(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、ガラスフィルムには樹脂フィルムのような伸縮性がない。そのため、ガラスフィルムを吸着支持機構で吸着すると、吸着支持機構の周辺でガラスフィルムに皺や撓みが生じやすい。このような皺や撓みは、ガラスフィルムのガラス面に比較的大きな隆起部を形成するため、製造関連処理の処理不良やガラスフィルムの破損が生じる原因となる。
【0005】
そこで、特許文献1には、ガラスフィルムの搬送方向に沿って延びる縦皺を防止するために、サクションローラの上流側に基材均しローラを配置し、この基材均しローラでガラスフィルムを持ち上げて、サクションローラの直前でガラスフィルムを平滑化することが開示されている。
【0006】
しかしながら、ガラスフィルムは脆性材料であるため、基材均しローラで皺や撓みを無理に矯正しようとすると破損するおそれがある。したがって、ガラスフィルムの破損リスクを考慮した場合、基材均しローラの押圧力は低く設定せざるを得ず、ガラスフィルムの皺や撓みを完全に取り除くことが難しくなる。
【0007】
本発明は、回転駆動される支持機構でガラスフィルムを吸着搬送する際に、ガラスフィルムの破損を防止しつつ、ガラスフィルムに皺や撓みが生じるのを確実に抑制することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本願発明者等は、鋭意研究を行った結果、吸着搬送時に生じるガラスフィルムの皺や撓みが、ガラスフィルムの成形時に必然的に生じる微小な反りや肉厚差に起因して生じることを知見するに至った。すなわち、ガラスフィルムは微視的には残存する反りや肉厚差によって幅方向に波打った状態であるが、ガラスフィルムを回転駆動機構で吸着すると、ガラスフィルムは回転駆動機構の吸着面に倣って平らに変形しようとする。そうすると、ガラスフィルムの反りや肉厚差を無理に矯正するような力が作用し、反りや肉厚差を吸収しきれずに回転駆動機構の周辺で皺や撓みが生じ得る。
【0009】
そこで、このような知見に基づき、上記の課題を解決するために創案された本発明は、次のような構成を備える。すなわち、本発明は、ガラスフィルムを搬送しながらガラスフィルムに製造関連処理を施すガラスフィルムの製造方法であって、回転駆動される吸着支持機構上でガラスフィルムを搬送する工程を備え、吸着支持機構がガラスフィルムの幅方向における一部領域のみを吸着することを特徴とする。このような構成によれば、吸着支持機構は、ガラスフィルムの幅方向における一部領域のみを吸着する。換言すれば、反りや肉厚差を有するガラスフィルムの幅方向の全体を吸着しない。そのため、吸着支持機構でガラスフィルムを吸着しても、ガラスフィルムの幅方向全体を吸着支持機構で拘束することに起因してガラスフィルムの形状が大きく矯正されることはない。したがって、ガラスフィルムを破損させることなく、ガラスフィルムに皺や撓みが生じるのを確実に抑制することができる。ここで、「製造関連処理」には、切断処理、端面加工処理、樹脂フィルム等の積層処理、印刷等の成膜処理等のガラスフィルムに直接何らかの加工を施す処理はもちろん、ガラスフィルム表面の洗浄処理やガラスフィルムの歪を除去する徐冷処理(熱処理)など、間接的にガラスフィルムを最終製品(出荷可能な状態の製品)に近づけるための処理を広く含むものとする。
【0010】
上記の構成において、一部領域が、ガラスフィルムの全幅の1/2以下であることが好ましい。このようにすれば、ガラスフィルムの吸着領域を、ガラスフィルムの幅方向の狭い範囲に集中させることができる。そのため、吸着領域以外の領域では、ガラスフィルムは拘束されずに自然な状態となり、ガラスフィルムの皺や撓みをより確実に防止することができる。
【0011】
上記の構成において、一部領域は、前記ガラスフィルムの前記幅方向の中央部を含むことが好ましい。すなわち、吸着搬送時の皺や撓みの原因となるガラスフィルムの反りや肉厚差は、ガラスフィルムの成形方法に依存することが多く、ガラスフィルムの幅方向両端部で大きく、幅方向中央部で小さくなる傾向にある。反りや肉厚差が相対的に少ない幅方向中央部のみで吸着搬送を行うことで、反りや肉厚差が相対的に多い幅方向両端部を拘束せずに自然な状態とすることで、より確実にガラスフィルムの皺や撓みをより確実に防止することができる。
【0012】
上記の構成において、吸着支持機構が、ガラスフィルムの幅方向中央部に対応する位置のみに吸着部を有するベルトコンベアであってもよい。このようにすれば、ガラスフィルムをベルトコンベア上で安定した姿勢で支持することができる。そのため、ベルトコンベア上などで製造関連処理を適正に行うことが可能となる。
【0013】
この場合、ベルトコンベアが幅方向で複数に分割されており、分割された幅方向中央部のセンターベルトコンベアのみに吸着部が設けられていてもよい。このようにすれば、ガラスフィルムの幅方向寸法が変化した場合に対応しやすくなる。
【0014】
上記の構成において、吸着支持機構が、ガラスフィルムの幅方向中央部に対応する位置のみに吸着部を有するサクションローラであってもよい。このようにすれば、ガラスフィルムに安定した張力を付与することができる。そのため、例えば、サクションローラの上流側で製造関連処理を適正に行うことが可能となる。
【0015】
上記の構成において、供給ローラから繰り出されるガラスフィルムに製造関連処理を施した後、ガラスフィルムを巻取ローラによって巻取回収するようにしてもよい。このようにすれば、いわゆるロール・トゥー・ロール(Roll to Roll)方式でガラスフィルムに製造関連処理を施すことができる。
【発明の効果】
【0016】
以上のような本発明によれば、回転駆動される支持機構でガラスフィルムを吸着搬送する際に、ガラスフィルムの破損を防止しつつ、ガラスフィルムに皺や撓みが生じるのを確実に抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明に係るガラスフィルムの製造方法の実施形態を図面を参照して説明する。
【0019】
(第一実施形態)
図1に示すように、第一実施形態に係るガラスフィルムの製造方法に用いられるガラスフィルムの製造装置は、ガラスフィルムGが巻回された供給ローラ1と、供給ローラ1から繰り出されるガラスフィルムGを搬送する搬送装置2と、搬送装置2の搬送経路上でガラスフィルムGに製造関連処理としての切断処理を施す切断装置3と、切断処理が施されたガラスフィルムGを巻取回収する巻取ローラ4とを備える。
【0020】
供給ローラ1には、ガラスフィルムGと保護シートPとが重ねられた状態で巻回されており、供給ローラ1を半径方向に見た場合に、ガラスフィルムGと保護シートPとが交互に積層されている。供給ローラ1の近傍には、供給ローラ1から繰り出されたガラスフィルムGから保護シートPを分離すると共に、その分離した保護シートPを巻取回収する補助巻取ローラ5が設けられている。
【0021】
本実施形態では、ガラスフィルムGは、オーバーフローダウンドロー法によって成形されたものであるが、これに限定されない。例えば、スロットダウンドロー法やリドロー法などの他のダウンドロー法や、フロート法によって延伸成形されたものであってもよい。これらの成形方法の場合、ガラスフィルムGは、延伸方向に沿って延びる長尺体となる。すなわち、ガラスフィルムGの長手方向(搬送方向)が、成形時の延伸方向と実質的に一致する。
【0022】
搬送装置2は、複数のローラからなる第一及び第二ローラ群6,7と、ベルトコンベア8とを備える。ベルトコンベア8は、上流側の第一ローラ群6と下流側の第二ローラ群7の間に設けられている。
【0023】
第一及び第二ローラ群6,7は、供給ローラ1から繰り出されたガラスフィルムGを略円周状に迂回させながら巻取ローラ4まで案内する。
【0024】
切断装置3は、レーザー割断を実行するものであって、ベルトコンベア8上に載置されたガラスフィルムGに表面側からレーザービームLを照射して局部加熱を施す局部加熱手段9と、この局部加熱手段9により加熱された加熱領域に表面側から水Wを噴射する冷却手段10とを備える。
【0025】
ベルトコンベア8でガラスフィルムGを下流側に送ることにより、局部加熱手段9の加熱領域と冷却手段10の冷却領域が、ガラスフィルムGの長手方向(搬送方向)に沿って延びる割断予定線(不図示)上を移動する。これにより、加熱による膨張と冷却による収縮とによって熱応力が生じ、割断予定線の先頭に予め形成された初期クラック(不図示)が割断予定線に沿って進展する。その結果、ガラスフィルムGが連続的に割断され、製品部Gaと非製品部Gxに分離される。
【0026】
ここで、局部加熱手段9としてはレーザーが使用されているが、電熱線や熱風噴射などの他の局部加熱を行い得る手段であってもよい。また、冷却手段10は、エアー圧等により水Wを冷媒として噴射するものであるが、冷媒は、水以外の液体、エアーや不活性ガス等の気体等であってもよい。なお、切断装置3は、ダイヤモンドカッター等によって形成されたスクライブ線(凹溝)に沿って折り割りを実行するものや、レーザー溶断を実行するものなどであってもよい。
【0027】
巻取ローラ4には、ガラスフィルムGと保護シートPとが重ねられた状態で巻回され、巻取ローラ4を半径方向に見た場合には、ガラスフィルムGと保護シートPとが交互に積層される。巻取ローラ4の近傍には、巻取ローラ4に巻取回収されるガラスフィルムGに重ねられる保護シートPを供給する補助供給ローラ11が設けられている。
【0028】
本実施形態では、供給ローラ1と巻取ローラ4が下層階に配置されており、ベルトコンベア8と切断装置3が上層階に配置されている。上層階と下層階は上層階の床12(又は下層階の天井)によって仕切られており、ガラスフィルムGは床12に設けられた開口部12aを通じて上下階の間を移動する。そのため、切断装置3による切断によって生じるガラス粉が供給ローラ1や巻取ローラ4に巻回されるガラスフィルムGに付着しにくいという利点がある。なお、床12によって上下階が仕切られていなくてもよい。
【0029】
本実施形態では、供給ローラ1、巻取ローラ4及びベルトコンベア8は、ガラスフィルムGの搬送速度が一定になるように同期している。すなわち、供給ローラ1はベルトコンベア8との間のガラスフィルムGに適切な張力を付与する軸回転トルク(ベルトコンベア8の上流側でガラスフィルムGがたるまないようにバックテンションをかける方向)を維持しつつ、ベルトコンベア8の速度と同期回転している。また、巻取ローラ4もベルトコンベア8との間のガラスフィルムGに適切な張力を付与する軸回転トルク(ベルトコンベア8の下流側でガラスフィルムGがたるまないようにフォワードテンションをかける方向)を維持しつつ、ベルトコンベア8の速度と同期回転している。
【0030】
図2に示すように、ベルトコンベア8のベルト13は、ガラスフィルムGの幅方向寸法よりも大きい連続した一枚のベルトであり、ガラスフィルムGの幅方向中央部に対応する位置のみに吸着部(ハッチングを付した領域)13aを有する。ここで、幅方向は、搬送方向と直交する方向とする(以下、同様)。ガラスフィルムGの吸着幅となる吸着部13aの幅W2は、ガラスフィルムGの全幅W1の1/2以下であることが好ましく、1/10以上1/3以下であることがより好ましい。なお、ベルト13がガラスフィルムGの幅方向寸法よりも小さく、ガラスフィルムGの幅方向両端がベルト13から食み出していてもよい。
【0031】
ベルト13は、ガラスフィルムGの割断予定線に対応する位置に凹溝13rを有する。この凹溝13rによって、割断予定線に対応する位置で、ガラスフィルムGの裏面がベルト13と非接触になる。その結果、レーザービームLや水Wによって割断時にガラスフィルムGに付与する熱がベルト13側に逃げにくくなり、ガラスフィルムGに効率よく熱応力を作用させることができる。なお、凹溝13rは省略してもよい。
【0032】
次に、以上のように構成されたガラスフィルムの製造装置を用いたガラスフィルムの製造方法を説明する。
【0033】
図1に示すように、第一実施形態に係るガラスフィルムの製造方法は、ガラスフィルムGを搬送しながらガラスフィルムGに製造関連処理としての切断処理(トリミング)を施す。ガラスフィルムGには、ロール・トゥー・ロール(Roll to Roll)方式によって切断処理が施される。
【0034】
詳細には、供給ローラ1から繰り出されたガラスフィルムGは、第一ローラ群6によって搬送された後、ベルトコンベア8上で製品部Gaと非製品部Gxの境界に形成される割断予定線に沿って順次切断される。非製品部Gxは、切断後に製品部Gaから分離され、製品部Gaから離れた位置で破砕回収される。製品部Gaは、第二ローラ群7によって搬送された後、巻取ローラ4によって巻取回収される。
図2に示すように、非製品部Gxは、ガラスフィルムGの幅方向両端部に形成される。非製品部Gxの板厚は製品部Gaの板厚よりも大きい場合がある。なお、非製品部の切断除去に代えて又はこれと併用して、ベルトコンベア8上で製品部を幅方向で二つ以上に切断した後、異なる巻取ローラで個別に巻取回収するようにしてもよい。
【0035】
図2に示すように、ベルトコンベア8上では、反りや肉厚差が小さくなる傾向にあるガラスフィルムGの幅方向中央部(製品部Gaの一部)のみが吸着部13aによって吸着される。換言すれば、反りや肉厚差が大きくなる傾向にあるガラスフィルムGの幅方向両端部(非製品部Gxを含む)は、吸着部13aによって吸着されず、ベルトコンベア8上に単に載置された状態となる。すなわち、ガラスフィルムGの幅方向両端部とベルトコンベア8との間には、滑りなどによる相対的な移動が生じ得る状態である。そのため、吸着部13aでガラスフィルムGを吸着しても、ガラスフィルムGの形状(特に幅方向両端部の形状)が大きく矯正されることはない。したがって、ガラスフィルムGの形状の無理な矯正によって生じ得る破損や皺、撓みを防止することができる。これにより、ガラスフィルムGの切断個所に位置ずれや不当な応力が作用しにくくなるので、ガラスフィルムGを正確に切断することが可能となる。
【0036】
(第二実施形態)
第二実施形態に係るガラスフィルムの製造方法に用いられる、ガラスフィルムの製造装置が第一実施形態の構成と相違する点は、ベルトコンベアの構成にある。以下では、相違点であるベルトコンベアの構成を中心に説明する。なお、ベルトコンベア以外の構成は、第一実施形態と同様であるので詳しい説明は省略する。
【0037】
第二実施形態では、
図3に示すように、ベルトコンベア8は幅方向で複数に分割されている。幅方向中央部のセンターベルトコンベアのベルト(センターベルトともいう)21の一部又は全部には、ガラスフィルムGを吸着するための吸着部(ハッチングを付した領域)21aが設けられている。一方、幅方向両端部のサイドベルトコンベアのベルト(サイドベルトともいう)22には吸着部が設けられていない。吸着部21aの幅W3は、ガラスフィルムGの全幅W1の1/2以下であることが好ましく、1/10以上1/3以下であることがより好ましい。
【0038】
サイドベルト22には、ガラスフィルムGの割断予定線に対応する位置に凹溝22rが設けられている。凹溝22rは、第一実施形態の凹溝13rと同様に割断時にガラスフィルムGに熱応力を効率よく作用させるためのものである。凹溝22rは省略してもよい。
【0039】
センターベルト21とサイドベルト22との間には、搬送方向に長尺な板状体23が配置されている。ガラスフィルムGは、センターベルト21とサイドベルト22との間では板状体23によって補助的に支持される。この状態でガラスフィルムGが搬送されると、ガラスフィルムGは板状体23の上を滑動する。なお、板状体23は省略してもよい。また、板状体23に代えて、気体や液体などの流体でガラスフィルムGを補助的に支持する構成を採用してもよい。また、ガラスフィルムGに傷等の破損が生じるのを防止する観点から、板状体23の材質はポリエチレン、ナイロン、テフロン(登録商標)等の樹脂材料が好ましい。
【0040】
ベルトコンベア8の幅方向の分割個数や、分割された個々のベルトコンベア間の間隔は適宜変更できる。分割された個々のベルトコンベアを幅方向に移動可能とし、ベルトコンベア間の間隔を調整できるようにしてもよい。
【0041】
(第三実施形態)
第三実施形態に係るガラスフィルムの製造方法に用いられる、ガラスフィルムの製造装置が第一及び第二実施形態の構成と相違する点は、ガラスフィルムの供給部の構成にある。以下では、相違点であるガラスフィルムの供給部の構成を中心に説明する。なお、ガラスフィルムの供給部以外の構成は、第一及び第二実施形態と同様であるので詳しい説明は省略する。
【0042】
第三実施形態では、
図4に示すように、ガラスフィルムGを成形装置31から直接供給する。成形装置31は、オーバーフローダウンドロー法を実行するものであり、上方から順に、成形炉32、徐冷(アニール)炉33、及び冷却領域34を有する。なお、成形装置31は、オーバーフローダウンドロー法を実行するものに限定されるものではなく、他のダウンドロー法やフロート法などを実行するものであってもよい。
【0043】
成形炉32では、楔状の断面形状を有する成形体35に溶融ガラスGmを供給すると共に、この成形体35の頂部から両側方に溢れ出た溶融ガラスGmをその下端部で融合させて流下させることで、溶融ガラスGmから板状のガラスフィルムGを連続的に成形する。このガラスフィルムGは、下方に移動するに伴って次第に粘度が高くなり、形状を維持できる十分な粘度に達した後、徐冷炉33で除歪され、さらに冷却領域34で室温付近まで冷却される。
【0044】
徐冷炉33と冷却領域34には、ガラスフィルムGの搬送経路の上流側から下流側に至る複数個所に、一対のローラを有するローラ群36が配置されており、ガラスフィルムGの幅方向両端部を下方側に案内する。なお、本実施形態では、成形装置31の最上部に配設されたローラが、ガラスフィルムGの幅方向両端部を冷却する冷却ローラ(エッジローラ)として機能すると共に、ガラスフィルムGを下方に引き出すための駆動ローラとしても機能している。一方、成形装置31内の残りのローラは、空転ローラおよび引張りローラ等としてガラスフィルムGを下方に案内する機能を果たしている。
【0045】
ガラスフィルムGは、成形装置31の下方位置でガラスフィルムGを下方から支持する複数のローラを有する姿勢変換ローラ群37によって略水平方向に湾曲された後、その姿勢を維持したまま、切断処理が行われるベルトコンベア8へと送られる。なお、姿勢変換ローラ群37は省略してもよい。なお、ベルトコンベア8の具体的な構成としては、第一実施形態で説明した構成や、第二実施形態で説明した構成を採用することができる。
【0046】
(第四実施形態)
図5に示すように、第四実施形態に係るガラスフィルムの製造方法に用いられるガラスフィルムの製造装置は、ガラスフィルムGが巻回された供給ローラ41と、供給ローラ41から繰り出されるガラスフィルムGを搬送する搬送装置42と、搬送装置42の搬送経路上でガラスフィルムGに製造関連処理としての印刷処理を施す印刷装置(不図示)と、印刷処理が施されたガラスフィルムGを巻取回収する巻取ローラ43とを備える。
【0047】
第一実施形態と同様に、供給ローラ41の近傍には保護シートPを巻取回収する補助巻取ローラ44が設けられおり、巻取ローラ43の近傍には保護シートPを供給する補助供給ローラ45が設けられている。
【0048】
搬送装置42は、複数のローラからなるローラ群(不図示)と、サクションローラ46とを備える。
【0049】
サクションローラ46は、その上流側で印刷処理(例えば、スクリーン印刷)が施されたガラスフィルムGの非印刷面を吸着する。サクションローラ46は、供給ローラ41及び巻取ローラ43と共に間欠的に回転する。詳細には、これらのローラ41,43,46は印刷工程に所定長さのガラスフィルムGを供給した後に一時停止し、印刷処理が完了した後に再び回転して印刷工程に新なガラスフィルムGを供給する。
【0050】
本実施形態では、供給ローラ41、巻取ローラ43及びサクションローラ46は、ガラスフィルムGの搬送速度が一定になるように同期している。すなわち、供給ローラ41はサクションローラ46との間のガラスフィルムGに適切な張力を付与する軸回転トルク(サクションローラ46の上流側でガラスフィルムGがたるまないようにバックテンションをかける方向)を維持しつつ、サクションローラ46の回転速度と同期回転している。また、巻取ローラ43もサクションローラ46との間のガラスフィルムGに適切な張力を付与する軸回転トルク(サクションローラ46の下流側でガラスフィルムGがたるまないようにフォワードテンションをかける方向)を維持しつつ、サクションローラ46の回転速度と同期回転している。
【0051】
図6に示すように、サクションローラ46には、ガラスフィルムGを吸着するための吸着部46aが設けられている。吸着部46aは、ガラスフィルムGの幅方向中央部に対応する位置のみに設けられている。吸着部46aの幅W4は、ガラスフィルムGの全幅W1の1/2以下であることが好ましく、1/10以上1/3以下であることがより好ましい。
【0052】
以上のような構成によれば、サクションローラ46上では、ガラスフィルムGの幅方向中央部のみが吸着部46aによって吸着される。サクションローラ46上では、反りや肉厚差が小さくなる傾向にあるガラスフィルムGの幅方向中央部のみが吸着部46aによって吸着される。換言すれば、反りや肉厚差が大きくなる傾向にあるサクションローラ46の幅方向両端部は、吸着部46aによって吸着されずにサクションローラ46上に単に巻き掛けられた状態となる。すなわち、ガラスフィルムGの幅方向両端部とサクションローラ46との間には、滑りなどによる相対的な移動が生じ得る状態である。そのため、吸着部46aでガラスフィルムGを吸着しても、ガラスフィルムGの形状(特に幅方向両端部の形状)が大きく矯正されることはない。したがって、ガラスフィルムGの形状の無理な矯正によって生じ得る破損や皺、撓みを防止することができる。これにより、印刷処理時に印刷パターンのずれが生じにくくなるので、ガラスフィルムGに正確な印刷を行うことが可能となる。
【0053】
なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【0054】
上記の実施形態では、ベルトコンベア上で製造関連処理(切断処理)を行う場合を説明したが、ベルトコンベアの上流側やその下流側で製造関連処理を行ってもよい。また、上記の実施形態では、サクションローラの上流側で製造関連処理(印刷処理)を行う場合を説明したが、サクションローラ上やその下流側で製造関連処理を行ってもよい。
【0055】
上記の実施形態では、製造関連処理が施されたガラスフィルムを巻取ローラで巻取回収する場合を説明したが、製造関連処理が施されたガラスフィルムを所定長さ毎に切断し、板状としてもよい。この場合、切断された板状のガラスフィルムは、パレット上に縦姿勢又は横姿勢で順次積層されて梱包される。
【0056】
上記の実施形態では、ガラスフィルムの幅方向中央部のみを吸着する場合を説明したが、ガラスフィルムの幅方向中央部からオフセットした位置の一部領域のみを吸着してもよい。この場合も好ましい吸着部の幅は、上記の実施形態と同様である。