに記載のガラスロール。
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