WO2012011445A1 - ガラスフィルムの割断方法、ガラスロールの製造方法、及びガラスフィルムの割断装置 - Google Patents

ガラスフィルムの割断方法、ガラスロールの製造方法、及びガラスフィルムの割断装置 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an improvement in a technique for cleaving a glass film by local heating along a planned cutting line in the glass film and thermal stress generated with cooling of the heating region.
  • a flat panel display represented by a liquid crystal display, a plasma display, an organic EL display and the like has become the mainstream as a video display device in recent years. Since the weight reduction of these FPDs is promoted, the glass substrate used for the FPD is currently being made thin (glass film).
  • organic EL is being used as a flat light source such as a light source for indoor lighting by causing only three colors (for example, white) to emit light without causing the three primary colors to be flickered by TFT as in a display.
  • the organic EL lighting device can freely deform the light emitting surface if the glass substrate is flexible, the glass substrate used in the lighting device also has sufficient flexibility. In view of this, a significant reduction in thickness is being promoted.
  • a thin glass plate such as a glass film is also used to reduce the weight of window glass by bonding it to both surfaces of an organic resin transparent plate.
  • glass films used in various fields are cut into a predetermined size according to the product size.
  • a method is adopted in which the glass film is locally heated and cooled, and the initial crack formed in the glass film is advanced and cleaved by the thermal stress generated at that time (for example, see Patent Document 2). ).
  • the glass film is locally heated by irradiating a laser along a planned cutting line of the glass film. Later, the heated area is locally cooled by a cooling device. Thereby, while producing a thermal stress in a glass film, the initial stage crack previously formed in the front-end
  • the glass plate is blown and floated from below so that the back surface of the glass plate is not in contact with the processing table or the like. It is conceivable to apply thermal stress along the planned cutting line of the glass plate.
  • JP-A-6-915 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-034545 JP 2007-246298 A
  • Patent Document 3 if the technique of levitating a glass plate with gas at the time of cleaving is applied to a thin glass film, the following problem newly arises.
  • the glass film is rich in flexibility as it is thinned, but is easily damaged. Therefore, as shown in FIG. 6, when a gas is blown directly onto the glass film G from below, as the cleaving operation progresses, the glass film G rises from the gap between the cleaved surfaces of the individual glass films Ga after the cleaving is completed.
  • the glass film Ga flutters greatly while the glass film Ga flutters due to the gas leaked into the glass (arrow A in the figure). Therefore, the cleaved end faces of the glass film Ga adjacent to each other in the width direction rub against each other, and the cleaved end face of the glass film Ga has a defect that causes breakage such as chipping or cracking. There is a risk of cleaving defects such as.
  • an object of the present invention is to efficiently cleave a glass film with thermal stress without causing cleaving defects.
  • the glass film cleaving method according to the present invention which was created to solve the above-mentioned problems, is the thermal stress generated in the glass film by local heating along the planned cutting line intersecting the width direction of the glass film and cooling of the heating region.
  • the initial crack formed at the tip of the cleaving line is advanced along the cleaving line, and the glass film is cleaved.
  • the glass film is cleaved in a state where it is lifted and supported while covering the cleaved portion including the cleaved planned line of the glass film from below with the floated resin sheet. .
  • the glass film is lifted and supported by the resin sheet levitated by the gas at the time of cutting. And in this state, the cleaving part including the cleaving line of the glass film is covered from below by the resin sheet. Even if the glass sheet is cleaved using thermal stress, the resin sheet is not cut by local heating with a laser or the like, so the sprayed gas is blocked by the resin sheet and flows into the gaps between the cut surfaces of the glass film. There is no. As a result, the broken glass glass does not vibrate greatly while fluttering due to the blown gas, so that the attitude of the glass film is also stabilized.
  • the resin sheet is more flexible than the glass sheet.
  • the resin sheet may be wider than the glass film, and may protrude to both outer sides in the width direction of the glass film.
  • the entire width direction of the lower surface of the glass film is surely covered with the resin sheet. Therefore, when the glass film is cleaved by thermal stress, it is possible to more reliably prevent the gas blown to the resin sheet from flowing into the gaps between the cut sections of the glass film.
  • the glass film is curved in the width direction by lifting and supporting the resin sheet, and a non-floating region that is not lifted and supported by the resin sheet is formed in a region excluding the cleaved portion of the glass film. Good.
  • the glass film may be curved in the width direction, and a non-floating region that is not lifted and supported by the resin sheet may be formed in a part of the width direction of the glass film. If it does in this way, since the weight of the glass film which must be lifted and supported by the resin sheet is reduced, even if the weight of the glass film is increased, the cleaving operation can be continued without any problem.
  • the ears are preferably included in the non-floating region.
  • the ear portion is relatively thicker than the center portion (effective portion) in the width direction that can be a product, and the weight per unit length in the width direction is increased. Therefore, the attitude
  • the resin sheet will move with the glass film, so it will rub between the glass film and the resin sheet. Therefore, the ratio of scratches caused by rubbing on the lower surface of the glass film, that is, the contact surface of the glass film with the resin sheet, can be reliably reduced.
  • the resin sheet is floated by gas at a fixed position, and only the glass film is slid on the resin sheet. You may make it send.
  • the resin sheet is preferably formed of a foamed resin.
  • the resin sheet has innumerable cavities derived from the foamed resin, the air present in the cavities serves as a heat insulating material. Therefore, the amount of heat generated by local heating or cooling applied to the glass film at the time of cleaving becomes difficult to be radiated to the resin sheet side. Therefore, it is possible to efficiently apply a thermal stress to the glass film, and it is possible to improve the cleaving efficiency of the glass film.
  • the local heating is preferably performed by a laser.
  • the local heating of the glass film can be efficiently performed by the heat of laser irradiation.
  • the laser a carbon dioxide laser is preferably used.
  • the absorption wavelength of the glass can be made appropriate, and local heating can be easily performed in a stable state, and the cost is low. It becomes.
  • the glass film preferably has a thickness of 300 ⁇ m or less.
  • the manufacturing method of the glass roll based on this invention created in order to solve the said subject is along the cutting planned line which cross
  • the cleaving step causes the resin sheet to float by blowing a gas from below to the resin sheet. In the state where the glass film is lifted and supported while covering the planned cutting portion including the planned cutting line from below, Characterized in that splitting the film.
  • the glass film in the cleaving step, can be efficiently cleaved while preventing cleaving defects in which chipping or cracks occur on the cleaved end face of the glass film for the same reason as described above. Therefore, if the glass film which passed through such a cleaving process is wound up in a roll shape to produce a glass roll, a glass roll having high end face strength can be produced, which is extremely advantageous in practice.
  • the supply source for example, a glass roll obtained by winding a glass film in a roll shape, a molding apparatus for continuously forming the glass film, or the like can be used.
  • the glass film cleaving apparatus according to the present invention which was created to solve the above-described problems, is the above-mentioned cleaving due to local heating along the planned cutting line intersecting the width direction of the glass film and the thermal stress generated by cooling of the heating region.
  • the initial crack formed at the tip of the planned line is advanced along the cleaving planned line, and the resin sheet disposed in the cleaving region of the glass film and the resin
  • the gas sheet is levitated and floated from below to the sheet, It is characterized by cleaving the glass film.
  • the glass plate to be cleaved becomes thin like a glass film, it can be cleaved efficiently by thermal stress without causing cleaving defects.
  • a glass film having a thickness of 300 ⁇ m or less used for an FPD, an organic EL lighting device, a solar cell, or the like is a target to be cut.
  • the thickness of the glass film and the resin sheet that supports the glass film is exaggerated.
  • FIG. 1 (a) and 1 (b) are diagrams showing an implementation status of the glass film cleaving apparatus and the cleaving method according to the first embodiment of the present invention.
  • the cleaving apparatus 1 is gripped by a resin sheet R that supports the glass film G from below, a gripping means 2 that grips two sides facing the direction orthogonal to the width direction of the resin sheet R, and a gripping means 2.
  • the levitation means 3 is provided to levitate the resin sheet R by blowing a gas from below. Note that the gripping means 2 may be configured to grip all four sides of the resin sheet R.
  • the levitation means 3 includes a gas supply source 4 and a levitation stage 6 connected to the gas supply source 4 via a pipe 5.
  • a plurality of gas ejection holes 6 a are provided on the upper surface of the levitation stage 6, and the gas supplied from the gas supply source 4 via the pipe 5 is ejected upward from each gas ejection hole 6 a.
  • the cutting planned part containing the cutting planned line 7 orthogonal to the width direction of the glass film G is covered from the downward direction by the resin sheet R which floated.
  • the glass film G may be positioned on the resin sheet R by bringing a positioning pin (not shown) into contact with the edge of the glass film G.
  • the cleaving apparatus 1 includes a heating unit 8 that irradiates a laser beam L from above the glass film G that is lifted and supported by the resin sheet R and performs local heating, and a heating region H heated by the heating unit 8 on the surface side.
  • the cooling means 9 which injects the cooling water W from is provided.
  • the heating means 8 and the cooling means 9 are scanned along the planned cutting line 7 of the glass film G.
  • the heating area H by the heating means 8 and the cooling area C by the cooling means 9 sequentially move on the planned cutting line 7, and thermal stress acts along the planned cutting line 7.
  • An initial crack 10 is formed in advance at the tip of the splitting line 7, and the initial crack 10 propagates along the cutting line 7 due to the thermal stress, and the glass film G is cut.
  • the gas sprayed from the gas ejection hole 6a of the levitation stage 6 is firstly used.
  • the resin sheet R can be reliably cut off.
  • the glass film G does not vibrate greatly while fluttering with gas, the attitude of the glass film G can be stabilized.
  • the size of the resin sheet R is larger than the glass film G as shown in FIG. That is, the resin sheet R is in a state in which the resin sheet R protrudes outward from the glass film G in both the width direction and the direction orthogonal thereto. Thereby, the entire lower surface of the glass film G is reliably covered with the resin sheet R. Therefore, when the glass film G is cleaved by thermal stress, it is possible to more reliably prevent the gas blown to the resin sheet R from flowing into the gaps between the fractured surfaces of the glass film G.
  • the resin sheet R has higher flexibility than the glass film G, and is formed of the following material, for example. That is, the material of the resin sheet R is appropriately selected from the group consisting of copolymers such as polyethylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polypropylene, polyester, polycarbonate, polystyrene, polyamide, and polyethylene copolymers.
  • the thickness of the resin sheet R is preferably 1 mm or less.
  • the resin sheet R has heat resistance that can withstand the heat applied to the glass film G by the heating means 8. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the resin sheet R is formed of a foamed resin obtained by foaming the exemplified resin or the like. Thereby, since the air present in the infinite number of cavities (bubbles) 11 formed inside the resin sheet R plays the role of a heat insulating material, the heat applied by the heating means 8 (heat distribution indicated by reference numeral 12 in the figure) Heat resistance can be easily and reliably imparted to the resin sheet R.
  • the expansion ratio of the foamed resin forming the resin sheet R is, for example, 5 to 50 times.
  • the floating stage 6 is moved in the state which has arrange
  • the heating means 8 may use a laser such as a carbon dioxide laser, but may use other means that can perform other local heating such as heating wire or hot air injection.
  • the cooling means 9 may use the cooling water W as a refrigerant by air pressure or the like, but a cooling liquid other than cooling water, a gas such as air or an inert gas, or a mixture of a gas and a liquid Further, a mixture of a solid such as dry ice or ice and the gas and / or the liquid may be used as the refrigerant.
  • 3 (a) and 3 (b) are diagrams showing an implementation status of the glass film cleaving apparatus and the cleaving method according to the second embodiment of the present invention.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that the cleaving step is performed while feeding the long glass film G.
  • a glass roll 13 in which a long glass film G is wound around the core 13a is disposed on the upstream side, and this upstream glass roll 13 is disposed. It is set as the structure which conveys the glass film G unwound from the downstream. And on the conveyance path
  • the first conveyor 14 and the second conveyor 15 have the same configuration, and as shown in FIG. 3B, the conveyor belts 16 and 17 have innumerable gas suction holes 16a and 17a.
  • a resin roll 18 in which a long resin sheet R is wound around the winding core 18a is disposed below the upstream side of the first conveyor 14, and the resin sheet R unwound from the resin roll 18 is Winding is carried out sequentially around the core 19a of the resin roll 19 which is installed between the conveyor belt 16 of the first conveyor 14 and the conveyor belt 17 of the second conveyor 15 and arranged downstream of the second conveyor 15. It is done. At this time, the resin sheet R is conveyed to the downstream side while being adsorbed by the respective conveyor belts 16 and 17 of the first conveyor 14 and the second conveyor 15.
  • the levitation stage 6 blows gas from the gas ejection holes 6 a to the resin sheet R laid between the first conveyor 14 and the second conveyor 15, and causes the resin sheet R to float from the upper surface of the levitation stage 6.
  • the glass film G unwound from the glass roll 13 disposed on the upstream side is placed on the resin sheet R laid between the first conveyor 14 and the second conveyor 15, and downstream with the resin sheet R. Conveyed to the side. At this time, the glass film G is lifted and supported by the resin sheet R levitated at a position corresponding to the levitating stage 6, and in this state, the heating film 8 and the cooling element 9 cause thermal stress to act on the glass film G. Cleave.
  • the glass films Ga divided into a plurality of pieces are separated from each other on the downstream side of the second conveyor 15, and then moved around the corresponding cores 20 a disposed on the downstream side of the second conveyor 15. It is wound and accommodated again in the state of the glass roll 20.
  • the cleaving process is performed on the glass roll 13 by a so-called roll-to-roll method.
  • the glass film G unwound from one glass roll 13 is divided into three in the width direction, and three glass rolls 20 are manufactured by the divided glass film Ga.
  • FIG. 4 is a diagram showing an implementation status of the glass film cleaving apparatus and the cleaving method according to the third embodiment of the present invention.
  • the third embodiment is different from the second embodiment in that the cleaving step is performed as it is on the glass film G drawn from the molding apparatus 21 that molds the glass film G.
  • the molding apparatus 21 performs an overflow downdraw method, and in order from the top, a molding zone 21A having a molded body 21x in a molding furnace and a slow cooling zone 21B having an annealing means (annealer). And a cooling zone 21C having a cooling means.
  • the glass film G drawn downward from the cooling zone 21 ⁇ / b> C of the forming device 21 is smoothly curved and sent in the lateral direction by the conversion roller 22, and then the first conveyor 14, the second conveyor 15, Is placed on the resin sheet R installed between the two and conveyed downstream. At this time, the glass film G lifted and supported by the resin sheet R that has floated is cut at a position corresponding to the floating stage 6 between the first conveyor 14 and the second conveyor 15.
  • the glass film G formed by the forming device 21 is formed with ear portions Gx that are relatively thicker than the effective portion Ga at the center portion in the width direction due to contact of the rollers at both ends in the width direction. . Since this ear
  • the molding apparatus 21 may perform other downdraw methods such as a slot downdraw method and a redraw method in addition to the overflow downdraw method.
  • the effective portion Ga may be divided into a plurality of parts.
  • FIGS. 5 (a) to 5 (c) are diagrams showing the implementation status of the cleaving method by the glass film cleaving apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the fourth embodiment is different from the first to third embodiments in that the glass film G is curved in the width direction by lifting and supporting the resin sheet R, and the resin sheet R is partially formed in the width direction of the glass film G. Thus, the non-floating region X which is not lifted and supported is formed.
  • the ear part Gx when the ear part Gx is formed at both ends in the width direction of the glass film G, the ear part Gx is preferably set as the non-floating region X. This is because the ear part Gx is relatively thicker and thicker than the effective part Ga at the center in the width direction of the glass film G.
  • edge part Gx is finally discarded as demonstrated in 3rd Embodiment, even if it directly grounds the ear
  • a protective film may be attached to the surface of the cleaved glass film by lamination or the like.
  • the protective film include polyethylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polypropylene, polyester, polycarbonate, polystyrene, polyamide (for example, nylon (trademark)), and copolymers such as polyethylene copolymer.
  • a resin layer may be formed on the surface of the glass film by applying a resin to the cut glass film and curing it.
  • the resin constituting the resin layer include silicone polymer (silicone resin), sol-gel polymer, polycarbonate, polyether sulfone, polyacrylate, polyimide, cycloolefin copolymer, polyarylate, and the like.

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Abstract

 ガラスフィルムの割断装置1は、ガラスフィルムGの割断予定線7に沿う局部加熱及びその加熱領域の冷却により生じる熱応力で、割断予定線7の先端部に形成した初期亀裂10を割断予定線7に沿って進展させる。この際、ガラスフィルムGよりも柔軟な樹脂シートRを割断領域に配置し、この樹脂シートRの下面に対して浮上手段3から気体を吹き付けて浮上させる。そして、浮上させた樹脂シートRでガラスフィルムGの割断予定線7を含む割断予定部を下方から覆いながら持ち上げ支持し、この状態でガラスフィルムGを割断する。

Description

ガラスフィルムの割断方法、ガラスロールの製造方法、及びガラスフィルムの割断装置
 本発明は、ガラスフィルムにおける割断予定線に沿う局部加熱及びその加熱領域の冷却に伴って発生する熱応力により、ガラスフィルムを割断する技術の改良に関する。
 周知のように、近年における映像表示装置は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイなどに代表されるフラットパネルディスプレイ(FPD)が主流となっている。これらのFPDは、軽量化が推進されていることから、当該FPDに使用されるガラス基板は、薄板(ガラスフィルム)化の一途を辿っているのが現状である。
 また、有機ELは、ディスプレイのように微細な三原色をTFTにより明滅させずに、単色(例えば白色)のみで発光させて屋内照明の光源などの平面光源として利用されつつある。そして、有機ELの照明装置は、ガラス基板が可撓性を有すれば、自由に発光面を変形させることが可能であるから、この照明装置に使用されるガラス基板も十分な可撓性確保の観点から大幅な薄板化が推進されている。
 さらに、ガラスフィルムのような薄いガラス板は、特許文献1に開示されているように、有機樹脂製の透明板の両表面に貼り合わせるなどして窓板ガラスの軽量化にも利用されている。
 そして、以上のように種々の分野で利用されるガラスフィルムは、製品サイズなどに応じて所定サイズに切断される。この切断には、ガラスフィルムを局所的に加熱及び冷却し、その際に生じる熱応力によって、ガラスフィルムに形成した初期亀裂を進展させて割断する方法が採用されている(例えば、特許文献2参照)。
 詳細には、このような手法では、例えば、金属製の加工テーブルなどの上にガラス板を載置した状態で、ガラスフィルムの割断予定線に沿ってレーザーを照射してガラスフィルムを局部加熱した後に、その加熱領域を冷却装置によって局部冷却する。これにより、ガラスフィルムに熱応力を生じさせるとともに、この熱応力によって割断予定線の先端部に予め形成した初期亀裂を割断予定線に沿って進展させ、ガラスフィルムを割断する。
 しかしながら、上記の手法では、ガラスフィルムの裏面に金属製の加工テーブルなどが接触しているので、レーザーなどの局所加熱によってガラス板に加えられる熱が、熱伝導率の高い加工テーブルへと放熱され易く、ガラスフィルムに効率よく熱応力を作用させ難い。特に、このような問題はガラスフィルムの薄肉化が進むほど顕著になる。
 そこで、このような問題に対処すべく、例えば、特許文献3に開示されているように、ガラス板に下方から気体を吹き付けて浮上させて、ガラス板の裏面を加工テーブルなどと非接触とした状態で、ガラス板の割断予定線に沿って熱応力を作用させることが考えられる。
特開平6-915号公報 特開2003-034545号公報 特開2007-246298号公報
 しかしながら、特許文献3に開示されているように、割断時に気体によりガラス板を浮上させる手法を、仮に、薄肉のガラスフィルムに適用した場合には次のような問題が新たに生じる。
 すなわち、ガラスフィルムは、薄肉化に伴って可撓性に富む反面、破損を来たし易い。そのため、図6に示すように、ガラスフィルムGに下方から直接気体を吹き付けて浮上させると、割断作業が進行するに連れて、割断終了後の個々のガラスフィルムGaの割断面間の隙間から上方に漏洩する気体(図中の矢印A)によって、ガラスフィルムGaがばたつきながら大きく振動してしまう。そのため、幅方向に隣接するガラスフィルムGaの割断端面が互いに擦れ合って、ガラスフィルムGaの割断端面に欠けやクラックなどの破損原因となる欠陥が生じたり、ひいては実際に割れが生じて破損に至るなどの割断不良が生じるおそれがある。
 本発明は、以上の実情に鑑み、割断不良を生じることなく、熱応力によりガラスフィルムを効率よく割断することを技術的課題とする。
 上記課題を解決するために創案された本発明に係るガラスフィルムの割断方法は、ガラスフィルムの幅方向と交差する割断予定線に沿う局部加熱およびその加熱領域の冷却により前記ガラスフィルムに生じる熱応力で、前記割断予定線の先端部に形成した初期亀裂を前記割断予定線に沿って進展させ、前記ガラスフィルムを割断するガラスフィルムの割断方法において、前記ガラスフィルムの割断領域で、樹脂シートに下方から気体を吹き付けて浮上させるとともに、該浮上した樹脂シートで前記ガラスフィルムの前記割断予定線を含む割断予定部を下方から覆いながら持ち上げ支持した状態で、前記ガラスフィルムを割断することに特徴づけられる。
 このような方法によれば、ガラスフィルムは、割断時に、気体によって浮上した樹脂シートによって持ち上げ支持される。そして、この状態で、ガラスフィルムの割断予定線を含む割断予定部は、樹脂シートによって下方から覆われる。樹脂シートは、熱応力を利用してガラスフィルムを割断してもレーザー等による局部加熱によって切断されないので、吹き付けた気体は樹脂シートで遮断され、ガラスフィルムの割断面の間の隙間に流入することがない。これにより、吹き付けた気体によって、割断された個々のガラスフィルムがばたつきながら大きく振動することがなくなるため、ガラスフィルムの姿勢も安定する。その結果、割断後に隣接するガラスフィルムの割断端面が互いに擦れ合って、ガラスフィルムの割断端面に欠けやクラック等が生じるという事態を確実に防止することが可能となる。しかも、樹脂シートは、熱伝導率が金属等に比べて低いため、割断時にガラスフィルムに付与される熱量が、樹脂シートへの放熱によって失われるという事態も生じ難い。したがって、割断不良を生じることなく、熱応力によりガラスフィルムを効率よく割断することができる。
 上記の方法において、前記樹脂シートが、前記ガラスシートよりも柔軟であることが好ましい。
 このようにすれば、樹脂シートでガラスフィルムを持ち上げ支持した場合に、ガラスフィルムが樹脂シートの表面に倣って矯正されるような変形が生じ難い。そのため、樹脂シートでガラスフィルムの割断予定部を持ち上げ支持した状態で、ガラスフィルムに不当な応力が作用せず、局部加熱及び局部冷却によって生じる熱応力によって正確にガラスフィルムを割断し易くなる。
 上記の方法において、前記樹脂シートが、前記ガラスフィルムよりも幅広で、前記ガラスフィルムの幅方向両外方に食み出していてもよい。
 このようにすれば、ガラスフィルムの下面の幅方向全域が、樹脂シートによって確実に覆われることになる。そのため、ガラスフィルムを熱応力によって割断する際に、樹脂シートに吹き付けられている気体が、ガラスフィルムの割断面の間の隙間に流入するという事態をより確実に防止することができる。
 上記の方法において、前記樹脂シートの持ち上げ支持により前記ガラスフィルムを幅方向で湾曲させ、前記ガラスフィルムの前記割断予定部を除く領域に、前記樹脂シートにより持ち上げ支持しない非浮上領域を形成してもよい。
 すなわち、ガラスフィルムが大型化するなどして重量が増加すると、気体を吹き付けることによって浮上している樹脂シートでガラスフィルムの幅方向全域を持ち上げ支持することが困難になる場合がある。そのため、この場合には、上記の方法のように、ガラスフィルムを幅方向で湾曲させ、ガラスフィルムの幅方向の一部に樹脂シートによる持ち上げ支持を行わない非浮上領域を形成してもよい。このようにすれば、樹脂シートによって持ち上げ支持しなければならないガラスフィルムの重量が低下するので、ガラスフィルムの重量が増加した場合であっても、問題なく割断作業を継続することができる。
 この場合、前記ガラスフィルムが、幅方向両端部に幅方向中央部よりも相対的に厚肉となる耳部を有するときは、該耳部が前記非浮上領域に含まれていることが好ましい。
 すなわち、耳部は、製品となり得る幅方向中央部(有効部)よりも相対的に厚肉となって、幅方向の単位長さ当りの重量が重くなる。そのため、耳部を積極的に浮上させるのではなく、非浮上領域に含めることで、ガラスフィルム全体の姿勢を安定させることができる。
 上記の方法において、前記ガラスフィルムを前記樹脂シートで持ち上げ支持した状態で、前記ガラスフィルムと共に前記樹脂シートを送りながら、前記ガラスフィルムを割断することが好ましい。
 このようにすれば、ガラスフィルムを送りながら熱応力で割断することが要請される場合であっても、樹脂シートがガラスフィルムと共に移動することになるので、ガラスフィルムと樹脂シートとの間に擦れが生じ難く、ガラスフィルムの下面、すなわちガラスフィルムにおける樹脂シートとの接触面に擦れによる傷が生じる割合を確実に低減することができる。なお、ガラスフィルムの下面に高い面性状が要求されない等の理由がある場合には、樹脂シートを定位置で気体によって浮上させておき、その樹脂シートの上を滑らせるようにしてガラスフィルムのみを送るようにしてもよい。
 上記の方法において、前記樹脂シートが、発泡樹脂で形成されていることが好ましい。
 このようにすれば、樹脂シートは、その内部に発泡樹脂に由来する無数の空洞を有するため、この空洞に存在する空気が断熱材の役割を果たす。そのため、割断時にガラスフィルムに加えられる局部加熱や冷却によって生じる熱量が、樹脂シート側に放熱され難くなる。したがって、ガラスフィルムに対して効率よく熱応力を作用させることでき、ガラスフィルムの割断効率を向上させることが可能となる。
 上記の方法において、前記局部加熱が、レーザーによって行われることが好ましい。
 このようにすれば、レーザーの照射熱によって、ガラスフィルムの局部加熱を効率良く行うことができる。なお、レーザーとしては、炭酸ガスレーザーを使用することが好ましく、この場合には、ガラスの吸収波長を適切なものにできるとともに、簡易に安定した状態で局部加熱を行うことができ、コストも低廉となる。
 上記の方法において、前記ガラスフィルムの厚みは、300μm以下であることが好ましい。
 上記課題を解決するために創案された本発明に係るガラスロールの製造方法は、供給源から長尺なガラスフィルムを連続的に送り出しながら、前記ガラスフィルムの幅方向と交差する割断予定線に沿う局部加熱およびその加熱領域の冷却により前記ガラスフィルムに生じる熱応力で、前記割断予定線の先端部に形成した初期亀裂を前記割断予定線に沿って進展させ、前記ガラスフィルムを割断する割断工程と、その割断された前記ガラスフィルムをロール状に巻き取る巻取工程とを含むガラスロールの製造方法において、前記割断工程は、樹脂シートに下方から気体を吹き付けて浮上させるとともに、該浮上した樹脂シートで前記ガラスフィルムの前記割断予定線を含む割断予定部を下方から覆いながら持ち上げ支持した状態で、前記ガラスフィルムを割断することに特徴づけられる。
 このような方法によれば、割断工程において、上記した同様の理由により、ガラスフィルムの割断端面に欠けやクラックなどが発生する割断不良を防止しつつ、効率よくガラスフィルムを割断することができる。そのため、このような割断工程を経たガラスフィルムをロール状に巻き取ってガラスロールを製造すれば、高い端面強度を有するガラスロールを製造することが可能となり、実用上も極めて有利となる。
 この場合、前記供給源としては、例えば、ガラスフィルムをロール状に巻回したガラスロールや、ガラスフィルムを連続的に成形する成形装置などが利用できる。
 上記課題を解決するために創案された本発明に係るガラスフィルムの割断装置は、ガラスフィルムの幅方向と交差する割断予定線に沿う局部加熱及びその加熱領域の冷却により生じる熱応力で、前記割断予定線の先端部に形成した初期亀裂を前記割断予定線に沿って進展させ、前記ガラスフィルムを割断するガラスフィルムの割断装置において、前記ガラスフィルムの割断領域に配置された樹脂シートと、該樹脂シートに下方から気体を吹き付けて浮上させる浮上手段とを備え、該浮上手段により浮上した前記樹脂シートで前記ガラスフィルムの前記割断予定線を含む割断予定部を下方から覆いながら持ち上げ支持した状態で、前記ガラスフィルムを割断することに特徴づけられる。
 このような構成によれば、既に述べた対応する方法と同様の作用効果を享受することができる。
 以上のように本発明によれば、割断対象のガラス板がガラスフィルムのように薄くなっても割断不良を生じることなく、熱応力により効率よく割断することができる。
本発明の第1実施形態に係るガラスフィルムの割断装置及びその割断方法の実施状況を示す縦断面図である。 本発明の第1実施形態に係るガラスフィルムの割断装置及びその割断方法の実施状況を示す平面図である。 割断時のガラスフィルムと樹脂フィルムの状態を示す縦断面図である。 本発明の第2実施形態に係るガラスフィルムの割断装置及びその割断方法の実施状況を示す側面図である。 本発明の第2実施形態に係るガラスフィルムの割断装置及びその割断方法の実施状況を示す平面図である。 本発明の第3実施形態に係るガラスフィルムの割断装置及びその割断方法の実施状況を示す側面図である。 本発明の第4実施形態に係るガラスフィルムの割断装置による割断方法の実施状況を示す縦断面図である。 本発明の第4実施形態に係るガラスフィルムの割断装置による割断方法の実施状況を示す縦断面図である。 本発明の第4実施形態に係るガラスフィルムの割断装置による割断方法の実施状況を示す縦断面図である。 従来の割断方法の問題点を説明するための図である。
 以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態においては、FPDや有機EL照明装置或いは太陽電池等に使用される厚みが300μm以下のガラスフィルムを割断対象とする。また、説明の便宜上、添付図面においては、ガラスフィルム及びガラスフィルムを支持する樹脂シートの厚みを誇張して図示している。
 図1(a),(b)は、本発明の第1実施形態に係るガラスフィルムの割断装置及びその割断方法の実施状況を示す図である。この割断装置1は、ガラスフィルムGを下方から支持する樹脂シートRと、この樹脂シートRの幅方向と直交する方向に対向する2辺を把持する把持手段2と、把持手段2に把持された樹脂シートRに下方から気体を吹き付けて浮上させる浮上手段3とを備えている。なお、把持手段2は、樹脂シートRの4辺全てを把持する構成であってもよい。
 浮上手段3は、図1(a)に示すように、気体供給源4と、この気体供給源4と配管5を介して接続された浮上ステージ6とから構成されている。浮上ステージ6の上面には、複数の気体噴出孔6aが設けられており、気体供給源4から配管5を介して供給される気体が、各気体噴出孔6aから上方に噴出する。この各気体噴出孔6aから噴出した気体を樹脂シートRに吹き付けることによって、樹脂シートRが浮上ステージ6の上面から浮上する。そして、このように浮上した樹脂シートRによって、ガラスフィルムGが下方から持ち上げ支持される。このとき、図1(b)に示すように、浮上した樹脂シートRによってガラスフィルムGの幅方向に直交する割断予定線7を含む割断予定部を下方から覆うようにする。また、ガラスフィルムGの端縁に図示しない位置決めピンなどを当接させて、樹脂シートR上でのガラスフィルムGの位置決めを行うようにしてもよい。
 割断装置1は、樹脂シートRによって持ち上げ支持されたガラスフィルムGの上方側からレーザービームLを照射して局部加熱を施す加熱手段8と、この加熱手段8により加熱された加熱領域Hに表面側から冷却水Wを噴射する冷却手段9とを備えている。加熱手段8及び冷却手段9は、ガラスフィルムGの割断予定線7に沿って走査される。これにより、加熱手段8による加熱領域H、及び冷却手段9による冷却領域Cが、割断予定線7上を順に移動し、割断予定線7に沿って熱応力が作用する。割断予定線7の先端部には、初期亀裂10が予め形成されており、前記熱応力でこの初期亀裂10が割断予定線7に沿って進展し、ガラスフィルムGが割断される。
 このようにすれば、第一に、割断時においてガラスフィルムGの割断予定線7を含む割断予定部が樹脂シートRによって覆われているため、浮上ステージ6の気体噴出孔6aから吹き付けた気体を樹脂シートRで確実に遮断することができる。その結果、樹脂シートRの浮上に利用された気体が、ガラスフィルムGの割断面の間の隙間に流入するという事態を確実に防止することができる。これにより、ガラスフィルムGが気体でばたつきながら大きく振動することがなくなるため、ガラスフィルムGの姿勢を安定させることができる。その結果、割断後に隣接するガラスフィルムGの割断端面が互いに擦れ合って、ガラスフィルムGの割断端面に欠けやクラック等が生じるという事態を確実に防止することが可能となる。第二に、樹脂シートRは、熱伝導率が金属等に比べて低いため、熱応力を作用させるためにガラスフィルムGに付与される熱量が、樹脂シートRへの放熱によって失われるという事態も生じ難い。よって、上記二つの利点によって、割断不良を生じることなく、熱応力によりガラスフィルムGを効率よく割断するという作用効果を享受することが可能となる。
 樹脂シートRのサイズは、図1(b)に示すように、ガラスフィルムGよりも大きくなっている。すなわち、樹脂シートRは、幅方向及びこれに直交する方向の双方において、樹脂シートRがガラスフィルムGから外側に食み出した状態となっている。これにより、ガラスフィルムGの下面全域が、樹脂シートRによって確実に覆われることになる。そのため、ガラスフィルムGを熱応力によって割断した際に、樹脂シートRに吹き付けられている気体が、ガラスフィルムGの割断面の間の隙間に流入するという事態をより確実に防止することができる。
 また、樹脂シートRは、ガラスフィルムGよりも高い柔軟性を有し、例えば、次のような材質で形成される。すなわち、樹脂シートRの材質としては、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエチレン共重合体などの共重合体等からなる群から適宜選択される。このとき、柔軟性を確保する観点からも、樹脂シートRの厚みは、1mm以下であることが好ましい。
 更に、樹脂シートRは、加熱手段8によってガラスフィルムGに対して加えられる熱に耐え得る耐熱性を有していることが好ましい。そこで、本実施形態では、図2に示すように、樹脂シートRは、前記例示した樹脂等を発泡させてなる発泡樹脂で形成されている。これにより、樹脂シートR内部に形成される無数の空洞(気泡)11に存在する空気が断熱材の役割を果たすため、加熱手段8によって加えられる熱(図中の符号12で示す熱分布)に対する耐熱性を樹脂シートRに簡単且つ確実に付与することができる。また、この場合、樹脂シートRの断熱作用により、ガラスフィルムGに加えられる熱が、樹脂シートR側に放熱され難くなるので、ガラスフィルムGに無駄なく熱応力を作用させることができるという利点もある。なお、樹脂シートRを形成する発泡樹脂の発泡倍率は、例えば5~50倍とする。
 なお、加熱手段8及び冷却手段9は、ガラスフィルムGに対して相対移動すればよいので、加熱手段8及び冷却手段9を定位置に配置した状態で、浮上ステージ6を移動させて樹脂シートRと共にガラスフィルムGを移動させるようにしてもよい。
 また、加熱手段8は、炭酸ガスレーザーなどのレーザーを使用してもよいが、電熱線や熱風噴射などの他の局部加熱を行い得る手段を使用してもよい。同様に、冷却手段9は、エアー圧等により冷却水Wを冷媒として使用してもよいが、冷却水以外の冷却液、またはエアーや不活性ガス等の気体、若しくは気体と液体を混合したもの、更にはドライアイスや氷等の固体と前記気体及び/又は前記液体とを混合したもの等を冷媒として使用してもよい。
 図3(a),(b)は、本発明の第2実施形態に係るガラスフィルムの割断装置及びその割断方法の実施状況を示す図である。第2実施形態が、第1実施形態と相違するところは、長尺なガラスフィルムGを送りながら割断工程を実行する点にある。
 詳細には、第2実施形態に係る割断装置1では、長尺なガラスフィルムGを巻芯13aの回りに巻回したガラスロール13が上流側に配置されており、この上流側のガラスロール13から巻き出されたガラスフィルムGを下流側に搬送する構成とされている。そして、この上流側のガラスロール13から巻き出されたガラスフィルムGの搬送経路上には、上流側から順に、第1コンベア14、浮上ステージ6、第2コンベア15が配置されている。
 第1コンベア14と第2コンベア15は、同一の構成であって、図3(b)に示すように、それぞれの搬送ベルト16,17に無数の気体吸引孔16a,17aを有している。第1コンベア14の上流側下方には、長尺な樹脂シートRを巻芯18aの回りに巻回した樹脂ロール18が配置されており、この樹脂ロール18から巻き出された樹脂シートRは、第1コンベア14の搬送ベルト16と第2コンベア15の搬送ベルト17の間に架設されるとともに、第2コンベア15の下流側下方に配置された樹脂ロール19の巻芯19aの回りに順次巻き取られる。この際、樹脂シートRは、第1コンベア14と第2コンベア15のそれぞれの搬送ベルト16,17に吸着されながら下流側へと搬送される。
 浮上ステージ6は、第1コンベア14と第2コンベア15との間に架設された樹脂シートRに対して気体噴出孔6aから気体を吹き付けて、樹脂シートRを浮上ステージ6の上面から浮上させる。
 上流側に配置されたガラスロール13から巻き出されたガラスフィルムGは、第1コンベア14と第2コンベア15との間に架設された樹脂シートRの上に載置され、樹脂シートRと共に下流側に搬送される。この際、ガラスフィルムGは、浮上ステージ6に対応する位置で浮上した樹脂シートRにより持ち上げ支持され、この状態で加熱手段8と冷却手段9によりガラスフィルムGに熱応力を作用させ、ガラスフィルムGを割断する。複数に分割されたガラスフィルムGaは、第2コンベア15の下流側で相互に搬送軌道を上下に離反させた後、第2コンベア15の下流側に配置された対応する巻芯20aの回りにそれぞれ巻回され、ガラスロール20の状態で再び収容される。すなわち、この実施形態では、ガラスロール13に対していわゆるロール・トゥー・ロール(Roll To Roll)方式で割断工程が実行される。なお、図示例では、1つのガラスロール13から巻き出されたガラスフィルムGが幅方向に3分割され、その分割されたガラスフィルムGaによって3つのガラスロール20が製作されるようになっている。
 図4は、本発明の第3実施形態に係るガラスフィルムの割断装置及びその割断方法の実施状況を示す図である。この第3実施形態が、第2実施形態と相違するところは、ガラスフィルムGを成形する成形装置21から引き出されたガラスフィルムGに対して、そのまま割断工程が実行される点にある。
 詳細には、成形装置21は、オーバーフローダウンドロー法を実施するものであって、上方から順に、成形炉内に成形体21xを有する成形ゾーン21Aと、アニール手段(アニーラ)を有する徐冷ゾーン21Bと、冷却手段を有する冷却ゾーン21Cとを備えている。そして、この成形装置21の冷却ゾーン21Cから下方に向かって引き出されたガラスフィルムGは、変換ローラ22によって滑らかに湾曲して横方向に送られた後、第1コンベア14と第2コンベア15との間に架設された樹脂シートRの上に載置され、下流側へと搬送される。この際、第1コンベア14と第2コンベア15との間の浮上ステージ6に対応する位置で、浮上した樹脂シートRに持ち上げ支持されたガラスフィルムGを割断する。具体的には、成形装置21で成形されたガラスフィルムGは、幅方向両端部にローラの接触により幅方向中央部の有効部Gaよりも相対的に厚肉となる耳部Gxが形成される。この耳部Gxは、製品となり得ない部分であるので、ガラスフィルムGを割断して、有効部Gaと耳部Gxとの間で割断を行う。そして、有効部Gaは、第2コンベア15の下流側に配置された巻芯20aの回りに巻回されて、再びガラスロール20の状態で収容される。一方、耳部Gxは、第2コンベア15の下流側で下方に送られて、廃棄処分される。
 なお、成形装置21は、オーバーフローダウンドロー法の他に、スロットダウンドロー法やリドロー法などの他のダウンドロー法を実施するものであってもよい。
 また、第2実施例と同様に、有効部Gaを更に複数に分割するように割断してもよい。
 図5(a)~(c)は、本発明の第4実施形態に係るガラスフィルムの割断装置による割断方法の実施状況を示す図である。この第4実施形態が、第1~3実施形態と相違するところは、樹脂シートRの持ち上げ支持によりガラスフィルムGを幅方向で湾曲させ、ガラスフィルムGの幅方向の一部に、樹脂シートRにより持ち上げ支持しない非浮上領域Xを形成した点にある。
 詳細には、図5(a)に示すように、樹脂シートRの幅方向両端部を浮上ステージ6の上面に接地させた状態で、樹脂シートRの幅方向中央部のみを浮上させ、樹脂シートRを全体として幅方向に湾曲させる。この湾曲した樹脂シートRでガラスフィルムGを下方から支持することで、ガラスフィルムGも同様に幅方向に湾曲させる。これにより、割断予定線7を含むガラスフィルムGの幅方向中央部のみが、樹脂シートRにより持ち上げ支持される。換言すれば、ガラスフィルムGの幅方向両端部は、樹脂シートRを介して浮上ステージ6の上面に接地されて非浮上領域Xとなる。このようにすれば、樹脂シートRによって持ち上げ支持しなければならないガラスフィルムGの重量が低下するので、大型化などによってガラスフィルムGの重量が増加した場合であっても、問題なく割断作業を行うことが可能となる。
 また、図5(b)に示すように、ガラスフィルムGの幅方向両端部に耳部Gxが形成されている場合には、耳部Gxを非浮上領域Xとすることが好ましい。これは、耳部Gxは、ガラスフィルムGの幅方向中央部の有効部Gaに比して相対的に厚肉となって重量が増すためである。なお、耳部Gxは、第3実施形態で説明したように、最終的に廃棄処分されるため、樹脂シートRによって保護することなく、耳部Gxを浮上ステージ6の上面に直接接地してもよい。付言すれば、この場合には、樹脂シートRは、ガラスフィルムGの幅方向両側に食み出している必要はない。
 さらに、図5(c)に示すように、浮上ステージ6上で浮上した樹脂シートRを、幅方向で複数回湾曲させることにより、この樹脂シートRによって支持されるガラスフィルムGの幅方向に、非浮上領域Xを複数個所形成してもよい。このようにすれば、ガラスフィルムGの大型化により確実に対応することができる。
 なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の形態で実施することができる。例えば、上記の実施形態において、割断後のガラスフィルムの表面にラミネート加工などにより保護フィルムを貼着してもよい。これにより、割断後のガラスフィルムが保護フィルムによって保護されることになるため、ガラスフィルムのハンドリング・保管・輸送において、ガラスフィルムが破損するという事態を確実に防止することができる。ここで、保護フィルムとしては、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド(例えば、ナイロン(商標))、ポリエチレン共重合体などの共重合体等からなる群より選択される樹脂フィルムが挙げられる。
 また、同様の目的で、割断後のガラスフィルムに対して樹脂を塗布して硬化させることで、ガラスフィルムの表面に樹脂層を形成してもよい。ここで、樹脂層を構成する樹脂としては、例えば、シリコーンポリマー(シリコーン樹脂)、ゾル・ゲルポリマー、ポリカーボネート、ポリエーテル・サルホン、ポリアクリレート、ポリイミド、シクロオレフィン共重合体、ポリアリレートなどが挙げられる。
1       割断装置
2       把持手段
3       浮上手段
4       気体供給源
6       浮上ステージ
6a      気体噴出孔
7       割断予定線
8       加熱手段
9       冷却手段
10      初期亀裂
13,20   ガラスロール
14,15   コンベア
16,17   搬送ベルト
16a,17a 気体吸引孔
18,19   樹脂ロール
21      成形装置
21x     成形体
21A     成形ゾーン
21B     徐冷ゾーン
21C     冷却ゾーン
22      変換ローラ
G       ガラスフィルム
Ga      有効部
Gx      耳部
R       樹脂シート

Claims (13)

  1.  ガラスフィルムの幅方向と交差する割断予定線に沿う局部加熱およびその加熱領域の冷却により前記ガラスフィルムに生じる熱応力で、前記割断予定線の先端部に形成した初期亀裂を前記割断予定線に沿って進展させ、前記ガラスフィルムを割断するガラスフィルムの割断方法において、
     前記ガラスフィルムの割断領域で、樹脂シートに下方から気体を吹き付けて浮上させるとともに、該浮上した樹脂シートで前記ガラスフィルムの前記割断予定線を含む割断予定部を下方から覆いながら持ち上げ支持した状態で、前記ガラスフィルムを割断することを特徴とするガラスフィルム割断方法。
  2.  前記樹脂シートが、前記ガラスシートよりも柔軟であることを特徴とする請求項1に記載のガラスフィルム割断方法。
  3.  前記樹脂シートが、前記ガラスフィルムよりも幅広で、前記ガラスフィルムの幅方向両外方に食み出していることを特徴とする請求項1又は2に記載のガラスフィルムの割断方法。
  4.  前記樹脂シートの持ち上げ支持により前記ガラスフィルムを幅方向で湾曲させ、前記ガラスフィルムの前記割断予定部を除く領域に、前記樹脂シートにより持ち上げ支持しない非浮上領域を形成したことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のガラスフィルムの割断方法。
  5.  前記ガラスフィルムが、幅方向両端部に幅方向中央部よりも相対的に厚肉となる耳部を有し、該耳部が前記非浮上領域に含まれていることを特徴とする請求項4に記載のガラスフィルムの割断方法。
  6.  前記ガラスフィルムを前記樹脂シートで持ち上げ支持した状態で、前記ガラスフィルムと共に前記樹脂シートを送りながら、前記ガラスフィルムを割断することを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載のガラスフィルムの割断方法。
  7.  前記樹脂シートが、発泡樹脂で形成されていることを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載のガラスフィルムの割断方法。
  8.  前記局部加熱が、レーザーによって行われることを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載のガラスフィルムの割断方法。
  9.  前記ガラスフィルムの厚みが、300μm以下であることを特徴とする請求項1~8のいずれか1項に記載のガラスフィルムの割断方法。
  10.  ガラスフィルム供給源から長尺なガラスフィルムを連続的に送り出しながら、前記ガラスフィルムの幅方向と交差する割断予定線に沿う局部加熱およびその加熱領域の冷却により前記ガラスフィルムに生じる熱応力で、前記割断予定線の先端部に形成した初期亀裂を前記割断予定線に沿って進展させ、前記ガラスフィルムを割断する割断工程と、その割断された前記ガラスフィルムをロール状に巻き取る巻取工程とを含むガラスロールの製造方法において、
     前記割断工程は、樹脂シートに下方から気体を吹き付けて浮上させるとともに、該浮上した樹脂シートで前記ガラスフィルムの前記割断予定線を含む割断予定部を下方から覆いながら持ち上げ支持した状態で、前記ガラスフィルムを割断することを特徴とするガラスロールの製造方法。
  11.  前記ガラスフィルム供給源が、ガラスフィルムをロール状に巻回したガラスロールであることを特徴とする請求項10に記載のガラスロールの製造方法。
  12.  前記ガラスフィルム供給源が、ガラスフィルムを連続的に成形する成形装置であることを特徴とする請求項10に記載のガラスロールの製造方法。
  13.  ガラスフィルムの幅方向と交差する割断予定線に沿う局部加熱及びその加熱領域の冷却により生じる熱応力で、前記割断予定線の先端部に形成した初期亀裂を前記割断予定線に沿って進展させ、前記ガラスフィルムを割断するガラスフィルムの割断装置において、
     前記ガラスフィルムの割断領域に配置された樹脂シートと、該樹脂シートに下方から気体を吹き付けて浮上させる浮上手段とを備え、該浮上手段により浮上した前記樹脂シートで前記ガラスフィルムの前記割断予定線を含む割断予定部を下方から覆いながら持ち上げ支持した状態で、前記ガラスフィルムを割断することを特徴とするガラスフィルムの割断装置。
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