(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板ガラスをロール状に巻回してなるガラスロール本体の長手方向端部がその全厚にわたり熱応力による割断面とされてなり、前記薄板ガラスが間材とともにロール状に巻回されて前記ガラスロール本体が前記薄板ガラスと前記間材とからなる積層構造とされ、前記間材の幅が前記薄板ガラスの幅よりも小さくされ、前記間材の幅方向端部よりも前記薄板ガラスの幅方向端部が外方に突出されてなる薄板ガラスロール。
【請求項２】
前記ガラスロール本体の長手方向端部における熱応力による割断面の全部が鏡面であり、表面粗さＲａの値が５ｎｍ以下にされてなる請求項１に記載の薄板ガラスロール。
【請求項３】
前記ガラスロール本体が前記薄板ガラスの表面または裏面を内側にしてロール状に巻回されてなる請求項１または請求項２に記載の薄板ガラスロール。
【請求項４】
前記間材の幅方向端部よりも外方に突出された前記薄板ガラスの幅方向端縁に面取り部が形成されてなる請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄板ガラスロール。
【請求項５】
前記面取り部が、研削面、研磨面、レーザー加工面、エッチング加工面のいずれかにより形成されてなる請求項４に記載の薄板ガラスロール。
【請求項６】
前記薄板ガラスが筒型のロール芯材の外周面に沿ってロール巻きされ、前記ロール芯材外周部において前記薄板ガラスの始端部を前記ロール芯材の外周部に沿って巻き始める部分に、前記薄板ガラスの始端部を収容して該始端部と前記ロール芯材外周面との段差を無くする凹溝が形成されてなる請求項１〜５のいずれか一項に記載の薄板ガラスロール。
【請求項７】
前記薄板ガラスと前記間材とが積層状態でロール巻きされた構造であり、前記薄板ガラスの最外周部よりも前記間材の最外周部が１周分余計にロール巻きされて前記間材により前記薄板ガラスの最外周部が覆われてなる請求項１〜６のいずれか一項に記載の薄板ガラスロール。
【請求項８】
前記ロール芯材の直径をＤ、前記薄板ガラスの厚さをｔと表記した場合、０．０１ｍｍ≦ｔ≦０．５ｍｍの範囲において、１２．５ｍｍ≦Ｄ≦６２５ｍｍの関係である請求項６または請求項７に記載の薄板ガラスロール。
【請求項９】
前記ガラスロール本体の長手方向端部における熱応力による割断面が、前記薄板ガラスの端部を加熱手段により加熱した状態での熱応力による割断面である請求項１〜８のいずれか一項に記載の薄板ガラスロール。
【請求項１０】
帯状の長尺のガラスリボンをその長さ方向に搬送途中でその幅方向両端部分を所定幅のトリム位置に沿って部分加熱処理を行い熱応力によりガラスリボンをその長さ方向に割断し割断面をその全厚に渡り熱応力による割断面とするトリム工程と、前記長尺のガラスリボンの所定位置の幅方向に沿って切断する切断工程と、前記トリム工程と前記切断工程を施して得た薄板ガラスをロール状に巻き込むロール巻き工程と、前記ロール巻き工程により積層された前記薄板ガラスの幅方向の側面を研磨する工程を備えてなる薄板ガラスロールの製造方法。
【請求項１１】
前記薄板ガラスの幅よりも幅の狭い間材を前記薄板ガラスとともにロール状に巻き込んで積層構造のガラスロール本体を形成する際に、前記間材の幅方向端部よりも前記薄板ガラスの幅方向端部を突出するようにロール状に巻き込む請求項１０に記載の薄板ガラスロールの製造方法。
【請求項１２】
帯状の長尺のガラスリボンをその長さ方向に搬送途中でその幅方向両端部分を所定幅のトリム位置に沿って部分加熱処理を行い熱応力によりガラスリボンをその長さ方向に割断し割断面をその全厚に渡り熱応力による割断面とするトリム工程と、前記長尺のガラスリボンの所定位置の幅方向に沿って切断する切断工程と、前記トリム工程と前記切断工程を施して得た薄板ガラスをロール状に巻き込むロール巻き工程を備え、
前記ロール巻き工程において前記薄板ガラスの幅よりも幅の狭い間材を前記薄板ガラスとともにロール状に巻き込んで積層構造のガラスロール本体を形成し、前記間材の幅方向端部よりも前記薄板ガラスの幅方向端部を突出するようにロール状に巻き込む薄板ガラスロールの製造方法。
【請求項１３】
帯状の長尺のガラスリボンをその長さ方向に搬送途中でその幅方向両端部分を所定幅のトリム位置に沿って部分加熱処理を行い熱応力によりガラスリボンをその長さ方向に割断し割断面をその全厚に渡り熱応力による割断面とするトリム機構と、前記長尺のガラスリボンの所定位置の幅方向に沿って切断する切断機構と、前記トリム機構による割断除去処理と前記切断機構による切断処理により得た薄板ガラスをロール状に巻き込むロール巻き機構と、ロール状に巻き込まれて積層された前記薄板ガラスの幅方向の側面を研磨する機構を具備してなる薄板ガラスロールの製造装置。
【請求項１４】
前記薄板ガラスを外周面に巻き付ける筒型のロール芯材を前記ロール巻き機構に備えてなる請求項１３に記載の薄板ガラスロールの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄板ガラスをロール状に巻回してなる薄板ガラスロールならびにその製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置やプラズマディスプレイなど、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板が大板化かつ薄板化されるとともに、太陽電池等のデバイスのガラス基板、照明装置のカバーガラス等のガラス基板なども大板化かつ薄板化されてきている。これらの大板で薄板のガラス基板を効率良く目的の大きさに切断して安全に搬送する技術が重要視されてきている。
前記ガラス基板の一般的な製造方法としてフロート法が知られており、フロート法を用いた板ガラスの製造方法は、溶融錫の表面上に溶融ガラスを供給してシート状のガラスリボンに成形し、所定幅の高温のガラスリボンを溶融錫の表面から帯状のまま引き出し、この帯状のガラスリボンを切断装置によって目的の長さに切断して矩形状の板ガラスを製造する方法として知られている。
【０００３】
前記帯状のガラスリボンを切断する装置の一例として、特許文献１に記載の如くコンベヤにより搬送中の帯状のガラスリボンをその搬送方向に直交する切筋に沿って切断する装置であって、円周部分の１箇所あるいは複数箇所をフラット構造とした三角柱型のブレーカーロールをガラスリボンの搬送路の下側にその中心軸周りに回転自在に設置し、このブレーカーロールの回転によりガラスリボンの切筋下面を突き上げるように押圧し、切筋に沿ってガラスリボンを折るように切断する装置が提供されている。
【０００４】
上述の如くガラスの切断機構において所定の大きさに切断されたガラス基板は、フラットパネルディスプレイなどの製造工場に輸送され、各製造工場において目的の商品に組み立てられるので、薄板状のガラス基板であっても、輸送時等に破損しないように留意する必要がある。そのための梱包技術の一例として、特許文献２に記載の如く、パレット上に水平にガラス基板と梱包緩衝材とを交互に積み重ね、クッション材で固定した梱包方法が知られている。
また、ガラス基板を薄板化した場合、変形による引張応力の増加が少なくなる。このため、多少曲げた状態で搬送しても簡単には割れ難くなっている。しかしながら、如何に梱包方法を工夫したとしても、ガラス基板を積み重ねて収容し、梱包する限り、下側に位置するガラス基板には上側に位置するガラス基板の荷重が作用し、搬送途中に下側のガラス基板には負荷がかかるおそれがある。
【０００５】
そこで、搬送時の薄板ガラス基板破損のおそれを少なくするとともに、コンパクトな搬送形態を実現するために、特許文献３に記載の如く薄板のガラス基板をロール巻き状態として搬送する技術が提供されている。
特許文献３に記載のガラスシートをロール巻き状態として搬送する技術にあっては、ガラスシートが巻芯に巻き取られてロール状に形成され、ガラスシートにスクライブライン（予備亀裂線）が形成され、スクライブラインの少なくとも１つが、ガラスシートの幅方向に設けられ、スクライブラインを内側にしてガラスシートが巻芯の外周面に巻き付けられた構成とされていた。この構成のガラスロールは、長尺の連続する帯状のガラスシートの幅方向にホイールカッターなどの工具を用いて所定間隔毎にＶ字溝型のスクライブラインを形成した後、連続的に芯材の外周面に巻き込むことでガラスロールとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２５９６０５４号公報
【特許文献２】特開２００６−２６４７８６号公報
【特許文献３】特開２００７−１１９３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述の如く薄板のガラスシートをロール状に巻回してガラスロールを構成してから輸送するならば、ガラス基板を平板状のまま輸送するよりもガラスの輸送効率上、遙かに効率が良く、輸送作業における取り扱いも容易であり、ガラスシートの損傷のおそれも低く、省エネルギー輸送が可能となる利点がある。
よって薄板のガラスシートの場合、ガラスロールの状態で搬送することが好ましいが、前述の特許文献３に記載の技術にあっては、スクライブラインを内側にしてガラスシートを巻芯に巻き付ける技術であるため、ガラスシートの表裏面で強度差が生じ、ガラスシートを巻き付ける方向が制限される問題があった。
【０００８】
次に、ガラスシートをロール状に巻回したガラスロールにあっては、ガラスロールの両端側に薄いガラスシートの端部が露出するため、特にこの両端部分においてガラスシートの端縁部分に負荷がかかり易く、両端部分においてガラスシートを破損するおそれを有している。このため、ガラスロールの両端部分におけるガラスシート縁部の傷付き防止や破損を防止できる構造が望まれる。
また、ガラスシートを巻芯の外周面に巻き付ける場合、外周面に最初に巻き掛けるガラスシートの巻き初め部分の先端縁は仮止めしておく必要があるが、薄いガラスシートである場合、先端縁を傷付けることなく確実に仮止めして巻芯に巻き付けできる構造が望まれる。
次に、巻芯に対しガラスシートを多層巻きする場合、ガラスシートの巻き初め部分の先端縁の上に２層目のガラスシートを巻き付けることとなるが、ガラスシートの巻き初め部分に段差を生じたままガラスシートを重ねて多層巻きすると、段差部分の上に多層巻きされるガラスシートに巻き締め力や荷重に応じて負荷がかかるおそれがあるので、巻芯に対するガラスシートの巻き初め部分の構造もガラスシートに対する負荷が作用しない構造を採用する必要がある。
【０００９】
以上の背景から本発明は、薄板ガラスをロール状に巻回してなるガラスロールを得るために有効な技術の提供を目的とする。
本発明は、ガラスロールの構造において薄板ガラスに不要な負荷が作用し難く、取り扱い時の破損や損傷のおそれを少なくし、安全な搬送を目的とした薄板ガラスロールとその製造方法および製造装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の薄板ガラスロールは、薄板ガラスをロール状に巻回してなるガラスロール本体の長手方向端部がその全厚にわたり熱応力による割断面とされてなり、前記薄板ガラスが間材とともにロール状に巻回されて前記ガラスロール本体が前記薄板ガラスと前記間材とからなる積層構造とされ、前記間材の幅が前記薄板ガラスの幅よりも小さくされ、前記間材の幅方向端部よりも前記薄板ガラスの幅方向端部が外方に突出されてなる。
本発明の薄板ガラスロールは、前記ガラスロール本体の長手方向端部における熱応力による割断面の全部が鏡面であり、表面粗さＲａの値が５ｎｍ以下にされてなる。
本発明の薄板ガラスロールは、前記ガラスロール本体が前記薄板ガラスの表面または裏面を内側にしてロール状に巻回されてなる。  
【００１１】
本発明の薄板ガラスロールは、前記間材の幅方向端部よりも外方に突出された前記薄板ガラスの幅方向端縁に面取り部が形成されてなる。
本発明の薄板ガラスロールは、前記面取り部が、研削面、研磨面、レーザー加工面、エッチング加工面のいずれかにより形成されてなる。
本発明の薄板ガラスロールは、前記薄板ガラスが筒型のロール芯材の外周面に沿ってロール巻きされ、前記ロール芯材外周部において前記薄板ガラスの始端部を前記ロール芯材の外周部に沿って巻き始める部分に、前記薄板ガラスの始端部を収容して該始端部と前記ロール芯材外周面との段差を無くする凹溝が形成されてなる。
【００１２】
本発明の薄板ガラスロールは、前記薄板ガラスと前記間材とが積層状態でロール巻きされた構造であり、前記薄板ガラスの最外周部よりも前記間材の最外周部が１周分余計にロール巻きされて前記間材により前記薄板ガラスの最外周部が覆われてなる。
本発明の薄板ガラスロールは、前記ロール芯材の直径をＤ、前記薄板ガラスの厚さをｔと表記した場合、０．０１ｍｍ≦ｔ≦０．５ｍｍの範囲において、１２．５ｍｍ≦Ｄ≦６２５ｍｍの関係である。
本発明の薄板ガラスロールは、前記ガラスロール本体の長手方向端部における熱応力による割断面が、前記薄板ガラスの端部を加熱手段により加熱した状態での熱応力による割断面である。
【００１３】
本発明の薄板ガラスロールの製造方法は、帯状の長尺のガラスリボンをその長さ方向に搬送途中でその幅方向両端部分を所定幅のトリム位置に沿って部分加熱処理を行い熱応力によりガラスリボンをその長さ方向に割断し割断面をその全厚に渡り熱応力による割断面とするトリム工程と、前記長尺のガラスリボンの所定位置の幅方向に沿って切断する切断工程と、前記トリム工程と前記切断工程を施して得た薄板ガラスをロール状に巻き込むロール巻き工程と、このロール巻き工程により積層された前記薄板ガラスの幅方向の側面を研磨する工程を備えてなることを特徴とする。
本発明の薄板ガラスロールの製造方法は、前記薄板ガラスの幅よりも幅の狭い間材を前記薄板ガラスとともにロール状に巻き込んで積層構造のガラスロール本体を形成する際に、前記間材の幅方向端部よりも前記薄板ガラスの幅方向端部を突出するようにロール状に巻き込む。
本発明の薄板ガラスロールの製造方法は、帯状の長尺のガラスリボンをその長さ方向に搬送途中でその幅方向両端部分を所定幅のトリム位置に沿って部分加熱処理を行い熱応力によりガラスリボンをその長さ方向に割断し割断面をその全厚に渡り熱応力による割断面とするトリム工程と、前記長尺のガラスリボンの所定位置の幅方向に沿って切断する切断工程と、前記トリム工程と前記切断工程を施して得た薄板ガラスをロール状に巻き込むロール巻き工程を備え、前記ロール巻き工程において前記薄板ガラスの幅よりも幅の狭い間材を前記薄板ガラスとともにロール状に巻き込んで積層構造のガラスロール本体を形成し、前記間材の幅方向端部よりも前記薄板ガラスの幅方向端部を突出するようにロール状に巻き込むことを特徴とする。
【００１４】
本発明の薄板ガラスロールの製造装置は、帯状の長尺のガラスリボンをその長さ方向に搬送途中でその幅方向両端部分を所定幅のトリム位置に沿って部分加熱処理を行い熱応力によりガラスリボンをその長さ方向に割断し割断面をその全厚に渡り熱応力による割断面とするトリム機構と、前記長尺のガラスリボンの所定位置の幅方向に沿って切断する切断機構と、前記トリム機構による割断除去処理と前記切断機構による切断処理により得た薄板ガラスをロール状に巻き込むロール巻き機構と、ロール状に巻き込まれて積層された前記薄板ガラスの幅方向の側面を研磨する機構を具備してなることを特徴とする。
本発明の薄板ガラスロールの製造装置は、前記薄板ガラスを外周面に巻き付ける筒型のロール芯材を前記ロール巻き機構に備えてなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、薄板ガラスであってもハンドリングが容易であって輸送時に破損などのおそれを少なくしたガラスロール本体を備えた薄板ガラスロールを提供できる。薄板ガラスの長手方向端部の割断面をその全厚にわたる熱応力による割断面とするならば、薄板ガラスの表面と裏面を問わずにロール巻きしてガラスロール本体を構成できるので、ロール巻き時の自由度が高くなる。
薄板ガラスを間材とともにロール巻きすることでロール状に巻き付けた薄板ガラスを保護できる。  
ロール状に巻き付けた薄板ガラスの端部に面取り部を設けて面取りした構造とすることにより、薄板ガラスの端部側において薄板ガラスがいっそう損傷し難い構造を提供できる。
【００１６】
薄板ガラスをロール芯材の外周面に巻き付けてガラスロール本体を構成すると、ロール芯材によりガラスロール本体を内側から補強して保護できる。また、薄板ガラスの巻き初め部分である始端部側を収容する凹溝をロール芯材の外周面に形成することにより、ロール芯材の外周面に薄板ガラスを巻き始めた部分において外周面と薄板ガラスの始端部との間に段部を形成しないようにできる。このため、薄板ガラスの始端部の上層側に更に薄板ガラスをロール巻きしてもロール巻きした薄板ガラスの曲率が大きく変化することのない構造を提供でき、下層側の薄板ガラスに不要な負荷が作用することもない。
【００１７】
本発明の製造方法および製造装置によれば、帯状の長尺のガラスリボンを搬送する途中でその幅方向端部をトリムして幅を揃え、必要な長さに割断することができ、この割断後の薄板ガラスをロール状に巻き込むロール巻き工程を具備するので、薄板ガラスであってもハンドリングが容易であって輸送時に破損などのおそれを少なくしたガラスロール本体を備えた薄板ガラスロールを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は本発明に係る薄板ガラスロールの第１実施形態を示す斜視図。
【図２】図２は図１に示す薄板ガラスロールに適用されるロール芯材に薄板ガラスをロール巻きする直前の状態を示す斜視図。
【図３】図３は本発明に係る薄板ガラスロールの製造方法の一例について工程順に説明するフロー図。
【図４】図４は同薄板ガラスとそれを製造する装置の一例を示すもので、図４（Ａ）は薄板ガラスを搬送途中の割断機構と割断後の薄板ガラスを巻き込む状態を示す平面略図、図４（Ｂ）は同薄板ガラスの断面略図、図４（Ｃ）は側面略図、図４（Ｄ）は同薄板ガラスの巻き込み状態の他の例を示す側面略図。
【図５】図５は前記薄板ガラスを切断した状態を示す説明図。
【図６】図６は同薄板ガラスの切断状態を説明するための側面図。
【図７】図７は薄板ガラスと間材を積層してロール芯材に巻き込み形成した本発明に係る薄板ガラスロールの第２実施形態を示すもので、図７（Ａ）は薄板ガラスロールの斜視図、図７（Ｂ）は同ガラスロールの端部側を示す断面図。
【図８】図８は本発明に係る薄板ガラスロールの第３実施形態を説明するためのもので、図８（Ａ）は薄板ガラスロールの端部側を示す断面図、図８（Ｂ）は薄板ガラスの厚さ方向における位置毎の引張応力を説明するための側面図。
【図９】図９は本発明に係る薄板ガラスロールの第４実施形態を示す側面図。
【図１０】図１０はロール芯材に薄板ガラスの始端部側を仮止めする構造を採用した本発明に係る薄板ガラスロールの第５実施形態を示す斜視図。
【図１１】図１１はガラスシートに保護フィルムを貼り合わせてからロール巻きする構造を採用した本発明に係る薄板ガラスロールの第６実施形態とその製造装置の一例を示す側面図。
【図１２】図１２は本発明に係る薄板ガラスロールの製造方法において、薄板ガラスロールの側面を研磨する別の一例を説明するためのもので、図１２（Ａ）は薄板ガラスロールと研磨具とを示す要部正面図と要部側面図、図１２（Ｂ）は研磨具を斜めにした場合の要部側面図、図１２（Ｃ）は研磨具が螺旋状ブラシの場合の要部側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る薄板ガラスロールの第１実施形態について説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に制限されるものではない。なお、ここでの「割断」とは、スクライブすることなしに、全厚を分離する方法のみに用いる。他方で、スクライブと折り（「ブレイク」と呼ぶこともある。）の二工程の組み合わせによる方法は、ガラス表面にスクライブの痕跡を残し、これがガラス強度に影響するため、本質的に「割断」と異種の方法である。ここでは、スクライブと折りの二工程の組み合わせによる方法と、「割断」と、を含む概念として「切断」を用いる。
図１は本実施形態の薄板ガラスロール１を示すもので、本実施形態の薄板ガラスロール１は、その中心部側に設けられている筒型のロール芯材２と、このロール芯材２の外周面に多層巻きされているシート状の薄板ガラス３からなるガラスロール本体４を主体として構成されている。
【００２０】
本実施形態のロール芯材２は樹脂などの材料からなる一体成形構造とされ、図２のように、その外周面２Ａの一部にロール心材２の長さ方向に沿ってロール芯材２の全長に亘る凹溝２Ｂが形成されている。この凹溝２Ｂは、ロール芯材２の外周面２Ａの一部をロール芯材２の長さ方向全長にわたり直線状に一定の深さで穿つように形成されている。
この凹溝２Ｂは、ロール芯材２の外周面２Ａにほぼ直角向きに配置された内壁面２ａと、この内壁面２ａの底部を最深部として、その最深部からロール芯材２の外周面２Ａに徐々に連続して至るように傾斜し、外周面２Ａに近付くようにロール芯材２の外周面側に延在する底面部２ｂとから構成されている。前記凹溝２Ｂの内壁面２ａはそれを延長するとロール芯材２の中心軸を通過する平面になるように向きが規定されている。凹溝２Ｂにおいて内壁面２ａの深さは、外周面２Ａの表面からほぼ薄板ガラス３の厚さに相当する分の深さに形成されている。また、底面部２ｂは内壁面２ａの最深部の位置からロール芯材２の外周面２Ａの周方向に沿って所定の距離離れた位置において滑らかに外周面２Ａに連続するような曲率の傾斜面に形成されていることが好ましい。即ち、この凹溝２Ｂは、後述する薄板ガラス３の長さ方向始端部３ａを内壁面２ａに突き当てた状態で薄板ガラス３の長さ方向始端部３ａ側をロール芯材２の外周面２Ａ上に段差を生じることなく沿わせて配置することができるように構成されている。
【００２１】
本実施形態の薄板ガラス３は、ロール心材２の全長とほぼ同等の幅を有する帯状の長尺のガラスシートからなり、その長さ方向始端部３ａをロール心材２の凹溝２Ｂの内壁面２ａに突き当てるとともに、始端部３ａを凹溝２Ｂに納めたまま、始端部３ａを接着等の接合手段により凹溝２Ｂの内部側に仮止め固定し、この状態から長尺の薄板ガラス３をロール心材２の外周面に沿って順次多層ロール巻きすることによりロール心材２に一体化されて薄板ガラスロール１が形成されている。
【００２２】
なお、本実施形態の薄板ガラスロール１において、ロール芯材２の直径をＤ１、薄板ガラス３の厚さをｔと表記した場合、０．０１ｍｍ≦ｔ≦０．５ｍｍの範囲において、１２．５ｍｍ≦Ｄ１≦６２５ｍｍの関係であることが好ましい。本実施形態の薄板ガラスロール１において、薄板ガラスをロール状に巻くことは薄板ガラスシートを最大曲率直径Ｄ１で曲げる事と同じであり、薄板ガラス表面の凸側に発生する最大引張応力σは次式で示される。Ｅは薄板ガラスのヤング率である。
σ＝Ｅ×ｔ／Ｄ１            …（１）
本実施形態の割断によるトリム方法によれば、破壊応力の下限値は１００ＭＰａ以上であるが、ロール巻き時の周方向摩擦力や、ガラス端部の中央部に対する相対的な引張応力の増加分、或いはロール本体の温度変化に伴う応力増加分などを考慮すると、σを６０ＭＰａ以下となるようにＤ１を決定することが好ましい。式（１）のσを６０ＭＰａ、Ｅを７５ＧＰａ、とすると、０．０１ｍｍ≦ｔ≦０．５ｍｍの範囲に対するＤ１の範囲として、１２．５ｍｍ≦Ｄ１≦６２５ｍｍが好ましいことが分かる。
薄板ガラス３の厚さ範囲において、Ｄ１の値を上述の関係を満足させることで、薄板ガラス３を破壊せしめる過度の負荷や引張歪をかけることなくロール巻きすることができる
【００２３】
本実施形態に適用される薄板ガラス３は、加熱溶融法により製造されるガラスである限り、組成的には特に制約されない。従って、ソーダライムガラスに代表されるソーダライムシリカ系ガラスやアルカリホウケイ酸ガラスのようなアルカリガラスのいずれであっても良い。
【００２４】
建築用または車両用の薄板ガラス３に使用されるソーダライムガラスの場合には、酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２：６５〜７５％、Ａｌ２Ｏ３：０〜３％、ＣａＯ：５〜１５％、ＭｇＯ：０〜１５％、Ｎａ２Ｏ：１０〜２０％、Ｋ２Ｏ：０〜３％、Ｌｉ２Ｏ：０〜５％、Ｆｅ２Ｏ３：０〜３％、ＴｉＯ２：０〜５％、ＣｅＯ２：０〜３％、Ｂａ０：０〜５％、ＳｒＯ：０〜５％、Ｂ２Ｏ３：０〜５％、ＺｎＯ：０〜５％、ＺｒＯ２：０〜５％、ＳｎＯ２：０〜３％、ＳＯ３：０〜０.３％という組成を有することが好ましい。
【００２５】
液晶ディスプレイ用の基板に使用される無アルカリガラスの薄板ガラス３の場合には、酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２：３９〜７０％、Ａｌ２Ｏ３：３〜２５％、Ｂ２Ｏ：１〜２０％、ＭｇＯ：０〜１０％、ＣａＯ：０〜１７％、ＳｒＯ：０〜２０％、Ｂａ０：０〜３０％という組成を有することが好ましい。
プラズマディスプレイ用の基板に使用される混合アルカリ系ガラスの薄板ガラス３の場合には、酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２：５０〜７５％、Ａｌ２Ｏ３：０〜１５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ：６〜２４％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ：６〜２４％、という組成を有することが好ましい。
【００２６】
本発明に係る薄板ガラス３は、ガラス原料を溶融して溶融ガラスを製造する溶融手段と、溶融ガラスを成形する成形手段と、成形後のガラスシートを徐冷する徐冷手段と、徐冷後のガラスシートの幅方向両端部を所定幅にわたり除去するトリム手段と、ガラスシートを所定の長さに切断する切断手段により製造される。なお、溶融手段、成形手段、徐冷手段、トリム手段、切断手段については、公知技術の範囲である。たとえば、溶融手段は、所望の組成になるように調整したガラス原料を溶融槽に投入し、ガラスの種類に応じた所定の温度、たとえば、建築用や車両用等のソーダライムガラスの場合、約１４００〜１６００℃に加熱してガラス原料を溶融して溶融ガラスを得る。たとえば、成形手段としては、フロート法、フュージョン法またはダウンロード法などによる成形装置が挙げられる。
【００２７】
前記の中でもフロート法のためのフロートバスを用いた成形手段が薄板ガラス３を含めて広範囲の厚さの高品質な板ガラスを大量に製造できる理由から好ましい。
たとえば、徐冷手段としては、成形後のガラスの温度を徐々に下げるための機構を備えた徐冷炉が一般的に用いられる。徐々に温度を下げる機構は、燃焼ガスまたは電気ヒータにより、その出力が制御された熱量を、炉内の必要位置に供給して成形後のガラスを徐冷する。これによって、成形後のガラスに内在する残留応力を無くすることができる。
【００２８】
次に、前記構成の薄板ガラスロール１の製造方法の一具体例について図面を参照して説明する。図３は、本発明に係る薄板ガラスロールの製造方法の一実施形態のフロー図である。
本発明の薄板ガラスロールの製造方法は、一例として、溶融槽などの溶融手段により前述の各組成の溶融ガラスを溶融して溶融ガラスを製造する溶融工程Ｋ１と、溶融槽よりも下流側で溶融ガラスを成形する成形工程Ｋ２と、その後工程において溶融ガラスを徐冷してガラスリボンとする徐冷工程Ｋ３と、徐冷後のガラスリボンの幅を規定するトリム工程Ｋ４と、ガラスリボンを目的の長さに切断して薄板ガラスとする切断工程Ｋ５と、切断後の薄板ガラスをロール巻きするロール巻き工程Ｋ６を具備する製造方法である。
【００２９】
図４（Ａ）は徐冷工程Ｋ３の後工程として、徐冷後の長尺の帯状のガラスリボン１０を搬送する搬送路１１に沿って設けられているトリム機構１２と切断機構１３とロール巻き機構１４を備えた薄板ガラスロール製造装置の一例を示す構成図である。
図４（Ｃ）に示す如くガラスリボン１０の搬送路１１には複数の搬送ローラ１６が個々に水平に架設され、長尺の帯状のガラスリボン１０をほぼ水平状態で図４（Ａ）、（Ｃ）の矢印Ａ方向に搬送できるように構成されている。なお、図４（Ａ）においては搬送ローラ１６の記載を略している。
ここで徐冷工程Ｋ３から搬送されてくるガラスリボン１０は長尺の帯状ではあるが、図４（Ｂ）に示す如くその幅方向両端部分が肉厚部１０ａとされ、その幅方向中央部分が均一厚さの均質部１０ｂとされているので、両端側の肉厚部１０ａはトリム部として除去し、均質部１０ｂを製品として使用する。
【００３０】
ガラスリボン１０の肉厚部１０ａを除去するために、搬送路１１の上方において幅方向両側の肉厚部１０ａと幅方向中央側の均質部１０ｂとの境界部分の上方に、個々に加熱装置１８が設けられ、この加熱装置１８を備えて長尺の帯状のガラスリボン１０の両端側の肉厚部１０ａを除去するトリム機構１２が構成されている。
本実施形態のトリム機構１２の後に搬送路１１の上方であって搬送途中のガラスリボン１０の上方に位置するように案内部材２１により移動自在に支持された加熱装置２２が設けられ、案内部材２１と加熱装置２２によって切断機構１３が構成されている。切断機構１３の案内部材２１は、ガラスリボン１０の搬送方向に対し所定の角度で傾斜した状態で水平に架設され、ガラスリボン１０の上方に沿って加熱装置２２を搬送方向に対し所定の傾斜角度のまま水平方向に往復移動できるように構成されている。
次に、前記切断機構１３の後方側（搬送路１１の下流側）において搬送路１１の上側に水平支持された回転軸２５によって支持された状態のロール芯材２が設けられ、ロール芯材２に割断後の薄板ガラス３をロール巻きすることで薄板ガラスロール１を形成できるようになっている。
【００３１】
前記加熱手段１８、２２については、レーザー光照射装置、加熱空気噴射装置、燃焼炎噴射装置、放電エネルギー装置などを単独または複合で使用できる。高い割断精度を得るためには、エキシマレーザー照射装置、ＹＡＧレーザー照射装置、炭酸ガスレーザー照射装置、または一酸化炭素レーザー照射装置などのレーザー光照射装置、または燃焼炎噴射装置を用いることが好ましい。
本実施形態では、帯状のガラスリボン１０の肉厚部１０ａを除去するためには、均質部１０ｂと肉厚部１０ａとの境界部分上面に予めＶ溝等の予備亀裂部を切断工具等を用いて形成することなく、加熱手段１８によりガラスリボン１０の長さ方向に沿って順次加熱処理を行う。
【００３２】
切断機構１３の案内部材２１は、一例として、スライドレールとこのスライドレールに沿って移動自在に設けられたスライド板を備えて構成され、このスライド板に加熱装置２２が装着されていて、加熱装置２２がスライドレールに沿って水平移動自在に支持されている。したがって加熱装置２２を取り付けたスライド板がラックピニオン機構などによりスライドレールに沿って所定の速度で矢印Ａに対して斜め方向に水平移動することにより、ガラスリボン１０の長さ方向に対し直角方向に、即ち、ガラスリボン１０の幅方向に加熱装置２２による局所加熱領域を移動させることができる。
【００３３】
図４（Ａ）に示す如く矢印Ａ方向に帯状のガラスリボン１０を搬送する際、割断位置１０ｃに沿って加熱装置１８による局所加熱位置を順次ガラスリボン１０の長さ方向に移動させることで、Ｖ字溝等の予備亀裂部を起点として生成する亀裂によらず、順次ガラスリボン１０の長さ方向に伝搬し肉厚部１０ａを切断除去することができる。このガラスリボン１０の肉厚部１０ａを除去する（トリムする）際の現象として、局所加熱された部位とその周囲部分の温度が低い部分との間に存在する熱膨張差に起因し、亀裂を伝搬する方向に熱応力が作用するので、図４（Ａ）に示す如く帯状のガラスリボン１０を矢印Ａ方向に搬送する場合、亀裂を帯状のガラスリボン１０の長さ方向に沿って順次伝搬できる。従って、ガラスリボン１０において、肉厚部１０ａを除去して得た均質部１０ａの両端面は割断面となる。このため、従来の技術のうち、予備亀裂、いわゆるスクライブを導入する場合には、スクライブを導入した側のガラスの強度が低下するが、本発明ではスクライブを導入することなく割断するので、ガラスの表裏面の強度の差が発生しない。よって、薄板ガラス３をロール状に巻く際に、ガラス面の選択に制約がなく、その自由度が高い。
【００３４】
また、ガラスリボン１０を目的の位置においてその幅方向に亀裂が進行するように切断するには、帯状のガラスリボン１０の幅方向一側端部に幅方向に向けて所定長さの切り込み状の予備亀裂部３Ａを、切削工具等により形成しておき、この予備亀裂部３Ａの部分を始点としてガラスリボン１０の幅方向に沿って直線状に加熱手段２２による局所加熱位置移動を行い、ガラスリボン１０の予備亀裂部３Ａの位置から幅方向他側端部まで順次亀裂を移動させることでガラスリボン１０を切断し、所定長さの薄板ガラス３を製造できる。切断工具は、超硬合金ホイールなどであっても適用できるが、ラテラルクラックを発生させ易いという理由から先端を尖らせた単結晶ダイヤモンドまたは焼結ダイヤモンドなどのカッターを使用することが好ましい。
加熱手段２２によるガラスリボン１０の切断位置をガラスリボン１０の幅方向に沿って正確に形成するためには、ガラスリボン１０の矢印Ａ方向に対する移動速度を勘案し、加熱手段２２を図４（Ａ）の矢印Ｂ方向に移動させると良い。この操作によってガラスリボン１０の幅方向一側端部に形成した予備亀裂部３Ａをガラスリボン１０の幅方向全体に伝搬させることで、ガラスリボン１０を所望の長さと切断角度の薄板ガラス３として切断することができる。図４（Ａ）の符号３ｂは、加熱装置２２によってガラスリボン１０を切断した後に得られた薄板ガラス３の後端部を示し、符号３ｃは薄板ガラスの幅方向端部側の側面を示す。なお、幅方向の切断においても、長手方向のトリム工程と同様に、予備亀裂によらず割断してもよい。この場合には、幅方向の切断面も、切り込み（スクライビング）痕が残らず、幅方向端部のガラス表裏面の強度の差がなくなる。また、切断においては、加熱手段によらず、従来の切り込みと折り（ブレイク）からなる方法等のその他の方法を採用してよい。
【００３５】
ガラスリボン１０を切断して得た薄板ガラス３は次のロール巻き機構１４においてロール芯材２に巻き込まれる。薄板ガラス３の始端部３ａをロール芯材２に巻き込むためには、図２に示す如く薄板ガラス３の始端部３ａに接着剤を塗布しておき、凹溝２Ｂの内壁面２ａに始端部３ａを突き当てて仮止めし、ここから順次ロール芯材２の外周面に薄板ガラス３を多層ロール巻きすることで、図１に示す構成の薄板ガラスロール１を得ることができる。
所定長さの薄板ガラス３をロール芯材２に巻き込んで１つの薄板ガラスロール１を形成したならば、回転軸２５から薄板ガラスロール１を取り外し、回転軸２５に別のロール芯材２を装着し、再度、別の薄板ガラス３の巻き込み作業を行えば良い。
なお、図４（Ｃ）では回転軸２５の位置を搬送路１１の上方に設置し、搬送路１１の上側に向けて薄板ガラス３を巻き取る構造としているが、回転軸２５を図４（Ｄ）に示す如く搬送路１１の下方に設置し、搬送路１１の下側に向けて薄板ガラス３を巻き取る構造としても良い。
【００３６】
図５は、搬送されてきたガラスリボン１０を加熱装置２２による局所加熱位置移動によって切断した状態を模式的に示し、図６は切断前に加熱装置２２から局所加熱した状態の一例を示す。
図５に示す如くガラスリボン１０の幅方向一側端部にはガラスリボン１０の幅方向に向くＶ字溝等の予備亀裂部３Ａが形成されているので、この位置からガラスリボン１０の他側に向けて加熱装置２２による局所加熱位置を移動させることで、予備亀裂部３Ａを起点として生じる亀裂を伝搬させてガラスリボン１０を割断して薄板ガラス３を形成できる。図５では表示の簡略化のため、加熱装置２２がガラスリボン１０の長さ方向に直交する方向（幅方向）に沿って移動したように描いているが、実際に加熱装置２２は図４（Ａ）に描かれているように案内部材２１に沿って斜め方向に水平移動する。また、図６では、加熱装置２２によりガラスリボン１０の表面側に局所加熱を施した場合、局所加熱されていない周囲の領域から局所加熱されている部分に対し、熱応力が作用して矢印Ｃ１、Ｃ２に示す方向に引っ張り力が作用するので、図６に示す鎖線Ｄで示す位置にて切断できることを示している。
なお、上述の熱応力を利用して切断することから、加熱装置２２による局所加熱位置を移動させながら切断する場合、局所加熱位置が通過した後の位置にミストなどの冷媒を噴射して強制冷却し、ガラスの切断を促進すると共に、切断進行方向を積極的に誘導する処理を行ってもよい。
【００３７】
以上に説明したガラスリボン１０の長手方向に対する割断方法により形成した薄板ガラス３の幅方向端部の側面（割断面）３ｃは、予備亀裂部（スクライブ）によらず、その全厚にわたり熱応力により発生させた割断面とされている。
この熱応力による割断面とは、加熱装置１８による局所加熱位置の移動により、局所加熱部分とそれ以外の加熱されていない部分との間に生じる熱応力により形成した割断面のことを意味する。この割断面は、工具などによる研削痕や切り込み痕（スクライブ跡）を有していない、表面粗さＲａが５ｎｍ以下の鏡面のことを意味する。鏡面の表面粗さＲａの最小値としては、その割断条件及びガラス組成などによって変わるものであるが、発明者らの実験結果などによると０．１ｎｍ以上と推定される。なお、鏡面の表面粗さＲａは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１（２００１年）に規定される算術平均高さＲaをいい、たとえば原子間力顕微鏡（Ｎａｎｏ  Ｓｃｏｐｅ  IIIａ；Ｓｃａｎ  Ｒａｔｅ１．０Ｈｚ，Ｓａｍｐｌｅ  Ｌｉｎｅｓ２５６，Ｏｆｆ−ｌｉｎｅ  Ｍｏｄｉｆｙ  Ｆｌａｔｔｅｎ  ｏｒｄｅｒ−２，Ｐｌａｎｅｆｉｔ  ｏｒｄｅｒ−２、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製）によって、測定領域（５μｍ×５μｍ）を測定することによって求めた。
【００３８】
たとえば、ガラスリボン１０の長手方向の割断において発振波長１０．６μｍの炭酸ガスレーザーを用いる場合には、平均で約１〜２Ｗ／ｍｍ２  のパワー密度のビームを、走行速度５０ｍｍ／秒〜１５０ｍｍ／秒のガラス表面に照射することで全厚の割断面を得ることができる。
他方、幅方向の切断に利用する加熱装置２２の場合には、たとえば、平均で約６Ｗ／ｍｍ２のパワー密度のビームを走行速度５００ｍｍ／秒で走査させることにより、スクライブラインを得て、その後の折り（「ブレイク」と呼ぶこともある。）工程により切断が完了する。このため、割断しない場合の加熱装置２２の条件は、加熱装置１８の条件とは異なる。
【００３９】
以上に説明した割断面を有する薄板ガラス３をロール芯材２にロール巻きしてなる薄板ガラスロール１にあっては、平板状の薄板ガラスに比べてコンパクトな状態になっているので、搬送する際のハンドリングが容易であり、破損のおそれを少なくでき、輸送する場合の収納効率も良好にすることができる。
また、本実施形態の構造と製造方法では、長手方向の端面の表裏面の強度の差がないので、ロール芯材２に対して薄板ガラス３を表面側、裏面側を問わず、どちらの方向にも巻回でき、巻回時の自由度が高い特徴を有する。たとえば、搬送路１１に沿って搬送しているガラスリボン１０の上面側を表面、下面側を裏面と仮に規定した場合、ガラスリボン１０の表面側をロール芯材２の外周面２Ａ側に向けて巻き込む場合は、図４（Ｃ）に示す如く搬送路１１の上側にロール芯材２を設置して巻き込み操作を行えば良く、逆にガラスリボン１０の裏面側をロール芯材２の外周面２Ａ側に向けて巻き込む場合は、図４（Ｄ）に示す如く搬送路１１の下側にロール芯材２を設置して巻き込み操作を行えば良い。
【００４０】
図７は本発明に係る薄板ガラスロールの第２実施形態を示すもので、図７（Ａ）は全体の構成を示す斜視図、図７（Ｂ）は薄板ガラスロールの端部を示す部分拡大図である。
第２実施形態の薄板ガラスロール３０は、先の第１実施形態において用いたロール芯材２と同等構造のロール芯材２に対し、薄板ガラス３とフィルム状の間材３１を重ねて多層巻きした点に特徴を有する。
そして、薄板ガラスロール３０の長さ方向両端部において、図７（Ｂ）に拡大して示す如くフィルム状の間材３１の端部３１ａより薄板ガラス３の端部３ｄが外方に突出されている。外方に突出されている突出量は、０.１〜５ｍｍ程度が好ましい。
【００４１】
本実施形態の構造は、薄板ガラス３の幅より若干幅狭のフィルム状の間材３１をロール芯材２の外周面に重ねてロール巻き込みしたことにより得られている。このように間材３１を薄板ガラス３、３の間に配置した構造とすることで、隣接する薄板ガラス３の端部３ｄの角部どうし特に最大曲げ応力が作用する最外表面角部が接触して互いに力を及ぼすことが無くなり、薄板ガラス３の端部３ｄに割れや欠けを引き起こすおそれが無くなる。以下に、その理由を示す。
間材３１の幅が薄板ガラス３の幅と比べて同等以上であると、最大の引張曲げ応力が発生する最表面の角部に間材３１が接触することによる摩擦力等の外力によって薄板ガラス３が破損する可能性が高まる。また、何らかの原因で発生した微細粉が角部に侵入介在して薄板ガラス３が破損する可能性も高まる。これらに対して、薄板ガラス３の端部を間材３１の端部より突出させて、薄板ガラス３の端部同士を非接触状態に維持することが好ましい。また、薄板ガラス３が破損した場合には、後述する薄板ガラス３の端面研磨が不可能になってしまうおそれがある。よって、突出量の下限値としては、後述する薄板ガラス３の端面研磨が可能なように、０．１ｍｍ以上の突出量を確保することが好ましい。
【００４２】
一方、薄板ガラス３の端部３ｄの突出量が大きすぎる場合は、たとえば薄板ガラス３の端面研磨時に発生するガラスロール本体の半径方向成分の外力等に起因する薄板ガラス３の突出部分の撓みにより薄板ガラス３の端部同士の接触による破損の可能性が高くなる。この撓み量をｄとすると、ｄは、薄板ガラス３が曲げられることによる剛性向上分を無視すれば、下記の式で示される。
ｄ＝（４Ｐ／Ｅ）×（Ｌ／ｔ)３        …（２）
ここで、Ｌは突出量、ｔは薄板ガラス３の厚さ、Ｅは薄板ガラス３のヤング率、Ｐは単位周方向長さあたりに作用するガラスロール本体の半径方向成分の外力である。ｄを薄板ガラス３の端部同士の隙間、すなわち概ね間材３１の厚さ以下となるようにすれば、薄板ガラス同士の接触を防止できる。たとえば、０．０６ｍｍの間材厚を使用してガラス変形量を０．０５ｍｍにして接触防止を図るためには、後述する研磨時の外力Ｐを最大１Ｎ／ｍｍ、ヤング率Ｅを７５ＧＰａとした場合、式（２）に従うと、突出量の上限値としてＬ／ｔの比率を１０以下にすることが好ましい。この結果より、ｔが０．０１ｍｍから０．５ｍｍの範囲において、突出し量を０．１〜５ｍｍとすることがより好ましい。
【００４３】
本実施形態において用いる間材３１は、フィルム状であることが好ましく、間材３１を構成する樹脂フィルムとして、アイオノマーフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、エチレン酢酸ビニル共重合体フィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム、エチレン−メタクリル酸共重合体フィルム、ナイロンフィルム、セロファン等の樹脂製緩衝材、合紙、不織布等のフィルムを使用することができる。これらの中でも、ポリエステルフィルム、特にポリエチレンテレフタレートフィルムは、ガラスに対する滑りが良いために、薄板ガラス３と間材３１を重ねて巻き取ることにより生じる僅かな径の差に起因する巻き取り長さのズレを、その滑りにより吸収できるため好ましい。さらに、間材３１としてポリエチレン発泡樹脂製シートを使用すると、衝撃吸収が可能であり、巻き取り時の薄板ガラス３のズレを当該フィルムの伸縮で吸収できるので好ましい。
【００４４】
図７（Ｂ）に示す如く間材３１の端部３１ａより薄板ガラス３の端部３ｄを外方に突出した構造とすることにより、薄板ガラスロール３０の薄板ガラス３に対して搬送時などに最大の曲げ応力が発生する位置である薄板ガラス３の端縁部分どうしを互いに接触しないように間材３１により離間した構造にできる。ただし、この実施形態の薄板ガラスロール１で搬送する場合には、薄板ガラス３の端縁がむき出しにならず且つ端縁に外力がかからないように、端縁を緩衝材などによってカバーすることが好ましい。
【００４５】
図８は本発明に係る薄板ガラスロールの第３実施形態の要部を示すもので、図８（Ａ）は薄板ガラスロールの端部を示す部分拡大図である。
第３実施形態の薄板ガラスロール３５は、先の第１実施形態において用いたロール芯材２と同等構造のロール芯材２に対し、薄板ガラス３６とフィルム状の間材３７を重ねて多層巻きするとともに、薄板ガラスロールの長さ方向両端側に位置する薄板ガラス３６の端部を面取り構造とした点に特徴を有する。
【００４６】
薄板ガラス３６の端部に形成されている面取り部３６ａは、この第３実施形態では薄板ガラス３６の端部の厚さ方向両端側であって、薄板ガラス３６の１／４程度の厚みの部分に、斜面３６ｂを形成し、残りの部分が薄板ガラス３６の表裏面に対し直角向きとされた端面３６ｃを形成してなるＣ型の面取り部３６ａとされている。
薄板ガラス３６の端部がＣ型の面取り部３６ａとされていることで、薄板ガラス３６の端部割れや欠けを防止できる。
【００４７】
図８（Ｂ）はロール直径Ｄとなるような曲率でロール巻きした薄板ガラス３６の表面部分に発生する引張応力σ１の計算式と、斜面３６ｂと端面３６ｃとの境界で板主面方向に発生する引張応力σ２の計算式と、薄板ガラス３６の厚さ方向中心部に発生する引張応力σ３の計算式を示す図である。
σ１については、σ１＝Ｅｔ／Ｄの式（ただし、Ｅは薄板ガラス３６のヤング率、Ｄはロール巻きした薄板ガラス３６の厚さ方向中心線が描くロール直径、ｔは薄板ガラス３６の厚さ）で示される。
σ２については、σ２＝σ１×（ｔ２／ｔ）の式（ただし、ｔは薄板ガラスの厚さ、ｔ２は薄板ガラス３６の端面３６ｃの厚さ）で示される。
引張応力σ３については、σ３＝０となるので、薄板ガラス３６の面取り部３６ａにおいて端面３６ｃの部分に仮にガラス生産時に多少の微細欠陥が生じていても、この端面３６ｃの部分からガラスに割れが生じるおそれは低いことがわかる。また、以上の理由により、面取り形状は平面状の斜面３６ｃを有したＣ形状に限らず、斜面が曲面状に連続している面取形状でも本質的な効果が得られることはいうまでもない。
【００４８】
図９は、本発明に係る薄板ガラスロールの第４実施形態を示すものである。この第４実施形態の薄板ガラスロール４０は、先の第２実施形態において用いたロール芯材２と同等のロール芯材２の外周に、先の第２実施形態において積層巻きした薄板ガラス３と間材３１を巻き付けている点については同等構造であるが、最外周部分の薄板ガラス３とともにロール巻きした最外周部分の間材３１の更に先端側に、ロール巻き１周分以上の長さの間材延出部３１Ａを設け、薄板ガラスロール４０の最外周部に位置する薄板ガラス３の外周面を間材延出部３１Ａで覆って保護した構造である。
【００４９】
第４実施形態の薄板ガラスロール４０は、先の第２実施形態の薄板ガラスロール３０と同等の作用効果を得ることができる上に、薄板ガラスロール４０の最外周部分を覆っている間材３１によって薄板ガラスロール４０の最外周部分に位置する薄板ガラス３を保護できる構造となっている。
よって最外周部に位置する間材延出部３１Ａの外側に結束ベルトなどを巻き付けて間材延出部３１Ａを外側から締め付けておくことで、薄板ガラス３が自身の反力でロール芯材２から解れないように結束しておくことができる。
【００５０】
図１０は本発明に係る薄板ガラスロールの第５実施形態を示すもので、この第５実施形態の薄板ガラスロール５０は、先の実施形態で用いたロール芯材２と略同等構造のロール芯材２の外周面に薄板ガラス３をロール巻きすることにより構成されている点については同等であるが、ロール芯材２の一部構造と薄板ガラス３の始端部側の構造が若干異なっている。
【００５１】
本実施形態のロール芯材２において、底面部２ｂに背の低い係止突起２ｆが所定の間隔をあけて複数（この実施形態では２つ）形成されている。また、ロール巻きされる薄板ガラス３の始端部３ａ側には、前記係止突起２ｆに嵌合可能な仮止め孔３ｆが複数（この形態では２つ）所定の間隔をあけて形成されている。なお、係止突起２ｆと仮止め孔３ｆの形成個数は１個以上または２個以上であれば、任意の数でよい。
【００５２】
前記係止突起２ｆと仮止め孔３ｆの形成位置は、薄板ガラス３の始端部３ａをロール芯材２の凹溝２Ｂに位置合わせして挿入した場合に係止突起２ｆと仮止め孔３ｆとの位置合わせがなされて薄板ガラス３の仮止めができるような位置とされている。従って薄板ガラス３に形成する仮止め孔３ｆの形成位置と大きさは、ロール芯材２に形成する係止突起２ｆの形成位置と大きさに合わせたものであることが好ましい。
また、係止突起２ｆを仮止め孔２ｆに挿入して薄板ガラス３を仮止めする場合、係止突起２ｆの上端が薄板ガラス３の表面側に突出しないように係止突起２ｆの背の高さは薄板ガラス３の厚さとほぼ等しいか、薄板ガラス３の厚みよりも背の低い寸法とすることが好ましい。このように係止突起２ｆの背の高さを規定するならば、薄板ガラス３の始端部３ａの上に上層側の薄板ガラス３が巻き込まれた場合に係止突起２ｆの上端が上層側の薄板ガラス３に接触しないので、上層側の薄板ガラス３を係止突起２ｆが傷付けるおそれが少ない。
【００５３】
本実施形態の薄板ガラスロール５０においては、薄板ガラス３をロール芯材２の外周面２Ａにロール巻きする場合、凹溝２Ｂ内の突起部２ｆを薄板ガラス３の係止孔３ｆに挿入して薄板ガラス３をロール芯材２の接線方向に抜け止めした状態から薄板ガラス３の始端部３ａ側を上から治具等で抑えながら、薄板ガラス３に張力を与えつつロール芯材２の外周面Ａに沿って薄板ガラス３を巻き付けてゆき、薄板ガラス３の巻き付け操作がロール芯材２の外周面Ａを１周したならば、凹溝２Ｂ内に挿入されている薄板ガラス３の始端部３ａ側の上に２層目の薄板ガラス３をロール巻きすることにより薄板ガラス３の弾性に起因する反り返りや脱落を防止しながら薄板ガラス３のロール巻き作業を完全かつ確実に行うことができる。
【００５４】
本実施形態の薄板ガラス３において始端部３ａに係止孔３ｆを形成するには、金属製のパンチを用いた打ち抜き法などにより容易に実施できる。打ち抜き法に用いるパンチは、円筒形状でその先端に尖った刃先を有するものを適用できる。また、通常、ガラスに対しパンチを用いた打ち抜き加工は容易ではないが、特にロール巻きが可能な程度の極薄の薄板ガラス３であるならば、上述の打ち抜き加工が可能である。
【００５５】
図１１は、本発明に係る薄板ガラスロールの第６実施形態とその製造装置を示すものである。この第６実施形態の薄板ガラスロール６０は、先の実施形態に適用したロール芯材２と同等構造のロール芯材２および薄板ガラス３を備えているが、薄板ガラス３の表裏両面に保護フィルム６１、６２が被着され、保護フィルム付きの状態で薄板ガラス３がロール芯材２の外周面２Ａにロール巻きされていることを特徴とする。
【００５６】
薄板ガラス３に保護フィルム６１、６２を貼り付けるには、図１１に示す如く加熱装置１８を備えたトリム機構１２と加熱装置２２を備えた切断機構１３の後工程として、ロール巻き機構１４の前段側に、保護フィルム６１を備えた供給リール６３と保護フィルム６２を備えた供給リール６４を設けてこれらの供給リール６３、６４から移動中の薄板ガラス３の表裏面に連続供給し、貼り合わせることが好ましい。勿論、供給リール６３、６４を設ける位置は、トリム機構１２と切断機構１３との間の位置であっても良い。
保護フィルム６１、６２により表裏両面を保護した状態で薄板ガラス３をロール芯材２に巻き付けて薄板ガラスロール６０を構成するならば、薄板ガラスロール６０にロール巻きされている薄板ガラス３をその全長にわたり保護フィルム６１、６２により更に確実に保護した構造の薄板ガラスロール６０を提供できる。
【００５７】
図１２（Ａ）に、本発明に係る薄板ガラスロール７０の製造方法の別の一例を示す。
この形態では、前述の薄板ガラス３をロール状に巻き取り後に、その巻き取られた薄板ガラスロール７０の幅方向の側面、すなわち、巻き取りによってガラス端部が積層して形成される側端面７０Ａを円筒状の研磨具１００により一度に研磨する。この研磨具１００は回転軸１０１の先端部に取り付けられていて、回転軸１０１によりその周回りに回転駆動されるようになっている。
この実施形態のように、薄板ガラスロール７０の状態で研磨具１００を回転させながらその周面を薄板ガラスロール７０の側端面７０Ａに押し付けることによって薄板ガラス３の端部を研磨することにより、薄板ガラス３の幅方向端部をシート状のままで研磨することに比べて効果的にかつ生産性良くガラス端部を研磨することができる。たとえば、薄板ガラスロール７０の側端面７０Ａの研磨は、酸化セリウム等の遊離砥粒、樹脂ブラシ、または不織布等を周面に備えた構成の円筒状の研磨具１００を用い、薄板ガラスロール７０の状態で側端面７０Ａを一度に研磨すればよい。図１２（Ａ）では、円筒状の研磨具１００の中心線１００Ａを薄板ガラスロール７０の中心軸線７０Ｂに対し直交する向きとしながら研磨具１００を回転させてその周面を薄板ガラスロール７０の側端面７０Ａに押し当てつつ研磨している状態を示す。最大引張の応力が作用する研磨具１００の外表面側の研磨効果を高めるために、図１２（Ｂ）のように、研磨具１００の中心線１００Ａを薄板ガラスロール７０の中心軸線７０Ｂに対し９０゜で交差する方向Ｆから所定の角度θだけ傾斜させながら研磨具１００を薄板ガラスロール７０の側端面７０Ａに押し付けつつ回転させて研磨することが好ましい。
また、図１２（Ｃ）のように研磨具を螺旋状ブラシ１１０にすると、表面粗さＲａは少なくとも４０ｎｍ程度にできる。さらに、研磨具を用いずに砥粒噴射法等の方法で薄板ガラスロール７０の側端面７０Ａを研磨しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明のガラスロールは、ディスプレイ用、建材用、車両用、光学用、医療用、その他幅の広い薄板ガラスの効率的な搬送、安全な搬送に利用できる。
【符号の説明】
【００５９】
１…薄板ガラスロール、２…ロール芯材、２Ａ…外周面、２ａ…内壁部、２Ｂ…凹溝、２ｂ…底面部、３…薄板ガラス、３ａ…始端部、４…ガラスロール本体、１２…トリム機構、１３…割断機構、１４…ロール巻き機構、１８、２２…加熱装置、２５…回転軸、３０…薄板ガラスロール、３１Ａ…間材の延出部、３６…薄板ガラス、３６ａ…面取り部、４０、５０、６０、７０…薄板ガラスロール、６１、６２…保護フィルム、７０Ａ…側端面、１００…研磨具、１１０…螺旋状ブラシ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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