WO2011126028A1 - ガラス板の製造方法及び製造装置 - Google Patents

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WO2011126028A1 PCT/JP2011/058650 JP2011058650W WO2011126028A1 WO 2011126028 A1 WO2011126028 A1 WO 2011126028A1 JP 2011058650 W JP2011058650 W JP 2011058650W WO 2011126028 A1 WO2011126028 A1 WO 2011126028A1
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foreign matter
glass
pad
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木村 宏
裕 金子
山本 功
厚 城山
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旭硝子株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a glass plate manufacturing method and a manufacturing apparatus having a foreign matter removing step for efficiently removing foreign matter attached to the surface of the glass plate.
  • a glass substrate for FPD (Flat Panel Display) used for liquid crystal displays, etc. is formed by forming a molten glass into a thin plate having a thickness of about 0.1 to 2.8 mm by a glass manufacturing method called a float method. This is manufactured so as to satisfy the flatness required for a liquid crystal display or the like by polishing and removing fine irregularities and waviness on the surface by a continuous polishing apparatus disclosed in Patent Document 1 and the like.
  • a glass substrate is generally polished with a polishing pad (polishing tool) that rotates and revolves.
  • the glass plate is manufactured, for example, by the following method. First, a glass raw material is put into a melting tank to obtain molten glass. The obtained molten glass is formed into a continuous strip-shaped glass ribbon having a predetermined width by a float method, a down draw method, or the like, and is gradually cooled in a slow cooling furnace. The strip-shaped plate glass after the slow cooling is washed by a washing device and then cut into a glass plate of a predetermined size by a cutting device.
  • This invention is made in view of such a situation, and it aims at providing the manufacturing method and manufacturing apparatus of a glass plate which have the foreign material removal process for removing the foreign material adhering to the surface of a glass plate efficiently.
  • the method for producing a glass plate of the present invention includes a forming step of forming plate glass from molten glass, and a folding step of cutting and folding the formed plate glass into a glass plate of a predetermined size, A foreign matter removing step for removing foreign matter attached to the surface of the cut and folded glass plate, and a polishing step for removing scratches on the surface of the glass plate after the foreign matter removing step by polishing the surface of the glass plate; , With.
  • a foreign matter removing step is provided in the previous step of the polishing step.
  • the foreign matter attached to the surface of the glass plate is removed, and the scratches on the surface of the glass plate that are generated when the foreign matter is removed. Is removed by polishing in the polishing step, foreign matters adhering to the surface of the glass plate can be efficiently removed.
  • the glass plate manufacturing apparatus of the present invention includes a forming means for forming a plate glass from molten glass, and a cutting means for cutting and folding the formed plate glass into a glass plate having a predetermined size.
  • the foreign matter adhering to the surface of the glass plate is removed using the foreign matter removing pad, and the scratches on the surface of the glass plate generated when removing the foreign matter are polished and removed by the polishing means. Therefore, the foreign material adhering to the surface of the glass plate can be efficiently removed.
  • the foreign matter removing pad of the present invention preferably has a multilayer structure including a buffer layer made of an elastic body and a fixed abrasive layer laminated on the buffer layer and contacting the surface of the glass plate.
  • the contact pressure between the fixed abrasive layer and the glass plate can be set to an appropriate pressure by the buffer layer of the foreign matter removal pad, and the surface of the glass plate caused by the abrasive grains of the fixed abrasive layer can be adjusted. Scratches can be minimized.
  • a plurality of polygonal pyramid-shaped or polygonal frustum-shaped projections containing abrasive grains having a particle size of 10 ⁇ m or less are arranged on a surface in contact with the glass plate according to a predetermined rule.
  • the objects have substantially the same height, a range of 10 to 200 ⁇ m, and a density of 5 to 200 / mm 2 .
  • the foreign material adhering to the surface of the glass plate can be appropriately removed.
  • the height of the protrusions is more preferably in the range of 20 to 150 ⁇ m, and the density is more preferably 5 to 100 pieces / mm 2 .
  • the abrasive grains of the present invention are alumina abrasive grains. According to this aspect, the foreign matter adhering to the surface of the glass plate can be further appropriately removed.
  • the buffer layer of the present invention is preferably made of urethane foam. According to this aspect, the contact pressure between the fixed abrasive layer and the glass plate can be easily set to an appropriate pressure.
  • an intermediate layer having an A hardness of 60 or more and a thickness of 50 ⁇ m to 200 ⁇ m is interposed between the fixed abrasive layer and the buffer layer of the present invention.
  • the contact pressure between the fixed abrasive layer and the glass plate becomes constant, and the foreign matter removing ability is also kept constant. be able to.
  • the foreign matter removing means of the present invention preferably includes a rotating means, and the foreign matter attached to the surface of the glass plate is removed by rotating the foreign matter removing pad by the rotating means. According to this aspect, the foreign material adhering to the surface of the glass plate can be removed smoothly.
  • the foreign matter removing means of the present invention includes a plurality of pad rows in which a plurality of foreign matter removing pads are arranged at a predetermined interval in a direction perpendicular to the glass plate transport direction, and the foreign matter removal pads of each pad row are in the glass plate transport direction. It is preferable that the foreign substance removal pads are continuously arranged in a direction perpendicular to the conveyance direction of the glass plate by being arranged in the gaps between the foreign substance removal pads of the adjacent pad rows in view. According to this aspect, since the fixed abrasive layer of the foreign matter removing means comes into contact with the entire surface of the glass plate, the foreign matter attached to the glass plate can be removed without leakage.
  • the foreign matter removing means of the present invention preferably includes means for washing away the removed foreign matter by supplying a cleaning liquid to the surface of the glass plate.
  • a cleaning liquid such as water or a general glass cleaning detergent solution
  • the foreign matter removed by the cleaning liquid can be washed away, and the glass plate can be prevented from being damaged by the removed foreign matter.
  • FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing flow of a glass plate.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a molding apparatus used in the molding process.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a main part of the cleaning device.
  • 4A and 4B are top views showing the arrangement of the foreign substance removal pad.
  • FIGS. 5A and 5B are side views of the cleaning device as viewed from the conveying direction of the glass plate.
  • FIG. 6 is a perspective view of the foreign matter removing pad.
  • 7 (a) and 7 (b) are enlarged views of the surface of the fixed abrasive film.
  • FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing flow of the glass plate of the present embodiment.
  • the glass plate includes a forming step (S1) for forming a plate glass using a float method, a cutting step (S2) for cutting the formed plate glass into a glass plate of a predetermined size, and the surface of the cut and folded glass plate.
  • the polished glass plate is called a glass substrate.
  • FIG. 2 the block diagram of the shaping
  • the molding apparatus 10 includes a melting kiln 11, a clarification tank 12, a float bath 13, and a slow cooling furnace 14.
  • the molten glass melted in the melting furnace 11 is clarified in the clarification tank 12 to remove bubbles.
  • the molten glass is introduced into a float bath 13 in which molten tin is stored, spreads on the molten tin, and is formed into a glass ribbon having a predetermined thickness.
  • the glass ribbon advances as a glass ribbon having a constant width in the downstream direction of the float bath 13 while being stretched by the stretching force applied in the direction of the slow cooling furnace 14. Thereafter, the glass ribbon is gradually cooled in the process of being conveyed by the conveying roller of the annealing furnace 14, and distortions and the like generated during molding are removed to form a strip-shaped plate glass.
  • the band-shaped plate glass is cleaved into a glass plate 100 of a predetermined size by applying a scribe line to the surface with a diamond glass cutter or the like and generating stress on the scribe line.
  • ⁇ Washing step (foreign matter removing step) (S3)>
  • the glass plate 100 cut into a predetermined size in the cutting step (S2) is conveyed to the cleaning device (foreign substance removing means) 30 by a conveying means (not shown).
  • FIG. 3 is a perspective view showing a main part of the cleaning device 30.
  • the cleaning device 30 mainly includes a lower transport roller 31, a foreign matter removal pad 32, an upper transport roller 33, and a cleaning pad 34. Note that only a part of the upper transport roller 33 and the cleaning pad 34 is illustrated.
  • the cleaning device 30 includes an injection unit (not shown) that injects a high-pressure cleaning liquid onto the upper and lower surfaces of the glass plate 100.
  • “upward” indicates vertically upward
  • “downward” indicates vertically downward.
  • the lower conveyance roller 31 includes a rotation shaft 311 that is rotatably supported by a bearing 312 at the center of rotation.
  • the upper conveying roller 33 includes a rotating shaft 331 that is rotatably supported by a bearing (not shown).
  • the lower conveyance roller 31 and the upper conveyance roller 33 are rotated by the rotation shaft 311 and the rotation shaft 331 being rotated by a driving unit (not shown).
  • the lower transport roller 31 and the upper transport roller 33 rotate while sandwiching the glass plate 100, and transport the glass plate 100 in the direction of the arrow in FIG.
  • the glass plate 100 is preferably transported at a speed of 1 to 20 m / min, and more preferably transported at a speed of 5 to 15 m / min.
  • the foreign matter removal pad 32 is attached to the surface plate 321 so that the surface thereof is in contact with the bottom surface of the glass plate 100 to be conveyed with a predetermined pressure. Further, the surface plate 321 is supported by a rotating shaft 322, and the surface of the foreign matter removing pad 32 slides and wipes the bottom surface of the glass plate 100 when the rotating shaft 322 is rotated (spinned) by driving means (not shown). . Note that the rotation shaft 322 may rotate the plurality of rotation shafts 322 in conjunction with one driving device, or may provide a driving device for each rotation shaft 322 and rotate each independently.
  • each of the cleaning pads 34 is attached to the base 341 so as to come into contact with the top surface (surface opposite to the bottom surface) of the glass plate 100 to be conveyed with a predetermined pressure.
  • the pedestal 341 is supported by a rotating shaft 342, and the surface of the cleaning pad 34 slides and wipes the top surface of the glass plate 100 as the rotating shaft 342 rotates (spins) by a driving means (not shown).
  • the rotation shaft 342 may be rotated in conjunction with each other, or may be rotated independently.
  • the foreign matter removal pad 32 and the cleaning pad 34 are rotated at a speed of about 300 rpm, respectively, but the rotation speed may be determined as appropriate.
  • a pad row composed of a plurality of foreign matter removal pads 32 arranged in a substantially straight line with a predetermined interval over the entire width direction of the glass plate 100 is provided in the transport direction of the glass plate 100.
  • a plurality of rows are arranged so as to be orthogonal to each other.
  • the foreign matter removal pads 32 arranged in a plurality of rows convey the glass plate 100 so that no gap is generated between the projection pads when the foreign matter removal pads 32 in each row are projected in the conveyance direction of the glass plate 100. It is shifted by a predetermined amount in a direction orthogonal to the direction. That is, each foreign matter removal pad 32 is disposed in a gap between the foreign matter removal pads 32 of adjacent pad rows in the glass plate conveyance direction view, and continuously in the direction perpendicular to the conveyance direction of the glass plate 100 in the glass plate conveyance direction view. Has been placed. By arranging in this way, it is possible to remove foreign matter on the entire surface of the glass plate 100 and to make the foreign matter removal time uniform.
  • FIG. 4A is a top view showing the arrangement of the foreign matter removal pads 32 when the foreign matter removal pads 32 are arranged in two rows with respect to the conveying direction of the glass plate 100, and the arrows in the figure indicate the glass plate 100.
  • the conveyance direction is shown.
  • 19 foreign matter removal pads 32 having a diameter of 100 mm are arranged per row, and the second row is shifted by about 50 mm from the first row.
  • FIG. 4B is a top view showing the arrangement of the foreign substance removal pads 32 when the foreign substance removal pads are arranged in three rows with respect to the conveying direction of the glass plate 100.
  • 12 or 13 foreign substance removal pads 32 having a diameter of 100 mm are arranged per row, and the first row is shifted by about 50 mm in the direction orthogonal to the conveying direction of the glass plate 100 with respect to the second row.
  • the third row is shifted from the row by about 50 mm in the opposite direction.
  • the size of the foreign matter removal pad 32, the number of rows to be arranged, and the size of the glass plate are not limited to the numerical values of the present embodiment, and may be determined as appropriate so that the foreign matter can be uniformly removed from the entire surface.
  • FIG. 5A shows the foreign matter removal seen from the transport direction of the glass plate 100 when the foreign matter removal pads 32 shown in FIG. 4A are arranged in two rows with respect to the transport direction of the glass plate 100.
  • 4 is a side view showing the arrangement of pads 32 and cleaning pads 34.
  • a plurality of sets of foreign matter removal pads 32 and cleaning pads 34 are provided facing each other so as to form a pair at the top and bottom. Further, the foreign substance removal pad 32 and the cleaning pad 34 constituting a set are arranged so as to be shifted by a predetermined amount in a direction orthogonal to the conveyance direction of the glass plate 100. Further, the foreign matter removal pad 32 and the cleaning pad 34 are configured so that the position in the vertical direction can be adjusted so that the contact pressure with respect to the glass plate 100 can be adjusted.
  • the contact pressure adjusting mechanism may be configured to be adjustable for each pad, or may be configured to be adjustable for each pad row.
  • FIG. 5B shows the arrangement of the foreign matter removal pad 32 and the cleaning pad 34 as seen from the conveying direction of the glass plate 100 when the foreign matter removal pads 32 shown in FIG. 4B are arranged in three rows.
  • FIG. As in the case where they are arranged in two rows, a plurality of sets of foreign matter removal pads 32 and cleaning pads 34 are provided facing each other so as to form a pair at the top and bottom.
  • the cleaning pad 34 is arranged by being shifted by a predetermined amount in a direction orthogonal to the conveying direction of the glass plate 100.
  • FIG. 6 is a perspective view of the foreign matter removal pad 32.
  • the foreign substance removal pad 32 is formed in a disk shape and has a multilayer structure including a fixed abrasive layer 323 and a urethane layer (buffer layer) 324.
  • the fixed abrasive layer 323 is formed on a surface in contact with the glass plate 100, and includes a fixed abrasive film flat shape portion 323a and a fixed abrasive film R shape portion 323b.
  • FIG.7 (a) is a cross-sectional enlarged view of the surface of the fixed abrasive film flat shape part 323a
  • FIG.7 (b) is a top enlarged view.
  • a plurality of triangular pyramid-shaped foreign matter removing projections 320 having substantially the same shape and size are formed on the surface of the fixed abrasive film flat shape portion 323a and are regularly arranged.
  • the foreign matter removing projection 320 has a height S of 10 to 200 ⁇ m, a side length P of the triangular pyramid of 0.05 to 0.5 mm, an array pitch Q of 0.1 to 3 mm, and a row width R in the array. Is preferably 0.1 to 3 mm.
  • S is 20 to 150 ⁇ m
  • P is 0.1 to 0.3 mm
  • Q is 0.1 to 1.5 mm
  • R is 0.1 to 1.5 mm.
  • the number of the foreign matter removing protrusions 320 per 1 mm 2 is preferably 5 to 200, and more preferably 10 to 150.
  • the foreign matter removing protrusion 320 is composed of a mixture of abrasive grains having a particle size of 10 ⁇ m or less and a binder.
  • abrasive grains silicon carbide or diamond may be used, but it is more preferable to use alumina abrasive grains. This is because if a mixture of abrasive grains and a binder having a particle size larger than 10 ⁇ m is used, or if silicon carbide or diamond harder than alumina abrasive grains is used, the glass plate is easily damaged.
  • alumina abrasive grains having a particle size of 5 ⁇ m or less are more preferable, and alumina abrasive grains having a particle diameter of 0.5 to 5 ⁇ m are particularly preferable.
  • An epoxy resin material or an acrylic resin material can be used as the binder.
  • the foreign matter removing projection 320 is formed in a triangular pyramid shape, but the shape of the projection is not limited to this, and a polygonal cone, a cone, a triangular pyramid, a polygonal pyramid , A truncated cone, a triangular prism, a polygonal column, or a cylindrical shape. Furthermore, these shapes may be mixed.
  • the fixed abrasive layer 323 is arranged so that the glass plate 100 conveyed by the lower conveying roller 31 and the upper conveying roller 33 is easily inserted between the foreign matter removing pad 32 and the cleaning pad 34.
  • a fixed abrasive film R-shaped portion 323b having a taper of a predetermined angle is provided on the outer periphery.
  • the R shape of the fixed abrasive film R-shaped portion 323b is preferably R2 to R6, and more preferably R3 to R5.
  • the fixed abrasive layer 323 is pressure-bonded to the urethane layer 324 having a predetermined thickness.
  • the urethane layer 324 plays a role as an elastic buffer material when the fixed abrasive layer 323 comes into contact with the glass plate 100 and is made of urethane foam having the quality characteristics shown in Table 1.
  • the urethane layer 324 is selected from a material and thickness suitable as an elastic buffer so that the fixed abrasive layer 323 contacts the glass plate 100 with a suitable contact pressure described later.
  • the urethane layer 324 is attached to a surface plate 321 made of a vinyl chloride resin by a holding means (not shown) provided on the surface opposite to the surface on which the fixed abrasive layer 323 is laminated.
  • a back plate (intermediate layer) 325 made of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), or the like may be interposed between the fixed abrasive layer 323 and the urethane layer 324.
  • the contact pressure between the fixed abrasive layer 323 and the glass plate 100 is not uniform, it is effective to reduce the hardness of the urethane layer 324, but in this case, the foreign matter removal ability tends to be low.
  • the back plate 325 is further added, so that the contact pressure can be made constant and the foreign matter removing ability can be kept constant.
  • the back plate 325 preferably has an A hardness of 60 or more and a thickness of 50 ⁇ m to 200 ⁇ m. If the A hardness is less than 60 or the thickness is less than 50 ⁇ m, it is difficult to maintain the ability to remove foreign matter. Conversely, if the thickness exceeds 200 ⁇ m, it is difficult to keep the contact pressure constant.
  • the cleaning device 30 conveys the glass plate 100 conveyed from the cutting step (S2) by the lower conveyance roller 31 and the upper conveyance roller 33 at a speed of about 10 m / min.
  • the foreign matter removal pad 32 and the cleaning pad 34 have started to rotate at a speed of about 300 rpm in advance.
  • the glass plate 100 is smoothly inserted between the foreign matter removal pad 32 and the cleaning pad 34 by a taper provided on the outer periphery of the foreign matter removal pad 32.
  • the foreign matter removal pad 32 and the cleaning pad 34 hold the glass plate 100 with a predetermined contact pressure while maintaining rotation. Further, water is jetted onto the upper and lower surfaces of the glass plate 100 by the jetting means.
  • the foreign matter removal pad 32 slides and wipes the bottom surface of the glass plate 100, cleans the bottom surface, and removes foreign matter attached to the bottom surface.
  • the cleaning pad 34 slides and wipes the top surface of the glass plate 100 to clean the top surface. Since the removed dirt, foreign matter, and the like are washed away by the high-pressure water flow by the ejecting means, the generation of scratches on the glass plate 100 due to the removed foreign matter and the like is prevented.
  • the contact pressure between the glass plate 100 and the foreign matter removing pad 32 is preferably 0.01 to 20 kPa.
  • the contact pressure is weaker than 0.01 kPa, the foreign matter attached to the surface of the glass plate 100 cannot be removed.
  • the contact pressure is higher than 20 kPa, the glass plate 100 is scratched by the foreign matter removing protrusion 320 of the foreign matter removing pad 32.
  • the depth becomes deeper, and the time required to remove the scratches increases.
  • the contact pressure is set to a desired value from the amount of the foreign matter removal pad 32 pushed into the glass plate 100 and the hardness of the urethane layer 324 of the foreign matter removal pad 32.
  • the pushing amount is set to about 0.5 to 1.5 mm, and the contact pressure is set to about 2 to 10 kPa.
  • the pushing amount is defined as 0 mm where the surface of the fixed abrasive film flat shape portion 323a of the foreign matter removal pad 32 and the bottom surface of the glass plate 100 are in contact, and the foreign matter removal pad 32 from the position to the glass plate 100. This is the amount pushed into the bottom surface.
  • water is used as the cleaning liquid sprayed from the spraying means, but a general glass cleaning detergent solution may be sprayed.
  • the foreign matter removing pad 32 is attached so as to contact the bottom surface of the glass plate 100, but the present invention is not limited to this, and the foreign matter removing pad is at least one of the top surface and the bottom surface. It only has to be attached to the surface. That is, after removing the foreign matter adhering to the bottom surface of the glass plate with the foreign matter removal pad attached to the bottom surface side, the foreign matter removal pad attached to the top surface side is then attached to the top surface of the glass plate. Foreign matter that is present may be removed.
  • the polishing tool has a diameter larger than the width of the glass plate 100, is rotated about a predetermined center of rotation by a rotation / revolution mechanism, and is revolved around the predetermined center of rotation while revolving around the predetermined width of the glass plate 100. Polish at once.
  • the polished glass plate 100 is then cleaned and the polishing slurry, polishing glass debris and other foreign matters adhering to the surface of the polished glass plate 100 are removed, and then the glass substrate 100 is inspected (S5). It is conveyed to.
  • the glass plate 100 to be manufactured is not limited to a flat panel display, and examples thereof include architectural use, solar battery use, vehicle use, and other various uses.

Abstract

 本発明は、溶融ガラスから板ガラスを成形する成形工程と、前記成形された板ガラスを所定の大きさのガラス板に切り折りする切折工程と、前記切り折りされたガラス板の表面に付着した異物を除去する異物除去工程と、前記異物除去工程後のガラス板の表面の傷を、該ガラス板の表面を研磨することにより除去する研磨工程と、を備えたガラス板の製造方法に関する。

Description

ガラス板の製造方法及び製造装置
 本発明は、ガラス板の表面に付着した異物を効率よく除去する異物除去工程を有するガラス板の製造方法及び製造装置に関する。
 液晶ディスプレイ等に使用されるFPD(Flat Panel Display)用のガラス基板は、フロート法と称されるガラス製法により溶融ガラスを板状に厚さ約0.1~2.8mmの薄板に成形し、これを特許文献1等に開示された連続式の研磨装置によって、表面の微小な凹凸やうねりを研磨除去することにより、液晶ディスプレイ等で要求される平坦度を満足するように製造する。
 このような連続式研磨装置においては、特許文献2に記載の如く、自転及び公転する研磨パッド(研磨具)によって、ガラス基板を研磨することが一般的に行われている。
日本国特開2007-190657号公報 日本国特開2001-293656号公報
 ガラス板は例えば以下に示す方法で製造される。まず、ガラス原料を溶解槽に投入して溶融ガラスを得る。得られた溶融ガラスは、フロート法やダウンドロー法等によって所定の幅の連続した帯状のガラスリボンに成形され、徐冷炉で徐冷される。徐冷後の帯状の板ガラスは、洗浄装置により洗浄された後、切折装置によって所定の大きさのガラス板に切断される。
 成形された帯状の板ガラスは、その表面に、徐冷炉での徐冷時、徐冷炉-切折装置間での搬送時、及び切折装置での切断時にカレットや粉塵等の異物が付着する可能性がある。
 これらの異物は大きさが数μm~数十μmであるため、上記のような研磨装置で研磨しながら除去しようとすると、通常よりも研磨時間が増大し、生産性を低下させる原因となっていた。また、除去された異物が研磨スラリーに混入し、研磨スラリーの循環系が汚染されるという問題点もあった。
 本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ガラス板の表面に付着した異物を効率よく除去するための異物除去工程を有するガラス板の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
 前記目的を達成するために本発明のガラス板の製造方法は、溶融ガラスから板ガラスを成形する成形工程と、前記成形された板ガラスを所定の大きさのガラス板に切り折りする切折工程と、前記切り折りされたガラス板の表面に付着した異物を除去する異物除去工程と、前記異物除去工程後のガラス板の表面の傷を、該ガラス板の表面を研磨することにより除去する研磨工程と、を備えた。
 本発明によれば、研磨工程の前工程に異物除去工程を備え、この異物除去工程において、ガラス板の表面に付着した異物を除去し、異物を除去する際に発生したガラス板の表面の傷を研磨工程で研磨して除去するようにしたので、ガラス板の表面に付着した異物を効率よく除去することができる。
 前記目的を達成するために本発明のガラス板の製造装置は、溶融ガラスから板ガラスを成形する成形手段と、前記成形された板ガラスを所定の大きさのガラス板に切り折りする切折手段と、異物除去パッドを所定の接触圧で前記切り折りされたガラス板の表面に当接させて摺動させることにより、該ガラス板の表面に付着した異物を除去する異物除去手段と、異物除去後のガラス板の表面の傷を、該ガラス板の表面を研磨することにより除去する研磨手段と、を備えた。
 本発明によれば、異物除去パッドを用いてガラス板の表面に付着した異物を除去し、異物を除去する際に発生したガラス板の表面の傷を研磨手段で研磨して除去するようにしたので、ガラス板の表面に付着した異物を効率よく除去することができる。
 本発明の前記異物除去パッドは、弾性体からなる緩衝層と、該緩衝層に積層されて前記ガラス板の表面に当接する固定砥粒層とを含む多層構造を有する、ことが好ましい。
 本態様によれば、異物除去パッドの緩衝層によって、固定砥粒層とガラス板との接触圧を適切な圧力にすることができ、固定砥粒層の砥粒に起因するガラス板の表面の傷を最小限に抑えることができる。
 本発明の前記固定砥粒層は、前記ガラス板に当接する面に粒径10μm以下の砥粒を含む多角錐状又は多角錐台状の複数の突起物が所定の規則で配列され、前記突起物は、高さが略同一であって10~200μmの範囲であり、密度が5~200個/mmであることが好ましい。本態様によれば、ガラス板の表面に付着した異物を適切に除去することができる。なお、前記突起物の高さは20~150μmの範囲であることがさらに好ましく、密度は5~100個/mmであることがさらに好ましい。
 本発明の前記砥粒は、アルミナ砥粒であることが好ましい。本態様によれば、ガラス板の表面に付着した異物をさらに適切に除去することができる。
 本発明の前記緩衝層は、ウレタンフォームから構成されることが好ましい。本態様によれば、簡単に固定砥粒層とガラス板との接触圧を適切な圧力にすることができる。
 本発明の前記固定砥粒層と前記緩衝層との間には、A硬度が60以上であって、厚さが50μm~200μmの中間層が介在されていることが好ましい。本態様によれば、固定砥粒層と緩衝層との間に前記中間層を介在させることによって、固定砥粒層とガラス板との接触圧が一定になり、異物の除去能力も一定に保つことができる。
 本発明の前記異物除去手段は、回転手段を備え、該回転手段によって前記異物除去パッドを回転させることにより前記ガラス板の表面に付着した異物を除去することが好ましい。本態様によれば、ガラス板の表面に付着した異物を円滑に除去することができる。
 本発明の前記異物除去手段は、ガラス板の搬送方向と直交する方向に複数の異物除去パッドが所定の間隔をもって配列されたパッド列を複数備え、各パッド列の異物除去パッドがガラス板搬送方向視で隣接するパッド列の異物除去パッド間の隙間に配置されていることにより、ガラス板の搬送方向と直交する方向に連続的に異物除去パッドが配置されていることが好ましい。本態様によれば、ガラス板の全面に異物除去手段の固定砥粒層が接触するようになるので、ガラス板に付着した異物を洩れなく除去することができる。
 本発明の異物除去手段は、ガラス板の表面に洗浄液を供給することにより、除去した異物を洗い流す手段を備えることが好ましい。本態様によれば、水や一般的なガラス洗浄用の洗剤溶液等の洗浄液により除去した異物を洗い流すことができ、除去した異物によりガラス板が損傷するのを防止することができる。
 本発明のガラス板の製造方法及び製造装置によれば、ガラス板の表面に付着した異物を効率よく除去することができる。
図1は、ガラス板の製造フローを示す図である。 図2は、成形工程で使用される成形装置の構成図である。 図3は、洗浄装置の要部を示す斜視図である。 図4(a)及び4(b)は、異物除去パッドの配置を示す上面図である。 図5(a)及び5(b)は、洗浄装置のガラス板の搬送方向から見た側面図である。 図6は、異物除去パッドの斜視図である。 図7(a)及び7(b)は、固定砥粒フィルムの表面拡大図である。
 以下、添付図面に従って本発明に係るガラス板の製造方法及び製造装置の好ましい実施の形態について説明する。なお、本実施の形態のガラス板の製法は、フロート法について説明しているが、本発明は、スロットダウンドロー法、オーバーフローダウンドロー法、リドロー法、引上げ法等にも適用できる。
 図1は、本実施の形態のガラス板の製造フローを示す図である。
 ガラス板は、フロート法を用いて板ガラスを成形する成形工程(S1)、成形された板ガラスを所定の大きさのガラス板に切り折りする切折工程(S2)、切り折りされたガラス板の表面を洗浄する洗浄工程(異物除去工程)(S3)、洗浄後のガラス板の表面を研磨する研磨工程(S4)、研磨後のガラス基板の傷の有無や表面の平坦度、板厚等を検査する検査工程(S5)、検査に合格したガラス基板を所定の容器に収納して梱包する梱包工程(S6)を経て、出荷(S7)される。ここでは、研磨後のガラス板をガラス基板と呼んでいる。
 <成形工程(S1)>
 図2に、成形工程で使用される成形装置10の構成図を示す。成形装置10は、溶融窯11、清澄槽12、フロートバス13、及び徐冷炉14を備えて構成される。
 溶融窯11において溶融された溶融ガラスは、清澄槽12内で清澄されて気泡が除去される。この溶融ガラスは、溶融錫が溜められたフロートバス13に導入され、溶融錫上を広がって所定の厚さのガラスリボンに成形される。
 このガラスリボンは、徐冷炉14の方向へ与えられた延伸力により、引き伸ばされながらフロートバス13の下流方向へ一定幅のガラスリボンとなって進行する。その後、ガラスリボンは、徐冷炉14の搬送ローラによって搬送される過程で徐冷され、成形時に生じた歪等が除去されて帯状の板ガラスとなる。
 <切折工程(S2)>
 帯状の板ガラスは、ダイヤモンドガラスカッター等で表面にスクライブ線が入れられ、そのスクライブ線に応力を生じさせることにより、所定の大きさのガラス板100に割断される。
 <洗浄工程(異物除去工程)(S3)>
 切折工程(S2)において所定の大きさに割断されたガラス板100は、図示しない搬送手段によって洗浄装置(異物除去手段)30に搬送される。
 図3は、洗浄装置30の要部を示す斜視図である。同図に示すように、洗浄装置30は、主に下側搬送ローラ31、異物除去パッド32、上側搬送ローラ33、洗浄パッド34から構成される。なお、上側搬送ローラ33、洗浄パッド34については、一部のみを図示している。また、洗浄装置30は、ガラス板100の上下面に高圧の洗浄液を噴射する図示しない噴射手段を備えている。なお、本発明において、“上方”とは鉛直上方を指し、“下方”とは鉛直下方を指す。
 下側搬送ローラ31は、その回転中心に軸受312により回転自在に支持された回転軸311を備えている。また、上側搬送ローラ33も同様に、図示しない軸受により回転自在に支持された回転軸331を備えている。この回転軸311及び回転軸331が図示しない駆動手段によって回転することで、下側搬送ローラ31及び上側搬送ローラ33が回転する。下側搬送ローラ31及び上側搬送ローラ33は、ガラス板100を挟持して回転し、図3の矢印方向にガラス板100を搬送する。ガラス板100は、1~20m/分の速度で搬送されることが好ましく、5~15m/分の速度で搬送されることがより好ましい。
 異物除去パッド32は、その表面が搬送されるガラス板100のボトム面に所定の圧力で接するように、それぞれ定盤321に取り付けられている。また、定盤321は回転軸322に支持されており、回転軸322が図示しない駆動手段により回転(自転)することにより、異物除去パッド32の表面がガラス板100のボトム面を摺動払拭する。なお、回転軸322は、1つの駆動手段により複数の回転軸322を連動して回転させてもよいし、回転軸322毎に駆動手段を設け、それぞれを独立に回転させてもよい。
 同様に、洗浄パッド34は、搬送されるガラス板100のトップ面(ボトム面の反対側の表面)に所定の圧力で接するように、それぞれ台座341に取り付けられている。台座341は回転軸342に支持されており、回転軸342が図示しない駆動手段により回転(自転)することにより、洗浄パッド34の表面がガラス板100のトップ面を摺動払拭する。回転軸342についても、回転軸322と同様に、複数の回転軸342を連動して回転させてもよいし、それぞれ独立に回転させてもよい。
 なお、本実施形態では、異物除去パッド32及び洗浄パッド34を、それぞれ約300rpmの速度で回転させているが、回転速度は適宜決めればよい。
 洗浄装置30には、ガラス板100の幅方向の全域に渡って、所定の間隔をもって略直線状に配置された複数個の異物除去パッド32から構成されるパッド列が、ガラス板100の搬送方向に対して直交するように複数列配置されている。
 この複数列に配置された異物除去パッド32は、ガラス板100の搬送方向に各列の異物除去パッド32を投影させたときに、投影パッド間に隙間が生じないように、ガラス板100の搬送方向と直交する方向に所定量だけずらされて配置されている。即ち、各異物除去パッド32がガラス板搬送方向視で隣接するパッド列の異物除去パッド32間の隙間に配置され、ガラス板100の搬送方向と直交する方向にガラス板搬送方向視で連続的に配置されている。このように配置することで、ガラス板100の全面の異物を除去することが可能になるとともに、異物除去時間を均一化することが可能となる。
 図4(a)は、異物除去パッド32をガラス板100の搬送方向に対して2列配置した場合の、異物除去パッド32の配置を示す上面図であり、図中の矢印はガラス板100の搬送方向を示している。この場合は、例えば、直径100mmの異物除去パッド32を1列につき19個配置するとともに、1列目対して2列目を50mm程度ずらして配置する。このように配置することにより、幅2.5mのガラス板100の全面を均一に洗浄することができ、異物除去時間が均一化される。
 また、図4(b)は、異物除去パッドをガラス板100の搬送方向に対して3列配置した場合の、異物除去パッド32の配置を示す上面図である。この場合は、例えば、直径100mmの異物除去パッド32を1列につき12又は13個配置するとともに、2列目に対して1列目をガラス板100の搬送方向と直交方向に50mm程度ずらし、2列目に対して3列目をその逆方向に50mm程度ずらして配置する。このように配置することにより、幅2.5mのガラス板100の全面を均一に洗浄することができ、異物除去時間が均一化される。
 なお、異物除去パッド32の大きさや配列する列数及びガラス板のサイズは、本実施形態の数値に限られるものではなく、全面を均一に異物除去可能なように適宜決定すればよい。
 図5(a)は、図4(a)に示した、異物除去パッド32がガラス板100の搬送方向に対して2列配置されている場合の、ガラス板100の搬送方向から見た異物除去パッド32と洗浄パッド34の配置を示す側面図である。
 図5(a)に示すように、異物除去パッド32と洗浄パッド34は、上下で一組となるように、対向して複数組備えられている。また、一組を構成する異物除去パッド32と洗浄パッド34は、ガラス板100の搬送方向と直交する方向に所定量だけずらされて配置されている。また、異物除去パッド32及び洗浄パッド34は、ガラス板100に対する接触圧を調整できるように、上下方向の位置を調整可能に構成されている。接触圧の調整機構は、パッド毎に調整可能に構成してもよいし、パッド列毎に調整可能に構成してもよい。
 図5(b)は、図4(b)に示した、異物除去パッド32が3列に配置されている場合の、ガラス板100の搬送方向から見た異物除去パッド32と洗浄パッド34の配置を示す側面図である。2列に配置されている場合と同様に、異物除去パッド32と洗浄パッド34は、上下で一組となるように対向して複数組備えられており、一組を構成する異物除去パッド32と洗浄パッド34は、ガラス板100の搬送方向と直交する方向に所定量だけずらされて配置されている。
 図6は、異物除去パッド32の斜視図である。同図に示すように、異物除去パッド32は円盤状に形成されており、固定砥粒層323とウレタン層(緩衝層)324とを含む多層構造を有する。
 固定砥粒層323は、ガラス板100に当接する面に形成されており、固定砥粒フィルム平坦形状部323aと固定砥粒フィルムR形状部323bとから構成される。
 図7(a)は固定砥粒フィルム平坦形状部323aの表面の断面拡大図であり、図7(b)は上面拡大図である。同図に示すように、固定砥粒フィルム平坦形状部323aの表面には、略同一の形状及び大きさの三角錐状の異物除去用突起物320が複数形成され、規則正しく配列されている。異物除去用突起物320は、その高さSが10~200μm、三角錐の一辺の長さPが0.05~0.5mm、配列ピッチQが0.1~3mm、配列における行の幅Rが0.1~3mmであることが好ましい。特に、Sが20~150μm、Pが0.1~0.3mm、Qが0.1~1.5mm、Rが0.1~1.5mmであることがより好ましい。また、1mmあたりの異物除去用突起物320の数は、5~200個であることが好ましく、10~150個であることがより好ましい。
 異物除去用突起物320は、粒径が10μm以下の研磨砥粒とバインダとの混合物から構成されている。研磨砥粒は、シリコンカーバイトやダイヤモンドを用いても良いがアルミナ砥粒を用いることがより好ましい。粒径が10μmより大きい研磨砥粒とバインダとの混合物を用いたり、アルミナ砥粒より硬いシリコンカーバイトやダイヤモンドを用いたりすると、ガラス板に傷が付きやすくなるからである。その中でも粒径が5μm以下のアルミナ砥粒がより好ましく、0.5~5μmのアルミナ砥粒が特に好ましい。また、バインダとしてはエポキシ樹脂材やアクリル樹脂材を用いることができる。 
 なお、本実施形態では、異物除去用突起物320は三角錐状に形成されているが、突起物の形状はこれに限定されるものではなく、多角錘、円錐、三角錘台、多角錘台、円錐台、三角柱、多角柱、円柱状であってもよい。さらに、これらの形状が混在していてもよい。
 このような固定砥粒フィルム平坦形状部323aを用いることで、ガラス板100の表面に付着した異物を適切に除去することができる。
 また、固定砥粒層323には、下側搬送ローラ31及び上側搬送ローラ33によって搬送されてきたガラス板100が、異物除去パッド32及び洗浄パッド34の間に狭入されやすくなるように、その外周に所定の角度のテーパを有する固定砥粒フィルムR形状部323bが設けられている。固定砥粒フィルムR形状部323bのR形状は、R2~R6であることが好ましく、R3~R5であることがより好ましい。
 固定砥粒層323は、所定の厚さのウレタン層324に圧着されている。ウレタン層324は、固定砥粒層323がガラス板100と当接する際に弾性緩衝材としての役割を果たしており、表1の品質特徴をもったウレタンフォームから構成されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 これらのデータは、以下の方法に基づいて得られたものである。
 密度:JISK7222(2005年)
 硬さ:JISK6400-2(2004年)
 引張強度:JISK6400-5(2004年)
 伸び:JISK6400-5(2004年)
 通気性:JISK6400-7(2004年)
 ウレタン層324は、固定砥粒層323がガラス板100に対して後述する好適な接触圧で当接するように、弾性緩衝材として適した材質、厚さのものが選択される。ウレタン層324は、固定砥粒層323が積層された面とは反対側の面に設けられた図示しない保持手段により、塩化ビニル樹脂で形成された定盤321に取り付けられる。
 また、固定砥粒層323とウレタン層324との間に、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン(PE)などでできたバックプレート(中間層)325を一層介在させてもよい。固定砥粒層323とガラス板100との接触圧が均一にならない場合、ウレタン層324の硬さを低くすることが有効であるが、その場合、異物の除去能力が低くなる傾向がある。対策としてバックプレート325を一層追加することで、前記接触圧を一定にでき、なお且つ、異物の除去能力も一定に保つことが可能になる。バックプレート325のA硬度は、60以上であることが好ましく、厚さは50μm~200μmであることが好ましい。A硬度が60未満であったり、厚さが50μm未満であったりすると、異物の除去能力維持が難しくなり、逆に厚さが200μmを超えると接触圧を一定に保つことが難しくなる。
 このように構成された洗浄装置30の動作について説明する。洗浄装置30は、切折工程(S2)から搬送されたガラス板100を、下側搬送ローラ31及び上側搬送ローラ33により約10m/分の速度で搬送する。異物除去パッド32及び洗浄パッド34は、予め約300rpmの速度で回転を開始している。
 ガラス板100は、異物除去パッド32の外周に設けられたテーパにより、異物除去パッド32及び洗浄パッド34の間にスムーズに狭入される。異物除去パッド32及び洗浄パッド34は、回転を維持した状態で、所定の接触圧をもってガラス板100を狭持する。さらに、ガラス板100の上下面には、噴射手段により水が噴射される。
 異物除去パッド32は、ガラス板100のボトム面を摺動払拭し、ボトム面を洗浄するとともにボトム面に付着した異物を除去する。同様に、洗浄パッド34は、ガラス板100のトップ面を摺動払拭し、トップ面を洗浄する。除去された汚れ、異物等は、噴射手段による高圧水流によって洗い流されるため、除去された異物等によるガラス板100の傷の発生が防止される。
 このときの、ガラス板100と異物除去パッド32との接触圧は0.01~20kPaとなることが好ましい。接触圧が0.01kPaより弱いと、ガラス板100表面に付着した異物の除去ができず、接触圧が20kPaより大きいと、異物除去パッド32の異物除去用突起物320によるガラス板100の傷が深くなり、次工程の研磨工程(S4)において、この傷を除去するために要する時間が増大してしまうという問題が発生する。
 この接触圧は、ガラス板100への異物除去パッド32の押し込み量と、異物除去パッド32のウレタン層324の硬さから、所望の値に設定される。本実施形態では、押し込み量が約0.5~1.5mm、接触圧が約2~10kPaに設定されている。なお、本明細書において、押し込み量とは異物除去パッド32の固定砥粒フィルム平坦形状部323a表面とガラス板100のボトム面が接する位置を0mmとして、その位置から異物除去パッド32がガラス板100のボトム面に押し込まれる量をいう。
 このように洗浄を行うことで、ガラス板100のボトム面に付着している、カレットや粉塵等の異物を、適切に除去することができる。
 なお、本実施形態では、噴射手段から噴射する洗浄液として水を使用しているが、一般的なガラス洗浄用の洗剤溶液を噴射するようにしてもよい。
 また、本実施形態では、異物除去パッド32がガラス板100のボトム面に接するように取り付けられているが、本発明はこれに限定されず、異物除去パッドがトップ面及びボトム面の少なくとも一方の面に取り付けられていればよい。つまり、ボトム面側に取り付けた異物除去パッドでガラス板のボトム面に付着している異物を除去した後に、続けてトップ面側に取り付けた異物除去パッドで該ガラス板のトップ面に付着している異物を除去してもよい。
 <研磨工程(S4)>
 洗浄工程(S3)後、図示しない搬送手段によって連続的に搬送されたガラス板100は、研磨工程(S4)において、研磨具によって研磨対象面が研磨される。研磨具は、ガラス板100の幅よりも大きな直径を持ち、自転/公転機構によって所定の回転中心を中心に回転されるとともに、所定の公転中心を中心に公転されながらガラス板100の幅全域を一度に研磨する。
 洗浄工程(S3)の異物除去パッド32の摺動払拭によってガラス板100のボトム面及びトップ面の少なくとも一方の面に発生した傷は、この研磨工程(S4)により除去される。
 研磨されたガラス板100は、その後洗浄され、研磨されたガラス板100の表面に付着している研磨スラリー、研磨ガラス屑やその他の異物などが取り除かれた後、ガラス基板として検査工程(S5)へ搬送される。
 <検査工程(S5)~出荷工程(S7)>
 研磨工程(S4)においてボトム面が研磨されたガラス基板は、検査工程(S5)において傷の有無や表面の平坦度、板厚等が検査される。検査に合格したガラス基板は、梱包工程(S6)において所定の容器に収納され、梱包される。梱包されたガラス基板は、出荷工程(S7)において所定の出荷先へ出荷される。
 製造されるガラス板100は、フラットパネルディスプレイ用に限定されず、建築用、太陽電池用や車両用、その他の各種用途が挙げられる。
 本発明を詳細に、また特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の範囲と精神を逸脱することなく、様々な修正や変更を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
 本出願は、2010年4月8日出願の日本特許出願2010-089570に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
 10…成形装置、11…溶融窯、12…清澄槽、13…フロートバス、14…徐冷炉、30…洗浄装置、31…下側搬送ローラ、32…異物除去パッド、323…固定砥粒層、323a…固定砥粒フィルム平坦形状部、323b…固定砥粒フィルムR形状部、324…ウレタン層、33…上側搬送ローラ、34…洗浄パッド、100…ガラス板、311、322、331、342…回転軸、320…異物除去用突起物、321…定盤、341…台座

Claims (10)

  1.  溶融ガラスから板ガラスを成形する成形工程と、
     前記成形された板ガラスを所定の大きさのガラス板に切り折りする切折工程と、
     前記切り折りされたガラス板の表面に付着した異物を除去する異物除去工程と、
     前記異物除去工程後のガラス板の表面の傷を、該ガラス板の表面を研磨することにより除去する研磨工程と、
     を備えたガラス板の製造方法。
  2.  溶融ガラスから板ガラスを成形する成形手段と、
     前記成形された板ガラスを所定の大きさのガラス板に切り折りする切折手段と、
     異物除去パッドを所定の接触圧で前記切り折りされたガラス板の表面に当接させて摺動させることにより、該ガラス板の表面に付着した異物を除去する異物除去手段と、
     異物除去後のガラス板の表面の傷を、該ガラス板の表面を研磨することにより除去する研磨手段と、
     を備えたガラス板の製造装置。
  3.  前記異物除去パッドは、弾性体からなる緩衝層と、該緩衝層に積層されて前記ガラス板の表面に当接する固定砥粒層とを含む多層構造を有する、請求項2に記載のガラス板の製造装置。
  4.  前記固定砥粒層は、前記ガラス板に当接する面に粒径10μm以下の砥粒を含む多角錐状又は多角錐台状の複数の突起物が所定の規則で配列され、前記突起物は、高さが略同一であって10~200μmの範囲であり、密度が5~200個/mmである請求項3に記載のガラス板の製造装置。
  5.  前記砥粒は、アルミナ砥粒である請求項4に記載のガラス板の製造装置。
  6.  前記緩衝層は、ウレタンフォームから構成される請求項3から5のいずれか一項に記載のガラス板の製造装置。
  7.  前記固定砥粒層と前記緩衝層との間には、A硬度が60以上であって、厚さが50μm~200μmの中間層が介在されている請求項3から6のいずれか一項に記載のガラス板の製造装置。
  8.  前記異物除去手段は、回転手段を備え、該回転手段によって前記異物除去パッドを回転させることにより前記ガラス板の表面に付着した異物を除去する請求項2から7のいずれか一項に記載のガラス板の製造装置。
  9.  前記異物除去手段は、ガラス板の搬送方向と直交する方向に複数の異物除去パッドが所定の間隔を持って配列されたパッド列を複数備え、
     各パッド列の異物除去パッドがガラス板搬送方向視で隣接するパッド列の異物除去パッド間の隙間に配置されていることにより、ガラス板の搬送方向と直交する方向に連続的に異物除去パッドが配置されている請求項2から8のいずれか一項に記載のガラス板の製造装置。
  10.  前記異物除去手段は、ガラス板の表面に洗浄液を供給することにより、除去した異物を洗い流す手段を備えた請求項2から9のいずれか一項に記載のガラス板の製造装置。
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