WO2024042887A1 - ガラス板の製造方法 - Google Patents

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WO2024042887A1
WO2024042887A1 PCT/JP2023/025283 JP2023025283W WO2024042887A1 WO 2024042887 A1 WO2024042887 A1 WO 2024042887A1 JP 2023025283 W JP2023025283 W JP 2023025283W WO 2024042887 A1 WO2024042887 A1 WO 2024042887A1
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glass plate
laser beam
manufacturing
cutting line
fusing
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Inventor
久敏 饗場
剛志 奥野
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日本電気硝子株式会社
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/02—Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor
    • C03B33/04—Cutting or splitting in curves, especially for making spectacle lenses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/08—Severing cooled glass by fusing, i.e. by melting through the glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/09—Severing cooled glass by thermal shock

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a glass plate.
  • Laser cutting is a well-known method for cutting glass plates.
  • a glass substrate of a predetermined shape is cut out from a mother glass plate (glass sheet source) by moving and irradiating a laser beam along a cutting line (cutting line) set on the glass plate.
  • a method is disclosed.
  • a mother glass plate is supported by a support structure, and a planned cutting line surrounding the final shape of the glass substrate is defined on the mother glass plate (see paragraph 0019 and FIG. 2 of the same document).
  • the planned cutting line is configured as a closed loop (closed pattern) including a straight portion and a curved portion.
  • an initial crack is formed at the starting position of the planned cutting line of the mother glass plate.
  • This initial crack is formed on the surface of the mother glass plate by a mechanical scoring device (eg, a scoring wheel) (see paragraph 0021 of the same document).
  • a laser beam is irradiated to the area where the initial crack was formed to locally heat the mother glass plate. Furthermore, a cooling fluid is supplied to the mother glass plate to rapidly cool the heated portion. This causes tensile stress to act on the mother glass plate, transforming the initial crack into a crack (see paragraph 0022 of the same document).
  • the crack is propagated along the planned cutting line.
  • moving the laser beam from the start position to the end position of the planned cutting line a glass substrate having a shape according to the planned cutting line is formed.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and its technical objective is to cut a glass plate without forming initial cracks.
  • the method for manufacturing a glass plate of the present invention is for solving the above-mentioned problems, and the glass plate is manufactured by irradiating a laser beam along a closed-loop cutting line set on the glass plate.
  • the glass plate is characterized by comprising: a fusing step of cutting the glass plate by fusing, and a peeling step of generating a fibrous peeling material from the fusing portion formed on the glass plate by the fusing step.
  • the glass plate by cutting the glass plate with laser light in the cutting process, the glass plate can be cut without forming initial cracks in the glass plate.
  • the cut surface of the glass plate has high strength without microcracks and does not require finishing processes such as polishing. It can be made into a different surface.
  • the cutting line in a closed loop, not only the glass part inside the cutting line but also the glass part outside the cutting line can be used as a glass plate product with an opening after cutting. becomes possible.
  • the laser light in the fusing step, may be irradiated only on the planned cutting line.
  • the glass portion outside the closed loop cutting line can also be used as a glass plate product after cutting.
  • the planned cutting line may include a straight line and a curved line.
  • the laser beam in the fusing step, is moved relatively to the glass plate. is irradiated so as to move in a predetermined direction along the planned cutting line, and in the fusing step, after irradiating the laser beam to a starting point set on the planned cutting line, the laser beam is irradiated in the predetermined direction.
  • the laser beam is moved so as to go around the planned cutting line and reach the starting point, and in the fusing process, the laser beam that has gone around the planned cutting line and reaches the starting point is , may be moved beyond the starting point.
  • the laser beam when the laser beam goes around the closed loop cutting line and returns to the starting point, the laser beam is moved beyond the starting point, thereby cutting the glass without leaving any uncut portions.
  • the board can be cut reliably.
  • the wavelength of the laser beam may be 2.0 ⁇ m or more and 11.0 ⁇ m or less. Thereby, the glass plate can be heated uniformly in the thickness direction.
  • the laser beam is one of a CO 2 laser, a CO laser, an Er laser, a Ho laser, and an HF laser. It may also be laser light. Thereby, the glass plate can be heated uniformly in the thickness direction.
  • the fusing portion in the peeling step, may be naturally cooled.
  • the glass plate can be cut without supplying cooling fluid etc. to the glass plate, and it is possible to prevent the generated fibrous flakes from coming into contact with the glass plate and causing scratches on the glass plate. .
  • the width of the peeled object may be 0.1 mm or more and 0.3 mm or less.
  • the thickness of the glass plate may be 0.15 mm or less. Thereby, the glass plate can be heated uniformly in the thickness direction.
  • the laser beam is moved relatively to the glass plate. is irradiated so as to move in a predetermined direction along the planned cutting line, the output of the laser beam is P(W), and the moving speed of the laser beam when moving along the planned cutting line is V( mm/s), the following relationships may be satisfied: 9 ⁇ P ⁇ 100 and 0.73V-16 ⁇ P ⁇ 2.6V-4.
  • the coefficient of thermal expansion of the glass plate is 30 x 10 -7 /°C or more and 100 x 10 -7 /°C or less. There may be. In this way, when the fusing portion heated by the laser beam is cooled, sufficient thermal strain can be generated, and peeling can be generated more reliably.
  • the glass plate in the fusing step, is supported by a support member, and the support member includes a surface plate; It may also include a spacer disposed between the surface plate and the glass plate.
  • the glass plate can be cut without bringing the glass plate into contact with the surface plate.
  • a pressing member may be disposed on the upper surface of the glass plate at a position corresponding to the supporting member.
  • a glass plate can be cut without forming initial cracks.
  • FIG. 2 is a plan view showing a glass plate manufacturing apparatus and manufacturing method. It is a side view which shows the peeling process of the manufacturing method of a glass plate. It is a side view which shows the peeling process of the manufacturing method of a glass plate. It is a side view which shows the peeling process of the manufacturing method of a glass plate. It is a side view which shows the peeling process of the manufacturing method of a glass plate. It is a top view which shows the fusing process of the manufacturing method of a glass plate.
  • FIG. 3 is a perspective view of a manufactured glass plate. It is a side view which shows another example of the manufacturing apparatus and manufacturing method of a glass plate.
  • FIG. 1 to 6 show an embodiment of a method for manufacturing a glass plate according to the present invention.
  • the manufacturing apparatus 1 and 2 show a glass plate manufacturing apparatus used in this method.
  • the manufacturing apparatus 1 manufactures a glass plate as a product by cutting a part of the mother glass plate MG.
  • the manufacturing apparatus 1 includes a support member 2 that supports the mother glass plate MG, and a laser irradiation device 3 that irradiates the mother glass plate MG with laser light L.
  • the support member 2 includes a surface plate 4 and spacers 5a to 5e arranged between the surface plate 4 and the mother glass plate MG.
  • the surface plate 4 is made of, for example, aluminum or other metal, or stone, but the material of the surface plate 4 is not limited to this embodiment.
  • the surface plate 4 has a support surface 4a that supports the mother glass plate MG.
  • the surface plate 4 is configured to be three-dimensionally movable along the horizontal direction and the vertical direction by a drive device (not shown).
  • the spacers 5a to 5e are made of, for example, a glass plate or a metal plate, but the material of the spacers 5a to 5e is not limited to this embodiment.
  • the spacers 5a to 5e are rectangular and have the same dimensions, but the shapes and dimensions of the spacers 5a to 5e are not limited to those of this embodiment.
  • the thickness of the spacers 5a to 5e is, for example, 1 mm or more and 10 mm or less.
  • the spacers 5a to 5e include a first spacer 5a, a second spacer 5b, a third spacer 5c, a fourth spacer 5d, and a fifth spacer 5e.
  • the laser irradiation device 3 is arranged above the support member 2. Although the laser irradiation device 3 is fixed at a fixed position, the laser irradiation device 3 is not limited to this, and may be configured to be movable three-dimensionally.
  • the laser beam L irradiated from the laser irradiation device 3 is preferably any one of a CO 2 laser, a CO laser, an Er laser, a Ho laser, and an HF laser.
  • Mother glass plate MG and glass plates manufactured from mother glass plate MG are composed of, for example, silicate glass, silica glass, borosilicate glass, soda glass, soda lime glass, aluminosilicate glass, non-alkali glass, etc. .
  • the glass plate manufactured from the mother glass plate MG may then be subjected to chemical strengthening treatment.
  • alkali-free glass is glass that does not substantially contain an alkali component (alkali metal oxide), and specifically, glass that has an alkali component weight ratio of 3000 ppm or less.
  • the weight ratio of the alkali component 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 mother glass plate MG and the glass plate manufactured from the mother glass plate MG is preferably 0.03 mm or more and 0.15 mm or less.
  • the lower limit of the thickness of the mother glass plate MG and the glass plate is more preferably 0.05 mm or more.
  • the upper limit of the thickness of the mother glass plate MG and the glass plate is more preferably 0.1 mm or less.
  • the coefficient of thermal expansion of the mother glass plate MG and the glass plate is preferably 30 ⁇ 10 ⁇ 7 /°C or more and 100 ⁇ 10 ⁇ 7 /°C or less.
  • the lower limit of the coefficient of thermal expansion of the mother glass plate MG and the glass plate is more preferably 35 ⁇ 10 ⁇ 7 /° C. or more.
  • the upper limit of the thermal expansion coefficient of the mother glass plate MG and the glass plate is more preferably 95 ⁇ 10 ⁇ 7 /° C. or less.
  • This method includes a preparation step of installing the mother glass plate MG on the support member 2, and a cutting step of cutting the mother glass plate MG with the laser irradiation device 3.
  • spacers 5a to 5e are installed on the support surface 4a of the surface plate 4.
  • the second spacer 5b to the fifth spacer 5e are arranged around the first spacer 5a.
  • the second spacer 5b to the fifth spacer 5e are arranged at positions apart from the first spacer 5a.
  • the distance D1 between the first spacer 5a and the second spacer 5b to the fifth spacer 5e is, for example, 10 mm or more and 20 mm or less.
  • a mother glass plate MG is placed so as to contact each spacer 5a to 5e.
  • the mother glass plate MG according to this embodiment has a rectangular shape, the shape of the mother glass plate MG is not limited to this embodiment.
  • a planned cutting line CL is virtually set on the mother glass plate MG.
  • the planned cutting line CL is set in a closed loop shape so as to surround the first spacer 5a.
  • the planned cutting line CL is set to have a rectangular shape larger than the first spacer 5a.
  • the planned cutting line CL includes a plurality of straight parts CLa1 to CLa4 and a plurality of curved parts CLb1 to CLb4, the shape of the planned cutting line CL is not limited to this embodiment.
  • the planned cutting line CL may be composed of only a plurality of straight line parts or only a plurality of curved parts, or may be composed of only one curved part such as a circular shape or an elliptical shape.
  • the plurality of straight parts CLa1 to CLa4 on the planned cutting line CL include a first straight part CLa1, a second straight part CLa2, a third straight part CLa3, and a fourth straight part CLa4.
  • the plurality of curved portions CLb1 to CLb4 on the planned cutting line CL include a first curved portion CLb1, a second curved portion CLb2, a third curved portion CLb3, and a fourth curved portion CLb4.
  • the first straight part CLa1 and the second straight part CLa2 are arranged so as to be substantially perpendicular to each other.
  • the first linear portion CLa1 and the third linear portion CLa3 are arranged substantially parallel to each other with a predetermined interval.
  • the length of the first straight portion CLa1 is approximately equal to the length of the third straight portion CLa3.
  • the second linear portion CLa2 and the fourth linear portion CLa4 are arranged substantially parallel to each other with a predetermined interval.
  • the length of the second straight line CLa2 is approximately equal to the length of the fourth straight line.
  • the first curved part CLb1 is arranged between the first straight part CLa1 and the second straight part CLa2.
  • the first curved portion CLb1 connects one end of the first straight portion CLa1 and one end of the second straight portion CLa2.
  • the first curved portion CLb1 is configured in an arc shape, but is not limited to this shape.
  • the radius of curvature of the first curved portion CLb1 is, for example, 1 mm or more and 20 mm or less.
  • the lower limit of the radius of curvature of the first curved portion CLb1 is more preferably 3 mm or more, and still more preferably 5 mm or more.
  • the second curved portion CLb2 to the fourth curved portion CLb4 have the same shape as the first curved portion CLb1.
  • the second curved portion CLb2 connects the second straight portion CLa2 and the third straight portion CLa3.
  • the third curved portion CLb3 connects the third straight portion CLa3 and the fourth straight portion CLa4.
  • the fourth curved portion CLb4 connects the first straight portion CLa1 and the fourth straight portion CLa4.
  • each of the straight portions CLa1 to CLa4 and each of the curved portions CLb1 to CLb4 of the planned cutting line CL is set at a position farther outward than the four sides of the first spacer 5a. Further, each of the straight line portions CLa1 to CLa4 and each of the curved portions CLb1 to CLb4 of the planned cutting line CL is set at a position farther inward than the second spacer 5b to the fifth spacer 5e.
  • the distance D2 between each straight line portion CLa1 to CLa4 of the planned cutting line CL and each side of the first spacer 5a is, for example, 5 mm or more and 10 mm or less.
  • the cutting process includes a fusing process of fusing the mother glass plate MG by irradiating the laser beam L along the planned cutting line CL, and removing fibrous peelings from the fusing part formed on the mother glass plate MG by the fusing process. and a peeling step of generating.
  • the laser beam L is directed in a predetermined direction (clockwise as indicated by the arrow in FIG. 2).
  • the laser beam L is moved so as to go around the planned cutting line CL and reach the starting point SP.
  • the starting point SP at which the irradiation of the laser beam L is started is set at the midway point of the first straight line CLa1 of the planned cutting line CL, but is not limited thereto.
  • the starting point SP may be set in the middle of the section CLa4.
  • the laser beam L is irradiated so as to move in a predetermined direction along the planned cutting line CL by moving the laser beam L relatively to the mother glass plate MG. That is, in the fusing process, by moving the surface plate 4 in the horizontal direction with respect to the laser irradiation device 3 in a fixed position, the laser beam L is moved relative to the mother glass plate MG.
  • the present invention is not limited to this, and the laser beam L may be relatively moved by fixing the surface plate 4 in a fixed position and moving the laser irradiation device 3. Moreover, the laser beam L may be moved relatively by moving the laser irradiation device 3 and the surface plate 4.
  • the mother glass plate MG and the laser beam L irradiation head may be fixed, and the irradiation position may be moved by changing the angle of a mirror placed on the optical path.
  • the portions of the mother glass plate MG other than the planned cutting line CL are not irradiated with the laser light L.
  • the relationship between the output P of the laser beam and the moving speed V is , 9 ⁇ P ⁇ 100 and 0.71V-14 ⁇ P ⁇ 2.6V-4. Further, it is more preferable that the following relationships are satisfied: 22 ⁇ P ⁇ 72 and 0.73V-16 ⁇ P ⁇ 1.7V-28.
  • the lower limit of the wavelength of the laser beam L is preferably 2.0 ⁇ m or more, more preferably 5.0 ⁇ m or more, and the upper limit is preferably 11.0 ⁇ m or less, more preferably 6.0 ⁇ m or more.
  • the peeling process proceeds almost simultaneously with the fusing process.
  • specific aspects of the peeling process will be described with reference to FIGS. 3A to 3C.
  • the fused portion includes a first fused portion 6a and a second fused portion 6b.
  • the first fusing part 6a is located inside the planned cutting line CL
  • the second fusing part 6b is located outside the planned cutting line CL.
  • the distance D3 between the first fusing part 6a and the second fusing part 6b is, for example, 0.03 mm or more and 0.05 mm or less.
  • Each fusing part 6a, 6b is naturally cooled as the laser beam L moves away from it.
  • natural cooling refers to cooling without spraying a cooling fluid such as air onto the region irradiated with the laser beam L.
  • each of the fusing parts 6a and 6b generates thermal strain as it is cooled, and the resulting stress acts as a tensile force on the unfused parts. Due to the action of this tensile force, each of the fusing parts 6a and 6b becomes fibrous peeling materials 7a and 7b and peels off (see FIG. 3C).
  • the width W of each peeled object 7a, 7b is preferably 0.1 mm or more and 0.3 mm or less.
  • the lower limit of the width W is more preferably 0.15 mm or more, and the upper limit is more preferably 0.25 mm or less.
  • FIG. 4 shows a state in which the laser beam L has gone around the planned cutting line CL almost once and has reached a position near the starting point SP.
  • the laser beam L moves toward the starting point SP along the planned cutting line CL in order to cut out the remaining portion of the mother glass plate MG that has not been completely cut.
  • the laser beam L reaches the starting point SP (going around the planned cutting line CL), it does not stop at that position, but reaches the ending point beyond the starting point SP (see the two-dot chain line), as shown by the one-dot chain line in FIG. Move to EP (irradiation end position).
  • the distance that the laser beam L moves beyond the starting point SP that is, the distance D5 between the starting point SP and the ending point EP, is, for example, 10 mm or more and 20 mm or less.
  • the mother glass plate MG is separated into two glass plates G1 and G2. That is, as shown in FIG. 5, the mother glass plate MG is separated into a first glass plate G1 consisting of a portion inside the planned cutting line CL and a second glass plate G2 consisting of a portion outside the planned cutting line CL. do.
  • the first glass plate G1 is configured in a rectangular shape having a straight portion and a curved portion according to the shape of the planned cutting line CL.
  • the end faces on the four sides of the first glass plate G1 are constituted by the first end face Ga formed by peeling off the first fusing portion 6a as a first peeled object 7a in the peeling process.
  • the second glass plate G2 has a rectangular opening 8 formed by cutting the first glass plate G1 from the mother glass plate MG.
  • the edge of the opening 8 is constituted by a second end face Gb formed by peeling off the second fusing portion 6b as a second peeling object 7b in the peeling process.
  • the mother glass plate MG by cutting the mother glass plate MG with the laser beam L in the cutting process, initial cracks are not formed in the mother glass plate MG.
  • This mother glass plate MG can be cut.
  • the cut surfaces (end surfaces Ga, Gb) of the glass plates G1, G2 can be made into high-strength materials with no minute cracks. It can be made into a surface.
  • the cutting plan line CL in a closed loop shape, not only the glass portion (first glass plate G1) on the inside of the cutting plan line CL but also the glass portion (second glass plate G2) on the outside of the cutting plan line CL can be cut. ) can also be used as glass plate products.
  • the spacers 5a to 5e are interposed between the mother glass plate MG and the surface plate 4 to prevent the mother glass plate MG from coming into contact with the surface plate 4.
  • the metal surface plate 4 if the mother glass plate MG is in contact with the support surface 4a of the surface plate 4, there is a risk that the mother glass plate MG will be insufficiently heated by the laser beam L in the fusing process. There is.
  • this embodiment by separating the mother glass plate MG from the surface plate 4, sufficient heating of the mother glass plate MG in the fusing process can be realized. Furthermore, by preventing the surface plate 4 from being heated by the laser beam L, it is possible to prevent the surface plate 4 from being deformed or discolored by heating.
  • a pressing member 9 may be placed on the upper surface of the mother glass plate MG in the preparation process and the cutting process.
  • the pressing member 9 is configured in a plate shape, the shape of the pressing member 9 is not limited to this embodiment.
  • the holding member 9 a rectangular glass plate is used, for example, but the material of the holding member 9 is not limited to this embodiment.
  • the holding member 9 is installed on the upper surface of the mother glass plate MG so as to overlap the spacers 5a to 5e. By sandwiching the mother glass plate MG between the holding member 9 and the spacers 5a to 5e, deformation and positional shift of the mother glass plate MG can be prevented, and the mother glass plate MG can be stably cut.
  • the spacers 5a to 5e are interposed between the mother glass plate MG and the surface plate 4 to prevent the mother glass plate MG and the surface plate 4 from coming into contact with each other. Not limited. By providing a groove on the surface plate 4 at a position corresponding to the planned cutting line CL, contact between the mother glass plate MG and the surface plate 4 on the planned cutting line CL may be prevented.
  • the present inventors conducted a glass plate cutting test in order to confirm the effects of the present invention.
  • two types of glass plates (a first glass plate and a second glass plate) having different compositions were cut by the method of the above embodiment.
  • the thickness of the glass plate (mother glass plate) used for cutting is 0.05 mm.
  • the first glass plate used for cutting was made of alkali-free glass.
  • the first glass plate has a coefficient of thermal expansion of 38 ⁇ 10 ⁇ 7 /°C.
  • the second glass plate used for cutting was made of alkali aluminosilicate glass.
  • the coefficient of thermal expansion of the second glass plate is 91 ⁇ 10 -7 /°C.
  • a plurality of first glass plates and a plurality of second glass plates were prepared, and the laser beam irradiation conditions (laser beam output, laser beam movement speed) were changed, and the settings were set for each glass plate.
  • Laser light was irradiated along a closed loop cutting line. Note that the diameter of the laser beam at its focal point is 30 ⁇ m.
  • the part cut out from the glass plate along the shape of the planned cutting line has a rectangular shape, and its size is 50 mm x 90 mm. Further, the corner portion of the portion cut out from the glass plate has an arc shape with a radius of curvature of 10 mm.
  • FIGS. 7 and 8 show the cutting results of the first glass plate.
  • FIG. 8 shows the cutting results of the second glass plate.
  • the data when the glass plate can be fused with a laser beam, fibrous flakes can be generated from the fused part, and the quality of the cut surface is good is marked as " ⁇ ".
  • the glass plate could be fused and cut by laser light, and fibrous flakes could be generated from the fused portion, but the data where irregularities were observed on the cut surface is indicated by “ ⁇ ”.
  • the glass plate could not be cut by laser light, or if the glass plate could be cut by laser light but no fibrous flakes could be generated from the fused part, Data are indicated by “ ⁇ ”.
  • the output P of the laser beam When the output P of the laser beam is larger than the straight line L1, the parts that are not fused are heated, and sufficient tensile force cannot be applied to the fused part, so no peeling can be generated.
  • a sufficient tensile force can be applied to the fusing portion to generate peeled objects.
  • the output P of the laser beam is larger than the straight line L2, a laser irradiation device that can obtain such an output is expensive, and the equipment cost increases. By setting the output P of the laser beam to be equal to or less than the straight line L2, equipment costs can be reduced.
  • the glass plate When the output P of the laser beam is smaller than the straight line L3, the glass plate cannot be sufficiently heated, and therefore the glass plate cannot be melted.
  • the glass plate By setting the output P of the laser beam to be equal to or higher than the straight line L3, the glass plate can be sufficiently heated and the glass plate can be fused. If the output P of the laser beam is smaller than the straight line L4, it takes time to heat the glass plate, and the parts that are not fused are heated, and it is not possible to apply sufficient tensile force to the fused parts, so it is difficult to remove the peeled objects. cannot be generated.
  • a sufficient tensile force can be applied to the fusing portion, and peeled objects can be generated.
  • the output P of the laser beam When the output P of the laser beam is larger than the straight line L5, the parts that are not fused are heated, and sufficient tensile force cannot be applied to the fused part, so no peeling can be generated.
  • a sufficient tensile force can be applied to the fusing part, and peeling can be generated more reliably.
  • the output P of the laser beam is larger than the straight line L6, a laser irradiation device that can obtain such an output is expensive, and the equipment cost increases. By setting the output P of the laser light to be equal to or less than the straight line L6, equipment costs can be further reduced.
  • the glass plate When the output P of the laser beam is smaller than the straight line L7, the glass plate cannot be sufficiently heated, and therefore the glass plate cannot be melted.
  • the glass plate By setting the output P of the laser beam to be equal to or higher than the straight line L7, the glass plate can be sufficiently heated and the glass plate can be melted and cut more reliably. If the output P of the laser beam is smaller than the straight line L8, it takes time to heat the glass plate, and the parts that are not fused are heated, and it is not possible to apply sufficient tensile force to the fused part, so it is difficult to remove the peeled object. cannot be generated. By setting the output P of the laser beam to be equal to or higher than the straight line L8, a sufficient tensile force can be applied to the fusing portion, and peeling can be generated more reliably.

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Abstract

ガラス板の製造方法は、ガラス板ＭＧに設定された閉ループ状の切断予定線ＣＬに沿ってレーザ光Ｌを照射することで、ガラス板ＭＧを溶断する溶断工程と、溶断工程によってガラス板ＭＧに形成された溶断部６ａから繊維状の剥離物７ａを発生させる剥離工程と、を備える。

Description

ガラス板の製造方法
　本発明は、ガラス板を製造する方法に関する。
　ガラス板を切断する方法として、レーザ割断が公知である。例えば特許文献１には、ガラス板に設定される切断予定線（切断ライン）に沿ってレーザ光を移動させながら照射することで、マザーガラス板（ガラスシート源）から所定形状のガラス基板を切り出す方法が開示されている。
　この切断方法では、マザーガラス板を支持構造によって支持し、このマザーガラス板にガラス基板の最終形状を囲む、切断予定線が画成される（同文献の段落００１９及び図２参照）。切断予定線は、直線状の部分及び曲線状の部分を含む閉ループ（閉じたパターン）として構成される。
　その後、マザーガラス板の切断予定線の開始位置に初期クラック（傷）を形成する。この初期クラックは、機械的な罫書き機器（例えば罫書きホイール）によって、マザーガラス板の表面に形成される（同文献の段落００２１参照）。
　次に、初期クラックが形成された部位にレーザ光を照射し、マザーガラス板を局所的に加熱する。さらに、冷却流体をマザーガラス板に供給し、加熱した部分を急速冷却する。これによりマザーガラス板に引張応力が作用し、初期クラックを亀裂へと変形させる（同文献の段落００２２参照）。
　さらに、マザーガラス板に照射したレーザ光を切断予定線に沿って移動させることで、亀裂を切断予定線に沿って伝播させる。レーザ光を切断予定線の開始位置から終了位置まで移動させることで、切断予定線に応じた形状を有するガラス基板が形成される。
特開２０２０－１８００４３号公報
　レーザ割断を利用するガラス板の切断方法では、上記のように、切断開始時にマザーガラス板の表面に初期クラックを形成する必要がある。このため、ガラス基板の切断面には、この初期クラックが残存することになる。初期クラックが残存した状態では、ガラス基板の強度は十分ではなく、衝撃等が加わった場合にガラス基板の破損を招くおそれがあった。
　本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、初期クラックを形成することなくガラス板を切断することを技術的課題とする。
　（１）　本発明のガラス板の製造方法は上記の課題を解決するためのものであり、ガラス板に設定された閉ループ状の切断予定線に沿ってレーザ光を照射することで、前記ガラス板を溶断する溶断工程と、前記溶断工程によって前記ガラス板に形成された溶断部から繊維状の剥離物を発生させる剥離工程と、を備えることを特徴とする。
　かかる構成によれば、溶断工程においてガラス板をレーザ光によって溶断することで、ガラス板に初期クラックを形成することなく、このガラス板を切断することができる。また、剥離工程においてガラス板に形成された溶断部から繊維状の剥離物を発生させることで、ガラス板の切断面を、微小な亀裂が存在せず、研磨等の仕上げ加工を要しない高強度な面にすることができる。
　さらに、切断予定線を閉ループ状に構成することで、切断予定線の内側におけるガラス部分だけでなく、切断予定線の外側におけるガラス部分についても、切断後に開口部を有するガラス板製品として利用することが可能となる。
　（２）　上記（１）に記載のガラス板の製造方法において、前記溶断工程では、前記切断予定線のみに前記レーザ光を照射してもよい。これにより、閉ループ状の切断予定線の外側のガラス部分についても、切断後にガラス板製品として利用することができる。
　（３）　上記（１）又は（２）に記載のガラス板の製造方法において、前記切断予定線は、直線及び曲線を含んでもよい。
　（４）　上記（１）から（３）のいずれかに記載のガラス板の製造方法において、前記溶断工程では、前記レーザ光を前記ガラス板に対して相対的に移動させることで、前記レーザ光を前記切断予定線に沿って所定の方向に移動するように照射し、前記溶断工程では、前記切断予定線に設定される始点に前記レーザ光を照射した後に、前記レーザ光を前記所定の方向に移動させることで、前記切断予定線を一周して前記始点に到達するように前記レーザ光を移動させ、前記溶断工程では、前記切断予定線を一周して前記始点に到達した前記レーザ光を、前記始点を越えて移動させてもよい。
　かかる構成によれば、閉ループ状の切断予定線をレーザ光が一周して始点に戻ってきたときに、レーザ光をこの始点を越えて移動させることで、未切断の部分を残すことなく、ガラス板を確実に切断することができる。
　（５）　上記（１）から（４）のいずれかに記載のガラス板の製造方法において、前記レーザ光の波長は、２．０μｍ以上１１．０μｍ以下であってもよい。これにより、ガラス板の板厚方向について、均一に加熱することができる。
　（６）　上記（１）から（５）のいずれかに記載のガラス板の製造方法において、前記レーザ光は、ＣＯ2レーザ、ＣＯレーザ、Ｅｒレーザ、Ｈｏレーザ、及びＨＦレーザのいずれか一つのレーザ光であってもよい。これにより、ガラス板の板厚方向について、均一に加熱することができる。
　（７）　上記（１）から（６）のいずれかに記載のガラス板の製造方法において、前記剥離工程では、前記溶断部を自然冷却してもよい。これにより、ガラス板に冷却流体等を供給することなく、ガラス板を切断することができ、発生した繊維状の剥離物がガラス板と接触し、ガラス板に傷が形成されることを抑制できる。
　（８）　上記（１）から（７）のいずれかに記載のガラス板の製造方法において、前記剥離物の幅は、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であってもよい。これにより、切断予定線の内側のガラス部分と、切断予定線の外側のガラス部分とを分離する際、両者が接触することにより切断面に傷が形成されることを抑制できる。
　（９）　上記（１）から（８）のいずれかに記載のガラス板の製造方法において、前記ガラス板の厚さは、０．１５ｍｍ以下であってもよい。これにより、ガラス板の板厚方向について、均一に加熱することができる。
　（１０）　上記（１）から（９）のいずれかに記載のガラス板の製造方法において、前記溶断工程では、前記レーザ光を前記ガラス板に対して相対的に移動させることで、前記レーザ光を前記切断予定線に沿って所定の方向に移動するように照射し、前記レーザ光の出力をＰ（Ｗ）、前記レーザ光を前記切断予定線に沿って移動する際の移動速度をＶ（ｍｍ／ｓ）とした場合に、９≦Ｐ≦１００及び０．７３Ｖ－１６≦Ｐ≦２．６Ｖ－４の関係を満たしていてもよい。レーザ光の出力及び移動速度をこのような範囲とすることで、ガラス板の溶断に必要なエネルギーを与えると共に、溶断部に剥離物の発生に十分な熱歪を与えることができる。また、レーザ光の出力を抑えることで、設備コストを削減することもできる。
　（１１）　上記（１）から（１０）のいずれかに記載のガラス板の製造方法において、前記ガラス板の熱膨張係数は、３０×１０-7／℃以上１００×１０-7／℃以下であってもよい。このようにすれば、レーザ光により加熱された溶断部が冷却される際に、十分な熱歪を発生させることができ、より確実に剥離物を発生させることができる。
　（１２）　上記（１）から（１１）のいずれかに記載のガラス板の製造方法において、前記溶断工程では、支持部材によって前記ガラス板を支持しており、前記支持部材は、定盤と、前記定盤と前記ガラス板との間に配されるスペーサと、を備えてもよい。
　かかる構成によれば、ガラス板を定盤に接触させることなく、ガラス板を切断することができる。
　（１３）　上記（１２）に記載のガラス板の製造方法において、前記溶断工程では、前記ガラス板の上面の前記支持部材に対応する位置に、押さえ部材が配置されても良い。
　かかる構成によれば、ガラス板の振動やずれを防止し、安定した状態でガラス板を切断することができる。
　本発明によれば、初期クラックを形成することなくガラス板を切断することができる。
ガラス板の製造装置及び製造方法を示す側面図である。 ガラス板の製造装置及び製造方法を示す平面図である。 ガラス板の製造方法の剥離工程を示す側面図である。 ガラス板の製造方法の剥離工程を示す側面図である。 ガラス板の製造方法の剥離工程を示す側面図である。 ガラス板の製造方法の溶断工程を示す平面図である。 製造されたガラス板の斜視図である。 ガラス板の製造装置及び製造方法の他の例を示す側面図である。 ガラス板を切断するためのレーザ光の移動速度とレーザ光の出力との関係を示すグラフである。 ガラス板を切断するためのレーザ光の移動速度とレーザ光の出力との関係を示すグラフである。
　以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図１乃至図６は、本発明に係るガラス板の製造方法の一実施形態を示す。
　図１及び図２は、本方法に使用されるガラス板の製造装置を示す。製造装置１は、マザーガラス板ＭＧの一部を切断することで、製品となるガラス板を製造する。図１に示すように、製造装置１は、マザーガラス板ＭＧを支持する支持部材２と、マザーガラス板ＭＧにレーザ光Ｌを照射するレーザ照射装置３とを備える。
　図１及び図２に示すように、支持部材２は、定盤４と、この定盤４とマザーガラス板ＭＧとの間に配されるスペーサ５ａ～５ｅと、を備える。
　定盤４は、例えばアルミニウムその他の金属や石材により構成されるが、定盤４の材質は本実施形態に限定されない。定盤４は、マザーガラス板ＭＧを支持する支持面４ａを有する。定盤４は、図示しない駆動装置によって水平方向及び上下方向に沿って三次元的に移動可能に構成される。
　スペーサ５ａ～５ｅは、例えばガラス板や金属板により構成されるが、スペーサ５ａ～５ｅの材質は本実施形態に限定されない。スペーサ５ａ～５ｅは、矩形状であり、同一寸法のものが使用されるが、スペーサ５ａ～５ｅの形状及び寸法は、本実施形態に限定されない。スペーサ５ａ～５ｅの厚さは、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。スペーサ５ａ～５ｅは、第一スペーサ５ａ、第二スペーサ５ｂ、第三スペーサ５ｃ、第四スペーサ５ｄ及び第五スペーサ５ｅを含む。
　レーザ照射装置３は、支持部材２の上方に配置されている。レーザ照射装置３は、定位置に固定されているが、これに限らず、三次元的に移動可能に構成されてもよい。レーザ照射装置３から照射されるレーザ光Ｌは、ＣＯ2レーザ、ＣＯレーザ、Ｅｒレーザ、Ｈｏレーザ、及びＨＦレーザのいずれか一つのレーザ光であることが好ましい。
　マザーガラス板ＭＧ及びマザーガラス板ＭＧから製造されるガラス板は、例えばケイ酸塩ガラス、シリカガラス、ホウ珪酸ガラス、ソーダガラス、ソーダライムガラス、アルミノ珪酸塩ガラス、無アルカリガラス等により構成される。マザーガラス板ＭＧから製造されたガラス板は、その後、化学強化処理が施されてもよい。
　なお、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、アルカリ成分の重量比が３０００ｐｐｍ以下のガラスのことである。本発明におけるアルカリ成分の重量比は、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。
　マザーガラス板ＭＧ及びマザーガラス板ＭＧから製造されるガラス板の厚さは、好ましくは、０．０３ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である。マザーガラス板ＭＧ及びガラス板の厚さの下限値は、より好ましくは０．０５ｍｍ以上である。マザーガラス板ＭＧ及びガラス板の厚さの上限値は、より好ましくは０．１ｍｍ以下である。マザーガラス板ＭＧ及びガラス板の熱膨張係数は、好ましくは、３０×１０-7／℃以上１００×１０-7／℃以下である。マザーガラス板ＭＧ及びガラス板の熱膨張係数の下限値は、より好ましくは３５×１０-7／℃以上である。マザーガラス板ＭＧ及びガラス板の熱膨張係数の上限値は、より好ましくは９５×１０-7／℃以下である。
　以下、上記の製造装置１を使用してマザーガラス板ＭＧからガラス板を製造する方法について説明する。本方法は、マザーガラス板ＭＧを支持部材２に設置する準備工程と、レーザ照射装置３によってマザーガラス板ＭＧを切断する切断工程と、を備える。
　準備工程では、定盤４の支持面４ａにスペーサ５ａ～５ｅを設置する。本実施形態では、第一スペーサ５ａを中心として、その周りに第二スペーサ５ｂ乃至第五スペーサ５ｅを配置する。第二スペーサ５ｂ乃至第五スペーサ５ｅは、第一スペーサ５ａから離れた位置に配される。第一スペーサ５ａと、第二スペーサ５ｂ乃至第五スペーサ５ｅとの間隔Ｄ１は、例えば１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。
　次に、各スペーサ５ａ～５ｅに接触するようにマザーガラス板ＭＧを載置する。本実施形態に係るマザーガラス板ＭＧは矩形状に構成されるが、マザーガラス板ＭＧの形状は本実施形態に限定されない。
　その後、マザーガラス板ＭＧに対して切断予定線ＣＬが仮想的に設定される。切断予定線ＣＬは、第一スペーサ５ａを囲むように閉ループ状に設定される。切断予定線ＣＬは、第一スペーサ５ａより大きな矩形状に設定される。
　切断予定線ＣＬは、複数の直線部ＣＬａ１～ＣＬａ４及び複数の曲線部ＣＬｂ１～ＣＬｂ４を含むが、切断予定線ＣＬの形状は本実施形態に限定されない。切断予定線ＣＬは、複数の直線部のみにより又は複数の曲線部のみにより構成されてもよく、その他、円形、楕円形など１つの曲線部のみにより構成されてもよい。
　切断予定線ＣＬにおける複数の直線部ＣＬａ１～ＣＬａ４は、第一直線部ＣＬａ１、第二直線部ＣＬａ２、第三直線部ＣＬａ３及び第四直線部ＣＬａ４を含む。切断予定線ＣＬにおける複数の曲線部ＣＬｂ１～ＣＬｂ４は、第一曲線部ＣＬｂ１、第二曲線部ＣＬｂ２、第三曲線部ＣＬｂ３及び第四曲線部ＣＬｂ４を含む。
　第一直線部ＣＬａ１と第二直線部ＣＬａ２は、ほぼ直角となるように配される。第一直線部ＣＬａ１と第三直線部ＣＬａ３は、所定の間隔をおいてほぼ平行となるように配される。第一直線部ＣＬａ１の長さは、第三直線部ＣＬａ３の長さとほぼ等しい。第二直線部ＣＬａ２と第四直線部ＣＬａ４は、所定の間隔をおいてほぼ平行となるように配される。第二直線部ＣＬａ２の長さは、第四直線の長さとほぼ等しい。
　第一曲線部ＣＬｂ１は、第一直線部ＣＬａ１と第二直線部ＣＬａ２との間に配される。第一曲線部ＣＬｂ１は、第一直線部ＣＬａ１の一端部と第二直線部ＣＬａ２の一端部とを繋いでいる。第一曲線部ＣＬｂ１は、円弧状に構成されるが、この形状に限定されない。第一曲線部ＣＬｂ１の曲率半径は、例えば１ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。第一曲線部ＣＬｂ１の曲率半径の下限値は、より好ましくは３ｍｍ以上、さらに好ましくは５ｍｍ以上である。第二曲線部ＣＬｂ２乃至第四曲線部ＣＬｂ４は、第一曲線部ＣＬｂ１と同じ形状を有する。
　第二曲線部ＣＬｂ２は、第二直線部ＣＬａ２と第三直線部ＣＬａ３との間で、これらを繋いでいる。第三曲線部ＣＬｂ３は、第三直線部ＣＬａ３と第四直線部ＣＬａ４との間で、これらを繋いでいる。第四曲線部ＣＬｂ４は、第一直線部ＣＬａ１と第四直線部ＣＬａ４との間で、これらを繋いでいる。
　図２に示すように、平面視において、切断予定線ＣＬの各直線部ＣＬａ１～ＣＬａ４及び各曲線部ＣＬｂ１～ＣＬｂ４は、第一スペーサ５ａの四辺よりも外側に離れた位置に設定される。また、切断予定線ＣＬの各直線部ＣＬａ１～ＣＬａ４及び各曲線部ＣＬｂ１～ＣＬｂ４は、第二スペーサ５ｂ乃至第五スペーサ５ｅよりも内側に離れた位置に設定される。
　切断予定線ＣＬの各直線部ＣＬａ１～ＣＬａ４と、第一スペーサ５ａの各辺との間隔Ｄ２は、例えば５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。
　切断工程は、切断予定線ＣＬに沿ってレーザ光Ｌを照射することで、マザーガラス板ＭＧを溶断する溶断工程と、溶断工程によってマザーガラス板ＭＧに形成された溶断部から繊維状の剥離物を発生させる剥離工程と、を備える。
　図２に示すように、溶断工程では、切断予定線ＣＬに設定される始点ＳＰ（照射開始位置）にレーザ光Ｌを照射した後に、レーザ光Ｌを所定の方向（図２において矢印で示す時計回りの方向）に移動させることで、切断予定線ＣＬを一周して始点ＳＰに到達するようにレーザ光Ｌを移動させる。本実施形態において、レーザ光Ｌの照射が開始される始点ＳＰは、切断予定線ＣＬの第一直線部ＣＬａ１の中途部に設定されるが、これに限らず、第二直線部ＣＬａ２乃至第四直線部ＣＬａ４の中途部に始点ＳＰを設定してもよい。
　溶断工程では、レーザ光Ｌをマザーガラス板ＭＧに対して相対的に移動させることで、レーザ光Ｌを切断予定線ＣＬに沿って所定の方向に移動するように照射する。すなわち、溶断工程では、定位置にあるレーザ照射装置３に対して、定盤４を水平方向に移動させることで、レーザ光Ｌをマザーガラス板ＭＧに対して相対的に移動させる。これに限らず、定盤４を定位置に固定し、レーザ照射装置３を移動させることによって、レーザ光Ｌを相対的に移動させてもよい。また、レーザ照射装置３及び定盤４を移動させることによって、レーザ光Ｌを相対的に移動させてもよい。また、マザーガラス板ＭＧ及びレーザ光Ｌの照射ヘッドを固定し、光路上に配置したミラーの角度を変化させることで、照射位置を移動させてもよい。
　溶断工程では、切断予定線ＣＬのみにレーザ光Ｌを照射することが好ましい。したがって、マザーガラス板ＭＧにおける切断予定線ＣＬ以外の部分には、レーザ光Ｌは照射されない。
　レーザ光の出力をＰ（Ｗ）、レーザ光を切断予定線に沿って移動する際の移動速度をＶ（ｍｍ／ｓ）とした場合に、レーザ光の出力Ｐと移動速度Ｖとの関係は、９≦Ｐ≦１００及び０．７１Ｖ－１４≦Ｐ≦２．６Ｖ－４の関係を満たすことが好ましい。また、２２≦Ｐ≦７２及び０．７３Ｖ－１６≦Ｐ≦１．７Ｖ－２８の関係を満たすことがより好ましい。
　レーザ光Ｌの波長の下限値は、好ましくは２．０μｍ以上、より好ましくは５．０μｍ以上であり、上限値は、好ましくは１１．０μｍ以下、より好ましくは６．０μｍ以上である。
　剥離工程は、溶断工程とほぼ同時に進行する。以下、剥離工程の具体的態様について、図３Ａ～図３Ｃを参照しながら説明する。
　レーザ光Ｌがマザーガラス板ＭＧに照射されると（図３Ａ参照）、マザーガラス板ＭＧの一部がレーザ光Ｌの加熱により溶断される（図３Ｂ参照）。図３Ｂに示すように、溶断された部分は、第一溶断部６ａと、第二溶断部６ｂとを含む。第一溶断部６ａは、切断予定線ＣＬの内側に位置し、第二溶断部６ｂは、切断予定線ＣＬの外側に位置する。第一溶断部６ａと第二溶断部６ｂとの間隔Ｄ３は、例えば０．０３ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下である。
　各溶断部６ａ，６ｂは、レーザ光Ｌがその移動により遠ざかることで、自然冷却される。ここで、自然冷却とは、レーザ光Ｌが照射された部位にエア等の冷却流体を吹き付けることなく冷却を行うことをいう。
　各溶断部６ａ，６ｂは、冷却されることにより熱歪を生じ、これによる応力が溶断されていない部分に対して引張力として作用する。この引張力の作用により、各溶断部６ａ，６ｂは、繊維状の剥離物７ａ，７ｂとなって剥離する（図３Ｃ参照）。
　すなわち、第一溶断部６ａは、第一剥離物７ａとなってマザーガラス板ＭＧから剥離し、第二溶断部６ｂは、第二剥離物７ｂとなってマザーガラス板ＭＧから剥離する。各剥離物７ａ，７ｂの幅Ｗは、好ましくは０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。幅Ｗの下限値は、より好ましくは０．１５ｍｍ以上であり、上限値は、より好ましくは０．２５ｍｍ以下である。溶断部６ａ，６ｂが剥離物７ａ，７ｂとなってマザーガラス板ＭＧから分離することで、マザーガラス板ＭＧには、新たに第一端面Ｇａ及び第二端面Ｇｂが形成される。第一端面Ｇａと第二端面Ｇｂとの間隔Ｄ４は、例えば０．３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である。
　図４は、レーザ光Ｌが切断予定線ＣＬをほぼ一周して、始点ＳＰの近傍位置まで到達した状態を示す。レーザ光Ｌは、溶断が完了していないマザーガラス板ＭＧの残りの部分を溶断すべく、切断予定線ＣＬに沿って、始点ＳＰに向かって移動する。レーザ光Ｌは、始点ＳＰまで到達する（切断予定線ＣＬを一周する）と、その位置で停止せず、図４において一点鎖線で示すように、始点ＳＰ（二点鎖線参照）を越えた終点ＥＰ（照射終了位置）まで移動する。レーザ光Ｌが始点ＳＰを越えて移動する距離、すなわち、始点ＳＰと終点ＥＰとの間隔Ｄ５は、例えば１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。
　上記のようにレーザ光Ｌの終点ＥＰが始点ＳＰを越えた位置に設定されることで、切断予定線ＣＬの全周にわたってマザーガラス板ＭＧを確実に溶断することができる。レーザ光Ｌが終点ＥＰに到達すると、レーザ照射装置３及び定盤４が停止し、切断工程が終了する。
　切断工程が終了すると、マザーガラス板ＭＧは二枚のガラス板Ｇ１，Ｇ２に分離される。すなわち、図５に示すように、マザーガラス板ＭＧは、切断予定線ＣＬの内側の部分からなる第一ガラス板Ｇ１と、切断予定線ＣＬの外側の部分からなる第二ガラス板Ｇ２とに分離する。
　第一ガラス板Ｇ１は、切断予定線ＣＬの形状に応じて直線部分及び曲線部分を有する矩形状に構成される。第一ガラス板Ｇ１の四辺に係る端面は、剥離工程において第一溶断部６ａが第一剥離物７ａとなって剥離することにより形成された第一端面Ｇａにより構成される。
　第二ガラス板Ｇ２は、マザーガラス板ＭＧから第一ガラス板Ｇ１が切り取られることによって形成される矩形状の開口部８を有する。開口部８の縁部は、剥離工程において第二溶断部６ｂが第二剥離物７ｂとなって剥離することによって形成された第二端面Ｇｂにより構成される。
　以上説明した本実施形態に係るガラス板Ｇ１，Ｇ２の製造方法によれば、溶断工程においてマザーガラス板ＭＧをレーザ光Ｌによって溶断することで、マザーガラス板ＭＧに初期クラックを形成することなく、このマザーガラス板ＭＧを切断することができる。また、剥離工程において溶断部６ａ，６ｂから繊維状の剥離物７ａ，７ｂを発生させることで、ガラス板Ｇ１，Ｇ２の切断面（端面Ｇａ，Ｇｂ）を、微小な亀裂が存在しない、高強度の面にすることができる。
　さらに、切断予定線ＣＬを閉ループ状に構成することで、切断予定線ＣＬの内側におけるガラス部分（第一ガラス板Ｇ１）だけでなく、切断予定線ＣＬの外側におけるガラス部分（第二ガラス板Ｇ２）をもガラス板製品として利用することが可能となる。
　上記の実施形態では、マザーガラス板ＭＧと定盤４との間にスペーサ５ａ～５ｅを介在させることで、定盤４にマザーガラス板ＭＧが接触することを防止している。金属製の定盤４を使用する場合において、マザーガラス板ＭＧが定盤４の支持面４ａに接触していると、溶断工程においてレーザ光Ｌによるマザーガラス板ＭＧの加熱が不十分となるおそれがある。本実施形態によれば、マザーガラス板ＭＧを定盤４から離間させることで、溶断工程におけるマザーガラス板ＭＧの十分な加熱を実現できる。また、定盤４がレーザ光Ｌにより加熱されることを阻止することで、定盤４が加熱により変形、変色することを防止できる。
　なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
　例えば図６に示すように、準備工程及び切断工程において、マザーガラス板ＭＧの上面に押さえ部材９を配置してもよい。押さえ部材９は、板状に構成されるが、押さえ部材９の形状は本実施形態に限定されない。押さえ部材９としては、例えば矩形状のガラス板が用いられるが、押さえ部材９の材質は本実施形態に限定されない。
　押さえ部材９は、スペーサ５ａ～５ｅと重なるように、マザーガラス板ＭＧの上面に設置されている。押さえ部材９とスペーサ５ａ～５ｅとによってマザーガラス板ＭＧを挟むことで、マザーガラス板ＭＧの変形及び位置ずれを防止し、マザーガラス板ＭＧを安定的に切断することができる。
　また、上記実施形態では、マザーガラス板ＭＧと定盤４との間にスペーサ５ａ～５ｅを介在させることで、マザーガラス板ＭＧと定盤４が接触することを防止していたが、これに限定されない。定盤４の切断予定線ＣＬに対応する位置に溝を設けることで、切断予定線ＣＬ上でマザーガラス板ＭＧと定盤４が接触することを防止してもよい。
　以下、本発明に係る実施例について説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
　本発明者らは、本発明の効果を確認するために、ガラス板の切断試験を行った。この試験では、組成の異なる二種類のガラス板（第一のガラス板、第二のガラス板）を上記実施形態の方法によって切断した。切断に使用するガラス板（マザーガラス板）の厚さは、０．０５ｍｍである。
　切断に使用した第一のガラス板は、無アルカリガラスにより構成される。第一のガラス板の熱膨張係数は、３８×１０-7／℃である。切断に使用した第二のガラス板は、アルカリアルミノシリケートガラスにより構成される。第二のガラス板の熱膨張係数は、９１×１０-7／℃である。
　この試験では、複数の第一のガラス板及び複数の第二のガラス板を用意し、レーザ光の照射条件（レーザ光の出力、レーザ光の移動速度）を変え、各ガラス板に設定された閉ループ状の切断予定線に沿ってレーザ光を照射した。なお、レーザ光の焦点における直径は、３０μｍである。切断予定線の形状に沿ってガラス板から切り抜かれた部分は、矩形状であり、その大きさは、５０ｍｍ×９０ｍｍである。また、ガラス板から切り抜かれた部分は、その角部分が曲率半径１０ｍｍの円弧状に構成される。
　この試験により、ガラス板を切断可能なレーザ光の照射条件を確認した。試験結果を図７及び図８に示す。図７は、第一のガラス板の切断結果を示す。図８は、第二のガラス板の切断結果を示す。図７及び図８では、ガラス板をレーザ光によって溶断することができ、溶断部から繊維状の剥離物を発生させることができ、切断面の品位が良好であった場合のデータを「〇」で示す。また、ガラス板をレーザ光によって溶断することができ、溶断部から繊維状の剥離物を発生させることができたが、切断面に凹凸が見られた場合のデータを「△」で示す。さらに、ガラス板をレーザ光によって溶断することができなかった場合、又はガラス板をレーザ光によって溶断することができたが、溶断部から繊維状の剥離物を発生させることができなかった場合のデータを「×」で示す。
　図７及び図８に記載の直線Ｌ１及びＬ３は、それぞれレーザ光の出力をＰ（Ｗ）、レーザ光を切断予定線に沿って移動する際の移動速度をＶ（ｍｍ／ｓ）とした場合に、Ｐ＝２．６Ｖ－４、及びＰ＝０．７３Ｖ－１６となる直線である。また、図７及び図８に記載の直線Ｌ２及びＬ４は、それぞれレーザ光の出力Ｐの上限値Ｐ＝１００、及び下限値Ｐ＝９を示す直線である。直線Ｌ１、直線Ｌ２、直線Ｌ３、及び直線Ｌ４により囲まれる範囲において、ガラス板を溶断することができ、溶断部から剥離物を発生させることができる。
　レーザ光の出力Ｐが直線Ｌ１よりも大きい場合、溶断されていない部分まで加熱され、溶断部に十分な引張力を作用させることができないため、剥離物を発生させることができない。レーザ光の出力Ｐを直線Ｌ１以下とすることで、溶断部に十分な引張力を作用させ、剥離物を発生させることができる。レーザ光の出力Ｐが直線Ｌ２よりも大きい場合、このような出力を得られるレーザ照射装置は高価であり、設備コストが高くなる。レーザ光の出力Ｐを直線Ｌ２以下とすることで、設備コストを削減することができる。レーザ光の出力Ｐが直線Ｌ３よりも小さい場合、ガラス板を十分に加熱することができないため、ガラス板を溶断することができない。レーザ光の出力Ｐを直線Ｌ３以上とすることで、ガラス板を十分に加熱することができ、ガラス板を溶断することができる。レーザ光の出力Ｐが直線Ｌ４よりも小さい場合は、ガラス板の加熱に時間がかかり、溶断されていない部分まで加熱され、溶断部に十分な引張力を作用させることができないため、剥離物を発生させることができない。レーザ光の出力Ｐを直線Ｌ４以上とすることで、溶断部に十分な引張力を作用させ、剥離物を発生させることができる。
　図７及び図８に記載の直線Ｌ５及びＬ７は、それぞれＰ＝１．７Ｖ－２８、及びＰ＝０．７１Ｖ－１４となる直線である。また、図７及び図８に記載の直線Ｌ６及びＬ８は、それぞれレーザ光の出力Ｐの上限値Ｐ＝８０及び下限値Ｐ＝２２を示す直線である。直線Ｌ５、直線Ｌ６、直線Ｌ７、及び直線Ｌ８により囲まれる範囲において、ガラス板を溶断することができ、溶断部から剥離物を発生させることができ、さらに良好な切断面を得ることができる。
　レーザ光の出力Ｐが直線Ｌ５よりも大きい場合、溶断されていない部分まで加熱され、溶断部に十分な引張力を作用させることができないため、剥離物を発生させることができない。レーザ光の出力Ｐを直線Ｌ５以下とすることで、溶断部に十分な引張力を作用させ、より確実に剥離物を発生させることができる。レーザ光の出力Ｐが直線Ｌ６よりも大きい場合、このような出力を得られるレーザ照射装置は高価であり、設備コストが高くなる。レーザ光の出力Ｐを直線Ｌ６以下とすることで、設備コストをより一層削減することができる。レーザ光の出力Ｐが直線Ｌ７よりも小さい場合、ガラス板を十分に加熱することができないため、ガラス板を溶断することができない。レーザ光の出力Ｐを直線Ｌ７以上とすることで、ガラス板を十分に加熱することができ、より確実にガラス板を溶断することができる。レーザ光の出力Ｐが直線Ｌ８よりも小さい場合は、ガラス板の加熱に時間がかかり、溶断されていない部分まで加熱され、溶断部に十分な引張力を作用させることができないため、剥離物を発生させることができない。レーザ光の出力Ｐを直線Ｌ８以上とすることで、溶断部に十分な引張力を作用させ、より確実に剥離物を発生させることができる。
　２　　　　　　支持部材
　３　　　　　　レーザ照射装置
　４　　　　　　定盤
　５ａ　　　　　第一スペーサ
　５ｂ　　　　　第二スペーサ
　５ｃ　　　　　第三スペーサ
　５ｄ　　　　　第四スペーサ
　５ｅ　　　　　第五スペーサ
　６ａ　　　　　第一溶断部
　６ｂ　　　　　第二溶断部
　７ａ　　　　　第一剥離物
　７ｂ　　　　　第二剥離物
　９　　　　　　押さえ部材
　ＣＬ　　　　　切断予定線
　ＣＬａ１　　　第一直線部
　ＣＬａ２　　　第二直線部
　ＣＬａ３　　　第三直線部
　ＣＬａ４　　　第四直線部
　ＣＬｂ１　　　第一曲線部
　ＣＬｂ２　　　第二曲線部
　ＣＬｂ３　　　第三曲線部
　ＣＬｂ４　　　第四曲線部
　Ｌ　　　　　　レーザ光
　ＭＧ　　　　　マザーガラス板
　ＳＰ　　　　　始点
　Ｗ　　　　　　剥離物の幅

Claims (13)

  1. 　ガラス板に設定された閉ループ状の切断予定線に沿ってレーザ光を照射することで、前記ガラス板を溶断する溶断工程と、
    　前記溶断工程によって前記ガラス板に形成された溶断部から繊維状の剥離物を発生させる剥離工程と、を備えることを特徴とするガラス板の製造方法。
  2. 　前記溶断工程では、前記切断予定線のみに前記レーザ光を照射することを特徴とする請求項１に記載のガラス板の製造方法。
  3. 　前記切断予定線は、直線及び曲線を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス板の製造方法。
  4. 　前記溶断工程では、前記レーザ光を前記ガラス板に対して相対的に移動させることで、前記レーザ光を前記切断予定線に沿って所定の方向に移動するように照射し、
    　前記溶断工程では、前記切断予定線に設定される始点に前記レーザ光を照射した後に、前記レーザ光を前記所定の方向に移動させることで、前記切断予定線を一周して前記始点に到達するように前記レーザ光を移動させ、
    　前記溶断工程では、前記切断予定線を一周して前記始点に到達した前記レーザ光を、前記始点を越えて移動させることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス板の製造方法。
  5. 　前記レーザ光の波長は、２．０μｍ以上１１．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス板の製造方法。
  6. 　前記レーザ光は、ＣＯ2レーザ、ＣＯレーザ、Ｅｒレーザ、Ｈｏレーザ、及びＨＦレーザのいずれか一つのレーザ光であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス板の製造方法。
  7. 　前記剥離工程では、前記溶断部を自然冷却することを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス板の製造方法。
  8. 　前記剥離物の幅は、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス板の製造方法。
  9. 　前記ガラス板の厚さは、０．１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス板の製造方法。
  10. 　前記溶断工程では、前記レーザ光を前記ガラス板に対して相対的に移動させることで、前記レーザ光を前記切断予定線に沿って所定の方向に移動するように照射し、
    　前記レーザ光の出力をＰ（Ｗ）、前記レーザ光を前記切断予定線に沿って移動する際の移動速度をＶ（ｍｍ／ｓ）とした場合に、
    　９≦Ｐ≦１００
    及び
    　０．７３Ｖ－１６≦Ｐ≦２．６Ｖ－４
    の関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス板の製造方法。
  11. 　前記ガラス板の熱膨張係数は、３０×１０-7／℃以上１００×１０-7／℃以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス板の製造方法。
  12. 　前記溶断工程では、支持部材によって前記ガラス板を支持しており、
    　前記支持部材は、定盤と、前記定盤と前記ガラス板との間に配されるスペーサと、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス板の製造方法。
  13. 　前記溶断工程では、前記ガラス板の上面の前記支持部材に対応する位置に、押さえ部材が配置されることを特徴とする請求項１２に記載のガラス板の製造方法。
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