(57)【要約】 【課題】  大量のガラス基板の金属薄膜を連続的に、かつフラットデスプレイパネルとして再生可能になるまで剥離することができるガラス基板から金属薄膜を剥離するシステムを提供すること。【解決手段】  搬送路２５上に投入されたガラス基板上に硝酸ナトリウム水溶液の電解液を連続供給すると共に、通電によりガラス基板Ｇ上のクロム金属薄膜を溶出させる溶出部２、この溶出した金属をシャワーにより取り去る洗浄部４、未溶出の金属を研磨する研磨部６，８、研磨粉を除去する中圧シャワー部１０，１２、そしてガラス基板の表面をエアーで乾燥させる乾燥部１４を経た後、搬送路２５から搬出させて一連の剥離作業を行う。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上に密着した金属薄膜を連続的に剥離するシステムであって、搬送部に投入されたガラス基板は、該ガラス基板上に電解液を連続供給するとともに、通電によりガラス基板上の金属薄膜を溶出させる溶出部、該溶出金属をシャワーにより取り去る洗浄部、未溶出の金属を研磨する研磨部、研磨粉を除去する中圧シャワー部、ガラス基板の表面をエアーで乾燥させる乾燥部を順次経た後、搬送部から搬出されることを特徴とするガラス基板から金属薄膜を剥離するシステム。
【請求項２】
前記電解液は傾斜電極板よりガラス基板上に流下させて供給する請求項１に記載のガラス基板から金属薄膜を剥離するシステム。
【請求項３】
溶出金属をシャワーにより取り去った後、未溶出の金属を研磨する前に、研磨面を硝酸第２セリウムアンモニウム水溶液に浸す請求項１または２に記載のガラス基板から金属薄膜を剥離するシステム。
【請求項４】
前記研磨部において、研磨液としてアルミナ水溶液を用いる請求項１ないし３の何れかに記載のガラス基板から金属薄膜を剥離するシステム。
【請求項５】
前記乾燥部において、エアーはエアーナイフノズルを用いてガラス基板表面に噴出させる請求項１ないし４の何れかに記載のガラス基板から金属薄膜を剥離するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板上に密着した金属薄膜を連続的に剥離するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板等の金属薄膜が密着したガラス基板の製造工程において生じた不良品を再生処理して再びフラットパネルデスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板として使用するのに、Ｓｉ系の絶縁膜上に形成したＩＴＯ膜、クロム膜等の導電膜を剥離する必要があった。このような導電膜の剥離手段として、従来、酸やアルカリ系の化学薬品を用いていたが、このような化学薬品は、ガラス素材にも反応しガラス表面の表面状態が不良品となってしまい元の状態には戻らず、品質を重視するガラス基板の素材としては再利用が困難であった。
【０００３】
このような状況に鑑みガラス素材には反応しないで導電膜を剥離する手段として電解液による剥離手段が案出されている（特許文献１参照）。この剥離手段は、電解液の存在下で導電膜に接触させた陽極と、パッドを介して導電膜に接触させた陰極との間に所定の電圧を印可することで、導電膜が溶解しガラス基板表面を損傷することなく再生利用することが可能である。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２０７５００号公報（段落００１４、００１５及び図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の電解液による剥離手段によれば殆ど導電膜は剥離されるが、一品毎に電極と電解液の流し込みをセットしなければならず、大量のガラス基板を連続再生化するには手間が掛かるばかりでなく、ＥＤＸ（エネルギー分散Ｘ線分析法）による分析で残存金属類を検査すると、下地の金属酸化膜が僅かに残っており、完全剥離したものではなかった。
【０００６】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、大量のガラス基板の金属膜を連続的に、かつフラットデスプレイパネルとして再生可能になるまで剥離することができるガラス基板から金属薄膜を剥離するシステムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を解決するために、本発明の請求項１に記載のガラス基板から金属薄膜を剥離するシステムは、ガラス基板上に密着した金属薄膜を連続的に剥離するシステムであって、搬送部に投入されたガラス基板は、該ガラス基板上に電解液を連続供給するとともに、通電によりガラス基板上の金属薄膜を溶出させる溶出部、該溶出金属をシャワーにより取り去る洗浄部、未溶出の金属を研磨する研磨部、研磨紛を除去する中圧シャワー部、ガラス基板表面をエアーで乾燥させる乾燥部を順次経た後、搬送部から搬出されることを特徴としている。
この特徴によれば、ガラス基板を搬送部に投入することで一連の剥離作業が行なわれるので大量のガラス基板の再生化に対応でき、しかも電解液による金属膜の溶融後に研磨作業があるので、フラットデスプレイパネルとして再生可能になるまで金属膜を剥離することができる。
【０００８】
本発明の請求項２に記載のガラス基板から金属薄膜を剥離するシステムは、請求項１に記載のガラス基板から金属薄膜を剥離するシステムであって、前記電解液は傾斜電極板よりガラス基板上に流下させて供給することを特徴としている。
この特徴によれば、ガラス基板に対して電解液を層流状態に流下することができるので、電極部における気泡の発生を防止し、通電により気泡中に放電が発生してガラス基板に傷を付けるのを防止できる。
【０００９】
本発明の請求項３に記載のガラス基板から金属薄膜を剥離するシステムは、請求項１または２に記載のガラス基板から金属薄膜を剥離するシステムであって、溶出金属をシャワーにより取り去った後、未溶出の金属を研磨する前に、研磨面を硝酸第２セリウムアンモニウム水溶液に浸すことを特徴としている。
この特徴によれば、硝酸第２セリウムアンモニウム水溶液に浸すことにより、微細なピンホールに詰まったゴミ等を除去することができる。
【００１０】
本発明の請求項４に記載のガラス基板から金属薄膜を剥離するシステムは、請求項１ないし３の何れかに記載のガラス基板から金属薄膜を剥離するシステムであって、前記研磨部において、研磨液としてアルミナ水溶液を用いることを特徴としている。
この特徴によれば、アルミナ水溶液を研磨液とすることで、例えば下地の絶縁性クロム膜も完全剥離できる。
【００１１】
本発明の請求項５に記載のガラス基板から金属薄膜を剥離するシステムは、請求項１ないし４の何れかに記載のガラス基板から金属薄膜を剥離するシステムであって、前記乾燥部において、エアーはエアーナイフノズルを用いてガラス基板表面に噴出させることを特徴としている。
この特徴によれば、シャワーにより濡れたガラス基板を、エアーナイフノズルにより効率よく乾燥できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は本発明の一実施形態に係るガラス基板から金属薄膜を剥離する全工程を備えた金属薄膜剥離装置の全体図、図２は同じくガラス基板から金属薄膜を連続的に剥離する全工程を示すフロー図であり、図３はガラス基板において金属薄膜を電解液により剥離する原理の説明図である。
【００１４】
この金属薄膜を剥離するシステムは、フラットパネルデスプレイの製造工程で生じた不良品ガラス基板を再生処理して再びガラス基板として使用するために、非接触通電による電解によりガラス基板Ｇ上に密着した金属薄膜（導電性ないし絶縁性クロム金属膜等）を除去する工程を実施するものである。
【００１５】
図１に示すように、１はガラス基板から金属薄膜を連続的に剥離する金属薄膜の剥離装置であって、この金属薄膜の剥離装置１は、ガラス基板（例えば幅５５０ｍｍ×長さ６７０ｍｍ×厚み０．７ｍｍ）の上面に蒸着した金属薄膜として例えば導電性クロム（Ｃｒ）系の薄膜を連続的に剥離する装置である。
【００１６】
搬送路２５上に投入されたガラス基板は、搬送される過程でこのガラス基板上に先ず電解液を連続供給するとともに、通電によりガラス基板上の金属薄膜を溶出させる溶出部２、この溶出金属をシャワー４ａ、４ｂにより取り去る洗浄部４、未溶出の金属を研磨する研磨部６，８、研磨粉を除去する中圧シャワー部１０，１２、ガラス基板の表面をエアーで乾燥させる乾燥部１４を経てガラス基板上面における金属薄膜の連続剥離処理が行われるようになっている。
【００１７】
次に、ガラス基板から金属薄膜を連続的に剥離する剥離工程で使用される装置について詳述する。
【００１８】
図３に示すように、上記溶出部２は、例えば７００ｍｍ／ｍｉｎ（最大３０００ｍｍ／ｍｉｎ）の速度で搬送されるガラス基板Ｇの上面に対し下端が近接して配置される傾斜電極板２８（−極）と、ガラス基板Ｇの搬送方向上流側上面に近接配置された第１補助電極３０（＋極）と、上記両電極に一部重なるように跨ってガラス基板Ｇの下面に近接配置された第２補助電極３２（＋極）を備えている。
【００１９】
この第２補助電極３２は、搬送されているガラス基板Ｇが第１補助電極３０から離れることで生じるガラス基板最終端上の金属膜の残留を防止するための電極で、ガラス基板最終端が第１補助電極３０を通過した後でも、この第２補助電極３２がガラス基板最終端の金属膜の近傍に存在するため、電流効率の低下を防ぎ金属膜を完全に除去することが可能となる。
【００２０】
この３つの電極には蓄電池ＢＵから直流電源（２００Ａ，６０Ｖ）が供給され、搬送されるガラス基板Ｇの上面に電解液となる、例えば硝酸ナトリウム水溶液（ＮａＮＯ３５％水溶液）を供給するために、ポンプＰ１より電解液貯留槽１５に貯留されている電解液を約１３リットル／ｍｉｎ（最大８０リットル／ｍｉｎ）の流量で傾斜電極板２８に連続的に層流状態で流下させている。第１補助電極３０（＋極）の搬送方向上流側には電解液が流出しないようにガラス基板Ｇの上面に全幅にわたって密着状態で転動する約直径２０ｍｍの液止めゴムローラ３４が配置されている。
【００２１】
ここで、傾斜電極板２８は、材質が黄銅板であって傾斜角度が４５度に設置されており、傾斜電極板２８の下端とガラス基板Ｇ上面間の距離ｈ１は最大１０ｍｍの範囲で可変に設定され、第１、第２補助電極３０，３２はカーボンが使用されており、電極の表面の磨耗を防止するためにＴｉ−Ｐｔメッキが施されている。そして、傾斜電極板２８  の下端と第１補助電極３０間の前後間距離Ｂは最大２０ｍｍの範囲で可変となっており、第１補助電極３０とガラス基板Ｇ上面間の距離Ｈは最大１０ｍｍの範囲で可変となっている。
【００２２】
尚、実施すべき好ましい寸法として、クロム膜の残留部を少なくするために約２０ｍｍの直径となる液止めゴムローラ３４の中心と第１補助電極３０との距離Ａは１５ｍｍ以下、傾斜電極板２８の下端と第１補助電極３０間の前後間距離Ｂは１０ｍｍ、傾斜電極板２８の下端とガラス基板Ｇ上面間の距離ｈ１は２ｍｍ以下に設定される。また、第１補助電極３０と第２補助電極３２が重なる寸法Ｌとして４ｍｍに設定され、第２補助電極３２とガラス基板Ｇ下面との距離ｈ２は１ｍｍ以下が好ましいが、理論上は０．５ｍｍ以下がより好ましい寸法となる。
【００２３】
次に洗浄部４は、溶出部２のガラス基板Ｇ搬送方向の下流側に配置され、この洗浄部４は、溶出部２において電解液と共に溶出金属Ｎを、給水源ＷＡから供給される水道水を利用して洗い流すシャワー４ａ，４ｂがガラス基板Ｇの上下面に配設されており、給水ポンプＰ２を介して最大６０リットル／ｍｉｎの水道水が貯水槽１６から上下のシャワー４ａ，４ｂに送水され、再び貯水槽１６に回収させる循環路が形成されている。
【００２４】
また、洗浄部４の隣には未溶出の絶縁性クロム金属膜を機械的に剥離するための研磨部６，８が配設されており、これら研磨部６，８には、ガラス基板Ｇ下面の支持ローラに対応するようにガラス基板Ｇの幅に相当する長さのロールブラシまたは回転しつつガラス基板Ｇ上面を横切る方向に往復移動させてガラス基板Ｇ上面の未溶出の金属を研磨するディスクブラシが搬送方向前後に配設されており、５％〜８％セリウム水溶液またはアルミナ水溶液を使用して研磨するようになっている。
【００２５】
洗浄後研磨工程に移行してもよいが、研磨工程に入る前に微細なピンホールに詰まったゴミ等を除去するために、洗浄部４から研磨部６，８に移行するときに、ガラス基板Ｇを硝酸第２セリウムアンモニウム水溶液に浸す工程を付加するとよい。ここで浸すという意味は、浸漬、散布等水溶液がガラス基板と直接接触するあらゆる手段を包含する。
【００２６】
次に、アルミナ水溶液を使用してロールブラシで研磨する本実施形態における研磨手段に付き説明する。各ロールブラシ６，８の直前には、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）水溶液ＬＡを供給する各ロールブラシ６，８の全長に沿って供給可能な供給ノズルＮＯがそれぞれ配置されており、アルミナ水溶液槽１７からポンプＰ３を介して最大１００リットル／ｍｉｎのアルミナ水溶液ＬＡが供給されるようになっている。
【００２７】
なお、ロールブラシ６，８に代えてディスクブラシを使用してアルミナ水溶液による研磨を行うことも可能である。ディスクブラシを使用する場合は、直径８０ｍｍのディスク研磨面に研磨パッドとしてポリビニールアルコール樹脂材を使用し、このディスクブラシ１個に対し１．５リットル／ｍｉｎの１０％アルミナ水溶液（＃３０００）を供給し、６００ｒｐｍで回転しつつ搬送されるガラス基板Ｇ上面に接触させて幅方向に対し１００ｍｍ／ｍｉｎの搬送速度で往復移動させる。
【００２８】
次に、上記研磨部６，８後方には、中圧シャワー部１０，１２がガラス基板Ｇの搬送方向前後にそれぞれ離間して配置されており、これら中圧シャワー部１０，１２には、最大１０ｋｇｆ／ｃｍ２のポンプ圧となる給水ポンプＰ４を使用して最大４０リットル／ｍｉｎの水道水が貯水槽１８から供給されるようになっている。
【００２９】
最終工程を実施する装置となる乾燥部１４には微小なスリットから通過するガラス基板Ｇの上下表面に向けて空圧源ＡＲから供給されるエアーを噴出させるエアーナイフノズル１４ａ，１４ｂが、ガラス基板Ｇの上下面に向くようにその上下部位に配置され、ガラス基板Ｇの表面に付着した水を吹き飛ばすようになっている。
【００３０】
次は、ガラス基板から金属薄膜を連続的に剥離する剥離工程を表１、表２を参照しガラス基板の流れに沿って詳述する。
【００３１】
金属薄膜が密着したガラス基板Ｇが、金属薄膜を上向きにした状態で搬送速度７００ｍｍ／ｍｉｎで走行する搬送路２５上に投入されて溶出部２に移動すると、溶出部２では電解剥離工程が実施される。
【００３２】
この電解剥離工程では、−極側となる４５度傾斜に設定された傾斜電極板２８  上面に電解液貯留槽１５から約１３リットル／ｍｉｎの硝酸ナトリウム５％水溶液２６がポンプＰ１を介して供給される。
【００３３】
尚、この水溶液２６を傾斜電極板２８  上面から流下させる理由は、水溶液２６の流れを層流状態にすることによって電極部における気泡の発生を防止し、通電により気泡中に放電が発生してガラス基板に傷を付けるのを防止するためである。
【００３４】
また、図３に示すように、傾斜電極板２８上面から層流状態で流下してガラス基板Ｇの金属薄膜Ｍ上面に供給された硝酸ナトリウムの水溶液２６からなる電解液は、第１補助電極３０（＋極）の搬送方向上流側に配置された液止めゴムローラ３４により止水されてガラス基板Ｇ上での漏洩が防止されている。
【００３５】
ガラス基板Ｇ上の導電性金属薄膜Ｍは、傾斜電極板２８  の下端と液止めゴムローラ３４に供給された硝酸ナトリウムの電解液２６によって溶解剥離されて、ガラス基板Ｇ上面で溶解した溶出金属Ｎはガラス基板Ｇとともに下流側へ搬送される。
【００３６】
次に洗浄部４における洗浄工程では、ガラス基板Ｇの上下面に配設されたシャワー４ａ，４ｂから噴出される水道水ＷＡにより、ガラス基板Ｇ上面の溶出金属が洗い流される。
【００３７】
ここで、表１における電解研磨前後表面のＥＤＸ（エネルギー分散Ｘ線分析法）による分析結果に示されるように、電解剥離前のクロム（Ｃｒ）元素が重量濃度で１７．１８％から電解剥離後では１．４９％まで減少している。
【００３８】
【表１】
2005048275.tif 000003
【００３９】
次に、未溶出の金属を研磨する研磨部６，８における機械研磨工程では、洗浄されたガラス基板Ｇの上面に向けて、供給ノズルＮＯから１０％のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）水溶液ＬＡが供給され、この直後に通過するロールブラシ６，８により残留する未溶出の絶縁性クロム金属膜が除去される。
【００４０】
この機械的な研磨により除去された状態は、表２により示されるＥＤＸ分析結果により明らかである。
【００４１】
【表２】
2005048275.tif 000004
【００４２】
すなわち、機械的な研磨後の表面に付着した未溶出の絶縁性クロム金属膜は、研磨前の重量濃度で約１．５％から研磨後の０．０１％まで減少しており、クロム膜が殆ど完全に剥離除去されたことが判る。
【００４３】
次に、中圧シャワー部１０，１２における中圧洗浄工程では、機械研磨後の研磨面上に中圧シャワー部１０，１２から最大１０ｋｇｆ／ｃｍ２のポンプ圧となる給水ポンプＰ４を使用して最大４０リットル／ｍｉｎの水道水ＷＡが噴出され、ガラス基板Ｇ上の研磨粉が噴出した水道水と共に洗浄される。
【００４４】
次いで、乾燥部１４における乾燥工程では、空気源ＡＲからエアーナイフノズル１４ａ，１４ｂに形成される例えば０．０８ｍｍ幅の微小なスリットにエアーを送り、搬送されるガラス基板Ｇの上下表面に向けて全幅方向にエアーが吹き出され、ガラス基板Ｇの表面に付着した水を吹き飛ばす、いわゆる水切りを行うことでガラス基板Ｇの表面を乾燥させる。
【００４５】
従って、前記のように構成されたガラス基板から金属薄膜を剥離するシステムによれば、ガラス基板Ｇを搬送路２５上に投入することで一連の剥離作業が行なわれるので、大量のガラス基板Ｇの再生化に対応でき、しかも電解液による導電性のクロム金属膜Ｍの溶融後に、アルミナ水溶液ＬＡを使用したロールブラシ６，８による研磨工程があるので、フラットデスプレイパネル（ＦＰＤ）として再生可能になるまで金属薄膜（導電性ないし絶縁性クロム金属膜）を剥離することができる。
【００４６】
また、５％水溶液の硝酸ナトリウムの電解液が、４５度傾斜の傾斜電極板２８よりガラス基板Ｇ上に流下させて供給されるので、傾斜電極板２８上の流れが層流化されガラス基板Ｇの搬送に対して層流状態で電解液２６を流すことができるので、気泡の発生が抑えられ剥離面に斑が起きない。
【００４７】
更に、ロールブラシ６，８を使用した研磨部において、研磨液としてアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）水溶液ＬＡが用いられるので、下地となる絶縁性クロム膜でも完全に剥離できる。
【００４８】
そして、乾燥部においては、エアーナイフノズル１４ａ，１４ｂを用いてガラス基板Ｇの表面にエアーを噴出させることにより、中圧シャワー部１０，１２により濡れたガラス基板Ｇを、エアーナイフノズル１４ａ，１４ｂにより効率よく乾燥することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態に係るガラス基板から金属薄膜を剥離する全工程を備えた金属薄膜剥離装置の全体図である。
【図２】同じくガラス基板から金属薄膜を連続的に剥離する全工程を示すフロー図である。
【図３】ガラス基板において金属薄膜を電解液により剥離する原理の説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１                      金属剥離装置
２                      溶出部
４                      洗浄部
４ａ，４ｂ              シャワー
６，８                  ロールブラシ（研磨部）
１０，１２              中圧シャワー部
１４                    乾燥部
１４ａ，１４ｂ          エアーナイフノズル
１５                    電解液貯留槽
１６                    貯水槽
１７                    アルミナ水溶液槽
１８                    貯水槽
２５                    搬送路
２６                    硝酸ナトリウムの水溶液（電解液）
２８                    傾斜電極板
３０                    第１補助電極
３２                    第２補助電極
３４                    ゴムローラ
ＡＲ                    空圧源
ＢＵ                    蓄電池
Ｇ                      ガラス基板
ＬＡ                    アルミナ水溶液
Ｍ                      クロム金属膜（金属薄膜）
Ｎ                      溶出金属
ＮＯ                    供給ノズル
Ｐ１，Ｐ３              ポンプ
Ｐ２，Ｐ４              給水ポンプ
ＷＡ                    水道水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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