(57)【要約】開示されているのは、ガラス板の折割りによる切断方法において、切断予定線上の該ガラス板のエッジ部に初期亀裂を生じさせる工程、該初期亀裂を含む切断予定線上を、赤外線ラインヒータを用いて赤外光をライン状に集光照射し、該ガラス板を透過する赤外光によって切断予定面を加熱する工程、加熱工程の後に該亀裂近傍の切断予定線上を冷却し、該初期亀裂を該切断予定線に沿って伝播させて伝播亀裂を形成させる工程、及び該伝播亀裂を該切断予定線の終端まで進展させて切断線状亀裂を形成した後、該切断線状亀裂に沿って折割る工程、を含むことを特徴とするガラス板の切断方法である。これは、良好な切断速度を維持しながら、残留応力を有するガラス板であっても切断可能な、直線性に優れたガラス板の折割りによる切断方法である。
2017002656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス板の折割りによる切断方法において、
切断予定線上の該ガラス板のエッジ部に初期亀裂を生じさせる工程、
該初期亀裂を含む切断予定線上を、赤外線ラインヒータを用いて赤外光をライン状に集光照射し、該ガラス板を透過する赤外光によって切断予定面を加熱する工程、
加熱工程の後に該亀裂近傍の切断予定線上を冷却し、該初期亀裂を該切断予定線に沿って伝播させて伝播亀裂を形成させる工程、及び
該伝播亀裂を該切断予定線の終端まで進展させて切断線状亀裂を形成した後、該切断線状亀裂に沿って折割る工程、
を含むことを特徴とするガラス板の切断方法。
【請求項２】
前記初期亀裂を切断予定線に沿って伝播させる工程において、ガラス板及び赤外線ラインヒータの少なくとも一方を、切断予定線に沿って移動させる工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のガラス板の切断方法。
【請求項３】
前記ガラス板が、６ＭＰａ以上の表面圧縮応力を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガラス板の切断方法。
【請求項４】
ガラス板を折割る工程は、前記切断予定面の少なくとも一部の温度が室温を超える時に開始す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ガラス板の切断方法。
【請求項５】
前記切断予定線上の該ガラス板のエッジ部に初期亀裂を生じさせる工程が、該切断予定線上のガラス板のエッジ部に、赤外線ラインヒータを集光照射する工程を含む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ガラス板の切断方法。
【請求項６】
前記切断予定線上の該ガラス板のエッジ部に初期亀裂を生じさせる工程が、該切断予定線上のガラス板のエッジ部の表面又は断面を加傷する工程を含む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ガラス板の切断方法。
【請求項７】
ガラス板を配置する保持機構、
赤外光をライン状に集光照射しガラス板を透過する赤外光によって切断予定面を加熱する赤外線ラインヒータ、
該ガラス板の切断予定線上を冷却する冷却機構、及び
該ガラス板を折割る折割り機構を備えることを特徴とするガラス板の切断装置。
【請求項８】
前記切断装置が、赤外線ラインヒータ又はガラス板を移動させる移動機構を備えることを特徴とする請求項７に記載のガラス板の切断装置。
【請求項９】
前記赤外線ラインヒータは、切断予定線に沿う方向に複数台連結されていることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のガラス板の切断装置。
【請求項１０】
折割りによる切断ガラス板の製造方法において、
切断予定線上の該ガラス板のエッジ部に初期亀裂を生じさせる工程、
該初期亀裂を含む切断予定線上を、赤外線ラインヒータを用いて赤外光をライン状に集光照射し、該ガラス板を透過する赤外光によって切断予定面を加熱する工程、
加熱工程の後に該亀裂近傍の切断予定線上を冷却し、該初期亀裂を該切断予定線に沿って伝播させて伝播亀裂を形成させる工程、及び
該伝播亀裂を該切断予定線の終端まで進展させて切断線状亀裂を形成した後、該切断線状亀裂に沿って折割る工程、
を含むことを特徴とする切断ガラス板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス板の熱歪みを利用したガラス板の切断方法と切断装置、及び切断ガラス板の製造方法に関する。
【発明の背景】
【０００２】
従来、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エッジ品質を悪化させることがある。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いという問題があった。
【０００４】
前述したような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おり、良好な切断面を得られる代表的な方法として、レーザ照射による熱歪みを利用する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、ガラス板のエッジ部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。しかし、レーザによる加熱手段を用いた切断方法は、レーザ出力が高出力なものでも数１００Ｗオーダーであるために、ガラス板の厚みが厚くなると切断出来なくなるという問題があった。
【０００５】
また、特許文献２には、加熱バーナーによって切断予定線付近の温度が１３０℃以上、該切断予定線を中心に１０ｍｍ幅の両端部領域左右の温度が最高温度の４５％以上となるように加熱し、この加熱部をミストで局所冷却することよって、始点に設けたクラック（亀裂）を伝播させ、最後に折割りを行う切断方法が開示されている。当該文献では、切断予定の領域を加熱する事によって残留応力を緩和させ、該加熱領域をミストで局所冷却することにより、冷却部分に大きな熱衝撃を与え、切断に必要な亀裂を伝播させる引っ張り応力を発生させている。
【０００６】
また、本出願人も、熱歪みを利用したガラス板の切断装置を出願している（特許文献３）。当該装置は赤外線ラインヒータを集光照射し、ガラス板を非接触かつフルボディで切断する事を可能としており、キリコやマイクロクラック等を生じないものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２３１２３９号公報
【特許文献２】特許第４８９２９７５号公報
【特許文献３】特開２０１５−４４７２９号公報
【発明の概要】
【０００８】
前述した熱歪みを利用してガラス板を切断する方法は、切断面の品質が良好になる為、従来の超硬工具を用いる切断方法よりも有用である。しかし一方で、当該方法は製造されたままのガラス板自体の内部に残留する残留応力の影響を大きく受ける為、残留応力が無視出来ない程に大きい場合は切断速度が大幅に低下する。または、切断に必要な亀裂の伝播方向や進展速度等のコントロールが困難になるという問題がある。
【０００９】
残留応力とは、例えばフロート法を用いて製造したガラス板の端部領域に多く見られるものであり、製造過程で板状に成型した後の冷却工程において、冷却の速度が適していない場合等にガラス板の端部領域に生じるものである。このガラス板の端部領域は、大きな残留応力を有する他にも、ガラス端へ行く程板厚が不均等になったりうねりが発生していたりする為、通常は上記の端部領域を不要部分として除去を行う。広く行われている手法では、超硬工具刃を用いてスクライブ線を入れ、これを折割り又は叩く等で端部領域を３０〜４５ｃｍ程度の幅で除去していた。しかしこの方法では、切断時に細かなガラス屑が飛散し、ガラスの切断面や表面に付着してしまうという問題があった。また一方で、前述したように熱歪みを利用した方法では、残留応力が大きい為に切断が出来ないという問題があった。
【００１０】
特許文献２に開示された方法は、上記のガラス端部領域の切断に対応した手法であり、有用である。しかし、加熱手段がバーナーの燃焼炎である為に、切断予定線上や加熱エリア内での温度分布の調整、板厚方向への加熱が難しいことや、切断予定線に対し両端１０ｍｍの領域を加熱するため、亀裂がこの領域内で蛇行する可能性があり、亀裂を直線的に進展させることが難しいと予想される。
【００１１】
また、前述したように本出願人が出願した赤外線ラインヒータを集光照射する装置は、上記の特許文献２に開示された手法よりも切断工程が少なく、簡単な操作で直線性に優れた切断を可能とする。しかし一方で、前述したようなフロート法で製造したガラス板の端部領域を切断しようとすると、フルボディ切断にかかる時間が長くなり、生産タクトが低下してしまうという新たな問題が生じることがわかった。
【００１２】
本発明は、良好な切断速度を維持しながら、残留応力を有するガラス板であっても切断可能な、直線性に優れたガラス板の折割りによる切断方法を得ることを目的とした。
【００１３】
本発明者が前記課題に対して鋭意検討を行ったところ、赤外線ラインヒータを用いて亀裂を含む切断予定線上を集光照射すると、一定時間経過後にガラス板の表面〜裏面に亘って、亀裂が切断予定線上に直線性良く伝播する事がわかった。しかし一方で、亀裂の伝播速度は良好とは言えないものだった。そこで、さらに検討を進めたところ、切断予定線上の赤外線ラインヒータによって加熱された箇所に圧縮空気を吹き付けると、ガラス板の表面のみ亀裂の伝播が生じることがわかった。伝播した亀裂は切断予定線に沿って直線性が良く、さらに伝播速度が良好なものであったことから、ガラス板の表面に亀裂を伝播させた後、該亀裂に沿って折割りを行ったところ、切断後のガラス板の切断面の長さ方向の直線性及びガラス板面との直角性は良好なものとなった。
【００１４】
すなわち本発明は、ガラス板の折割りによる切断方法において、切断予定線上の該ガラス板のエッジ部に初期亀裂を生じさせる工程、該初期亀裂を含む切断予定線上を、赤外線ラインヒータを用いて赤外光をライン状に集光照射し、該ガラス板を透過する赤外光によって切断予定面を加熱する工程、加熱工程の後に該亀裂近傍の切断予定線上を冷却し、該初期亀裂を該切断予定線に沿って伝播させて伝播亀裂を形成させる工程、及び該伝播亀裂を該切断予定線の終端まで進展させて切断線状亀裂を形成した後、該切断線状亀裂に沿って折割る工程、を含むことを特徴とするガラス板の切断方法である。
【００１５】
また、本発明の実施形態のひとつは、ガラス板を配置する保持機構、赤外光をライン状に集光照射しガラス板を透過する赤外光によって切断予定面を加熱する赤外線ラインヒータ、該ガラス板の切断予定線上を冷却する冷却機構、及び該ガラス板を折割る折割り機構を備えることを特徴とするガラス板の切断装置である。
【００１６】
また、本発明の実施形態のひとつは、折割りによる切断ガラス板の製造方法において、切断予定線上の該ガラス板のエッジ部に初期亀裂を生じさせる工程、該初期亀裂を含む切断予定線上を、赤外線ラインヒータを用いて赤外光をライン状に集光照射し、該ガラス板を透過する赤外光によって切断予定面を加熱する工程、加熱工程の後に該亀裂近傍の切断予定線上を冷却し、該初期亀裂を該切断予定線に沿って伝播させて伝播亀裂を形成させる工程、及び該伝播亀裂を該切断予定線の終端まで進展させて切断線状亀裂を形成した後、該切断線状亀裂に沿って折割る工程、を含むことを特徴とする切断ガラス板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、残留応力を有するガラス板にも良好な切断速度を維持しながら切断可能な、ガラス板の折割りによる切断方法を得ることが可能となった。また、本発明により得られた切断ガラス板は、切断面の長さ方向の直線性及びガラス板面との直角性が優れた鏡面となることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の切断装置の概略図である。
【図２】本発明の切断装置の赤外線ラインヒータ周辺の概略図である。
【図３】本発明の切断装置の折割り機構周辺の概略図である。
【図４】ガラス板の切断方法を説明する図であり、（ａ）〜（ｃ）は切断工程を時系列に説明した図である。
【図５】発生した伝播亀裂を伝播させる時の、伝播亀裂、加熱領域、及び冷却領域の位置関係について説明する図である。
【図６】ガラス板の折割りを説明する図であり、（ａ）は折割り前、（ｂ）は曲げ応力による折割り後、（ｃ）はせん断力による折割り後を示している。
【図７】赤外線ラインヒータからの赤外光を集光照射した時のガラス板との位置関係を示す簡略図（ａ）、集光照射開始から１７秒後のガラス板の板厚方向の温度分布を示した図（ｂ）である。
【図８】実施例で切断後の耳部の図面代用写真である。
【図９】赤外光の集光照射開始から１３秒後（ａ）、１５秒後（ｂ）のガラス板の板厚方向の温度分布を示した図である。
【図１０】ガラス板の表面と断面の図面代用写真であり、（ａ）は従来品、（ｂ）は本手法品を示している。
【詳細な説明】
【００１９】
本発明は、ガラス板の折割りによる切断方法において、切断予定線上の該ガラス板のエッジ部に初期亀裂を生じさせる工程、該初期亀裂を含む切断予定線上を、赤外線ラインヒータを用いて赤外光をライン状に集光照射し、該ガラス板を透過する赤外光によって切断予定面を加熱する工程、加熱工程の後に該亀裂近傍の切断予定線上を冷却し、該初期亀裂を該切断予定線に沿って伝播させて伝播亀裂を形成させる工程、及び該伝播亀裂を該切断予定線の終端まで進展させて切断線状亀裂を形成した後、該切断線状亀裂に沿って折割る工程、を含むことを特徴とするガラス板の切断方法である。
【００２０】
本明細書では、亀裂の始端側をＸマイナス方向、亀裂が伝播する進行方向をＸプラス方向とし、ガラス板の幅方向をＹ方向とし、ガラス板の厚み方向をＺ方向とした。
【００２１】
前述したように、赤外線ラインヒータを集光照射したまま所定時間加熱を続けると、ガラス板の表面から裏面に亘る面状亀裂が生じるため、最終的にガラス板をフルボディで切断することになる。本発明は、集光照射開始後〜亀裂の伝播が始まるまでの間に、集光照射された近傍のガラス板表面の強制冷却を行う事によって、亀裂の伝播をライン状にガラス板表面に留め、最後に折割りを行うことによって、ガラス板の切断を完了するものである。
【００２２】
本発明において、切断の対象とするガラス板は、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、より薄いガラス板でも、より厚いガラス板でも本発明の方法によって切断可能である。
【００２３】
上記の「ガラス板の表面の強制冷却」とは、表面のみの冷却に限定するものではなく、表面からＺ方向への長さ（以下、「深さ」と記載することもある）を有するものとしてもよい。冷却される深さは、例えば全厚の５０％以下、好ましくは３０％以下としてもよい。
【００２４】
上記の「切断予定線」とは、ガラス板面上の切断を行う位置を定める直線のラインを指すものとする。また、「切断予定線上」とは、切断予定線を含むＸ−Ｙ面上を指すものとする。また、切断予定線を含むＸ−Ｚ面は切断後に切断面となるが、切断前において切断面に相当する仮想の面を「切断予定面」とする。
【００２５】
本発明では、赤外線ラインヒータで赤外光を集光照射し、ガラス板を透過する赤外光によって切断予定面を加熱した後の切断予定線上を冷却することによって、ガラス板表面に引っ張り応力を生じさせ、ガラス板表面の切断予定線上に亀裂を伝播させる。冷却は切断予定線上の亀裂近傍に行うが、この「近傍」は亀裂を含めても、亀裂と隣接又は近接していてもよいものとする。
【００２６】
また、前述した「加熱後に該亀裂近傍の切断予定線上を冷却し」の「加熱後」とは、ガラス板の温度が上昇した状態であればよく、赤外線ラインヒータにより赤外光が集光照射されている最中でも、赤外光の集光照射を終えた後でもよい。冷却開始時の目安となるガラス板の温度は、ガラス板内の残力応力によっても異なるが、赤外光の焦点近傍におけるガラス板の最高温度が約６０〜７０℃以上の時としてもよい。上限値については特に限定するものではないが、例えば２００℃以下としてもよい。
【００２７】
また、本明細書では、ガラス板内の残留応力を測定するのは困難である為、残留応力の強さを表面圧縮応力で表すものとする。表面圧縮応力とはガラス板の表面に生じている圧縮応力であり、この値が大きい程表面圧縮応力が強く、ガラス板内の残留応力が強いと言える。前述したようなフロート法で製造したガラス板の端部領域の表面圧縮応力を測定したところ、いずれも６ＭＰａ以上となった。尚、本明細書では、表面圧縮応力として、ガラス表面応力計（折原製作所製：ＦＳＭ−７０００Ｈ）を用いて、ＪＩＳ  Ｒ３２２２準拠の方法により測定した。
【００２８】
また、「切断ガラス板」とは、前述した折割り後に分割されたガラス板を指す。特に、ガラス板の圧縮応力の強い端部領域を切断する際は、ガラス板の端部領域を切り離した後のものを「切断ガラス板」、切り離された端部領域を「耳部」とする。なお、ガラス板を所定サイズに分割する場合も、分割後のガラス板を「切断ガラス板」としてよい。上記の「耳部」は不要部分であり、切断ガラス板から取り除かれた後、通常はカレットとして扱われる。
【００２９】
（ガラス板の切断装置）
以下に本発明のガラス板の切断装置について説明する。本発明の実施形態のひとつは、ガラス板を配置する保持機構、赤外光をライン状に集光照射しガラス板を透過する赤外光によって切断予定面を加熱する赤外線ラインヒータ、該ガラス板の切断予定線上を冷却する冷却機構、及び該ガラス板を折割る折割り機構を備えることを特徴とするガラス板の切断装置である。
【００３０】
本実施形態の一例を図１〜３に示した。図１〜３に示す実施態様では、赤外線ラインヒータ１０、冷却機構２０、折割り機構３０、ガラス板の保持機構４０、門型のフレーム５０を備えている。また、本例では、保持機構４０として、矩形のガラス板１を搬送させる搬送コンベア４１を有し、搬送の上流でガラス板１表面の切断予定線Ｌ上に、初期亀裂２ａを伝播させた伝播亀裂２ｂをガラス板１の終端まで伝播させ、切断線状亀裂２を形成した後、ガラス板１を搬送して下流の折割り機構３０を用いて、上記の切断線状亀裂２に沿って折割りを行う。尚、図１〜３は両側にガラス板の端部領域３を有する場合の切断する装置であり、以下の説明もそれに準じるが、当然片側の端部領域３だけを切断するようにしてもよい。
【００３１】
（赤外線ラインヒータ１０）
赤外線ラインヒータ１０はガラス板１の切断予定面を加熱するものであり、赤外線ランプと、該ランプから発する光を集光する集光部とを有する。該赤外線ラインヒータ１０を用いると、ライン状に集光した赤外光１１をガラス板の切断予定線上を含む切断予定面に照射することが可能であり、前述したように赤外線ラインヒータの焦点近傍におけるガラス板表面の最高温度が約６０〜７０℃以上になるように加熱する。また、赤外光１１はガラス板１内部を透過するが、透過中に一部ガラス板１内に吸収されることによって、ガラス板１の温度を上昇させる。すなわち、入射光は焦点近傍で一部吸収され、吸収されなかった赤外光１１は焦点を過ぎた後、ガラス板１内部を進行する。ガラス板１内部を進行する赤外光１１についても一部吸収され、吸収されなかった赤外光１１はさらにガラス板１内部を進行する。
【００３２】
使用する赤外線ラインヒータ１０は、赤外光１１によって切断予定面を含む領域の温度を上昇させるものであれば、ランプ長やランプ出力は適宜選択すればよい。なお、本発明の実施例においては、赤外線ラインヒータ１０として赤外線ランプの長さが２８０ｍｍで出力が２８００Ｗのものを用いた。
【００３３】
赤外線ランプは赤外光を発するものであればよく、近赤外線、中赤外線、遠赤外線等から適宜選択すればよい。ガラス板１は近赤外線領域における透過率が３０〜８５％程度であり、他の波長領域よりもガラス板内部の光吸収率が高い。その為、使用する赤外線ランプとしては、７８０〜２５００ｎｍの波長光を発するものが好ましい。
【００３４】
赤外線ラインヒータ１０の赤外線ランプの長さが切断予定線Ｌよりも短い場合は、赤外線ラインヒータ１０又はガラス板１をＸ方向へ動かすことによって切断予定線Ｌの全長を集光照射させることが可能である。すなわち、赤外線ラインヒータ１０又はガラス板１を移動させる移動機構を備えるのが好ましい。
【００３５】
また、本発明者の検討によって、同じ出力の赤外線ラインヒータ１０同士を比較すると、赤外線ランプの長さが長い方が、切断速度が速い傾向にあることがわかっている。赤外線ランプの長さを長くするには、赤外線ランプの長い赤外線ラインヒータ１０を用いてもよいが、例えば複数の赤外線ラインヒータ１０を直線状に並べることで対応することも可能である。
【００３６】
すなわち、前記赤外線ラインヒータ１０は、切断予定線Ｌに沿う方向に複数台連結されているのが好ましい。この時、赤外線ランプ間の間隔が広いと良好な切断面が得られない事があるため、間隔は極力狭くすることが望ましい。上記の間隔は、例えば２ｃｍ程度開いていた場合であっても、ガラス２の切断において支障は生じない。
【００３７】
また、赤外線ラインヒータ１０は、赤外線ラインヒータ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、赤外線ランプ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。
【００３８】
集光部は、上記の赤外線ランプの光を焦点でライン状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、赤外線ランプを挟んでガラス板１の照射面と向き合うように設置する。また、赤外線ランプから発する赤外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、より赤外光を無駄なく集光することができる。
【００３９】
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、赤外線ランプとガラス板１との間に設置する。
【００４０】
また、切断精度を上げることを目的として、赤外光の焦点における集光幅は極力狭くするのが好ましい。例えば、赤外線ラインヒータ１０の場合は集光幅を１〜５ｍｍ程度とするのが一般的であるが、これに限定されるものではない。また、さらに集光幅を狭くするために、図示しない遮光スリットを用いてもよい。また、集光の効率を上げるために、ガラス板１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。該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。
【００４１】
（赤外線ラインヒータ１０の移動機構）
図１、２は、赤外線ラインヒータ１０の移動機構としてフレーム５０及び搬送レール５１を備えている。上記のフレーム５０は門型で、赤外線ラインヒータ１０がＹ方向へ動くのを可能とし、搬送レール５１はＸ方向へ動くのを可能とする。図１、２では両方を備えているが、当然ながら片方だけを備えるものでもよい。
【００４２】
（フレーム５０）
図１、図２では、赤外線ラインヒータ１０の保持に門型のフレーム５０を用いている。フレーム５０はガラス板１を幅方向に横切るように配置され、赤外線ラインヒータ１０とガラス板１の表面とが、平行を保つように赤外線ラインヒータ１０を保持する。フレーム５０は、ガラス板１の真上をＹ方向に移動可能なスライダ５２を備える。スライダ５２は角棒状でＹ方向に貫通孔を有し、フレーム５０が該貫通孔に挿通されている。また、スライダ５２はＸ方向にも連結用の孔を有し、該孔を介して連結具５３が連結されている。連結具５３は、赤外線ラインヒータ１０上部に設けられた孔とも連結することによって、フレーム５０に赤外線ラインヒータ１０を固定し、同時にスライダ５２によって赤外線ラインヒータ１０をＹ方向へ移動させ、Ｙ方向の位置決めを可能としている。
【００４３】
図１ではフレーム５０に２台の赤外線ラインヒータ１０を設置している。このようにすることで、両端部の切断を同時に行うことが可能である。また、フレーム５０に１台の赤外線ラインヒータ１０を設置し、これをＸ方向に２台並べて切断を行うものでもよい。また、上記のような門型のフレーム５０でなくとも、切断するガラス板の端部領域３側にポール等で赤外線ラインヒータ１０を支持するものでもよい。
【００４４】
（搬送レール５１）
上記のフレーム５０は、搬送レール５１上を移動可能に設置される。フレーム５０は下部にスライダ５４を備え、スライダ５４を介することによって、搬送レール５１上をＸ方向へ移動する。ガラス板１を搬送させないで集光照射する場合や、搬送させながら集光照射して伝播亀裂２ｂの伝播速度を調整する場合等に有効である。
【００４５】
また、フレーム５０は、赤外線ラインヒータ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１０を昇降可能とすることによって、赤外光の焦点位置を自在に調整することができる。
【００４６】
（冷却機構２０）
図１、２において、冷却機構２０は、赤外線ラインヒータ１０のＸマイナス側に取り付けられている。冷却機構２０は噴出口２１を有し、噴出口２１からガラス板１の切断予定線Ｌ上に、冷却用の流体を吹き付ける。冷却用の流体は特に限定するものではないが、圧縮空気２２を用いるのが好ましい。強制冷却を行うことによって被加熱部の表面と内部との間に温度差を生じさせ、引っ張り応力を発生させることが出来れば良いので、例えば、圧縮していない空気でもよく、その他に水やミスト等でもよい。また、この時流体の温度は特に限定するものではないが、例えば噴出口２１付近での温度が４０℃以下、好ましくは室温以下としてもよい。
【００４７】
冷却用の流体を吹き付ける際は、赤外線ラインヒータ１０の照射幅程度以下に吹き付けるのが好ましい。本発明は、赤外線ラインヒータ１０によってガラス板１をライン状に加熱するものである為、冷却時の幅に厳密さを要求する必要はなく、上記の幅より広い場合であっても切断面が著しく曲がる事はないが、流体を吹き付ける幅を極力狭くすることで、安定的に直線性の良い切断面を得ることが可能となる。
【００４８】
上記の冷却装置２０は、Ｘマイナス側、すなわち亀裂の伝播方向と反対側に設けられるのが好ましい。本発明では、一度ガラス板１を加熱し、ガラス板１表面の温度を上昇させた後に、冷却装置２０によって冷却し引っ張り応力を発生させる。
【００４９】
また、図１、２では冷却装置２０を赤外線ラインヒータ１０に連結したが、これに限定するものではなく、例えば作業者が手持ち等により赤外線ラインヒータ１０と別で操作を行うものでもよい。
【００５０】
（保持機構４０）
保持機構４０は、ガラス板１を所定位置に保持するものである。図１〜３では搬送コンベア４１を保持機構４０として用いているが、搬送機能のない通常の載置台でもよい。また、折割りを行う折割り機構３０付近において、折割り操作を妨げないことを目的として、切断線状亀裂２の下方にはガラス板１を載置するような機構を設けないのが望ましい。さらに、切断予定線Ｌの直下についても、ガラス板１の裏面と接触するような保持機構４０を設けないのが望ましい。これは、赤外線ラインヒータ１０の照射により、長期使用を経ると保持機構４０の熱による損傷が懸念されるためである。また、切断予定線Ｌ上のガラス板１の裏面と接触することによって、保持機構４０の部材によっては裏面からの放熱を妨げたり、逆に裏面を不必要に冷却することが考えられる。
【００５１】
（搬送コンベア４１）
図１〜３では、搬送コンベア４１上にガラス板１を載置する。搬送コンベア４１は、回転ロール４１ａ間にベルトを架け渡したものである。回転ロール４１ａは中心に回転軸４１ｂが貫通しており、回転軸４１ｂの回転に伴ってベルトを動かす。切断時に温度が上昇するガラス板１と接触する場合や、赤外線ラインヒータ１０からの赤外光が該ベルトにも照射されるような場合は、耐熱性を有するものを用いるのが好ましい。
【００５２】
また、上記のような搬送コンベア４１の他にも、ガラス板１を搬送できれば特に限定するものではなく、連続する回転ロール上を搬送させるものでも、可動式の載置台に設置したガラス板１をスライドさせるようなものでもよい。
【００５３】
（折割り機構３０）
表面に切断線状亀裂２を有するガラス板１は、折割り機構３０によって折割りを行う。折割り機構３０は、ガラス板１を固定又は支持するガラス板固定部３３と、折割りを行う折割り装置３６とを有する。図１、３は、端部領域３に切断線状亀裂２を有するガラス板１に曲げ応力を加えて折割りを行う装置であり、ガラス板固定部３３でガラス板１を固定した後に、切断線状亀裂２の下方から折割り装置３６によってＺマイナス方向に力を加えて折割りを行い、切断ガラス板４と耳部５に分離する。また、図では各昇降装置とガラス板１との間にそれぞれ長尺部材（３４ｂ、３５ｂ、３６ｂ）を用いているが、形状はこれに限定されるものではない。また、折割り機構３０近傍には、切断後の耳部５を回収可能な容器を設けてもよい。
【００５４】
（ガラス板固定部３３）
本例のガラス板固定部３３とは、上部昇降装置３４と下部昇降装置３５によってガラス板１を挟み込み、固定するものである。本例のように搬送コンベア４１を用いる場合、ガラス板１が搬送されないように、下部昇降装置３５がガラス板１を持ち上げ、搬送コンベア４１より浮かせるのが好ましい。
【００５５】
ガラス板固定部３３は、切断線状亀裂２を中心としてＹ方向にほぼ等距離に、上部昇降装置３４及び下部昇降装置３５を配置するのが好ましい。本例では、切断線状亀裂２を中心としてガラス板１を下から押し上げ、ガラス板１をたわませることによって、曲げ応力を発生させる。その為、最大にたわむ箇所が切断線状亀裂２上になるようにするのが好ましく、上記のように等距離に配置することで安定的に直線性よく切断を行うことが可能になる。
【００５６】
また、切断線状亀裂２の他のガラス板１の表面及び裏面に局所的に強い力が加わることを防ぐのが望ましく、例えばガラス板１との接触面を平滑にしたり、接触面積を広くとる事等が挙げられる。本例では、図１、３に示したように切断線状亀裂２に沿う長尺部材を用いている。長尺部材を用いることによって、安定して直線性が良い切断面を得ることが可能なため好ましい。
【００５７】
（上部昇降装置３４）
上部昇降装置３４は、弾性部材３４ａ、長尺部材３４ｂ、上部昇降シリンダ３４ｃ、及び連結スライダ３４ｄを有する。長尺部材３４ｂは、弾性部材３４ａを介してガラス板１と接触する。また、上部昇降シリンダ３４ｃは長尺部材３４ｂと接続されており、ガラス板１の固定を可能にする。また、上部昇降シリンダ３４ｃは連結スライダ３４ｄと連結している。連結スライダ３４ｄは内部に貫通孔を有し、懸架ロッド３１が該貫通孔に挿通することで、支持柱３２に固定される。また、本例では支持柱３２間を懸架ロッド３１が架橋しており、連結スライダ３４ｄは懸架ロッド３１上を移動し、位置を自在に調整することができる。
【００５８】
上部昇降装置３４は、ガラス板１をある程度固定できればよく、ガラス板１をＺプラス方向に押し下げる必要はない。前述したように曲げ応力を発生させる際、ガラス板１をたわませるが、上部昇降装置３４によって強い力で押さえつけるとたわみが生じ難くなるためである。尚、通常は弾性部材３４ａの弾性によって吸収できる程度であり、強い力で押し下げるものでなければ適宜調整すればよい。
【００５９】
（下部昇降装置３５）
下部昇降装置３５は、弾性部材３５ａ、長尺部材３５ｂ、下部昇降シリンダ３５ｃ、スライダ３５ｄ、及び移動レール３５ｅを有する。長尺部材３５ｂは、弾性部材３５ａを介してガラス板１と接触する。また、長尺部材３５ｂには下部昇降シリンダ３５ｃが接続されており、下部昇降シリンダ３５ｃが上昇することによって、ガラス板１を上部へ持ち上げることが可能となる。また、下部昇降シリンダ３５ｃは、下部にスライダ３５ｄと連結し、スライダ３５ｄは移動レール３５ｅ上を移動する。これによって、下部昇降装置３５をＹ方向へ移動させることが可能となる。
【００６０】
なお、切断線状亀裂２のＺ方向の深さが深い場合は、下部昇降装置３５を切断線状亀裂２の直下付近に設置し、該下部昇降装置３５を持ち上げることによって、ガラス板１に曲げ応力を発生させ切断を行ってもよい。下部昇降装置３５で持ち上げると、端部領域３の重みによって曲げ応力が加わり、耳部５の分離が可能になる。この時、上部昇降装置３４は使用してもしなくても良い。
【００６１】
また、上記のような曲げ応力を加える他にも、せん断力を加えることによって切断を行ってもよい。この場合、ガラス板１を上下の昇降装置で挟みこみ、切断線状亀裂２を中心にして、片側のＹプラス側を押し上げ、もう一方のＹマイナス側を押し下げることにより、ガラス板１にせん断力が発生し、ガラス板１の切断が可能になる。この場合は後述する折割り装置３６を使用しなくともよい。
【００６２】
（折割り装置３６）
折割り装置３６は、弾性部材３６ａ、長尺部材３６ｂ、及び昇降シリンダ３６ｃを有する。長尺部材３６ｂは、弾性部材３６ａを介してガラス板１の裏面と接触する。また、長尺部材３６ｂは昇降シリンダ３６ｃに接続されており、昇降シリンダ３６ｃは支持台３６ｄに固定されている。
【００６３】
前述したように、折割り装置３６を押し上げることによって、ガラス板１をたわませ、ガラス板１に曲げ応力を発生させる。この時、折割り装置３６は切断線状亀裂２の下に設置するのが好ましい。また、図３では移動機構を備えていないが、当然スライダや車輪等の移動機構を設けてもよい。
【００６４】
（制御部）
上記の切断装置は、図示しない制御部を設けてもよい。制御部は搬送コンベア４１や折割り機構３０、冷却機構２０、及び赤外線ラインヒータ１０等と接続し、各装置をコンピューター等で遠隔操作することを可能にする。上記に挙げた操作の他にも、赤外線ラインヒータ１０の上下方向、幅方向の位置合わせ等に用いてもよい。
【００６５】
（ガラス板１）
ガラス板１は、赤外光を吸収するガラス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。
【００６６】
また、本発明は特にガラス板の端部領域３に有効である。端部領域３は、例えばフロート窯等で板状に成型された後、冷却され易いために残留応力が大きくなった部分である。前述したように、端部領域３は表面圧縮応力が６ＭＰａ以上となるガラス板の部分であり、例えば図８に示したように、端部領域３の切断面と対向するＸ−Ｚ面が曲面になることがある。
【００６７】
すなわち、本発明は、前記ガラス板が、６ＭＰａ以上の表面圧縮応力を有することを特徴とするガラス板に適用するのが好ましい。また、より好ましくは８ＭＰａ以上としてもよい。表面圧縮応力の上限値については特に限定するものではないが、例えば一般的な倍強度ガラスの表面圧縮応力の上限値が６０ＭＰａであることから、６０ＭＰａ未満としてもよい。また、倍強度ガラスの表面圧縮応力の下限値である２０ＭＰａ以下であれば安定的に切断が可能になると考えられるため好ましい。また、当然ながら、本発明は前述したような強い残留応力を有するガラス板でなくとも、当然用いることが可能である。
【００６８】
（ガラス板の切断方法）
以下に本発明のガラス板の切断方法について説明する。前述したように、本発明は、切断予定線上の該ガラス板のエッジ部に初期亀裂を生じさせる工程、該初期亀裂を含む切断予定線上を、赤外線ラインヒータを用いて赤外光をライン状に集光照射し、該ガラス板を透過する赤外光によって切断予定面を加熱する工程、加熱工程の後に該亀裂近傍の切断予定線上を冷却し、該初期亀裂を該切断予定線に沿って伝播させて伝播亀裂を形成させる工程、及び該伝播亀裂を該切断予定線の終端まで進展させて切断線状亀裂を形成した後、該切断線状亀裂に沿って折割る工程、を含むことを特徴とするガラス板の切断方法である。本切断方法の一例を図４〜６に示した。
【００６９】
まず、フレーム５０を操作して、赤外線ラインヒータ１０の赤外光の焦点をガラス板１の表面に合わせ、切断予定線Ｌの位置を決定する。
【００７０】
次に、切断予定線Ｌ上のガラス板のエッジ部に初期亀裂２ａを生じさせる。初期亀裂２ａを生じさせるのはガラス板１の表面であるＸ−Ｙ面でも、ガラス板１の断面であるＹ−Ｚ面でもよい。
【００７１】
初期亀裂２ａを生じさせる工程が、切断予定線Ｌ上のガラス板１のエッジ部に、赤外線ラインヒータ１０からの赤外光を集光照射する工程を含む場合、エッジ部の切断面に不必要な傷がつかない為、良好な切断面を得る事が可能となるため好ましい。ガラス板１のエッジ部は強度が比較的低いため、赤外線ラインヒータ１０からの赤外光を所定時間照射してエッジに強い引っ張り応力を生じさせ、該引っ張り応力がエッジ部の強度を超えると初期亀裂２ａが発生する。この時発生する初期亀裂２ａの深さは、Ｚ方向のガラス板１の裏面にまで達することがある。また、初期亀裂２ａのＸ方向への長さは、赤外線ラインヒータ１０の長さ程度になる傾向がある。
【００７２】
上記のように初期亀裂２ａを発生させる場合の赤外線ラインヒータ１０からの赤外光の照射時間は、ガラス板１の残留応力によって異なるが、２０〜６０秒程度としてもよい。初期亀裂２ａがガラス板１の裏面まで到達していた場合であっても、その後の亀裂を伝播させる工程で冷却を行えば、伝播亀裂２ｂはガラス板１の表面に生じる。また、赤外線ラインヒータ１０からの赤外光を集光照射しながら、初期亀裂２ａが発生する前に切断予定線Ｌ上のエッジ部を冷却することによって、初期亀裂２ａをガラス板１表面に形成することもできる。
【００７３】
また、初期亀裂２ａを生じさせる工程が、切断予定線Ｌ上のガラス板１のエッジ部の表面又は断面を加傷する工程を含んでもよい。この場合は、ガラスカッター等を用いて、Ｘ−Ｙ面やＹ−Ｚ面に浅く傷をつけ、初期亀裂２ａとする。この方法だと、初期亀裂２ａの形成にかかる時間が短いため、生産タクトを向上させることが可能である。
【００７４】
次に、図４の（ａ）に示したように、赤外線ラインヒータ１０からの赤外光を切断予定線Ｌ上に集光照射し、赤外光の焦点近傍におけるガラス板１の表面の最高温度が６０〜７０℃以上になるように加熱する。このとき、初期亀裂２ａと隣接する、又は重なるように赤外線ラインヒータ１０からの赤外光を照射するのが好ましい。
【００７５】
また、赤外線ラインヒータ１０の赤外線ランプの長さよりも切断予定線Ｌが長い場合、上記の伝播亀裂２ｂの伝播に伴って赤外線ラインヒータ１０をＸプラス方向へ移動させるか、ガラス板１をＸマイナス方向へ搬送させることによって、伝播亀裂２ｂを切断予定線Ｌの終端まで伝播させる事が可能である。すなわち、本発明は、前記伝播亀裂２ｂを切断予定線Ｌに沿って伝播させる工程において、ガラス板１及び赤外線ラインヒータ１０の少なくとも一方を、切断予定線に沿って移動させる工程を含むことが好ましい。また、亀裂２が切断予定線Ｌ上を伝播すればよいので、赤外線ラインヒータ１０とガラス板１の両方を移動させてもよい。
【００７６】
次に、図４の（ｂ）に示したように、冷却機構２０から圧縮空気２２を吹き付ける。圧縮空気２２を吹き付けることによって、赤外線ラインヒータ１０で加熱された切断予定線Ｌ上を、初期亀裂２ａを始端として伝播亀裂２ｂがガラス板１表面に形成される。圧縮空気２２を吹き付ける位置は、前述したように初期亀裂２ａ及び伝播亀裂２ｂ近傍であればよいが初期亀裂２ａ及び伝播亀裂２ｂよりＸプラス方向の切断予定線Ｌ上を含むことが望ましい。
【００７７】
また、圧縮空気２２の吹き付けを開始する時間は適宜選択すればよい。例えば、出力２８００Ｗの赤外線ラインヒータ１０と１９ｍｍのガラス板１を用いたところ、約１３〜２０秒程度の加熱時間を設けた後に圧縮空気２２を吹き付けると、良好に伝播亀裂２ｂが生じることがわかった。なお、特に吹き付けを行わないまま赤外光の集光照射を続ければ、所定時間経過後に伝播亀裂２ｂの進展がガラス板の全厚に及ぶようになるが、この進展中に表面に圧縮空気２２を吹き付けると、ガラス板１表面の伝播亀裂２ｂの伝播が優先される。これは、具体的なメカニズムはわからないが、圧縮空気２２によってガラス板１表面が急冷され、ガラス板１表面と内部の温度差によって、引っ張り応力がガラス板１表面に誘起される為と推測される。
【００７８】
上記の引っ張り応力を誘起させる為には、圧縮空気２２の吹き付け前後でガラス板１表面と内部の温度差が大きい方が好ましいことから、赤外線ラインヒータ１０による加熱直後の切断予定線Ｌ上に圧縮空気２２を吹き付けるのが好ましい。具体的には、図５に示したように、赤外線ラインヒータ１０で加熱した加熱領域１１ａよりもＸマイナス方向に冷却領域２２ａを設けるのが好ましい。また、図５に示したように、圧縮空気２２の吹き付け開始直前に赤外線ラインヒータ１０からの赤外光の焦点近傍におけるガラス板１表面の最高温度が６０℃未満に下がらないのであれば、加熱領域１１ａと冷却領域２２ａとは重ならなくてもよく、例えば１〜５ｃｍ程度の間隔を空けても問題なく伝播亀裂２ｂを伝播させることが可能であった。上記のように加熱領域１１ａと冷却領域２２ａとが重ならないようにすることで、図５のガラス板１表面上のＡ点における赤外線ラインヒータ１０による加熱時間を長く取ることができる。尚、Ａ点はガラス板１の搬送に併せて、ガラス板１の搬送方向へ動くものとする。また、冷却領域２２ａが赤外光１１によって加熱されることがないため、上記のＡ点に生じる表面と内部の温度差を極力大きくすることが可能となる。なお、加熱時間とは、上記のＡ点を加熱領域１１ａが通り過ぎるのにかかる時間としてもよく、本実施例においては、加熱時間は前述したように少なくとも１７〜２０秒程度で伝播亀裂２ｂの伝播が可能だった。また、この時、Ａ点を冷却領域２２ａが通り過ぎるのにかかる時間を冷却時間とすると、冷却時間は１〜５秒程度であった。
【００７９】
本発明者の検討により、前述したように表面圧縮応力が６ＭＰａ以上であるガラス板１を切断する場合は、冷却機構２０を使用しないと伝播亀裂２ｂの進展速度が０．３ｍ／分以下となり、圧縮空気２２を吹き付けることによって、伝播亀裂２ｂの伝播速度が３倍以上速くなることがわかった。
【００８０】
次に、図４の（ｃ）に示したように、伝播亀裂２ｂを切断予定線Ｌの終端まで進展させる。進展させた後は赤外線ラインヒータ１０と冷却機構２０をオフにする。また、次のガラス板の切断の為に赤外線ラインヒータ１０を連続して使用する場合はこの限りではない。
【００８１】
次に、端部領域３の折割りを行う。折割りは作業者の手作業で行ってもよいが、図１、３に示したような折割り機構３０を用いてもよい。折割り直前は、図６の（ａ）に示したように、ガラス板１の表面に切断線状亀裂２が生じている。切断線状亀裂２はＺ方向に深くなっており、深さが全厚みと同じになることはない。このガラス板１に折割り操作を行うことによって、図６の（ｂ）に示したように曲げ応力が加わり、切断線状亀裂２に沿ってガラス板１が切断される。折割り操作は図６の（ｂ）のｆ1のようにガラス板１を持ち上げる事によって、ガラス板１に曲げ応力を加える方法が挙げられる。
【００８２】
また、発明者が検討したところ、上記の切断線状亀裂２を形成した後に数時間放置してガラス板１の温度を室温程度まで低下させた場合よりも、ガラス板１の温度が下がり切っていない状態で折割り工程を行った方が、折割りし易いことがわかった。従って、折割り工程は、前記切断予定面の少なくとも一部の温度が室温を超える時に開始するのが好ましい。詳細なメカニズムは不明だが、赤外線ラインヒータ１０を用いると、赤外光１１がガラス板１の内部を進行し、ガラス板１内部に速やかに熱を加えるため、従来のレーザや燃焼炎等を用いた方法と比較してガラス板１の内部に蓄積される熱量が多くなり、結果的にガラス板１を折割りし易い状態にすると予想される。
【００８３】
また、図６の（ｃ）に示したように、せん断力を加えることによっても切断可能である。せん断力を加える場合は、図６の（ｃ）のｆ1のようにガラス板１を持ち上げ、ｆ2のように端部領域３側を上から押す事によって、ガラス板１にせん断力が加えられる。いずれにしても、表面の切断線状亀裂２がＺ方向へ進展し、ガラス板１の裏面まで達することによってガラス板１の切断が完了し、切断ガラス板４と耳部５に分離される。
【００８４】
（赤外線ラインヒータ１０照射時のガラス板１の温度分布）
以下に、赤外線ラインヒータ１０を用いて加熱を行った際、ガラス板に生じる温度勾配について説明する。室温に保たれていたガラス板１（厚み１９ｍｍ）に対して、赤外線ラインヒータ１０からの赤外光を図７（ａ）に示したように集光照射し、１７秒経過した時のガラス板の温度を測定した結果を図７（ｂ）に示した。この時用いた赤外線ラインヒータ１０は、ランプ長さが１２０ｍｍ、出力が１２００Ｗであり、本実施例で用いた赤外線ラインヒータとは長さと出力が異なるが、単位長さ当たりの出力が１０Ｗ／ｍｍで同じであり、加熱の強さは同程度であると言える。尚、図７は赤外線ラインヒータ１０で所定時間赤外光を集光照射した時に生じるガラス板１の温度分布を調べる為に行ったものであり、圧縮空気２２等の吹き付けや搬送を行っておらず、伝播亀裂２ｂは発生していない。
【００８５】
図７（ｂ）のＡｒｅａ１はガラス板１の表面付近の測定点であり、赤外線ラインヒータ１０からの赤外光の焦点近傍の測定点でもある。該Ａｒｅａ１での温度は９５．８℃であった。また、Ａｒｅａ５はガラス板１の裏面付近の測定点であり、該Ａｒｅａ５の測定点と該Ａｒｅａ１の測定点とを含むＸ−Ｚ面が切断予定面になる。該Ａｒｅａ５の温度は６６．９℃であった。また、Ａｒｅａ１、５の側部の測定点であるＡｒｅａ２〜４、６も温度上昇が見られ、いずれも５０℃以上だった。また、Ａｒｅａ２〜４、６の上限値はＡｒｅａ５の温度未満であった。
【００８６】
以上より、赤外線ラインヒータ１０を用いて加熱を行うと、赤外光がガラス板内を透過するのでガラス板１の表面から裏面まで切断予定面の加熱が可能であることがわかる。これに対して、例えばＣＯ2レーザを用いて加熱を行う場合、レーザ光は表面でほとんどが吸収され、裏面まで加熱することが出来ないという特徴がある。また、赤外線ラインヒータ１０を用いると焦点で赤外光が集中するが、焦点を過ぎると表面で吸収されなかった赤外光がガラス板１内部を進行する。そのため、焦点とその垂直線上（焦点を含むＸ−Ｚ面上）だけでなく、板内部における該垂直線上の側部も速やかに加熱することが可能である。これに対して、例えばバーナー等で燃焼炎を用いて加熱を行う場合、燃焼炎はガラス板の表面近傍の温度を上昇させるが、板内部はガラス板表面の熱が熱伝達によって伝わることによって温度上昇するため、板内部の温度上昇までには時間がかかり、温度勾配についても本発明とは異なることが予想される。
【００８７】
従って、本発明は、赤外線ラインヒータ１０からの赤外光を集光照射することにより特徴的な温度勾配をガラス板内部に形成すると言える。切断メカニズムについては後述するが、図７（ｂ）のような温度勾配が形成され、かつ表面温度が所定の温度以上となった時にガラス板１表面の冷却を行うことで、好適な引っ張り応力が誘起されて直線性のよい亀裂が伝播すると考えられる。
【００８８】
また、上記の測定では、赤外線ラインヒータ１０からの赤外光の集光照射開始から１７秒後の温度を測定したが、ガラス板１の冷却開始時の表面温度や加熱時間をこれに限定するものではない。前述したように、赤外線ラインヒータ１０からの赤外光の焦点近傍におけるガラス板１表面の最高温度が約６０〜７０℃以上になれば、冷却を開始してもよい。また、ガラス板１の残留応力が強い場合は７５℃以上としてもよい。
【００８９】
（伝播亀裂２ｂがガラス板１の表面を伝播する原理）
本発明のように、ガラス板１の表面を伝播亀裂２ｂが伝播する原理を以下のように考える。
【００９０】
まず、切断予定線Ｌ上が局所的に加熱され、ガラス板１の切断予定線Ｌを含むＸ−Ｚ面（切断予定面）に図７（ｂ）のような温度勾配が生じる。温度勾配は加熱面側のガラス温度が高く、裏面へ行くに従って低くなっていく。また、ガラス板１表面の、空気との接触面は放熱により温度が若干低下し、それに由来して引っ張り応力が生じる。この時生じている引っ張り応力は、切断予定線Ｌを含むＸ−Ｚ面を引き離す方向に生じているが、伝播亀裂２ｂを伝播させる程の強さはない為、このままだと伝播亀裂２ｂは伝播しない。
【００９１】
上記のようなガラス板内部の温度勾配が生じている状態のガラス板１の表面に、圧縮空気２２等を吹き付けて冷却を行うと、ガラス板表面の温度を急激に低下させることになり、より強い引っ張り応力が誘起される。この引っ張り応力が伝播亀裂２ｂを伝播させる程度の強さに達することで、ガラス板１の表面を伝播亀裂２ｂが伝播することになる。一方で、ガラス板内部は加熱されたままの状態であり、上記の引っ張り応力が生じると同時にガラス板内部には圧縮応力が誘起されるため、伝播亀裂２ｂはガラスの板厚方向であるＺプラス方向には伝播しない。
【００９２】
上記のように得られた切断ガラス板４は、従来のように超硬工具刃によってスクライブ線を入れ、曲げ応力を加えて折割る方法と比べると、ガラス粉やガラス屑等の「キリコ」の発生が圧倒的に少ないものであった。また、本発明によって得られた切断ガラス板４は、切断精度±１ｍｍ以下であり、直線性に優れたものとなった。なお、切断精度は、切断後に得られた切断ガラスの幅方向（Ｙ方向）の長さを測定し、設定値との誤差を示すものである。
【実施例】
【００９３】
以下に、本発明の実施例を示す。【００９４】
（実施例）
使用した赤外線ラインヒータ１０は、赤外線ラインヒータ（ランプ長さ：２８０ｍｍ、出力：２８００Ｗ、焦点距離：２５ｍｍ）  ハイベック社製  ＨＹＬ２５−２８である。保持機構４０としては、回転ロールが連続する搬送台を用いた。【００９５】
また、使用したガラス板１（幅：１２００ｍｍ、長さ：２５００ｍｍ）を表１に示した。いずれもフロート法で得られるガラスリボンを適度なサイズに切り出したソーダライムガラスであり、表面圧縮応力を測定したところ、端部領域３の幅３００ｍｍ以内では、６〜２２ＭＰａであった。切断予定線Ｌはガラス板１の長さ方向に平行に設定した（長さ：２５００ｍｍ）。尚、表１の走査速度の「連続運転」とは、一定の速度でガラス板１を搬送させた事を示している。また、「寸動運転」とは、ガラス板１の搬送と停止を繰り返した事を示しており、走査速度は切断時間と切断距離から算出した平均値である。【００９６】
まず、搬送台上にガラス板１を設置し、切断予定線Ｌ上に集光照射可能な位置に赤外線ラインヒータ１０を設置した。この時、図６の（ａ）に記載したように、ガラス板１の切断予定線を含むＸ−Ｚ面に対向するガラス端面からの垂直距離を、切断幅ｄとした。【００９７】
次に、ガラス板１に初期亀裂２ａを発生させた。初期亀裂２ａは切断予定線Ｌの始端に２０〜６０秒程度赤外線ラインヒータ１０からの赤外光を集光照射することによって得た。【００９８】
次に、冷却機構２０を稼動させ、圧縮空気２２を吹きつけながらガラス板１の搬送を行い、伝播亀裂２ｂを切断予定線Ｌの終端まで伝播させた。この時、赤外線ラインヒータ１０による加熱領域１１ａと冷却機構２０による冷却領域２２ａとは、約３ｃｍの間隔を保つようにした。なお、切断予定線Ｌ上の任意の点上を加熱領域１１ａが通過する時間を加熱時間とすると、本実施例における加熱時間は、約１３〜１７秒程度であった。【００９９】
次に、得られた切断線状亀裂２に沿って速やかに折割り操作を行った。折割りはガラス板１の温度が室温以下に下がる前に、図３に示したような曲げ折割機構を用いて行った。【０１００】
【表１】
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【０１０１】
（比較例）
表１に比較例の条件を示した。比較例では、圧縮空気２２を使用せず、折割りも行わなかった。上記以外は、実施例１と同様の方法で切断を行った。【０１０２】
実施例は、いずれも良好な断面が得られ、切断面に蛇行等も見られなかった。また、作業者によって容易に折割りを行うことができ、耳部５の分離に伴い発生するキリコ等が少なかった（図８）。以上より、本手法は表面圧縮応力が６ＭＰａ以上の時好適に利用可能であることがわかった。尚、表面圧縮応力が６ＭＰａ未満でも当然利用可能である。【０１０３】
一方で、比較例は良好な切断面が得られたが、切断時間が大幅に増加した。実施例は比較例の３倍以上の速度で伝播亀裂２ｂを伝播させることが可能である。なお、実施例はガラス板１の表面を伝播亀裂２ｂが伝播するものであるのに対し、比較例は全厚みに伝播亀裂２ｂが生じ、この伝播亀裂２ｂが切断予定線Ｌ終端まで伝播するものであった。【０１０４】
（切断面の評価）
切断後に得られた切断ガラス板４の幅方向（Ｙ方向）の長さを測定し、予想値との誤差を調べた。この誤差を切断精度と言い、切断精度が小さい程、切断の直線性が優れていると言える。実施例及び比較例ともに、切断精度が±１ｍｍ以下であり、切断の直線性に優れたものとなった。【０１０５】
また、表面と裏面の幅方向の長さを測定し、表裏面の長さの誤差を調べた。この誤差が小さい程切断面が直角性に優れていると言える。実施例及び比較例ともに、上下ともに長さの誤差が±１ｍｍ以下となり、切断面は直角性にも優れたものであった。【０１０６】
（温度分布の測定）
加熱開始から１３秒後、１５秒後のガラス板１の温度分布について、図７の（ｂ）同様に測定を行った。使用したガラス板１は１９ｍｍ、赤外線ラインヒータ１０はランプ長１２０ｍｍ、１２００Ｗのものを用いた。得られた結果を図９（ａ）（ｂ）に示した。【０１０７】
図９の（ａ）は１３秒後の温度分布であり、最高温度を示すＡｒｅａ１は８３．６℃、その垂直下の測定点Ａｒｅａ５は５９．６℃であった。また、Ａｒｅａ２〜４、６はいずれも４６℃以上で、Ａｒｅａ５未満の温度となった。【０１０８】
図９の（ｂ）は１５秒後の温度分布であり、Ａｒｅａ１は９１．３℃、Ａｒｅａ５は６４．１℃であった。また、Ａｒｅａ２〜４、６はいずれも５０℃以上で、Ａｒｅａ５未満の温度となった。以上より、図９の（ａ）、（ｂ）の温度分布は共に図７の（ｂ）の温度分布と同様の傾向を示すことがわかった。【０１０９】
実施例４及び図９の（ａ）の結果より、厚み２５ｍｍのガラス板１、ランプ長１２０ｍｍ、１２００Ｗの赤外線ラインヒータ１０を用いて、圧縮空気２２を吹き付けた直後のガラス板１の焦点近傍（図９のＡｒｅａ１に該当する測定点）の温度を測定した。具体的には、温度測定を行いながら赤外線ラインヒータ１０からの赤外光をガラス板１表面に集光照射し、測定点の最高温度が８０℃以上になったところで、焦点近傍に室温の圧縮空気を吹き付けて、その時の同測定点における温度を測定した。【０１１０】
上記の測定により、圧縮空気２２を吹き付けると急激にガラス板１の表面の温度が約１５℃低下することが確認された。以上より、圧縮空気２２を吹き付けることで、ガラス板１の表面の温度が急激に低下することが示された。【０１１１】
（参考例）
図１０に、従来の超硬工具刃で切断予定線Ｌ上の全長にスクライブ線を入れて折割りを行った従来品と、本手法品とを示した。（ａ）に示した従来品のガラス板表面（Ｘ−Ｙ面）には、切断時に発生したガラス屑が付着し、また、切断面（Ｘ−Ｚ面）はそげが発生し直線性が悪いものである。一方で、（ｂ）に示した本手法品は、ガラス板表面にガラス屑の付着がなく、また、切断面は鏡面となり、そげ等は見られなかった。【０１１２】
また、上記の従来品は、切断幅ｄが３０ｃｍ以上ないと折割り等を行えず、歩留まりの悪いものであった。しかし、本発明の場合、切断幅ｄが１５ｃｍでも良好な切断を行うことが可能であることがわかった。
【符号の説明】
【０１１３】
１：ガラス板、２：切断線状亀裂、２ａ：初期亀裂、２ｂ：伝播亀裂、３：端部領域、４：切断ガラス板、５：耳部、１０：赤外線ラインヒータ、１１：赤外光、２０：冷却機構、２１：噴出口、２２：圧縮空気、３０：折割り機構、３１：懸架ロッド、３２：支持柱、３３：ガラス板固定部、３４：上部昇降装置、３５：下部昇降装置、３６：折割り装置、４０：保持機構、４１：搬送コンベア、５０：フレーム、５１：搬送レール、５２：スライダ、５３：連結具、５４：スライダ、Ｌ：切断予定線
【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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【国際調査報告】
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