(57)【要約】      （修正有）【課題】ガラス板の薄板化に対応したガラス板の製造方法を提供する。【解決手段】両面研磨装置のサンギヤとリングギヤとの間で遊星歯車運動を行うガラス板用キャリア１０に０．７ｍｍ以下の板厚を有するガラス板３０を保持させ、ガラス板用キャリア１０に保持されたガラス板３０を上定盤と下定盤に取り付けた軟質研磨パッド１６，１８の間に挟み、砥粒を含有する研磨液を供給しながら研磨することでガラス板３０を製造する、ガラス板３０の製造方法であって、ガラス板用キャリア１０の板厚をＬｃ、ガラス板３０の板厚をＬｇ、研磨時の研磨荷重を付加した状態における軟質研磨パッド１６，１８のそれぞれの変形量をＤｐ、とすると、Ｌｃ＜Ｌｇ−２・Ｄｐを満たす。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面研磨装置のサンギヤとリングギヤとの間で遊星歯車運動を行うガラス板用キャリアに０．７ｍｍ以下の板厚を有するガラス板を保持させ、前記ガラス板用キャリアに保持されたガラス板を上定盤と下定盤に取り付けた軟質研磨パッドの間に挟み、砥粒を含有する研磨液を供給しながら研磨することでガラス板を製造する、ガラス板の製造方法であって、
前記ガラス板用キャリアの板厚をＬｃ、前記ガラス板の板厚をＬｇ、研磨時の研磨荷重を付加した状態における前記軟質研磨パッドのそれぞれの変形量をＤｐ、とすると、Ｌｃ＜Ｌｇ−２・Ｄｐを満たすことを特徴とするガラス板の製造方法。
【請求項２】
前記軟質研磨パッドは、ショアＡ硬度が４５〜９５の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のガラス板の製造方法。
【請求項３】
前記ガラス板は、化学強化ガラスであることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス板の製造方法。
【請求項４】
前記ガラス板用キャリアは、外周面に形成されたギヤ部と、前記ガラス板を保持するガラス板保持孔を有し、前記ギヤ部の内側に形成されたガラス板保持部とが、一体的に形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。
【請求項５】
前記ガラス板は、カバーガラスであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の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、ガラス板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォンなどの携帯電話やＰＤＡなどの携帯機器において、ディスプレイを保護するため、カバーガラスが用いられる。近年、携帯機器の薄型化・軽量化への技術が要求され、カバーガラスの軽量化及び薄板化が進行している。
【０００３】
このようなカバーガラスの製造は、ガラス素板を所定形状に切断後、主平面について研磨等を行うことにより製造される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
一般的に、ガラス板の製造方法における研磨工程では、ガラス板をガラス板用キャリアに保持させ、研磨パッドを用いて、砥粒を含む研磨液（スラリー）をガラス板と研磨パッドとの間に供給しながら研磨する研磨装置が用いられている。この研磨装置では、上下定盤に研磨パッドを貼り付けてガラス板を挟み込み、遊星歯車機構を用いて、ガラス板用キャリアに保持されたガラス板と研磨パッドとを相対的に移動させることにより、ガラス板の主平面を研磨している。ガラス板用キャリアは、典型的に、研磨されるガラス板の板厚よりも薄くなるように板厚が設定されている。この研磨装置による研磨は、複数のガラス板を同時に研磨できるため、生産効率の面で優れた方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２１８９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記したように、カバーガラス等のガラス板の薄板化しているにも関わらず、これまでの製造方法を踏襲していると、気づかぬうちに不具合が発生している虞がある。そういった不具合は、研磨自体に大きな影響を与えない限り顕在化しないことが多く、見出すことが難しい。
【０００７】
本発明は、ガラス板の薄板化に対応したガラス板の製造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】
【０００８】
本発明者らは、鋭意検討の結果、従来の製造方法を踏襲したガラス板の製造方法では、ガラス板の薄板化に伴って、研磨レートの悪化が生じていることを見出し、本発明に至った。
【０００９】
本発明は、このような課題に基づいてなされたものであり、以下の態様を提供するものである。
（１）  両面研磨装置のサンギヤとリングギヤとの間で遊星歯車運動を行うガラス板用キャリアに０．７ｍｍ以下の板厚を有するガラス板を保持させ、前記ガラス板用キャリアに保持されたガラス板を上定盤と下定盤に取り付けた軟質研磨パッドの間に挟み、砥粒を含有する研磨液を供給しながら研磨することでガラス板を製造する、ガラス板の製造方法であって、
前記ガラス板用キャリアの板厚をＬｃ、前記ガラス板の板厚をＬｇ、研磨時の研磨荷重を付加した状態における前記軟質研磨パッドのそれぞれの変形量をＤｐ、とすると、Ｌｃ＜Ｌｇ−２・Ｄｐを満たすことを特徴とするガラス板の製造方法。
（２）  前記軟質研磨パッドは、ショアＡ硬度が４５〜９５の範囲内であることを特徴とする（１）に記載のガラス板の製造方法。
（３）  前記ガラス板は、化学強化ガラスであることを特徴とする（１）又は（２）に記載のガラス板の製造方法。
（４）  前記ガラス板用キャリアは、外周面に形成されたギヤ部と、前記ガラス板を保持するガラス板保持孔を有し、前記ギヤ部の内側に形成されたガラス板保持部とが、一体的に形成されたことを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載のガラス板の製造方法。
（５）  前記ガラス板は、カバーガラスであることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載のガラス板の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のガラス板の製造方法によれば、ガラス板の薄板化に伴う研磨レートの悪化を抑制することができ、ガラス板を効率的に研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ガラス板用キャリアの板厚と研磨レートとの関係を示すグラフである。
【図２】両面研磨装置の概略構成図である。
【図３】ガラス板用キャリアと、研磨パッドと、ガラス板と、の関係を示す模式図である。
【図４】カバーガラスの製造方法のフローを説明するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のガラス板の製造方法の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
本発明者らは、先ず、所定の研磨荷重を付加した状態で、変形量の異なる３種類の軟質研磨パッドを用意し、各軟質研磨パッドにおける、ガラス板用キャリアの板厚と研磨レートとの関係を調べた。図１は、ガラス板用キャリアの板厚と研磨レートとの関係を示すグラフであり、縦軸が研磨レート、横軸がガラス板用キャリアの板厚を示している。
【００１４】
変形量の異なる３種類の軟質研磨パッドとして、所定の研磨荷重における研磨パッドの合計変形量が０．０８ｍｍの軟質研磨パッド（例１）、０．１ｍｍの軟質研磨パッド（例２）、及び０．２５ｍｍの軟質研磨パッド（例３）を用意し、０．２５０ｍｍ、０．３５０ｍｍ、０．４５０ｍｍと異なる板厚のガラス板用キャリアを用いて研磨した場合の研磨レートを測定した。合計変形量とは、上下の研磨パッドの変形量（沈み込み量）を足し合わせた量を意味している。
【００１５】
図１では、０．４５０ｍｍの板厚を有するガラス板用キャリアにおける研磨レートを基準（１００％）に研磨レートを算出した。なお、ガラス板は、サイズが１５０ｍｍ×８４ｍｍ×０．５６ｍｍであり、表面圧縮応力（ＣＳ）が７００±５０ＭＰａ、圧縮応力層深さ（ＤＯＬ）が１８±２μｍのものを用いた。
【００１６】
図１の結果から、研磨パッドの合計変形量が最も小さい例１の研磨パッドを用いた研磨においては、ガラス板用キャリアの板厚にかかわらず、研磨レートはほぼ一定の値を示した。これに対し、研磨パッドの合計変形量が２番目に小さい例２の研磨パッドを用いた研磨においては、０．４５０ｍｍから０．３５０ｍｍへとのガラス板用キャリアを薄くすると研磨レートの上昇が認められた。０．３５０ｍｍと０．２５０ｍｍのガラス板用キャリアでは研磨レートの差は僅かであった。一方、研磨パッドの合計変形量が最も大きい例３の研磨パッドを用いた研磨においては、ガラス板用キャリアの板厚が小さくなるほど、研磨レートが明らかに大きくなる結果となった。
【００１７】
このことから、研磨パッドの変形量が大きいと、研磨時における研磨パッド間の距離が小さくなり、単純にガラス板よりも薄いガラス板用キャリアを用いたとしても、ガラス板用キャリアが研磨パッドに当たって、圧力が上手くガラス板に作用せず、所望の研磨レートを確保できなかったと考えられる。このことは、板厚が０．７ｍｍより厚いガラス板の研磨では、従来のガラス板用キャリアで問題はなかったが、ガラス板の薄肉化に伴って研磨パッド間の距離が小さくなったために生じたものと考えられる。
【００１８】
従って、板厚が０．７ｍｍのガラス板を研磨する場合、研磨パッドの変形量とガラス板用キャリアの板厚を考慮に入れて研磨を行うことで効率良く研磨を実施することが出来る。また、ガラス板用キャリアの板厚により研磨レートが低下するということは、研磨時にガラス板用キャリアも併せて研磨していることになるため、ガラス板用キャリアの寿命も短くなってしまう。このため、適切な板厚のガラス板用キャリアを選択することはガラス板用キャリアの交換頻度も抑えることができ好ましい。
【００１９】
次に、本発明のガラス板の製造方法で使用可能な両面研磨装置について図２を参照しながら説明する。
【００２０】
両面研磨装置１２には、図２に示すように、ガラス板３０（図３参照）を設置可能なガラス板用キャリア１０がサンギヤ１３、リングギヤ１４間にセットされる。サンギヤ１３、リングギヤ１４及びガラス板用キャリア１０の外周面に形成されたギヤ部１０ａは、遊星歯車機構を構成し、サンギヤ１３、リングギヤ１４を所定の回転比率で回転駆動することにより、ガラス板用キャリア１０が自転しながらサンギヤ１３の周りを公転する。
【００２１】
このとき、ガラス板用キャリア１０は、ギヤ部１０ａの内側のガラス板保持部１０ｂに形成されたガラス板保持孔１１にガラス板３０を保持した状態で、ガラス板３０と対向する面に研磨パッド１６、１８が装着された上定盤１５と下定盤（図示せず）との間に狭持され、ガラス板３０が所定の研磨荷重で押圧されている。そして、研磨パッド１６、１８とガラス板３０との間には砥粒を含有する研磨液（研磨スラリー）が供給され、上定盤１５と下定盤とが相対回転することでガラス板用キャリア１０に保持されたガラス板３０の両主平面が同時に研磨される。
【００２２】
ガラス板３０の組成は、特に限定されるものではないが、化学強化できることが好ましい。好ましいガラス板の組成としては、例えば、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２：５０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３：２〜２５％、Ｌｉ２Ｏ：０〜１０％、Ｎａ２Ｏ：０〜１８％、Ｋ２Ｏ：０〜１０％、ＭｇＯ：０〜１５％、ＣａＯ：０〜５％及びＺｒＯ２：０〜５％を含むガラスである。
【００２３】
他にも、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２：５０〜７４％、Ａｌ２Ｏ３：１〜１０％、Ｎａ２Ｏ：６〜１４％、Ｋ２Ｏ：３〜１１％、ＭｇＯ：２〜１５％、ＣａＯ：０〜６％及びＺｒＯ２：０〜５％を含み、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７５％以下、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの含有量の合計が１２〜２５％、ＭｇＯ及びＣａＯの含有量の合計が７〜１５％であるガラス、ＳｉＯ２：６８〜８０％、Ａｌ２Ｏ３：４〜１０％、Ｎａ２Ｏ：５〜１５％、Ｋ２Ｏ：０〜１％、ＭｇＯ：４〜１５％及びＺｒＯ２：０〜１％を含むガラス、ＳｉＯ２：６７〜７５％、Ａｌ２Ｏ３：０〜４％、Ｎａ２Ｏ：７〜１５％、Ｋ２Ｏ：１〜９％、ＭｇＯ：６〜１４％及びＺｒＯ２：０〜１．５％を含み、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７１〜７５％、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの含有量の合計が１２〜２０％であり、ＣａＯを含有する場合、その含有量が１％未満であるガラスを使用することが好ましい。
【００２４】
ガラス板は、フロート法、フュージョンダウンドロー法、スリットダウンドロー法、リドロー法などの方法により作製される。
【００２５】
また、ガラス板のサイズ、形状、厚みは、用途によって異なるが、ガラス板の厚みは０．７ｍｍ以下であり、好ましくは０．６ｍｍ以下である。
【００２６】
研磨パッド１６、１８は、軟質研磨パッドであり、４．５ｍｍ厚に積層した硬度がショアＡ硬度で４５〜９５であり、好ましくは５５〜９２である。４５未満であると十分な研磨レートを得ることが困難となり、９５を超えると砥粒の押し込みによりガラスに微小な傷をつける虞がある。このような条件を満たす研磨パッドの素材は、典型的には、不職布パッド、織布パッド、スエードパッド等が挙げられ、そのうちスエードパッドが最も好ましいものとして挙げられる。
【００２７】
軟質研磨パッドは、硬質ウレタンパッドの厚さ（典型的には１．５ｍｍ〜２．０ｍｍ）に比べて薄く、典型的には０．３ｍｍ〜０．９ｍｍ程度の厚さを有する。また、パッド表面に形成される溝深さについても、硬質ウレタンパッドの溝深さ（典型的には１．２ｍｍ〜１．７ｍｍ）に比べて浅く、典型的には０．２ｍｍ〜０．８ｍｍ程度の厚さを有する。
【００２８】
ガラス板用キャリア１０はプリプレグを複数枚積層することで製作される。プリプレグの材質については特に限定されるものではなく、目的とするガラス板用キャリア１０の変形量等によって選択することができる。例えば、基材としてはガラス繊維布、ガラス繊維不織布、アラミド繊維不織布、ポリエステル繊維布等を用い、これにエポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂を含浸させた物を用いることができる。
【００２９】
また、用いるプリプレグは一種類に限定されず異なる材料のプリプレグを積層してもよい。積層したプリプレグを、プレス機で加圧、加熱することにより、ガラス板用キャリア１０が作製される。
【００３０】
ここで、図３に示すように、ガラス板用キャリア１０の板厚をＬｃ、ガラス板３０の板厚をＬｇ、研磨時の研磨荷重を付加した状態における各研磨パッド１６、１８の変形量（沈み込み量）をＤｐとすると、ガラス板用キャリア１０の板厚Ｌｃは、以下の（Ａ）式を満たすように設定される。
Ｌｃ＜Ｌｇ−２・Ｄｐ      （Ａ）
【００３１】
各研磨パッド１６、１８の変形量Ｄｐは、ガラス板３０と接する最も収縮した研磨パッド１６、１８の面と、ガラス板３０間に位置する最もガラス板用キャリア１０側に位置する部分との距離である。
【００３２】
このように、研磨時の研磨荷重における研磨パッド１６、１８の沈み込みを考慮して、ガラス板用キャリア１０の板厚Ｌｃを、研磨パッド１６、１８間の距離（Ｌｇ−２・Ｄｐ）より小さくすることで、研磨時に所定の研磨荷重が付加された場合であっても、研磨パッド１６、１８がガラス板用キャリア１０に接触しない。これにより、研磨パッド１６、１８はガラス板３０にのみ接触し、研磨荷重が適切にガラス板３０に付加される。
【００３３】
従って、従来のように、ガラス板用キャリアが研磨パッドに当たって、圧力が上手くガラス板に作用せず、所望の研磨レートが悪化するという不具合が解消される。なお、研磨パッド１６、１８は、強度の観点から、３００μｍ以上であることが好ましく、３５０μｍ以上であることがより好ましく、３７０μｍ以上であることがさらに好ましい。
【００３４】
上記（Ａ）式から、図１で示した例１においては、ガラス板用キャリア１０の板厚Ｌｃは０．４８ｍｍより小さければよく、例２においては、ガラス板用キャリア１０の板厚Ｌｃは０．４６ｍｍより小さければよく、例３においては、ガラス板用キャリア１０の板厚Ｌｃは０．３１ｍｍより小さければよいことが分かる。
【００３５】
また、研磨時に研磨パッド１６、１８がガラス板用キャリア１０に接触せず、ガラス板用キャリア１０に圧力がかからないので、ギヤ部１０ａの割れを抑制でき、ガラス板用キャリア１０を長寿命化させることができる。このギヤ部１０ａの割れを抑制する効果は、特に、ギヤ部１０ａと、ギヤ部１０ａの内側のガラス板保持部１０ｂとが一体的に形成されたガラス板用キャリア１０で顕著である。そのため、ガラス板用キャリア１０は、ギヤ部１０ａとガラス板保持部１０ｂとが一体的に形成されることが好ましい。なお、ガラス板用キャリア１０は、ギヤ部１０ａとガラス板保持部１０ｂとが一体的に形成されたものに限らず、金属製のギヤ部と樹脂製のガラス基板保持部とからなるものであってもよい。
【００３６】
研磨液（研磨スラリー）は、例えば、コロイダルシリカ、酸化セリウムなどの希土類酸化物、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、炭化ケイ素、酸化マンガン、酸化鉄、ダイヤモンド、窒化ホウ素及びジルコンなどの、公知の砥粒を含むスラリーが用いられる。砥粒は、１種類を単独で使用しても良く、２種類以上を併用して使用してもよい。
【００３７】
次に、本発明のガラス板の製造方法の一例としてカバーガラスの製造方法について図４を参照しながら説明する。
カバーガラスの製造方法は、先ず、フロート法等により製造されたガラス板を切断し所定のガラス素板を採板する（Ｓ１）。続いて、所望のカバーガラスのサイズにあうように切断処理され、端面の面取り処理が行われる（Ｓ２）。続いて、両面研磨装置１２を用いてガラス板の表面を研磨（強化前研磨）してクラックを除去する（Ｓ３）。
【００３８】
続いて、化学強化が行われる（Ｓ４）。例えば、４００℃〜４５０℃のＫＮＯ３溶融塩に１時間〜１０時間浸漬することにより化学強化が施される。また、化学強化後に、ガラス板に付着する溶融塩などの付着物などを除去する目的で、水で洗浄することが好ましい。
【００３９】
続いて、両面研磨装置１２を用いてガラス板の表面を研磨（強化後研磨）して化学強化によりガラス板の表面に形成された欠陥層を除去する（Ｓ５）。最後に、ガラス板の周縁部に遮光性を有する黒色層等が印刷され（Ｓ６）、カバーガラスが製造される。
【００４０】
本発明の特徴である、ガラス板用キャリア１０の板厚Ｌｃの設定は、強化前研磨（Ｓ３）に適用してもよく、強化後研磨（Ｓ５）に適用してもよく、両方に適用してもよいが、より軟質の研磨パッドが使用される強化後研磨（Ｓ５）においてより顕著な効果を奏する。
【００４１】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。
例えば、上記実施形態では、ガラス板の製造方法の一例としてカバーガラスの製造方法を例示したが、これに限らず、色々な用途のガラスに適用可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１０      ガラス板用キャリア
１０ａ    ギヤ部
１０ｂ    ガラス板保持部
１１      ガラス板保持孔
１２      両面研磨装置
１３      サンギヤ
１４      リングギヤ
１５      上定盤
１６      研磨パッド
１８      研磨パッド
【図１】
2017013138.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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