WO2015053167A1 - 板ガラスのレーザー切断方法および板ガラス - Google Patents

板ガラスのレーザー切断方法および板ガラス Download PDF

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plate glass
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glass
laser
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孝英 藤居
尚利 稲山
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日本電気硝子株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00Severing cooled glass
    • C03B33/08Severing cooled glass by fusing, i.e. by melting through the glass
    • C03B33/082Severing cooled glass by fusing, i.e. by melting through the glass using a focussed radiation beam, e.g. laser
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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00Severing cooled glass
    • C03B33/07Cutting armoured, multi-layered, coated or laminated, glass products
    • C03B33/074Glass products comprising an outer layer or surface coating of non-glass material

Definitions

  • the present invention relates to a laser cutting method in which a plate glass having a thin film layer made of an inorganic material is laser-cut by a fusing technique, and a technology of the plate glass cut out by the laser cutting method.
  • Patent Document 1 A technique for laser cutting a plate glass is disclosed in, for example, Patent Document 1 shown below and is publicly known. According to the laser fusing method disclosed in Patent Document 1, for example, even a very thin plate glass having a thickness of about 200 ⁇ m, a high-quality plate glass is cut out while maintaining the quality of the cut surface. It becomes possible.
  • the present invention has been made in view of such current problems, and a method of cutting a plate glass with a laser, which enables laser cutting of a plate glass on which a thin film layer made of an inorganic material is formed by a fusing technique, and It aims at providing the high quality plate glass cut out by the method.
  • 1st invention of this application is a laser cutting method of the plate glass in which the thin film layer which consists of an inorganic substance was formed in the surface, Comprising: A cutting planned line is set to the planned part which cut
  • the spot diameter of the laser beam with respect to the thin film layer irradiated on the planned cutting line is irradiated on the planned cutting line in the second step. It is larger than the spot diameter of the laser beam with respect to the plate glass.
  • the removal width of the thin film layer removed along the planned cutting line is the plate glass irradiated on the planned cutting line in the second step. Is larger than the spot diameter of the laser beam.
  • the thin film layer that has undergone the first step has a tapered shape in which an end portion that appears in a portion removed by irradiation with the laser light is tapered downward toward the planned cutting line. It is characterized by being.
  • the fifth invention of the present application is characterized in that the inorganic substance constituting the thin film layer is an inorganic oxide.
  • the sixth invention of the present application is characterized in that, in the first step, the heating temperature of the plate glass by the laser light irradiation is a temperature equal to or lower than the softening point of the plate glass.
  • a seventh invention of the present application is a plate glass in which a thin film layer made of an inorganic material is formed on the surface and is melted by irradiation with a laser beam to be formed in a predetermined size, and an end portion of the thin film layer
  • the thin film layer is provided with an inclined part that is an inclined part, and a flat part is provided between the end part of the thin film layer and the end part of the plate glass. It is characterized by that.
  • the first invention of the present application it is possible to laser-cut the plate glass with an inorganic thin film while keeping the quality of the cut portion good.
  • the second invention of the present application it is possible to reliably prevent bubbles from being generated in the cut portion when laser cutting the plate glass with an inorganic thin film.
  • the third invention of the present application it is possible to reliably prevent bubbles from being generated at the cut portion when laser cutting the plate glass with an inorganic thin film.
  • the inorganic thin film can be made difficult to peel off from the plate glass.
  • the fifth invention of the present application it is possible to laser-cut a plate glass with a thin film made of an inorganic oxide while keeping the quality of the cut portion good.
  • the seventh invention of the present application it is possible to easily provide a plate glass in which the inorganic thin film is hardly peeled off from the plate glass and the quality of the melted portion is good.
  • the perspective schematic diagram which shows the flow of the laser cutting method of the plate glass which concerns on this invention.
  • the schematic diagram which shows the manufacture condition of the glass film which comprises the plate glass which concerns on this invention.
  • the flowchart which shows the flow of the laser cutting method of the plate glass which concerns on this invention.
  • the schematic diagram which shows the spot diameter of the laser beam in the laser cutting method of the plate glass which concerns on this invention, (a) When removing an inorganic thin film, (b) When fusing a glass film.
  • the schematic diagram which shows the spot diameter and energy intensity distribution of the laser beam in the laser cutting method of the plate glass which concerns on this invention, (a) When removing an inorganic thin film, (b) When fusing a glass film.
  • the partial expansion schematic diagram which shows the plate glass fuse
  • the plate glass which is the object to be cut by the laser cutting method according to the present invention will be described.
  • the plate glass 10 with an inorganic thin film is comprised by forming the thin film layer 3 which consists of an inorganic substance on the surface of the glass film 2 which is film-like glass.
  • the laser cutting method which concerns on this invention it is set as the structure which sets the linear cutting planned line S in the site
  • the plate glass 1.1 based on this invention is cut out by fusing the plate glass 10 with the laser cutting method of the plate glass concerning this invention.
  • a silicate glass and a silica glass are used, Preferably a borosilicate glass is used, Most preferably, an alkali free glass is used. If the glass film 2 contains an alkali component, cations are dropped on the surface, so-called soda blowing phenomenon occurs, and the structure becomes rough. In this case, if the glass film 2 is used while being curved, there is a possibility that the glass film 2 is damaged from a portion that has become rough due to aging.
  • the alkali-free glass referred to here is a glass that does not substantially contain an alkali component (alkali metal oxide), and specifically, a glass having an alkali component of 3000 ppm or less. .
  • the content of the alkali component of the alkali-free glass used in the present invention is preferably 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, and most preferably 300 ppm or less.
  • the thickness of the glass film 2 is preferably 300 ⁇ m or less, more preferably 5 to 200 ⁇ m, and most preferably 5 to 100 ⁇ m.
  • the glass film 2 which concerns on this invention is shape
  • the overflow downdraw method shown in FIG. 2 is a molding method in which both sides of the plate glass do not come into contact with the molded member at the time of molding, and the both sides (translucent surface) of the obtained plate glass are hardly damaged and are not polished. Even high surface quality can be obtained.
  • the glass film 2 according to the present invention may be formed by a float method, a slot down draw method, a roll out method, an up draw method, a redraw method, or the like. In the overflow down draw method shown in FIG.
  • the glass ribbon G immediately after flowing down from the lower end portion 81 of the wedge-shaped molded body 8 is drawn downward while the shrinkage in the width direction is restricted by the cooling roller 82 to be predetermined.
  • the thickness becomes thin.
  • the glass ribbon G having reached the predetermined thickness is gradually cooled in a slow cooling furnace (annealer) (not shown), the thermal distortion of the glass ribbon G is removed, and the glass ribbon G is cut into a predetermined size, whereby the glass film 2 is formed. Created.
  • the thin film layer 3 is a thin film layer made of an inorganic material formed on the surface of the glass film 2.
  • a film forming method for forming the thin film layer 3 on the surface of the glass film 2 a known method such as a sputtering method, a CVD method, a PVD method, a resistance heating method, or an ion plating method can be used.
  • the thin film layer 3 is formed to impart various properties such as conductivity, insulation, magnetism, and various functions such as ultraviolet cut and infrared cut to the plate glass 10.
  • the type of the inorganic material is appropriately selected according to the function, application, etc. that are desired to be imparted to the plate glass 1 cut out from 10.
  • the material constituting the thin film layer 3 is silicon dioxide (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), ditantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), niobium pentoxide (Nb 2 O 5 ), magnesium fluoride ( Various inorganic materials such as MgF 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), and gold (Au) can be employed.
  • the thin film layer 3 is an inorganic oxide thin film in which silicon dioxide and niobium pentoxide are alternately laminated, but according to the laser cutting method of the plate glass according to the present invention, Even if it is the plate glass 10 with the thin film which consists of various inorganic substances, it becomes possible to perform laser fusing, maintaining the quality of the fusing part 2b favorable.
  • FIGS. 1 and 3 to 6 a method for cutting a sheet glass according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 3 to 6.
  • the case where the plate glass 10 is cut out by irradiating the plate glass 10 with laser light and processing the plate glass 10 into a predetermined size and shape is illustrated.
  • a general-purpose laser processing machine conventionally used for laser cutting of the plate glass can be used as a means to irradiate the plate glass 10 with laser light.
  • the thin film layer 3 formed on the surface of the sheet glass 10 is cut along the planned cutting line S. Then, the thin film layer removing step (STEP-1), which is the first step of removing the thin film layer 3 with a predetermined width W1 by irradiating the laser beam with the spot diameter ⁇ A, is executed.
  • the thin film layer removing step (STEP-1) which is the first step of removing the thin film layer 3 with a predetermined width W1 by irradiating the laser beam with the spot diameter ⁇ A, is executed.
  • the width W1 of the thin film removal portion 4 that is the portion from which the thin film layer 3 has been removed has a spot diameter ⁇ A of the laser beam. It is smaller than.
  • the thin film layers 3 and 3 on the outside of the thin film removing portion 4 are inclined downward toward the planned cutting line S side.
  • the inclined portions 3a and 3a, which are the parts that have been formed, are formed.
  • the aspect of the inclined part 3a formed here may be any of a planar shape, a convex curved surface shape, and a concave curved surface shape, and may be other modes.
  • the thin film layer 3 formed in the method for cutting a sheet glass according to the present invention has a configuration in which an end portion appearing at a portion removed by irradiating a laser beam has a taper shape that is tapered downward toward the cutting line S. Thereby, in the cut-out plate glass 1, the thin film layer 3 can be made difficult to peel from the glass film 2.
  • FIG. 5A shows the energy intensity distribution of the laser beam in the thin film layer removing step (STEP-1).
  • the thin film layer removing step (STEP-1) by adjusting the intensity and spread of the laser beam, the thin film layer 3 is removed at the central portion (ie, the range corresponding to the width W1) of the laser beam energy intensity distribution. While keeping the strength as possible, the outer side of the width W1 is suppressed to a strength at which the thin film layer 3 is not completely removed, and the distribution gradually decreases toward the outer side, and by adjusting the energy intensity at the outermost part,
  • the inclined portion 3a is formed by adjusting the removal amount of the thin film layer 3.
  • the inclined part 3a is formed in the cut-out plate glass 1, and it is set as the structure which changes the level
  • the heating temperature of the glass film 2 in the thin film layer removing step (STEP-1) is set to a temperature equal to or lower than the softening point of the glass constituting the glass film 2.
  • the glass film 2 is prevented from being deformed or distorted.
  • a plate glass fusing step (STEP-2) which is a second step of fusing the glass film 2 by irradiating the laser beam with the spot diameter ⁇ B is executed.
  • the glass film 2 is cut by laser to form a cut portion 5 which is a portion where the glass film 2 is removed with a predetermined width W2, and two plate glasses are formed. 1 ⁇ 1 is cut out.
  • the fusing portions 2b and 2b which are portions having no bubbles formed in a curved surface, are formed at the end portions of the glass films 2 and 2 facing each other in the cutting portion 5. Is formed.
  • the plane part 2a is formed in the glass film 2 between the fusing part 2b and the inclination part 3a.
  • the plane part 2a is a part that plays a role of ensuring a separation distance between the fusing part 2b and the inclined part 3a. Without the flat portion 2a, when the glass film 2 is melted, the inclined portion 3a is heated with laser light, and the inorganic material and the glass may be fused, but the flat portion 2a is formed at a predetermined formation distance. Thus, it is configured to reliably prevent the fusion of the inorganic substance and the glass.
  • the width W2 of the cut portion 5 is smaller than the spot diameter ⁇ B of the laser beam, and the spot diameter ⁇ B at this time is the width of the thin film removing portion 4 It is smaller than W1.
  • the spot diameter ⁇ A of the laser beam irradiated on the thin film layer 3 irradiated on the planned cutting line S is reduced in the thin film layer removing step (STEP-1).
  • it is larger than the spot diameter ⁇ B of the laser beam with respect to the glass film 2 irradiated on the planned cutting line S (that is, ⁇ A> ⁇ B).
  • the removal width W1 of the thin film layer 3 removed along the planned cutting line S in the thin film layer removing step (STEP-1) is the plate glass fusing step (STEP-2).
  • FIG. 5B shows the energy intensity distribution of the laser beam in the sheet glass fusing step (STEP-2).
  • the glass sheet fusing step (STEP-2) by adjusting the intensity and spread of the laser beam, the energy intensity distribution of the laser beam is concentrated particularly in the central portion (that is, the range corresponding to the width W2). It is set as the structure which melts the glass film 2 by heating 2 to the temperature more than melting
  • the thin film layers 3 and 3 are formed on the front and back surfaces of the glass film 2. Even if it is plate glass provided with, the laser cutting method which concerns on this invention can be used. In this case, first, in the thin film layer removing step (STEP-1), the thin film layers 3 and 3 existing on both the front and back surfaces of the glass film 2 are removed, and then the glass film 2 in the plate glass fusing step (STEP-2). Can be melted.
  • the plate glass cut out by the laser glass cutting method according to the present invention will be described.
  • an experimental result in the case where the plate glasses 1 and 1 are actually cut out from the plate glass 10 is shown.
  • a glass film 2 (OA-10G: manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) having a thickness of 100 ⁇ m was used, and silicon dioxide (SiO 2 ) and niobium pentoxide (Nb 2 O 5 ) were alternately formed on the surface thereof.
  • the plate glass 10 on which the laminated thin film layer 3 having a thickness of 1 ⁇ m was formed was laser cut by a fusing technique.
  • the thin film layer removing step (STEP-1), which is the first step, a laser beam with an output of 7.4 W is irradiated onto the planned cutting line S of the plate glass 10 with a spot diameter of 550 ⁇ m and irradiated at a speed of 20 mm / s. The position was moved. Then, the thin film layer 3 was removed with a width of 430 ⁇ m to form a thin film removal portion 4.
  • a laser beam with an output of 8.5 W is irradiated onto the planned cutting line S of the glass film 2 in the thin film removing section 4 with a spot diameter of 105 ⁇ m.
  • the irradiation position was moved at a speed of s.
  • disconnection part 5 was formed so that the separation width W2 of fusing part 2b * 2b might be set to 80 micrometers, the glass film 2 was cut out, and the plate glass 1.1 was cut out.
  • the laser cutting method of the plate glass according to the present invention is a laser cutting method of the plate glass 10 in which the thin film layer 3 made of an inorganic material is formed on the surface of the glass film 2, and is a line to be cut at a planned location for cutting the plate glass 10.
  • S is set, and the thin film layer removal process (STEP-1), which is the first process of removing the thin film layer 3 by irradiating the thin film layer 3 on the planned cutting line S with laser light, is removed.
  • a glass sheet fusing step (STEP-2) which is a second step of fusing the glass film 2 by irradiating the glass film 2 on the planned cutting line S with laser light.
  • the inclination part 3a was formed in the edge part of the thin film layer 3 in the plate glass 1, and the plane part 2a was formed in the glass film 2 between the inclination part 3a and the fusing part 2b.
  • the formation distance a of the inclined part 3a is preferably 50 to 100 ⁇ m.
  • the formation distance b of the flat portion 2a is preferably 50 to 100 ⁇ m.
  • the formation distance c of the fusing part 2b is about 50 ⁇ m.
  • the plate glass 1 makes it the structure provided with the inclination part 3a, the plane part 2a, and the fusing part 2b, and the thin film layer 3 becomes difficult to peel from the glass film 2, and the fusing part 2b is also good quality without a bubble. Is maintained. That is, it is possible to easily provide the plate glass 1 with an inorganic thin film having no air bubbles in the melted portion 2b and having a good quality by laser fusing the plate glass 10 by the laser cutting method of the plate glass according to the present invention. .
  • the spot diameter means “the diameter of a region that has a substantial thermal influence on the object to be irradiated”, and is a general “peak intensity in the region irradiated with the beam”. On the other hand, it may or may not coincide with the “diameter of the region where the intensity becomes 1 / e 2 ”.

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Abstract

【課題】表面に無機物からなる薄膜層が形成された板ガラスを、溶断の手法によりレーザー切断することを可能にする板ガラスのレーザー切断方法およびその方法により切り出した高品質な板ガラスを提供する。 【解決手段】表面に無機物からなる薄膜層3が形成された板ガラス10のレーザー切断方法であって、板ガラス10を切断する予定箇所に切断予定線Sを設定し、該切断予定線S上の薄膜層3にレーザー光を照射して薄膜層3を除去する第一の工程たる薄膜層除去工程(STEP-1)と、薄膜層3が除去された切断予定線S上のガラスフィルム2にレーザー光を照射してガラスフィルム2を溶断する第二の工程たる板ガラス溶断工程(STEP-2)と、を備える。

Description

板ガラスのレーザー切断方法および板ガラス
 本発明は、無機物からなる薄膜層を有する板ガラスを溶断の手法によりレーザー切断するレーザー切断方法および該レーザー切断方法で切り出した板ガラスの技術に関する。
 近年、板ガラスの薄化が進められており、それに伴って、板ガラスを、溶断の手法によりレーザー切断する技術(以下、レーザー溶断とも呼ぶ)が開発されてきている。
 板ガラスをレーザー溶断する技術は、例えば、以下に示す特許文献1に開示され、公知となっている。
 そして、特許文献1に示されたレーザー溶断方法によれば、例えば、200μm程度の厚みを有する非常に薄い板ガラスであっても、切断面の品質を良好に保ったまま、高品質な板ガラスを切り出すことが可能になる。
特開2013-63863号公報
 ところが、特許文献1に示されたレーザー溶断方法を使用して、表面に無機薄膜が形成された板ガラスの溶断を行うと、溶断された板ガラスの曲げ強度が低下するという問題が生じた。
 本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、表面に無機物からなる薄膜層が形成された板ガラスを、溶断の手法によりレーザー切断することを可能にする板ガラスのレーザー切断方法およびその方法により切り出した高品質な板ガラスを提供することを目的としている。
 本発明者らによる鋭意研究の結果、無機薄膜付きの板ガラスをレーザー溶断すると、板ガラスの切断面付近に気泡が発生し、板ガラスの品質が低下するということが判明した。すなわち、切断面付近に発生した気泡は、応力が作用したときに割れ、該気泡を起点として亀裂が生じる要因となるため、切断面に気泡を有する板ガラスは割れやすくなっていた。このような気泡は、無機薄膜の成分と溶けたガラス成分が融合されることで生じるものと考えられる。
 本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
 本願の第1の発明は、表面に無機物からなる薄膜層が形成された板ガラスのレーザー切断方法であって、前記板ガラスを切断する予定箇所に切断予定線を設定し、該切断予定線上の前記薄膜層にレーザー光を照射して前記薄膜層を除去する第一の工程と、前記薄膜層が除去された前記切断予定線上の前記板ガラスにレーザー光を照射して前記板ガラスを溶断する第二の工程と、を備えることを特徴とする。
 本願の第2の発明は、前記第一の工程において、前記切断予定線上に照射される前記薄膜層に対する前記レーザー光のスポット径は、前記第二の工程において、前記切断予定線上に照射される前記板ガラスに対する前記レーザー光のスポット径に比して大きいことを特徴とする。
 本願の第3の発明は、前記第一の工程において、前記切断予定線に沿って除去される前記薄膜層の除去幅は、前記第二の工程において、前記切断予定線上に照射される前記板ガラスに対する前記レーザー光のスポット径に比して大きいことを特徴とする。
 本願の第4の発明は、前記第一の工程を経た前記薄膜層は、前記レーザー光の照射により除去された部位に現れる端部が、前記切断予定線に向けて先下がりとなるテーパ状であることを特徴とする。
 本願の第5の発明は、前記薄膜層を構成する前記無機物は、無機酸化物であることを特徴とする。
 本願の第6の発明は、前記第一の工程における、前記レーザー光の照射による前記板ガラスの加熱温度は、前記板ガラスの軟化点以下の温度とすることを特徴とする。
 本願の第7の発明は、表面に無機物からなる薄膜層が形成されてなり、レーザー光を照射することにより溶断され、所定の大きさに形成される板ガラスであって、前記薄膜層の端部において、前記薄膜層が傾斜した部位である傾斜部を備え、かつ、前記薄膜層の端部と前記板ガラスの端部との間に、前記板ガラスが平面状に現れた部位である平面部を備えることを特徴とする。
 本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
 本願の第1の発明によれば、無機薄膜付きの板ガラスを、切断部の品質を良好に保ちつつ、レーザー溶断することができる。
 本願の第2の発明によれば、無機薄膜付きの板ガラスを、レーザー溶断するときにおいて、切断部に気泡が生じるのを確実に防止できる。
 本願の第3の発明によれば、無機薄膜付きの板ガラスを、レーザー溶断するときにおいて、切断部に気泡が生じるのを確実に防止できる
 本願の第4の発明によれば、無機薄膜を板ガラスから剥がれにくくすることができる。
 本願の第5の発明によれば、無機酸化物からなる薄膜付きの板ガラスを、切断部の品質を良好に保ちつつ、レーザー溶断することができる。
 本願の第6の発明によれば、無機薄膜付きの板ガラスを、変形や歪みを生じさせることなく、レーザー溶断することができる。
 本願の第7の発明によれば、無機薄膜が板ガラスから剥がれにくく、溶断部の品質が良好な板ガラスを、容易に提供することができる。
本発明に係る板ガラスのレーザー切断方法の流れを示す斜視模式図。 本発明に係る板ガラスを構成するガラスフィルムの製造状況を示す模式図。 本発明に係る板ガラスのレーザー切断方法の流れを示すフロー図。 本発明に係る板ガラスのレーザー切断方法におけるレーザー光のスポット径を示す模式図、(a)無機薄膜を除去するとき、(b)ガラスフィルムを溶断するとき。 本発明に係る板ガラスのレーザー切断方法におけるレーザー光のスポット径およびエネルギー強度の分布を示す模式図、(a)無機薄膜を除去するとき、(b)ガラスフィルムを溶断するとき。 本発明に係る板ガラスのレーザー切断方法により溶断した板ガラスを示す部分拡大模式図。
 以下、本発明に係る板ガラスのレーザー切断方法について、図面を参照しつつ説明する。
 まず始めに、本発明に係るレーザー切断方法により切断する対象である板ガラスについて、説明をする。
 図1に示す如く、無機薄膜付の板ガラス10は、フィルム状のガラスであるガラスフィルム2の表面に無機物からなる薄膜層3が形成されることによって構成されている。
 そして、本発明に係るレーザー切断方法においては、板ガラス10を切断する部位において、直線状の切断予定線Sを設定する構成としている。
 そして、板ガラス10を本発明に係る板ガラスのレーザー切断方法で溶断することによって、本発明に係る板ガラス1・1が切り出される。
 ガラスフィルム2を構成するガラスとしては、ケイ酸塩ガラス、シリカガラスが用いられ、好ましくはホウケイ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する可能性がある。
 尚、ここでいう無アルカリガラスとは、アルカリ成分(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、アルカリ成分が3000ppm以下のガラスのことである。
 本発明で用いる無アルカリガラスのアルカリ成分の含有量は、好ましくは1000ppm以下であり、より好ましくは500ppm以下であり、最も好ましくは300ppm以下である。
 ガラスフィルム2の厚みは、好ましくは300μm以下、より好ましくは5~200μm、最も好ましくは5~100μmである。
 また、本発明に係るガラスフィルム2は、ダウンドロー法によって成形されていることが好ましく、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より好ましい。
 特に、図2に示すオーバーフローダウンドロー法は、成形時に板ガラスの両面が、成形部材と接触しない成形法であり、得られた板ガラスの両面(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。無論、本発明に係るガラスフィルム2は、フロート法やスロットダウンドロー法、ロールアウト法、アップドロー法、リドロー法等によって成形されたものであってもよい。
 図2に示すオーバーフローダウンドロー法において、断面が楔型の成形体8の下端部81から流下した直後のガラスリボンGは、冷却ローラ82によって幅方向の収縮が規制されながら下方へ引き伸ばされて所定の厚みまで薄くなる。次に、前記所定厚みに達したガラスリボンGを図示しない徐冷炉(アニーラ)で徐々に冷却し、ガラスリボンGの熱歪を除き、ガラスリボンGを所定寸法に切断することにより、ガラスフィルム2が作成される。
 薄膜層3は、ガラスフィルム2の表面上に形成される無機物からなる薄膜状の層である。
 ガラスフィルム2の表面に薄膜層3を形成するための成膜方法としては、スパッタリング法、CVD法、PVD法、抵抗加熱法、イオンプレーティング法等の公知の方法を使用することができる。
 また、薄膜層3は、板ガラス10に対して、導電性、絶縁性、磁性等の各種の性質や、紫外線カット、赤外線カット等の各種の機能を付与するために形成されるものであり、板ガラス10から切り出す板ガラス1に付与したい機能、用途等に応じて、その無機物の種類を適宜選択する。
 薄膜層3を構成する材質としては、二酸化珪素(SiO)、二酸化チタン(TiO)、五酸化二タンタル(Ta)、五酸化二ニオブ(Nb)、フッ化マグネシウム(MgF)、窒化珪素(Si34)、金(Au)等、種々の無機物を採用することができる。
 そして、本発明に係る板ガラスのレーザー切断方法では、薄膜層3は二酸化珪素と五酸化二ニオブが交互の積層した無機酸化物薄膜であるが、本発明に係る板ガラスのレーザー切断方法によれば、種々の無機物からなる薄膜付きの板ガラス10であっても、溶断部2bの品質を良好に保ちつつ、レーザー溶断することが可能になる。
 次に、本発明に係る板ガラスのレーザー切断方法について、図1、図3~図6を用いて説明をする。
 ここでは、板ガラス10に対してレーザー光を照射して、板ガラス10を所定の大きさ・形状に加工することで、板ガラス1・1を切り出す場合を例示する。
 尚、板ガラス10に対してレーザー光を照射する手段としては、従来から板ガラスのレーザー切断に使用されている汎用的なレーザー加工機を用いることができる。
 (薄膜層除去工程)
 図1、図3、図4(a)に示す如く、本発明に係る板ガラスのレーザー切断方法では、まず始めに、板ガラス10の表面に形成された薄膜層3を、切断予定線Sに沿って、レーザー光をスポット径φAで照射して、薄膜層3を所定の幅W1で除去する第一の工程である薄膜層除去工程(STEP-1)を実行する。
 薄膜層除去工程(STEP-1)において加工した板ガラス10では、図4(a)に示すように、薄膜層3を除去した部位である薄膜除去部4の幅W1が、レーザー光のスポット径φAに比して小さくなっている。
 そして、薄膜層除去工程(STEP-1)を経ることにより、薄膜除去部4の外側における薄膜層3・3には、該薄膜層3・3が切断予定線S側に向けて先下がりに傾斜した部位である傾斜部3a・3aが形成される。
 尚、ここで形成する傾斜部3aの態様は、平面状、凸曲面状、凹曲面状のいずれであってもよく、それ以外の態様でもよい。
 即ち、本発明に係る板ガラスのレーザー切断方法において形成される薄膜層3は、レーザー光を照射して除去した部位に現れる端部が、切断予定線Sに向けて先下がりのテーパ状となる構成であり、これにより、切り出した板ガラス1において、薄膜層3をガラスフィルム2から剥がれにくくすることができる。
 図5(a)には、薄膜層除去工程(STEP-1)におけるレーザー光のエネルギー強度分布を示している。
 薄膜層除去工程(STEP-1)では、レーザー光の強度および広がりを調整することで、レーザー光のエネルギー強度分布が、中央部(即ち、幅W1に対応する範囲)では、薄膜層3を除去可能な強度としつつ、幅W1の外側では、薄膜層3が全て除去されない程度の強度に抑えるとともに、外側に向けて緩やかに低下する分布としており、その最外部におけるエネルギー強度を調整することで、薄膜層3の除去量を調整して傾斜部3aを形成する構成としている。
 そして、切り出した板ガラス1に傾斜部3aを形成し、薄膜層3の端部における段差を緩やかに変化させる構造とすることで、板ガラス1において、ガラスフィルム2から薄膜層3が剥がれにくくなるようにしている。
 また、薄膜層除去工程(STEP-1)においては、薄膜層3に対するレーザー光によってガラスフィルム2の加熱温度が、ガラスフィルム2の軟化点よりも低くなるように、薄膜層3に対して照射するレーザー光の強度を調整する。
 即ち、本発明に係る板ガラスのレーザー切断方法では、薄膜層除去工程(STEP-1)におけるガラスフィルム2の加熱温度は、ガラスフィルム2を構成するガラスの軟化点以下の温度としており、これにより、薄膜層3を除去するときに、ガラスフィルム2に変形や歪みが生じないようにしている。
 (板ガラス溶断工程)
 図1、図3、図4(b)に示す如く、本発明に係る板ガラスのレーザー切断方法では、次に、板ガラス10の薄膜除去部4におけるガラスフィルム2に対して、切断予定線Sに沿って、レーザー光をスポット径φBで照射して、ガラスフィルム2を溶断する第二の工程である板ガラス溶断工程(STEP-2)を実行する。
 このとき、ガラスフィルム2には、図4(b)に示すように、レーザー溶断されることでガラスフィルム2が所定の幅W2で除去された部位である切断部5が形成され、2つの板ガラス1・1が切り出される。
 また、板ガラス溶断工程(STEP-2)を経ることにより、切断部5において対向する各ガラスフィルム2・2の端部には、曲面状に形成された気泡の無い部位である溶断部2b・2bが形成される。
 また、各板ガラス1・1において、溶断部2bと傾斜部3aの間におけるガラスフィルム2には、平面部2aが形成される。
 平面部2aは、溶断部2bと傾斜部3aの離間距離を確保する役割を果たす部位である。平面部2aがないと、ガラスフィルム2を溶断するときに、レーザー光で傾斜部3aまで加熱されてしまい、無機物とガラスの融合が生じ得るが、所定の形成距離で平面部2aを形成することで、無機物とガラスの融合が生じるのを確実に防止する構成としている。
 そして、板ガラス溶断工程(STEP-2)では、切断部5の幅W2は、レーザー光のスポット径φBに比して小さくなっており、さらにこのときのスポット径φBは、薄膜除去部4の幅W1に比して小さくしている。
 即ち、本発明に係る板ガラスのレーザー切断方法では、薄膜層除去工程(STEP-1)、切断予定線S上に照射される薄膜層3に照射するレーザー光のスポット径φAは、板ガラス溶断工程(STEP-2)において、切断予定線S上に照射されるガラスフィルム2に対するレーザー光のスポット径φBに比して大きい(即ち、φA>φB)ものである。
 さらに、本発明に係る板ガラスのレーザー切断方法では、薄膜層除去工程(STEP-1)において、切断予定線Sに沿って除去される薄膜層3の除去幅W1は、板ガラス溶断工程(STEP-2)において、切断予定線S上に照射されるガラスフィルム2に対するレーザー光のスポット径φBに比して大きくしている(即ち、W1>φB)。
 このような構成により、無機薄膜付きの板ガラス10にレーザー光を照射して溶断するときにおいて、無機物とガラスが融合されることがなくなるため、溶断部2bに気泡が生じるのを確実に防止することができる。
 図5(b)には、板ガラス溶断工程(STEP-2)におけるレーザー光のエネルギー強度分布を示している。
 板ガラス溶断工程(STEP-2)では、レーザー光の強度および広がりを調整することで、レーザー光のエネルギー強度分布を、特に中央部(即ち、幅W2に対応する範囲)に集中させて、ガラスフィルム2をガラスの融点以上の温度に加熱することで、ガラスフィルム2を溶断する構成としている。
 またこのとき、幅W2の外側におけるレーザー光の強度は、ガラスフィルム2が完全に溶融しない程度の強度に抑えるとともに、外側に向けて急峻に低下させる分布としており、ガラスフィルム2の溶融範囲を局所的なものとすることで、幅W2の外側において、R曲面状の端面形状を有する溶断部2b・2bを形成する構成としている。
 尚、本実施形態では、ガラスフィルム2の片側の表面に薄膜層3を備える板ガラス10を溶断の手法によりレーザー切断する場合を例示しているが、ガラスフィルム2の表裏両面に薄膜層3・3を備える板ガラスであっても、本発明に係るレーザー切断方法を用いることができる。
 この場合、まず薄膜層除去工程(STEP-1)で、ガラスフィルム2の表裏両面に存在する各薄膜層3・3を除去しておき、その後、板ガラス溶断工程(STEP-2)でガラスフィルム2を溶断すればよい。
 次に、本発明に係る板ガラスのレーザー切断方法により切り出した板ガラスについて説明をする。
 ここでは、実際に板ガラス10から板ガラス1・1を切り出した場合の実験結果を示す。
 本実験では、厚みが100μmのガラスフィルム2(OA-10G:日本電気硝子株式会社製)を用いて、その表面に二酸化珪素(SiO)と五酸化二ニオブ(Nb)が交互に積層してなる層厚1μmの薄膜層3が形成された板ガラス10を、溶断の手法によりレーザー切断した。
 そして、第一の工程たる薄膜層除去工程(STEP-1)では、出力7.4Wのレーザー光をスポット径550μmで、板ガラス10の切断予定線S上に照射し、20mm/sの速度で照射位置を移動させた。
 そして、薄膜層3を430μmの幅で除去して、薄膜除去部4を形成した。
 また、第二の工程たる板ガラス溶断工程(STEP-2)では、出力8.5Wのレーザー光をスポット径105μmで、薄膜除去部4におけるガラスフィルム2の切断予定線S上に照射し、20mm/sの速度で照射位置を移動させた。
 そして、溶断部2b・2b同士の離間幅W2が80μmとなるように切断部5を形成して、ガラスフィルム2を溶断し、板ガラス1・1を切り出した。
 このような条件で、無機薄膜付きの板ガラス10を、溶断の手法でレーザー切断した場合、板ガラス1の端部である溶断部2bには気泡が生じることなく、溶断部2bの品質を良好に保った状態で、板ガラス1・1を切り出すことができた。
 即ち、本発明に係る板ガラスのレーザー切断方法は、ガラスフィルム2の表面に無機物からなる薄膜層3が形成された板ガラス10のレーザー切断方法であって、板ガラス10を切断する予定箇所に切断予定線Sを設定し、該切断予定線S上の薄膜層3にレーザー光を照射して薄膜層3を除去する第一の工程たる薄膜層除去工程(STEP-1)と、薄膜層3が除去された切断予定線S上のガラスフィルム2にレーザー光を照射してガラスフィルム2を溶断する第二の工程たる板ガラス溶断工程(STEP-2)と、を備えるものである。
 このような構成により、無機薄膜付きの板ガラス10を、溶断部2bの品質を良好に保ちつつ、レーザー溶断することができる。
 また、板ガラス1における薄膜層3の端部には傾斜部3aが形成され、傾斜部3aと溶断部2bの間におけるガラスフィルム2には平面部2aが形成された。
 そして、板ガラス1では、図6に示すように、傾斜部3aの形成距離aを、50~100μmとすることが好ましい。
 また、板ガラス1では、平面部2aの形成距離bを、50~100μmとすることが好ましい。
 さらに、板ガラス1では、溶断部2bの形成距離cを、50μm程度とすることが好ましい。
 そして、板ガラス1は、傾斜部3a、平面部2a、溶断部2bを備える構成とすることで、薄膜層3がガラスフィルム2から剥がれにくくなっており、また溶断部2bも気泡の無い良好な品質が保たれている。即ち、本発明に係る板ガラスのレーザー切断方法で板ガラス10をレーザー溶断することで、溶断部2bに気泡がなく良好な品質を有する無機薄膜付の板ガラス1を、容易に提供することが可能になる。
 なお、上記記載においてスポット径とは「被照射物に対して実質的な熱的影響を与える領域の直径」を表しており、一般的な「ビームが照射されている領域内でのピーク強度に対して、その強度が1/eになる領域の直径」と一致する場合もあれば、一致しない場合もある。
 1  板ガラス(溶断後)
 2  ガラスフィルム
 2a 平面部
 2b 溶断部
 3  薄膜層
 3a 傾斜部
 4  薄膜除去部
 5  切断部
 10 板ガラス(溶断前)

Claims (7)

  1.  表面に無機物からなる薄膜層が形成された板ガラスのレーザー切断方法であって、
     前記板ガラスを切断する予定箇所に切断予定線を設定し、該切断予定線上の前記薄膜層にレーザー光を照射して前記薄膜層を除去する第一の工程と、
     前記薄膜層が除去された前記切断予定線上の前記板ガラスにレーザー光を照射して前記板ガラスを溶断する第二の工程と、
     を備える、
     ことを特徴とする板ガラスのレーザー切断方法。
  2.  前記第一の工程において、前記切断予定線上に照射される前記薄膜層に対する前記レーザー光のスポット径は、
     前記第二の工程において、前記切断予定線上に照射される前記板ガラスに対する前記レーザー光のスポット径に比して大きい、
     ことを特徴とする請求項1に記載の板ガラスのレーザー切断方法。
  3.  前記第一の工程において、前記切断予定線に沿って除去される前記薄膜層の除去幅は、
     前記第二の工程において、前記切断予定線上に照射される前記板ガラスに対する前記レーザー光のスポット径に比して大きい、
     ことを特徴とする請求項2に記載の板ガラスのレーザー切断方法。
  4.  前記第一の工程を経た前記薄膜層は、
     前記レーザー光の照射により除去された部位に現れる端部が、前記切断予定線に向けて先下がりとなるテーパ状である、
     ことを特徴とする請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の板ガラスのレーザー切断方法。
  5.  前記薄膜層を構成する前記無機物は、
     無機酸化物である、
     ことを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の板ガラスのレーザー切断方法。
  6.  前記第一の工程における、前記レーザー光の照射による前記板ガラスの加熱温度は、
     前記板ガラスの軟化点以下の温度とする、
     ことを特徴とする請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の板ガラスのレーザー切断方法。
  7.  表面に無機物からなる薄膜層が形成されてなり、
     レーザー光を照射することにより溶断され、所定の大きさに形成される板ガラスであって、
     前記薄膜層の端部において、前記薄膜層が傾斜した部位である傾斜部を備え、かつ、
     前記薄膜層の端部と前記板ガラスの端部との間に、前記板ガラスが平面状に現れた部位である平面部を備える、
     ことを特徴とする板ガラス。
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