(57)【要約】  ガラスウェブを分離する方法は、引張方向に当該ガラスウェブに面内張力を付加することによって当該ガラスウェブを緊張させるステップと、前記ガラスウェブ内に湾曲を付与することによって当該ガラスウェブの第一の主表面上に張力増大領域を生成するステップとを含む。当該方法は、さらに、前記張力増大領域における前記第一の主表面の一部に傷を付加することによって、前記湾曲の軸に平行かつ前記引張方向に対して横断する分離路に沿って前記ガラスウェブを分離するステップを含む。
2019501099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスウェブを分離する方法であって、
引張方向に前記ガラスウェブに面内張力を付加することによって該ガラスウェブを緊張させるステップと、
前記ガラスウェブに湾曲を付与することによって該ガラスウェブの第一の主表面上に張力増大領域を生成するステップと、
前記張力増大領域における前記第一の主表面の一部に傷を付加することによって、前記湾曲の軸に平行かつ前記引張方向に対して横断する分離路に沿って前記ガラスウェブを分離するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記ガラスウェブが、約５０μｍから約５００μｍまでの範囲内の厚みを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ガラスウェブが、前記傷の前記付加に応じて前記分離路に沿って分離する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記分離するステップが、前記ガラスウェブに前記面内張力が付加されながら、かつ前記ガラスウェブに前記湾曲が付与されながら、前記張力増大領域における前記第一の主表面の前記部分に前記傷を付加するステップを含み、または前記分離するステップが、硬い物体と前記ガラスウェブを接触させることなく前記張力増大領域における前記第一の主表面の前記部分に前記傷を付加するステップを含む、請求項１から３のいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
前記傷が、前記ガラスウェブの外縁からゼロよりも大きくかつ約２５ｍｍ以下の距離内で前記張力増大領域における前記第一の主表面の前記部分に付加される、請求項１から４のいずれか一項記載の方法。
【請求項６】
前記傷が、前記ガラスウェブの厚みの約２５％から約１００％までの前記第一の主表面からの深さを含む、請求項１から５のいずれか一項記載の方法。
【請求項７】
前記張力増大領域を生成するステップが、硬い物体と前記ガラスウェブを接触させることなく該ガラスウェブに前記湾曲を付与するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記面内張力を付加しながら、前記湾曲を付与しながら、かつ前記傷を付加しながら、前記引張方向と一致する移動方向に前記ガラスウェブを連続的に搬送するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記張力増大領域が、前記付与される湾曲からの引張曲げ応力と、前記付加される面内張力からの面内引張応力とを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記張力増大領域内の前記湾曲の頂点にて、前記第一の主表面は、該湾曲の前記軸に平行な最大引張応力の軸を含む、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記最大引張応力の軸が、約１５ＭＰａから約３０ＭＰａまでの範囲内の引張応力を含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記湾曲の前記頂点の反対側で、前記ガラスウェブの第二の主表面が、該湾曲の前記軸に平行な第二の応力軸を含み、前記最大引張応力の軸に沿う引張応力が、該第二の応力軸に沿う引張応力よりも大きい、または
前記湾曲の前記頂点の反対側で、前記ガラスウェブの第二の主表面が、該湾曲の前記軸に平行な圧縮応力の軸を含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
前記最大引張応力の軸が前記分離路と一致する、または前記最大引張応力の軸が、前記ガラスウェブの全幅にわたって均一な応力を含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
前記分離するステップが、前記最大引張応力の軸上の箇所にて前記第一の主表面の前記部分に前記傷を付加するステップを含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１５】
前記張力増大領域を生成するステップが、前記ガラスウェブの全幅にわたって前記湾曲を付与するステップを含み、前記最大引張応力の軸が該全幅に沿って延在する、請求項１０記載の方法。
【請求項１６】
請求項１記載の前記ガラスウェブを分離する方法を含むガラスウェブを処理する方法であって、
フュージョンダウンドロー工程、スロットドロー工程、フロート工程、ダウンドロー工程およびアップドロー工程からなる群から選択される工程によって多量の溶融材料から前記ガラスウェブを成形するステップと、
請求項１記載の方法に従って前記ガラスウェブを分離するステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１５年１２月１日に出願された米国仮出願第６２／２６１５５３号の合衆国法典第３５巻第１１９条に基づく優先権の利益を主張し、当該米国仮出願の内容に依拠し、全体を参照によって本明細書に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、概して、ガラスウェブの分離に関し、特に、ガラスウェブに傷を付加することによる分離路に沿うガラスウェブの分離に関する。
【背景技術】
【０００３】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などのためのガラスシートを含む様々な製品を成形するために、連続的なガラスリボンを分離することが知られている。ガラスシートは、一般的に、スロットドロー、フロート、ダウンドロー、フュージョンダウンドロー、またはアップドローを含む様々なリボン成形工程によって連続的なガラスリボンが成形される可能性のある成形体に溶融ガラスを流すことによって製造される。そして、ガラスリボンは、所望のディスプレイ用途にさらに処理されるのに適したシート状のガラスを提供するために後に分割される可能性がある。
【発明の概要】
【０００４】
下記に、詳細な説明において説明される一部の例示的な実施形態の基本的な理解をもたらすために本開示の概要を提示する。
【０００５】
一部の実施形態によれば、ガラスウェブを分離する方法は、引張方向に前記ガラスウェブに面内張力を付加することによって当該ガラスウェブを緊張させるステップと、前記ガラスウェブに湾曲を付与することによって当該ガラスウェブの第一の主表面上に張力増大領域を生成するステップとを含むことができる。前記方法は、前記張力増大領域における前記第一の主表面の一部に傷を付加することによって、前記湾曲の軸に平行かつ前記引張方向に対して横断する分離路に沿って前記ガラスウェブを分離するステップをさらに含むことができる。
【０００６】
一実施形態において、前記ガラスウェブが、約５０μｍから約５００μｍまでの範囲内の厚みを含むことができる。
【０００７】
別の実施形態では、前記ガラスウェブが、前記傷の前記付加に応じて前記分離路に沿って分離することができる。
【０００８】
別の実施形態では、前記分離するステップが、前記ガラスウェブに前記面内張力が付加されながら、かつ前記ガラスウェブに前記湾曲が付与されながら、前記張力増大領域における前記第一の主表面の前記一部に前記傷を付加するステップを含むことができる。
【０００９】
別の実施形態では、前記分離するステップが、前記ガラスウェブの外縁からゼロよりも大きくかつ約２５ｍｍ以下の距離内で前記張力増大領域における前記第一の主表面の前記一部に前記傷を付加するステップを含むことができる。
【００１０】
別の実施形態では、前記傷が、前記ガラスウェブの厚みの約２５％から約１００％までの前記第一の主表面からの深さを含むことができる。
【００１１】
別の実施形態では、前記分離するステップが、硬い物体と前記ガラスウェブを接触させることなく前記張力増大領域における前記第一の主表面の前記一部に前記傷を付加するステップを含むことができる。
【００１２】
別の実施形態では、前記分離するステップが、レーザで前記傷を付加するステップを含むことができる。
【００１３】
別の実施形態では、前記張力増大領域を生成するステップが、硬い物体と前記ガラスウェブを接触させることなく当該ガラスウェブに前記湾曲を付与するステップを含むことができる。
【００１４】
別の実施形態では、前記張力増大領域を生成するステップが、エアクッションで前記湾曲を付与するステップを含むことができる。
【００１５】
別の実施形態では、前記方法は、前記面内張力を付加しながら、前記湾曲を付与しながら、かつ前記傷を付加しながら、前記引張方向と一致する移動方向に前記ガラスウェブを連続的に搬送するステップをさらに含むことができる。
【００１６】
別の実施形態では、前記張力増大領域が、前記付与される湾曲からの引張曲げ応力と、前記付加される面内張力からの面内引張応力とを含むことができる。
【００１７】
別の実施形態では、前記張力増大領域内の前記湾曲の頂点にて、前記第一の主表面が、当該湾曲の前記軸に平行な最大引張応力の軸を含むことができる。
【００１８】
別の実施形態では、前記最大引張応力の軸が、約１５ＭＰａから約３０ＭＰａまでの範囲内の引張応力を含むことができる。
【００１９】
別の実施形態では、前記湾曲の前記頂点の反対側で、前記ガラスウェブの第二の主表面が、当該湾曲の前記軸に平行な第二の応力軸を含むことができ、前記最大引張応力の軸に沿う引張応力が、当該第二の応力軸に沿う引張応力よりも大きいことが可能である。
【００２０】
別の実施形態では、前記湾曲の前記頂点の反対側で、前記ガラスウェブの第二の主表面が、当該湾曲の前記軸に平行な圧縮応力の軸を含むことができる。
【００２１】
別の実施形態では、前記最大引張応力の軸が前記分離路と一致することができる。
【００２２】
別の実施形態では、前記分離するステップが、前記最大引張応力の軸上の箇所にて前記第一の主表面の前記一部に前記傷を付加するステップを含むことができる。
【００２３】
別の実施形態では、前記張力増大領域を生成するステップが、前記ガラスウェブの全幅にわたって前記湾曲を付与するステップを含むことができ、前記最大引張応力の軸が当該全幅に沿って延在することができる。
【００２４】
別の実施形態では、前記最大引張応力の軸が、前記ガラスウェブの前記全幅にわたって均一な応力を含むことができる。
【００２５】
別の実施形態では、ガラスウェブを処理する方法は、フュージョンダウンドロー工程、スロットドロー工程、フロート工程、ダウンドロー工程およびアップドロー工程からなる群から選択される工程によって多量の溶融材料から前記ガラスウェブを成形するステップを含むことができる。当該方法は、さらに、上記で議論した実施形態のうちのいずれかに従って前記ガラスウェブを分離するステップを含むことができる。
【００２６】
先の一般的な説明と下記の詳細な説明の両方が提示する実施形態は、これらの実施形態が説明および請求される場合のこれらの実施形態の性質および特徴を理解するための概観および枠組みを提供することを意図していると理解すべきである。添付の図面は、それらの実施形他のさらなる理解をもたらすことを意図しており、本明細書に援用されて、本明細書の一部を構成する。これらの図面は、本開示の様々な実施形態を示し、その説明とともに、それらの実施形態の原理および作用を説明するのに役立つものである。
【００２７】
本開示の上記およびその他の特徴、態様、および利点は、添付の図面を参照しながら読むときにさらに理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本明細書に開示の実施形態に係る例示的なガラス製造装置を概略的に示す。
【図２】図１の２‐２線に沿う例示的なガラス製造装置の平面図を概略的に示す。
【図３】図１の３‐３線に沿う例示的なガラス製造装置の平面図を概略的に示す。
【図４】図３の４‐４線に沿う例示的なガラス製造装置の断面図を概略的に示す。
【図５】図３の５‐５線に沿う例示的なガラス製造装置の一実施形態の側面図を概略的に示す。
【図６】図３の５‐５線に沿う例示的なガラス製造装置の別の実施形態の側面図を概略的に示す。
【図７】図３の５‐５線に沿う例示的なガラス製造装置のさらに別の実施形態の側面図を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
装置および方法は、これから、例示的な実施形態を示す添付の図面を参照して、以下により詳細に説明する。可能な場合は常に、同一または類似の部分を指すために、図面を通して、同一の参照番号が使用される。しかし、本開示は、様々な形態で実施される可能性があり、本明細書で述べた実施形態に限定されるものと解釈すべきではない。
【００３０】
ガラスシートは、一般に、フロート、スロットドロー、ダウンドロー、フュージョンダウンドロー、アップドロー、または任意のその他の成形工程を含む様々なリボン成形工程によってガラスリボンが成形される可能性のある成形体に溶融ガラスを流すことによって製造される。そして、これらの工程のいずれかからの前記ガラスリボンは、所望の用途、例えば、ディスプレイ用途へのさらなる処理に適したガラスシートを提供するため、後に分割される可能性がある。例えば、前記ガラスシートは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などを含む、広範囲のディスプレイ用途に用いることができる。ガラスシートは、ある場所から別の場所に輸送する必要がある可能性がある。前記ガラスシートは、ガラスシートのスタックを適切な位置に固定するように設計された従来の支持フレームによって輸送される可能性がある。さらに、接触の防止を補助することで、前記ガラスシートの真新しい表面を保護するために、各ガラスシートの間には間紙材を挟むことができる。
【００３１】
本明細書に開示される特定の実施形態は一例であり、したがって非限定的であることを意図していると理解すべきである。そのようなものとして、本開示は、ガラスウェブを分離する方法および装置に関する。一部の実施形態では、分離対象である前記ガラスウェブは、ガラス製造装置から成形されるガラスリボンを含むことができる。一部の実施形態では、前記ガラスリボンは、ガラス製造装置から成形されながら提供することができ、またはスプールから送り出すことができる予め成形されたガラスリボンの当該スプールから提供することができ、または自立したガラスリボンとして提供することができる。他の実施形態では、前記ガラスウェブは、ガラス製造装置によって成形されるガラスシートを含むことができる。一部の実施形態では、前記ガラスシートは、自立したガラスシートとして、ガラスリボンから分離されるガラスシートとして、別のガラスシートから分離されるガラスシートとして、ガラスシートのスプールから送り出されるガラスシートとして、またはガラスシートのスタックからのガラスシートとして提供することができる。
【００３２】
一部の実施形態では、前記ガラスウェブの分離部は、廃棄される可能性のある、または別の方法で処理される可能性のある縁部（例えば、ガラスウェブ縁部、肥厚したエッジビードを含む縁部など）を含むことができる。さらなる実施形態では、前記ガラスウェブの前記分離部は、一つ以上のさらなるガラスウェブを含んでもよく、当該一つ以上のさらなるガラスウェブのいずれかまたはいくつかが、一つ以上のガラスリボンを含んでもよい。一実施形態では、ガラス製造装置から成形されているガラスリボンが、所望の長さを有するガラスリボンに分離されることができる。別の実施形態では、ガラス製造装置から成形されている前記ガラスリボンは、ガラスリボンのスプールに巻き付けることができ、当該ガラスリボンは、所望の量のガラスリボンを有する当該スプールを提供するために分離することができる。別の実施形態では、前記ガラスリボンは、ガラスリボンのスプールから送り出され、所望の長さの自立したガラスリボンを得るために分離することができる。さらに別の実施形態では、自立したガラスリボンが、所望の長さを有する別の自立したガラスリボンを提供するために分離されることができる。
【００３３】
他の実施形態では、前記ガラスウェブから分離された前記一つ以上のさらなるガラスウェブは、ガラスシートを含むことができる。一部の実施形態では、前記ガラスシートは、ガラス製造装置から成形されているガラスリボンから分離することができ、またはガラスリボンのスプールから送り出されているガラスリボンから分離することができ、または自立したガラスリボンから分離することができる。さらに別の実施形態では、前記ガラスシートは、別のガラスシート、例えば、ガラスリボンから予め分離されているガラスシート、さらに別のガラスシートから予め分離されているガラスシート、および／またはガラス製造装置によって予め成形されたガラスシートなどから分離することができる。
【００３４】
上記で議論した例示的なガラスウェブなどの任意のガラスウェブを分離するために類似または同一の技術が適用される可能性もあるという了解の下、ガラスリボンからガラスシートを分離するための例示的な一実施形態として、ガラスウェブを分離する方法および装置をこれから説明する。図１は、ガラスリボン１０１を含むガラスウェブを処理するガラス処理装置１００を概略的に示す。ガラスリボン１０１は、ガラスリボン１０１の様々な供給源１０５によって提供することができる。図１は、ガラスリボン１０１の二つの例示的な供給源１０５を示しているが、さらなる実施形態ではその他の供給源１０５が設けられてもよい。例えば、図１に示すように、ガラスリボン１０１の供給源１０５は、ダウンドローガラス成形装置１０７を含むことができる。概略的に示すように、ダウンドローガラス成形装置１０７は、樋１１１の底部に成形くさび１０９を含むことができる。稼働中、溶融ガラス１１３は、樋１１１から溢れ、成形くさび１０９の両側部１１５、１１７から流下することができる。二枚のシート状の溶融ガラス１１３は、その後、成形くさび１０９の根元１１９から流れ落ちるときに融合する。そのようなものとして、ガラスリボン１０１はフュージョンダウンドローで延伸され、成形くさび１０９の根元１１９から離れて、ダウンドローガラス成形装置１０７から下流に位置する区間１２３に直接入るように下方向１２０に横断してもよい。本明細書の説明は、ガラスを成形するフュージョンダウンドロー法を参照しているが、スロットドロー、フロート、ダウンドロー、またはアップドロー成形法などであるがそれらに限定されないガラスリボン１０１用のその他の成形法および供給源１０５は、本明細書に添付の特許請求の範囲内であることは指摘しておくべきである。
【００３５】
さらに図１に示すように、ガラスリボン１０１の別の例示的な供給源１０５は、芯１０８に巻き付けたガラスリボン１０１を含む巻回スプール１０６を含むことができる。ガラスリボン１０１は、ダウンドローガラス成形装置１０７または任意のその他のガラス成形装置によってガラスリボン１０１へと予め延伸された後に、巻回スプール１０６になるように芯１０８に巻き付けられてもよい。稼働中、ガラスリボン１０１は、ガラスリボン１０１の巻回スプール１０６から送り出され、下方向１２０に横断して区間１２３に入ってもよい。ガラスリボン１０１は、次に、ガラスリボン１０１の後続の処理に向けて移動方向１２５に横断させることができる。一部の実施形態では、前記後続の処理は、縁分離装置２００によるガラスリボン１０１の中心部２０５からの縁部２０１、２０３の除去、前記ガラスリボンの主表面への電子部品、例えば、電子ディスプレイ部品の追加、前記ガラスリボンの積層、前記ガラスリボンの前記縁の機械加工、またはその他の処理技術を適宜含んでもよい。さらなる実施形態では、前記後続の処理は、以下でより詳細に議論するように、前記ガラスウェブを分離するための分離装置３００による処理を含んでもよい。
【００３６】
供給源１０５または生成方法を問わず、ガラスリボン１０１は、一部の実施形態では、約０．５ミリメートル以下、すなわち、約５００マイクロメートル以下の厚み、例えば、約３００マイクロメートル以下、例えば、約２００マイクロメートル以下、または、例えば、約１００マイクロメートル以下の厚みを有することができるが、さらなる実施形態では、その他の厚みが用いられてもよい。他の実施形態では、上記厚みは、約１００マイクロメートルから約０．５ミリメートルまで、または約３００マイクロメートルから約０．４マイクロメートルまで、または約０．３ミリメートルから約５００マイクロメートルまで、およびそれらの間の全ての部分範囲が可能である。一部の実施形態では、ガラスリボン１０１の厚みは、約５０マイクロメートルから約５００マイクロメートルまで、例えば、約５０マイクロメートルから約３００マイクロメートルまで、例えば、約５０マイクロメートルから約２００マイクロメートルまで、例えば、約５０マイクロメートルから約１００マイクロメートルまで、およびそれらの間の全ての範囲および部分範囲が可能である。一部の実施形態では、ガラスリボン１０１は、約５０マイクロメートルから５００マイクロメートルまでの範囲内の第一の主表面１０２と第二の主表面１０３の間の厚み、例えば、厚み１０４を含むことができるが、さらなる実施形態では、その他の厚みが提供されてもよい。
【００３７】
一部の実施形態では、ガラスリボン１０１は、約２０ｍｍ以上、例えば、約５０ｍｍ以上、例えば、約１００ｍｍ以上、例えば、約５００ｍｍ以上、例えば、約１０００ｍｍ以上、例えば、約２０００ｍｍ以上、例えば、約３０００ｍｍ以上、例えば、約４０００ｍｍ以上の幅を有することができるが、さらなる実施形態では、上述の幅未満またはそれより大きなその他の幅が提供されることができる。
【００３８】
一部の実施形態では、ガラスリボン１０１の幅は、約２０ｍｍから約４０００ｍｍまで、例えば、約５０ｍｍから約４０００ｍｍまで、例えば、約１００ｍｍから約４０００ｍｍまで、例えば、約５００ｍｍから約４０００ｍｍまで、例えば、約１０００ｍｍから約４０００ｍｍまで、例えば、約２０００ｍｍから約４０００ｍｍまで、例えば、約３０００ｍｍから約４０００ｍｍまで、例えば、約２０ｍｍから約３０００ｍｍまで、例えば、約５０ｍｍから約３０００ｍｍまで、例えば、約１００ｍｍから約３０００ｍｍまで、例えば、約５００ｍｍから約３０００ｍｍまで、例えば、約１０００ｍｍから約３０００ｍｍまで、例えば、約２０００ｍｍから約３０００ｍｍまで、例えば、約２０００ｍｍから約２５００ｍｍまで、およびそれらの間の全ての範囲および部分範囲が可能である。
【００３９】
ガラスリボン１０１は、ソーダ石灰ガラス、ボロシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラス、アルカリ含有ガラス、またはアルカリフリーガラスを含むがそれらに限定されない様々な組成を含むことができる。一部の実施形態では、ガラスリボン１０１は、≦１５ｐｐｍ／℃、≦１０ｐｐｍ／℃、または≦５ｐｐｍ／℃の熱膨張係数、例えば、約５ｐｐｍ／℃から約１５ｐｐｍ／℃まで、例えば、約５ｐｐｍ／℃から約１０ｐｐｍ／℃まで、およびそれらの間の全ての範囲および部分範囲の熱膨張係数を含むことができる。一部の実施形態では、ガラスリボン１０１は、≧５０ｍｍ／ｓ、≧１００ｍｍ／ｓ、または≧５００ｍｍ／ｓ、例えば、約５０ｍｍ／ｓから約５００ｍｍ／ｓまで、例えば、約１００ｍｍ／ｓから約５００ｍｍ／ｓまで、およびそれらの間の全ての範囲および部分範囲の、移動方向１２５に沿って横断するときの速さを含むことができる。
【００４０】
図２の図面によって示すように、ガラスリボン１０１は、一対の両側の縁部２０１、２０３と、これらの両側の縁部２０１、２０３の間に広がる中心部２０５とを含むことができる。ガラスリボン１０１の縁部２０１、２０３は、ガラスリボン１０１の中心部２０５の厚み１０４よりも厚い場合があるビード厚み２０４を有する対応するエッジビード２０７、２０９を有する可能性がある。一部の実施形態では、巻回スプール１０６のガラスリボン１０１は、エッジビード２０７、２０９を含んでいても含んでいなくてもよい。他の実施形態では、エッジビード２０７、２０９を除去することなくガラスリボン１０１を処理することが望ましい可能性がある。さらに他の実施形態では、ガラスリボン１０１の後続の処理の前にガラスリボン１０１からエッジビード２０７、２０９を除去することが望ましい可能性がある。したがって、図１に概略的に示すように、ガラスリボン１０１からエッジビード２０７、２０９またはその他の縁不良を除去するために、縁分離装置２００が適宜採用されてよい。縁分離装置２００は、中心部２０５および／または縁部２０１、２０３のさらなる処理のためにガラスリボン１０１から縁部２０１、２０３を分離するために使用してもよい。例えば、一部の実施形態では、縁部２０１、２０３は、処理パラメータに応じて、他の用途で使用してもよい。本明細書における説明からは、縁分離装置２００が、水平にガラスリボン１０１の縁部２０１、２０３を分離することができると推測されるかもしれないが、本特許請求の範囲はそのように限定されるべきではなく、縁部２０１、２０３は、同様に、垂直に（すなわち、「延伸の際に」）ガラスリボン１０１から分離することができることを想定している。
【００４１】
ガラス処理装置１００のさらなる実施形態は、ガラスリボン１０１の移動方向１２５に対して横断する横方向の位置（例えば、交差方向１２６）におけるガラスリボン１０１の定置を補助するために横方向ガイド２２０、２２１、２２２、２２３を含むことができる。一実施形態では、図２に概略的に示すように、横方向ガイド２２０、２２１、２２２、２２３は、両側の縁部２０１、２０３のうちの対応する一方に係合するように構成されるローラをそれぞれ含むことができる。対応する横方向ガイド２２０、２２１、２２２、２２３によって縁部２０１、２０３に付加される対応する力により、ガラスリボン１０１の移動方向１２５に対して横断する交差方向１２６に沿って横方向の定位にガラスリボン１０１を変化および位置合わせすることができる。縁分離装置２００は、レーザスコアリング工程またはその他の割断、切断、または分離工程を用いてガラスリボン１０１から縁部２０１、２０３を分離して、幅、例えば、第一の外縁２１１と第二の外縁２１３の間の全幅２１０を含む中心部２０５を生成することができる。
【００４２】
本明細書にてより詳細に議論するように、例えば、縁部２０１、２０３が除去された実施形態において、ガラスリボン１０１の中心部２０５などのガラスリボン１０１を切断するために、分離装置３００も設けることができる。図３に示すように、分離装置３００は、ガラスリボン１０１に湾曲１７５を付与する曲げ支持部材３４０を含むことができる。分離装置３００は、ガラスリボン１０１に傷３０５を付加する傷ツール３３０も含むことができる。分離装置３００は、ガラスリボン１０１からガラスシート１９０を分離または切断するように、および／またはガラスリボン１０１またはガラスシート１９０を所望の長さに切断するように、および／またはガラスリボン１０１の供給源１０５からガラスリボン１０１の不要または望ましくない区分を除去するように、および／または別の巻回スプール１０６を形成するために新たな芯１０８にガラスリボン１０１を巻回するためにガラスリボン１０１の受容を開始するために、巻回スプール１０６の芯１０８に巻き付けられた所望の長さのガラスリボン１０１を含む第一の巻回スプール１０６と新たな芯１０８との間の切り換えを容易にするように構成することができる。例えば上記で議論したような分離装置３００によるガラスリボンの分離は、ガラスリボン１０１の供給源１０５から移動方向１２５にガラスリボン１０１を横断させながら、中断があるとしても最小限の中断で達成することができる。
【００４３】
その他の実施形態では、図１に概略的に示すように、分離装置３００は、ガラスリボン１０１を分離して、スタック１９１に積み重ねることができる複数の個別のガラスシート１９０を生成することができ、スタック１９１は、スタック１９１または複数の個別のガラスシート１９０のうちの一つ以上の後続のパッケージング、出荷、輸送、または保管を可能にするために、適宜、隣接し合うガラス板１９０の間に間紙１９２を挟む。それに加えて、またはその代わりに、分離装置３００は、ガラスリボン１０１を分離して、複数のロール状ガラスシート１９４を生成することができ、複数のロール状ガラスシート１９４の各々は、第一の巻回スプール１９３に次々に巻き取ることができる。複数のロール状ガラスシート１９４は、第一の巻回スプール１９３上のロール状ガラスシート１９４の隣接し合う層を保護するために間紙層として機能することができるバッキング１９５を含むことができる。バッキング１９５は、ロール状ガラスシート１９４および対応するバッキング１９５を一緒に第一の巻回スプール１９３に巻き取ることによって、第一の巻回スプール１９３へのロール状ガラスシート１９４の連続的な巻き付けを可能にするために、ガラスリボン１０１から割断された一連のロール状ガラスシート１９４同士を接続するウェブとしても作用することができる。バッキング１９５は、ガラスリボン１０１を分離する前、ガラスリボン１０１を分離する間、またはガラスリボン１０１を分離した後にガラスリボン１０１に当てることができる。ガラスリボン１０１を分離する前にバッキング１９５がガラスリボン１０１に当てられる場合、ガラスリボン１０１は、隣接し合うロール状ガラスシート１９４間のバッキング１９５を損傷することなく、例えば、裂くことなく、割ることなく、または切ることなく分離することができる。したがって、バッキング１９５を含むガラスリボン１０１は、保管および／または輸送用のガラスシートの巻回スプール１９３になるように巻き取るのに都合がよいようにバッキング１９５に固定されたままの複数の個別のガラスシート１９４に分離することができる。他の実施形態では、ガラスシート１９４がガラスリボン１０１から分離されるときに、ガラスシート１９４は、分離工程と同時またはその後のいずれかで、バッキング１９５に固定することができる。別の実施形態では、分離装置３００は、ガラスリボン１０１を分離して、ガラスリボン１０１から分離した所望の長さの分離したロール状ガラスリボン１９７を含む分離したロール状ガラスリボン１９７の第二の巻回スプール１９６を生成することができる。分離したロール状ガラスリボン１９７は、分離したロール状ガラスリボン１９７の隣接し合う層間に間紙層１９８、スペーサ、またはその他の保護バリアを含むことができる。
【００４４】
図３および図４を参照すると、ガラスリボン１０１を分離する方法は、引張方向１５１（図３を参照）に面内張力１５０（図４を参照）を付加することによってガラスリボン１０１を緊張させるステップを含むことができる。面内張力１５０は、任意の方法でガラスリボン１０１に付加することができ、ガラスリボン１０１の少なくとも一区画がガラスリボン１０１の別の区画よりも高い高度にあるときにガラスリボン１０１に作用する重力の結果としてのガラスリボン１０１の重力に基づいて生成される面内張力１５０を含むがそれに限定されない。一部の実施形態では、ガラス処理装置１００の部品が、ガラスリボン１０１に面内張力１５０を付加することができる。一実施形態では、ガラスリボン１０１の供給源１０５は、ガラスリボン１０１の横断に対抗する、移動方向１２５と反対方向の力を付与することによってガラスリボン１０１に面内張力１５０を付加してもよい。移動方向１２５と反対方向の力は、ガラスリボン１０１の動きと反対に作用すなわち抵抗し、このようにしてガラスリボン１０１に面内張力１５０を生じることができる。ガラス処理装置１００内の任意の箇所、例えば、分離装置３００から上流および下流のうちの少なくとも一方に配置される遊びローラ、被駆動ローラ、およびピンチローラを含むがそれらに限定されない他の装置および方法を使用して、ガラスリボン１０１に面内張力１５０を付加してもよい。例えば、面内張力１５０は、移動方向１２５へのガラスリボンの駆動を補助するために分離装置３００から下流の箇所にてガラスリボンを引っ張った結果として生じてもよい。一部の実施形態では、このようなガラスリボンの引っ張りへの抵抗、例えば、摩擦、上流での割れ、処理速度制限などにより、結果的に面内張力１５０を生じてもよい。
【００４５】
ガラスリボン１０１内の面内張力１５０、例えば、面内張力１５０の少なくとも一部は、ガラスリボン１０１の経路または湾曲１７５に沿うことができ、ガラスリボン１０１および面内張力１５０が同一平面上にある例に限定される必要はないと理解すべきである。実際、面内張力１５０は、ガラスリボン１０１の横断面に関して、いずれも当該断面の平面に直交する等しくかつ相反する力を生成する、ガラスリボン１０１に付加される、またはガラスリボン１０１内に生じる張力とみなしてもよい。したがって、引張方向１５１は、面内張力を有するガラスリボン１０１の部分の点毎に特定することができ、いずれも当該点でガラスリボンの主表面に垂直な断面の平面に対して直交する等しくかつ相反する力とみなすことができる。さらに、面内張力下にあるガラスリボンの湾曲部分に関して、引張方向１５１は、同様に、緊張状態にあるガラスリボン１０１の湾曲部分の点毎に特定することができ、いずれもガラスリボンの湾曲部分の当該点で湾曲に接する等しくかつ相反する力とみなすことができる。
【００４６】
図５から図７の各々に示すように、面内張力１５０は、ガラスリボン１０１が平面状であるとき、例えば、図５に示すように、ガラスリボン１０１に湾曲１７５が付与されていない場合、および湾曲１７５、例えば、図６に示す比較的あまり目立たない湾曲１７５がガラスリボン１０１に付与されているとき、および湾曲１７５、例えば、図７に示す比較的大きく目立った湾曲１７５がガラスリボン１０１に付与されているときに、ガラスリボン１０１に作用してもよい。各実施形態、および図示することも本明細書に明示的に開示することもない実施形態において、面内張力１５０は、ガラスリボン１０１に対して引張方向１５１に作用し、ガラスリボン１０１内に対応する面内引張応力を生成することができる。
【００４７】
本方法は、さらに、ガラスリボン１０１内に湾曲１７５を付与することによってガラスリボン１０１の第一の主表面１０２上に張力増大領域３１５を生成するステップを含むことができる。張力増大領域３１５は、上述の面内張力１５０から生じる一つまたは複数の面内張力と、対応する一つまたは複数の面内引張応力とを含むことができる。さらに、張力増大領域３１５は、付与された湾曲１７５からの一つまたは複数の曲げ張力と、対応する一つまたは複数の曲げ引張応力とを含むこともできる。したがって、張力増大領域３１５は、付与された湾曲１７５の結果として生じる曲げ引張応力が、付加された面内張力１５０からの面内引張応力と結合して、付与された湾曲１７５の結果として生成される個別の曲げ引張応力および付加された面内張力１５０からの個別の面内引張応力のいずれよりも大きな大きさを含む正味の引張応力をガラスリボン１０１の第一の主表面１０２上の張力増大領域３１５内に生成するガラスリボン１０１の第一の主表面１０２上の箇所として定義することができる。
【００４８】
張力増大領域３１５は、したがって、第一の主表面１０２上の張力増大領域３１５を緊張させるまたは緊張状態に維持するように共に作用する引張応力の少なくとも二つの付加的な成分、例えば、付加された面内張力１５０からの引張応力と、付与された湾曲１７５からの曲げ引張応力とを含む。本明細書では張力増大領域３１５は第一の主表面１０２に関して説明されているかもしれないが、他の実施形態では、張力増大領域３１５は、付与された湾曲１７５による対応する凸面状または凹面状の外形の結果として、第一の主表面１０２が緊張または圧縮されているか、または第二の主表面１０３が緊張または圧縮されているかに少なくとも部分的に基づいて、第一の主表面１０２または第二の主表面１０３のいずれかに生成することができると理解すべきである。
【００４９】
さらに、湾曲１７５は、曲げ支持部材３４０による湾曲１７５の付与を含むがそれに限定されない任意の方法で付与することができる。一部の実施形態（図示せず）では、曲げ支持部材３４０は、ガラスリボン１０１内に湾曲１７５を付与するためにガラスリボン１０１に接触する、例えば、機械的に接触する、ローラまたはその他の機械的なデバイスまたは硬い物体を含むことができる。さらに別の実施形態では、湾曲１７５は、ガラスリボン１０１を硬い物体と接触させることなくガラスリボン１０１に付与することができる。一実施形態では、湾曲１７５は、エアクッション３４５（図４を参照）によって付与することができる。曲げ支持部材３４０は、ガラスリボン１０１の中心部２０５の第一の主表面１０２または第二の主表面１０３のいずれにも当たることなくガラスリボン１０１を支持する非接触式の曲げ支持部材３４０を含むことができる。一部の実施形態では、曲げ支持部材３４０は、曲げ支持部材３４０に接触、例えば、機械的に接触せずに、曲げ支持部材３４０に対して間隔を空けて近接してガラスリボン１０１を支持するためにエアクッション３４５を提供する一つ以上の湾曲したエアバー（ａｉｒ  ｂａｒ）を含むことができる。
【００５０】
さらに図４を参照すると、曲げ支持部材３４０は、ガラスリボン１０１を非接触的に支持するためのエアクッション３４５を作り出すために正圧ポートからガラスリボン１０１に向かって強制的に気流を送ることができるように当該正圧ポートを提供する複数の通路を具備することができる。適宜、前記複数の通路は、前記正圧ポートによって作り出されたエアクッション３４５からの力と部分的に反対に作用する吸引力を作り出すためにガラスリボン１０１から気流を引き抜くことができるように負圧ポートを含むことができる。正圧ポートと負圧ポートの組み合わせにより、前記分離工程全体を通したガラスリボン１０１の安定化を補助することができる。実際、前記正圧ポートは、エアクッション３４５による曲げ支持部材３４０とガラスリボン１０１の間の所望の間隔の維持を補助することができる。同時に、前記負圧ポートは、移動方向１２５に曲げ支持部材３４０の上方を横断するときにガラスリボン１０１がうねることを防止するためおよび／またはガラスリボン１０１の部分が浮いて離れていくことを防止するため、曲げ支持部材３４０に向かうガラスリボン１０１の中心部２０５の引っ張りを補助することができる。対応するエアクッション３４５による支持を提供することで、ガラスリボン１０１の真新しい主表面１０２、１０３に当たることなく分離するためのガラスリボン１０１の配置を補助することができる。したがって、ガラスリボン１０１の真新しい主表面１０２、１０３へのスクラッチまたはその他の損傷を避けることができる。さらに、曲げ支持部材３４０は、湾曲形状または曲線形状を有するエアバー（ａｉｒ  ｂａｒ）を含んで、対応する湾曲形状または曲線形状、例えば、湾曲１７５をガラスリボン１０１に付与することができる。
【００５１】
ガラスリボン１０１に対する曲げ支持部材３４０の位置、例えば、高さの制御または調整により、それに対応して湾曲１７５の量、例えば、高さまたは半径を制御または調整することができる。図５から図７の各々に示すように、曲げ支持部材３４０は、例えば、図５に示すように、ガラスリボン１０１が平面状の場合、ガラスリボン１０１に湾曲を付与しないように配置することができる。曲げ支持部材３４０は、ガラスリボン１０１に、例えば、図６に示す比較的あまり目立たない湾曲１７５、および、例えば、図７に示す比較的大きな目立つ湾曲１７５を付与するように配置することもできる。各実施形態、および図示することも本明細書に明示的に開示することもない実施形態において、曲げ支持部材３４０は、ガラスリボン１０１に任意の量の湾曲１７５を付与して、ガラスリボン１０１内に対応する曲げ応力を生成することができる。
【００５２】
ガラスリボン１０１の湾曲１７５は、曲げ支持部材３４０の寸法、例えば、直径または半径、ガラスリボン１０１の湾曲１７５に影響を及ぼすために重力が作用するガラスリボン１０１の他の区画に対するガラスリボン１０１の高さ、例えば、湾曲１７５の頂点３２０の高度、ガラスリボン１０１の厚み、例えば、厚み１０４、ガラスリボン１０１の硬さ、ガラスリボン１０１における付加される面内張力１５０、およびその他の要因、変数、および特性のうちの少なくとも一つに基づくことができると理解すべきである。したがって、図６に示すように、ガラスリボン１０１の湾曲１７５は、湾曲１７５の軸１７６に対して画定される湾曲１７５の半径が、湾曲１７５に沿う異なる箇所において変化することができるように、曲げ支持部材３４０と同一の輪郭または外形を取らなくてもよい。しかし、図７に示すように、ガラスリボン１０１の湾曲１７５は、湾曲１７５の軸１７６に対して画定される湾曲１７５の半径が、湾曲１７５に対して異なる箇所で均一になるように、曲げ支持部材３４０と同一の輪郭または外形を取ってもよい。
【００５３】
本方法は、湾曲１７５の軸１７６に平行でありかつ引張方向１５１に対して横断する分離路３５０に沿ってガラスリボン１０１を分離するステップをさらに含むことができる。図３を参照すると、一部の実施形態では、分離路３５０は、ガラスリボン１０１の幅２１０の方向でもよい。一部の実施形態では、分離路３５０に沿う分離は、張力増大領域３１５における第一の主表面１０２の一部３０１、３０３に傷３０５を付加することによって達成してもよい。分離路３５０は、ガラスリボン１０１を通る軸として、またはガラスリボン１０１またはガラスリボンの厚みに沿って延在しかつガラスリボン１０１の外縁２１１、２１３の間でガラスリボン１０１を通る軸と交差する対応する平面として定義することができる。一部の実施形態では、分離路３５０は、第一の主表面１０２および第二の主表面１０３の各々と直角に交差する平面として定義することができる。図３に示すように、傷３０５は、第一の主表面１０２の一部３０１に付加することができ、一部３０１は、ガラスリボン１０１の外縁２１３に隣接することができるが、別の実施形態では、傷３０５は、第一の主表面１０２の一部３０３に付加することができ、一部３０３は、ガラスリボン１０１の外縁２１１に隣接することができる。一部の実施形態では、傷３０５は、張力増大領域３１５における第一の主表面１０２の一部３０１、３０３に付加される点状の傷、線状の傷、アブレーション、ニック、カット、スクラッチ、溝、ノッチ、スコア、または任意のその他の所望のまたは意図するひびまたは不完全箇所が可能である。
【００５４】
したがって、ガラスリボン１０１は、傷３０５に応じて分離路３５０に沿って自然に分離することができる。言い換えれば、傷３０５はクラックを開始することができ、このクラックは、次に、領域３１５内の引張応力によって傷３０５から離れる方向に傷３０５から分離路３５０に沿って自動的に伝播し、分離路３５０に沿ってガラスリボン１０１を分離する、例えば、ガラスリボン１０１を割る、または折る。クラックの主な破断モードは、材料の主表面に平行な方向に付加される所定の引張応力に抵抗することができない材料が、材料の主表面に垂直な破断平面に沿って開く、例えば、破断するときに発生して、破断平面に沿って材料の厚み方向にクラックまたはクラックの伝播を形成する開き方（例えば、モードＩ）が可能である。付加された面内張力１５０および張力増大領域３１５に生成される引張応力は、クラックを開始する傷３０５が付加されると同時に分離路３５０に沿ってガラスリボン１０１を通るクラックを伝播する分離路３５０にて開離力として共に（例えば、結合して）作用することができる。一部の実施形態では、付与された湾曲１７５の結果として生じる張力増大領域３１５に生成される引張応力は、真っ直ぐな面内破断を維持するには有益な場合がある。
【００５５】
クラックは、ガラスシート１９０が瞬時に、例えば、ほとんど瞬時に、すなわち、無視できるほどの期間でガラスリボン１０１から分離できるように、即時かつ急速に伝播してもよい。ガラスリボン１０１の分離は、クラックの自然伝播として発生し、個別のガラスシート１９０およびガラスリボン１０１の両方上の分離路３５０に対応する分離縁および分離表面を生じることができ、これらの対応する分離縁および分離表面は、部分的に、実質的に、または完全に真っ直ぐまたは平面状であり、部分的に、実質的に、または完全に真新しくかつひびまたはその他の不完全部分が存在せず、かつ、ガラスリボン１０１に機械的な割断線またはスコアラインが付加されるときに、その存在により前記分離工程を損なう可能性がある破片またはガラス粒子が部分的に、実質的に、または完全に存在せず、先行技術において知られるような、スコアラインに沿ったガラスリボン１０１の機械的切断またはその他の切断が容易になる。
【００５６】
さらに、本開示の傷３０５は、ガラスリボン１０１が分離するガラスリボン１０１における物理的な経路、例えば、スコアラインを画定または作り出すためにガラスリボン１０１の幅２１０の半分を超えて、または場合によっては全幅２１０にわたって延在する先行技術のスコアラインとは区別されると理解すべきである。先行技術の一部の例では、スコアラインは、典型的に、ガラスリボン１０１の高品質表面、例えば、真新しい表面全体にわたって付加される。先行技術の典型的なスコアラインとは異なり、本開示の実施形態は、ガラスリボン１０１の高品質表面、例えば、真新しい表面にわたって延在する必要がないように十分に小さな傷３０５を提供する。実際、一部の実施形態は、ガラスリボンの非高品質縁領域内、例えば、ガラスリボンの外縁から２５ｍｍ以内でのみ延在する十分に小さな傷を提供してもよい。実際、本開示の傷３０５は、ガラスリボンの全幅と比較したときに比較的小さい傷を含む。本開示の傷の一部の実施形態は、０ｍｍより大きくかつ２５ｍｍより小さい最大寸法、例えば、０ｍｍより大きくかつ２０ｍｍより小さい最大寸法、例えば、０ｍｍより大きくかつ１０ｍｍより小さい最大寸法、例えば、０ｍｍより大きくかつ５ｍｍより小さい最大寸法、例えば、０ｍｍより大きくかつ１ｍｍより小さい最大寸法を有する線状の傷、アブレーション、ニック、カット、スクラッチ、溝、ノッチ、スコア、または任意のその他の所望のまたは意図的なひびまたは不完全部分を含むことができる。一部の実施形態では、前記傷は、０ｍｍより大きくかつ１ｍｍより小さい寸法、例えば、０ｍｍより大きくかつ０．５ｍｍより小さい寸法、例えば、０ｍｍより大きくかつ０．３ｍｍより小さい寸法を有する点状の傷を含む。したがって、一部の実施形態に関して、本開示の方法は、ガラスリボン１０１にスコアラインを付加することなく、傷３０５の付加に応じて分離路３５０に沿ってガラスリボン１０１を分離すると理解すべきである。
【００５７】
傷３０５は、ガラスリボン１０１の外縁２１１、２１３からの距離３０７内にある張力増大領域３１５において第一の主表面１０２の一部３０１、３０３に付加することができる。実験結果および理論的解析に基づき、外縁２１１、２１３からゼロより大きくかつ約２５ｍｍ以下の距離３０７が、分離路３５０に沿って部分的に、実質的に、または完全に真っ直ぐに、例えば、平面状に切断された縁を生じる分離路３５０に沿うガラスリボン１０１のきれいな分離をもたらすることが特定されている。エッジビード２０７、２０９が除去された一部の実施形態では、ガラスリボン１０１の外縁２１１、２１３に直接、例えば、ゼロに等しい距離３０７で傷３０５が付加される場合、ガラスリボン１０１は、ガラスリボン１０１の中心部２０５におけるガラスリボン１０１の増加強度に比べて外縁２１１、２１３の減少強度に少なくとも部分的に基づく制御不能または望ましくない破壊、クラッキング、またはチッピングを生じる場合がある。逆に、一部の実施形態では、２５ｍｍよりも大きな距離３０７にガラスリボン１０１の中心部２０５に傷３０５が付加される場合、傷３０５は、ガラスリボン１０１の真新しい表面に不完全部分を作り出す場合があり、この不完全部分により、後に、ガラスシート１９０が特定のディスプレイ用途で使用できなくなる場合がある。また、２５ｍｍよりも大きな距離３０７にガラスリボン１０１の中心部２０５に傷３０５が付加された場合、傷３０５の結果として伝播するクラックが、ガラスリボン１０１の外縁２１１、２１３まで伝播することができない場合があり、ガラスリボン１０１が、分離路３５０に沿って完全には分離しない場合がある。一部の実施形態では、傷３０５を付加することができる一部３０１、３０３は、その後のガラスシート１９０の輸送または取り扱いのために使用してもよく、または、例えば、ディスプレイ用途などの、ガラスシート１９０が採用される可能性のある製品用途に一部３０１、３０３が干渉しないように、ガラスリボン１０１の中心部２０５に対して十分に外側に存在してもよい。このように、一部の実施形態では、ガラスリボン１０１は、ガラスリボン１０１の中心部２０５の真新しい表面（例えば、エンドユーザまたは最終処理によって定義される場合のガラスリボン１０１の高品質面積内の表面）が固い物体と当たるまたは接触することなく、非接触的に分離することができる。
【００５８】
さらに別の実施形態では、図４を参照すると、傷３０５は、第一の主表面１０２からの深さ３０６を含むことができる。実験結果および理論的解析に基づき、前記傷の深さ３０６は、ガラスリボン１０１の厚み１０４の約２５％から１００％、例えば、約２５％から約７５％の範囲内であれば有益な結果をもたらすことができることが特定された。さらに、実験結果および理論的解析に基づき、一部の実施形態では、ガラスリボン１０１の厚み１０４の約２５％未満の深さ３０６を有する傷３０５は、クラックの伝播を開始するには不十分であり、その場合、ガラスリボン１０１は分離しなかった、または遅れて、またはそれ以外の許容できないかたちで分離したことが特定された。他の実施形態では、実験結果および理論的解析に基づき、ガラスリボン１０１の厚み１０４の約７５％よりも大きな深さ３０６を有する傷３０５は、過剰かつ不安定なエネルギーまたは応力をもたらし、傷３０５の付加部位に望ましくない不完全部分、例えば、小さなクラック、欠けなど、を生じ、その不完全部分が、分離路３５０に沿う縁にひびを生じたことが特定された。さらなる例では、実験結果に基づき、一部の場合において、ガラスリボン１０１の厚み１０４の１００％の深さを有する傷３０５が望ましい結果を提供した。
【００５９】
一部の実施形態では、ガラスリボン１０１に面内張力１５０が付加されながら、かつガラスリボン１０１に湾曲１７５が付与されながら、張力増大領域３１５における第一の主表面１０２の一部３０１、３０３に傷３０５を付加することができる。他の実施形態では、本方法は、面内張力１５０を付加しながら、湾曲１７５を付与しながら、かつ傷３０５を付加しながら、引張方向１５１と一致する移動方向１２５にガラスリボン１０１を連続的に搬送するステップをさらに含むことができる。本開示のガラスリボン１０１を分離する方法は、したがって、連続的に動いているガラスリボン１０１を分離することができる。さらに他の実施形態では、本開示のガラスリボン１０１を分離する方法は、自立した静止状態のガラスリボンまたは自立した静止状態のガラスシートを分離するために非連続的または静的な工程、例えば、オフラインの工程で採用されることもできる。
【００６０】
傷ツール３３０によって傷３０５を付加する一実施形態は、傷３０５を作り出すためにガラスリボン１０１の第一の主表面１０２と機械的に接触するために、スクライバ、例えば、先端、刃、針、回転円板など、またはその他の硬い物体または機械的デバイスを使用することを含むことができる。傷３０５は、ガラスリボン１０１が分離される予定のガラスリボン１０１の開始部位または開始箇所にて制御された表面傷として付加することができる。さらに別の実施形態では、傷３０５は、ガラスリボン１０１を硬い物体に接触させることなく張力増大領域３１５における第一の主表面１０２の一部３０１、３０３に付加することができる。一実施形態では、傷３０５は、ガラスリボン１０１の第一の主表面１０２に衝突し、傷３０５を付加するように構成されたレーザビーム３３５を生成する紫外線レーザなどのレーザを含む傷ツール３３０によって付加することができる。
【００６１】
図４および図５から図７を参照すると、ガラスリボン１０１および分離装置３００の様々な実施形態が示されている。指摘した通り、張力増大領域３１５は、付与された湾曲１７５からの引張曲げ応力と、付加された面内張力１５０からの面内引張応力とを含むことができる。一実施形態では、張力増大領域３１５内の湾曲１７５の頂点３２０において、第一の主表面１０２は、湾曲１７５の軸１７６に平行な第一の最大引張応力軸３１６を含むことができる。別の実施形態では、第一の最大引張応力軸３１６は、約１５ＭＰａから約３０ＭＰａの範囲内の引張応力を含むことができる。約１５ＭＰａから約３０ＭＰａの範囲は、付加された面内張力１５０からの引張応力と付与された湾曲１７５からの曲げ引張応力の任意の組み合わせ、例えば、合計を含むことができる。実験結果および理論的解析に基づき、一部の実施形態では、第一の最大引張応力軸３１６に沿う１５ＭＰａ未満の応力は、前記クラックを開くまたは伝播させるには不十分であったことが特定された。他の実施形態では、実験結果および理論的解析に基づき、第一の最大引張応力軸３１６に沿う３０ＭＰａよりも大きな応力は、分離路３５０に沿ってガラスリボン１０１の伝播が制御されなくなり、分離路３５０に沿ってかつ分離路３５０に隣接してガラスリボン１０１の蜘蛛の巣状の破断または制御できない破断を生じたことが特定された。さらに別の実施形態では、第一の最大引張応力軸３１６は、分離路３５０と一致することができる。一実施形態では、傷３０５は、第一の最大引張応力軸３１６上の箇所で第一の主表面１０２の一部３０１、３０３に付加することができる。別の実施形態では、湾曲１７５は、ガラスリボン１０１の全幅２１０にわたって付与することができ、第一の最大引張応力軸３１６は、全幅２１０に沿って延在することができる。さらに別の実施形態では、第一の最大引張応力軸３１６は、ガラスリボン１０１の全幅２１０にわたって部分的に、実質的に、または完全に均一な応力を含むことができる。
【００６２】
さらに別の実施形態では、湾曲１７５の頂点３２０の反対側で、ガラスリボン１０１の第二の主表面１０３は、湾曲１７５の軸１７６に平行な第二の応力軸３１７を含むことができ、第一の最大引張応力軸３１６に沿う引張応力は、第二の応力軸３１７に沿う引張応力よりも大きい。第一の主表面１０２上の第一の軸３１６に沿う引張応力は、面内張力１５０によって生成される引張応力と、付与された湾曲１７５の凸面状の外形からの引張曲げ応力とを含む応力の組み合わせ、例えば、合計を含むことができる。第二の主表面１０３上の第二の軸３１７に沿う引張応力は、面内張力１５０によって生成される引張応力と、付与された湾曲１７５の凹面状の外形からの圧縮曲げ応力とを含む応力の組み合わせ、例えば、合計を含むことができる。第二の主表面１０３上の第二の軸３１７に沿う正味の応力は、したがって、付与された湾曲１７５の凹面状の外形からの第二の軸３１７に沿う圧縮曲げ応力の大きさが、面内張力１５０によって生成される第二の軸３１７に沿う引張応力の大きさ未満である場合、引張応力になり得る。
【００６３】
さらに別の実施形態では、湾曲１７５の頂点３２０の反対側で、ガラスリボン１０１の第二の主表面１０３は、湾曲１７５の軸１７６に平行な第二の軸３１７に沿う圧縮曲げ応力を含むことができる。指摘した通り、第一の主表面１０２上の第一の軸３１６に沿う引張応力は、面内張力１５０によって生成される引張応力と、付与された湾曲１７５の凸面状の外形からの引張曲げ応力とを含む応力の組み合わせ、例えば、合計を含むことができる。第二の主表面１０３上の第二の軸３１７に沿う引張応力は、面内張力１５０によって生成される引張応力と、付与された湾曲１７５の凹面状の外形からの圧縮曲げ応力とを含む応力の組み合わせ、例えば、合計を含むことができる。第二の主表面１０３上の第二の軸３１７に沿う正味の応力は、したがって、付与された湾曲１７５の凹面状の外形からの第二の軸３１７に沿う圧縮曲げ応力の大きさが、面内張力１５０によって生成される第二の軸３１７に沿う引張応力の大きさよりも大きい場合、圧縮応力になり得る。
【００６４】
上記で議論した実施形態では、面内張力１５０により、ガラスリボン１０１の第一の主表面１０２への傷３０５の付加と同時にガラスリボンの自然発生的な分離を促進することができる。実際、面内張力１５０により、第二の軸３１７に沿う付与された湾曲１７５の凹面状の外形からの圧縮曲げ応力が減少することになり、一部の実施形態では、第二の軸３１７に沿って張力が生成される場合もある。したがって、分離路に沿う第二の主表面１０３の過剰な圧縮応力が軽減され、場合によっては除去されることができ、そのようにして、前記傷から生じた前記クラックが、第一の主表面１０２と第二の主表面１０３の両方を通るフルボディクラックを自然発生的に形成して、ガラスリボン１０１の自然発生的な分離を促進する能力が向上する。さらに、傷３０５は、第一の最大応力軸３１６上に設けてもよく、この場合、前記分離路に沿って延在する前記最大応力軸に沿って前記フルボディクラックが迅速に伝播することになるため、ガラスリボンは、第一の軸３１６に沿って自然発生的に分離することになる。
【００６５】
上記のように、様々な実施形態において、ガラスシート１９０を生成するためにガラスリボン１０１を分離する方法および装置が提供される。例えば、液晶ディスプレイ「ＬＣＤ」、電気泳動ディスプレイ「ＥＰＤ」、有機発光ダイオードディスプレイ「ＯＬＥＤ」、プラズマディスプレイパネル「ＰＤＰ」で使用されるガラスシートの製造者は、ガラスシートの性質を向上または修正するためにガラスシートを熱処理および／または化学強化することが多い。恐らく理解されるように、様々な実施形態に係るガラスシートは、一つ以上の縁を含んでよい。四つの縁と、略正方形、矩形、台形、平行四辺形またはその他の形状とを有するガラスシートが提供されてもよい。また、様々な長さ、高さ、および厚みを含む、様々なサイズのガラスシートが、本開示の範囲内であると考えられている。
【００６６】
様々な開示の実施形態は、その特定の実施形態に関連して説明される特定の特徴、要素またはステップを伴っている可能性があることが分かるだろう。また、特定の特徴、要素またはステップは、ある特定の実施形態に関連して説明されていても、様々な図示しない組み合わせまたは順列における代替的な実施形態との入れ換えまたは組み合わせが行われる可能性があることが分かるだろう。
【００６７】
また、本明細書で使用するように、名詞は、「少なくとも一つの」の対象を指し、特に明示しない限りは、「一つのみの」の対象に限定すべきではないと理解すべきである。同様に、「複数の」は、「二つ以上の」を示すことを意図している。
【００６８】
範囲は、本明細書では、「約」ある特定の値からとして、かつ／または「約」別の特定の値までとして表現される場合がある。かかる範囲が表現されるとき、実施形態は、当該ある特定の値からかつ／または当該別の特定の値までを含む。同様に、「約」という先行詞を用いることによって値が近似値として表現されるとき、当該特定の値は別の態様をなすことが分かるだろう。さらに、各々の当該範囲の端点は、もう一方の端点と関連する場合およびもう一方の端点とは無関係である場合の両方において有効であることが分かるだろう。
【００６９】
本明細書で使用する場合の「実質的な」、「実質的に」という用語、およびそれらの用語から変化した用語は、説明した特徴が、ある値または説明に等しいまたはおおよそ等しいことを示すことを意図している。
【００７０】
特に明記しない限りは、本明細書で述べたいずれの方法も、そのステップが特定の順序で実行されることを必要とするものとみなされることを意図していない。したがって、方法の請求項がそのステップが従うべき順序を実際に記載していない場合、またはそれ以外に、当該ステップが特定の順序に限定されるべきということが本請求項または説明に特に記載されていない場合、何らかの特定の順序が推測されることは意図していない。
【００７１】
特定の実施形態の様々な特徴、要素またはステップは、「を含む」という移行句を用いて開示されている可能性があるが、「からなる」、「から基本的になる」という移行句を使用して説明されている可能性のある実施形態を含む、代替的な実施形態が示唆されていると理解すべきである。したがって、ＡとＢとＣとを含む装置に対して示唆される代替的な実施形態は、装置がＡとＢとＣとからなる実施形態と、装置がＡとＢとＣとから基本的になる実施形態とを含む。
【００７２】
当業者には、添付の請求項の精神および範囲から逸脱することなく、本開示に対して様々な修正および変更をなすことができることが分かるだろう。したがって、本開示は、本明細書における実施形態の修正および変更が添付の請求項およびそれらの均等物の範囲内であれば、それらの修正および変更を包含することを意図している。
【００７３】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００７４】
実施形態１
ガラスウェブを分離する方法であって、
引張方向に前記ガラスウェブに面内張力を付加することによって当該ガラスウェブを緊張させるステップと、
前記ガラスウェブに湾曲を付与することによって当該ガラスウェブの第一の主表面上に張力増大領域を生成するステップと、
前記張力増大領域における前記第一の主表面の一部に傷を付加することによって、前記湾曲の軸に平行かつ前記引張方向に対して横断する分離路に沿って前記ガラスウェブを分離するステップと
を含む方法。
【００７５】
実施形態２
前記ガラスウェブが、約５０μｍから約５００μｍまでの範囲内の厚みを含む、実施形態１記載の方法。
【００７６】
実施形態３
前記ガラスウェブが、前記傷の前記付加に応じて前記分離路に沿って分離する、実施形態１記載の方法。
【００７７】
実施形態４
前記分離するステップが、前記ガラスウェブに前記面内張力が付加されながら、かつ前記ガラスウェブに前記湾曲が付与されながら、前記張力増大領域における前記第一の主表面の前記部分に前記傷を付加するステップを含む、実施形態１記載の方法。
【００７８】
実施形態５
前記傷が、前記ガラスウェブの外縁からゼロよりも大きくかつ約２５ｍｍ以下の距離内で前記張力増大領域における前記第一の主表面の前記部分に付加される、実施形態１記載の方法。
【００７９】
実施形態６
前記傷が、前記ガラスウェブの厚みの約２５％から約１００％までの前記第一の主表面からの深さを含む、実施形態１記載の方法。
【００８０】
実施形態７
前記分離するステップが、硬い物体と前記ガラスウェブを接触させることなく前記張力増大領域における前記第一の主表面の前記部分に前記傷を付加するステップを含む、実施形態１記載の方法。
【００８１】
実施形態８
前記分離するステップが、レーザで前記傷を付加するステップを含む、実施形態７記載の方法。
【００８２】
実施形態９
前記張力増大領域を生成するステップが、硬い物体と前記ガラスウェブを接触させることなく当該ガラスウェブに前記湾曲を付与するステップを含む、実施形態１記載の方法。
【００８３】
実施形態１０
前記張力増大領域を生成するステップが、エアクッションで前記湾曲を付与するステップを含む、実施形態９記載の方法。
【００８４】
実施形態１１
前記面内張力を付加しながら、前記湾曲を付与しながら、かつ前記傷を付加しながら、前記引張方向と一致する移動方向に前記ガラスウェブを連続的に搬送するステップをさらに含む実施形態１記載の方法。
【００８５】
実施形態１２
前記張力増大領域が、前記付与される湾曲からの引張曲げ応力と、前記付加される面内張力からの面内引張応力とを含む、実施形態１記載の方法。
【００８６】
実施形態１３
前記張力増大領域内の前記湾曲の頂点にて、前記第一の主表面が、当該湾曲の前記軸に平行な最大引張応力の軸を含む、実施形態１記載の方法。
【００８７】
実施形態１４
前記最大引張応力の軸が、約１５ＭＰａから約３０ＭＰａまでの範囲内の引張応力を含む、実施形態１３記載の方法。
【００８８】
実施形態１５
前記湾曲の前記頂点の反対側で、前記ガラスウェブの第二の主表面が、当該湾曲の前記軸に平行な第二の応力軸を含み、前記最大引張応力の軸に沿う引張応力が、当該第二の応力軸に沿う引張応力よりも大きい、実施形態１３記載の方法。
【００８９】
実施形態１６
前記湾曲の前記頂点の反対側で、前記ガラスウェブの第二の主表面が、当該湾曲の前記軸に平行な圧縮応力の軸を含む、実施形態１３記載の方法。
【００９０】
実施形態１７
前記最大引張応力の軸が前記分離路と一致する、実施形態１３記載の方法。
【００９１】
実施形態１８
前記分離するステップが、前記最大引張応力の軸上の箇所にて前記第一の主表面の前記部分に前記傷を付加するステップを含む、実施形態１３記載の方法。
【００９２】
実施形態１９
前記張力増大領域を生成するステップが、前記ガラスウェブの全幅にわたって前記湾曲を付与するステップを含み、前記最大引張応力の軸が当該全幅に沿って延在する、実施形態１３記載の方法。
【００９３】
実施形態２０
前記最大引張応力の軸が、前記ガラスウェブの前記全幅にわたって均一な応力を含む、実施形態１９記載の方法。
【００９４】
実施形態２１
実施形態１記載の前記ガラスウェブを分離する方法を含むガラスウェブを処理する方法であって、
フュージョンダウンドロー工程、スロットドロー工程、フロート工程、ダウンドロー工程およびアップドロー工程からなる群から選択される工程によって多量の溶融材料から前記ガラスウェブを成形するステップと、
実施形態１記載の方法に従って前記ガラスウェブを分離するステップと
を含む方法。
【符号の説明】
【００９５】
１００  ガラス処理装置
１０１  ガラスリボン
１０２  第一の主表面
１０３  第二の主表面
１０４  厚み
１０５  供給源
１０６  巻回スプール
１０７  ガラス成形装置
１０８  芯
１０９  成形くさび
１１１  樋
１１３  溶融ガラス
１１５、１１７  側部
１１９  根元
１２０  下方向
１２３  区間
１２５  移動方向
１２６  交差方向
１５１  引張方向
１７５  湾曲
１７６  湾曲の軸
１９０  ガラスシート
１９１  スタック
１９２  間紙
１９３  第一の巻回スプール
１９４  ロール状ガラスシート
１９５  バッキング
１９６  第二の巻回スプール
１９７  ロール状ガラスリボン
１９８  間紙層
２００  縁分離装置
２０１、２０３  縁部
２０４  ビード厚み
２０５  中心部
２０７、２０９  エッジビード
２１０  幅
２１１  第一の外縁
２１３  第二の外縁
２２０、２２１、２２２、２２３  横方向ガイド
３００  分離装置
３０１、３０３  張力増大領域における第一の主表面の一部
３０５  傷
３０７  距離
３１５  張力増大領域
３１６  第一の最大引張応力軸
３１７  第二の応力軸
３２０  湾曲の頂点
３３０  傷ツール
３３５  レーザビーム
３４０  曲げ支持部材
３４５  エアクッション
３５０  分離路
【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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【国際調査報告】
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