WO2016125609A1 - 脆性材料の切断方法、脆性材料の切断装置、切断脆性材料の製造方法及び切断脆性材料 - Google Patents

Abstract

　折り割り工程を経ることなく、脆性材料をフルボディ切断することができる脆性材料の切断方法、脆性材料の切断装置、及び折り割り工程を経ることなくフルボディ切断された切断脆性材料の製造方法及び切断脆性材料を提供する。　本発明の脆性材料の切断方法は、赤外線ラインヒータ（１０）を用いて、赤外線をライン状に脆性材料（２）に対して集光照射しつつ、脆性材料（２）に対して、赤外線ラインヒータ（１０）をラインに沿った方向に移動することにより、脆性材料（２）をラインに沿って切断する搬送切断工程を含む。

Description

脆性材料の切断方法、脆性材料の切断装置、切断脆性材料の製造方法及び切断脆性材料

　本発明は、脆性材料の切断方法、脆性材料の切断装置、切断脆性材料の製造方法及び切断脆性材料に関するものである。

　脆性材料、例えば大きな板ガラスを小さく分割する方法として、タングステンカーバイトや多結晶ダイヤモンドなどの超硬工具刃によって、切断予定線（ガラスの切断を行うライン）上の表面にスクライブ線（傷）を入れる方法がある。
　この方法は、スクライブ線に直交する方向に曲げ応力を加え、機械的な手法で板ガラスを折り割るものである（折り割り）。

　しかし、こうした機械的な切断手法では、折り割り時にガラス同士が接触し「キリコ」と呼ばれる小破片が発生し、切断した板ガラスの表面や切断面を汚染する。また、折り割りによって、切断面に「マイクロクラック」と呼ばれる無数の微小な傷が発生し、切断した板ガラスの機械的な強度が低下する。

　さらに、主にビル用などに使用される、厚板ガラス（例えば、板厚で１５ｍｍを超えるようなもの）では、折り割り時に、切断予定線上に均等な曲げ応力が加えにくく、「そげ」、「角」、「切り口のかけ」、「はま欠け」、「逃げ」などのＪＩＳ　Ｒ３２０２に記載されるような切り口欠点が生じやすい。

　このため、近年、レーザ光照射によるフルボディ切断（物体を２分割すること。「２分割」は、１本の切断予定線に対して２つに分割することを指す）の熱応力切断法も使用されるようになってきている。
　このレーザ光照射によれば、従来の機械的な切断手法に固有の欠点、切断時の「キリコ」の発生による切断した板ガラスの汚染や、「マイクロクラック」の発生によるガラス強度の低下が避けられ、機械的な切断方法に比べ、高強度な切断面が得られると言われている。

　特許文献１には、波長可変レーザを用いた脆性材料のフルボディ切断に関する技術が記載されている。この技術によると、切断対象物のレーザ光波長に対する吸収特性に応じて、切断対象物の表面から裏面に至るまでの全板厚において、レーザ光を吸収させる。
　この際、切断に適したレーザ光の波長を選択することで、スクライブ深さが切断対象物の全板厚方向におよび、折り割り工程不要で脆性材料のフルボディ切断が可能となる。

　また、特許文献２には、合わせガラスに対して近赤外線をライン状に照射し、合わせガラスを切断する方法が開示されている。

特許４１７９３１４号公報 特開２００５－１１２６８３号公報

　特許文献１によれば、２．８ｍｍの無アルカリガラスの切断に必要なレーザ出力は２００Ｗである。しかし、板ガラスの厚みが厚くなると２００Ｗよりも高出力のレーザが必要となり、そのようなレーザを用意することは技術的に困難である。

　特許文献２に記載の技術は、フルボディ切断ではなく、切断予定線に近赤外線を線状に照射することによって強度を低下させた切断予定領域にせん断力を加えることによってガラスを切断するものである。このため、折り割り時にガラス同士が接触し、「キリコ」や「マイクロクラック」が発生する可能性がある。また、赤外線ラインヒータにより赤外線が照射される長さしか切断できない。

　本発明は、折り割り工程を経ることなく脆性材料をフルボディ切断することができる脆性材料の切断方法、脆性材料の切断装置、切断脆性材料の製造方法及び切断脆性材料を提供することを目的とする。

　本発明者は、脆性材料をある程度透過する波長域帯の光を発光し、レーザに比べ高出力化が容易な近赤外線ラインヒータによる脆性材料の熱処理を研究する過程で、近赤外線を脆性材料上にライン状に集光させ、脆性材料を透過する近赤外線によって切断予定の面を加熱することにより、脆性材料を折り割り工程を経ることなくフルボディ切断可能であることを見出した。
　さらに、近赤外線を脆性材料上に集光照射しつつ、近赤外線ラインヒータを切断予定線に沿って相対的に移動させることにより、脆性材料の亀裂を進行させ、切断予定線よりも短い近赤外線ラインヒータを用いて、長い板状脆性材料を切断可能であることを見出した。

　本発明の第１の見地によると、赤外線ラインヒータを用いて、赤外線をライン状に脆性材料に対して集光照射しつつ、前記脆性材料に対して、前記赤外線ラインヒータを前記ラインに沿った方向に相対的に移動することにより、前記脆性材料を前記ラインに沿って切断する搬送切断工程を含む、脆性材料の切断方法を提供する。
　前記切断方法において、前記搬送切断工程は、前記脆性材料における切断の終端領域を切断する際に、前記終端領域表面の温度を下げる冷却工程を含んでいても良い。
　前記切断方法において、前記脆性材料は、赤外線を吸収して熱割れする脆性材料であってもよい。
　前記切断方法において、前記脆性材料は、ガラス板またはアルミナ基板であってもよい。
　前記搬送切断工程の前に、前記脆性材料における前記切断の始端領域を、前記脆性材料の前記ラインに沿って加傷する加傷工程を含んでいてもよい。
　前記切断方法において、前記搬送切断工程の前に、前記ラインに沿った方向に前記脆性材料を前記第１の速度よりも低速で、又は前記脆性材料を停止させて前記赤外線をライン状に集光照射する初期亀裂発生工程を含んでいてもよい。
　前記切断方法において、前記搬送切断工程の後に、前記ラインに沿った方向に前記脆性材料を前記第１の速度よりも低速で、又は前記脆性材料を停止させて前記赤外線をライン状に集光照射する終端亀裂発生工程を含んでいてもよい。

　本発明の第２の見地によると、脆性材料を配置する載置台と、赤外線をライン状に集光照射する赤外線ラインヒータと、前記赤外線ラインヒータを前記載置台に対して相対的に移動させる移動機構と、を備える脆性材料の切断装置を提供する。
　前記切断装置において、前記脆性材料に対して流体を噴出する流体噴出装置を備えてもよい。
　前記切断装置において、前記流体噴出装置を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記脆性材料における切断の終端領域を切断する際に、前記終端領域に対して流体を噴出させてもよい。

　本発明の第３の見地によると、赤外線ラインヒータを用いて、赤外線をライン状に脆性材料に対して集光照射しつつ、前記脆性材料に対して、前記赤外線ラインヒータを前記ラインに沿った方向に相対的に移動することにより、前記脆性材料を前記ラインに沿って切断する搬送切断工程を含む、切断脆性材料の製造方法を提供する。

　本発明の第４の見地によると、赤外線ラインヒータを用いて、赤外線をライン状に脆性材料に対して集光照射しつつ、前記脆性材料に対して、前記赤外線ラインヒータを前記ラインに沿った方向に相対的に移動することにより、前記脆性材料を前記ラインに沿って切断する搬送切断工程により切断された脆性材料を提供する。

　本発明によれば、折り割り工程を経ることなく、脆性材料をフルボディ切断することができる脆性材料の切断方法、脆性材料の切断装置、及び折り割り工程を経ることなくフルボディ切断された切断脆性材料の製造方法及び切断脆性材料を提供することができる。

ガラス切断装置の概略図であり、ガラスが配置された状態を示す。 ガラス切断装置の赤外線ラインヒータを説明する図である。 ガラスの切断方法を説明する図であり、（ａ）～（ｄ）は切断工程を時系列に説明した図である。 図３（ａ）のガラス内の断面の温度分布の写真であり、（ａ）はガラス切断直前の板厚方向の温度分布、（ｂ）は（ａ）の０．１秒後のガラス切断時の板厚方向の温度分布である。 図４（ａ）の温度分布状態の時、ガラス内に発生する応力分布を説明する図である。 圧縮空気吹き付け状態を説明する図である。 圧縮空気吹き付け後のガラスの分断を説明する図である。 比較形態の折り割りを説明する図である。 圧縮空気噴出による亀裂の伸展を説明する模式図であり、（ａ）はガラスの上面図、（ｂ）はガラスの側面図である。 実施例２におけるガラスの切断を説明する図である。 実施例３におけるガラスの切断を説明する図である。 切断したガラスの切断面の写真である。 ガラス切断装置の概略図であり、ガラスが配置された状態を示す。 ガラスの切断方法を説明する図であり、（ａ）～（ｄ）は切断工程を時系列に説明した図である。 本実施形態の切断方法で切断されたガラスの切断面を光学顕微鏡で観察した結果であり、（ａ）は従来の方法で折り割りを行った従来品のガラスであり、（ｂ）は本実施形態の方法で切断したガラスの切断面である。 長さ１０００ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ２５ｍｍのフロート板ガラスを２５ｍｍ幅で４分割に切断した板ガラスを上面より撮影した図面代用写真である。 長さ３００ｍｍ、幅２５０ｍｍ、厚さ２５ｍｍのフロート板ガラスを１２５ｍｍ幅で２分割に切断した板ガラスを上面より撮影した図面代用写真である。 長さ３００ｍｍ、幅２５０ｍｍ、厚さ２５ｍｍのフロート板ガラスを１２５ｍｍ幅で２分割に切断した板ガラスを断面より撮影した図面代用写真である。

 (第１実施形態）
　以下、本発明の第1実施形態について説明する。
　本発明は、赤外線ラインヒータを用いて、赤外線をライン状に脆性材料に対して集光照射しつつ、脆性材料に対して、赤外線ラインヒータをラインに沿った方向に相対的に移動することにより、脆性材料をラインに沿って切断する搬送切断工程を含む、脆性材料の切断方法である。
　第１実施形態では、脆性材料として、赤外線を吸収して熱割れする脆性材料である板状のガラス２を切断するガラス切断装置１であって、固定されたガラス２に対して、赤外線ラインヒータ２を移動させるガラス切断装置１について説明する。
　図１はガラス切断装置１の概略図であり、ガラス２が配置された状態を示す。
　図２はガラス切断装置１の赤外線ラインヒータ１０を説明する図である。
　以下、赤外線ラインヒータ２の搬送方向をＸ方向、Ｘ方向と垂直かつ水平な方向をＹ方向、ガラス２の厚さ方向をＺ方向として説明する。

（用語の説明）
　以下、本明細書において用いる用語について説明する。
　本明細書において、「フルボディ切断」とは、物体を２分割することを指す。また、「２分割」は、１本の切断予定線Ｌに対して２つに分割することを指す。

　本明細書において、図1に示すように「切断予定線」とは、ガラス２の切断を行うラインＬを指す。また、「切断予定線上」とは、切断予定線Ｌを含む面のうち、ガラスの厚み方向に平行な面内に存在することを指す。また、「ガラスの厚み方向に平行な面」は、切断後に切断面となる。

　本明細書において、「非接触切断」とは、例えば従来の折り割り工程のように、ガラスに装置や人の手等を接触させ力を加えて切断するような、加熱を除く外力を人為的に加えない切断を指す。

（装置の説明）
　図１に示すように、ガラス切断装置１は、固定台２０と、固定台２０に取り付けられた搬送レール２１と、搬送レール２１に沿って移動可能な門型のフレーム３０と、フレーム３０に保持された赤外線ラインヒータ１０と、赤外線ラインヒータ１０のオンオフを行う制御部５０と、を備える。
　また、本実施形態においてガラス切断装置１は、赤外線ラインヒータ１０とともに移動する気体噴出装置４０を備える。

（固定台２０）
　固定台２０は、矩形の板部材であり、作業者が作業し易い高さに保持されている。
　固定台２０上面のＹ方向の両側部のそれぞれには、Ｘ方向に延びる搬送レール２１が取り付けられている。
　また、固定台２０上面における、両側部の搬送レール２１の間には、Ｘ方向に沿って延びる２本の載置台２２が配置されている。

　なお、本実施形態では載置台２２を設けたが、これに限定されず、載置台２２を配置しない構成であっても良い。ただし、載置台２２を載置することにより、載置台２２上に載置されたガラス２の裏面が、空気と接触することができる。この空気との接触により、後に詳細に説明するが、ガラス２の表面と裏面との間の温度勾配が付き易く、より良好な切断が可能となる。

　また、特に載置台２２の切断予定線Ｌの直下は、熱を伝え難い材質を用いるのが好ましい。ガラス２は赤外光によって加熱されガラス表面、裏面及び内部の温度が上昇するが、熱伝導の良い材質がガラス２の裏面に接触すると、ガラスの熱が逃げてしまい、亀裂２ａの進展速度が低下する傾向にある。簡単な方法としては、切断予定線Ｌの直下は空気と接触するのが好ましい。そのために、固定台２０は分割されたものでもよく、また、複数のピン状で下からガラス２を支持するものでもよい。

（フレーム３０）
　フレーム３０は、それぞれの搬送レール２１に移動可能に取り付けられた第１スライダ３１と、第１スライダ３１から上方に延びる昇降機構３２と、を備える。
　昇降機構３２は、第１スライダ３１に固定されたロッドアセンブリ３２ａと、そのロッドアセンブリ３２ａに挿入された連結具３２ｂと、を備える。ロッドアセンブリ３２ａのロッド３２ａａは、連結具３２ｂに設けられた第１の穴に挿入され、連結具３２ｂに設けられたねじ３２ｂａを緩めることで、連結具３２ｂはロッド３２ａａに対して上下方向に移動可能となり、ねじ３２ｂａを締めることにより連結具３２ｂはロッド３２ａａに固定される。

　両側の昇降機構３２の間には、懸架ロッド３３が架け渡されている。懸架ロッド３３は、両側の連結具３２ｂに設けられた孔に挿入されることにより、昇降機構３２の間に架け渡されている。
　懸架ロッド３３には、該懸架ロッド３３に対してＹ方向に移動可能な第２スライダ３４が挿入されている。
　第２スライダ３４は角棒形状で、Ｙ方向に延びる第１貫通孔３４ａが設けられ、上述の懸架ロッド３３は、その第１貫通孔３４ａに挿通されている。さらに、第２スライダ３４には、第１貫通孔３４ａの下部に、第１貫通孔３４ａに対して直交する方向に延びる、ねじれ位置関係の第２貫通孔３４ｂが設けられている。
　第２貫通孔３４ｂには、赤外線ラインヒータ１０に固定されたヒータ保持板３５を貫通するヒータ保持棒３６が挿通されている。
　ヒータ保持板３５は、２枚設けられ、互いに平行な状態で赤外線ラインヒータ１０の上部に固定されている。

（赤外線ラインヒータ１０）
　赤外線ラインヒータ１０は、図２に示すように、筐体１１と、筐体１１の中に配置された赤外線ランプ１２と、赤外線ランプ１２の外周に配置された集光部１３とを備え、制御部５０によりオンオフ動作が行われる。

　筐体１１は、長方形の箱型であり下面が開口し、筐体１１の内部に赤外線ランプ１２と集光部１３とが保持されている。

（赤外線ランプ１２）
　赤外線ランプ１２が発生する赤外線としては、近赤外線、中赤外線、遠赤外線等が挙げられるが、赤外線のピーク波長の領域が７８０～２５００ｎｍである近赤外線が好ましい。
　その理由は、建築用に用いられる板ガラスであるソーダライムシリケートガラスは、近赤外線領域において透過率が約３０～８５％であり、他の領域の赤外線と比べて透過性及び吸収性が高いからである。
　すなわち、近赤外線を用いた場合、ガラス２の厚み方向において、ガラス表面から裏面に亘る全板厚で赤外線の吸収が可能で、より効果的に短時間でガラス面を加熱し、切断することが可能となる。
　このため、ガラス２の全板厚方向に好適な温度分布を板幅の範囲に形成することが可能となり、切り口に欠陥のない良好な切断面を得ることができる。

（集光部１３）
　集光部１３としては、例えば反射鏡が用いられる。
　反射鏡は、矩形の板部材を湾曲させた凹面鏡である。
　楕円の第一の焦点に赤外線ランプ１２が配置され、楕円の長軸（二焦点通る線分と一致）は赤外線ランプ１２から放射される赤外線の照射軸と一致している。
　赤外線ランプ１２から発する赤外線光を無駄なく集光するために、反射鏡の長さは、赤外線ランプ１２よりも長いものを使用するのが好ましい。また、反射鏡表面を金メッキ処理すると反射率が向上し、より赤外線光を無駄なく集光することができる。

　なお、集光部１３としては、反射鏡に限定されず、シリンドリカルレンズ等の各種レンズを用いてもよい。シリンドリカルレンズを用いる場合は、赤外線ランプ１２とガラス２との間に設置する。

　また、集光部１３を用いて赤外線を集光する際、フルボディ切断の精度を上げるために焦点における集光幅を狭くするのが好ましい。本実施形態においては、集光幅は３ｍｍである。また、更に集光幅を狭くさせるため、図示しない遮光スリットを用いても良い。

　図１に戻り、赤外線ラインヒータ１０の上部は、上述したように２つのヒータ保持板３５に固定され、２つのヒータ保持板２５はヒータ保持棒３６に保持されている。ヒータ保持棒３６は第２スライダ３４に保持され、第２スライダ３４は懸架ロッド３３に保持され、懸架ロッド３３は連結具３２ｂに保持されている。
　したがって、連結具３２ｂを、ロッドアセンブリ３２ａのロッド３２ａａに対して上下動することにより、懸架ロッド３３とともに上下動する赤外線ラインヒータ１０は、固定台２０、すなわちガラス２に対して上下動可能である。
　このように赤外線ラインヒータ１０を、ガラス２に対して上下動することで、ガラス２の厚さが異なる場合においても、ガラス２の表面に赤外線ランプ１２の光を適切な幅で集光可能である。

 (気体噴出装置４０)
　本実施形態において、赤外線ラインヒータ１０のＸマイナス側、すなわち進行方向の後方には、気体噴出装置４０が取り付けられている。
　気体噴出装置４０は、圧縮空気をノズルより噴出する装置であり、赤外線ラインヒータ１０により加熱される切断予定線Ｌに対して圧縮空気が噴射されるように取り付けられている。

　なお、本実施形態では、気体噴出装置４０は、赤外線ラインヒータ１０に取り付けられ、赤外線ラインヒータ１０と同様に制御部５０により操作可能である。
　ただし、気体噴出装置４０は、赤外線ラインヒータ１０に取り付けられていなくても良く、また、赤外線ラインヒータ１０と共通の制御部５０により操作可能でなくてもよい。
　例えば、気体噴出装置４０は、作業者が手持ち等により赤外線ラインヒータ１０と別個に操作するものであっても良い。
　また、気体噴出装置４０は、本実施形態では圧縮空気を噴出するが、これに限らず、圧縮していない空気でも、他の気体であってもよい。また、気体噴出装置４０はガラス２表面の温度を下げることが出来ればよく、例えば水やミスト等を用いてもよい。

（ガラス２）
　本切断装置の切断対象の脆性材料は板状のガラス２である。
　ガラス２の材料としては、赤外線光を吸収するガラス２であれば特に限定するものではないが、例えばソーダライムガラス、石英ガラス、ホウ珪酸ガラス、アルミノシリケートガラス等が挙げられる。なお、上記のガラスの他にも、赤外線光を吸収し、熱割れを生じる材料であればガラス同様に切断可能である。例えばアルミナ板等のセラミックス材料の板が挙げられる。

　本実施形態において切断するガラス２は、一般的な建築用板ガラス（例えばＪＩＳ　Ｒ３２０２に記載の板ガラス）として用いられる、厚み２ｍｍ以上、２５ｍｍ以下の板状のガラス２である。ただし、この厚みに限定されるものではない。
　また、ガラス２を加熱可能であれば、２枚以上のガラス２を重ねたガラス積層体を切断してもよい。

　また、集光の効率を上げるために、ガラス２の表面の切断予定線Ｌ上に赤外線吸収層を形成してもよい。赤外線吸収層は集光幅以下とするのが好ましく、例えば黒色ペン等でラインを引くのが簡便である。

（赤外線ラインヒータ１０の配置）
　図１に切断予定線Ｌとして示すように、本実施形態において、ガラス切断装置１の赤外線ラインヒータ１０は、ガラス２の幅方向（Ｙ方向）の中央部を切断する。
　だだし、これに限定されず、ガラスの耳切工程に用いても良い。「耳切り」とは、ガラス２の端部の切断であり、製造過程で品質を上げることを目的として、一般的に行われている切断である。

（切断方法）
　次に、ガラス切断装置１の動作について説明する。
　図３は、切断工程を説明する図であり、（ａ）～（ｄ）は切断工程を時系列に説明した図である。
　まず、載置台２２上に切断するガラス２を配置する。
　そして、赤外線ラインヒータ１０の照射領域が、ガラス２のＸマイナス側端部を含むように、赤外線ラインヒータ１０を移動させる。
　ガラス２の厚さに応じて、赤外線ラインヒータ１０から照射される赤外線の幅が、所望の幅（本実施形態では３ｍｍ）になるように、連結具３２ｂをロッド３２ａａに対して上下することにより、赤外線ラインヒータ１０の高さ方向の位置を調整する。

　赤外線ラインヒータ１０をＯＮにする。このとき、本実施形態においては、赤外線ラインヒータ１０はまだ搬送せずに停止させたまま（Ｖ＝０）にする（図３（ａ））。
　ガラス２の厚さにもよるが、ガラス２の表面に赤外線を照射してから約１５～３０秒でガラス２に初期亀裂２ａが発生する（図３（ｂ））。

　初期亀裂２ａが発生したら、赤外線を照射しつつ、第１スライダ３１を搬送レール２１上でＸプラス方向に移動させて、赤外線ラインヒータ１０をガラス２の切断予定線Ｌに沿って搬送する（図３（ｃ））。
　このときの搬送速度Ｖ１は、１～１．５ｍ／分が好ましい。搬送速度が低く、例えば０．２～０．５ｍ／分程度であると、ガラス２表面より数ミリ程度内部に熱が滞留し、その結果、ガラス２の切断面に筋が生じる場合がある。切断面の筋は、ＪＩＳ　Ｒ３２０２で定める規格上、問題にはならないが、筋の発生を抑制して、より高品質を求める場合、上記の１～１．５ｍ／分が好ましい。ただし、搬送速度Ｖ１は、切断速度以下であることが必要である。
　切断速度を向上させたい場合には、単位長さあたりの赤外線ラインヒータ１０出力を上げる、赤外線ラインヒータ１０長さを長くする等で適宜対応できる。赤外線ラインヒータ１０の単位長さあたりの出力を上げるためには、フィラメント径を太くする等で対応することができ、レーザなどに比べて容易に安価で高出力化できる。また、発熱形状も容易に変更することが可能である。

　赤外線ラインヒータ１０を搬送速度Ｖ１で搬送していくと、図３（ｃ）に示すようにフルボディ切断の亀裂２ａが、Ｘプラス方向に伸展し続ける。

（フルボディ切断可能な理由）
　このように、ガラス２は、切断予定線Ｌに沿ったフルボディ切断が可能となる。このフルボディ切断は、折り割り工程を経ることなく達成することが可能である。

　このように、折り割り工程を経ることなくガラス２をフルボディ切断できる原理については以下のように考える。
　赤外線ラインヒータ１０の集光照射によって、ガラス２が局所的に加熱され、ガラス２に温度分布が発生する。
　図４は実際に測定したガラス２内の板厚方向のＹＺ断面の温度分布の写真である。（ａ）はガラス２の切断直前の温度分布で、（ｂ）は（ａ）の０．１秒後のガラス２の切断時の温度分布である。
　また、図５は、図４（ａ）の温度分布が生じた時に、ガラス２内で発生する応力場を、有限要素法（ＦＥＭ）にて３次元解析して得られた結果である。

　図４（ａ）に示すように、赤外線ラインヒータ１０よって加熱されたガラス２内には、温度勾配が発生する。この温度勾配により、図５に示すように、切断予定線Ｌ上のエッジの表層および下層に、３０～３４ＭＰａ程度の引っ張り応力が、Ｙ軸方向へ誘起される。
　この引っ張り応力が、ガラス２のエッジの破壊強度を超えると、当該エッジの表層または下層を始点として、初期亀裂２ａを生じる。
　また、この時ガラス２のエッジ以外の、赤外線ラインヒータ１０によって加熱されている領域のうち、エッジと反対側の終端付近には図５に示したように圧縮応力が誘起されている。

　ガラス２の切断予定線Ｌ先端より生じた初期亀裂２ａは、赤外線ラインヒータ１０によって加熱されている領域の端部付近まで伸展していく。また、亀裂２ａが上記の圧縮応力が誘起された領域まで達すると、亀裂２ａの伸展速度が徐々に低下し始める。
　そして、赤外線ラインヒータ１０を搬送することによって、加熱される領域が移動し、それに伴い引っ張り応力が発生する領域も移動していくので、搬送速度に応じて亀裂が伸展し続ける。

　上述のように、本実施形態では、フルボディ切断が可能であるが、図３（ｄ）に示すように、ガラス２の終端から４～５ｃｍ程度の終端領域２ｂまで亀裂２ａが到達したところで、切断速度は落ちやすく、切断しにくくなる。
　このため、本実施形態では、気体噴出装置４０により、終端領域２ｂの切断予定線Ｌを含む領域に圧縮空気を吹き付ける。

　図６は圧縮空気吹き付け状態を説明する図である。図７は圧縮空気吹き付け後のガラス２の分割を説明する図である。図８は比較形態の折り割りを説明する図である。
　ここで、圧縮空気を吹き付けて亀裂２ａを伸展させた場合、終端領域２ｂにおいて、亀裂２ａはガラスの表裏面表層のみに形成される。すなわち、終端領域２ｂにおいてはフルボディで切れていない未切断部分２ｅが存在する。
　また、この時、終端領域２ｂのエッジ部分は赤外線ラインヒータ１０によって集光照射されている為、切断予定線Ｌ上のエッジからＸマイナス方向へ新たな亀裂が発生することもある。上記のように亀裂が発生してもフルボディで切れないことがあり、この場合も、圧縮空気を吹き付けることによって対応可能である。

　気体噴出装置４０により、切断予定線Ｌに圧縮空気を吹き付けたときに、亀裂２ａがガラス２の終端領域２ｂの表層付近のみで伸展し内部までは至らない理由については以下のように考えられる。
　図９は、圧縮空気噴出による亀裂の伸展を説明する模式図であり、（ａ）はガラス２の上面図、（ｂ）はガラス２の側面図である。

　本実施形態では、気体噴出装置４０による圧縮空気の噴き付けを、ガラス２において終端から約５０ｍｍぐらいの位置まで亀裂２ａが進んだ時に行う。
　図９（ａ）に示すように、吹き付けは、亀裂２ａの先端より前方の終端領域２ｂに行う。終端領域２ｂは、赤外線照射範囲内で切断予定線Ｌを含む。
　図９（ｂ）に示すように、ガラス２表面の、赤外線が照射されている終端領域２ｂの表面２ｂ１は、空気が吹き付けられてガラス表面の温度が低下し、その結果、ガラス表面と内部で温度差が生じ、ガラス表面に引っ張り応力が誘起されて亀裂２ａが、切断予定線Ｌ上のガラス表面を伸展する。
　吹き付けられた空気はガラス２を回り込み、それに伴ってガラス２の端部の側面２ｂ２を亀裂２ａが伸展する。
　さらに空気はガラス２の裏面まで回り込み、それに伴ってガラス２の端部の裏面２ｂ３にも亀裂２ａが伸展する。
　このように亀裂２ａはガラス２の終端領域２ｂの表層付近のみを伸展するので内部までは至らない。

　しかし、図７に示すように、その後、始端領域側２ｃを軽い力ｆで外に開くことで容易に分割可能である。この分割操作は、赤外線ラインヒータ１０をＯＦＦにした状態でも行うことができる。この場合、終端領域２ｂにおいては、フルボディ切断でない部分が生じることになるが、ガラスを開く水平方向に外力を加えても切断面は良好である。これは、ガラス２の切断面同士を離す方向に外力が加わり、ガラスエッジ同士が接触しない為に、一方のガラスエッジに他方のガラスエッジが接触することで生じるマイクロクラックが発生し難くなる為であると考えられる。
　また、本実施形態においては、外力を加えるまではガラス２は完全には分割されていないので、ガラス２の載置台２２からの滑落が防止される。

　なお、本実施形態において、ガラス２の亀裂先端に加わる外力は、初期亀裂２ａ側を外に開く水平方向に加わる力、すなわち引っ張り応力である。したがって、図８に示すような、切断予定線Ｌ部分に曲げ応力Ｆを加えて機械的な手法で板ガラスを折り割る、いわゆる折り割りとは異なる工程である。このような折り割りの場合、ガラス下面２ｄのガラスエッジ同士の接触が不可避であり、その結果ガラスエッジにマイクロクラックやチッピング等の欠陥が生じてしまう。

　以上、気体噴出装置４０により、切断予定線Ｌに圧縮空気を吹き付けることにより、終端領域２ｂにおける亀裂２ａの伸展を早めることができ、終端領域２ｂでの搬送速度Ｖ２をＶ１と同じ、あるいは、Ｖ１に近い速度にすることが可能となる。

　そして、ガラス２の切断が完了したら赤外線ラインヒータ１０をＯＦＦにする。
　なお、本実施形態では気体噴出装置４０が取り付けられている形態について説明したが、これに限定されず、気体噴出装置４０を設けない構造であってもよい。
　この場合、圧縮空気の吹付を行わず、ガラス２の終端に近くなったら、ガラス２の終端までフルボディ切断が行われるように終端領域２ｂの搬送速度Ｖ２をＶ１より小さくする。これによると、切断に必要な時間が若干長くなるが、切断面に切り口欠陥等ない状態は同様である。

　なお、気体噴出装置４０の代わりに、また、気体噴出装置４０と並行して、予めガラスカッターでガラス２の終端領域２ｂのガラス断面、または表裏面を加傷しておいても良い。
　また、切断予定線Ｌ上であれば上記の終端領域２ｂの他にも予め加傷をしてもよく、例えば、初期亀裂２ａを発生させる時間を短縮するために、ガラス２のＸマイナス側（赤外線照射が開始される始端領域２ｃ）に浅く行っても良い。上記のような場合でも、折り割り工程がないため「キリコ」や「マイクロクラック」の発生を大幅に抑制する事ができる。

　また、初期亀裂２ａを形成し、亀裂２ａを進展させる際、切断予定線Ｌ上であれば、初期亀裂２ａから離れた位置を赤外線ラインヒータ１０で照射してもよい。このとき、照射領域と初期亀裂２ａが形成されたガラスエッジとの距離が３０ｍｍ以下程度であれば亀裂２ａを進展させることが可能である。
　また、切断予定線Ｌ上の始端領域２ｃにおいて、前述したようにガラス２表面をガラスカッター等で予め加傷した後、赤外線ラインヒータ１０を照射し初期亀裂２ａを形成する場合、形成した傷から離れた位置を同様に赤外線ラインヒータ１０で照射してもよい。このとき、照射領域と傷が形成されたガラスエッジとの距離が３０ｍｍ以下程度であれば初期亀裂亀裂２ａを形成させることが可能である。上記の傷はガラスエッジを含めばよく、ガラス２表面に浅く傷を形成した場合であっても、初期亀裂２ａは全板厚に亘る亀裂とすることが可能である。

　なお、圧縮空気の吹き付けや、加傷がなくともガラス２の切断は十分可能であり、圧縮空気吹き付けや加傷は必須工程ではない。しかし、圧縮空気の吹き付けや加傷により、初期亀裂２ａの形成と終端亀裂の形成にかかる時間を減らすことができ、簡易な操作で高い効果が見込める。

（第1実施形態の効果)
　以上、本実施形態によると、ガラス２、特に厚板ガラス２を折り割り工程を経ることなくフルボディ切断によって分割することができる。
　本実施形態のガラス切断装置１は、赤外線ラインヒータ１０の出力と集光位置と赤外線ラインヒータ１０の搬送速度の調整による簡単な操作で、短時間で正確な切断を行うことができる。
　さらに、本実施形態によれば、切断予定線Ｌ上おいて、全長に渡るスクライブの形成が不要である。そして、折り割りを行わないため、ガラス２を切断する際に切断ガラス２同士が触れることが無く、ガラス２の切断面に、「マイクロクラック」の発生が無く、エッジ強度の低下を抑制することができる。
　切断によってカレットが発生しないため、切断面及びガラス２の表面に「キリコ」の付着を無くすことが可能である。また、「キリコ」が無いためガラス面内キズも低減することができる。
　また、本実施形態により、切り口欠陥（「そげ」、「角」、「切り口のかけ」、「はま欠け」、「逃げ」など）のない切断面を得ることが可能である。

第１実施形態の実施例

　ガラス２の長さ、厚さ、搬送速度を変えてガラス２を切断した第1実施形態の実施例について説明する。

　実施例１～３の場合におけるガラス切断装置１におけるガラス２の切断条件を以下の表１に示す。

 

　本実施例で用いたガラス２は、ソーダライムガラス（３００ｍｍ×１０００ｍｍ、厚み２５ｍｍ）である。
　赤外線ラインヒータ１０は、赤外線ラインヒータ（ハイベック社製　ＨＹＬ２５－２８Ｎ、ランプ部分の長さ２８０ｍｍ、出力１９６０Ｗ、焦点距離２５ｍｍ）である。
　載置台２２は、金属製（ＳＵＳ３０４、ＳＳ４００）の板であり、切断予定線Ｌを挟んで等間隔に配置した。
　そして、赤外線ラインヒータ１０をフレーム３０に取り付け、手動でＸ軸に沿って走査させた。

（実施例１）
　まず、約３０秒間、赤外線ラインヒータ１０の先端を約２８０ｍｍ進ませた状態で固定して集光照射し、初期亀裂２ａを発生させた。
　次に、約６０秒間かけて赤外線ラインヒータ１０を走査し、切断予定線Ｌ上に亀裂２ａを伸展させた。
　次に、終端付近２ｂでガラス２の表面に圧縮空気を吹き付けて、ガラス２の表面～裏面まで亀裂２ａを発生させた。
　次に、赤外線ラインヒータ１０をＯＦＦにした後、始端領域２ｃ側のガラスを手で持ち、ガラス２の切断面を離すように水平方向に引き離して分割し、フルボディ切断を行った。

（実施例２）
　図１０は実施例２における切断を説明する図である。実施例２では、最所に切断予定線Ｌ上の始端領域２ｃのエッジ部分（ガラス断面）に、浅くガラスカッターで加傷した。
　次に、赤外線ラインヒータ１０の先端を約１４０ｍｍ進ませた図示の状態で固定して約１２秒間集光照射し、赤外線ラインヒータ１０の照射範囲に亀裂２ａを伸展させた。
　次に、約５３秒間かけて赤外線ラインヒータ１０を走査し、実施例１と同様に終端領域２ｂでガラス２の表面に圧縮空気を吹き付けた後、水平方向にガラス２を引き離してフルボディ切断を行った。

（実施例３）
　図１１は、実施例３における切断を説明する図である。実施例１と同様に、約３０秒間、赤外線ラインヒータ１０の先端を約２８０ｍｍ進ませた状態で固定し集光照射を行って、初期亀裂２ａを発生させた。次に、約６０秒かけて赤外線ラインヒータ１０を走査し、切断予定線Ｌ上に亀裂２ａを伸展させた。
　次に、終端領域２ｂで搬送を停止させ、赤外線ラインヒータ１０による赤外線照射を行い、フルボディ切断を行った。
　図１１は終端領域２ｂにおいて搬送を停止させた時の赤外線ラインヒータ１０とガラス２との位置関係を示す。図示するように、終端領域２ｂでは、ガラス２の端部から５０ｍｍに、赤外線ラインヒータ１０の端部が位置する。なお、初亀裂発生時のラインヒータとガラス板の位置関係は実施例１と同じである。

　本実施例によると、実施例１、実施例２、実施例３のいずれの場合もガラス２を折り割り工程なしでフルボディ切断することができ、切断面も良好であった。また、実施例３は非接触で切断することができた。また、実施例１、実施例２は全工程を非接触切断で行っていないが、切断時間を大幅に短縮することができた。

　図１２は、切断した板ガラスの切断面の写真である。写真で示すように、本手法によって切断した板ガラスの切断面は、厚板ガラスであっても直線性、直角性が非常に高く、切り口欠陥も無いことから、後工程での手直しも不要である。

（第１実施形態の変形形態）
　また、第１実施形態では、１つの赤外線ラインヒータ１０を使用したが、これに限らず、赤外線ラインヒータ１０は２以上であってもよい。

　赤外線ラインヒータ１０はガラス２の上側に設置したが、これに限らず、赤外線ラインヒータ１０を載置台２２の下に設けることも、上下両側に設置することも可能である。

　また、本発明のガラス切断装置１において全工程を非接触で行う場合は、前述したように、集光した赤外線光の照射のみによりガラス２を分割する。この分割は切断予定線Ｌ上に生じる強い引っ張り応力によるため、場合によっては分割されたガラス２が切断面同士を離すように載置台２２上を滑ることがある。
　このような場合、載置台２２の大きさによっては分割したガラス２が載置台２２の下へ落下してしまう可能性もあるため、予め落下防止用の補助部材を設置してもよい。
　当該補助部材はガラス２の落下を防ぐ事が可能であれば載置台２２上に設置してもよく、また載置台２２とは別に設置するものであってもよい。また、補助部材は切断前からガラス２に接触していても、分割されたガラス２が載置台２２を滑った際に接触するように設置するものでもよい。
　なお、前述したように終端領域２ｂに圧縮空気を吹き付ける場合、最後の分割操作を弱い力ｆを加えることによって行う為、滑落等を抑制することができる。

（第２実施形態）
　次に、本発明の第２実施形態について説明する。
　図１３はガラス切断装置１０１の概略図であり、ガラス１０２が配置された状態を示す。
　本実施形態では、ガラス１０２の搬送方向をマイナスＸ方向、Ｘ方向と垂直かつ水平な方向をＹ方向、ガラス１０２の厚さ方向をＺ方向として説明する。

（装置の説明）
　図１３に示すように、ガラス切断装置１０１は、２つの赤外線ラインヒータ１１０と、ガラス１０２を搬送する搬送台１２０と、制御部１３０と、を備える。

（赤外線ラインヒータ１１０）
　赤外線ラインヒータ１１０は、第1実施形態と同様の構成であるので説明を省略する。

（搬送台１２０）
　搬送台１２０としては、本実施形態では、図示しない回転ローラの間に輪状の幅広のベルト１２２を架け渡したベルト搬送台を用いる。ベルト１２２の幅方向の外側には外枠１２１が配置されている。
　なお、ベルト１２２は、赤外線に曝されることから、耐熱性の部材を用いるのが好ましい。また、ガラス１０２の切断される部分と接する面にグラスウール等の断熱材を設置することで赤外線による載置台の直接加熱を防止するようにしてもよい。

（制御部１３０）
　制御部１３０は、作業者の操作により、搬送台１２０の搬送開始及び停止、速度調整、赤外線ラインヒータ１１０のオンオフ、赤外線ラインヒータ１１０の上下の位置調整等を行う。

（ガラス１０２）
　本切断装置の切断対象の脆性材料は板状のガラス１０２は、第1実施形態のガラス２と同様であるので説明を省略する。

（赤外線ラインヒータ１１０の配置）
　図１３に示すように、本実施形態においてガラス切断装置１０１の赤外線ラインヒータ１１０は、ガラス１０２の幅方向（Ｙ方向）の端部に配置し、いわゆる耳切り工程に用いる。
　ただし、本実施形態の切断装置は、耳切り工程に限定されるわけではない。耳切り以外の、例えば製品切断のようにガラスを所望のサイズに分割する場合においても利用可能である。

（切断方法）
　次に、実施形態のガラス１０２の切断方法について説明する。図１４は、切断方法を説明する図であり、（ａ）～（ｄ）は切断工程を時系列に説明した図である。第２実施形態におけるガラス１０２の切断方法は、第1実施形態と略同様であるが、第1実施形態において赤外線ラインヒータ１０が移動したが、第２実施形態では赤外線ラインヒータ１０ではなく、ガラス１０２が移動する点が異なる。
　まず、搬送台１２０の上に切断するガラス１０２を配置する。そして、ガラス１０２を、その端部の位置が赤外線ラインヒータ１１０の照射領域の端部と略一致するように移動させる。
　第1実施形態と同様に、ガラス１０２の厚さに応じて、赤外線ラインヒータ１１０から照射される赤外線の幅が、所望の幅（本実施形態では３ｍｍ）になるように赤外線ラインヒータ１１０の高さ方向の位置を調整する。

　赤外線ラインヒータ１１０をＯＮにする。このとき、本実施形態においては、ガラス１０２は搬送せずに停止させたまま（Ｖ＝０）にする（図１４（ａ））。
　ガラス１０２の厚さにもよるが、ガラス１０２の表面に近赤外線を照射してから約１５～３０秒でガラス１０２に初期亀裂１０２ａが発生する（図１４（ｂ））。

　初期亀裂１０２ａが発生したら、赤外線を照射しつつ、搬送台１２０を作動させてガラス１０２を切断予定線Ｌに沿って搬送する（図１４（ｃ））。
　このときの搬送速度Ｖ１は、第１実施形態と同様の理由で１～１．５ｍ／分が好ましい。

　ガラス１０２を搬送速度Ｖ１で搬送していくと、図１４（ｃ）に示すようにフルホディ切断の亀裂１０２ａが、ガラス１０２の搬送方向に伸展し続ける。
　しかし、図１４（ｄ）に示すように、ガラス１０２の終端から１～２ｃｍ程度まで亀裂１０２ａが伸展したところで、切断速度は落ちやすく、切断しにくくなる。
　このため、ガラス１０２の終端に近くなったら、ガラス１０２の終端までフルホディ切断が行われるよう搬送速度ＶをＶ１より低速のＶ２にする。
　また、この際ガラス表面、又は、裏面、もしくは、両面を、圧縮エアー等で冷却することで終端クラックの形成が容易になる。
　そして、ガラス１０２の切断が完了したらライン赤外線ラインヒータ１１０をＯＦＦにする。

　本実施形態によると、第1実施形態と同様に、ガラス１０２は、全長に渡って切断予定線Ｌに沿ったフルホディ切断が可能となる。

　ガラス１０２の切断予定線Ｌ先端より生じた初期亀裂１０２ａは、赤外線ラインヒータ１１０によって加熱された領域の終端付近まで伸展していく。また、亀裂が上記の圧縮応力が誘起された領域まで達すると、亀裂の進展速度が徐々に低下し始める。
　そして、ガラス１０２を搬送することによって、加熱される領域が移動し、それに伴い応力が発生する領域も移動していくので、搬送速度に応じて亀裂が進展し続ける。

　以上、本実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。

第２実施形態の実施例

　ガラス１０２の長さ、厚さ、搬送速度を変えてガラス１０２を切断した第２実施形態の実施例について説明する。
　使用したライン赤外線ラインヒータ１１０は、第1実施形態の実施例と同様である。
　使用したガラス１０２の長さ、厚さ、搬送速度及び切断結果について表３に示す。ガラス１０２の種類は板状のフロートガラスである。

 

　表３に示すように、本実施例によると、表に示す実施例（４）から（１０）のいずれの場合もガラス１０２を折り割り工程なしでかつ非接触状態でフルホディ切断することができた。

　以下、各実施例を詳細に説明する。
　実施例（４）と（５）とは、ガラス１０２の長さ及び搬送速度は同じであるが、ガラス１０２の厚さが異なる。切断時間（電源ＯＮから切断完了までの時間）は、板厚２５ｍｍの実施例（５）のほうが板厚１５ｍｍの実施例（４）よりも長いが、いずれも切断可能であった。

　実施例（６）～（８）も、ガラス１０２の長さ及び搬送速度は同じであるが、ガラス１０２の厚さが異なる。この場合も、いずれも切断可能で切断面も良好であった。

　実施例（７），（９），（１０）は、ガラス１０２の長さ及びガラス１０２の厚さは同じであるが、搬送速度が異なる。
　実施例（７）の搬送速度が１～１．５ｍ／分は切断面に筋は発生しなかったが、実施例（９）の搬送速度が０．２ｍ／分、実施例（１０）の搬送速度が０．５ｍ／分の場合、切断面に筋が発生した。
　切断面の筋は、上述のようにＪＩＳ　Ｒ３２０２で定める規格上、問題にはならないが、これらの結果より、搬送速度が１～１．５ｍ／分のほうが好適であることが分かった。

　次に、本実施形態の切断方法により、切断した切断ガラス１０２Ａの切断面の強度の測定結果について説明する。
　本実施形態の切断方法により、厚み１９ｍｍのガラス１０２を切断し、試験片（２５ｍｍ×１００ｍｍを作成した。この試験片について、ＪＩＳ　Ｒ１６０１（１９９５）「ファインセラミックスの曲げ試験方法」に準拠する方法で四点曲げ試験を行った。
　使用した装置はテンシロン万能材料試験機（オリエンテック社製、ＲＴＣ－２４１０）である。

　荷重スパン（＝加圧治具幅）は６０ｍｍ
　支持スパン（＝支持治具幅）は１８０ｍｍ
　試験速度は１ｍｍ／ｍｉｎ
である。
　得られた結果の算術平均を算出し、平均破壊応力値を得た結果を以下に示す。

 

　なお、比較形態の試験片は、熟練作業者が超硬工具刃（カッター）によって、切断予定線Ｌ上の表面にスクライブ線を入れ、スクライブ線に直交する方向に曲げ応力を加えて、１００ｍｍ×４００ｍｍのサイズに折り割って作製した、いわゆる、クリーンカットサンプルである。サイズが異なるため、必ずしも正確な比較ができるわけではないが、本実施形態の切断ガラス１０２Ａの平均破壊強度はトップが１０９ＭＰａ、ボトムが８３Ｍｐａであった。一方比較形態はトップが５０Ｍｐａ、ボトムが７２Ｍｐａであった。
　以上、本実施例による切断ガラス１０２Ａは、熟練作業者が折り割って作製したクリーンカットガラスに比べ、ＴＯＰ面側で約２倍、ＢＯＴＴＯＭ面側で約１、１５倍強度的にも優れたエッジ強度を有する板ガラスを得ることができた。

　本実施形態の切断方法で切断された切断ガラス１０２Ａの切断面を光学顕微鏡で観察した結果を図１５に示す。図１５において（ａ）は従来の折り割りによって、熟練作業者が折り割りを行った従来品の切断ガラスであり、（ｂ）は本実施形態の方法で切断した切断ガラス１０２Ａの切断面である。

　図１５（ａ）に示すように、従来品は切断ガラスの断面にカッター傷によるマイクロクラックが見られる。
　しかし、本実施形態によると図１５（ｂ）に示すように切断ガラス１０２Ａの断面にマイクロクラックや切り口欠陥等は生じていない。すなわち、鋭利な刃物で裁断したようなきれいな切断面が得られた。また、（ｂ）に示す本実施形態による切断ガラス１０２Ａの切断面の稜線は、鋭利であるにもかかわらず、稜線を指でなぞっても、指を切創することがなかった。これは切断面にマイクロクラックの発生が無く、稜線においてガラス１０２の微細な凹凸が形成されていないためである。

　厚板ガラスの耳切りに用いた場合、従来の折り割り工程を経る切断方法では、切り離す側にある程度の幅（両端３００ｍｍ程度の幅の切り代（合わせて６００ｍｍ）が必要）がないと、切断線が曲がってしまい不良となる。
　しかし、本実施形態は折り割り工程が不要であることから耳切り幅を小さくすることが可能であり、従来よりも大きなサイズの製品取りが可能となる。
　具体的には、概ね板厚程度（厚さ２５ｍｍのガラスの場合２５ｍｍ幅）の切り代で切断が可能である。

　図１６は、厚さ２５ｍｍのガラスの場合２５ｍｍ幅の切り代で切断したガラスの写真である。このように、製品として使用できる領域が広がるのでコスト的に非常に有利となる。
　図１７及び図１８は、切断した板ガラスの切断面の写真である。写真で示すように、本手法によって切断した板ガラスの切断面は、厚板ガラスであっても直線性、直角性が非常に高く、切り口欠陥も無いことから、後工程での手直しも不要である。

（第２実施形態の変形形態）
　なお、本実施形態では図１４において説明したように、ガラス１０２の端部の位置が赤外線ラインヒータ１１０の照射領域の端部と略一致するようにした状態で、ガラス１０２の速度をＶ＝０として赤外線ラインヒータ１１０をＯＮにした。
　しかし、これに限定されず、ガラス１０２の端部の位置が赤外線ラインヒータ１１０の照射領域の端部よりも手前の状態で赤外線ラインヒータ１１０をＯＮにし、ガラス１０２の搬送を開始し、搬送速度をＶ１で等速搬送しても良いし、Ｖ１よりも低速にして、初期亀裂１０２ａが発生したら、速度をＶ１にするようにしてもよい。

　また、本発明の手法は、赤外線ラインヒータ１１０を照射する事によって、ガラス１０２に生じた亀裂を伸展させる事が可能である。そのため、初期亀裂ａを発生させる時間を短縮するために、予め任意の方法でエッジ表面、または、断面にスクライブ線等を入れ、これを初期亀裂１０２ａとして亀裂を伸展させてもよい。上記だと初期亀裂ａの入れ方によっては全工程が非接触切断にならない場合があるが、折り割り工程がないため「キリコ」や「マイクロクラック」の発生を大幅に抑制する事ができる。

　また、本実施形態では、２つのライン赤外線ラインヒータ１１０を使用したが、これに限らず、ライン赤外線ラインヒータ１１０は１つであってもよいし、３つ以上であっても良い。

　搬送台１２０は、ベルト式に限らず、Ｘ方向に延びる外枠と、その外枠に対して長手方向がＹ方向に沿うように配置された複数のローラとを備え、ローラ上に搬送物を載せて移動させる装置であってもよい。

　さらに、搬送台自体が移動するものでなく、ガラス１０２を搬送台上で、手動で移動させてもよい。この場合、搬送台におけるライン赤外線ラインヒータ１１０が照射される位置をくりぬき、赤外線が照射されることによる搬送台の熱による損傷を防ぐことができる。

　赤外線ラインヒータ１１０は、第１実施形態と同様に搬送台１２０の下に設けることも、上下両側に設置することも可能である。

　また、第１実施形態と同様に予め落下防止用の補助部材を設置してもよい。

　１，１０１：ガラス切断装置、２，１０２：ガラス、２ａ，１０２ａ：亀裂、２ａ：初期亀裂、２ｂ：終端領域、２ｃ：始端領域、１０，１１０：赤外線ラインヒータ、２０：固定台、２１：搬送レール、２２：載置台、２５：ヒータ保持板、３０：フレーム、３２：昇降機構、３５：ヒータ保持板、４０：気体噴出装置、５０，１３０：制御部、１０２Ａ：切断ガラス、１０３：赤外線吸収層、１２０：搬送台、１２１：外枠

 

Claims (12)

1. 　赤外線ラインヒータを用いて、赤外線をライン状に脆性材料に対して集光照射しつつ、前記脆性材料に対して、前記赤外線ラインヒータを前記ラインに沿った方向に相対的に移動することにより、前記脆性材料を前記ラインに沿って切断する搬送切断工程を含む、脆性材料の切断方法。
2. 　請求項１に記載の切断方法であって、
   　前記搬送切断工程は、前記脆性材料における切断の終端領域を切断する際に、前記終端領域表面の温度を下げる冷却工程を含むこと、を特徴とする脆性材料の切断方法。
3. 　請求項１または２に記載の脆性材料の切断方法であって、
   　前記脆性材料は、赤外線を吸収して熱割れする脆性材料であること、を特徴とする脆性材料の切断方法。
4. 　請求項１から３のいずれか１項に記載の脆性材料の切断方法であって、
   　前記脆性材料は、ガラス板またはアルミナ基板であること、を特徴とする脆性材料の切断方法。
5. 　請求項１から４のいずれか１項に記載の脆性材料の切断方法であって、
   　前記搬送切断工程の前に、
   　前記脆性材料における前記切断の始端領域を、前記脆性材料の前記ラインに沿って加傷する加傷工程を含むこと、を特徴とする脆性材料の切断方法。
6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の脆性材料の切断方法であって、
   　前記搬送切断工程の前に、
   　前記ラインに沿った方向に前記脆性材料を前記第１の速度よりも低速で、又は前記脆性材料を停止させて前記赤外線をライン状に集光照射する初期亀裂発生工程を含むこと、
   を特徴とする脆性材料の切断方法。
7. 　請求項１から６のいずれか１項に記載の脆性材料の切断方法であって、
   　前記搬送切断工程の後に、
   　前記ラインに沿った方向に前記脆性材料を前記第１の速度よりも低速で、又は前記脆性材料を停止させて前記赤外線をライン状に集光照射する終端亀裂発生工程を含むこと、
   を特徴とする脆性材料の切断方法。
8. 　脆性材料を配置する載置台と、
   　赤外線をライン状に集光照射する赤外線ラインヒータと、
   　前記赤外線ラインヒータを前記載置台に対して相対的に移動させる移動機構と、を備える脆性材料の切断装置。
9. 　請求項８に記載の切断装置であって、
   　前記脆性材料に対して流体を噴出する流体噴出装置を備える脆性材料の切断装置。
10. 　請求項９に記載の切断装置であって、
    　前記流体噴出装置を制御する制御部を備え、
    　前記制御部は、前記脆性材料における切断の終端領域を切断する際に、前記終端領域に対して流体を噴出させること、を特徴とする脆性材料の切断装置。
11. 　赤外線ラインヒータを用いて、赤外線をライン状に脆性材料に対して集光照射しつつ、前記脆性材料に対して、前記赤外線ラインヒータを前記ラインに沿った方向に相対的に移動することにより、前記脆性材料を前記ラインに沿って切断する搬送切断工程を含む、切断脆性材料の製造方法。
12. 　赤外線ラインヒータを用いて、赤外線をライン状に脆性材料に対して集光照射しつつ、前記脆性材料に対して、前記赤外線ラインヒータを前記ラインに沿った方向に相対的に移動することにより、前記脆性材料を前記ラインに沿って切断する搬送切断工程により切断された脆性材料。
    
     

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