ガラスフィルムの製造方法及び製造装置
【課題】ガラスフィルムの連続割断を高精度に実行可能とする。
【解決手段】成形装置１０から引き出されて成形された帯状のガラスフィルムＧに初期クラックを形成する初期クラック形成工程と、レーザー照射による局部加熱及び局部加熱後の冷却により発生する熱応力を利用して初期クラックＣを進展させることにより、ガラスフィルムＧを長手方向に沿って割断する割断工程とを含む。初期クラック形成工程では、ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａに、複数の初期クラックＣを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群Ｃｇを形成する。初期クラック群Ｃｇは、複数の突起３２を有する突起群３３をガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａに押し付けることによって形成する。
【解決手段】成形装置１０から引き出されて成形された帯状のガラスフィルムＧに初期クラックを形成する初期クラック形成工程と、レーザー照射による局部加熱及び局部加熱後の冷却により発生する熱応力を利用して初期クラックＣを進展させることにより、ガラスフィルムＧを長手方向に沿って割断する割断工程とを含む。初期クラック形成工程では、ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａに、複数の初期クラックＣを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群Ｃｇを形成する。初期クラック群Ｃｇは、複数の突起３２を有する突起群３３をガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａに押し付けることによって形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスフィルムの製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像表示装置は、ＣＲＴディスプレイから、ＣＲＴディスプレイよりも軽量かつ薄型の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）などのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に置き換わりつつあり、これらＦＰＤについては、一層の軽量化が推進されている。そのため、ＦＰＤの主要構成部材の一つであるガラス基板については、一層の薄板化（ガラスフィルム化）が要請されている。
【０００３】
また、例えば有機ＥＬは、光の三原色をＴＦＴにより明滅させるディスプレイ用途のみならず、単色（例えば白色）のみで発光させてＬＣＤのバックライトや屋内照明の光源等の平面光源としても利用されつつある。有機ＥＬを光源として用いた照明装置は、有機ＥＬを構成するガラス基板が可撓性を有するものであれば、発光面を自由に変形させることが可能である。そのため、この種の照明装置に使用されるガラス基板についても、十分な可撓性確保の観点から、一層の薄板化が推進されている。
【０００４】
上記のＦＰＤや照明装置等に使用されるガラス基板を所定サイズに割断する手法としては、ガラス基板の表面又は裏面に、割断予定線に沿って所定深さのスクライブを刻設した後、該スクライブに曲げ応力を作用させてガラス基板を割断するというものが一般的である。しかしながら、かかる手法は、ガラス基板がガラスフィルムの状態まで薄板化された場合には、スクライブを刻設すること自体が非常に困難になるばかりでなく、割断面に形成されるラテラルクラック等の微小欠陥によって著しい強度低下を招くという問題が生じ得る。特に、溶融ガラスから種々の製法により成形された帯状のガラスフィルムは、その幅方向端縁部（耳部とも称される）等を長手方向に沿って割断（連続割断）することが要請される。しかしながら、帯状のガラスフィルムに、連続的な曲げ応力を正確に作用させることは容易ではない。
【０００５】
そこで、帯状のガラスフィルムを連続割断する際には、曲げ応力に替えて熱応力を利用することが検討され、あるいは実際に利用されるに至っている。熱応力を利用してのガラスフィルムの連続割断には、例えば以下に示す特許文献１に記載されているようないわゆるレーザー割断法を採用する場合が多く、レーザー割断をオンラインで実行する際には、概ね次のような手順が採用される。まず、成形装置から引き出されて下流側に搬送される帯状のガラスフィルムの長手方向端部に微小なクラック（以下、初期クラックという）を形成した後、初期クラックに向けてレーザーを照射し、初期クラックの周辺部位を局部加熱する。ガラスフィルムの下流側への搬送が進行し、ガラスフィルムがレーザー照射装置の下流側に設置した冷却装置を通過するのに伴って局部加熱された部位が冷却されると、これに伴って生じる熱応力によって初期クラックがガラスフィルムの長手方向（搬送方向後方側）に進展する。これにより、ガラスフィルムが長手方向に沿って割断される。
【０００６】
なお、ガラスフィルムの表面に初期クラックを形成するための手法としては、超硬材料で形成された刃（例えばダイヤモンドカッター）を押し付ける手法、レーザーを集光照射する手法等が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００６−５１３１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、溶融ガラスから成形される帯状のガラスフィルムは、通常、室温程度の温度にまで冷却されたうえで下流側に順次搬送されるが、冷却中の雰囲気温度差などの影響によってガラスフィルムに幅方向の曲がりが生じる場合がある。幅方向の曲がりが生じた場合、ガラスフィルムは蛇行しながら下流側に搬送される。
【０００９】
上記したレーザー割断法によりガラスフィルムを連続割断するには、初期クラックに対してレーザーを正確に照射する必要がある。しかしながら、ガラスフィルムが蛇行しながら下流側に搬送されるような場合には、初期クラックにレーザーを正確に照射することが（初期クラックの形成位置とレーザーの照射位置とを一致させることが）困難である。レーザーが初期クラックからずれた位置に照射されると、ガラスフィルムを連続割断することができないおそれがある。
【００１０】
なお、ガラスフィルムをロール状に巻き取っていわゆるガラスロールを得た後、ガラスフィルムを巻き出してこれを長手方向に沿って割断するような場合（オフラインで連続割断を実行する場合）にもレーザー割断法を採用することがあり、このような場合においても、オンラインでレーザー割断を実行する場合と同様に上記の問題が起こり得る。
【００１１】
レーザー割断法によるガラスフィルムの割断精度を高めるための手段の一例として、レーザーの照射径を大きくすることが考えられる。しかしながら、割断線を進展させ得る程度の熱応力をガラスフィルムに作用させるためには、高エネルギーのレーザーを照射する必要がある。高エネルギーでかつ照射径の大きいレーザーを照射可能とするには、大型のレーザー照射装置を用いる必要があるが、これでは高額な設備投資が必要となってガラスフィルムの製造コストが増大する。
【００１２】
また、初期クラックをレーザー照射位置の極近傍で形成すれば、ガラスフィルムが蛇行しながら下流側に搬送されるような場合でも、ガラスフィルムがクラック形成位置からレーザー照射位置に搬送されるまでの間における幅方向変位量を無視できる程度に小さくすることができるため、レーザー割断法によってもガラスフィルムを長手方向に沿って精度良く割断することができるとも考えられる。しかしながら、レーザー照射装置のレーザー照射部位の周囲には冷却装置などが配設されているので、実質的に初期クラックをレーザー照射位置の極近傍で形成することは困難である。
【００１３】
そこで、本発明は、ガラスフィルムが蛇行しながら下流側に搬送されるような場合においても、特段のコスト増を招くことなく、ガラスフィルムの連続割断を高精度に実行することができるガラスフィルムの製造方法及び製造装置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】
【００１４】
上記の目的を達成するために創案された本発明に係るガラスフィルムの製造方法は、成形装置から引き出されて成形された帯状のガラスフィルムに初期クラックを形成する初期クラック形成工程と、レーザー照射による局部加熱及び局部加熱後の冷却により発生する熱応力を利用して初期クラックを進展させることにより、ガラスフィルムを長手方向に沿って割断する割断工程とを含むものにおいて、初期クラック形成工程では、ガラスフィルムの長手方向端部に、複数の初期クラックを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群を形成することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の他の構成に係るガラスフィルムの製造方法は、ガラスロールから引き出された帯状のガラスフィルムに初期クラックを形成する初期クラック形成工程と、レーザー照射による局部加熱及び局部加熱後の冷却により発生する熱応力を利用して初期クラックを進展させることにより、ガラスフィルムを長手方向に沿って割断する割断工程とを含むものにおいて、初期クラック形成工程では、ガラスフィルムの長手方向端部に、複数の初期クラックを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群を形成することを特徴とする。
【００１６】
このように、初期クラック形成工程において、ガラスフィルムの長手方向端部に、複数の初期クラックを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群を形成すれば、ガラスフィルムが蛇行しながら下流側に搬送されるような場合においても、レーザーが初期クラックに正確に照射される可能性が高まり、ガラスフィルムの連続割断を精度良く実行することが可能となる。ガラスフィルムの長手方向端部に初期クラック群を形成するために必要となる投資は、大型のレーザー照射装置を設置する場合に比べて格段に小額で済む。従って、ガラスフィルムの連続割断を高精度に実行可能とするうえで、特段のコスト増を招くこともない。
【００１７】
なお、初期クラック群の幅方向寸法を大きくするほど、初期クラックの形成個数を増大させることができるため、レーザーの照射位置と初期クラックの形成位置とを一致させることができる可能性が高まるが、ガラスフィルムの割断に直接関与しない不要な初期クラックの形成個数も必然的に増大するため、後工程等においてガラスフィルムが破損等する可能性が高くなる。従って、初期クラック群の幅方向寸法はむやみに大きくするのではなく、ガラスフィルムの蛇行量、具体的には、初期クラック群の形成位置からレーザー照射位置に搬送されるまでの間におけるガラスフィルムの幅方向変位量を考慮して適宜設定するのが良い。
【００１８】
ガラスフィルムの長手方向端部に初期クラック群を形成するための具体的手段として、複数の突起を有する突起群をガラスフィルムの長手方向端部に押し付ける方法を採用し得る。
【００１９】
このようにすれば、ガラスフィルムの長手方向端部に、初期クラック群を容易に形成することができる。また、ガラスが脆性材料であることに鑑みると、突起等の先端鋭利なものをガラスフィルムに押し付ける場合、押圧力を適切に設定しなければ、初期クラックの形成段階でガラスフィルムが破損する可能性が高くなる。これに対し、複数の突起を有する突起群をガラスフィルムの長手方向端部に押し付けることによって初期クラック群を形成するようにすれば、突起１個あたりに作用する押圧力が分散される。そのため、突起群をガラスフィルムに押し付ける際の設定圧力に幅を持たせることができ、押圧力の調整を容易に行うことができる。
【００２０】
上記の構成において、ガラスフィルムの長手方向端部に対する突起群の押し付けは、ガラスフィルムの少なくとも長手方向端部を弾性部材で支持した状態で行うようにするのが望ましい。
【００２１】
突起群を構成する全ての突起を同一高さ（突出量）に形成することは容易ではなく、突起相互間で高低差が形成されるのはある程度避けられない事態である。そのため、ガラスフィルムを剛体で支持した状態でガラスフィルムに突起群を押し付けると、突起相互間の高低差によって、所定深さ（レーザー割断を実行し得る深さ）の初期クラックを複数形成することができない可能性や、特定の突起からガラスフィルムに作用する押圧力が過大となって、ガラスフィルムが破損する可能性が高まる。これに対し、ガラスフィルムの少なくとも長手方向端部を弾性部材で支持した状態で突起群を押し付けるようにすれば、突起群の押し付け時にガラスフィルムを弾性部材に倣わせ、ガラスフィルムに作用する押圧力を弾性部材で吸収することができる。そのため、突起相互間の高低差を原因とした上記の不具合発生を可及的に防止することができる。
【００２２】
なお、ガラスフィルムの少なくとも長手方向端部を弾性部材で支持するための手段としては、例えば、ガラスフィルムに接してガラスフィルムを下流側に搬送する搬送部材をゴムベルトで構成することや、搬送部材の表層部（ガラスフィルムを支持する部分）を弾性材料で形成することが考えられる。
【００２３】
上記の構成において、ガラスフィルムの長手方向端部に対する突起群の押し付けは、これを一回のみ行うようにしても良いし、複数回行うようにしても良い。
【００２４】
突起群の押し付けを複数回行う方法は、ガラスフィルムを一層薄板化した場合に特に有効な方法である。すなわち、ガラスフィルムを一層薄板化する場合、突起群の押し付けに伴ってガラスフィルムが破損するのを可及的に防止するには、突起群の押圧力を小さくすることが有効であるが、押圧力を小さくするほど所定深さの初期クラックを複数形成することが難しくなる。これに対し、突起群の押し付けを複数回行うようにすれば、押圧力を小さくしても、所定深さの初期クラックの形成個数を増大することが可能となり、ガラスフィルムの連続割断を精度良く実行することが可能となる。
【００２５】
上記の目的を達成するために創案された本発明に係るガラスフィルムの製造装置は、成形装置から引き出されて成形された帯状のガラスフィルムの長手方向端部に初期クラックを形成するクラック形成装置と、クラック形成装置の下流側に設けられ、レーザー照射による局部加熱及び局部加熱後の冷却により発生する熱応力を利用して初期クラックを進展させることにより、ガラスフィルムを長手方向に沿って割断する割断装置とを備えるものにおいて、クラック形成装置は、ガラスフィルムの長手方向端部に、複数の初期クラックを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群を形成するように構成されていることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の他の構成に係るガラスフィルムの製造装置は、ガラスロールから引き出された帯状のガラスフィルムの長手方向端部に初期クラックを形成するクラック形成装置と、クラック形成装置の下流側に設けられ、レーザー照射による局部加熱及び局部加熱後の冷却により発生する熱応力を利用して初期クラックを進展させることにより、ガラスフィルムを長手方向に沿って割断する割断装置とを備えるものにおいて、クラック形成装置は、ガラスフィルムの長手方向端部に、複数の初期クラックを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群を形成するように構成されていることを特徴とする。
【００２７】
このような構成を備えたガラスフィルムの製造装置であれば、上記した本発明に係るガラスフィルムの製造方法と同様の効果を享受することができる。
【００２８】
上記構成において、クラック形成装置は、ガラスフィルムとの対向部に複数の突起を有する突起群が設けられた初期クラック形成部材と、初期クラック形成部材をガラスフィルムに対して接近及び離反移動可能に支持する支持手段とを備えるものとすることができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上に示すように、本発明によれば、ガラスフィルムが蛇行しながら下流側に搬送されるような場合においても、特段のコスト増を招くことなく、ガラスフィルムの連続割断を高精度に実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係るガラスフィルムの製造工程の部分概略側面図である。
【図２】ガラスフィルムの長手方向端部を模式的に示す概略平面図である。
【図３】初期クラック形成工程の概略側面図である。
【図４】図３の要部拡大図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るガラスフィルムの製造工程の要部拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３２】
図１は、本発明の一実施形態に係るガラスフィルムの製造工程の部分概略側面図である。同図に示す製造装置１は、成形装置１０と、成形装置１０から引き出されて成形された帯状のガラスフィルムＧを下流側に搬送する搬送装置２０と、ガラスフィルムＧに初期クラックを形成するクラック形成装置３０と、クラック形成装置３０の下流側に設置され、ガラスフィルムＧの幅方向端縁部等を長手方向に沿って割断する（ガラスフィルムＧを連続割断する）割断装置４０とを少なくとも備える。割断装置４０の下流側には、割断装置４０を通過することによって所定の幅寸法に仕上げられたガラスフィルムＧを、ロール状に巻き取る巻き取り装置、もしくは幅方向に切断する幅方向切断装置がさらに設けられる（何れも図示省略）。
【００３３】
成形装置１０は、溶融ガラスを鉛直下方に引き出すことによって帯状のガラスフィルムＧを成形するものであり、その内部には、鉛直上方から鉛直下方に向けて成形領域１０Ａ、徐冷領域１０Ｂ及び冷却領域１０Ｃが順に設けられている。成形領域１０Ａには断面楔状の成形体１１が配置され、徐冷領域１０Ｂ及び冷却領域１０Ｃには、成形されたガラスフィルムＧを下流側に搬送するためのローラ体１２が所定間隔で配置されている。ローラ体１２はガラスフィルムＧの表面側と裏面側に対をなして設けられている。
【００３４】
かかる構成を具備する成形装置１０は、次のようにして帯状のガラスフィルムＧを成形する。まず、図示外の溶融窯から成形体１１に溶融ガラスが供給されると、成形体１１の頂部から溶融ガラスが溢れ出し、溢れ出た溶融ガラスが成形体１１の両側面を伝って成形体１１の下端で合流することによりガラスフィルムＧの成形が開始される。以降、成形体１１に溶融ガラスを連続的に供給することにより、帯状のガラスフィルムＧが成形される。このようにして成形されたガラスフィルムＧは、鉛直下方にそのまま流下し、徐冷領域１０Ｂを通過することによって徐冷され、残留ひずみが除去される。次いで、残留ひずみが除去されたガラスフィルムＧが冷却領域１０Ｃを順次通過することにより、ガラスフィルムＧは室温程度の温度にまで冷却される。
【００３５】
以上で示したガラスフィルムＧの成形方法は、いわゆるオーバーフローダウンドロー法である。オーバーフローダウンドロー法では、表面が外気（成形装置１０中の雰囲気ガス）に接触しただけの状態でガラスフィルムＧの成形が進行することから、ガラスフィルムＧに高い平面度を確保することができるという利点がある。そのため、ガラスフィルムＧを、例えばＦＰＤ用のガラス基板として用いる場合には、表面に微細な素子や配線を精度良く形成し易くなる。
【００３６】
冷却領域１０Ｃを通過して成形装置１０の下端から排出されたガラスフィルムＧは、搬送装置２０に移載される。搬送装置２０の最上流部には円弧状に湾曲した湾曲搬送部２１が設けられており、この湾曲搬送部２１に沿ってガラスフィルムＧが下流側に搬送されることにより、ガラスフィルムＧの進行方向が鉛直方向から水平方向に変換される。湾曲搬送部２１の下流端には水平搬送部２２が繋がっており、この水平搬送部２２に沿って下流側に搬送されるガラスフィルムＧは、クラック形成装置３０（初期クラック形成工程）及び割断装置４０（割断工程）に順次導入される。水平搬送部２２は、いわゆる搬送コンベアであり、図３及び図４に示すように、金属材料等の剛体で形成されたコンベアフレーム（定盤）２３と、ガラスフィルムＧの裏面に接してガラスフィルムＧを下流側に搬送する搬送ベルト２４とで主要部が構成される。搬送ベルト２４は、弾性材料、ここではゴム材料で形成されたゴムベルトであり、その駆動速度は、ガラスフィルムＧの引き出し速度（成形速度）と概ね同一に設定される。
【００３７】
水平搬送部２２に沿って下流側に搬送されるガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａがクラック形成装置３０（初期クラック形成工程）に導入されると、ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａの表面側角部には、図２に示すように、複数の初期クラックＣを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群Ｃｇが形成される。
【００３８】
図３にクラック形成装置３０（初期クラック形成工程）の概要を示す。クラック形成装置３０は、複数の突起３２を有する突起群３３が設けられたクラック形成部材３１と、このクラック形成部材３１をガラスフィルムＧに対して接近及び離反移動可能（昇降可能）に支持する支持手段３４とを主要部として構成される。支持手段３４は、クラック形成部材３１の上部に下端が連結されたロッド３５と、ロッド３５の上部に設けられた押圧部材３６とを備え、図示外の基枠フレームに取り付けられたブラケット３７によって、ロッド３５（ロッド３５に設けられたクラック形成部材３１及び押圧部材３６）の昇降移動が案内されるようになっている。押圧部材３６は、初期クラック形成部材３１に設けた突起群３３をガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａに適当な押圧力でもって押し付けるためのものであり、ここではウェイト（重り）を用いている。
【００３９】
なお、突起群３３を適当な押圧力でもってガラスフィルムＧに押し付けるための手段は、上記の構成に限られない。例えば、押圧部材３６（ウェイト）に替えて、人力、ばね、空気圧、磁力等を利用して、突起群３３をガラスフィルムＧに押し付けるようにしても良い。
【００４０】
突起群３３は、クラック形成部材３１のうち、水平搬送部２２に沿って下流側に搬送されるガラスフィルムＧとの対向部、ここでは、下端面３１ａと、下端面３１ａの上流側に隣接して設けられ、上流側に向かって水平搬送部２２との離間距離が徐々に拡大する方向に傾斜した傾斜面３１ｂとに形成されている。図３に示すように、下流側に搬送されてくるガラスフィルムＧに反り（板厚方向での曲がり）が生じているような場合には、水平搬送部２２とガラスフィルムＧとの間に隙間が形成されるため、ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａに初期クラック群Ｃｇを形成することができない可能性がある。これに対し、下端面３１ａの上流側に隣接して、上記態様の傾斜面３１ｂを設けておけば、ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａが水平搬送部２２から離隔した位置にあるような場合においても、ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａに初期クラック群Ｃｇを形成し易くなる。このとき、傾斜面３１ｂは上流側に向かって水平搬送部２２との離間距離が徐々に拡大する方向に傾斜しており、この離間距離はガラスフィルムＧの幅方向でほぼ等距離であることが肝要である。図３において傾斜面３１ｂはほぼ平面で構成されているが、例えば円弧面（軸がガラスフィルムＧの幅方向に平行な円柱側面）のようなものであっても良い。なお、本実施形態のように傾斜面３１ｂに突起群３３を設ける場合、突起群３３は、必ずしも傾斜面３１ｂの全域に設ける必要はなく、下端面３１ａに隣接した領域にのみ設けるようにしても良い。また、突起群３３は、クラック形成部材３１の下端面３１ａにのみ設けるようにしても良い。
【００４１】
本実施形態では、無数の粒子（砥粒）を分散させてなる研磨紙（エメリー紙）の研磨面で突起群３３を構成している。すなわち、研磨面を水平搬送部２２と対向させるようにして、エメリー紙をクラック形成部材３１の下端面３１ａ及び傾斜面３１ｂに取り付け固定している。エメリー紙としては、例えば１００〜４００メッシュのものを使用することができる。突起群３３は、エメリー紙以外にも、例えば無数の粒子を結合材で固めた砥石の研磨面で構成することもできるし、クラック形成部材３１にエッチング、ブラスト加工等の粗面化処理を施すことによって形成することもできる。
【００４２】
ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａがクラック形成装置３０付近に到達し、図示外のガラスフィルム検出手段がガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａを検出すると、クラック形成部材３１が下降して、ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａがクラック形成部材３１の傾斜面３１ｂに接触する。その後、ガラスフィルムＧがさらに下流側に搬送されるのに伴って、ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａはクラック形成部材３１の下端面３１ａと接触する。このとき、クラック形成部材３１の傾斜面３１ｂ及び下端面３１ａに設けた突起群３３がガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａに押し付けられることにより、複数の初期クラックＣを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群Ｃｇが形成される。そして、クラック形成部材３１の下降開始から所定時間経過した後、クラック形成部材３１が上昇し、ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａへの初期クラック群Ｃｇの形成を終了する。
【００４３】
このようにして長手方向端部Ｇａに初期クラック群Ｃｇが形成されたガラスフィルムＧは、水平搬送部２２に沿ってさらに下流側に搬送され、ガラスフィルムＧを長手方向に沿って割断する割断装置４０（割断工程）に導入される。割断装置４０は、レーザー照射装置４１と、レーザー照射装置４１の下流側に設けられた冷却装置４２とを備え、以下のようにしてガラスフィルムＧを長手方向に沿って割断する。
【００４４】
まず、レーザー照射装置４１からガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａに形成された初期クラック群Ｃｇに向けてレーザーが照射されると、ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａのレーザー被照射部位が局部加熱される。ガラスフィルムＧの下流側への搬送がさらに進行し、ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａが冷却装置４１の対向領域を通過すると、局部加熱された部位が冷却され、これに伴って生じる熱応力によって初期クラックＣがガラスフィルムＧの長手方向（搬送方向後方側）に進展する。これにより、ガラスフィルムＧが長手方向に沿って割断される。
【００４５】
レーザー照射装置４１（割断工程）に導入されるガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａには、複数の初期クラックＣを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群Ｃｇが形成されていることから、徐冷領域１０Ｂや冷却領域１０Ｃの雰囲気温度差などの影響によってガラスフィルムＧに幅方向の曲がりが生じ、これに伴ってガラスフィルムＧが蛇行しながら下流側に搬送されるような場合においても、レーザーが初期クラックＣに正確に照射される可能性が高まり、ガラスフィルムＧの連続割断を精度良く実行することができる。そのため、ガラスフィルムＧの割断不良の発生頻度が低減され、製品歩留を向上することができる。
【００４６】
本発明では、複数の突起３２を有する突起群３３をガラスフィルムＧに押し付けることによってガラスフィルムＧに初期クラック群Ｃｇを形成しており、突起群３３は、例えば研磨紙（エメリー紙）や砥石の研磨面で構成することができる。従って、ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａに初期クラック群Ｃｇを形成するために必要となる投資は、大型のレーザー照射装置を設置するような場合に比べて格段に小額で済む。従って、ガラスフィルムＧの連続割断を高精度に実行可能とするうえで、特段のコスト増を招くこともない。
【００４７】
ガラスは脆性材料であることから、先端鋭利なものをガラスフィルムＧに押し付けることによって初期クラックＣを形成する場合には、その押圧力を適切に設定しなければ、初期クラックＣの形成段階でガラスフィルムＧが破損する可能性が高くなる。これに対し、突起群３３をガラスフィルムＧに押し付けることによって初期クラック群Ｃｇを形成すれば、突起３２の一個あたりに作用する押圧力を分散させることができる。そのため、突起群３３をガラスフィルムＧに押し付ける際の設定圧力に幅を持たせることができ、押圧力の調整を容易に行うことができる。
【００４８】
なお、突起群３３（初期クラック群Ｃｇ）の幅方向寸法を大きくするほど、初期クラックＣの形成個数を増大させることができるため、レーザーの照射位置と初期クラックＣの形成位置とを一致させることができる可能性が高まる。しかしながらこの場合、ガラスフィルムＧを長手方向に沿って割断するのに直接関与しない不要な初期クラックＣの形成個数も必然的に増大するため、後工程等においてガラスフィルムＧが破損等する可能性が高くなる。従って、突起群３３の幅方向寸法はむやみに大きくするのではなく、ガラスフィルムＧの蛇行量、すなわち、図２に示すように、ガラスフィルムＧが初期クラックＣの形成位置（クラック形成装置３０の配設位置）からレーザー照射位置（レーザー照射装置４１の配設位置）に搬送されるまでの間におけるガラスフィルムＧの幅方向変位量δを考慮して適宜設定するのが良い。
【００４９】
一例を挙げて説明すると、ガラスフィルムＧの下流側への搬送速度（成形速度）Ｖ1が８０〜２５０ｍｍ／ｓ、ガラスフィルムＧの幅方向移動速度（蛇行速度）Ｖ2が±０．２５〜４ｍｍ／ｓ、クラック形成装置３０とレーザー照射装置４１の離間距離Ｌが５００ｍｍの場合、初期クラックＣの形成位置からレーザー照射位置に搬送されるまでの間におけるガラスフィルムＧの幅方向変位量δは±０．５〜２５ｍｍ（図２は「−」の場合のみを示している）となる。従って、この場合には、突起群３３の幅方向寸法は１〜５０ｍｍに設定する。
【００５０】
ところで、突起群３３を構成する全ての突起３２を同一高さに形成することは難しく、図４からも明らかなように、突起３２相互間で高低差が形成されるのはある程度避けられない事態である。そのため、ガラスフィルムＧを剛体のみで支持した状態でガラスフィルムＧに突起群３３を押し付けると、突起３２相互間の高低差によって、ガラスフィルムＧに所定深さの初期クラックＣが形成されない可能性や、特定の突起３２からガラスフィルムＧに作用する押圧力が過大となって、ガラスフィルムＧが破損する可能性が高まる。
【００５１】
これに対し、本実施形態では、ガラスフィルムＧに接してガラスフィルムＧを下流側に搬送する搬送ベルト２４をゴムベルトで構成したことから、ガラスフィルムＧに対する突起群３３の押し付けは、ガラスフィルムＧが弾性部材としてのゴムベルトで支持された状態で行われる。そのため、突起群３３の押し付け時には、ガラスフィルムＧを搬送ベルト２４に倣わせ、ガラスフィルムＧに作用する押圧力を搬送ベルト２４で吸収することができ、突起３２相互間の高低差に起因した上記の不具合発生を可及的に防止することができる。搬送ベルト２４のみでは突起群３３の押し付け時にガラスフィルムＧに作用する押圧力を吸収するのが難しいような場合には、搬送ベルト２４とコンベアフレーム２３との間に、別途の弾性部材（図示せず）を介在させるようにしても良い。図示しない別途の弾性部材は、搬送ベルト２４とコンベアフレーム２３の間の全域に亘って介設しておく必要はなく、クラック形成装置３０の配設位置、さらに言えば、突起群３３の直下位置にのみ設けるようにしても良い。
【００５２】
以上、本発明に係るガラスフィルムＧの製造方法の一実施形態について説明を行ったが、種々の変更を施すことが可能である。例えば、以上で示した実施形態では、ガラスフィルムＧに対する突起群３３の押し付けを一回のみ行うようにしたが、図５に示すように、上記したクラック形成装置３０をガラスフィルムＧの長手方向に沿って複数台（図示例は３台）設置し、突起群３３の押し付けを複数回（３回）連続して行うようにしても良い。
【００５３】
このような方法は、ガラスフィルムＧを一層薄板化した場合に有効な方法である。すなわち、ガラスフィルムＧを一層薄板化する場合、突起群３３の押し付けに伴ってガラスフィルムＧが破損するのを可及的に防止するには、突起群３３の押圧力を小さくすることが有効であるが、押圧力を小さくするほど所定深さの初期クラックＣを複数形成することが、ひいてはガラスフィルムＧの連続割断を精度良く実行することが難しくなる。これに対し、突起群３３の押し付けを複数回連続して行うようにすれば、押圧力を小さくしても、所定深さの初期クラックＣを多数形成することが可能となり、ガラスフィルムＧの連続割断を精度良く実行することが可能となる。
【００５４】
突起群３３の押し付けを複数回行うに際しては、必ずしもクラック形成装置３０をガラスフィルムＧの長手方向に沿って複数台並べる必要はなく、クラック形成装置３０を一台のみ設置した場合でも、突起群３３の押し付けを複数回行うことが可能である。
【００５５】
また、以上では、いわゆるオーバーフローダウンドロー法により成形した帯状のガラスフィルムＧを長手方向に沿って割断するに際して本発明を適用したが、本発明は、オーバーフローダウンドロー法と同様に溶融ガラスから帯状のガラスフィルムＧを成形可能なその他の方法、例えばスロットダウンドロー法やフロート法により成形された帯状のガラスフィルムＧを長手方向に沿って割断する場合にも適用することができる。さらに、本発明は、固化した二次加工用のガラス母材を加熱して引き延ばすいわゆるリドロー法により成形した帯状のガラスフィルムＧを長手方向に沿って割断する場合にも好ましく適用することができる。
【００５６】
また、以上では、オンラインでガラスフィルムＧを連続割断する場合、すなわち、成形装置１０から引き出すことで成形され、搬送装置２０によって下流側に（順次）搬送される帯状のガラスフィルムＧを連続割断するに際して本発明を適用したが、本発明は、オフラインでガラスフィルムＧを連続割断する場合、すなわち、ガラスフィルムＧをロール状に巻き取っていわゆるガラスロールを得た後、ガラスフィルムＧを引き出してこれを所定幅に連続割断するような場合にも好ましく適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１ ガラスフィルムの製造装置
１０ 成形装置
２０ 搬送装置
２１ 湾曲搬送部
２２ 水平搬送部
２３ コンベアフレーム
２４ 搬送ベルト
３０ クラック形成装置
３２ 突起
３３ 突起群
３４ 支持手段
４０ 割断装置
４１ レーザー照射装置
４２ 冷却装置
Ｃ 初期クラック
Ｃｇ 初期クラック群
Ｇ ガラスフィルム
Ｇａ 長手方向端部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスフィルムの製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像表示装置は、ＣＲＴディスプレイから、ＣＲＴディスプレイよりも軽量かつ薄型の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）などのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に置き換わりつつあり、これらＦＰＤについては、一層の軽量化が推進されている。そのため、ＦＰＤの主要構成部材の一つであるガラス基板については、一層の薄板化（ガラスフィルム化）が要請されている。
【０００３】
また、例えば有機ＥＬは、光の三原色をＴＦＴにより明滅させるディスプレイ用途のみならず、単色（例えば白色）のみで発光させてＬＣＤのバックライトや屋内照明の光源等の平面光源としても利用されつつある。有機ＥＬを光源として用いた照明装置は、有機ＥＬを構成するガラス基板が可撓性を有するものであれば、発光面を自由に変形させることが可能である。そのため、この種の照明装置に使用されるガラス基板についても、十分な可撓性確保の観点から、一層の薄板化が推進されている。
【０００４】
上記のＦＰＤや照明装置等に使用されるガラス基板を所定サイズに割断する手法としては、ガラス基板の表面又は裏面に、割断予定線に沿って所定深さのスクライブを刻設した後、該スクライブに曲げ応力を作用させてガラス基板を割断するというものが一般的である。しかしながら、かかる手法は、ガラス基板がガラスフィルムの状態まで薄板化された場合には、スクライブを刻設すること自体が非常に困難になるばかりでなく、割断面に形成されるラテラルクラック等の微小欠陥によって著しい強度低下を招くという問題が生じ得る。特に、溶融ガラスから種々の製法により成形された帯状のガラスフィルムは、その幅方向端縁部（耳部とも称される）等を長手方向に沿って割断（連続割断）することが要請される。しかしながら、帯状のガラスフィルムに、連続的な曲げ応力を正確に作用させることは容易ではない。
【０００５】
そこで、帯状のガラスフィルムを連続割断する際には、曲げ応力に替えて熱応力を利用することが検討され、あるいは実際に利用されるに至っている。熱応力を利用してのガラスフィルムの連続割断には、例えば以下に示す特許文献１に記載されているようないわゆるレーザー割断法を採用する場合が多く、レーザー割断をオンラインで実行する際には、概ね次のような手順が採用される。まず、成形装置から引き出されて下流側に搬送される帯状のガラスフィルムの長手方向端部に微小なクラック（以下、初期クラックという）を形成した後、初期クラックに向けてレーザーを照射し、初期クラックの周辺部位を局部加熱する。ガラスフィルムの下流側への搬送が進行し、ガラスフィルムがレーザー照射装置の下流側に設置した冷却装置を通過するのに伴って局部加熱された部位が冷却されると、これに伴って生じる熱応力によって初期クラックがガラスフィルムの長手方向（搬送方向後方側）に進展する。これにより、ガラスフィルムが長手方向に沿って割断される。
【０００６】
なお、ガラスフィルムの表面に初期クラックを形成するための手法としては、超硬材料で形成された刃（例えばダイヤモンドカッター）を押し付ける手法、レーザーを集光照射する手法等が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００６−５１３１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、溶融ガラスから成形される帯状のガラスフィルムは、通常、室温程度の温度にまで冷却されたうえで下流側に順次搬送されるが、冷却中の雰囲気温度差などの影響によってガラスフィルムに幅方向の曲がりが生じる場合がある。幅方向の曲がりが生じた場合、ガラスフィルムは蛇行しながら下流側に搬送される。
【０００９】
上記したレーザー割断法によりガラスフィルムを連続割断するには、初期クラックに対してレーザーを正確に照射する必要がある。しかしながら、ガラスフィルムが蛇行しながら下流側に搬送されるような場合には、初期クラックにレーザーを正確に照射することが（初期クラックの形成位置とレーザーの照射位置とを一致させることが）困難である。レーザーが初期クラックからずれた位置に照射されると、ガラスフィルムを連続割断することができないおそれがある。
【００１０】
なお、ガラスフィルムをロール状に巻き取っていわゆるガラスロールを得た後、ガラスフィルムを巻き出してこれを長手方向に沿って割断するような場合（オフラインで連続割断を実行する場合）にもレーザー割断法を採用することがあり、このような場合においても、オンラインでレーザー割断を実行する場合と同様に上記の問題が起こり得る。
【００１１】
レーザー割断法によるガラスフィルムの割断精度を高めるための手段の一例として、レーザーの照射径を大きくすることが考えられる。しかしながら、割断線を進展させ得る程度の熱応力をガラスフィルムに作用させるためには、高エネルギーのレーザーを照射する必要がある。高エネルギーでかつ照射径の大きいレーザーを照射可能とするには、大型のレーザー照射装置を用いる必要があるが、これでは高額な設備投資が必要となってガラスフィルムの製造コストが増大する。
【００１２】
また、初期クラックをレーザー照射位置の極近傍で形成すれば、ガラスフィルムが蛇行しながら下流側に搬送されるような場合でも、ガラスフィルムがクラック形成位置からレーザー照射位置に搬送されるまでの間における幅方向変位量を無視できる程度に小さくすることができるため、レーザー割断法によってもガラスフィルムを長手方向に沿って精度良く割断することができるとも考えられる。しかしながら、レーザー照射装置のレーザー照射部位の周囲には冷却装置などが配設されているので、実質的に初期クラックをレーザー照射位置の極近傍で形成することは困難である。
【００１３】
そこで、本発明は、ガラスフィルムが蛇行しながら下流側に搬送されるような場合においても、特段のコスト増を招くことなく、ガラスフィルムの連続割断を高精度に実行することができるガラスフィルムの製造方法及び製造装置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】
【００１４】
上記の目的を達成するために創案された本発明に係るガラスフィルムの製造方法は、成形装置から引き出されて成形された帯状のガラスフィルムに初期クラックを形成する初期クラック形成工程と、レーザー照射による局部加熱及び局部加熱後の冷却により発生する熱応力を利用して初期クラックを進展させることにより、ガラスフィルムを長手方向に沿って割断する割断工程とを含むものにおいて、初期クラック形成工程では、ガラスフィルムの長手方向端部に、複数の初期クラックを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群を形成することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の他の構成に係るガラスフィルムの製造方法は、ガラスロールから引き出された帯状のガラスフィルムに初期クラックを形成する初期クラック形成工程と、レーザー照射による局部加熱及び局部加熱後の冷却により発生する熱応力を利用して初期クラックを進展させることにより、ガラスフィルムを長手方向に沿って割断する割断工程とを含むものにおいて、初期クラック形成工程では、ガラスフィルムの長手方向端部に、複数の初期クラックを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群を形成することを特徴とする。
【００１６】
このように、初期クラック形成工程において、ガラスフィルムの長手方向端部に、複数の初期クラックを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群を形成すれば、ガラスフィルムが蛇行しながら下流側に搬送されるような場合においても、レーザーが初期クラックに正確に照射される可能性が高まり、ガラスフィルムの連続割断を精度良く実行することが可能となる。ガラスフィルムの長手方向端部に初期クラック群を形成するために必要となる投資は、大型のレーザー照射装置を設置する場合に比べて格段に小額で済む。従って、ガラスフィルムの連続割断を高精度に実行可能とするうえで、特段のコスト増を招くこともない。
【００１７】
なお、初期クラック群の幅方向寸法を大きくするほど、初期クラックの形成個数を増大させることができるため、レーザーの照射位置と初期クラックの形成位置とを一致させることができる可能性が高まるが、ガラスフィルムの割断に直接関与しない不要な初期クラックの形成個数も必然的に増大するため、後工程等においてガラスフィルムが破損等する可能性が高くなる。従って、初期クラック群の幅方向寸法はむやみに大きくするのではなく、ガラスフィルムの蛇行量、具体的には、初期クラック群の形成位置からレーザー照射位置に搬送されるまでの間におけるガラスフィルムの幅方向変位量を考慮して適宜設定するのが良い。
【００１８】
ガラスフィルムの長手方向端部に初期クラック群を形成するための具体的手段として、複数の突起を有する突起群をガラスフィルムの長手方向端部に押し付ける方法を採用し得る。
【００１９】
このようにすれば、ガラスフィルムの長手方向端部に、初期クラック群を容易に形成することができる。また、ガラスが脆性材料であることに鑑みると、突起等の先端鋭利なものをガラスフィルムに押し付ける場合、押圧力を適切に設定しなければ、初期クラックの形成段階でガラスフィルムが破損する可能性が高くなる。これに対し、複数の突起を有する突起群をガラスフィルムの長手方向端部に押し付けることによって初期クラック群を形成するようにすれば、突起１個あたりに作用する押圧力が分散される。そのため、突起群をガラスフィルムに押し付ける際の設定圧力に幅を持たせることができ、押圧力の調整を容易に行うことができる。
【００２０】
上記の構成において、ガラスフィルムの長手方向端部に対する突起群の押し付けは、ガラスフィルムの少なくとも長手方向端部を弾性部材で支持した状態で行うようにするのが望ましい。
【００２１】
突起群を構成する全ての突起を同一高さ（突出量）に形成することは容易ではなく、突起相互間で高低差が形成されるのはある程度避けられない事態である。そのため、ガラスフィルムを剛体で支持した状態でガラスフィルムに突起群を押し付けると、突起相互間の高低差によって、所定深さ（レーザー割断を実行し得る深さ）の初期クラックを複数形成することができない可能性や、特定の突起からガラスフィルムに作用する押圧力が過大となって、ガラスフィルムが破損する可能性が高まる。これに対し、ガラスフィルムの少なくとも長手方向端部を弾性部材で支持した状態で突起群を押し付けるようにすれば、突起群の押し付け時にガラスフィルムを弾性部材に倣わせ、ガラスフィルムに作用する押圧力を弾性部材で吸収することができる。そのため、突起相互間の高低差を原因とした上記の不具合発生を可及的に防止することができる。
【００２２】
なお、ガラスフィルムの少なくとも長手方向端部を弾性部材で支持するための手段としては、例えば、ガラスフィルムに接してガラスフィルムを下流側に搬送する搬送部材をゴムベルトで構成することや、搬送部材の表層部（ガラスフィルムを支持する部分）を弾性材料で形成することが考えられる。
【００２３】
上記の構成において、ガラスフィルムの長手方向端部に対する突起群の押し付けは、これを一回のみ行うようにしても良いし、複数回行うようにしても良い。
【００２４】
突起群の押し付けを複数回行う方法は、ガラスフィルムを一層薄板化した場合に特に有効な方法である。すなわち、ガラスフィルムを一層薄板化する場合、突起群の押し付けに伴ってガラスフィルムが破損するのを可及的に防止するには、突起群の押圧力を小さくすることが有効であるが、押圧力を小さくするほど所定深さの初期クラックを複数形成することが難しくなる。これに対し、突起群の押し付けを複数回行うようにすれば、押圧力を小さくしても、所定深さの初期クラックの形成個数を増大することが可能となり、ガラスフィルムの連続割断を精度良く実行することが可能となる。
【００２５】
上記の目的を達成するために創案された本発明に係るガラスフィルムの製造装置は、成形装置から引き出されて成形された帯状のガラスフィルムの長手方向端部に初期クラックを形成するクラック形成装置と、クラック形成装置の下流側に設けられ、レーザー照射による局部加熱及び局部加熱後の冷却により発生する熱応力を利用して初期クラックを進展させることにより、ガラスフィルムを長手方向に沿って割断する割断装置とを備えるものにおいて、クラック形成装置は、ガラスフィルムの長手方向端部に、複数の初期クラックを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群を形成するように構成されていることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の他の構成に係るガラスフィルムの製造装置は、ガラスロールから引き出された帯状のガラスフィルムの長手方向端部に初期クラックを形成するクラック形成装置と、クラック形成装置の下流側に設けられ、レーザー照射による局部加熱及び局部加熱後の冷却により発生する熱応力を利用して初期クラックを進展させることにより、ガラスフィルムを長手方向に沿って割断する割断装置とを備えるものにおいて、クラック形成装置は、ガラスフィルムの長手方向端部に、複数の初期クラックを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群を形成するように構成されていることを特徴とする。
【００２７】
このような構成を備えたガラスフィルムの製造装置であれば、上記した本発明に係るガラスフィルムの製造方法と同様の効果を享受することができる。
【００２８】
上記構成において、クラック形成装置は、ガラスフィルムとの対向部に複数の突起を有する突起群が設けられた初期クラック形成部材と、初期クラック形成部材をガラスフィルムに対して接近及び離反移動可能に支持する支持手段とを備えるものとすることができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上に示すように、本発明によれば、ガラスフィルムが蛇行しながら下流側に搬送されるような場合においても、特段のコスト増を招くことなく、ガラスフィルムの連続割断を高精度に実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係るガラスフィルムの製造工程の部分概略側面図である。
【図２】ガラスフィルムの長手方向端部を模式的に示す概略平面図である。
【図３】初期クラック形成工程の概略側面図である。
【図４】図３の要部拡大図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るガラスフィルムの製造工程の要部拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３２】
図１は、本発明の一実施形態に係るガラスフィルムの製造工程の部分概略側面図である。同図に示す製造装置１は、成形装置１０と、成形装置１０から引き出されて成形された帯状のガラスフィルムＧを下流側に搬送する搬送装置２０と、ガラスフィルムＧに初期クラックを形成するクラック形成装置３０と、クラック形成装置３０の下流側に設置され、ガラスフィルムＧの幅方向端縁部等を長手方向に沿って割断する（ガラスフィルムＧを連続割断する）割断装置４０とを少なくとも備える。割断装置４０の下流側には、割断装置４０を通過することによって所定の幅寸法に仕上げられたガラスフィルムＧを、ロール状に巻き取る巻き取り装置、もしくは幅方向に切断する幅方向切断装置がさらに設けられる（何れも図示省略）。
【００３３】
成形装置１０は、溶融ガラスを鉛直下方に引き出すことによって帯状のガラスフィルムＧを成形するものであり、その内部には、鉛直上方から鉛直下方に向けて成形領域１０Ａ、徐冷領域１０Ｂ及び冷却領域１０Ｃが順に設けられている。成形領域１０Ａには断面楔状の成形体１１が配置され、徐冷領域１０Ｂ及び冷却領域１０Ｃには、成形されたガラスフィルムＧを下流側に搬送するためのローラ体１２が所定間隔で配置されている。ローラ体１２はガラスフィルムＧの表面側と裏面側に対をなして設けられている。
【００３４】
かかる構成を具備する成形装置１０は、次のようにして帯状のガラスフィルムＧを成形する。まず、図示外の溶融窯から成形体１１に溶融ガラスが供給されると、成形体１１の頂部から溶融ガラスが溢れ出し、溢れ出た溶融ガラスが成形体１１の両側面を伝って成形体１１の下端で合流することによりガラスフィルムＧの成形が開始される。以降、成形体１１に溶融ガラスを連続的に供給することにより、帯状のガラスフィルムＧが成形される。このようにして成形されたガラスフィルムＧは、鉛直下方にそのまま流下し、徐冷領域１０Ｂを通過することによって徐冷され、残留ひずみが除去される。次いで、残留ひずみが除去されたガラスフィルムＧが冷却領域１０Ｃを順次通過することにより、ガラスフィルムＧは室温程度の温度にまで冷却される。
【００３５】
以上で示したガラスフィルムＧの成形方法は、いわゆるオーバーフローダウンドロー法である。オーバーフローダウンドロー法では、表面が外気（成形装置１０中の雰囲気ガス）に接触しただけの状態でガラスフィルムＧの成形が進行することから、ガラスフィルムＧに高い平面度を確保することができるという利点がある。そのため、ガラスフィルムＧを、例えばＦＰＤ用のガラス基板として用いる場合には、表面に微細な素子や配線を精度良く形成し易くなる。
【００３６】
冷却領域１０Ｃを通過して成形装置１０の下端から排出されたガラスフィルムＧは、搬送装置２０に移載される。搬送装置２０の最上流部には円弧状に湾曲した湾曲搬送部２１が設けられており、この湾曲搬送部２１に沿ってガラスフィルムＧが下流側に搬送されることにより、ガラスフィルムＧの進行方向が鉛直方向から水平方向に変換される。湾曲搬送部２１の下流端には水平搬送部２２が繋がっており、この水平搬送部２２に沿って下流側に搬送されるガラスフィルムＧは、クラック形成装置３０（初期クラック形成工程）及び割断装置４０（割断工程）に順次導入される。水平搬送部２２は、いわゆる搬送コンベアであり、図３及び図４に示すように、金属材料等の剛体で形成されたコンベアフレーム（定盤）２３と、ガラスフィルムＧの裏面に接してガラスフィルムＧを下流側に搬送する搬送ベルト２４とで主要部が構成される。搬送ベルト２４は、弾性材料、ここではゴム材料で形成されたゴムベルトであり、その駆動速度は、ガラスフィルムＧの引き出し速度（成形速度）と概ね同一に設定される。
【００３７】
水平搬送部２２に沿って下流側に搬送されるガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａがクラック形成装置３０（初期クラック形成工程）に導入されると、ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａの表面側角部には、図２に示すように、複数の初期クラックＣを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群Ｃｇが形成される。
【００３８】
図３にクラック形成装置３０（初期クラック形成工程）の概要を示す。クラック形成装置３０は、複数の突起３２を有する突起群３３が設けられたクラック形成部材３１と、このクラック形成部材３１をガラスフィルムＧに対して接近及び離反移動可能（昇降可能）に支持する支持手段３４とを主要部として構成される。支持手段３４は、クラック形成部材３１の上部に下端が連結されたロッド３５と、ロッド３５の上部に設けられた押圧部材３６とを備え、図示外の基枠フレームに取り付けられたブラケット３７によって、ロッド３５（ロッド３５に設けられたクラック形成部材３１及び押圧部材３６）の昇降移動が案内されるようになっている。押圧部材３６は、初期クラック形成部材３１に設けた突起群３３をガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａに適当な押圧力でもって押し付けるためのものであり、ここではウェイト（重り）を用いている。
【００３９】
なお、突起群３３を適当な押圧力でもってガラスフィルムＧに押し付けるための手段は、上記の構成に限られない。例えば、押圧部材３６（ウェイト）に替えて、人力、ばね、空気圧、磁力等を利用して、突起群３３をガラスフィルムＧに押し付けるようにしても良い。
【００４０】
突起群３３は、クラック形成部材３１のうち、水平搬送部２２に沿って下流側に搬送されるガラスフィルムＧとの対向部、ここでは、下端面３１ａと、下端面３１ａの上流側に隣接して設けられ、上流側に向かって水平搬送部２２との離間距離が徐々に拡大する方向に傾斜した傾斜面３１ｂとに形成されている。図３に示すように、下流側に搬送されてくるガラスフィルムＧに反り（板厚方向での曲がり）が生じているような場合には、水平搬送部２２とガラスフィルムＧとの間に隙間が形成されるため、ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａに初期クラック群Ｃｇを形成することができない可能性がある。これに対し、下端面３１ａの上流側に隣接して、上記態様の傾斜面３１ｂを設けておけば、ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａが水平搬送部２２から離隔した位置にあるような場合においても、ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａに初期クラック群Ｃｇを形成し易くなる。このとき、傾斜面３１ｂは上流側に向かって水平搬送部２２との離間距離が徐々に拡大する方向に傾斜しており、この離間距離はガラスフィルムＧの幅方向でほぼ等距離であることが肝要である。図３において傾斜面３１ｂはほぼ平面で構成されているが、例えば円弧面（軸がガラスフィルムＧの幅方向に平行な円柱側面）のようなものであっても良い。なお、本実施形態のように傾斜面３１ｂに突起群３３を設ける場合、突起群３３は、必ずしも傾斜面３１ｂの全域に設ける必要はなく、下端面３１ａに隣接した領域にのみ設けるようにしても良い。また、突起群３３は、クラック形成部材３１の下端面３１ａにのみ設けるようにしても良い。
【００４１】
本実施形態では、無数の粒子（砥粒）を分散させてなる研磨紙（エメリー紙）の研磨面で突起群３３を構成している。すなわち、研磨面を水平搬送部２２と対向させるようにして、エメリー紙をクラック形成部材３１の下端面３１ａ及び傾斜面３１ｂに取り付け固定している。エメリー紙としては、例えば１００〜４００メッシュのものを使用することができる。突起群３３は、エメリー紙以外にも、例えば無数の粒子を結合材で固めた砥石の研磨面で構成することもできるし、クラック形成部材３１にエッチング、ブラスト加工等の粗面化処理を施すことによって形成することもできる。
【００４２】
ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａがクラック形成装置３０付近に到達し、図示外のガラスフィルム検出手段がガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａを検出すると、クラック形成部材３１が下降して、ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａがクラック形成部材３１の傾斜面３１ｂに接触する。その後、ガラスフィルムＧがさらに下流側に搬送されるのに伴って、ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａはクラック形成部材３１の下端面３１ａと接触する。このとき、クラック形成部材３１の傾斜面３１ｂ及び下端面３１ａに設けた突起群３３がガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａに押し付けられることにより、複数の初期クラックＣを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群Ｃｇが形成される。そして、クラック形成部材３１の下降開始から所定時間経過した後、クラック形成部材３１が上昇し、ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａへの初期クラック群Ｃｇの形成を終了する。
【００４３】
このようにして長手方向端部Ｇａに初期クラック群Ｃｇが形成されたガラスフィルムＧは、水平搬送部２２に沿ってさらに下流側に搬送され、ガラスフィルムＧを長手方向に沿って割断する割断装置４０（割断工程）に導入される。割断装置４０は、レーザー照射装置４１と、レーザー照射装置４１の下流側に設けられた冷却装置４２とを備え、以下のようにしてガラスフィルムＧを長手方向に沿って割断する。
【００４４】
まず、レーザー照射装置４１からガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａに形成された初期クラック群Ｃｇに向けてレーザーが照射されると、ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａのレーザー被照射部位が局部加熱される。ガラスフィルムＧの下流側への搬送がさらに進行し、ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａが冷却装置４１の対向領域を通過すると、局部加熱された部位が冷却され、これに伴って生じる熱応力によって初期クラックＣがガラスフィルムＧの長手方向（搬送方向後方側）に進展する。これにより、ガラスフィルムＧが長手方向に沿って割断される。
【００４５】
レーザー照射装置４１（割断工程）に導入されるガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａには、複数の初期クラックＣを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群Ｃｇが形成されていることから、徐冷領域１０Ｂや冷却領域１０Ｃの雰囲気温度差などの影響によってガラスフィルムＧに幅方向の曲がりが生じ、これに伴ってガラスフィルムＧが蛇行しながら下流側に搬送されるような場合においても、レーザーが初期クラックＣに正確に照射される可能性が高まり、ガラスフィルムＧの連続割断を精度良く実行することができる。そのため、ガラスフィルムＧの割断不良の発生頻度が低減され、製品歩留を向上することができる。
【００４６】
本発明では、複数の突起３２を有する突起群３３をガラスフィルムＧに押し付けることによってガラスフィルムＧに初期クラック群Ｃｇを形成しており、突起群３３は、例えば研磨紙（エメリー紙）や砥石の研磨面で構成することができる。従って、ガラスフィルムＧの長手方向端部Ｇａに初期クラック群Ｃｇを形成するために必要となる投資は、大型のレーザー照射装置を設置するような場合に比べて格段に小額で済む。従って、ガラスフィルムＧの連続割断を高精度に実行可能とするうえで、特段のコスト増を招くこともない。
【００４７】
ガラスは脆性材料であることから、先端鋭利なものをガラスフィルムＧに押し付けることによって初期クラックＣを形成する場合には、その押圧力を適切に設定しなければ、初期クラックＣの形成段階でガラスフィルムＧが破損する可能性が高くなる。これに対し、突起群３３をガラスフィルムＧに押し付けることによって初期クラック群Ｃｇを形成すれば、突起３２の一個あたりに作用する押圧力を分散させることができる。そのため、突起群３３をガラスフィルムＧに押し付ける際の設定圧力に幅を持たせることができ、押圧力の調整を容易に行うことができる。
【００４８】
なお、突起群３３（初期クラック群Ｃｇ）の幅方向寸法を大きくするほど、初期クラックＣの形成個数を増大させることができるため、レーザーの照射位置と初期クラックＣの形成位置とを一致させることができる可能性が高まる。しかしながらこの場合、ガラスフィルムＧを長手方向に沿って割断するのに直接関与しない不要な初期クラックＣの形成個数も必然的に増大するため、後工程等においてガラスフィルムＧが破損等する可能性が高くなる。従って、突起群３３の幅方向寸法はむやみに大きくするのではなく、ガラスフィルムＧの蛇行量、すなわち、図２に示すように、ガラスフィルムＧが初期クラックＣの形成位置（クラック形成装置３０の配設位置）からレーザー照射位置（レーザー照射装置４１の配設位置）に搬送されるまでの間におけるガラスフィルムＧの幅方向変位量δを考慮して適宜設定するのが良い。
【００４９】
一例を挙げて説明すると、ガラスフィルムＧの下流側への搬送速度（成形速度）Ｖ1が８０〜２５０ｍｍ／ｓ、ガラスフィルムＧの幅方向移動速度（蛇行速度）Ｖ2が±０．２５〜４ｍｍ／ｓ、クラック形成装置３０とレーザー照射装置４１の離間距離Ｌが５００ｍｍの場合、初期クラックＣの形成位置からレーザー照射位置に搬送されるまでの間におけるガラスフィルムＧの幅方向変位量δは±０．５〜２５ｍｍ（図２は「−」の場合のみを示している）となる。従って、この場合には、突起群３３の幅方向寸法は１〜５０ｍｍに設定する。
【００５０】
ところで、突起群３３を構成する全ての突起３２を同一高さに形成することは難しく、図４からも明らかなように、突起３２相互間で高低差が形成されるのはある程度避けられない事態である。そのため、ガラスフィルムＧを剛体のみで支持した状態でガラスフィルムＧに突起群３３を押し付けると、突起３２相互間の高低差によって、ガラスフィルムＧに所定深さの初期クラックＣが形成されない可能性や、特定の突起３２からガラスフィルムＧに作用する押圧力が過大となって、ガラスフィルムＧが破損する可能性が高まる。
【００５１】
これに対し、本実施形態では、ガラスフィルムＧに接してガラスフィルムＧを下流側に搬送する搬送ベルト２４をゴムベルトで構成したことから、ガラスフィルムＧに対する突起群３３の押し付けは、ガラスフィルムＧが弾性部材としてのゴムベルトで支持された状態で行われる。そのため、突起群３３の押し付け時には、ガラスフィルムＧを搬送ベルト２４に倣わせ、ガラスフィルムＧに作用する押圧力を搬送ベルト２４で吸収することができ、突起３２相互間の高低差に起因した上記の不具合発生を可及的に防止することができる。搬送ベルト２４のみでは突起群３３の押し付け時にガラスフィルムＧに作用する押圧力を吸収するのが難しいような場合には、搬送ベルト２４とコンベアフレーム２３との間に、別途の弾性部材（図示せず）を介在させるようにしても良い。図示しない別途の弾性部材は、搬送ベルト２４とコンベアフレーム２３の間の全域に亘って介設しておく必要はなく、クラック形成装置３０の配設位置、さらに言えば、突起群３３の直下位置にのみ設けるようにしても良い。
【００５２】
以上、本発明に係るガラスフィルムＧの製造方法の一実施形態について説明を行ったが、種々の変更を施すことが可能である。例えば、以上で示した実施形態では、ガラスフィルムＧに対する突起群３３の押し付けを一回のみ行うようにしたが、図５に示すように、上記したクラック形成装置３０をガラスフィルムＧの長手方向に沿って複数台（図示例は３台）設置し、突起群３３の押し付けを複数回（３回）連続して行うようにしても良い。
【００５３】
このような方法は、ガラスフィルムＧを一層薄板化した場合に有効な方法である。すなわち、ガラスフィルムＧを一層薄板化する場合、突起群３３の押し付けに伴ってガラスフィルムＧが破損するのを可及的に防止するには、突起群３３の押圧力を小さくすることが有効であるが、押圧力を小さくするほど所定深さの初期クラックＣを複数形成することが、ひいてはガラスフィルムＧの連続割断を精度良く実行することが難しくなる。これに対し、突起群３３の押し付けを複数回連続して行うようにすれば、押圧力を小さくしても、所定深さの初期クラックＣを多数形成することが可能となり、ガラスフィルムＧの連続割断を精度良く実行することが可能となる。
【００５４】
突起群３３の押し付けを複数回行うに際しては、必ずしもクラック形成装置３０をガラスフィルムＧの長手方向に沿って複数台並べる必要はなく、クラック形成装置３０を一台のみ設置した場合でも、突起群３３の押し付けを複数回行うことが可能である。
【００５５】
また、以上では、いわゆるオーバーフローダウンドロー法により成形した帯状のガラスフィルムＧを長手方向に沿って割断するに際して本発明を適用したが、本発明は、オーバーフローダウンドロー法と同様に溶融ガラスから帯状のガラスフィルムＧを成形可能なその他の方法、例えばスロットダウンドロー法やフロート法により成形された帯状のガラスフィルムＧを長手方向に沿って割断する場合にも適用することができる。さらに、本発明は、固化した二次加工用のガラス母材を加熱して引き延ばすいわゆるリドロー法により成形した帯状のガラスフィルムＧを長手方向に沿って割断する場合にも好ましく適用することができる。
【００５６】
また、以上では、オンラインでガラスフィルムＧを連続割断する場合、すなわち、成形装置１０から引き出すことで成形され、搬送装置２０によって下流側に（順次）搬送される帯状のガラスフィルムＧを連続割断するに際して本発明を適用したが、本発明は、オフラインでガラスフィルムＧを連続割断する場合、すなわち、ガラスフィルムＧをロール状に巻き取っていわゆるガラスロールを得た後、ガラスフィルムＧを引き出してこれを所定幅に連続割断するような場合にも好ましく適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１ ガラスフィルムの製造装置
１０ 成形装置
２０ 搬送装置
２１ 湾曲搬送部
２２ 水平搬送部
２３ コンベアフレーム
２４ 搬送ベルト
３０ クラック形成装置
３２ 突起
３３ 突起群
３４ 支持手段
４０ 割断装置
４１ レーザー照射装置
４２ 冷却装置
Ｃ 初期クラック
Ｃｇ 初期クラック群
Ｇ ガラスフィルム
Ｇａ 長手方向端部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形装置から引き出されて成形された帯状のガラスフィルムの長手方向端部に初期クラックを形成する初期クラック形成工程と、レーザー照射による局部加熱及び局部加熱後の冷却により発生する熱応力を利用して前記初期クラックを進展させることにより、前記ガラスフィルムを長手方向に沿って割断する割断工程とを含むガラスフィルムの製造方法において、
前記初期クラック形成工程では、前記ガラスフィルムの長手方向端部に、複数の初期クラックを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群を形成することを特徴とするガラスフィルムの製造方法。
【請求項２】
ガラスロールから引き出された帯状のガラスフィルムの長手方向端部に初期クラックを形成する初期クラック形成工程と、レーザー照射による局部加熱及び局部加熱後の冷却により発生する熱応力を利用して前記初期クラックを進展させることにより、前記ガラスフィルムを長手方向に沿って割断する割断工程とを含むガラスフィルムの製造方法において、
前記初期クラック形成工程では、前記ガラスフィルムの長手方向端部に、複数の初期クラックを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群を形成することを特徴とするガラスフィルムの製造方法。
【請求項３】
複数の突起を有する突起群を前記ガラスフィルムの長手方向端部に押し付けることにより、前記初期クラック群を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のガラスフィルムの製造方法。
【請求項４】
前記ガラスフィルムの少なくとも長手方向端部を弾性部材で支持した状態で、前記ガラスフィルムの長手方向端部に前記突起群を押し付けることを特徴とする請求項３に記載のガラスフィルムの製造方法。
【請求項５】
前記ガラスフィルムの長手方向端部に対する前記突起群の押し付けを、複数回行うことを特徴とする請求項３又は４に記載のガラスフィルムの製造方法。
【請求項６】
成形装置から引き出されて成形された帯状のガラスフィルムの長手方向端部に初期クラックを形成するクラック形成装置と、該クラック形成装置の下流側に設けられ、レーザー照射による局部加熱及び局部加熱後の冷却により発生する熱応力を利用して前記初期クラックを進展させることにより、前記ガラスフィルムを長手方向に沿って割断する割断装置とを備えたガラスフィルムの製造装置であって、
前記クラック形成装置は、前記ガラスフィルムの長手方向端部に、複数の初期クラックを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群を形成するように構成されていることを特徴とするガラスフィルムの製造装置。
【請求項７】
ガラスロールから引き出された帯状のガラスフィルムの長手方向端部に初期クラックを形成するクラック形成装置と、該クラック形成装置の下流側に設けられ、レーザー照射による局部加熱及び局部加熱後の冷却により発生する熱応力を利用して前記初期クラックを進展させることにより、前記ガラスフィルムを長手方向に沿って割断する割断装置とを備えたガラスフィルムの製造装置であって、
前記クラック形成装置は、前記ガラスフィルムの長手方向端部に、複数の初期クラックを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群を形成するように構成されていることを特徴とするガラスフィルムの製造装置。
【請求項８】
前記クラック形成装置は、前記ガラスフィルムとの対向部に複数の突起を有する突起群が設けられた初期クラック形成部材と、該初期クラック形成部材を前記ガラスフィルムに対して接近及び離反移動可能に支持する支持手段とを備えることを特徴とする請求項６又は７に記載のガラスフィルムの製造装置。
【請求項１】
成形装置から引き出されて成形された帯状のガラスフィルムの長手方向端部に初期クラックを形成する初期クラック形成工程と、レーザー照射による局部加熱及び局部加熱後の冷却により発生する熱応力を利用して前記初期クラックを進展させることにより、前記ガラスフィルムを長手方向に沿って割断する割断工程とを含むガラスフィルムの製造方法において、
前記初期クラック形成工程では、前記ガラスフィルムの長手方向端部に、複数の初期クラックを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群を形成することを特徴とするガラスフィルムの製造方法。
【請求項２】
ガラスロールから引き出された帯状のガラスフィルムの長手方向端部に初期クラックを形成する初期クラック形成工程と、レーザー照射による局部加熱及び局部加熱後の冷却により発生する熱応力を利用して前記初期クラックを進展させることにより、前記ガラスフィルムを長手方向に沿って割断する割断工程とを含むガラスフィルムの製造方法において、
前記初期クラック形成工程では、前記ガラスフィルムの長手方向端部に、複数の初期クラックを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群を形成することを特徴とするガラスフィルムの製造方法。
【請求項３】
複数の突起を有する突起群を前記ガラスフィルムの長手方向端部に押し付けることにより、前記初期クラック群を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のガラスフィルムの製造方法。
【請求項４】
前記ガラスフィルムの少なくとも長手方向端部を弾性部材で支持した状態で、前記ガラスフィルムの長手方向端部に前記突起群を押し付けることを特徴とする請求項３に記載のガラスフィルムの製造方法。
【請求項５】
前記ガラスフィルムの長手方向端部に対する前記突起群の押し付けを、複数回行うことを特徴とする請求項３又は４に記載のガラスフィルムの製造方法。
【請求項６】
成形装置から引き出されて成形された帯状のガラスフィルムの長手方向端部に初期クラックを形成するクラック形成装置と、該クラック形成装置の下流側に設けられ、レーザー照射による局部加熱及び局部加熱後の冷却により発生する熱応力を利用して前記初期クラックを進展させることにより、前記ガラスフィルムを長手方向に沿って割断する割断装置とを備えたガラスフィルムの製造装置であって、
前記クラック形成装置は、前記ガラスフィルムの長手方向端部に、複数の初期クラックを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群を形成するように構成されていることを特徴とするガラスフィルムの製造装置。
【請求項７】
ガラスロールから引き出された帯状のガラスフィルムの長手方向端部に初期クラックを形成するクラック形成装置と、該クラック形成装置の下流側に設けられ、レーザー照射による局部加熱及び局部加熱後の冷却により発生する熱応力を利用して前記初期クラックを進展させることにより、前記ガラスフィルムを長手方向に沿って割断する割断装置とを備えたガラスフィルムの製造装置であって、
前記クラック形成装置は、前記ガラスフィルムの長手方向端部に、複数の初期クラックを幅方向に集合して配置させてなる初期クラック群を形成するように構成されていることを特徴とするガラスフィルムの製造装置。
【請求項８】
前記クラック形成装置は、前記ガラスフィルムとの対向部に複数の突起を有する突起群が設けられた初期クラック形成部材と、該初期クラック形成部材を前記ガラスフィルムに対して接近及び離反移動可能に支持する支持手段とを備えることを特徴とする請求項６又は７に記載のガラスフィルムの製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−４６４００（Ｐ２０１２−４６４００Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９２４６８（Ｐ２０１０−１９２４６８）
【出願日】平成２２年８月３０日（２０１０．８．３０）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３０日（２０１０．８．３０）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
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