KR101800223B1 - 판형상 유리의 절단방법 및 그 절단장치 - Google Patents

Abstract

지지 부재[2(8)]에 의해 이면측으로부터 지지된 판형상 유리(G)의 절단 예정선(5) 상에 초기 균열(6a)을 형성한 후, 절단 예정선(5)을 따라 국부 가열과 그 가열 영역에 대한 냉각을 행하는 것에 기인해서 발생하는 응력에 의해, 초기 균열(6a)을 표면으로부터 이면에 걸쳐서 관통시키면서 진전시켜서 판형상 유리(G)를 풀바디 절단할 때에, 판형상 유리(G)를 이면측으로부터 저열전도성을 갖는 탄성 시트(E)를 통해서 지지 부재[2(8)]에 의해 지지시킨다.

Description

판형상 유리의 절단방법 및 그 절단장치{METHOD FOR CUTTING PLATE-LIKE GLASS, AND CUTTING DEVICE THEREFOR}

본 발명은 판형상 유리의 절단 예정선을 따라 국부(局部) 가열 및 냉각을 행함으로써 상기 판형상 유리를 절단하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

이미 알고 있는 바와 같이, 최근에 있어서의 영상표시장치는 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP), 필드 에미션 디스플레이(FED), 유기 EL 디스플레이(OLED) 등으로 대표되는 플랫 패널 디스플레이(FPD)가 주류가 되어 있다. 이들 FPD는 경량화가 추진되고 있기 때문에 상기 FPD에 사용되는 유리 기판은 박판화의 일로를 걷고 있는 것이 현재의 상태이다.

또한, 유기 EL은 디스플레이와 같이 미세한 삼원색을 TFT에 의해 명멸시키지 않고, 단색(예를 들면, 백색)만으로 발광시켜서 LCD의 백라이트나 옥내 조명의 광원 등의 평면 광원으로서도 이용되고 있다. 그리고, 유기 EL의 조명장치는 유리 기판이 가요성을 가지면 자유롭게 발광면을 변형시키는 것이 가능하기 때문에, 이 조명장치에 사용되는 유리 기판도 충분한 가요성 확보의 관점으로부터 대폭적인 박판(유리 필름)화가 추진되고 있다.

이들 FPD나 조명장치 등에 사용되는 유리 기판을 절단(또는 할단)하는 방법은 유리 기판의 표면 또는 이면에 소정 깊이의 스크라이브를 새겨넣는 스크라이브 공정과, 이 공정의 실행 후에 스크라이브를 걸치도록 굽힘 모멘트를 가함으로써 유리 기판을 분단하는 브레이크 공정으로 구성되는 것이 일반적이다.

이러한 종류의 유리 기판 절단방법의 개량예로서, 특허문헌 1, 특허문헌 2에 의하면 선행 이동하는 레이저광 조사와 그것에 계속되는 냉매에 의한 냉각의 병용에 의해 유리 기판의 표면층에 열응력에 기인하는 균열을 발생시켜서 스크라이브를 형성하고, 그런 후 기계적 수단에 의해 스크라이브를 경계로 해서 분할(브레이크)을 행하는 방법이 개시되어 있다. 또한, 그 특징적 구성으로서 유리 기판의 스크라이브 형성 예정선의 바로 밑 영역에 고열전도성을 갖는 접착제층이나 충전액체를 위치시키는 것이 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 3에 의하면 취성 재료로 이루어지는 워크(예를 들면, FPD용의 유리 기판)에 대한 열응력 할단을, 열응력의 분포와 응력 전파 속도를 상한으로 하는 균열 확대로 분리해서 행함과 아울러, 온도 분포의 형성을 조사 레이저광에 의한 가열과 열전도에 의한 냉각의 조합으로 행하도록 한 풀바디 할단방법이 개시되어 있다.

일본 특허 공개 2008-115067호 공보 일본 특허 공개 2008-127223호 공보 일본 특허 공개 2009-40665호 공보

그런데, 특허문헌 1, 특허문헌 2에 개시된 유리 기판의 할단방법은, 기본적으로는 종래의 일반적 방법과 마찬가지로 유리 기판의 표면층에 스크라이브를 넣고, 이 스크라이브를 경계로 해서 소위 분할을 행하는 것이기 때문에, 절단 끝면에 미소 크랙이 발생하거나 해서 그 면 성상이 악화된다고 하는 난점이 있다. 그리고, 이들 할단방법에서는 레이저광 조사 및 냉매를 병용해서 스크라이브를 형성하는 공정과, 분할을 하는 공정이 필요하게 되기 때문에 할단 작업의 번잡화나 장치의 복잡화를 초래하고, 생산성의 저하나 비용 상승 등의 치명적인 문제를 야기한다. 또한, 이 할단방법에서는 연속적으로 이송되는 띠형상의 판형상 유리를 연속적으로 할단하려고 하면 매우 곤란한 작업을 강요받는다고 하는 난점도 갖고 있다.

한편, 특허문헌 3에 개시된 할단방법에 의하면 초기 균열을 열응력에 의해 진전시켜서 유리 기판을 풀바디 절단(풀 컷)하는 것 만으로 할단 작업을 끝낼 수 있기 때문에, 스크라이브의 형성 작업이 불필요하게 되어서 할단 작업을 신속화하는 것을 기대할 수 있음과 아울러, 할단 끝면을 경면 또는 이것에 준하는 면 성상으로 할 수 있기 때문에 할단 끝면을 적정화하는 것을 기대할 수 있다. 그러나, 동 공보에는 유리 기판이 어떤 형태로 지지되어 있는지에 대해서는 어떤 개시도 시사도 되어 있지 않아, 풀바디 열응력 할단을 적정하게 행하기 위한 방법의 구체성이 결핍되어 있다.

즉, 풀바디 열응력 할단을 보다 확실하게 적정화하기 위해서는 유리 기판의 지지 형태가 매우 중요한 요인이 되지만, 종래에 있어서는 도 11a에 나타내는 바와 같이 정반(20)의 상면에 유리 기판(g)을 적재하고, 그 상방으로부터 화살표 z로 나타내는 바와 같이 레이저 등에 의한 국부 가열과 냉각수 등에 의한 가열 영역의 냉각을 행해서 초기 균열을 진전시키는 것이 일반적이라고 여겨지고 있었다. 또한, 이러한 방법은 본 발명자들이 종래부터 장기간에 걸쳐서 실시하고 있었던 방법이며, 간행물에 발표하는 등의 행위는 행하고 있지 않다.

그러나, 이러한 단순한 방법으로는 유리 기판(g)에 대하여 국부 가열을 행하였을 경우에, 도 11b에 나타내는 바와 같이 상기 유리 기판(g)의 가열 부위(ga)가 팽창에 의해 상방으로 융기되는 한편, 그 후에 유리 기판(g)에 대하여 냉각을 행하였을 경우에는 도 11c에 나타내는 바와 같이 상기 유리 기판(g)의 냉각 부위(gb)가 수축에 의해 오목해진다고 하는 사태를 초래한다. 그리고, 이 정반(20) 상에서 유리 기판(g)에 냉각에 수반되는 오목부(gb)가 발생하면 정반(20)이 방해가 되어서 초기 균열이 사행하거나 방향성에 이상이 생기거나 해서 진전되는 등의 사태를 초래하고, 이것에 기인해서 유리 기판(g)이 할단 예정선을 따라 정확하게 할단되지 않게 된다고 하는 문제가 생긴다. 또한, 유리 기판(g)이 정반(20)과 면접촉 또는 대략 면접촉하는 것에 기인하여 열이 정반(20)에 흡수되어서 충분한 국부 가열이 행하여질 수 없고, 이러한 상태에서 냉각을 행해도 온도구배가 불충분하게 되어서 열효율이 악화되기 때문에, 할단 예정선을 따르는 정확한 할단을 더한층 방해한다고 하는 문제를 초래한다. 이러한 사태는 유리 기판(g)의 두께가 얇아지면 보다 현저해진다.

그리고, 풀바디 열응력 할단에 있어서는 다량의 열량을 필요로 하기 때문에 국부 가열시에 있어서의 정반 등의 지지 부재와 유리 기판의 접촉 상태가 매우 중요하게 되지만, 이러한 관점으로부터는 적절한 대책이 강구되어 있지 않은 것이 실정이다. 이 경우, 상술의 특허문헌 1, 특허문헌 2에 개시된 기술은 풀바디 열응력 할단을 행하는 것은 아니고, 국부 가열시의 열의 도피에 대한 대책을 강구할 필요성이 부족하기 때문에, 그 유리 기판의 지지 형태는 이러한 문제의 해결에 착안하면 오히려 폐해가 커진다.

즉, 이들 공보에 개시된 할단방법은 유리 기판의 지지 형태로서, 상기 유리 기판의 스크라이브 형성 예정선의 바로 밑 영역에 고열전도성을 갖는 접착제층 등을 위치시킨 것이기 때문에, 유리 기판의 표면에 스크라이브를 형성하기 위해 레이저광을 조사했을 경우에는 그 다량의 열이 접착제층 등을 통해서 하방 구조물(동 공보에서는 다른 유리 기판 및 그것을 지지하는 지지 부재 등)에 전도된다. 그 때문에 레이저광에 의해 가열된 영역에 대하여 냉각을 행해도 충분한 온도구배를 얻을 수는 없고, 이것에 기인해서 스크라이브 형성을 위한 균열 진전에 필요한 응력이 부족된다고 하는 문제를 초래한다.

또한, 이러한 유리 기판의 지지 형태에서, 상기 유리 기판을 풀바디 절단하려고 하면 레이저광에 의해 가열된 영역으로부터 부당하게 다량의 열이 유리 기판으로부터 하방 구조물로 전도되기 때문에, 열효율이 저하되어 온도구배가 더욱 불충분하게 되며, 균열 진전에 의한 풀바디 열응력 할단을 행하는 것이 곤란하거나 또는 불가능해진다고 하는 문제가 생긴다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 유리 기판 등의 판형상 유리를 절단 예정선을 따라 국부 가열과 냉각을 행함으로써 풀바디 절단할 때에, 판형상 유리의 지지 형태를 적정하게 하여 판형상 유리의 절단에 요하는 응력 부족이나 가열 냉각에 의한 변형에 적확하게 대처하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해서 창안된 본 발명은, 지지 부재에 의해 이면측으로부터 지지된 판형상 유리의 절단 예정선 상에 초기 균열을 형성한 후, 상기 절단 예정선을 따라 국부 가열과 그 가열 영역에 대한 냉각을 행하는 것에 기인해서 발생하는 인장응력에 의해 상기 초기 균열을 표면으로부터 이면에 걸쳐서 관통시키면서 진전시켜서 상기 판형상 유리를 풀바디 절단하는 방법에 있어서, 상기 판형상 유리가 이면측으로부터 저열전도성을 갖는 탄성 시트를 통해서 상기 지지 부재에 의해 지지되는 것에 특징이 있다.

이러한 구성에 의하면, 판형상 유리에 대한 국부 가열에 의한 가열 영역과 그 가열 영역에 대한 냉각에 의한 냉각 영역이 절단 예정선을 따라 주사되어 감에 따라서 인장응력(열응력)의 발생 영역도 절단 예정선을 따라 이동하고, 이에 따라 초기 균열이 절단 예정선을 따라 진전되어 판형상 유리가 풀바디 절단(풀 컷)된다. 이러한 절단 과정에 있어서 판형상 유리는 이면측으로부터 저열전도성을 갖는 탄성 시트를 통해서 지지 부재에 의해 지지되어 있기 때문에, 판형상 유리에 대한 국부 가열에 의한 다량의 열량은 탄성 시트가 구비하는 저열전도성, 즉 고단열성에 의해 지지 부재에 전도되는 것이 억제된다. 그 때문에, 국부 가열과 냉각에 기인하는 온도구배를 충분히 확보하는 것이 가능해지고, 열효율을 높이면서 판형상 유리의 원활하고 또한 적정한 풀바디 절단이 행하여질 수 있게 된다. 환언하면, 국부 가열과 냉각을 이용해서 판형상 유리를 풀바디 절단하려고 하면 다량의 열량이 필요하게 되기 때문에, 이 열량의 대부분이 지지 부재에 흡수된 것에서는 낭비가 생길 뿐만 아니라 원활한 풀바디 절단에 지장을 초래한다. 그래서, 본 발명에서는 탄성 시트가 갖는 저열전도성을 유효 이용하여 판형상 유리에 대한 국부 가열과 냉각에 수반되는 온도구배를 충분한 것으로 하고 있기 때문에 풀바디 절단에 필요한 인장응력(열응력)을 가급적으로 확보할 수 있다. 이와 같이, 열효율이 개선된 상태에서 판형상 유리의 절단이 행해지기 때문에 풀바디 절단인 것과의 상승작용에 따라 작업의 신속화가 추진되어 생산성의 향상 등을 꾀하는 점에서 매우 유리하게 된다. 또한, 큰 열구배가 생김으로써 판형상 유리의 절단 예정선의 주변에 변형이 생겨도 그 이면측에 존재하는 탄성 시트가 이것에 추종해서 변형하게 되기 때문에 판형상 유리의 지지에 지장이 생기지 않게 되고, 절단 예정선에 정확하게 따르는 고정밀도의 풀바디 절단이 가능하게 된다. 또한, 탄성 시트의 개재에 의해 판형상 유리의 이면에 상처가 나는 등의 불량이 회피되기 때문에, 상기 판형상 유리의 강도 저하를 초래할 우려가 없어진다. 또한, 풀바디 절단에서는 크랙(균열)의 진행 방향에 대하여 그 양측에 판형상 유리를 잡아 찢는 힘이 작용하는 것이 필요하게 되지만, 그 경우에 판형상 유리가 지지 부재 상에 부압 흡인 등을 이용해서 직접 흡착되어 지지되어 있었던 것에서는 상기 판형상 유리에 작용하는 인열력이 저감하게 된다. 그러나, 본 발명과 같이 판형상 유리의 이면측에 탄성 시트가 개재되어 있으면 상기 판형상 유리에 작용하는 인열력을 저감시키는 요인이 없어지고, 유효하게 발생한 인열력을 적절하게 이용해서 효율적으로 풀바디 절단을 행하는 것이 가능해진다.

이 경우, 상기 탄성 시트는 상기 지지 부재보다 열전도율이 낮은 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 상술의 판형상 유리로부터 지지 부재로의 열전도 억제에 관한 효과를 보다 확실하게 향수하는 것이 가능해진다.

이상의 구성에 있어서, 상기 탄성 시트를 유기 시트(유기 수지 시트)로 할 수 있다. 이 경우, 유기 시트의 재료는 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리아미드 또는 폴리프로필렌 등, 또는 이들 각각의 공중합체, 이들의 폴리머 알로이, 또는 이들과 다른 합성 고분자의 폴리머 알로이인 것을 바람직하고, 또한 유기 시트의 형태는 발포 수지나 부직포 등인 것이 바람직하며, 또한 유기 시트로서 펄프 시트 등을 사용할 수도 있다.

이와 같이 하면, 유기 시트는 판형상 유리를 열응력에 의해 풀바디 절단할 경우에 있어서의 상기 판형상 유리의 변형에 대한 바람직한 탄성과, 지지 부재에의 단열에 대한 바람직한 저열전도성을 겸비하고 있기 때문에, 판형상 유리와 지지 부재 사이에 개재시키는 시트로서 전체적으로 우수한 기능을 발휘할 수 있는 것으로 된다.

이상의 구성에 있어서, 상기 판형상 유리가 연속적으로 이송되는 띠형상의 판형상 유리임과 아울러, 상기 탄성 시트가 상기 띠형상의 판형상 유리와 함께 연속적으로 이송되는 띠형상의 탄성 시트이며, 상기 절단 예정선이 상기 띠형상의 판형상 유리의 이송방향을 따라 연장되어 있고, 또한 상기 띠형상의 판형상 유리를 상기 절단 예정선을 따라 연속적으로 풀바디 절단한다고 하는 방법을 채용해도 좋다.

이와 같이 하면, 종래는 불가능했던 연속적으로 이송되는 띠형상의 판형상 유리의 이송방향을 따르는 풀바디 절단이 가능해지고, 종래와 같이 직사각형의 유리 기판의 1변의 길이가 제한된 상태에서 절단을 행할 필요가 없어지기 때문에, 절단 효율이 대폭 향상됨과 아울러 절단 후에 있어서의 판형상 유리의 취급이나 사용 형태의 다양화가 도모된다.

그리고, 이러한 연속 절단을 행할 경우에는 상기 지지 부재가 상기 띠형상의 판형상 유리를 상기 띠형상의 탄성 시트와 함께 연속해서 보내도록 구동되는 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 지지 부재의 이송 구동에 따라 띠형상의 판형상 유리가 띠형상의 탄성 시트와 함께 보내지게 되기 때문에 지지 부재와 띠형상의 탄성 시트와 띠형상의 판형상 유리의 각각의 사이에서 슬라이딩 등이 생기기 어려워지고, 상기 판형상 유리에 마찰 상처 등이 생길 우려가 없어짐과 아울러 상기 판형상 유리의 이송이 안정되게 행하여진다. 이에 따라, 유리 품위의 양질화가 도모됨과 아울러 절단작업의 고속화 및 원활화도 도모하는 것이 가능해진다.

또한, 이러한 연속 절단을 행할 경우에는 상기 절단 예정선을 상기 띠형상의 판형상 유리를 폭방향 임의의 부위에서 연속적으로 분단하는 위치에 존재(가상적으로 존재)시킬 수 있다.

이와 같이 하면, 띠형상의 판형상 유리를 폭방향(이송방향과 직교하는 방향)의 임의의 부위에서 분할할 수 있기 때문에 폭방향 치수가 길게 성형된 띠형상의 판형상 유리로부터 원하는 폭방향 치수를 갖는 띠형상의 판형상 유리를 복수 얻는 것이 가능해진다. 이에 따라, 성형장치에서의 띠형상의 판형상 유리의 성형 능력을 높이면서 요구에 따른 폭의 판형상 유리를 신속하고 또한 효율적으로 제작하는 것이 가능해진다.

또한, 이러한 연속 절단을 행할 경우에는 상기 절단 예정선을 상기 띠형상의 판형상 유리의 폭방향 양단에 형성된 에지부를 연속적으로 절제하는 위치에 존재시킬 수도 있다.

이렇게 하면, 성형장치에서의 띠형상의 판형상 유리의 종래부터의 원활한 성형작업을 유지하면서 상기 판형상 유리에 있어서의 불필요한 두께 부분인 에지부를 절제하는 작업을 연속적으로 행할 수 있게 되기 때문에 에지부의 절제 작업을 효율적으로 또한 원활하게 행하는 것이 가능해진다.

부가하여, 이상과 같은 연속 절단을 행할 경우에는 상기 연속적으로 이송되는 띠형상의 판형상 유리를 성형장치의 서냉존을 거쳐서 냉각된 후의 띠형상의 판형상 유리로 할 수 있다.

이와 같이 하면, 용융 유리가 성형장치에서 성형되어서 서냉존을 통과해서 냉각된다고 하는 일련의 연속된 성형 공정을 거침으로써 띠형상으로 된 판형상 유리가 연속적으로 이송되고 있는 동안에 상기 판형상 유리가 국부 가열과 냉각을 수반하여 연속적으로 풀바디 절단되어 가게 된다. 이에 따라, 성형장치에 의한 띠형상의 판형상 유리의 성형 공정과 그 판형상 유리에 대한 풀바디 절단이 일련의 연속된 작업으로서 행하여지게 되고, 작업 효율이 대폭 개선된다. 또한, 성형장치에서는 다운드로우법, 특히 오버플로우 다운드로우법을 실시 가능한 장치인 것이 바람직하다. 단, 플로트법 등의 실시 가능한 성형장치가 배제되는 것은 아니다.

또한, 이상과 같은 연속 절단을 행할 경우에는 상기 연속적으로 이송되는 띠형상의 판형상 유리가 상기 절단 예정선을 따라 연속적으로 풀바디 절단되면서, 권심의 둘레에 롤 형상으로 권취되도록 구성할 수도 있다.

이것에 의하면, 상술한 바와 같이 에지부가 절제된 후에 있어서의 띠형상의 판형상 유리, 또는 폭방향 치수가 원하는 치수가 되도록 분할된 각각의 띠형상의 판형상 유리가 권심의 둘레에 롤 형상으로 권취되게 되므로, 특히 띠형상의 얇은 판형상 유리의 수납이나 곤포를 컴팩트하게 또한 용이하게 행하는 것이 가능해진다. 또한, 폭방향에 있어서 분할된 각각의 띠형상의 판형상 유리에 대해서는 각각의 이송방향을 다르게 해서 개개의 권심의 둘레에 각각을 롤 형상으로 권취하여 가는 것이 바람직하다.

이상의 구성에 있어서, 상기 탄성 시트가 상기 판형상 유리의 풀바디 절단과 함께 절단되도록 하여도 좋다.

이와 같이 하면, 판형상 유리와 탄성 시트를 폭방향의 동일 개소에서 가지런히 자르는 것이 가능해진다. 이러한 동작은, 구체적으로는 판형상 유리를, 예를 들면 레이저 조사에 의한 국부 가열과 냉매에 의한 냉각에 의하여 풀바디 절단할 경우에는, 절단된 판형상 유리의 간극을 레이저 빔이 통과함으로써 탄성 시트를 절단(용단)하게 되어 있다.

이 경우, 상기 연속적으로 이송되는 띠형상의 판형상 유리가 상기 절단 예정선을 따라 연속적으로 풀바디 절단되면서 권심의 둘레에 롤 형상으로 권취될 때에는, 상기 띠형상의 판형상 유리의 풀바디 절단과 함께 절단되는 상기 띠형상의 탄성 시트가 상기 띠형상의 판형상 유리에 겹쳐진 상태에서 상기 권심의 둘레에 롤 형상으로 권취되는 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 띠형상의 판형상 유리가 띠형상의 탄성 시트(예를 들면, 유기 시트)에 의해 보호되어 판형상 유리끼리의 접촉에 의한 상처 방지 등에 기여할 수 있다. 그리고, 이렇게 권취함으로써 얻어진 판형상 유리 권회체는 띠형상의 탄성 시트가 띠형상의 판형상 유리의 완충재로서의 역할도 할 수 있어 곤포시나 운반시에 있어서의 취급성이나 충격 완화성 등에 뛰어난 것으로 된다.

이상의 구성에 있어서, 상기 판형상 유리의 표면측에 상기 지지 부재와 각각 대향해서 배치되고 또한 상기 판형상 유리를 상기 지지 부재와의 사이에서 협지하는 압박 부재를 설치해도 좋다.

이와 같이 하면, 판형상 유리가 횡치 자세로 있을 경우 뿐만 아니라, 세로 자세로 있는 경우에도, 상기 판형상 유리를 지지 부재와 압박 부재에 의하여 협지해서 유지한 상태에서 국부 가열 및 냉각을 수반하는 풀바디 절단을 행하는 것이 가능해지고, 판형상 유리의 자세에 관계없이 적절한 절단이 행하여질 수 있게 된다. 또한, 이 경우에는 압박 부재를, 실질적으로 지지 부재와 동일한 부재 및 동일한 구조로 할 수 있고, 또한 압박 부재와 판형상 유리 사이에도 저열전도성을 갖는 탄성 시트를 개재시키는 것이 바람직하다.

이상의 구성에 있어서, 상기 판형상 유리의 두께는 200㎛ 이하이면 적합하다

즉, 200㎛ 이하의 박육의 판형상 유리(유리 필름)이면, 예를 들면 휠 커터를 약한 압박력으로 회전시켜서 스크라이브를 새겨넣을 때에, 상기 판형상 유리가 분쇄되지 않도록 하는 것은 곤란하다. 또한, 상기 휠 커터의 압박력이 필요 이상으로 강해졌을 경우에는, 분할에 필요한 수직 크랙 뿐만아니라 절단 끝면의 강도 저하의 원인이 되는 수평방향의 마이크로 크랙이 용이하게 발생한다. 또한, 200㎛ 이하의 유리 필름을 롤 형상으로 권취하면서 길이방향으로 연장되는 절단 예정선을 따라 분할을 행할 경우에는, 장거리에 걸쳐서 스크라이브를 형성할 필요성이 생겨 작업의 번잡화나 곤란화를 어쩔 수 없이 야기하게 된다. 이와 같이, 두께가 200㎛ 이하인 유리 필름에 스크라이브를 새겨넣어서 분할을 행하려고 했을 경우의 문제는 상기 본 발명에 의한 방법에 의해서 일거에 해결할 수 있고, 그 결과 이러한 종류의 박육의 판형상 유리로서 굽힘 강도가 높고 또한 고품위의 것을 얻는 것이 가능해진다. 또한, 두께가 200㎛ 이하 등의 유리 필름을 대상으로 하는 경우에는, 상기 유리 필름의 이면측에 탄성 시트가 개재되어 있음으로써 유리 필름은 지지 부재의 지지면 상에 있어서의 흡착이나 마찰에 의해 구속되지 않게 되므로 국부 가열에 의해 유리 필름은 최대한 팽창하고, 그 후의 냉각에서 최대한 수축할 수 있게 된다. 그리고, 이 팽창과 수축의 차가 초기 균열을 진전시켜서 풀바디 절단을 행하기 위한 인장응력의 기인이 되기 때문에, 매우 효율적인 가열 및 냉각에 의해 생긴 최대한의 인장응력을 유효 이용해서 유리 필름을 절단하는 것이 가능해진다.

이상의 구성에 있어서, 상기 국부 가열은 탄산가스 레이저에 의해 행하여지는 것이 적합하다.

이와 같이, 판형상 유리의 절단 예정선에 대한 국부 가열 수단으로서 탄산가스 레이저를 사용하면, 유리(특히, 무알칼리 유리)가 레이저의 에너지를 효율적으로 흡수할 수 있으므로 간이하게 안정된 상태에서 국부 가열을 행할 수 있고, 또한 비용도 저렴하게 된다.

이상의 방법을 사용하면, 적어도 1변이 절단되어서 이루어지고 또한 두께가 200㎛ 이하인 판형상 유리를 얻을 수 있다.

이 판형상 유리(유리 필름)는 그 절단면의 굽힘 강도가 높기 때문에 작은 곡률반경에서의 굽힘 등에 의한 강한 인장응력에 견딜 수 있고, 종래에 비해서 광범위에 걸쳐서 이용 가능하게 됨과 아울러 취급성이 뛰어난 것으로 된다.

또한, 이상의 방법을 사용하면 적어도 1변이 절단되어서 이루어지고 또한 절단면의 굽힘 강도가 200㎫ 이상임과 아울러 두께가 200㎛ 이하인 판형상 유리를 얻을 수 있다.

이 판형상 유리(유리 필름)는 절단면의 굽힘 강도가 200㎫ 이상이기 때문에 보다 작은 곡률반경에서의 굽힘 등에 의한 보다 강한 인장응력에 확실하게 견딜 수 있음과 아울러 200㎫ 이상이라고 하는 높은 값으로서 굽힘 강도가 명확하게 되고, 이 판형상 유리의 취급을 적절한 형태로 구체화할 수 있다.

또한, 이상의 방법을 사용하면 권심의 둘레에 롤 형상으로 권취되어 이루어지는 판형상 유리 권회체를 얻을 수 있다.

이 판형상 유리 권회체에 의하면 수납이나 핸들링이 용이화됨과 아울러 수송효율도 향상된다. 또한, 하나의 판형상 유리 권회체로부터 띠형상의 판형상 유리를 인출하면서 다른 권심의 둘레에 롤 형상으로 권취하는 방법(롤투롤)을 실행하면서, 길이 방향으로 연장되는 절단 예정선을 따라 풀바디 절단할 경우의 프로세스가 원활하고 또한 용이하게 행할 수 있게 된다.

또한, 이상의 방법에 의해 얻어진 판형상 유리의 절단면 및 표리면 중 적어도 1면에 유기층을 형성하도록 하여도 좋다.

즉, 얻어진 판형상 유리의 절단면이나 표면 또는 이면에 유기층을 형성했을 경우에는 그 절단면이나 표리면의 강도가 향상되기 때문에, 예를 들면 두께가 200㎛ 이하인 판형상 유리(유리 필름)에 있어서는 휨에 대하여 충분한 강도를 확보할 수 있고, 박육의 판형상 유리가 갖는 플렉서빌리티를 유효하게 활용하는 것이 가능해진다. 여기에서, 상기 「유기층」에는 접착층이나 점착층을 통해서 부착되는 유기 수지 필름 등도 포함된다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해서 창안된 본 발명에 의한 장치는, 지지 부재에 의해 이면측으로부터 지지된 판형상 유리의 절단 예정선 상에 초기 균열을 형성한 후, 상기 절단 예정선을 따라 국부 가열과 그 가열 영역에 대한 냉각을 행하는 것에 기인해서 발생하는 응력에 의해, 상기 초기 균열을 표면으로부터 이면에 걸쳐서 관통시키면서 진전시켜서 상기 판형상 유리를 풀바디 절단하도록 구성된 판형상 유리의 절단장치에 있어서, 상기 판형상 유리가 이면측에서 저열전도성을 갖는 탄성 시트를 통해서 상기 지지 부재에 의해 지지되도록 구성한 것에 특징이 있다.

이 구성을 구비한 장치에 관한 작용 효과를 포함하는 설명 사항은, 이 장치와 실질적으로 구성 요소가 동일한 상술의 본 발명에 의한 방법에 대하여 설명한 사항과 본질적으로 동일하다.

(발명의 효과)

이상과 같이 본 발명에 의하면, 판형상 유리는 이면측으로부터 저열전도성을 갖는 탄성 시트를 통해서 지지 부재에 의해 지지되기 때문에, 판형상 유리에 대한 국부 가열에 의한 다량의 열량은 탄성 시트가 구비하는 저열전도성, 즉 고단열성에 의해 지지 부재에 전도되는 것이 억제되고, 이것에 의해 국부 가열과 냉각에 기인하는 온도구배를 충분히 확보하는 것이 가능해지며, 열효율을 높이면서 판형상 유리의 원활하고 또한 적정한 풀바디 절단이 행하여질 수 있게 된다. 또한, 큰 열구배가 생김으로써 판형상 유리의 절단 예정선의 주변에 변형이 생겨도, 그 이면측에 존재하는 탄성 시트가 이것에 추종해서 변형하게 되기 때문에 판형상 유리의 지지에 지장이 생기지 않게 되고, 절단 예정선을 정확하게 따르는 고정밀도의 풀바디 절단이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 판형상 유리의 절단장치 및 그 절단방법의 실시상황을 나타내는 개략 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 판형상 유리의 절단장치 및 그 절단방법의 실시상황을 나타내는 요부 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 판형상 유리의 절단장치 및 그 절단방법의 실시상황을 나타내는 요부 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 판형상 유리의 절단장치 및 그 절단방법의 실시 상황을 나타내는 개략 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제 5 실시형태에 의한 판형상 유리의 절단장치 및 그 절단방법의 실시상황을 나타내는 개략 측면도이다.
도 6은 본 발명의 제 6 실시형태에 의한 판형상 유리의 절단장치 및 그 절단방법의 실시상황을 나타내는 개략 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제 7 실시형태에 의한 판형상 유리의 절단장치 및 그 절단방법의 실시상황을 나타내는 개략 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제 1∼제 7 실시형태에 있어서의 절단장치에 의해 절단된 판형상 유리의 절단면에 유기층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제 1∼제 7 실시형태에 있어서의 절단장치에 의해 절단된 판형상 유리의 표면에 유기층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 10은 판형상 유리의 평가를 행하고 있는 상태를 나타내는 개략도이다.
도 11a는 종래의 문제점을 나타내는 개략 정면도이다.
도 11b는 종래의 문제점을 나타내는 개략 정면도이다.
도 11c는 종래의 문제점을 나타내는 개략 정면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면을 참조해서 설명한다. 또한, 이하의 실시형태에 있어서는 FPD나 유기 EL 조명장치 또는 태양 전지에 사용되는 두께가 200㎛ 이하인 판형상 유리, 즉 유리 필름을 대상으로 한다.

도 1은 본 발명의 기본적 구조를 이루는 제 1 실시형태에 따른 판형상 유리의 절단장치 및 그 절단방법의 실시상황을 나타내는 개략 사시도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 이 절단장치(1)는 금속 등의 강성이 높은 재료로 형성된 정반 또는 평판 등으로 이루어지는 지지 부재(2)와, 이 지지 부재(2)의 지지면(2a) 상에 깔아진 저열전도성(또는 단열성)을 갖는 탄성 시트(E)와, 이 탄성 시트(E) 상에 적재된 판형상 유리(G)에 표면측으로부터 레이저빔(L)을 조사해서 국부 가열을 실시하는 국부 가열 수단(3)과, 이 국부 가열 수단(3)에 의해 가열된 가열 영역(H)에 표면측으로부터 냉각수(W)를 분사하는 냉각 수단(4)을 구비한다.

이 경우, 탄성 시트(E)는 지지 부재(2)[지지면(2a)]보다 열전도율이 낮은 유기 시트이며, 그 재질은 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리아미드 또는 폴리프로필렌 등, 또는 이들 각각의 공중합체, 이것들의 폴리머 알로이, 또는 이것들과 다른 합성 고분자의 폴리머 알로이이다. 그리고, 이 탄성 시트(E)의 형태는 발포 수지 또는 부직포로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 이 실시형태에서는 국부 가열 수단(3)으로서 탄산가스 레이저가 사용되어 있지만, 전열선이나 열풍분사 등의 다른 국부 가열을 행할 수 있는 수단이라도 좋다. 또한, 냉각 수단(4)은 에어압 등에 의해 냉각수(W)를 냉매로서 분사하는 것이지만, 이 냉매는 냉각수 이외의 냉각액, 또는 에어나 불활성가스 등의 기체, 또는 기체와 액체를 혼합한 것, 또한 드라이아이스나 얼음 등의 고체와 액체나 기체의 유체를 혼합한 것 등이라도 좋다.

판형상 유리(G)에는 절단 예정선(5)이 존재(가상적으로 존재)하고 있고, 지지 부재(2)는 탄성 시트(E) 및 판형상 유리(G)와 함께 화살표 a방향[절단 예정선(5)을 따르는 방향]으로 이동하도록 구성되어 있다. 그리고, 국부 가열 수단(3)의 레이저 조사에 의한 가열 영역(H)과, 냉각 수단(4)의 냉각수 분사에 의한 냉각 영역(C)에 대해서는, 가열 영역(H)이 냉각 영역(C)을 선행하면서 판형상 유리(G)의 일단부측으로부터 절단 예정선(5) 상을 주사해 간다. 이 경우, 판형상 유리(G)의 일단부에 있어서의 절단 예정선(5) 상에는 도시하지 않은 균열 형성 수단(크랙 부여 수단)에 의해 초기 균열(6a)이 형성되어 있으므로, 상술의 가열 영역(H)과 냉각 영역(C)의 주사시에 발생하는 응력(열응력)에 의해 초기 균열(6a)이 진전되고, 이것에 의해 절단 예정선(5) 상에 표면으로부터 이면으로 관통하는 절단면(6)이 진전되면서 형성되어 간다. 이것과 동시에, 탄성 시트(E)도 국부 가열 수단(3)의 레이저 조사에 의해 절단 예정선(5)을 따라 절단(용단)되어 간다.

이 경우, 판형상 유리(G)의 초기 균열(6a)이 진전되어 절단 예정선(5) 상에 표면으로부터 이면으로 관통하는 절단면(6)이 진전되면서 형성되어 가는 과정에 있어서는, 크랙(균열)의 진행방향에 대하여 그 양측(수직방향)으로 판형상 유리(G)를 잡아 찢는 힘이 작용하기 때문에, 동 도면에 과장해서 나타내는 바와 같이 판형상 유리(G)의 절단 예정선(5) 상의 일단부측[초기 균열(6a)측]이 확개되는 간극(K)이 형성된다. 즉, 가령 판형상 유리(G)가 지지 부재(2) 상에 부압 흡인 등을 이용해서 직접 흡착 유지되어 있으면 판형상 유리(G)에 작용하는 인열력이 저감해서 상기와 같은 간극(K)이 형성되기 어려워지지만, 판형상 유리(G)의 이면측에 탄성 시트(E)가 개재되어 있으면 판형상 유리(G)에 작용하는 인열력을 저감시키는 요인이 없어져서 상기와 같은 간극(K)이 용이하게 형성된다. 따라서, 판형상 유리(G)의 초기 균열(6a)의 진전 나아가서는 절단면(6)의 진전이 신속하고 또한 원활하게 행하여진다. 또한, 탄성 시트(E)도 판형상 유리(G)에 추종해서 마찬가지의 형태로 잡아 찢겨져 간다.

이상과 같은 형태에서, 판형상 유리(G)가 절단 예정선(5)을 따라서 풀바디 절단(풀바디 열응력 할단)되어서 분할됨과 동시에, 탄성 시트(E)도 절단 예정선(5)을 따라 절단되어서 분할된다. 또한, 이 실시형태에서는 지지 부재(2)가 이동하고 또한 국부 가열 수단(3) 및 냉각 수단(4)이 정치 유지되어 있지만, 지지 부재(2)가 정치 유지되고 또한 국부 가열 수단(3) 및 냉각 수단(4)이 이동하도록 구성해도 좋다.

이상과 같은 절단 과정에 있어서는, 판형상 유리(G)가 이면측으로부터 저열전도성을 갖는 탄성 시트(E)를 통해서 지지 부재(2)에 의해 지지되어 있기 때문에, 판형상 유리(G)의 절단 예정선(5)에 대하여 국부 가열을 행하였을 경우의 다량의 열량은 탄성 시트(E)가 갖는 저열전도성, 즉 고단열성에 유래해서 지지 부재(2)에 전도되기 어려워진다. 특히, 이 실시형태에서는 탄성 시트(E)의 열전도율이 지지 부재(2)의 그것보다 낮기 때문에 판형상 유리(G)로부터 지지 부재(2)로의 열의 흡수가 적합하게 억제된다. 따라서, 국부 가열과 냉각에 기인하는 온도구배를 충분히 확보할 수 있게 되고, 열효율을 높이면서 판형상 유리(G)를 원활하고 또한 적정하게 풀바디 절단하는 것이 가능해진다. 부언하면, 탄성 시트(E)가 갖는 저열전도성을 유효 이용하여 판형상 유리(G)에 대한 국부 가열과 냉각에 수반되는 온도구배를 충분한 것으로 하고 있기 때문에, 판형상 유리(G)의 풀바디 절단에 필요한 응력(열응력)의 부족을 가급적으로 억제할 수 있다. 이와 같이, 열효율이 개선된 상태에서 판형상 유리(G)의 절단이 이루어지기 때문에 풀바디 절단인 것과의 상승작용에 따라 작업의 신속화가 추진되고, 생산성의 향상 등을 도모하는데에 있어서 매우 유리하게 된다.

또한, 큰 열구배가 생김으로써 판형상 유리(G)의 절단 예정선(5) 근방에 변형이 생겼을 경우, 특히 함몰 변형이 생겼을 경우에는 그 이면측에 존재하는 탄성 시트(E)가 이것에 추종해서 변형되는 것이기 때문에 판형상 유리(G)의 지지에 지장이 생기지 않게 되고, 절단 예정선(5)에 정확하게 따르는 고정밀도의 풀바디 절단이 가능하게 된다. 또한, 탄성 시트(E)의 개재에 의해 판형상 유리(G)의 이면에 상처가 나는 등의 문제가 회피되기 때문에 판형상 유리(G)의 강도 저하를 유효하게 저지하는 것이 가능해진다.

덧붙여서, 두께가 200㎛ 이하인 박육의 판형상 유리(G)가 대상이 되고 있는 것을 고려하면, 그 판형상 유리(G)의 절단 예정선(5) 근방의 이면측이 지지 부재(2)의 지지면(2a) 상에 있어서의 흡착이나 마찰에 의해 구속되지 않는 것에 따라, 국부 가열에 의해 판형상 유리(G)가 최대 팽창하고, 그 후의 냉각에서 최대 수축할 수 있게 된다. 그리고, 이 팽창과 수축의 차가 초기 균열(6a)을 진전시켜서 풀바디 절단을 행하기 위한 인장응력의 기인이 되기 때문에, 매우 효율적인 가열 및 냉각에 의해 발생할 수 있는 최대한의 인장응력을 유효 이용해서 판형상 유리(G)를 할단하는 것이 가능해진다.

또한, 동 도면에 의하면 초기 균열(6a)이 판형상 유리(G)의 표면에 있어서의 절단 예정선(5) 상의 일단부에 형성되어 있지만, 이 초기 균열(6a)은 판형상 유리(G)의 표면 일단부에서 끝면에 걸쳐서 형성되어 있어도 좋다.

또한, 이 실시형태에서는 판형상 유리(G)와 함께 탄성 시트(E)가 절단되도록 구성했지만, 탄성 시트(E)가 절단되지 않고 판형상 유리(G)만이 풀바디 절단되도록 하여도 좋다.

도 2는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 판형상 유리의 절단장치 및 그 절단방법의 실시상황을 나타내는 요부 사시도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 이 제 2 실시형태에 의한 절단장치(1)는 지지 부재가 컨베이어(7)의 반송 벨트(롤러 컨베이어의 복수의 반송 롤러라도 좋다)(8)에 의해 구성되고, 이 반송 벨트(8)는 띠형상의 탄성 시트(E)를 통해서 띠형상의 판형상 유리(G)를 절단 예정선(5)를 따르는 방향으로 보내기 위해 화살표 a방향으로 구동된다. 따라서, 이 반송 벨트(8)의 외주면은 띠형상의 판형상 유리(G)를 띠형상의 탄성 시트(E)를 개재시켜서 지지하는 지지면(8a)으로 되어 있다. 그리고, 이 절단장치(1)는 띠형상의 판형상 유리(G)의 절단 예정선(5) 상에, 레이저빔(L)에 의해 국부 가열을 실시하는 국부 가열 수단(3)과, 냉각수(W)를 분사 공급하는 냉각 수단(4)을 구비하고 있다. 이러한 구성에 의하면, 컨베이어(7)의 반송 벨트(8)가 띠형상의 탄성 시트(E) 상에 겹쳐진 띠형상의 판형상 유리(G)를 이송함으로써 국부 가열 수단(3)에 의한 가열 영역(H)이 냉각 수단(4)에 의한 냉각 영역(C)에 앞서 띠형상의 판형상 유리(G)의 절단 예정선(5) 상을 일단부측으로부터 주사해 간다. 이것에 의해, 띠형상의 판형상 유리(G)의 일단부에 형성된 초기 균열(6a)이 진전되어 절단 예정선(5) 상에 표면으로부터 이면으로 관통하는 절단면(6)이 형성되고, 이것에 따라 풀바디 절단(풀바디 열응력 할단)이 연속적으로 행하여진다. 또한, 이것과 동시에 띠형상의 탄성 시트(E)도 절단(용단) 되고, 띠형상의 판형상 유리(G)와 띠형상의 탄성 시트(E)가 가지런히 잘려진 상태가 된다. 그 밖의 구성 및 작용 효과나 보충적 설명 사항은 상술의 제 1 실시형태와 동일하므로, 도 2에 있어서 공통의 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 첨부하고 그 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 판형상 유리의 절단장치 및 그 절단방법의 실시상황을 나타내는 요부 사시도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 이 제 3 실시형태에 의한 절단장치(1)는 띠형상의 판형상 유리(G)의 폭방향 양단에 존재하는 상대적으로 두꺼운 에지부(Gx)를 절제하는 것이며, 이들 에지부(Gx)의 약간에 폭방향 중앙측 위치에 각각 절단 예정선(5)이 존재하고 있다. 그리고, 이들 절단 예정선(5)의 각각으로부터 양측에 소정 치수만큼 이격된 부위까지의 영역에는 이면측으로부터 띠형상의 탄성 시트(E) 및 띠형상의 판형상 유리(G)를 지지해서 이송하는 한쌍의 컨베이어(7)가 배치되어 있다. 또한, 띠형상의 판형상 유리(G)의 표면측에는 이들 절단 예정선(5) 상에 국부 가열을 실시하는 국부 가열 수단(3)과 냉각수(W)를 분사하는 냉각 수단(4)이 각각 설치되어 있다. 또한, 띠형상의 판형상 유리(G) 및 띠형상의 탄성 시트(E)의 폭방향 중앙부 영역에 있어서의 이면측에는 양자(G, E)의 늘어뜨려짐을 방지하기 위한 1개 또는 복수개(도시 예에서는 1개)의 보조 컨베이어(9)가 설치되어 있다. 또한, 띠형상의 판형상 유리(G)의 폭방향 치수가 짧을 경우에는 보조 컨베이어(9)가 불필요할 뿐만 아니라 단일의 컨베이어(7)에 의해 띠형상의 탄성 시트(E) 및 띠형상의 판형상 유리(G)를 이송하는 구성이라도 좋다. 또한, 한쌍 또는 단일의 컨베이어(7)는 띠형상의 판형상 유리(G)의 에지부(Gx)를 이면측에서 지지 가능하게 되도록 폭방향으로 연장되어 있어도 좋고, 이것에 따라 탄성 시트(E)도 상기 에지부(Gx)의 이면측까지 연장시키는 것이 가능하게 되지만, 그렇게 했을 경우에도 띠형상의 탄성 시트(E)는 상기 에지부(Gx)의 상대적인 후육부에 추종해서 함몰 변형하게 되기 때문에 띠형상의 판형상 유리(G)는 휨 등을 초래하지 않고 정확한 횡치 자세로 이송된다. 이상과 같은 구성 에 의하면, 컨베이어(7)[및 보조 컨베이어(9)]에 의해 띠형상의 판형상 유리(G)가 이송되고 있는 동안에 국부 가열 수단(3)에 의한 가열 영역(H)과 냉각 수단(4)에 의한 냉각 영역(C)이 각각 절단 예정선(5) 상을 주사해 감으로써 초기 균열(6a)의 진전에 따라 띠형상의 판형상 유리(G)가 유효부(Ga)와 에지부(Gx) 사이에서 각각 풀바디 절단되고, 이에 따라 에지부(Gx)가 각각 연속적으로 절제되어 간다. 또한, 띠형상의 탄성 시트(E)도 폭방향 중앙 영역의 유효부(Ea)로부터 에지부(Gx)의 이면측의 불필요부(Ex)가 연속적으로 절제되어 간다. 그 밖의 구성 및 작용 효과나 보충적 설명 사항은 상술의 제 1 실시형태와 동일하므로, 도 3에 있어서 공통의 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 첨부하고 그 설명을 생략한다.

도 4는 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 판형상 유리의 절단장치 및 그 절단방법의 실시상황을 나타내는 개략 측면도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 이 제 4 실시형태는 띠형상의 판형상 유리(G)를 성형하는 성형장치(10)와, 그 성형 후의 띠형상의 판형상 유리(G)를 권심(11a)의 둘레에 롤 형상으로 권취하는 권취장치(11) 사이에 상술의 도 3에 나타내는 절단장치(1)를 개설한 것이다. 즉, 이 성형장치(10)는 오버플로우 다운드로우법을 실시하는 것이며, 상방으로부터 순차적으로 성형로 내에 성형체(10x)를 갖는 성형 존(10A)과, 어닐 수단(어닐러)을 갖는 서냉 존(10B)과, 냉각 수단을 갖는 냉각 존(10C)을 구비하고 있다. 그리고, 이 성형장치(10)의 냉각 존(10C)으로부터 하방을 향해서 인출된 띠형상의 판형상 유리(G)는 변환 롤러(12)에 의해 매끄럽게 만곡되어 횡방향으로 이송된 후, 절단장치(1)의 컨베이어(7)의 반송 벨트(8) 상에 시트 권회체(13)로부터 인출된 띠형상의 탄성 시트(E)를 통해서 지지된 상태로 이송된다. 이와 같이, 띠형상의 판형상 유리(G)가 띠형상의 탄성 시트(E)를 통해서 반송 벨트(8)에 의해 지지되고 또한 횡방향으로 이송되고 있는 동안에, 국부 가열 수단(3)과 냉각 수단(4)에 의하여 절단 예정선(5) 상에 국부 가열 및 냉각이 실시되고, 이것에 의해 띠형상의 판형상 유리(G)가 유효부(Ga)와 에지부(Gx) 사이에서 풀바디 절단되어 감과 아울러 띠형상의 탄성 시트(E)도 유효부(Ea)와 불필요부(Ex)로 절단되어 간다. 이 후에 있어서는, 띠형상의 판형상 유리(G)의 유효부(Ga)의 이면측에 띠형상의 탄성 시트(E)의 유효부(Ea)가 겹쳐진 상태에서 권취장치(11)의 권심(11a)의 둘레에 롤 형상으로 권취되어 간다. 그리고, 그 롤 외경이 소정값이 된 시점에서 판형상 유리(G)가 폭방향으로 절단된다. 이 절단은, 예를 들면 커터에 의해 판형상 유리(G)의 폭방향에 스크라이브를 넣어서 분할함(브레이킹함)으로써 행하여진다. 또한, 별도의 절단 수단에 의해 띠형상의 탄성 시트(E)도 같은 위치에서 폭방향으로 절단된다. 그 결과, 띠형상의 탄성 시트(E)가 띠형상의 판형상 유리(G)의 완충재로서의 역활을 해서 이루어지는 최종 제품인 롤 형상의 판형상 유리 권회체가 얻어진다. 한편, 띠형상의 판형상 유리(G)의 에지부(Gx) 및 탄성 시트(E)의 불필요부(Ex)는 하방으로 이송되어 폐기 처분된다. 또한, 절단장치(1)의 구성 및 그 작용 효과는 실질적으로 상술의 제 3 실시형태와 동일하므로, 도 4에 있어서 공통의 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

도 5는 본 발명의 제 5 실시형태에 의한 판형상 유리의 절단장치 및 그 절단방법의 실시상황을 나타내는 개략 측면도이다. 이 제 5 실시형태가 상술의 제 4 실시형태와 상위한 바는, 성형장치(10)의 냉각 존(10C)으로부터 인출된 띠형상의 판형상 유리(G)를 에지부(Gx)를 절제하지 않고 롤 형상으로 권취하여 이루어지는 원유리 권회체(15)를 제작한 후, 이 원유리 권회체(15)로부터 인출된 띠형상의 판형상 유리(G)를 횡방향으로 이송하면서 절단장치(1)에서의 에지부(Gx)의 절제 공정을 거쳐서 권취장치(11)의 권심(11a)의 둘레에 롤 형상으로 권취함으로써 최종 제품인 판형상 유리 권회체를 얻도록 한 점에 있다. 이 경우도, 절단장치(1)에 있어서는 시트 권회체(13)로부터 인출된 띠형상의 탄성 시트(E)가 컨베이어(7)의 반송 벨트(8)와 띠형상의 판형상 유리(G) 사이에 개재되게 되고, 최종 제품인 판형상 유리 권회체에 있어서는 띠형상의 탄성 시트(Ea)가 띠형상의 판형상 유리(Ga)의 완충재로서의 역활을 한다. 그리고, 띠형상의 판형상 유리(G)의 에지부(Gx)의 절제 공정을 실행하는 절단장치(1)의 구성 및 그 작용 효과는 실질적으로 상술의 제 3 실시형태에 의한 절단장치(1)와 동일하므로, 도 5에 있어서 공통의 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

도 6은 본 발명의 제 6 실시형태에 의한 판형상 유리의 절단장치 및 그 절단방법의 실시상황을 나타내는 개략 측면도이다. 이 제 6 실시형태가 상술의 제 4 실시형태 또는 제 5 실시형태와 상위한 바는, 성형장치(10)의 냉각 존(10C) 또는 원유리 권회체(15)로부터 인출된 띠형상의 판형상 유리(G)를 횡방향으로 이송하면서 판형상 유리(G)의 에지부(Gx)를 절단한 후, 또한 절단장치(1)에서의 2분할 공정을 거쳐서 권취장치(11)의 2개의 권심(11a)의 둘레에 각각 롤 형상으로 권취함으로써 최종 제품인 2개의 판형상 유리 권회체를 얻도록 한 점에 있다. 이 경우도, 절단장치(1)에 있어서는 시트 권회체(13)로부터 인출된 띠형상의 탄성 시트(E)가 컨베이어(7)의 반송 벨트(8)와 띠형상의 판형상 유리(G) 사이에 개재하게 되고, 최종제품인 판형상 유리 권회체에 있어서는 띠형상의 탄성 시트(Ea)가 띠형상의 판형상 유리(Ga)의 완충재로서의 역활을 한다. 그리고, 띠형상의 판형상 유리(G)의 2분할 공정을 실행하는 절단장치(1)의 구성 및 그 작용 효과는 실질적으로 상술의 제 2 실시형태에 의한 절단장치(1)와 동일하므로, 도 6에 있어서 공통의 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

도 7은 본 발명의 제 7 실시형태에 의한 판형상 유리의 절단장치 및 그 절단방법의 실시상황을 나타내는 개략 측면도이다. 이 제 7 실시형태에 의한 절단장치(1)가 상술의 제 2∼제 6 실시형태와 상위한 바는, 기본적으로는 하나의 컨베이어(7)에 있어서의 지지 부재로서의 반송 벨트(8)와, 다른 컨베이어(7z)에 있어서의 압박 부재로서의 반송 벨트(8z)에 의하여 띠형상의 판형상 유리(G)가 협지된 상태에서 지지되어 있는 점에 있고, 더한 차이점으로서 띠형상의 판형상 유리(G)가 세로 자세로 하방을 향해서 이송되고 있는 점에 있다. 따라서, 지지 부재로서의 반송 벨트(8)와 압박 부재로서의 반송 벨트(8z)의 구조는 실질적으로 동일하며, 이 양쪽반송 벨트(8, 8z)는 대향해서 배치되고, 각각이 a방향 및 b방향으로 같은 속도로 이송 구동되고 있다. 또한, 압박 부재로서의 반송 벨트(8z)가 띠형상의 판형상 유리(G)의 유효부(Ga)에 접촉하는 형태가 될 경우 등에는, 그 양자(8z, G)의 상호간에 유기 수지 시트를 개재시키는 것이 바람직하다. 상기 절단장치(1)에 의해 띠형상의 판형상 유리(G)를 풀바디 절단하기 위한 구성 및 그 작용 효과는 실질적으로 상술의 제 2∼제 6 실시형태와 동일하므로, 도 7에 있어서 공통의 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 또한, 띠형상의 판형상 유리(G)의 자세는 특별하게 한정되지 않고, 횡치 자세(수평 자세)이어도, 또한 판형상 유리(G)의 길이방향의 중심선이 수평에 대하여 경사져 있어도 이 구성을 적용하는 것이 가능하다. 그리고, 이 경우에 있어서도 최종 제품인 판형상 유리 권회체에 있어서는 띠형상의 탄성 시트(Ea)가 띠형상의 판형상 유리(Ga)의 완충재로서의 역활을 한다.

도 8은 이상의 실시형태에 있어서의 절단장치(1)에 의해 절단된 판형상 유리[G(Ga)]의 절단면(6)에 유기층(바람직하게는 유기 수지층)(16)을 형성한 것이다. 또한, 도시 예에서는 판형상 유리[G(Ga)]의 폭방향 양단에 절단면(6)을 갖기 때문에 상기 양단에 유기층(16)을 형성했지만, 판형상 유리[G(Ga)]의 폭방향 일단에만 절단면(6)을 가질 경우에는 상기 일단에만 유기층(16)을 형성해도 좋다. 이상과 같이 하면, 판형상 유리(G)의 절단면(6)의 강도가 향상되기 때문에 두께가 200㎛ 이하인 판형상 유리(G)에 있어서는 휨에 대하여 충분한 강도를 확보할 수 있고, 박육의 판형상 유리(G)가 갖는 플렉서빌리티를 유효하게 활용할 수 있다.

도 9는 이상의 실시형태에 있어서의 절단장치(1)에 의해 절단된 판형상 유리[G(Ga)]의 표면에 유기층(바람직하게는 유기 수지층)(16)을 형성한 것이다. 이렇게 했을 경우라도 판형상 유리[G(Ga)]의 표면의 강도가 향상됨으로써 휨에 대하여 충분한 강도를 확보할 수 있고, 박육의 판형상 유리[G(Ga)]가 갖는 플렉서빌리티를 유효하게 활용할 수 있다.

실시예

본 발명의 [실시예 1]에서는, 긴변이 460㎜, 짧은변이 360㎜, 두께가 200㎛이며, 또한 30∼380℃에서의 열팽창계수가 38×10^-7/℃인 무알칼리 유리판을 정반 또는 평판으로 이루어지는 지지 부재의 지지면 상에, 발포 폴리에틸렌 시트(열전도율 0.03∼0.05W/m·K)를 통해서 적재했다(기본적으로는 도 1에 나타내는 상태). 그리고, 무알칼리 유리판의 절단 예정선 상에 예를 들면 초경합금제 휠 팁(wheel tip) 등으로 초기 균열을 넣은 후, 국부 가열 수단으로서 탄산가스 레이저를 사용하여 출력 60w에서 길이가 20㎜이고 폭이 3㎜인 타원형의 레이저 스폿을 절단 예정선 상에 조사하고, 계속해서 냉각 수단으로서 공기와 물을 혼합한 냉매를 0.1㎫의 에어압, 1.0ml/분의 수량으로 분사하면서 200㎜/초의 속도로 풀바디 절단했다. 이 국부 가열과 냉각을 폭방향 20㎜ 간격 걸러의 부위에서 반복 실행함으로써 폭 20㎜, 길이 360㎜의 판형상 유리로 이루어지는 샘플(Sa)을 50개 제작했다. 이 풀바디 절단을 행할 때에는 발포 폴리에틸렌 시트도 동시에 절단(용단)했다. 이 50개의 샘플(Sa)을 암실 중에서 20만룩스의 조도로 검사했지만, 유리분의 발생이나 유리 이면의 상처는 확인되지 않았다. 그 후에 도 10에 나타내는 바와 같이, 이들 샘플(Sa)을 순차적으로 2장의 판형상체(17)로 끼우고 또한 U자 형상으로 50㎜/분의 속도로 길이방향으로 굴곡이 생기도록 절곡해 가는 2점 굽힘에 의해 강도를 평가했다. 이 평가는 절곡에 의해 파괴했을 때의 2장의 판형상체(17)의 간격에 의거하여 파괴강도를 산출함으로써 행하고, 그 파괴강도는 최저값이 200㎫, 평균치가 500㎫라고 하는 결과를 얻었다. 이 파괴강도는 후술하는 비교예 1과 같이 초강합금제 휠 팁에 의한 스크라이브 형성 후의 분할에 의해 얻어진 끝면의 파괴강도와 비교하면 평균치로 3배 이상이라고 하는 결과를 얻었다.

본 발명의 [실시예 2]에서는, 길이가 250m, 폭이 600㎜, 두께가 100㎛이며, 또한 30∼380℃에서의 열팽창계수가 38×10^-7/℃인 무알칼리 유리로 이루어지는 띠형상의 판형상 유리를, 컨베이어에 있어서의 고무제의 반송 벨트 상에 PET 필름(열전도율 0.08∼0.17W/m·K)을 통해서 지지시키고, 띠형상의 판형상 유리의 이송 속도가 200㎜/초가 되도록 컨베이어를 구동시켰다. 그리고, 띠형상의 판형상 유리의 폭방향 양측에 각각 탄산가스 레이저를 배치함과 아울러, 이것에 대응하여 2개의 절단 예정선 상에 미리 초기 균열을 예를 들면 초경합금제 휠 팁 등으로 형성해 두었다(기본적으로는, 도 3에 나타내는 상태). 그리고, 2개의 탄산가스 레이저를 사용하여 출력 70w에서 길이가 30㎜이고 폭이 1.5㎜인 타원형의 레이저 스폿을 초기 균열이 넣어져 있는 절단 예정선 상에 조사하고, 계속해서 공기와 물을 혼합한 냉매를 0.1㎫의 에어압으로 수량이 1.0ml/분이 되도록 분사하면서 연속해서 풀바디 절단을 행함으로써 폭방향 양측의 50㎜ 폭을 각각 절제했다. 또한, 이 풀바디 절단시에는 PET 필름도 동시에 절단(용단)했다. 그 후에 지름 100㎜의 아크릴제의 권심에 동시에 절단된 띠형상의 판형상 유리와 띠형상의 PET 필름을 겹쳐서 권취함으로써 판형상 유리 권회체를 얻었다. 여기에서 얻어진 띠형상의 판형상 유리에 대해서 암실 중에서 20만룩스의 조도로 검사했지만, 유리분의 발생 및 유리 이면의 상처는 확인되지 않았다. 또한, 여기에서 얻어진 판형상 유리 권회체로부터 폭 20㎜의 띠형상의 판형상 유리의 샘플 50개를 채취하고, 상술의 실시예 1과 마찬가지로 2점 굽힘에 의해 평가를 행한 결과, 그것들의 파괴강도는 최저치가 230㎫, 평균치가 510㎫이며, 후술하는 비교예 1과 대비하면 평균치가 3배 이상이었다.

[비교예 1]에서는 긴변이 460㎜, 짧은변이 360㎜, 두께가 50㎛이며, 또한 30∼380℃에서의 열팽창계수가 38×10^-7/℃인 무알칼리 유리판을 정반 상에 설치함과 아울러 칼날 각도가 95°인 초강합금제의 휠 팁을 이용하여 2N의 누름압 및 50㎜/초의 속도에서 상기 유리판에 폭 15㎜ 간격으로 스크라이브를 새겨 넣고, 수작업에 의해 분할을 행하였다. 이렇게 하여 얻어진 50개의 샘플(Sa) 중, 10개는 스크라이브를 새겨넣는 도중에 수평 크랙이 사방으로 진전되어서 샘플 채취가 실질적으로 불가능했다. 나머지의 40개에 대해서는 상술의 실시예 1과 같은 방법에 의해 평가를 행하였다. 그 결과, 그것들의 파괴강도는 최저치가 60㎫, 평균치가 130㎫이며, 매우 낮은 값을 나타냈다.

1 : 절단장치 2 : 지지 부재
2a : 지지면 3 : 국부 가열 수단
4 : 냉각 수단 5 : 절단 예정선
6 : 절단면 6a : 초기 균열
8 : 반송 벨트(지지 부재) 8a : 지지면
10 : 성형장치 11 : 권취장치
11a : 권심 E : 탄성 시트
G : 판형상 유리(유리 필름) Ga : 유효부
Gx : 에지부 H : 가열 영역
C : 냉각 영역

Claims (19)

1. 지지 부재에 의해 이면측으로부터 지지된 판형상 유리의 절단 예정선 상에 초기 균열을 형성한 후, 상기 절단 예정선을 따라 국부 가열과 그 가열 영역에 대한 냉각을 행하는 것에 기인해서 발생하는 응력에 의해 상기 초기 균열을 표면으로부터 이면에 걸쳐서 관통시키면서 진전시켜서 상기 판형상 유리를 풀바디 절단하는 방법에 있어서,
   상기 판형상 유리의 두께가 200㎛ 이하이고,
   상기 판형상 유리는 연속적으로 이송되는 띠형상의 판형상 유리이고,
   상기 띠형상의 판형상 유리가 풀바디 절단되는 부위에서 상기 띠형상의 판형상 유리와 상기 지지 부재와의 사이에 개재된 상태로 상기 띠형상의 판형상 유리와 함께 연속적으로 이송되고, 또한, 상기 국부 가열에 의해 상기 띠형상의 판형상 유리에 발생한 열량이 상기 지지 부재에 전달되는 것을 억제하는 띠형상의 발포 수지 시트를 포함하고,
   상기 절단 예정선은 상기 띠형상의 판형상 유리의 이송방향을 따라 연장되어 있고, 상기 띠형상의 판형상 유리가 상기 절단 예정선을 따라 연속적으로 풀바디 절단되면서 권심의 둘레에 롤 형상으로 권취되는 것을 특징으로 하는 판형상 유리의 절단방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 띠형상의 발포 수지 시트는 상기 지지 부재보다 열전도율이 낮은 것을 특징으로 하는 판형상 유리의 절단방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 지지 부재는 상기 띠형상의 판형상 유리를 상기 띠형상의 발포 수지 시트와 함께 연속해서 이송하도록 구동되는 것을 특징으로 하는 판형상 유리의 절단방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 절단 예정선은 상기 띠형상의 판형상 유리를 폭방향 중앙부에서 연속적으로 분단하는 위치에 존재하고 있는 것을 특징으로 하는 판형상 유리의 절단방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 절단 예정선은 상기 띠형상의 판형상 유리의 폭방향 양단에 형성된 에지부를 연속적으로 절제하는 위치에 존재하고 있는 것을 특징으로 하는 판형상 유리의 절단방법.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 연속적으로 이송되는 띠형상의 판형상 유리는 성형장치의 서냉 존을 거쳐서 냉각된 후에 이송되는 띠형상의 판형상 유리인 것을 특징으로 하는 판형상 유리의 절단방법.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 연속적으로 이송되는 띠형상의 판형상 유리가 상기 절단 예정선을 따라 연속적으로 풀바디 절단되면서 권심의 둘레에 롤 형상으로 권취될 때에, 상기 띠형상의 판형상 유리의 풀바디 절단과 함께 절단되는 상기 띠형상의 발포 수지 시트는 상기 띠형상의 판형상 유리에 겹쳐진 상태에서 상기 권심의 둘레에 롤 형상으로 권취되는 것을 특징으로 하는 판형상 유리의 절단방법.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 띠형상의 판형상 유리의 표면측에, 상기 지지 부재와 각각 대향해서 배치되고 또한 상기 띠형상의 판형상 유리를 상기 지지 부재와의 사이에서 협지하는 압박 부재를 설치한 것을 특징으로 하는 판형상 유리의 절단방법.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 국부 가열은 탄산가스 레이저에 의해 행하여지는 것을 특징으로 하는 판형상 유리의 절단방법.
10. 지지 부재에 의해 이면측으로부터 지지된 판형상 유리의 절단 예정선 상에 초기 균열을 형성한 후, 상기 절단 예정선을 따라 국부 가열과 그 가열 영역에 대한 냉각을 행하는 것에 기인해서 발생하는 응력에 의해 상기 초기 균열을 표면으로부터 이면에 걸쳐서 관통시키면서 진전시켜서 상기 판형상 유리를 풀바디 절단하도록 구성된 판형상 유리의 절단장치에 있어서,
    상기 판형상 유리의 두께가 200㎛ 이하이고,
    상기 판형상 유리는 연속적으로 이송되는 띠형상의 판형상 유리이고,
    상기 띠형상의 판형상 유리가 풀바디 절단되는 부위에서 상기 띠형상의 판형상 유리와 상기 지지 부재와의 사이에 개재된 상태로 상기 띠형상의 판형상 유리와 함께 연속적으로 이송되고, 또한, 상기 국부 가열에 의해 상기 띠형상의 판형상 유리에 발생한 열량이 상기 지지 부재에 전달되는 것을 억제하는 띠형상의 발포 수지 시트를 포함하고,
    상기 절단 예정선은 상기 띠형상의 판형상 유리의 이송방향을 따라 연장되어 있고, 상기 띠형상의 판형상 유리가 상기 절단 예정선을 따라 연속적으로 풀바디 절단되면서 권심의 둘레에 롤 형상으로 권취되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 판형상 유리의 절단장치.
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