強化ガラス板切断用保持具及び強化ガラス板の切断方法
【課題】強化ガラス板を内部加熱切断した際に、切断面に形成される突出部が欠けるのを抑制すること。
【解決手段】本発明の第１の態様に係る強化ガラス板切断用保持具１００は、強化ガラス板１０を内部加熱切断するために、強化ガラス板１０を保持するものである。台座本体１０１と、台座本体１０１上に形成され、載置される強化ガラス板１０と接触する接触部材１０２と、を備える。接触部材１０２は、強化ガラス板１０と密着し、かつ、切断された強化ガラス板１０同士の接触圧力を緩和するように変形可能であることを特徴とする。
【解決手段】本発明の第１の態様に係る強化ガラス板切断用保持具１００は、強化ガラス板１０を内部加熱切断するために、強化ガラス板１０を保持するものである。台座本体１０１と、台座本体１０１上に形成され、載置される強化ガラス板１０と接触する接触部材１０２と、を備える。接触部材１０２は、強化ガラス板１０と密着し、かつ、切断された強化ガラス板１０同士の接触圧力を緩和するように変形可能であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は強化ガラス板切断用保持具及び強化ガラス板の切断方法に関し、特に強化ガラス板をレーザやプラズマを利用して切断する際に当該強化ガラス板を保持する強化ガラス板切断用保持具及びこれを用いた強化ガラス板の切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Data Assistance）などの携帯機器では、ディスプレイのカバーや基板にガラス板が使用されている。携帯機器における薄型化・軽量化の要求から、ガラス板についても強度の高い強化ガラス板を用いることにより、薄型化・軽量化が図られるようになってきた。
【０００３】
ところで、ガラス板の切断は、通常、ダイヤモンド等の硬質のローラやチップにより、主面に機械的にスクライブ線を導入し、当該スクライブ線に沿って折曲力を加えることによりなされる。このような手法では、スクライブ線の導入により、ガラス板の切断端面に多数の微細クラックが導入されることになる。従って、強化ガラス板であるにもかかわらず、切断端部に充分な強度が得られないという問題があった。
【０００４】
このような問題に対し、近年、レーザやプラズマによりガラス板の内部を加熱し、ガラス板の主面でなく端面に導入した初期クラックの伸展を制御することにより、ガラス板を切断する方法が開発された（以下、内部加熱切断と称す）。このような内部加熱切断では、従来のように、ガラス板の主面にスクライブ線を導入する必要がない。そのため、切断端面に上述の微細クラックが導入されることもなく、高強度のガラス板を得ることができる。特許文献１には、このように、レーザ光によりガラス板を切断する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１２６９７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明者は、強化ガラス板の内部加熱切断に関し、以下の課題を見出した。
図９に示すように、強化ガラス板１０の断面においては、表面層１３及び裏面層１５には圧縮応力が、中間層１７には引張応力が残留している。そのため、内部加熱切断後の切断端面１８の断面形状は、表面層１３及び裏面層１５が突出し、中間層１７は凹んだ状態となる。
【０００７】
ところで、強化ガラス板を内部加熱切断するには、テーブルなどの保持具にガラス板を載置・保持して切断する必要がある。ここで、保持具にガラス板が完全に拘束されていると、図１０に示すように、切断後に切断端面１８の突出部同士がぶつかり合うことにより接触圧力が大きくなり、当該突出部が欠けるおそれがあった。
【０００８】
本発明は、上記を鑑みなされたものであって、強化ガラス板を内部加熱切断した際に、切断面に形成される突出部が欠けるのを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の態様１に係る強化ガラス板切断用保持具は、強化ガラス板を内部加熱切断するために、当該強化ガラス板を保持するものであって、台座本体と、前記台座本体上に形成され、載置される強化ガラス板と接触する接触部材と、を備え、前記接触部材は、前記強化ガラス板と密着し、かつ、切断された強化ガラス板同士の接触圧力を緩和するように変形可能であることを特徴とするものである。これにより、強化ガラス板を内部加熱切断した際に、切断面に形成される突出部が欠けるのを抑制することができる。
【００１０】
本発明の態様２に係る強化ガラス板切断用保持具は、上記発明の態様１において、前記接触部材が、多孔質樹脂材料からなることを特徴とするものである。これにより、強化ガラス板を内部加熱切断した際に、切断面に形成される突出部が欠けるのを確実に抑制することができる。
【００１１】
本発明の態様３に係る強化ガラス板切断用保持具は、上記発明の態様２において、前記接触部材が、多孔質超高分子ポリエチレンからなることを特徴とするものである。これにより、強化ガラス板を内部加熱切断した際に、切断面に形成される突出部が欠けるのをより確実に抑制することができる。
【００１２】
本発明の態様４に係る強化ガラス板の切断方法は、強化ガラス板に初期クラックを導入するステップと、前記強化ガラス板を強化ガラス板切断用保持具に載置するステップと、前記強化ガラス板の内部を加熱することにより、前記初期クラックを伸展させ、当該強化ガラス板を切断するステップと、を備え、前記強化ガラス板切断用保持具に、前記強化ガラス板と密着し、かつ、切断された前記強化ガラス板同士の接触圧力を緩和するように変形可能な接触部材が設けられていることを特徴とするものである。これにより、内部加熱切断後に切断面に形成される突出部が欠けるのを抑制することができる。
【００１３】
本発明の態様５に係る強化ガラス板の切断方法は、上記発明の態様４において、前記接触部材が、多孔質樹脂材料からなることを特徴とするものである。これにより、内部加熱切断後に切断面に形成される突出部が欠けるのを確実に抑制することができる。
【００１４】
本発明の態様６に係る強化ガラス板の切断方法は、上記発明の態様５において、前記接触部材が、多孔質超高分子ポリエチレンからなることを特徴とするものである。これにより、内部加熱切断後に切断面に形成される突出部が欠けるのをより確実に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、強化ガラス板を内部加熱切断した際に、切断面に形成される突出部が欠けるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具１００の平面図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図２Ａ】本発明の第１の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具１００の切断前の断面図である。
【図２Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具１００の切断後の断面図である。
【図３】強化ガラス板の切断方法を説明するための斜視図である。
【図４】レーザ光を照射する前の強化ガラス板の断面図である。
【図５】レーザ光を照射する前の強化ガラス板の残留応力の分布を示す模式図である。
【図６】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図７】図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図８Ａ】本発明の第２の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具２００の平面図である。
【図８Ｂ】図８ＡのＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図９】発明が解決しようとする課題を説明するための図である。
【図１０】発明が解決しようとする課題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１８】
（実施の形態１）
図１Ａ、１Ｂを参照して、本発明の第１の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具について説明する。図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具１００の平面図である。図１Ｂは、図１ＡのＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【００１９】
図１Ａに示すように、強化ガラス板切断用保持具１００は、切断用のレーザ光が透過するための貫通孔１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを備える。図１Ａに示すように、強化ガラス板１０の切断予定線３１ａ、３１ｂ、３１ｃが、強化ガラス板切断用保持具１００の貫通孔１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃに合うように、強化ガラス板１０が強化ガラス板切断用保持具１００上に載置される。図１Ａの例では、１枚の強化ガラス板１０が４つに分断される。図１Ａの例では、３つの貫通孔１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃが設けられているが、当然のことながら、貫通孔の個数は、適宜決定されるものであって、限定されない。
【００２０】
次に、図１Ｂに示すように、強化ガラス板切断用保持具１００は、台座本体１０１と、接触部材１０２とから構成されている。
台座本体１０１は、例えば真空吸着テーブルである。また、台座本体１０１は、例えば金属やエンジニアリングプラスチックなどの硬質材料からなる。接触部材１０２を介して強化ガラス板１０の全体を真空吸着するために、台座本体１０１内部には、真空経路１０１ａが分岐して形成されている。
接触部材１０２は、台座本体１０１上に形成され、載置される強化ガラス板１０と接触する。接触部材１０２は、例えば多孔質超高分子ポリエチレンなどの多孔質樹脂材料からなる。強化ガラス板１０を真空吸着するために多孔質である必要がある。
【００２１】
次に、図２Ａ、２Ｂを参照して、本発明の第１の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具の効果について説明する。図２Ａは、本発明の第１の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具１００の切断前の断面図である。図２Ｂは、本発明の第１の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具１００の切断後の断面図である。
【００２２】
図９を用いて説明したように、レーザ光２０により切断されると、強化ガラス板１０の表面及び裏面近傍が突出する。この様子が図２Ｂに示されている。そのため、分断された強化ガラス板１０同士が押し合うことになる。
【００２３】
ここで、本発明の第１の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具１００では、接触部材１０２が変形することにより、真空吸着により分断された強化ガラス板１０を保持しつつ、両者の接触圧力を緩和することができる。従って、強化ガラス板１０を内部加熱切断した際に、切断面に形成される突出部が欠けるのを抑制することができる。
【００２４】
なお、接触部材１０２の材質は、強化ガラス板１０と密着可能であって、かつ、強化ガラス板１０同士の接触圧力により変形可能なものであれば、特に樹脂材料に限定されない。ここで、密着とは、強化ガラス板１０が接触部材１０２上を滑らないことを意味するものとする。一方、台座本体１０１の材質は、強化ガラス板１０同士の接触圧力により変形しないものであれば、特に金属材料に限定されない。
【００２５】
このように、本発明の第１の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具は、内部加熱切断した際に、切断面に形成される突出部の接触圧力を緩和する接触部材１０２を備えている。そのため、切断面に形成される突出部が欠けるのを抑制することができる。
【００２６】
次に、図３〜７を参照して、強化ガラス板の切断方法について説明する。図３は、強化ガラス板の切断方法を説明するための斜視図である。図３に示すように、強化ガラス板１０の表面１２にレーザ光２０を照射し、強化ガラス板１０の表面１２上で、レーザ光２０の照射領域２２を移動させることで、強化ガラス板１０に応力を印加して、強化ガラス板１０を切断する。
【００２７】
強化ガラス板１０は、例えば風冷強化法や化学強化法などで作製される。強化用のガラスの種類は、用途に応じて選択される。例えば、自動車用窓ガラスや建築用窓ガラス、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）用のガラス基板、カバーガラスの場合、強化用のガラスとしては、ソーダライムガラスが用いられる。また、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）用のガラス基板の場合、強化用のガラスとしては、アルカリ金属元素を実質的に含まない無アルカリガラスが用いられる。
【００２８】
風冷強化法は、軟化点付近の温度のガラスを表面及び裏面から急冷し、ガラスの表面及び裏面と内部との間に温度差をつけることで、圧縮応力が残留する表面層及び裏面層を形成する。風冷強化法は、厚いガラスを強化するのに好適である。
【００２９】
化学強化法は、ガラスの表面及び裏面をイオン交換し、ガラスに含まれる小さなイオン半径のイオン（例えば、Ｌｉイオン、Ｎａイオン）を、大きなイオン半径のイオン（例えば、Ｋイオン）に置換することで、圧縮応力が残留する表面層及び裏面層を形成する。化学強化法は、アルカリ金属元素を含むソーダライムガラスを強化するのに好適である。
【００３０】
図４は、レーザ光を照射する前の強化ガラス板の断面図である。図４において、矢印の方向は、残留応力の作用方向を示し、矢印の大きさは、応力の大きさを示す。図４に示すように、強化ガラス板１０は、表面層１３及び裏面層１５と、表面層１３と裏面層１５との間に設けられた中間層１７とを有する。表面層１３及び裏面層１５には、上記風冷強化法や化学強化法により圧縮応力が残留している。また、その反作用として、中間層１７には引張応力が残留している。
【００３１】
図５は、レーザ光を照射する前の強化ガラス板の残留応力の分布を示す模式図である。
図５に示すように、表面層１３及び裏面層１５に残留する圧縮応力（＞０）は、強化ガラス板１０の表面１２及び裏面１４から内部に向けて徐々に小さくなる傾向がある。また、中間層１７に残留する引張応力（＞０）は、ガラスの内部から表面１２及び裏面１４に向けて徐々に小さくなる傾向がある。
【００３２】
図５において、ＣＳは表面層１３や裏面層１５における最大残留圧縮応力（表面圧縮応力）（＞０）、ＣＴは中間層１７における内部残留引張応力（中間層１７の残留引張応力の平均値）（＞０）、ＤＯＬは表面層１３や裏面層１５の厚さをそれぞれ示す。ＣＳやＣＴ、ＤＯＬは、強化処理条件で調節可能である。例えば、ＣＳやＣＴ、ＤＯＬは、風冷強下法の場合、ガラスの冷却速度などで調節可能である。また、ＣＳやＣＴ、ＤＯＬは、化学強化法の場合、ガラスを処理液（例えば、ＫＮＯ３溶融塩）に浸漬してイオン交換するので、処理液の濃度や温度、浸漬時間などで調節可能である。なお、本実施形態の表面層１３及び裏面層１５は、同じ厚さ、同じ最大残留圧縮応力を有するが、異なる厚さを有してもよいし、異なる最大残留圧縮応力を有してもよい。
【００３３】
強化ガラス板１０の端部には、切断開始位置に、初期クラックが予め形成されている。初期クラックの形成方法は、一般的な方法であって良く、例えばカッタやヤスリ、レーザで形成される。なお、上述の通り、レーザやプラズマを用いた内部加熱切断では、強化ガラス板１０の表面１２に、切断予定線に沿ったスクライブ線（溝線）を形成する必要がない。
【００３４】
強化ガラス板１０の表面１２上において、レーザ光２０の照射領域２２は、強化ガラス板１０の端部から内側に向けて、切断予定線に沿って、直線状や曲線状に移動される。これによって、強化ガラス板１０の端部から内側に向けてクラック３０（図３参照）を伸展させ、強化ガラス板１０を切断する。
【００３５】
強化ガラス板１０の表面１２上において、レーザ光２０の照射領域２２を移動させるため、強化ガラス板１０を保持する保持具１００（図１参照）を、移動または回転してもよいし、レーザ光２０の光源を移動してもよい。また、レーザ光２０の経路の途中に設けられるミラーを回転してもよい。
【００３６】
強化ガラス板１０の表面１２上において、レーザ光２０の照射領域２２は、例えば図３に示すように、円状に形成されているが、矩形状や楕円状などであってもよく、その形状に制限はない。
【００３７】
強化ガラス板１０の表面１２上において、レーザ光２０の照射領域２２は、強化ガラス板１０の厚さや、最大残留圧縮応力（ＣＳ）、内部残留引張応力（ＣＴ）、表面層１３や裏面層１５の厚さ（ＤＯＬ）、レーザ光２０の光源の出力などに応じた速度で移動される。
【００３８】
レーザ光２０の光源としては、特に限定されないが、例えば、ＵＶレーザ（波長：３５５ｎｍ）、グリーンレーザ（波長：５３２ｎｍ）、半導体レーザ（波長：８０８ｎｍ、９４０ｎｍ、９７５ｎｍ）、ファイバーレーザ（波長：１０６０〜１１００ｎｍ）、ＹＡＧレーザ（波長：１０６４ｎｍ、２０８０ｎｍ、２９４０ｎｍ）などが挙げられる。レーザ光２０の発振方式に制限はなく、レーザ光を連続発振するＣＷレーザ、レーザ光を断続発振するパルスレーザのいずれも使用可能である。また、レーザ光２０の強度分布に制限はなく、ガウシアン型であっても、トップハット型であってもよい。
【００３９】
光源から出射されたレーザ光２０は、集光レンズなどで集光され、強化ガラス板１０の表面１２に結像される。レーザ光２０の集光位置は、強化ガラス板１０の表面１２を基準として、レーザ光源側であってもよいし、裏面１４側であってもよい。また、加熱温度が高くなりすぎない、すなわち徐冷点以下を保てる集光面積であれば、レーザ光２０の集光位置は強化ガラス板１０中であってもよい。
【００４０】
レーザ光２０の光軸は、強化ガラス板１０の表面１２において、例えば図３に示すように表面１２と直交していてもよいし、表面１２と斜めに交わっていてもよい。
【００４１】
本実施形態に係る切断方法では、レーザ光２０に対する強化ガラス板１０の吸収係数をα（ｃｍ−１）とし、強化ガラス板１０の厚さをｔ（ｃｍ）とした場合、０＜α×ｔ≦３．０を満たすようにする。この条件で、レーザ光２０の照射領域２２における中間層１７を徐冷点以下の温度で加熱することによって、中間層１７の残留引張応力によって強化ガラス板１０に生じるクラック３０の伸展を制御して、残留引張応力によるクラック３０によって強化ガラス板１０を切断することが可能となる。なお、中間層１７を徐冷点以下の温度で加熱するのは、徐冷点を超えて加熱すると、レーザ光が通過する短時間でもガラスが高温となり粘性流動が発生しやすい状態となるため、この粘性流動によりレーザ光によって発生させた圧縮応力が緩和されるからである。
【００４２】
強化ガラス板１０に入射する前のレーザ光２０の強度をＩ０とし、強化ガラス板１０中を距離Ｌ（ｃｍ）だけ移動したときのレーザ光２０の強度をＩとすると、Ｉ＝Ｉ０×ｅｘｐ（−α×Ｌ）の式が成立する。この式は、ランベルト・ベールの法則と呼ばれるものである。
０＜α×ｔ≦３．０とすることで、レーザ光２０が、強化ガラス板１０の表面で吸収されずに内部にまで到達するようになるため、強化ガラス板１０の内部を十分に加熱できる。その結果、強化ガラス板１０に生じる応力は、図４に示す状態から、図６や図７に示す状態に変化する。
【００４３】
図６は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面図であって、レーザ光の照射領域を含む断面図である。図７は、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図であって、図６に示す断面よりも後方の断面である。ここで、「後方」とは、レーザ光２０の走査方向後方を意味する。図６及び図７において、矢印の方向は、応力の作用方向を示し、矢印の長さは、応力の大きさを示す。
【００４４】
レーザ光２０の照射領域２２における中間層１７では、レーザ光２０の強度が十分に高いので、温度が周辺に比べて高くなり、図４に示す残留引張応力よりも小さい引張応力、または、圧縮応力が生じる。残留引張応力よりも小さい引張応力、または、圧縮応力が生じている部分では、クラック３０の伸展が抑制される。クラック３０の伸展を確実に抑制するため、図６に示すように、中間層１７に圧縮応力が生じていることが好ましい。
なお、レーザ光２０の照射領域２２における表面層１３や裏面層１５では、図４に示す残留圧縮応力よりも大きい圧縮応力が生じているので、クラック３０の伸展が抑制されている。
【００４５】
図６に示す圧縮応力との釣り合いのため、図６に示す断面よりも後方の断面では、図７に示すように、中間層１７に引張応力が生じる。この引張応力は、図４に示す残留引張応力よりも大きく、引張応力が所定値に達している部分に、クラック３０が形成される。クラック３０は強化ガラス板１０の表面１２から裏面１４まで貫通しており、いわゆるフルカット切断である。
【００４６】
この状態で、レーザ光２０の照射領域２２を移動させると、強化ガラス板１０の内部において、照射領域２２の位置が前述したように図６のような応力分布になっているため、クラック３０が切断予定線から外れて自走するようなことはなく、照射領域２２の位置に追従するようにクラック３０の先端位置が移動する。従って、レーザ光２０によってクラック３０の伸展を制御できる。
【００４７】
このように、０＜α×ｔ≦３．０とすることで、強化ガラス板１０において、レーザ光２０によってクラック３０の伸展を制御できる。そして、照射領域２２の直後をクラック３０が伸展するため、切断線が照射領域２２の移動軌跡どおりに形成されるため、切断精度を向上できる。なお、クラック３０の先端は、照射領域２２の直後を追従するのでなく、照射領域２２と重なって追従してもよい。クラック３０の先端が照射領域２２に近いほど、または重なっていることが切断精度をより向上させる。
【００４８】
ガラスは、用途によっては、高い透明度が要求されるので、使用レーザ波長が可視光の波長領域に近い場合はα×ｔは０に近いほど良い。しかし、α×ｔは、小さ過ぎると吸収効率が悪くなるので、好ましくは０．０００５以上（レーザ光吸収率０．０５％以上）、より好ましくは０．００２以上（レーザ光吸収率０．２％以上）、さらに好ましくは０．００４以上（レーザ光吸収率０．４％以上）である。
【００４９】
ガラスは、用途によっては、逆に低い透明度が要求されるので、使用レーザ波長が可視光の波長領域に近い場合はα×ｔは大きいほど良い。しかし、α×ｔが大き過ぎるとレーザ光の表面吸収が大きくなるのでクラック伸展を制御できなくなる。このため、α×ｔは、好ましくは３．０以下（レーザ光吸収率９５％以下）、より好ましくは０．１以下（レーザ光吸収率１０％以下）、さらに好ましくは０．０２以下（レーザ光吸収率２％以下）である。
【００５０】
ところで、中間層１７の内部残留引張応力（ＣＴ）が３０ＭＰａ以上になると、中間層１７の残留引張応力のみで、強化ガラス板１０に形成されたクラックが自然に伸展する（自走する）ことが分かっている。そこで、切断に使用される引張応力のうち、中間層１７の残留引張応力が、レーザ光２０によって発生する引張応力よりも支配的となるように、内部残留引張応力（ＣＴ）は、１５ＭＰａ以上であることが好ましい。これによって、強化ガラス板１０の内部において、引張応力が所定値に達する位置、即ち、クラック３０の先端位置と、レーザ光２０の位置との間の距離が十分に短くなるので、切断精度を向上できる。
【００５１】
中間層１７の内部残留引張応力（ＣＴ）は、より好ましくは３０ＭＰａ以上、さらに好ましくは４０ＭＰａ以上である。内部残留引張応力（ＣＴ）が３０ＭＰａ以上であると、切断に使用される引張応力は中間層１７の残留引張応力のみとなり、切断線の軌跡精度をさらに向上できる。
【００５２】
吸収係数（α）は、レーザ光２０の波長、強化ガラス板１０のガラス組成などで定まる。例えば、強化ガラス板１０中の酸化鉄（ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４を含む）の含有量、酸化コバルト（ＣｏＯ、Ｃｏ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４を含む）の含有量、酸化銅（ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏを含む）の含有量が多くなるほど、１０００ｎｍ付近の近赤外線波長領域での吸収係数（α）が大きくなる。さらに、強化ガラス板１０中の希土類元素（例えばＹｂ）の酸化物の含有量が多くなるほど、希土類原子の吸収波長付近で吸収係数（α）が大きくなる。
【００５３】
１０００ｎｍ付近の近赤外線波長領域での吸収係数（α）は、用途に応じて設定される。例えば、自動車用窓ガラスの場合、吸収係数（α）は３ｃｍ−１以下であることが好ましい。また、建築用窓ガラスの場合、吸収係数（α）は０．６ｃｍ−１以下であることが好ましい。また、ディスプレイ用ガラスの場合、吸収係数（α）は０．２ｃｍ−１以下であることが好ましい。
【００５４】
レーザ光２０の波長は、２５０〜５０００ｎｍであることが好ましい。レーザ光２０の波長を２５０〜５０００ｎｍとすることで、レーザ光２０の透過率と、レーザ光２０による加熱効率とを両立できる。レーザ光２０の波長は、より好ましくは３００〜４０００ｎｍ、さらに好ましくは８００〜３０００ｎｍである。
【００５５】
強化ガラス板１０中の酸化鉄の含有量は、強化ガラス板１０を構成するガラスの種類によるが、ソーダライムガラスの場合、例えば０．０２〜１．０質量％である。この範囲で、酸化鉄の含有量を調節することで、１０００ｎｍ付近の近赤外線波長領域でのα×ｔを所望の範囲に調節可能である。酸化鉄の含有量を調節する代わりに、酸化コバルトや酸化銅、希土類元素の酸化物の含有量を調節してもよい。
【００５６】
強化ガラス板１０の厚さ（ｔ）は、用途に応じて設定されるが、０．０１〜０．２ｃｍであることが好ましい。化学強化ガラスの場合、厚さ（ｔ）を０．２ｃｍ以下とすることで、内部残留引張応力（ＣＴ）を十分に高めることができる。一方、厚さ（ｔ）が０．０１ｃｍ未満になると、ガラスに化学強化処理を施すことが難しい。厚さ（ｔ）は、より好ましくは０．０３〜０．１５ｃｍ、さらに好ましくは０．０５〜０．１５ｃｍである。
【００５７】
（実施の形態２）
図８Ａ、８Ｂを参照して、本発明の第２の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具について説明する。図８Ａは、本発明の第２の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具２００の平面図である。図８Ｂは、図８ＡのＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【００５８】
図８Ａに示すように、強化ガラス板切断用保持具２００は、４つのブロックＢ１〜Ｂ４を備える。図８Ａに示すように、強化ガラス板１０は、切断予定線３１ａ、３１ｂ、３１ｃが、４つのブロックＢ１〜Ｂ４の隙間に位置するように、強化ガラス板切断用保持具２００上に載置される。図８Ａの例では、１枚の強化ガラス板１０が４つに分断される。図８Ａの例では、強化ガラス板切断用保持具２００が４つのブロックＢ１〜Ｂ４に分割されているが、当然のことながら、ブロック数は、適宜決定されるものであって、限定されない。
【００５９】
次に、図８Ｂに示すように、強化ガラス板切断用保持具２００は、実施の形態１と同様に、台座本体２０１と、接触部材２０２とから構成されている。その他の構成も実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。本実施の形態に係る強化ガラス板切断用保持具２００によっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、レーザ光による切断に限らず、強化ガラス板を内部加熱切断するのであれば、本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１０ 強化ガラス板
１２ 表面
１３ 表面層
１４ 裏面
１５ 裏面層
１７ 中間層
１８ 切断端面
２０ レーザ光
２２ 照射領域
３０ クラック
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ 切断予定線
１００、２００ 強化ガラス板切断用保持具
１０１、２０１ 台座本体
１０１ａ 真空経路
１０２、２０２ 接触部材
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ 貫通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は強化ガラス板切断用保持具及び強化ガラス板の切断方法に関し、特に強化ガラス板をレーザやプラズマを利用して切断する際に当該強化ガラス板を保持する強化ガラス板切断用保持具及びこれを用いた強化ガラス板の切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Data Assistance）などの携帯機器では、ディスプレイのカバーや基板にガラス板が使用されている。携帯機器における薄型化・軽量化の要求から、ガラス板についても強度の高い強化ガラス板を用いることにより、薄型化・軽量化が図られるようになってきた。
【０００３】
ところで、ガラス板の切断は、通常、ダイヤモンド等の硬質のローラやチップにより、主面に機械的にスクライブ線を導入し、当該スクライブ線に沿って折曲力を加えることによりなされる。このような手法では、スクライブ線の導入により、ガラス板の切断端面に多数の微細クラックが導入されることになる。従って、強化ガラス板であるにもかかわらず、切断端部に充分な強度が得られないという問題があった。
【０００４】
このような問題に対し、近年、レーザやプラズマによりガラス板の内部を加熱し、ガラス板の主面でなく端面に導入した初期クラックの伸展を制御することにより、ガラス板を切断する方法が開発された（以下、内部加熱切断と称す）。このような内部加熱切断では、従来のように、ガラス板の主面にスクライブ線を導入する必要がない。そのため、切断端面に上述の微細クラックが導入されることもなく、高強度のガラス板を得ることができる。特許文献１には、このように、レーザ光によりガラス板を切断する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１２６９７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明者は、強化ガラス板の内部加熱切断に関し、以下の課題を見出した。
図９に示すように、強化ガラス板１０の断面においては、表面層１３及び裏面層１５には圧縮応力が、中間層１７には引張応力が残留している。そのため、内部加熱切断後の切断端面１８の断面形状は、表面層１３及び裏面層１５が突出し、中間層１７は凹んだ状態となる。
【０００７】
ところで、強化ガラス板を内部加熱切断するには、テーブルなどの保持具にガラス板を載置・保持して切断する必要がある。ここで、保持具にガラス板が完全に拘束されていると、図１０に示すように、切断後に切断端面１８の突出部同士がぶつかり合うことにより接触圧力が大きくなり、当該突出部が欠けるおそれがあった。
【０００８】
本発明は、上記を鑑みなされたものであって、強化ガラス板を内部加熱切断した際に、切断面に形成される突出部が欠けるのを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の態様１に係る強化ガラス板切断用保持具は、強化ガラス板を内部加熱切断するために、当該強化ガラス板を保持するものであって、台座本体と、前記台座本体上に形成され、載置される強化ガラス板と接触する接触部材と、を備え、前記接触部材は、前記強化ガラス板と密着し、かつ、切断された強化ガラス板同士の接触圧力を緩和するように変形可能であることを特徴とするものである。これにより、強化ガラス板を内部加熱切断した際に、切断面に形成される突出部が欠けるのを抑制することができる。
【００１０】
本発明の態様２に係る強化ガラス板切断用保持具は、上記発明の態様１において、前記接触部材が、多孔質樹脂材料からなることを特徴とするものである。これにより、強化ガラス板を内部加熱切断した際に、切断面に形成される突出部が欠けるのを確実に抑制することができる。
【００１１】
本発明の態様３に係る強化ガラス板切断用保持具は、上記発明の態様２において、前記接触部材が、多孔質超高分子ポリエチレンからなることを特徴とするものである。これにより、強化ガラス板を内部加熱切断した際に、切断面に形成される突出部が欠けるのをより確実に抑制することができる。
【００１２】
本発明の態様４に係る強化ガラス板の切断方法は、強化ガラス板に初期クラックを導入するステップと、前記強化ガラス板を強化ガラス板切断用保持具に載置するステップと、前記強化ガラス板の内部を加熱することにより、前記初期クラックを伸展させ、当該強化ガラス板を切断するステップと、を備え、前記強化ガラス板切断用保持具に、前記強化ガラス板と密着し、かつ、切断された前記強化ガラス板同士の接触圧力を緩和するように変形可能な接触部材が設けられていることを特徴とするものである。これにより、内部加熱切断後に切断面に形成される突出部が欠けるのを抑制することができる。
【００１３】
本発明の態様５に係る強化ガラス板の切断方法は、上記発明の態様４において、前記接触部材が、多孔質樹脂材料からなることを特徴とするものである。これにより、内部加熱切断後に切断面に形成される突出部が欠けるのを確実に抑制することができる。
【００１４】
本発明の態様６に係る強化ガラス板の切断方法は、上記発明の態様５において、前記接触部材が、多孔質超高分子ポリエチレンからなることを特徴とするものである。これにより、内部加熱切断後に切断面に形成される突出部が欠けるのをより確実に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、強化ガラス板を内部加熱切断した際に、切断面に形成される突出部が欠けるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具１００の平面図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図２Ａ】本発明の第１の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具１００の切断前の断面図である。
【図２Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具１００の切断後の断面図である。
【図３】強化ガラス板の切断方法を説明するための斜視図である。
【図４】レーザ光を照射する前の強化ガラス板の断面図である。
【図５】レーザ光を照射する前の強化ガラス板の残留応力の分布を示す模式図である。
【図６】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図７】図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図８Ａ】本発明の第２の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具２００の平面図である。
【図８Ｂ】図８ＡのＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図９】発明が解決しようとする課題を説明するための図である。
【図１０】発明が解決しようとする課題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１８】
（実施の形態１）
図１Ａ、１Ｂを参照して、本発明の第１の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具について説明する。図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具１００の平面図である。図１Ｂは、図１ＡのＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【００１９】
図１Ａに示すように、強化ガラス板切断用保持具１００は、切断用のレーザ光が透過するための貫通孔１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを備える。図１Ａに示すように、強化ガラス板１０の切断予定線３１ａ、３１ｂ、３１ｃが、強化ガラス板切断用保持具１００の貫通孔１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃに合うように、強化ガラス板１０が強化ガラス板切断用保持具１００上に載置される。図１Ａの例では、１枚の強化ガラス板１０が４つに分断される。図１Ａの例では、３つの貫通孔１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃが設けられているが、当然のことながら、貫通孔の個数は、適宜決定されるものであって、限定されない。
【００２０】
次に、図１Ｂに示すように、強化ガラス板切断用保持具１００は、台座本体１０１と、接触部材１０２とから構成されている。
台座本体１０１は、例えば真空吸着テーブルである。また、台座本体１０１は、例えば金属やエンジニアリングプラスチックなどの硬質材料からなる。接触部材１０２を介して強化ガラス板１０の全体を真空吸着するために、台座本体１０１内部には、真空経路１０１ａが分岐して形成されている。
接触部材１０２は、台座本体１０１上に形成され、載置される強化ガラス板１０と接触する。接触部材１０２は、例えば多孔質超高分子ポリエチレンなどの多孔質樹脂材料からなる。強化ガラス板１０を真空吸着するために多孔質である必要がある。
【００２１】
次に、図２Ａ、２Ｂを参照して、本発明の第１の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具の効果について説明する。図２Ａは、本発明の第１の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具１００の切断前の断面図である。図２Ｂは、本発明の第１の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具１００の切断後の断面図である。
【００２２】
図９を用いて説明したように、レーザ光２０により切断されると、強化ガラス板１０の表面及び裏面近傍が突出する。この様子が図２Ｂに示されている。そのため、分断された強化ガラス板１０同士が押し合うことになる。
【００２３】
ここで、本発明の第１の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具１００では、接触部材１０２が変形することにより、真空吸着により分断された強化ガラス板１０を保持しつつ、両者の接触圧力を緩和することができる。従って、強化ガラス板１０を内部加熱切断した際に、切断面に形成される突出部が欠けるのを抑制することができる。
【００２４】
なお、接触部材１０２の材質は、強化ガラス板１０と密着可能であって、かつ、強化ガラス板１０同士の接触圧力により変形可能なものであれば、特に樹脂材料に限定されない。ここで、密着とは、強化ガラス板１０が接触部材１０２上を滑らないことを意味するものとする。一方、台座本体１０１の材質は、強化ガラス板１０同士の接触圧力により変形しないものであれば、特に金属材料に限定されない。
【００２５】
このように、本発明の第１の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具は、内部加熱切断した際に、切断面に形成される突出部の接触圧力を緩和する接触部材１０２を備えている。そのため、切断面に形成される突出部が欠けるのを抑制することができる。
【００２６】
次に、図３〜７を参照して、強化ガラス板の切断方法について説明する。図３は、強化ガラス板の切断方法を説明するための斜視図である。図３に示すように、強化ガラス板１０の表面１２にレーザ光２０を照射し、強化ガラス板１０の表面１２上で、レーザ光２０の照射領域２２を移動させることで、強化ガラス板１０に応力を印加して、強化ガラス板１０を切断する。
【００２７】
強化ガラス板１０は、例えば風冷強化法や化学強化法などで作製される。強化用のガラスの種類は、用途に応じて選択される。例えば、自動車用窓ガラスや建築用窓ガラス、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）用のガラス基板、カバーガラスの場合、強化用のガラスとしては、ソーダライムガラスが用いられる。また、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）用のガラス基板の場合、強化用のガラスとしては、アルカリ金属元素を実質的に含まない無アルカリガラスが用いられる。
【００２８】
風冷強化法は、軟化点付近の温度のガラスを表面及び裏面から急冷し、ガラスの表面及び裏面と内部との間に温度差をつけることで、圧縮応力が残留する表面層及び裏面層を形成する。風冷強化法は、厚いガラスを強化するのに好適である。
【００２９】
化学強化法は、ガラスの表面及び裏面をイオン交換し、ガラスに含まれる小さなイオン半径のイオン（例えば、Ｌｉイオン、Ｎａイオン）を、大きなイオン半径のイオン（例えば、Ｋイオン）に置換することで、圧縮応力が残留する表面層及び裏面層を形成する。化学強化法は、アルカリ金属元素を含むソーダライムガラスを強化するのに好適である。
【００３０】
図４は、レーザ光を照射する前の強化ガラス板の断面図である。図４において、矢印の方向は、残留応力の作用方向を示し、矢印の大きさは、応力の大きさを示す。図４に示すように、強化ガラス板１０は、表面層１３及び裏面層１５と、表面層１３と裏面層１５との間に設けられた中間層１７とを有する。表面層１３及び裏面層１５には、上記風冷強化法や化学強化法により圧縮応力が残留している。また、その反作用として、中間層１７には引張応力が残留している。
【００３１】
図５は、レーザ光を照射する前の強化ガラス板の残留応力の分布を示す模式図である。
図５に示すように、表面層１３及び裏面層１５に残留する圧縮応力（＞０）は、強化ガラス板１０の表面１２及び裏面１４から内部に向けて徐々に小さくなる傾向がある。また、中間層１７に残留する引張応力（＞０）は、ガラスの内部から表面１２及び裏面１４に向けて徐々に小さくなる傾向がある。
【００３２】
図５において、ＣＳは表面層１３や裏面層１５における最大残留圧縮応力（表面圧縮応力）（＞０）、ＣＴは中間層１７における内部残留引張応力（中間層１７の残留引張応力の平均値）（＞０）、ＤＯＬは表面層１３や裏面層１５の厚さをそれぞれ示す。ＣＳやＣＴ、ＤＯＬは、強化処理条件で調節可能である。例えば、ＣＳやＣＴ、ＤＯＬは、風冷強下法の場合、ガラスの冷却速度などで調節可能である。また、ＣＳやＣＴ、ＤＯＬは、化学強化法の場合、ガラスを処理液（例えば、ＫＮＯ３溶融塩）に浸漬してイオン交換するので、処理液の濃度や温度、浸漬時間などで調節可能である。なお、本実施形態の表面層１３及び裏面層１５は、同じ厚さ、同じ最大残留圧縮応力を有するが、異なる厚さを有してもよいし、異なる最大残留圧縮応力を有してもよい。
【００３３】
強化ガラス板１０の端部には、切断開始位置に、初期クラックが予め形成されている。初期クラックの形成方法は、一般的な方法であって良く、例えばカッタやヤスリ、レーザで形成される。なお、上述の通り、レーザやプラズマを用いた内部加熱切断では、強化ガラス板１０の表面１２に、切断予定線に沿ったスクライブ線（溝線）を形成する必要がない。
【００３４】
強化ガラス板１０の表面１２上において、レーザ光２０の照射領域２２は、強化ガラス板１０の端部から内側に向けて、切断予定線に沿って、直線状や曲線状に移動される。これによって、強化ガラス板１０の端部から内側に向けてクラック３０（図３参照）を伸展させ、強化ガラス板１０を切断する。
【００３５】
強化ガラス板１０の表面１２上において、レーザ光２０の照射領域２２を移動させるため、強化ガラス板１０を保持する保持具１００（図１参照）を、移動または回転してもよいし、レーザ光２０の光源を移動してもよい。また、レーザ光２０の経路の途中に設けられるミラーを回転してもよい。
【００３６】
強化ガラス板１０の表面１２上において、レーザ光２０の照射領域２２は、例えば図３に示すように、円状に形成されているが、矩形状や楕円状などであってもよく、その形状に制限はない。
【００３７】
強化ガラス板１０の表面１２上において、レーザ光２０の照射領域２２は、強化ガラス板１０の厚さや、最大残留圧縮応力（ＣＳ）、内部残留引張応力（ＣＴ）、表面層１３や裏面層１５の厚さ（ＤＯＬ）、レーザ光２０の光源の出力などに応じた速度で移動される。
【００３８】
レーザ光２０の光源としては、特に限定されないが、例えば、ＵＶレーザ（波長：３５５ｎｍ）、グリーンレーザ（波長：５３２ｎｍ）、半導体レーザ（波長：８０８ｎｍ、９４０ｎｍ、９７５ｎｍ）、ファイバーレーザ（波長：１０６０〜１１００ｎｍ）、ＹＡＧレーザ（波長：１０６４ｎｍ、２０８０ｎｍ、２９４０ｎｍ）などが挙げられる。レーザ光２０の発振方式に制限はなく、レーザ光を連続発振するＣＷレーザ、レーザ光を断続発振するパルスレーザのいずれも使用可能である。また、レーザ光２０の強度分布に制限はなく、ガウシアン型であっても、トップハット型であってもよい。
【００３９】
光源から出射されたレーザ光２０は、集光レンズなどで集光され、強化ガラス板１０の表面１２に結像される。レーザ光２０の集光位置は、強化ガラス板１０の表面１２を基準として、レーザ光源側であってもよいし、裏面１４側であってもよい。また、加熱温度が高くなりすぎない、すなわち徐冷点以下を保てる集光面積であれば、レーザ光２０の集光位置は強化ガラス板１０中であってもよい。
【００４０】
レーザ光２０の光軸は、強化ガラス板１０の表面１２において、例えば図３に示すように表面１２と直交していてもよいし、表面１２と斜めに交わっていてもよい。
【００４１】
本実施形態に係る切断方法では、レーザ光２０に対する強化ガラス板１０の吸収係数をα（ｃｍ−１）とし、強化ガラス板１０の厚さをｔ（ｃｍ）とした場合、０＜α×ｔ≦３．０を満たすようにする。この条件で、レーザ光２０の照射領域２２における中間層１７を徐冷点以下の温度で加熱することによって、中間層１７の残留引張応力によって強化ガラス板１０に生じるクラック３０の伸展を制御して、残留引張応力によるクラック３０によって強化ガラス板１０を切断することが可能となる。なお、中間層１７を徐冷点以下の温度で加熱するのは、徐冷点を超えて加熱すると、レーザ光が通過する短時間でもガラスが高温となり粘性流動が発生しやすい状態となるため、この粘性流動によりレーザ光によって発生させた圧縮応力が緩和されるからである。
【００４２】
強化ガラス板１０に入射する前のレーザ光２０の強度をＩ０とし、強化ガラス板１０中を距離Ｌ（ｃｍ）だけ移動したときのレーザ光２０の強度をＩとすると、Ｉ＝Ｉ０×ｅｘｐ（−α×Ｌ）の式が成立する。この式は、ランベルト・ベールの法則と呼ばれるものである。
０＜α×ｔ≦３．０とすることで、レーザ光２０が、強化ガラス板１０の表面で吸収されずに内部にまで到達するようになるため、強化ガラス板１０の内部を十分に加熱できる。その結果、強化ガラス板１０に生じる応力は、図４に示す状態から、図６や図７に示す状態に変化する。
【００４３】
図６は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面図であって、レーザ光の照射領域を含む断面図である。図７は、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図であって、図６に示す断面よりも後方の断面である。ここで、「後方」とは、レーザ光２０の走査方向後方を意味する。図６及び図７において、矢印の方向は、応力の作用方向を示し、矢印の長さは、応力の大きさを示す。
【００４４】
レーザ光２０の照射領域２２における中間層１７では、レーザ光２０の強度が十分に高いので、温度が周辺に比べて高くなり、図４に示す残留引張応力よりも小さい引張応力、または、圧縮応力が生じる。残留引張応力よりも小さい引張応力、または、圧縮応力が生じている部分では、クラック３０の伸展が抑制される。クラック３０の伸展を確実に抑制するため、図６に示すように、中間層１７に圧縮応力が生じていることが好ましい。
なお、レーザ光２０の照射領域２２における表面層１３や裏面層１５では、図４に示す残留圧縮応力よりも大きい圧縮応力が生じているので、クラック３０の伸展が抑制されている。
【００４５】
図６に示す圧縮応力との釣り合いのため、図６に示す断面よりも後方の断面では、図７に示すように、中間層１７に引張応力が生じる。この引張応力は、図４に示す残留引張応力よりも大きく、引張応力が所定値に達している部分に、クラック３０が形成される。クラック３０は強化ガラス板１０の表面１２から裏面１４まで貫通しており、いわゆるフルカット切断である。
【００４６】
この状態で、レーザ光２０の照射領域２２を移動させると、強化ガラス板１０の内部において、照射領域２２の位置が前述したように図６のような応力分布になっているため、クラック３０が切断予定線から外れて自走するようなことはなく、照射領域２２の位置に追従するようにクラック３０の先端位置が移動する。従って、レーザ光２０によってクラック３０の伸展を制御できる。
【００４７】
このように、０＜α×ｔ≦３．０とすることで、強化ガラス板１０において、レーザ光２０によってクラック３０の伸展を制御できる。そして、照射領域２２の直後をクラック３０が伸展するため、切断線が照射領域２２の移動軌跡どおりに形成されるため、切断精度を向上できる。なお、クラック３０の先端は、照射領域２２の直後を追従するのでなく、照射領域２２と重なって追従してもよい。クラック３０の先端が照射領域２２に近いほど、または重なっていることが切断精度をより向上させる。
【００４８】
ガラスは、用途によっては、高い透明度が要求されるので、使用レーザ波長が可視光の波長領域に近い場合はα×ｔは０に近いほど良い。しかし、α×ｔは、小さ過ぎると吸収効率が悪くなるので、好ましくは０．０００５以上（レーザ光吸収率０．０５％以上）、より好ましくは０．００２以上（レーザ光吸収率０．２％以上）、さらに好ましくは０．００４以上（レーザ光吸収率０．４％以上）である。
【００４９】
ガラスは、用途によっては、逆に低い透明度が要求されるので、使用レーザ波長が可視光の波長領域に近い場合はα×ｔは大きいほど良い。しかし、α×ｔが大き過ぎるとレーザ光の表面吸収が大きくなるのでクラック伸展を制御できなくなる。このため、α×ｔは、好ましくは３．０以下（レーザ光吸収率９５％以下）、より好ましくは０．１以下（レーザ光吸収率１０％以下）、さらに好ましくは０．０２以下（レーザ光吸収率２％以下）である。
【００５０】
ところで、中間層１７の内部残留引張応力（ＣＴ）が３０ＭＰａ以上になると、中間層１７の残留引張応力のみで、強化ガラス板１０に形成されたクラックが自然に伸展する（自走する）ことが分かっている。そこで、切断に使用される引張応力のうち、中間層１７の残留引張応力が、レーザ光２０によって発生する引張応力よりも支配的となるように、内部残留引張応力（ＣＴ）は、１５ＭＰａ以上であることが好ましい。これによって、強化ガラス板１０の内部において、引張応力が所定値に達する位置、即ち、クラック３０の先端位置と、レーザ光２０の位置との間の距離が十分に短くなるので、切断精度を向上できる。
【００５１】
中間層１７の内部残留引張応力（ＣＴ）は、より好ましくは３０ＭＰａ以上、さらに好ましくは４０ＭＰａ以上である。内部残留引張応力（ＣＴ）が３０ＭＰａ以上であると、切断に使用される引張応力は中間層１７の残留引張応力のみとなり、切断線の軌跡精度をさらに向上できる。
【００５２】
吸収係数（α）は、レーザ光２０の波長、強化ガラス板１０のガラス組成などで定まる。例えば、強化ガラス板１０中の酸化鉄（ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４を含む）の含有量、酸化コバルト（ＣｏＯ、Ｃｏ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４を含む）の含有量、酸化銅（ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏを含む）の含有量が多くなるほど、１０００ｎｍ付近の近赤外線波長領域での吸収係数（α）が大きくなる。さらに、強化ガラス板１０中の希土類元素（例えばＹｂ）の酸化物の含有量が多くなるほど、希土類原子の吸収波長付近で吸収係数（α）が大きくなる。
【００５３】
１０００ｎｍ付近の近赤外線波長領域での吸収係数（α）は、用途に応じて設定される。例えば、自動車用窓ガラスの場合、吸収係数（α）は３ｃｍ−１以下であることが好ましい。また、建築用窓ガラスの場合、吸収係数（α）は０．６ｃｍ−１以下であることが好ましい。また、ディスプレイ用ガラスの場合、吸収係数（α）は０．２ｃｍ−１以下であることが好ましい。
【００５４】
レーザ光２０の波長は、２５０〜５０００ｎｍであることが好ましい。レーザ光２０の波長を２５０〜５０００ｎｍとすることで、レーザ光２０の透過率と、レーザ光２０による加熱効率とを両立できる。レーザ光２０の波長は、より好ましくは３００〜４０００ｎｍ、さらに好ましくは８００〜３０００ｎｍである。
【００５５】
強化ガラス板１０中の酸化鉄の含有量は、強化ガラス板１０を構成するガラスの種類によるが、ソーダライムガラスの場合、例えば０．０２〜１．０質量％である。この範囲で、酸化鉄の含有量を調節することで、１０００ｎｍ付近の近赤外線波長領域でのα×ｔを所望の範囲に調節可能である。酸化鉄の含有量を調節する代わりに、酸化コバルトや酸化銅、希土類元素の酸化物の含有量を調節してもよい。
【００５６】
強化ガラス板１０の厚さ（ｔ）は、用途に応じて設定されるが、０．０１〜０．２ｃｍであることが好ましい。化学強化ガラスの場合、厚さ（ｔ）を０．２ｃｍ以下とすることで、内部残留引張応力（ＣＴ）を十分に高めることができる。一方、厚さ（ｔ）が０．０１ｃｍ未満になると、ガラスに化学強化処理を施すことが難しい。厚さ（ｔ）は、より好ましくは０．０３〜０．１５ｃｍ、さらに好ましくは０．０５〜０．１５ｃｍである。
【００５７】
（実施の形態２）
図８Ａ、８Ｂを参照して、本発明の第２の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具について説明する。図８Ａは、本発明の第２の実施形態に係る強化ガラス板切断用保持具２００の平面図である。図８Ｂは、図８ＡのＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【００５８】
図８Ａに示すように、強化ガラス板切断用保持具２００は、４つのブロックＢ１〜Ｂ４を備える。図８Ａに示すように、強化ガラス板１０は、切断予定線３１ａ、３１ｂ、３１ｃが、４つのブロックＢ１〜Ｂ４の隙間に位置するように、強化ガラス板切断用保持具２００上に載置される。図８Ａの例では、１枚の強化ガラス板１０が４つに分断される。図８Ａの例では、強化ガラス板切断用保持具２００が４つのブロックＢ１〜Ｂ４に分割されているが、当然のことながら、ブロック数は、適宜決定されるものであって、限定されない。
【００５９】
次に、図８Ｂに示すように、強化ガラス板切断用保持具２００は、実施の形態１と同様に、台座本体２０１と、接触部材２０２とから構成されている。その他の構成も実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。本実施の形態に係る強化ガラス板切断用保持具２００によっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、レーザ光による切断に限らず、強化ガラス板を内部加熱切断するのであれば、本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１０ 強化ガラス板
１２ 表面
１３ 表面層
１４ 裏面
１５ 裏面層
１７ 中間層
１８ 切断端面
２０ レーザ光
２２ 照射領域
３０ クラック
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ 切断予定線
１００、２００ 強化ガラス板切断用保持具
１０１、２０１ 台座本体
１０１ａ 真空経路
１０２、２０２ 接触部材
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ 貫通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化ガラス板を内部加熱切断するために、当該強化ガラス板を保持する強化ガラス板切断用保持具であって、
台座本体と、
前記台座本体上に形成され、載置される強化ガラス板と接触する接触部材と、を備え、
前記接触部材は、前記強化ガラス板と密着し、かつ、切断された前記強化ガラス板同士の接触圧力を緩和するように変形可能であることを特徴とする強化ガラス板切断用保持具。
【請求項２】
前記接触部材が、多孔質樹脂材料からなることを特徴とする請求項１に記載の強化ガラス板切断用保持具。
【請求項３】
前記接触部材が、多孔質超高分子ポリエチレンからなることを特徴とする請求項２に記載の強化ガラス板切断用保持具。
【請求項４】
強化ガラス板に初期クラックを導入するステップと、
前記強化ガラス板を強化ガラス板切断用保持具に載置するステップと、
前記強化ガラス板の内部を加熱することにより、前記初期クラックを伸展させ、当該強化ガラス板を切断するステップと、を備え、
前記強化ガラス板切断用保持具に、前記強化ガラス板と密着し、かつ、切断された前記強化ガラス板同士の接触圧力を緩和するように変形可能な接触部材が設けられていることを特徴とする強化ガラス板の切断方法。
【請求項５】
前記接触部材が、多孔質樹脂材料からなることを特徴とする請求項４に記載の強化ガラス板の切断方法。
【請求項６】
前記接触部材が、多孔質超高分子ポリエチレンからなることを特徴とする請求項５に記載の強化ガラス板の切断方法。
【請求項１】
強化ガラス板を内部加熱切断するために、当該強化ガラス板を保持する強化ガラス板切断用保持具であって、
台座本体と、
前記台座本体上に形成され、載置される強化ガラス板と接触する接触部材と、を備え、
前記接触部材は、前記強化ガラス板と密着し、かつ、切断された前記強化ガラス板同士の接触圧力を緩和するように変形可能であることを特徴とする強化ガラス板切断用保持具。
【請求項２】
前記接触部材が、多孔質樹脂材料からなることを特徴とする請求項１に記載の強化ガラス板切断用保持具。
【請求項３】
前記接触部材が、多孔質超高分子ポリエチレンからなることを特徴とする請求項２に記載の強化ガラス板切断用保持具。
【請求項４】
強化ガラス板に初期クラックを導入するステップと、
前記強化ガラス板を強化ガラス板切断用保持具に載置するステップと、
前記強化ガラス板の内部を加熱することにより、前記初期クラックを伸展させ、当該強化ガラス板を切断するステップと、を備え、
前記強化ガラス板切断用保持具に、前記強化ガラス板と密着し、かつ、切断された前記強化ガラス板同士の接触圧力を緩和するように変形可能な接触部材が設けられていることを特徴とする強化ガラス板の切断方法。
【請求項５】
前記接触部材が、多孔質樹脂材料からなることを特徴とする請求項４に記載の強化ガラス板の切断方法。
【請求項６】
前記接触部材が、多孔質超高分子ポリエチレンからなることを特徴とする請求項５に記載の強化ガラス板の切断方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−４３８０８（Ｐ２０１３−４３８０８Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８３２４５（Ｐ２０１１−１８３２４５）
【出願日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
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