(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に樹脂層を備えた脆性材料基板にカッターホイールを転動させてスクライブラインを形成するスクライブ方法であって、
前記カッターホイールとして、
円形の外周縁に沿って第一稜線角θ１をなす稜線が形成された左右一対の第一刃面と、第一刃面の根元側に続く左右一対の第二刃面とからなる二段の刃面を有し、
第二刃面は、この第二刃面を延長したときに形成される仮想的な第二稜線角θ２が第一刃面によって形成される第一稜線角θ１よりも小さい角度となるように形成され、第一稜線角θ１は第一刃面が前記基板にスクライブラインを形成するに適した角度となるように形成され、第二稜線角θ２は第一稜線角θ１より鋭角であって第二刃面が樹脂層を切断するに適した角度となるように形成され、
第一刃面の深さは前記脆性材料基板の樹脂層の厚さより小さく形成され、
第一刃面の稜線に沿って、複数の溝が周期的に形成されているカッターホイールを使用し、
このカッターホイールを、前記脆性材料基板の樹脂層に圧接させながら転動させることにより、第二刃面で樹脂層を切断するとともに、第一刃面の先端稜線部を脆性材料基板に食い込ませてスクライブラインを形成することを特徴とする脆性材料基板のスクライブ方法。
【請求項２】
使用するカッターホイールの第一稜線角θ１が１００°〜１６０°であり、第二稜線角θ２が３０°〜９０°である請求項１に記載の脆性材料基板のスクライブ方法。
【請求項３】
前記脆性材料基板の上面の樹脂層が０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍである請求項１または請求項２に記載の脆性材料基板のスクライブ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上面に、塗料や樹脂を塗布したコーティング層が形成された脆性材料基板、あるいは樹脂フィルム層が貼り付けられた脆性材料基板に、スクライブライン（切溝）を形成するスクライブ方法に関する。
なお、以下の説明では、基板表面の樹脂フィルム層のような被覆層だけではなく、塗料や樹脂を塗布したコーティング層も含めて「樹脂層」と称する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス等の脆性材料基板を分断する際に、予め、分断予定ラインに沿ってスクライブラインを形成する方法として、基板表面に対してカッターホイール（スクライビングホイールともいう）を圧接させた状態で転動させる方法は一般に知られており、例えば特許文献１などに開示されている。
【０００３】
ガラス基板にスクライブラインを形成するためのカッターホイールとして、図４に示すような刃先稜線２０が滑らかに仕上げられたカッターホイール１ａ（以下これをノーマルカッターホイールという）と、図５に示すような刃先稜線２０に溝部（切り欠き）２１を設けたカッターホイール１ｂ（以下これを溝付きカッターホイールという）とがある。後者の溝付きカッターホイール１ｂには、例えば、三星ダイヤモンド社製のペネット（Ｐｅｎｅｔｔ（登録商標））カッターホイール、アピオ（ＡＰＩＯ（登録商標））カッターホイールがある。
【０００４】
一般に、（樹脂層のない）基板表面が露出したガラス基板をスクライブするカッターホイールは、圧接転動時に、確実にスクライブ溝を形成することができるようにするため、ノーマルカッターホイールであれ、溝付きカッターホイールであれ、基板面に垂直な方向に働く力が基板面に水平方向に働く力よりも大きくなるように、刃先稜線角を大きくしてあり、具体的には１００°〜１６０°としてある。もしも刃先稜線角が９０°より小さいカッターホイールにすると、荷重が小さいときはスクライブ溝が形成できず、荷重が大きくなるとスクライブ溝が形成されることなく、いきなり不規則方向に割れてしまったり、水平クラックが発生したりするようになり、うまくスクライブ溝を形成することが困難になる。
【０００５】
一方、刃先稜線角が大きいカッターホイール（刃先稜線角が１００°〜１６０°）を、表面に樹脂層が形成されたガラス基板に対して転動させると、刃先面の一部が基板だけでなく樹脂層に対しても垂直方向に圧接する力が大きくなり、刃先面に接する樹脂層の一部が不規則に引き裂かれてしまうことになる。
したがって、樹脂層が形成されたガラス基板には、一般的なガラス用カッターホイールを使用してスクライブすることはできなかった。
【０００６】
そのため、従来は、まず樹脂層を切断するに適した狭角の刃先角（３０°〜９０°）を有する固定刃で樹脂層を切断し、その後、ガラス基板に適した広角の刃先角（１００°〜１６０°）を有するカッターホイールでスクライブラインを加工している。
また、別の方法として、樹脂層とは反対側のガラス表面からガラス基板に適した広い角の刃先稜線角を有するカッターホイールでスクライブラインを加工し、反対の面、即ち樹脂層が形成された面から、樹脂層の切断に適した狭角の刃先稜線角（３０°〜９０°）を有する固定刃で樹脂層を切断する等の手段が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３０７４１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
樹脂層が形成されたガラス基板をスクライブするための上述した従来方法は、基板スクライブ用と樹脂層カット用の二種類の刃先を用いる必要があり、したがって、これらの刃先の軌跡が一致するよう同一直線上に位置を調整する作業、あるいは、同一直線上に配置することができる刃先取付け機構が必要であった。また、樹脂層を切り出す工程と、基板をスクライブする工程との二工程を順次行う必要があり、作業が煩雑であった。
【０００９】
そこで、本発明は、樹脂層が形成されたガラス基板等の脆性材料基板に対してスクライブラインを効率よく確実に形成することのできるスクライブ方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明では次のような技術的手段を講じた。即ち、本発明のスクライブ方法では、上面に樹脂層を備えた脆性材料基板にカッターホイールを転動させてスクライブラインを形成するスクライブ方法であって、スクライブに際して、以下に示した構造のカッターホイールを用いる。即ち、円形の外周縁に沿って第一稜線角θ１をなす稜線が形成された左右一対の第一刃面と、第一刃面の根元側に続く左右一対の第二刃面とからなる二段の刃面を有し、第二刃面は、この第二刃面を延長したときに形成される仮想的な第二稜線角θ２が第一刃面によって形成される第一稜線角θ１よりも小さい角度となるように形成され、第一稜線角θ１は第一刃面が前記基板にスクライブラインを形成するに適した角度となるように形成され、第二稜線角θ２は第一稜線角θ１より鋭角であって第二刃面が樹脂層を切断するに適した角度となるように形成され、第一刃面の深さは脆性材料基板の樹脂層の厚さより小さく形成され、第一刃面の稜線に沿って、複数の溝が周期的に形成されているカッターホイール（溝付きカッターホイール）を使用する。
そして、本発明では、このカッターホイールを、脆性材料基板の樹脂層に圧接させながら転動させることにより、第二刃面で樹脂層を切断するとともに、第一刃面の先端稜線部を脆性材料基板に食い込ませてスクライブラインを形成する。
【００１１】
ここで、「脆性材料基板にスクライブラインを形成するに適した角度」「樹脂層を切断するに適した角度」は、加工対象の基板材料や樹脂層の種類に応じて定まる。前者は常に後者よりも広角の刃先稜線角になる。前者および後者は、予め樹脂層を設けていない脆性材料基板、樹脂層のみを、ノーマルカッターホールでスクライブすることで実験的に求めておけばよい。
【００１２】
本発明によれば、カッターホイールを、上面に樹脂層を備えた脆性材料基板の上面に圧接させながら転動させたときに、最初に第一刃面によって形成される稜線、即ち刃先が樹脂層に食い込み、続いて、この刃先を形成する第一刃面の深さＬが樹脂層の厚みより小さく形成されているので、すぐに第二刃面が樹脂層に到達する。この第二刃面は、第二刃面を延長したときに形成される仮想的な第二稜線角θ２が第一稜線角θ１よりも小さい角度となるように形成され、かつ第二刃面が樹脂層を切断するに適した刃先の傾斜角度となるように形成されているので、樹脂層をきれいに切断でき、切断面が乱雑に引き裂かれることがない。
さらに、刃先が樹脂層を突き抜けて脆性材料基板の表面に到達すると、第一刃面によって形成される刃先の角度がガラス板の加工に適した刃先稜線角で形成されているので、いきなり割れることなくスクライブ溝を形成することができる。
なお、カッターホイールを、第一刃面の稜線に沿って複数の溝が周期的に形成されている溝付きのカッターホイールにするのは、第一刃面が基板面上を滑ることなく食い込みやすくするとともに、水平クラックの発生を抑えるためである。
これは、溝付きカッターホイールとノーマルカッターホイールとを比較した場合に、ノーマルカッターホイールは、荷重が大きくなると水平クラックが発生しやすい傾向が顕著であり、さらには小さな荷重を印加するだけで水平クラックが発生してしまう傾向があるからである。
上面に樹脂層が形成された基板をスクライブするには、樹脂層を有していない基板よりも樹脂層を切断するために必要な荷重だけ大きな荷重を印加する必要があり、ノーマルカッターホイールを用いた場合には、樹脂層を切断するために大きな荷重を印加すると基板にも大きな荷重がかかって水平クラックが発生しやすくなる。これを避けるため、水平クラックの発生しにくい溝付きカッターホイールが用いられる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、第二刃面を樹脂層に食い込ませることにより樹脂層を第二刃面で切断し、樹脂層を貫通した第一刃面の刃先で基板面を圧接するので、一つのカッターホイールによる一度のスクライブで樹脂層を切断すると同時にガラス材にスクライブラインを形成することができ、作業の簡略化と作業時間の短縮化を図ることができる。
【００１４】
上記発明において、使用するカッターホイールの第一稜線角θ１を１００°〜１６０°、第二稜線角θ２を３０°〜９０°に形成するのがよい。
第一稜線角θ１を１００°〜１６０°とすることにより、稜線（即ち刃先）を、基板をスクライブするに適した角度に形成することができ、第二稜線角θ２を３０°〜９０°とすることにより、第二刃面を樹脂層の切断に適した角度に形成することができる。この範囲であれば、ガラス基板だけでなく、ほとんどの脆性材料基板およびその表面に形成された樹脂層に対する加工が可能になる。
【００１５】
上記発明において、脆性材料基板の上面の樹脂層は０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍであるのが好ましい。
基板の表面に形成される樹脂層（樹脂フィルム層や塗装層）は、この程度の厚さにすることで、保護層や装飾層としての機能を十分に発揮することができ、しかもカッターホイールを圧接させる際に、過大な圧接力を印加することなく樹脂層を切断することができ、ガラス表面に対しても過大な圧接力が加わらなくなるので、確実に樹脂層の切断とガラス基板のスクライブとを同時に進行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のスクライブ方法に用いるカッターホイールの側面図並びに正面図。
【図２】図１に示したカッターホイールの要部の拡大断面図。
【図３】カッターホイールによるガラス基板へのスクライブ状態を示す断面図。
【図４】一般的なノーマルカッターホイールを示す正面図並びに側面図。
【図５】一般的な溝付きカッターホイールを示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下において、本発明にかかるガラス板のスクライブ方法を、図面に基づいて詳細に説明する。
ここでは、本発明によりスクライブされる基板として、表面に樹脂層を備えた建材用の厚板色付きガラス板を対象として説明する。この色付きガラス板１は、図３に示すように、厚み４〜１５ｍｍのガラス材２に厚みが０．１ｍｍ程度（０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍであればよい）の薄い樹脂層３が設けられている。この樹脂層３は、色付けのための塗装層または、その上面に貼り付けられた保護用の樹脂フィルムを含むものである。
なお、建材用基板は表面の水平クラックについては問題となるが、板厚が厚いので分断後に端面を研磨処理することができるので端面強度についてはあまり気にしなくてもよい。したがって、ノーマルホイールと溝付きホイールとによる端面強度の差については問題にならない。
【００１８】
図１は、本発明方法に使用される溝付きのカッターホイールを示すもので、図１（ａ）で側面図を示し、図１（ｂ）で正面図を示す。また、図２は溝付きカッターホイールの要部を拡大した断面図を示す。
【００１９】
カッターホイール１０は、超硬合金または焼結ダイヤモンドで作られた円盤状のホイール本体１１に、第一刃面１２と、その根元側に続く第二刃面１３とからなる二段の刃面とからなる。ホイール本体１１は、その外径Ｄが２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内で形成されている。
第一刃面１２は、ホイール本体１１の外周縁に第一稜線角θ１の稜線をなすように形成され、稜線即ち先端が刃先１４となる。第一稜線角θ１、即ち刃先１４の刃先角は、厚板ガラス材２にスクライブラインを加工するに適した角度で形成されている。この角度は、１００°〜１６０°の範囲であり、比較的大きな角度として、圧接荷重の大半が垂直方向に向き、圧接力として働くようにしてある。
【００２０】
第二刃面１３は、この第二刃面１３をホイール稜線方向に延長したときに第二稜線角θ２をなすように形成されている。この第二稜線角θ２は第一稜線角θ１よりも小さくなるようにしてあり、かつ、第二刃面１３が樹脂層３を切断するに適した刃先の傾斜角度となるように形成されている。具体的には、３０°〜９０°の比較的狭角の範囲で形成されている。
【００２１】
第二刃面１３の最小幅Ｗは、第一稜線角θ１との幾何学的な関係で、第一刃面１２の深さＬ（第一刃面１２と第二刃面１３との境界１６と刃先１４との垂直距離）によって決定される。この第一刃面１２の深さＬは被加工基板の樹脂層３の厚みより小さく形成されている。これにより、カッターホイール１０が樹脂層３に食い込んだときに第二刃面１３が樹脂層３に到達して樹脂層３を第二刃面で切断できるように形成されている。
【００２２】
また、刃先１４となる稜線に沿って、周期的な溝１５が形成され、溝付きカッターホイールとしてある。
溝１５は、従来の溝付きカッターホイールと同様に、基板表面上を刃面が滑るのを抑えることができるものであって、その深さ（溝の底部から刃先１４までの垂直距離）は、例えば２μｍ〜１０μｍで形成されている。
なお、図１並びに図２は、各構成部分の概要を説明するために特徴部分を誇張した模式的な図面であって、実際の縮尺によるものではない。例えば、カッターホイール１０の直径に比べて溝の数や深さ、間隔等は相対的に大きく描かれている。
【００２３】
上記のごとく構成したカッターホイール１０を、図３に示すようにガラス板１の樹脂層３のある面に圧接させて転動させると、刃先１４が樹脂層３に食い込む。続いて、この刃先１４を形成する第一刃面１２の深さＬが樹脂層３の厚みより小さく（浅く）形成されているので、すぐに第二刃面１３が樹脂層３に到達する（図３（ｂ）参照）。第二刃面１３は、樹脂層３を切断するに適した比較的小さな角度、即ち６０°〜９０°の第二稜線角θ２で形成されているので、樹脂層３に対する切れ味はよく、切断面が不規則方向に引き裂かれることなくきれいに切断することができる。
続いて、刃先１４がガラス材２に到達すると、刃先の角度がガラス板の加工に適した大きな刃先稜線角、即ち１００〜１６０°の刃先稜線角で形成され、かつ、刃先１４となる稜線に沿って、複数の周期的な溝１５が形成された溝付きカッターホイールとしているので、刃先１４がガラス基板面を滑ることなく転動させてスクライブラインＳを形成することができる（図３（ｃ）参照）。
しかも、樹脂層が形成されている場合は、基板をスクライブするには樹脂層がないときより大きな荷重を印加する必要があるが、ノーマルカッターホイールよりも水平クラックが発生しにくい溝付きカッターホイールを用いているので、水平クラックの発生を抑制することができる。これにより、一つのカッターホイールによる一度のスクライブ動作で、樹脂層３を切断すると同時にガラス材２にスクライブラインを形成することができる。
【００２４】
以上本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施形態に特定されるものでない。例えば、加工対象がガラス基板に限るものでなく、表面に樹脂層を備えたセラミック基板等の脆性材料基板全般に適用させることができる。その他本発明では、その目的を達成し、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明のスクライブ方法は、上面に樹脂層を備えたガラス、セラミック等の脆性材料からなる基板をスクライブする場合に利用することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１  ガラス板
２  ガラス材
３  樹脂層
１０  カッターホイール
１１  ホイール本体
１２  第一刃面
１３  第二刃面
１４  刃先（稜線）
１５  溝
Ｌ  第一刃面の深さ
θ１  第一稜線角
θ２  第二稜線角
【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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