(57)【要約】【課題】ガラス表面の傷の発生を防いて、洗浄度の高いシートガラスの製造方法を提供する。【解決手段】シートガラスの洗浄装置は、シートガラスと直交する中心軸を有し、一端を固定された第１軸と、第１軸に嵌合する軸受けと、軸受けと第１軸とを収容し、軸受けを内部に固定する容器と、容器の底に一端が固定され、シートと直交する中心軸を有する第２軸と、第２軸の他端に固定され、ブラシ又はスポンジを有するブラシ部又はスポンジ部とを備える。【選択図】  図５
2017014043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートガラスと直交する中心軸を有し、一端が固定された第１軸と、
前記第１軸に嵌合する軸受けと、
前記軸受けと前記第１軸とを収容し、前記軸受けを内部に固定する容器と、
前記容器の底に一端が固定され、前記中心軸と同一の中心軸を有する第２軸と、
前記第２軸の他端に固定され、ブラシ又はスポンジを有するブラシ部又はスポンジ部と、を備えるシートガラスの洗浄装置。
【請求項２】
請求項１に記載のシートガラスの洗浄装置を用いて、シートガラスを洗浄することを特徴とするシートガラスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートガラスを洗浄する工程を有するシートガラスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液晶表示装置用ディスプレイ等のＦＰＤ（Flat Panel Display）には、シートガラスが用いられる。シートガラスは、半導体プロセスにより、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子等の半導体素子を形成するため、塵や汚れが付いておらず洗浄度が高いことが求められている。
【０００３】
シートガラスの製造工程では、薄板状で帯状のガラスが所定の長さに切断された後、ガラスは積層されて保管される。この後、ガラスは、所定のサイズにダイヤモンドカッターあるいはレーザ光により切り込み線（スクライブ線）が入れられ、切り込み線に沿って薄板状のガラスが折り曲げられることにより切断される。また、レーザ光による溶断により切断される。ガラスが保管されている間に、空中に飛遊した埃や塵などがガラス面に付着する。また、ガラスとガラスの間に合紙が挟まれて保管される場合には、合紙の成分がガラスに付着して、ガラスが汚れてしまう。また、ガラスの切断時には、ガラスの切断された端面から数μｍ〜数１００μｍの大きさのガラス微小片が塵となってガラス面に飛散し、塵としてガラス面に付着する。このため、シートガラスを梱包して出荷する前に、シートガラスが所定の製品の出荷規格を満たすように、シートガラスを洗浄する。
【０００４】
シートガラスを洗浄する際には、シートガラスの搬送方向上の異なる位置に配置され複数のブラシ又はスポンジを回転させてガラス表面を洗浄する。これらのブラシ及びスポンジは、シートガラスのガラス面に直交する回転中心軸を有し、軸先端にブラシ又はスポンジを有する（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０７５９９８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ブラシ及びスポンジを高速かつ安定して回転させるためには、軸受けを使用する必要がある。回転軸及び軸受けは共に強度が要求されるため金属製であるが、摩擦による金属疲労、経時劣化により、回転軸及び軸受けの接触箇所である嵌合部から、金属粉がガラス表面に落下していた。金属粉が落下したまま洗浄を行うと、ブラシ又はスポンジにより金属粉をガラス表面に押し付けて、ガラス表面に傷を発生させる場合があった。また、洗浄によって十分に取り除けないとガラスの汚れとなった。
【０００７】
そこで、本発明は、ガラス表面の傷の発生を防いで、洗浄度の高いシートガラスの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、
シートガラスと直交する中心軸を有し、一端が固定された第１軸と、
前記第１軸に嵌合する軸受けと、
前記軸受けと前記第１軸とを収容し、前記軸受けを内部に固定する容器と、
前記容器の底に一端が固定され、前記中心軸と同一の中心軸を有する第２軸と、
前記第２軸の他端に固定され、ブラシ又はスポンジを有するブラシ部又はスポンジ部と、を備えるシートガラスの洗浄装置に関する。
【０００９】
さらに、本発明の一態様は、上記のシートガラスの洗浄装置を用いて、シートガラス表面を洗浄するシートガラスを製造する方法に関する。
【発明の効果】
【００１０】
上述のシートガラスの洗浄装置、シートガラスの製造方法によれば、ガラス表面の傷の発生を防いて、洗浄度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態のシートガラスの製造方法の流れを示すフローチャートである。
【図２】（ａ），（ｂ）は、本実施形態の洗浄を行う洗浄システムの概略を示す図である。
【図３】本実施形態のシートガラスの洗浄装置を説明する図である。
【図４】嵌合部を説明する図である。
【図５】本実施形態のシートガラスの洗浄装置を示す図である。
【図６】実施例１のシートガラスの洗浄装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のシートガラスの製造方法について本実施形態に基づいて詳細に説明する。
本実施形態で製造されるシートガラスは、液晶表示装置用ディスプレイのガラス基板に用いる板状ガラスであり、例えば厚さが０．５〜０．７ｍｍであり、２２００ｍｍ×２５００ｍｍ（縦×横）のサイズの薄板である。
なお、本実施形態で製造される板状ガラスは、上記に限定されず、携帯電話機などの電子機器の表示画面に用いられるカバーガラスや、プラズマ・ディスプレイ・パネル、有機エレクトロ・ルミネッセンス（ＥＬ）などのフラットパネルディスプレイ（Flat Panel Display:ＦＰＤ）に用いられる板状ガラスであってもよい。
【００１３】
本実施形態で製造されるシートガラスの組成は特に限定されないが、例えば、以下の組成比率のガラス板に適用され得る。
（ａ）ＳｉＯ２:５０〜７０質量％、
（ｂ）Ｂ２Ｏ３:５〜１８質量％、
（ｃ）Ａｌ２Ｏ３:１０〜２５質量％、
（ｄ）ＭｇＯ:０〜１０質量％、
（ｅ）ＣａＯ:０〜２０質量％、
（ｆ）ＳｒＯ:０〜２０質量％、
（ｏ）ＢａＯ:０〜１０質量％、
（ｐ）ＲＯ:５〜２０質量％（ただしＲはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａから選ばれる少なくとも１種である）、
（ｑ）Ｒ’２Ｏ:０．２０質量％を超え２．０質量％以下（ただしＲ’はＬｉ、ＮａおよびＫから選ばれる少なくとも１種である）、
（ｒ）酸化スズ、酸化鉄および酸化セリウムから選ばれる少なくとも１種の金属酸化物を合計で０．０５〜１．５質量％。
【００１４】
（シートガラスの製造方法）
図１は、本実施形態のシートガラスの製造方法の流れを示すフローチャートである。図１に示すように、溶融されたガラスが、所定の方法、例えばダウンドロー法あるいはフロート法により、所定の厚さの帯状ガラスである素板に成形される（ステップＳ１０）。次に、成形された素板に対して、スクライブと切断が施され（ステップＳ２０）、所定のサイズのシートガラスが得られる。この後、シートガラスの端面の研削、研磨およびコーナカットを含む端面加工が行われる（ステップＳ３０）。上記スクライブでは、ダイヤモンドカッター等を用いて、微小のスジ状の傷である切り込み線（スクライブ線）が素板に入れられる。上記切断では、スクライブ線に沿って機械あるいはマニュアルにより切断される。あるいは、レーザ光による溶断により素板を切断することもできる。
【００１５】
この後、シートガラスの洗浄が行われる（ステップＳ４０）。洗浄については、後で詳細に説明する。
洗浄されたシートガラスは塵、汚れあるいは光学欠陥を含む傷が無いか、光学的検査が行われる（ステップＳ５０）。検査により品質の適合した複数のシートガラスが積層されて梱包され、納入先業者に出荷される（ステップＳ６０）。
【００１６】
上記シートガラスの製造方法では、素板のスクライブと切断、およびシートガラスの端面加工等の機械加工により、ガラスの微小片が発生し、素板あるいはシートガラスの表面に塵となって付着する。あるいは、上記機械加工時に、工具や治具等に付着した汚れが素板あるいはシートガラスの表面に付着する場合もある。
また、シートガラスの製造工程では、素板の成形（ステップＳ１０）後、微小のスジ状の傷である切り込み線（スクライブ線）を入れるスクライブおよびスクライブ線に沿った切断（ステップＳ２０）の前に、素板は積層されて保管される場合がある。素板が保管されている間に、空中に飛遊した埃や塵などが素板のガラス面に付着する。また、素板と素板との間に合紙が挟まれて保管される場合には、合紙の成分が素板のガラス面に付着して、ガラスが汚れてしまう。
このような塵や汚れをシートガラスが有する状態では、所定の製品の出荷規格を満たすことができず、納入先業者に納品することはできない。このため、次工程において、洗浄が行われる（ステップＳ４０）。
特に、シートガラスが、液晶表示装置用ディスプレイのガラス基板に用いられる場合、ガラス基板に半導体素子を形成するため、シートガラスに対する高い洗浄度が求められる。
【００１７】
（洗浄システム）
図２（ａ），（ｂ）は、洗浄を行う一ラインの洗浄システム１０の概略を示す図であり、図２（ａ）は洗浄システム１０の平面図であり、図２（ｂ）は、洗浄システム１０の側面図である。
洗浄システム１０において、ブラシ洗浄機１２と、スポンジ洗浄機１４と、シャワー洗浄機１６とがシートガラスＧの搬送方向上流側からこの順番に配置されている。
【００１８】
ブラシ洗浄機１２は、洗浄ブラシと、洗浄ブラシを回転させるモータと、洗浄ブラシ及びモータを固定するフレームと、洗浄液供給装置とを備える。
洗浄ブラシは、シートガラスＧの幅方向であって、搬送方向上の異なる位置（上流側の位置、下流側の位置）に、複数個が列を形成して配置される。本実施形態では、洗浄ブラシの列がシートガラスの搬送方向上の異なる位置に２列接近して設けられる（１２ａ、１２ｂ）。洗浄ブラシの列を２列接近して設けるとは、例えば、お互いの洗浄ブラシの列が並行していることをいう。
洗浄ブラシの各列は、シートガラスＧの搬送方向に直交する方向に延びている形態、搬送方向に対して傾斜した方向に直線的にあるいは湾曲して延びている形態、あるいは、途中で延びる方向が変化するように屈曲して延びている形態であってもよい。洗浄ブラシの列はシートガラスの搬送方向上の異なる位置に２列接近させて設けられる形態の他に、１列、あるいは３列、４列以上であってもよい。
洗浄ブラシの軸はシートガラスＧの幅方向に延びるフレーム（図示せず）に固定されることが好ましい。フレームは、洗浄ブラシのシートガラスへの押し圧を調整できるよう、シートガラスとの距離が調整可能であることが好ましい。
シートガラスＧの搬送中に、図示しないモータの駆動により、シートガラスＧの搬送方向と直交する方向に並んだ複数の洗浄ブラシを回転させて、シートガラスＧの両側のガラス面を洗浄する。
洗浄液供給装置は、洗浄液を貯留する洗剤タンク１８と、ノズル１８ａ，１８ｂとを備える。洗剤タンク１８に貯留された洗浄液は、ノズル１８ａ，１８ｂを通してシートガラスに供給される。洗浄液として、例えば、アルカリ性の洗浄液が用いられる。洗浄ブラシについては後述する。
シートガラスＧは、図示されない搬送機構により搬送されながらブラシ洗浄機１２で洗浄された後、図示されない搬送機構によりスポンジ洗浄機１４に搬送される。
【００１９】
スポンジ洗浄機１４には、洗浄スポンジと、洗浄スポンジを回転させるモータと、洗浄スポンジ及びモータを固定するフレームと、洗浄液供給装置が含まれている。
スポンジ洗浄機１４は、ブラシ洗浄機と同様の構成であり、ブラシをスポンジに変更すればスポンジ洗浄機の説明となる。
シートガラスＧは、図示されない搬送機構によって搬送されながらスポンジ洗浄機１４で洗浄された後、図示されない搬送機構によってシャワー洗浄機１６に搬送される。
【００２０】
シャワー洗浄機１６では、純水タンク２０内の水がノズル２０ａ，２０ｂを通して供給されて、図示されない搬送機構によってシートガラスＧが搬送されながら水洗いされる。
以上の洗浄は、シートガラスＧの両側のガラス面について同時に行われるように、洗浄ブラシおよび洗浄スポンジの列１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂが、ガラス面の両側に設けられている。
本実施形態では、洗浄ブラシおよび洗浄スポンジの列１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂが、ガラス面の両側に設けられているが、片側だけに設けられてもよい。すなわち、ブラシ洗浄機１２とスポンジ洗浄機１４は、シートガラスＧの少なくとも一方のガラス面を洗浄することができる。
【００２１】
（洗浄ブラシ、洗浄スポンジ）
図３は、本発明のシートガラスの洗浄装置のブラシ洗浄機１２およびブラシ洗浄機１４における洗浄ブラシおよび洗浄スポンジの配置を説明する図である。
以降、洗浄ブラシおよび洗浄スポンジは同じ配置及び形態を有するので、代表して洗浄ブラシを用いて説明する。
【００２２】
図３に示すブラシ洗浄機１２の列１２ａには、複数の洗浄ブラシ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，・・・が設けられている。複数の洗浄ブラシ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，・・・を纏めて説明するとき洗浄ブラシ２２という。洗浄ブラシ２２のそれぞれは、シートガラスＧの表面に直交する軸２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，・・・を有する（纏めて説明するとき、軸２４という）。列１２ｂにも列１２ａと同様に、複数の洗浄ブラシ２２がシートガラスＧの搬送方向Ｘと直交する方向Ｙに沿って設けられる。ただし、列１２ｂの洗浄ブラシ２２の軸２４のＹ方向における位置は、列１２ａの隣り合う２つの洗浄ブラシ２２の回転中心軸２４のＹ方向における位置の中間の位置に設けられることが好ましい。すなわち、列１２ａ，１２ｂの洗浄ブラシ２２は、互い違いに（千鳥状に）設けられることが好ましい。このように、配置することにより、より均一に洗浄し洗浄度もより向上させることができる。
洗浄ブラシ２２の軸は、フレーム（図示せず）に固定されることが好ましい。フレームは、シートガラスから一定距離を有し、シートガラスの幅方向に延び、同一列に属する複数個の洗浄ブラシの軸を固定できることが好ましい。
なお、本実施形態では、複数の洗浄ブラシ２２が千鳥状に設けられているが、千鳥状に設けられていなくてもよく、さらには、１列に配置されてもよい。
【００２３】
洗浄ブラシは、軸と、軸の一端に固定したブラシと、軸に嵌合する軸受けとを備える。軸受けは、軸を安定して高速回転させるために用いるものであるが、図４に示す通り、軸受け２８と軸２４とが接触する部分（以下、嵌合部３４とする。）から、経時変化及び金属疲労の原因により紛体が発生する。軸及び軸受けが金属製の場合には、紛体は金属粉である。これがシートガラスに落下すると、シートガラスの傷又は汚れの原因となるので、本実施形態では、嵌合部を覆う容器を設けてシートガラスの傷又は汚れを抑制する。
図５に、本実施形態の洗浄装置を示す。
洗浄装置は、一端が固定され、シートガラスと直交する中心軸を有する第１軸２４ａと、第１軸２４ａに嵌合する軸受け２８と、軸受け２８と第１軸２４ａとを収容し、軸受け２８を内部に固定する容器３２と、容器３２の底部に一端が固定され、上記中心軸と同一の中心軸を有する（上記中心軸の延長線上に中心軸を有する）第２軸２４ｂと、第２軸２４ｂの他端に固定され、ブラシ又はスポンジを有するブラシ部又はスポンジ部とを備える。
第１軸２４ａは、それ自体は回転するものではなく、シートガラスの幅方向に延び、シートガラスと一定の距離を有するフレームに一端が固定されることが好ましい。第１軸２４ａは強度を得るため金属製であることが好ましい。
軸受け２８は、ブラシ又はスポンジを安定して高速回転させるために容器３２に固定される。強度を得るために金属製であることが好ましい。図５には軸受けが２つ描かれているが、数は限定されるものではなく、２つ以上でもよい。軸受けの種類は特に限定されないが、ブラシ又はスポンジを、より安定して高速回転させるために、ボールベアリングが好ましい。
また、第１軸２４ａを持ちあげた際に、軸受け２８が抜け落ちないように、軸受け２８と嵌合していない部分の第１軸２４ａの直径を、軸受け２８の内径より大きくして、軸受け２８の第１軸２４ａに対する高さ位置を一定してもよい。
容器３２は、第１軸２４ａと軸受け２８とを収容し、嵌合部から発生する紛体を溜めるものであれば、特に形状は限定されない。容器３２は、第２軸２４ｂと共に回転するため、回転中心に対して対称な構造となっていることが好ましい。図５に示す容器３２は上部が開放されているが、蓋があることが好ましい。容器３２は、樹脂製でも金属製でもよいが、洗浄工程で使用するものであるため、錆にくい材料、例えばステンレス製が好ましい。
第２軸２４ｂは、図示しないモータにより回転する。第２軸２４ｂは、強度を得るため金属製であることが好ましい。
ブラシ部又はスポンジ部３０は、基部３６と、ブラシ又はスポンジ２２とを備えることが好ましい。
基部３６は、円柱、多角柱であってもよいが、円柱であって側面に平歯が形成されていることが好ましい。複数の洗浄ブラシから構成される列（図３の１２ａ，ｂ）の端部においてフレームにモータが設置され、モータの平歯とモータに隣接する洗浄ブラシの平歯とが噛み合わさり、隣接する洗浄ブラシの平歯同士が噛み合わさるよう配置されることが好ましい。これにより、１のモータにより同一列の複数の洗浄ブラシを回転させることができる。
ブラシは繊維であり、例えば、ナイロン繊維である。ブラシ部は、基部３６にナイロン繊維が均一な密度で植毛されているものであってもよい。また、スポンジ部は、基部３６に一定の気孔率を持つ多孔質材料を接着剤で接着したものであってもよい。
モータ駆動すると、第２軸２４ｂと、容器３２と、軸受け２８と、ブラシ部又はスポンジ部３０とが一体となって回転し、ガラスＧを洗浄することができる。回転速度は、ブラシの場合は１００〜１０００ｒｐｍ、スポンジの場合は１００〜３００ｒｐｍであることが好ましい。
軸受け２８と第１軸２４ａとの嵌合部は、容器内３２に収容されているため、発生した金属粉は容器３２内に溜められてシートガラスＧ上に落下しない。したがって、シートガラスの汚れと、シートガラス洗浄時の金属粉によるシートガラスの傷とを抑制することができる。
以下に洗浄ブラシの実施例を説明するが、ブラシをスポンジに読み替えて、洗浄スポンジの実施例とすることができる。
【実施例１】
【００２４】
図２に示す洗浄システム１０のブラシ洗浄機を用いて、０．５ｍｍ厚、２２００ｍｍ×２５００ｍｍのサイズのＦＰＤ用の板状ガラスを洗浄した。
ブラシ洗浄機の一列当たりの洗浄ブラシは２５個であって、洗浄ブラシの列をシートガラスの幅方向に２列配置とした。各洗浄ブラシの構成については図６に示す。
図６に示す通り、洗浄ブラシは、シートガラスＧと直交する中心軸を有し、シートガラスＧの流れに垂直な方向に延びるフレーム（図示せず）に一端を固定された第１軸２４ａと、第１軸２４ａに嵌合する軸受け２８と、軸受け２８と第１軸とを収容し、軸受け２８を内部に固定した容器３２と、容器３２の底に一端が固定され、回転中心軸上に軸を有する第２軸２４ｂと、第２軸２４ｂの他端に固定され、ブラシを有するブラシ部とを備える。
第１軸２４ａ、軸受け２８、第２軸２４ｂは、金属製である。軸受けは、２つのボールベアリングからなる。ブラシ部は、金属製の基部３６にナイロン繊維が均一な密度で植毛されたている。基部３６は側面に平歯を有する。フレーム側部に設置されたモータは、１の洗浄ブラシと平歯で噛み合わさり、洗浄ブラシ同士も互いに平歯で噛み合わさり、モータの回転により一列に並べられた洗浄ブラシが回転するよう構成されている。
容器３２は、ステンレス製の円筒であり、ボールベアリングの外縁が容器内壁と当接して固定される。容器の上部に蓋を備える。蓋は、第１軸２４ａを中心に回転する際に容器の回転を妨げないよう、第１軸２４ａとの間に隙間が設置されている。
第２軸２４ｂと共に、容器３２と、軸受け２８と、第２軸２４ｂと、ブラシ部又はスポンジ部３０とが一体となって回転するよう構成されている。
モータを駆動して各洗浄ブラシを回転させ、シートガラスＧの両面を洗浄した。回転速度は、１００〜６００ｒｐｍであった。
１０時間連続して洗浄した後、モータの回転を停止した。軸受け２８と第１軸２４ａとは蓋を有する容器内３２に収納されているので、嵌合部から発生した金属粉は容器３２内に溜められ、シートガラスＧに落下しなかった。したがって、シートガラスの汚れと、シートガラス洗浄時の金属粉によるシートガラスの傷とを抑制することができた。
【００２５】
本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００２６】
１０  洗浄システム
１２  ブラシ洗浄機
１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂ  列
１４  スポンジ洗浄機
１６  シャワー洗浄機
１８  洗剤タンク
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ、２０ａ，２０ｂ  ノズル
２０  純水タンク
２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ  ブラシ又はスポンジ
２４  軸
２４ａ，ｂ  第１軸、第２軸
２８  軸受け
３０  ブラシ部又はスポンジ部
３２  容器
３４  嵌合部
３６  基部
【図１】
2017014043.tif 000003
【図２】
2017014043.tif 000004
【図３】
2017014043.tif 000005
【図４】
2017014043.tif 000006
【図５】
2017014043.tif 000007
【図６】
2017014043.tif 000008