(57)【要約】【課題】本発明は、熱衝撃を用いて亀裂を伝播させるガラス板の切断方法において、切断予定線の終端部の切断速度の低下を抑制することを目的とした。【解決手段】ガラス素板の切断予定線上に加熱光を集光照射し該ガラス素板を切断する、切断ガラス板の製造方法において、切断予定面と直交する両方向に引っ張り応力を生じさせる外力を、該切断予定線の始端側のガラス素板端部に加える工程Ａ、該切断予定線の始端を含むガラスエッジに、初期亀裂を形成する工程１、該切断予定線上に該加熱光を集光照射し、該切断予定線に沿って該初期亀裂を伝播させた伝播亀裂を形成する工程２、及び該伝播亀裂を該切断予定線に沿って伝播させ、該切断予定線の終端を含むガラスエッジまで伝播させてガラス素板をフルボディ切断する工程３、を有し、少なくとも該工程３の前、又は該工程３が終わるまでに該工程Ａを行なうものであることを特徴とする、切断ガラス板の製造方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス素板の切断予定線上に加熱光を集光照射し該ガラス素板を切断する、切断ガラス板の製造方法において、
切断予定面と直交する両方向に引っ張り応力を生じさせる外力を、該切断予定線の始端側のガラス素板端部に加える工程Ａ、
該切断予定線の始端を含むガラスエッジに、初期亀裂を形成する工程１、
該切断予定線上に該加熱光を集光照射し、該切断予定線に沿って該初期亀裂を伝播させた伝播亀裂を形成する工程２、及び
該伝播亀裂を該切断予定線に沿って伝播させ、該切断予定線の終端を含むガラスエッジまで伝播させてガラス素板をフルボディ切断する工程３、を有し、
少なくとも該工程３の前、又は該工程３が終わるまでに該工程Ａを行なうものであることを特徴とする、切断ガラス板の製造方法。
【請求項２】
前記工程Ａは、前記加熱光を切断予定線上に集光照射するより前に開始するものであることを特徴とする請求項１記載の切断ガラス板の製造方法。
【請求項３】
前記工程３は、前記切断予定線に沿って、前記加熱光を前記ガラス素板に対して相対的に移動させながら、前記伝播亀裂を伝播させる工程を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の切断ガラス板の製造方法。
【請求項４】
前記加熱光が、波長７８０〜４０００ｎｍの赤外光であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の切断ガラス板の製造方法。
【請求項５】
前記ガラス素板は、厚みが２〜２５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の切断ガラス板の製造方法。
【請求項６】
ガラス素板を載置する載置台と、加熱光を該ガラス素板へ照射可能に設置された加熱光源と、該加熱光源の加熱光を集光させる集光装置と、該加熱光源を相対的に移動させる搬送機構と、を有するガラス板の切断装置において、
切断予定線を含む該ガラス素板の面である切断予定面を起点として、引っ張り応力が生じる方向へ外力を加えることが可能な外力付与装置を有する、ガラス素板の切断装置。
【請求項７】
前記外力付与装置が、前記切断予定線の始端側のガラス素板端部を固定するガラス固定部と、
該ガラス固定部に押圧力又は引張力を加えることによって、前記切断予定線の始端側の切断予定面と直交する両方向に引っ張り応力を生じさせる外力を加える外力付与部と、
を有するものであることを特徴とする請求項６に記載のガラス素板の切断装置。
【請求項８】
前記加熱光源は、赤外線ラインヒーター又は赤外線スポットヒーターであることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のガラス素板の切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱衝撃を用いたガラス板の切断方法に関するものであり、熱衝撃を利用して切断予定線上に亀裂を伝播させ、ガラス板をフルボディで切断する切断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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以下程度のガラス板を切断する方法は、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、切断予定線上の表面にスクライブ線（傷）を入れ、スクライブ線に直行する方向に曲げ応力を加えて折割るという、機械的な手法が用いられて来た。
【０００３】
ところが、上記のような超硬工具刃を用いてスクライブ線を入れると、ガラス板の表層部が必要以上に抉られる事になり、目に見えないような微細なクラックが生じると共に、微小なガラス屑が発生してしまう。クラックは切断面の強度を低下させたり、切断後のガラス板のガラスエッジ品質を悪化させたりすることがある。また、ガラス屑は切断面を汚染し、切断面に新たな傷を生じさせたり、洗浄によって除去し難くなるという問題があった。
【０００４】
そこで、超硬工具刃等を用いずにガラス板を切断する方法が検討されている。良好な切断面を得られる代表的な方法として、熱衝撃を利用して切断を行う種々の手法が挙げられる。例えば特許文献１には、ガラスリボンを割断して矩形状のガラス板を得る割断方法が開示されている。当該文献によると、ガラス板のガラスエッジに予備亀裂を形成し、該予備亀裂の端部近傍に局所的な加熱を加え、その加熱点を移動させることにより亀裂を伝播させ、最後に折割りを行ってガラス板を割断している。尚、局所的な加熱手段としては、レーザや燃焼炎が挙げられている。
【０００５】
また、本出願人も、熱衝撃を利用したガラス板の切断装置や切断方法に係る発明について特許出願している（特許文献２、３）。特許文献２、３では赤外線ラインヒーターを切断予定線上に集光照射し、ガラス板をフルボディで切断する事を可能としており、得られる切断ガラス板はキリコ（切粉）やマイクロクラック等を生じないものである。また、赤外線ラインヒーターやガラス板を搬送させて、亀裂を切断予定線に沿って伝播させる方法、及びその装置を開示している。
【０００６】
上記のように熱衝撃を利用して亀裂を伝播させ、ガラス板をフルボディで切断する場合、切断予定線の終端部では亀裂の伝播速度が低下したり、亀裂の伝播が止まり、切り残しが生じたりするという問題がある。当該問題に対して、例えば特許文献２では、加熱しながら終端部の表面にエアー等を吹きつけることによって、強い引っ張り応力を生じさせ亀裂を該終端部に伝播させる方法を開示している。
【０００７】
また、例えば特許文献４には、亀裂の伝播が停止した直後に、切断予定線の回りに曲げモーメントを加えて、ガラス板をフルボディ切断する方法が開示されている。
【０００８】
また、例えば特許文献５には、ガラス板の切断予定線の終端部に、割断面を開く方向に外力を加えて、ガラス板をフルボディ切断する旨が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−２３１２３９号公報
【特許文献２】国際公開２０１６／１２５６０９号公報
【特許文献３】特開２０１８−８８４２号公報
【特許文献４】特開平８−１７５８３７号公報
【特許文献５】特開２０００−２８１３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述したように、熱衝撃を利用して切断予定線上に亀裂を伝播させ、ガラス板をフルボディで切断する場合、切断予定線の終端部で亀裂の伝播速度が低下したり、亀裂の伝播が止まって切り残しを生じてしまったり、という問題がある。
【００１１】
本発明者らが上記課題に対して検討を行ったところ、亀裂の伝播速度が低下した後に加熱を止め、該切断予定線を中心にして切断面を割くように外力を加えると、亀裂が蛇行して伝播したり、切断面にソゲが生じたりしてしまうことが新たにわかった。
【００１２】
そこで本発明は、熱衝撃を用いて亀裂を伝播させるガラス板の切断方法において、亀裂の蛇行や切断面のソゲを生じることなく、切断予定線の終端部の切断速度の低下を抑制することを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題に対して本発明者が鋭意検討を行ったところ、例えば図１に示したように、切断予定線の始端Ｌａ側のガラス素板Ｇの端部に、切断予定面と直交する両方向に引っ張り応力を生じさせる外力Ｆを予め加え、該外力Ｆを加えながら該切断予定線Ｌ上に加熱光を集光照射させて亀裂を伝播させると、切断予定線の終端Ｌｂ付近の伝播速度が低下するのを抑制し、かつ亀裂の蛇行や切断面のソゲが生じるのを抑制可能となることがわかった。
【００１４】
すなわち本発明は、ガラス素板の切断予定線上に加熱光を集光照射し該ガラス素板を切断する、切断ガラス板の製造方法において、
切断予定面と直交する両方向に引っ張り応力を生じさせる外力を、該切断予定線の始端側のガラス素板端部に加える工程Ａ、
該切断予定線の始端を含むガラスエッジに、初期亀裂を形成する工程１、
該切断予定線上に該加熱光を集光照射し、該切断予定線に沿って該初期亀裂を伝播させた伝播亀裂を形成する工程２、及び
該伝播亀裂を該切断予定線に沿って伝播させ、該切断予定線の終端を含むガラスエッジまで伝播させてガラス素板をフルボディ切断する工程３、を有し、
少なくとも該工程３の前、又は該工程３が終わるまでに該工程Ａを行なうものであることを特徴とする、切断ガラス板の製造方法である。
【００１５】
また、本発明は、ガラス素板を載置する載置台と、加熱光を該ガラス素板へ照射可能に設置された加熱光源と、該加熱光源の加熱光を集光させる集光装置と、該加熱光源を相対的に移動させる搬送機構と、を有するガラス板の切断装置において、
切断予定線を含む該ガラス素板の面である切断予定面を起点として、引っ張り応力が生じる方向へ外力を加えることが可能な外力付与装置を有する、ガラス素板の切断装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、熱衝撃を用いて亀裂を伝播させるガラス板の切断方法において、亀裂の蛇行や切断面のソゲを生じることなく、切断予定線の終端部の切断速度の低下を抑制することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ガラス素板に、切断予定面と直交する両方向に引っ張り応力を生じさせる外力を付与している状態を説明するための図である。
【図２】本発明の外力付与装置を用いて、ガラス素板端部に外力を付与している状態を説明するための図である。
【図３】本発明のガラス素板の切断装置の好適な実施形態の１つを、上から見た時の模式図である。
【図４】本発明のガラス素板の切断装置の好適な実施形態の１つを、水平方向から見た時の模式図である。
【図５】本発明の外力付与装置の好適な実施形態の１つを、斜め方向から見た時の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
１：用語の説明
本明細書で用いる用語を、図１、２を参照して以下に説明する。
【００１９】
（各方向）
本明細書では、伝播亀裂２ｂの伝播方向をＸ軸方向、該Ｘ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、及びＸ−Ｙ面と直交する方向をＺ軸方向とする。また、Ｚ軸方向のマイナス側を「上」、プラス側を「下」と記載することもある。また、Ｘ軸方向やＹ軸方向を「水平方向」と記載することもある。また、ガラス素板Ｇの面のうち、上側のＸ−Ｙ面を「表面」、下側のＸ−Ｙ面を「裏面」と記載することもある。
【００２０】
（ガラス素板）
ガラス素板Ｇとは、切断の対象とするガラス板のことを指すものとする。例えば、採板直後のフロート板ガラスや、所定形状のガラス板を得る為に材料となるガラス板等が挙げられる。
【００２１】
（切断ガラス板）
切断ガラス板とは、前述したガラス素板Ｇを切断して得たガラス板を指すものとする。また、本発明によって得られる切断ガラス板は、切断直後の切断面に鏡面を有する。
【００２２】
（切断予定線、切断予定面）
切断予定線Ｌとは、ガラス素板Ｇを切断する位置を定めた直線のラインを指すものとする。また、「切断予定線の始端Ｌａ」とは、切断予定線ＬのＸ軸のマイナス方向側の端部を指し、「切断予定線の終端Ｌｂ」とは、切断予定線ＬのＸ軸のプラス方向側の端部を指すものとする。また、「切断予定線上」とは、Ｘ−Ｙ面の切断予定線Ｌの表面を指すものとする。また、「切断予定面」とは、切断予定線Ｌを含むＸ−Ｚ面を指すものとし、亀裂が伝播した後に「切断面」となる。
【００２３】
（ガラスエッジ）
ガラスエッジとは、ガラス素板Ｇの稜部を指すものとする。一般的に、ガラスエッジはガラス素板Ｇ内で比較的強度が弱いとされている部分である。
【００２４】
（初期亀裂、伝播亀裂）
初期亀裂２ａは、切断予定線の始端Ｌａを含むガラスエッジに形成された亀裂を指すものとする。また、伝播亀裂２ｂは、該初期亀裂２ａが切断予定線Ｌに沿って伝播した亀裂を指すものとする。また、伝播亀裂２ｂは、ガラス素板Ｇの表面から裏面に亘る亀裂であるとしてもよい。
【００２５】
（フルボディ切断）
本明細書の「フルボディ切断」とは、切断されたガラス素板が分割され、元のガラス素板が複数に分離可能になったことを指すものとする。
【００２６】
２：ガラス素板の切断装置
本発明は、ガラス素板を載置する載置台と、加熱光を該ガラス素板へ照射可能に設置された加熱光源と、該加熱光源の加熱光を集光させる集光装置と、該加熱光源を相対的に移動させる搬送機構と、を有するガラス板の切断装置において、切断予定線を含む該ガラス素板の面である切断予定面を起点として、引っ張り応力が生じる方向へ外力を加えることが可能な外力付与装置を有する、ガラス素板の切断装置である。
本発明のガラス素板の切断装置について、図３〜５を参照して以下に記載する。なお、図３、４では加熱光源及び集光装置として赤外線ラインヒーターを用いているが、他の加熱光源や集光装置を用いてもよい。
【００２７】
また、本発明のガラス素板の切断装置は、前記外力付与装置が、前記切断予定線の始端側のガラス素板端部を固定するガラス固定部と、該ガラス固定部に押圧力又は引張力を加えることによって、前記切断予定線の始端側の切断予定面と直交する両方向に引っ張り応力を生じさせる外力を加える外力付与部と、を有するものであることが好ましい。
【００２８】
また、本発明のガラス素板の切断装置は、前記加熱光源が、赤外線ラインヒーター又は赤外線スポットヒーターであることが好ましい。
【００２９】
（ガラス素板Ｇ）
ガラス素板Ｇとしては、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を用いるのが好ましい。ただし、この厚みに限定されるものではなく、より厚いガラス板でも切断可能である。
【００３０】
ガラス素板Ｇとしては、加熱光を吸収するもの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。また、ガラスのように加熱光を吸収し、熱歪みが生じる脆性材料であれば、ガラス素板Ｇ同様に切断可能であると考えられる。このような脆性材料としては、例えばアルミナ板等の各種セラミック板が挙げられる。
【００３１】
（載置台４０）
載置台４０は、ガラス素板Ｇを所定位置に保持するものである。図３、４ではガラス素板Ｇの搬送レール４１を複数設置し載置台４０として用いているが、搬送機能のない通常の作業台でもよい。また、図３、４の搬送レール４１は、長尺部材上に回転ロール４１ａを複数設けているが、搬送機構は当該形態に限定されるものではない。例えば、ロールや球状の車輪等の回転体を複数設けたものでも、搬送時のみ下からエアー等を噴射させてガラス素板Ｇを浮かせて移動させるものでもよい。
【００３２】
また、Ｚ軸マイナス側から見た時に切断予定線Ｌと重なる（以下、「切断予定線Ｌの直下」と記載することもある）ガラス素板Ｇの裏面部分については、大気中へ露出させることで、加熱光を集光照射している際にガラス素板Ｇの温度が上がり過ぎるのを抑制することが可能になると考えられる。そのため、少なくともガラス素板Ｇの切断予定線Ｌの直下では、載置台４０とガラス素板Ｇの裏面部分とが、接触しないようにするのが好ましい。また、図３、４には記載していないが、ガラス素板Ｇに対する加熱光源の焦点の位置を所望の位置にする目的で、該載置台４０にガラス素板Ｇを昇降させる昇降機構を設けてもよい。
【００３３】
（加熱光源）
加熱光源は、発する加熱光を切断予定線Ｌ上及び切断予定面に照射することが可能であり、かつガラス素板Ｇの表面と該加熱光源とを非接触にした状態で加熱出来るものであれば特に限定するものではない。該加熱光源がガラス素板Ｇの表面と非接触になるように配置することによって、ガラス素板Ｇの表面が大気中に露出することになり、該表面からの放熱が生じ易くなる。この放熱によってガラス素板Ｇの表面に引っ張り応力が生じ易くなり、初期亀裂２ａや伝播亀裂２ｂの発生を促進させることが可能となる。例えば、加熱光を波長７８０〜４０００ｎｍの赤外光１１とし、加熱光源として赤外線ラインヒーター１０や赤外線スポットヒーター（図示しない）等を用いるのが好ましい。
【００３４】
また、加熱光源は、加熱光の照射領域が切断予定線Ｌに沿ったライン状となるものを用いるのが好ましい。伝播亀裂２ｂを伝播させる際、ガラス素板Ｇの温度をある程度上昇させる必要がある。そのため、特に加熱光源をガラス素板Ｇに対して相対的に搬送させる際は、該照射領域が長い方が加熱の範囲が広くなり、効率的にガラス素板Ｇの温度を上昇させることが可能なためより好適である。当該照射領域をライン状にするために、加熱光源のランプ等の熱源を、長尺を有するライン状とするのが好ましい。また、後述する集光装置で照射領域がライン状になるように集光照射を行なってもよい。
【００３５】
（集光装置）
集光装置は、加熱光源からの加熱光を、切断予定線Ｌ上に集光させるものであればよいが、例えば凹面鏡等の反射鏡が挙げられる。反射鏡を用いる場合は、加熱光源を挟んでガラス素板Ｇの照射面と向き合うように設置する。また、加熱光源から発する加熱光を無駄なく集光させるために、加熱光源を覆うように反射鏡を設置するのが好ましい。
また、上記の反射鏡の他にも、例えば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、加熱光源とガラス素板Ｇとの間に設置する。なお、図３、４では、集光装置と加熱光源とが一体化した赤外線ラインヒーター１０を用いている。
【００３６】
（冷却装置）
また、加熱光源は、光源のフィラメントを冷却可能な冷却装置（図示しない）を備えるのが好ましい。該冷却装置はフィラメントを冷却可能であればよく、例えばフィラメント近傍に流路を備え、該流路に冷却水を流す循環冷却装置が挙げられる。フィラメントの発熱が過ぎると、加熱光源の寿命を短くしたり、装置の故障等の原因となるが、上記の循環冷却装置を用いると過度の発熱を抑制することが可能となる。また、該冷却装置は既存のものであれば特に限定するものではなく、上記の冷却水を用いる装置の他に風冷装置等であってもよい。
【００３７】
（搬送機構）
図３、４では、赤外線ラインヒーター１０の搬送機構として門型フレーム５０及び搬送レール５１を備えている。上記の門型フレーム５０は、架橋ロッド５０ａと支持柱５０ｂを備え、赤外線ラインヒーター１０と連結具５３によって連結した第１スライダ５４を介して、架橋ロッド５０ａに沿って該赤外線ラインヒーター１０をＹ軸方向へ動かす。また、搬送レール５１は門型フレーム５０をＸ軸方向へ動かすのを可能とする。
【００３８】
（門型フレーム５０）
門型フレーム５０はガラス素板Ｇを幅方向（Ｙ軸方向）に横切るように配置され、赤外線ラインヒーター１０とガラス素板Ｇの表面とが、所定間隔を隔てて平行に配置されるように赤外線ラインヒーター１０を保持する。
門型フレーム５０は、ガラス素板Ｇの真上をＹ軸方向に移動可能な第１スライダ５４を備える。第１スライダ５４はＹ軸方向に貫通孔を有し、架橋ロッド５０ｂが該貫通孔に挿通されている。
また、第１スライダ５４は赤外線ラインヒーター１０と連結具５３によって連結することによって、赤外線ラインヒーター１０のＸ軸方向及びＺ軸方向の位置を固定し、同時に第１スライダ５４によって赤外線ラインヒーター１０をＹ軸方向へ移動させ、Ｙ軸方向の位置決めを可能としている。
また、該門型フレーム５０や第１スライダ５４、連結具５３等に振動抑制構造（図示しない）を設け、該門型フレーム５０をＸ軸方向へ動かす際に、赤外線ラインヒーター１０の振動を抑制することが好ましい。
また、図３、４では、赤外線ラインヒーター１０と第１スライダ５４との間に連結具５３を有している。当該連結具５３に回転機能を持たせると、赤外線ラインヒーター１０の向きを変えたり、位置を調整することが可能であるため好ましい。
【００３９】
（搬送レール５１）
上記の門型フレーム５０は、赤外線ラインヒーターの搬送レール５１上を移動可能に設置される。門型フレーム５０は支持柱５０ｂの下部に第２スライダ５２を備え、第２スライダ５２を介することによって、赤外線ラインヒーターの搬送レール５１上をＸ軸方向へ移動する。ガラス素板Ｇを搬送させないで加熱光を照射する場合や、搬送させながら加熱光を照射して伝播亀裂２ｂの伝播速度を調整する場合等に有効である。
【００４０】
また、門型フレーム５０は、赤外線ラインヒーター１０を昇降させる昇降装置（図示しない）を有してもよい。赤外線ラインヒーター１０を昇降可能とすることによって、加熱光の焦点位置を自在に調整することができる。
【００４１】
（外力付与装置３０）
外力付与装置３０は、ガラス固定部３１と外力付与部３２を有する装置であり、切断予定面と直交する両方向に引っ張り応力を生じさせる外力Ｆを加える装置である。また、ガラス素板Ｇの切断予定線の始端Ｌａ側に、ガラス素板Ｇの端部を該ガラス固定部３１で挟持できるように設けられるものであり、切断予定線Ｌを挟んで１対のガラス固定部３１を有する。ガラス固定部３１は必要に応じて３個以上を用いてもよく、上記引っ張り応力を付与出来るのであれば、対になっていなくともよい。また、図３〜５では、ガラス固定部３１と外力付与部３２は、連結部３１ｅを介して一体化されており、さらに、ガラス固定部３１をＹ軸方向に移動可能とする固定部用ガイド３３、固定部用ガイド３３をＸ軸方向及びＺ軸方向へ移動可能とする支持柱３４ａ、外力付与装置のスライダ３４ｂ、及び外力付与装置の搬送レール３４ｃを有しているが、本発明の外力付与装置３０はこれに限定されるものではない。
【００４２】
また、外力付与装置３０は、加熱光源の照射範囲に近づいたり、場合によっては一部が加熱光源に照射されることがあるため、加熱されることがある。そのため、少なくとも表面に耐熱性を有する材料を設けたり、加熱光を反射しやすい材料を設けるのが好ましい。
【００４３】
（ガラス固定部３１）
図３〜５に示したガラス固定部３１は、上面固定部３１ａ、下面固定部３１ｂ、固定部基台３１ｃ、接触部材３１ｄ、及び連結部３１ｅを有し、該連結部３１ｅの貫通孔に固定部用ガイド３３を挿通させることで、該固定部用ガイド３３に沿ってガラス固定部３１をＹ軸方向へ移動させることが可能である。また、当該ガラス固定部３１は、図３〜５に示したようなチャック装置でも、トグルクランプ等の各種クランプを用いて固定するものでもよい。また、図示しないバキュームパッド等を介して、吸着装置を用いて固定するものでもよい。
【００４４】
上面固定部３１ａと下面固定部３１ｂは、固定部基台３１ｃに移動可能に取り付けられた部材であり、該上面固定部３１ａと下面固定部３１ｂとをＺ軸方向に移動させることによって、接触部材３１ｄを介してガラス素板Ｇを挟持する。また、固定部基台３１ｃは上面固定部３１ａと下面固定部３１ｂがガラス素板Ｇを挟持した状態で固定可能な締結部（図示しない）を有する。当該締結部はネジや磁力、エアー等を用いて圧力を加えるものでも、電気信号等で任意の部材を動かして圧力を加えるものでもよい。
なお、前述したように吸着装置を用いて固定する場合は、上面固定部３１ａ及び下面固定部３１ｂのような、ガラス素板Ｇを表面及び裏面から挟持する部材を必ずしも有している必要はない。また、当該吸着装置を用いる場合は、上記の締結部ではなく、バキュームパッド等を介してガラス素板Ｇを吸着することによって固定を行なうことが可能である。
【００４５】
上記の接触部材３１ｄは、ガラス素板Ｇの表面及び裏面との間に摩擦力を生じ、かつ該ガラス素板Ｇを損傷しない材質や形状とすればよく、特に限定するものではない。例えば、一般的なゴム材（天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム、アクリルゴム、ネオプレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム）などを用いることが出来る。
【００４６】
連結部３１ｅは、固定部基台３１ｃと一体化した部分であり、外力付与部３２から加えられる押圧力又は引張力を受ける部分である。また、該連結部３１ｅが固定部基台３１ｃと一体化していることにより、該連結部３１ｅが受けた押圧力又は引張力を固定部基台３１ｃへ伝えることが可能であり、これによって、ガラス素板Ｇの切断予定面Ｌと直交する両方向に引っ張り応力を生じさせる外力Ｆを付与することが可能となる。
【００４７】
また、前述したように図３〜５では、連結部３１ｅは貫通孔（図示しない）を有しており、該貫通孔に固定部用ガイド３３が挿通されることによって、ガラス固定部３１をＹ軸方向へ移動可能としている。ガラス固定部３１がガラス素板Ｇの所望の位置に設置できるのであれば、当該形態に限定するものではない。
【００４８】
（外力付与部３２）
図３〜５に記載した外力付与部３２は、上記ガラス固定部３１に押圧力又は引張力を付与する加圧装置３２ａ、該加圧装置３２ａからの押圧力又は引張力をガラス固定部３１へ伝える加圧アーム３２ｂ、及びガラス固定部３１の連結部３１ｅと加圧アーム３２ｂとを連結させるアーム連結部３２ｃを有する。当該外力付与部３２が加えた押圧力又は引張力によって、ガラス素板Ｇの切断予定面と直交する両方向に引っ張り応力を生じさせる外力を加えることが可能となる。
当該外力付与部は、図３〜５に記載したように１対のガラス固定部３１を、該ガラス固定部３１間の距離が大きくなるようにＹ軸方向へ押すものでも、ガラス固定部３１をＹ軸方向へ引っ張るものでもよい。また、図３〜５では、１対の連結部３１ｅの間に押圧力を加える外力付与部３２を設けているが、これに限定されるものではなく、連結部３１ｅの上に設けるものでも、下に設けるものでも、Ｘ軸マイナス側に設けるものでもよく、また、ガラス固定部３１をＹ軸方向へ引っ張ることが可能な位置に設けるもの良い。
【００４９】
加圧装置３２ａは、ガラス固定部３１に押圧力又は引張力を付与する装置である。当該加圧装置３２ａとして、図３〜５では押圧を加える装置を記載しているが、これに限定されるものではない。押圧力又は引張力を加える方法としては、エアーや磁気を用いてガラス固定部３１に押圧力を加える方法や、ガラス固定部３１を手動や電気信号によってＹ軸方向へ動かすことで、該ガラス固定部３１に押圧力や引張力を加える方法等が挙げられる。
【００５０】
加圧装置３２ａが加える押圧力又は引張力の大きさは、ガラス素板Ｇからガラス固定部３１が外れない程度であれば、特に限定する必要はない。また、ガラス素板Ｇに加えられる外力Ｆの大きさは、上記の押圧力又は引張力の大きさ、ガラス固定部３１がガラス素板Ｇを固定する圧力の大きさ、接触部材３１ｄとガラス素板Ｇとの接触面積や摩擦係数、固定後のガラス固定部３１の間隔等によって変化する。その為、外力Ｆの大きさを調整する際は、ガラス素板Ｇのサイズや重量、目的とする切断ガラス板に合わせて押圧力又は引張力の大きさを適宜調整するのが簡便であり好ましい。また、上記外力Ｆが、ガラス固定部３１の接触部材３１ｄとガラス素板Ｇとの間に生じる摩擦力よりも小さくなるように、押圧力又は引張力、接触部材３１ｄの材質、接触部材３１ｄの設置面積等を調整してもよい。また、一般的に、切断性を良くするために必要な外力の大きさは、ガラス素板Ｇの重量に比例し、切断予定線Ｌの長さに反比例する性質がある。
【００５１】
（固定部用ガイド３３）
図３〜５において、固定部用ガイド３３は、ガラス固定部３１の連結部３１ｅに挿通し、該ガラス固定部３１をＹ軸方向に移動可能とするものである。また、該固定部用ガイド３３は支持柱３４ａに支持されている。また、固定部用ガイド３３が支持柱３４ａをＺ軸方向に移動可能とすることによって、ガラス固定部３１のＺ軸方向の位置を調整することが可能となる為好ましい。
【００５２】
また、図３、４では、該支持柱３４ａは外力付与装置のスライダ３４ｂと連結し、該外力付与装置のスライダ３４ｂが外力付与装置の搬送レール３４ｃ上を動くことによって、該支持柱３４ａをＸ軸方向に移動させることが可能となる。
【００５３】
３：切断ガラス板の製造方法
本発明は、ガラス素板の切断予定線上に加熱光を集光照射し該ガラス素板を切断する、切断ガラス板の製造方法において、
切断予定面と直交する両方向に引っ張り応力を生じさせる外力を、該切断予定線の始端側のガラス素板端部に加える工程Ａ、
該切断予定線の始端を含むガラスエッジに、初期亀裂を形成する工程１、
該切断予定線上に該加熱光を集光照射し、該切断予定線に沿って該初期亀裂を伝播させた伝播亀裂を形成する工程２、及び
該伝播亀裂を該切断予定線に沿って伝播させ、該切断予定線の終端を含むガラスエッジまで伝播させてガラス素板をフルボディ切断する工程３、を有し、
少なくとも該工程３の前、又は該工程３が終わるまでに該工程Ａを行なうものであることを特徴とする、切断ガラス板の製造方法である。以下、各工程について説明する。
【００５４】
（工程Ａ）
工程Ａは、切断予定線Ｌを含む該ガラス素板Ｇの切断予定面と直交する両方向に引っ張り応力を生じさせる外力Ｆを、切断予定線の始端側Ｌａのガラス素板端部に加える工程である。外力Ｆは、図１、２に示したように、切断予定線Ｌを中心にガラス素板Ｇを割く両方向に加えるとしてもよい。外力Ｆを加えることによって、切断予定線の終端部Ｌｂの切断速度を向上させることが可能である。また、伝播亀裂の伝播速度も向上させることが可能である。
【００５５】
まず、切断予定線の始端Ｌａ側のガラス素板端部に、外力付与装置３０のガラス固定部３１をそれぞれ配置する。この時、切断予定線Ｌが中心になるようにして、Ｙ軸プラス方向及びＹ軸マイナス方向に等距離に、上記ガラス固定部３１を配置する。また、後述する実施例では、ガラス固定部３１を設置する際の切断予定線Ｌからの距離は４０ｍｍ（ガラス固定部間の距離８０ｍｍ）とした。
【００５６】
次に、ガラス固定部３１の上面固定部３１ａと下面固定部３１ｂを閉じてガラス素板Ｇの端部を挟持する。この時、後にＹ軸方向へ押圧力又は引張力を加えることが出来るようにするため、ガラス固定部３１が水平方向に容易に動かない程度の力で固定するのが望ましい。
【００５７】
次に、外力付与部３２を用いて、該ガラス固定部３１に押圧力又は引張力を加える。この時、対になったガラス固定部３１が切断予定線Ｌから互いに離れる両方向に力が加わり、該ガラス固定部３１を介して切断予定線の始端Ｌａ側のガラス素板Ｇ端部に外力Ｆを加える。外力Ｆの大きさは、外力付与装置３０によって加えることが可能であり、かつガラス素板Ｇを破損させたり、ガラス固定部３１がガラス素板Ｇから外れない程度であればよく、特に限定されるものではない。
【００５８】
また、工程Ａで外力Ｆを加えた後、外力Ｆを加え続けるのが好ましい。また、外力Ｆを加えながら亀裂を伝播させる場合は伝播亀裂２ｂの伝播に伴って、切断予定線の始端Ｌａ側の切断面同士が外力Ｆの両方向に沿って離れて行くことがある。その場合、伝播亀裂２ｂが伝播するに伴って外力Ｆを加え難くなったり、外力Ｆの大きさが過度に小さくなることがあり、亀裂の伝播中に外力付与装置３０の外力付与部３２を操作して、さらに押圧力又は引張力を加えるのが好ましい。
【００５９】
また、工程Ａは、伝播亀裂２ｂが切断予定線の終端Ｌｂ側のガラスエッジに到達するまでの間であればいつ行ってもよいが、本発明者が検討を行ったところ、前記加熱光を切断予定線上に集光照射するより前に工程Ａを開始すると、より切断にかかる速度を向上させることが可能になることがわかった。すなわち、当該工程Ａは、前記加熱光を切断予定線上に集光照射するより前に開始するものであるのが好ましい。
【００６０】
また、ガラス素板ＧのＹ軸方向の長さが短い場合は、加熱光源や集光装置（図では赤外線ラインヒーター１０として記載）と、外力付与装置３０のガラス固定部３１とが、物理的にぶつかったり、該ガラス固定部３１が不必要に加熱されたりすることがある（以下、「干渉」と記載することもある）。そのため、上記のような場合には、赤外光１１や加熱光源、集光装置と外力付与装置３０とが干渉しない程度、該赤外光１１や加熱光源、集光装置をＸ軸マイナス方向へ搬送した後に、該工程Ａを行なうのが望ましい。
【００６１】
（工程１）
工程１は、切断予定線の始端Ｌａを含むガラスエッジに、初期亀裂２ａを形成する工程である。当該工程は、ガラスカッター等を用いて浅く加傷を行うものでも、各種加熱光を集光照射して亀裂を発生させるものでもよい。初期亀裂２ａの長さや深さは、ガラス素板Ｇの強度を低下させることが出来れば特に限定するものではないが、表面に浅く短い傷をつける程度でも十分初期亀裂２ａとすることができる。特に、ガラスカッター等の工具を用いて切断予定線の始端Ｌａを含むガラスエッジに物理的に浅く加傷して初期亀裂２ａを形成すると、作業時間を短縮することができるため好ましい。
【００６２】
また、ガラスカッター等の工具を使用せず、ガラスエッジを含む切断予定線の始端Ｌａ上に加熱光を所定時間集光照射することによって初期亀裂２ａを得てもよい。これは、一般的にガラス板のガラスエッジは他の部分と比較して強度が低く、引っ張り応力が誘起された際に亀裂の始端となり易いためである。上記の「所定時間」はガラス素板Ｇの厚みやガラス素板Ｇの種類、加熱光の光源のパワー等によって異なるが、例えば集光照射した照射領域の最も高い温度の部分が１００〜１２０℃程度以上になるまで加熱を行うと、当該初期亀裂２ａを生じることが可能となる。
【００６３】
当該工程１は、工程Ａよりも前に行うものでも、工程Ａの後に行なうものでもよく、作業のし易さや安全性の観点から適宜選択されればよい。また、初期亀裂２ａを形成する際に加熱光を集光照射させる場合は、工程Ａの後に該工程１を行うのが好ましい。
【００６４】
（工程２）
工程２は、切断予定線Ｌ上に該加熱光を集光照射し、該切断予定線Ｌに沿って該初期亀裂２ａを伝播させた伝播亀裂２ｂを形成する工程である。当該工程２は加熱光を集光照射するものである為、前述したように工程Ａの後に行なうとガラス素板の切断速度を向上させることが可能であり好ましい。
【００６５】
当該工程では、加熱光を切断予定線Ｌ上に所定時間集光照射する。この時、加熱光を動かしても良いが、亀裂の伝播が生じるまで加熱光を動かさず、固定照射を行うのが好ましい。集光照射された加熱光は、ガラス素板Ｇ内への入射時に一部吸収され、吸収されなかった加熱光はガラス素板Ｇ内部を進行する。また、ガラス素板Ｇ内部を進行する加熱光についても一部吸収され、吸収されなかった加熱光はさらにガラス素板Ｇ内部を進行することになる。このようにして、吸収された加熱光は照射点や切断予定面の温度を上昇させる。また、ガラス素板Ｇの空気と接触する面では放熱が生じ、ガラス素板Ｇ表面は僅かに温度が低下する。そして、照射点のガラス素板Ｇの最も温度の高い部分が約６０〜７０℃以上になると、加熱光の照射領域に十分な引っ張り応力が生じ、初期亀裂２ａの伝播が発生し伝播亀裂２ｂとなる。
【００６６】
この時、加熱光を集光照射したガラス素板Ｇ上の照射領域は、初期亀裂２ａよりもＸ軸プラス側とするのが好ましい。上記の照射領域は、初期亀裂２ａと重なっていても、該初期亀裂２ａよりも数ミリ程度Ｘ軸プラス側に離れていてもよい。初期亀裂２ａと離れた位置を照射する場合は、伝播亀裂２ｂを切断予定線Ｌ上に生じさせることが可能であれば、初期亀裂２ａとの距離は特に限定するものではないが、例えば２０ｍｍ程度以下としてもよい。
【００６７】
（工程３）
工程３は、伝播亀裂２ｂを該切断予定線Ｌに沿って伝播させ、該切断予定線の終端Ｌｂを含むガラスエッジまで伝播させてガラス素板Ｇをフルボディ切断する工程である。また、当該工程３の前、又は当該工程３が終わるまでに前記工程Ａを行なうものとする。より詳しくは、工程２で生じた伝播亀裂２ｂを、切断予定線Ｌに沿ってさらに伝播させ、最終的に切断予定線の終端Ｌｂを含むガラスエッジまで伝播させることによって、ガラス素板Ｇをフルボディ切断し切断ガラスを得る工程である。伝播亀裂２ｂの伝播が切断予定線の終端Ｌｂに近付くにつれ伝播する速度は低下する傾向にあるが、本発明はガラス素板Ｇに前述した外力Ｆを加えながら伝播亀裂２ｂを伝播させることによって、上記の伝播速度の低下を抑制するものである。従って、遅くとも切断予定線の終端Ｌｂの伝播速度の低下が見られた後には、上記外力Ｆを加えるのが望ましい。また、当該工程３の前に工程Ａを行うと、切断予定線の終端ＬｂよりもＸ軸マイナス側で生じる伝播についても伝播速度が速くなる為、好適である。
【００６８】
伝播亀裂２ｂの伝播は、前述した工程２と同様に、伝播亀裂２ｂよりもＸ軸プラス側の切断予定線Ｌ上を加熱光で集光照射することによって、生じさせることが可能である。ガラス素板Ｇを加熱し、伝播亀裂２ｂが伝播可能なだけの引っ張り応力を生じさせればよい為、加熱光の照射領域が伝播亀裂２ｂと重なっていても、重なっていなくてもよい。
【００６９】
また、当該工程３では、加熱光を切断予定線Ｌに沿って相対的に移動させるのが好ましい。照射領域のＸ軸方向の長さが切断予定線Ｌの長さに対して小さい場合は、加熱光源及び集光装置を複数用いても良いが、加熱光を相対的に移動させると様々なサイズのガラス素板Ｇに対応可能な為好ましい。また、加熱光を固定照射すると、照射時間が長くなるにつれてガラス素板Ｇの温度が過度に上がってしまい、伝播亀裂２ｂが蛇行してしまう場合がある。すなわち、工程３は、切断予定線Ｌに沿って、前記加熱光を前記ガラス素板Ｇに対して相対的に移動させながら、前記伝播亀裂２ｂを伝播させる工程を含むのが好ましい。移動はガラス素板Ｇを動かすものでも、加熱光自体を動かすものでもよいが、外力付与装置３０を用いて外力Ｆを加えている時に移動させる場合は、加熱光を搬送させるのが簡便であり好ましい。
【００７０】
また、前述したように切断予定線の終端Ｌｂに近付くにつれて亀裂の伝播速度が低下する場合がある。その場合、亀裂がガラスエッジへ伝播するまで加熱光を固定照射せざるを得ないが、前述したように固定照射の時間が長くなるにつれてガラス素板Ｇの温度が過度に上がってしまい、終端付近の亀裂が蛇行し易くなる。本発明は加熱光を集光照射しながら前述した外力Ｆを加えることで、亀裂の伝播速度の低下を抑制した為、結果的に固定照射の時間を短縮することが可能となり、上記の亀裂の蛇行も抑制できるようになることがわかった。
【実施例】
【００７１】
本発明の実施例及び比較例を以下に示す。使用した各種装置と、ガラス素板は以下の通りである。
【００７２】
ガラス素板：フロートガラス板（ソーダライムガラス、１５０ｍｍ（Ｗ辺）×１０００ｍｍ（Ｄ辺）、厚み１９ｍｍ）
加熱光源及び集光装置：赤外線ラインヒーター（ハイベック社製ＨＹＬ２５−１２、ランプ長：１２ｃｍ、出力：２．１ｋＷ、焦点距離：２５ｍｍ）
【００７３】
実施例１
まず、図３〜５に示すような装置を用いて、ガラス素板を載置台の上に載せ、Ｗ辺をＹ軸方向、Ｄ辺をＸ軸方向とした。また、Ｗ辺の中心（７５ｍｍ）の位置を切断予定線（１０００ｍｍ）の始端とした。また、外力付与装置の１対のガラス固定部をＹ軸方向に動かし、該切断予定線からＹ軸プラス方向及びＹ軸マイナス方向にそれぞれ４０ｍｍの位置になるように設置した。また、この時のガラス素板のＸ軸プラス側の端部が、上記のガラス固定部で挟持可能な位置になるように、ガラス素板のＸ軸方向の位置を調節した。
【００７４】
（工程１）
次に、上記の切断予定線の始端を含むガラスエッジをガラスカッターで加傷して初期亀裂を形成した。
【００７５】
（工程２）
次に、赤外線ラインヒーターの焦点が該ガラス素板の表面になるようにＺ軸方向の高さを合わせ、赤外光の照射範囲が初期亀裂と重なるように、該赤外線ラインヒーターのＸ軸方向の位置を調節した。また、この時切断予定線の始端側から赤外線ラインヒーターをＸ軸方向へ侵入させ、切断予定線の始端側を０ｍｍとする時、赤外光の照射領域の切断予定線上の長さが約６０ｍｍになるように、該赤外線ラインヒーターのＸ軸方向の位置を調整した。
次に、赤外線ラインヒーターを点灯させ、切断予定線上に赤外光を集光し固定照射した。照射開始から１０〜１５秒後に初期亀裂から伝播亀裂が生じた。
【００７６】
（工程３、工程Ａ）
次に、赤外線ラインヒーターをＸプラス方向へ移動させながら伝播亀裂をさらに伝播させた。この時、加熱光の照射領域が伝播亀裂よりもＸプラス側になるようにし、伝播亀裂の伝播速度に合わせて該赤外線ラインヒーターをＸプラス方向へ移動させた。
【００７７】
切断予定線の終端ＬｂからＸマイナス方向へ５０〜６０ｍｍ離れた地点まで伝播亀裂が伝播したところで、顕著な伝播速度の低下が見られた。そこで、前述した外力付与装置のガラス固定部で切断予定線の始端側ガラス素板端部を挟持し、外力付与部を操作して切断予定面と直交する両方向へ、該ガラス素板を割く両方向に外力（約１０〜２０Ｎ）を加えた。なお、この時、赤外線ラインヒーターは切断予定線の終端を固定照射したままとした。外力を加えるとすぐに伝播亀裂の伝播速度が速くなり、切断予定線の終端のガラスエッジまで伝播亀裂が伝播し、ガラス素板のフルボディの等分切断が完了した。
【００７８】
上記のガラス素板の切断を２回行なったところ、得られた切断ガラス板（７５ｍｍ×１０００ｍｍ）は、いずれもキリコ等の発生はなく、切断面は鏡面を有し、切断予定線の終端付近に僅かな蛇行（約２〜３ｍｍ程度のソゲ）が見られたものの、切断面としては大きな問題のないものであった。また、赤外線ラインヒーターの照射開始からフルボディ切断が完了するまで５３〜５８秒であった。また、切断予定線の始端側は、切断後に切断面同士が約５ｍｍ程度Ｙ軸方向に離れていた。
【００７９】
実施例２
前記工程１と前記工程２の間に、外力付与装置で切断予定線の始端側のガラス素板端部に外力Ｆを加え、前記工程３の途中で外力Ｆを加える操作をしなかった他は、実施例１と同様の方法でガラス素板をフルボディで等分切断した。また、工程３では、切断予定線の終端付近で若干の亀裂の伝播速度の低下が見られたものの、実施例１よりも抑制されていた。
【００８０】
上記のガラス素板の切断を２回行なったところ、得られた切断ガラス板は、いずれもキリコ等の発生はなく、切断面は鏡面を有し、切断予定線の終端付近の蛇行がほぼないものであった。また、赤外線ラインヒーターの照射開始からフルボディ切断が完了するまで３９〜４１秒であった。また、切断予定線の始端側は、切断後に切断面同士が約５ｍｍ程度Ｙ軸方向に離れていた。
【００８１】
比較例１
外力付与装置で外力Ｆを加えなかった他は、実施例１と同様の方法でガラス素板をフルボディで等分切断した。また、工程３ではフルボディ切断が完了するまで赤外線ラインヒーターを固定照射した。
【００８２】
上記のガラス素板の切断を２回行なったところ、得られた切断ガラス板は、いずれもキリコ等の発生はなく、切断面は鏡面を有するものであった。また、切断予定線の終端付近に若干の蛇行（約５ｍｍ程度のソゲ）が見られた。また、赤外線ラインヒーターの照射開始からフルボディ切断が完了するまで６６〜７２秒であった。
【００８３】
以上より、切断予定線の始端側のガラス素板端部に外力を付与することで、切断速度が向上することがわかった。また、加熱光を照射する前から外力を付与することで、切断速度がさらに向上し、切断予定線の終端側の切断面の品質も向上することがわかった。これは、予め外力を加えることで、亀裂の伝播を補助した為であると考えられる。また、切断予定線の終端側については、伝播速度の低下が抑制された為に加熱光を照射する時間が従来より短くなり、その結果ガラス素板の温度が過度に上昇しなくなった為、亀裂の蛇行が抑制されたと考えられる。
【符号の説明】
【００８４】
Ｇ：ガラス素板、Ｌ：切断予定線、Ｌａ：切断予定線の始端、Ｌｂ：切断予定線の終端、Ｆ：外力、
２ａ：初期亀裂、２ｂ：伝播亀裂、
１０：赤外線ラインヒーター、
１１：赤外光、
３０：外力付与装置、
３１：ガラス固定部、３１ａ：上面固定部、３１ｂ：下面固定部、３１ｃ：固定部基台、３１ｄ：接触部材、３１ｅ：連結部、
３２：外力付与部、３２ａ：加圧装置、３２ｂ：加圧アーム、３２ｃ：アーム連結部、
３３：固定部用ガイド、
３４ａ：支持柱、３４ｂ：外力付与装置のスライダ、３４ｃ：外力付与装置の搬送レール、
４０：載置台、
４１：ガラス素板の搬送レール、４１ａ：回転ロール、
５０：門型フレーム、５０ａ：懸架ロッド、５０ｂ：支持柱、
５１：赤外線ラインヒーターの搬送レール、
５２：第２スライダ、
５３：連結具、
５４：第１スライダ
【図１】
2020001933.tif 000003
【図２】
2020001933.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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