JP2010001160A - ガラス切断方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】貼合わせガラスのように板厚の厚いガラス板や中空ガラスを、水平クラックによる傷や切断面の欠けを発生させずに短時間で切断できるガラス切断方法およびその装置を提供する。
【解決手段】中空ガラス１０１を垂直に立て、中空ガラス１０１を挟んで対向設置した一対のカッター１１５、１１６を、押圧装置１０７、１０９で互いに相等しい押圧力で中空ガラス１０１に押圧させ、一対のカッター１１５、１１６を移動装置１１４で紙面に対して垂直方向に移動して、中空ガラス１０１に一対の切断線を同時に形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス板を切断するガラス切断方法およびその装置に関し、特に２枚のガラス平板を間隙を設けて貼り合せた中空ガラスの切断に有用なガラス切断方法およびその装置に関するものである。

近年、薄型、大型化に適した表示装置としてプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと言う）や液晶ディスプレイパネルなどが注目されている。これらのディスプレイパネル（以下、略してパネルと言う）は、電極・誘電体・リブ・発光体・カラーフィルタなどの表示素子部材を担持させた２枚の平板状ガラス基板を所望の間隙を設けて接合材で貼り合わせた構成になっている。

ところで、パネルの製造工程で発生した不良品や、販売した使用済みのパネルは、従来、埋め立てなどによって廃棄処理されていた。しかし、埋め立て地の不足もさることながら、資源の有効活用・再生・再利用・省資源化など地球環境保全に対する世論の高まりもあって、パネルの再生・再利用が社会的な課題になってきている。

このような背景から、パネルの主要構成材料であるガラス板を再利用する研究開発が活発になってきている。ガラス板を再利用するには、ガラス板上の表示素子部材を取り除くために、まず貼り合わされたガラス板の貼り合わせ部を切断して、２枚のガラス板に分離する必要がある。

従来、ガラス板を切断する方法としては、ガラス板をテーブルの上に水平に載置してカッターで切断線をガラス板に形成する方法が一般に良く知られている。しかし、この方法は、ガラス板の面積が大きくなるとテーブルの設置面積が大きくなるため装置コストが高くなる問題がある。

そこで、この問題を解決するために、ガラス板を垂直に立てた状態にして切断線を一方のガラス面に形成して切断するガラス切断装置が提案されている。図５は、従来から提案されている代表的なガラス切断装置の要部を示した横断平面概略図である。

図５において、５０１はガラス板、５０２はガラス板５０１を吸引して紙面に対して垂直に立てた状態に支持するための吸引装置である。５０３は切断線形成部であり、ガラス板５０１に切断線を形成するためのカッター５０４と、摺動体５０５と、ガラス板５０１面に対して垂直方向に伸長、収縮するシリンダ５０６とを備えている。カッター５０４は、摺動体５０５の先端に設けてあり、摺動体５０５に接続してあるシリンダ５０６の伸長、収縮作用によって突出、没入するようになっている。以下に、ガラス板５０１に鉛直方向の切断線を形成する方法について説明する。

シリンダ５０６を伸長してカッター５０４を垂直に立てたガラス板５０１に押圧させる。この状態で切断線形成部５０３を伝動装置（図示せず）で鉛直方向に走行させることによって、ガラス板５０１に鉛直方向の切断線を形成していた。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００１−３０２２６４号公報

しかしながら、従来のガラス切断装置は、ガラス板の片面のみにしか切断線を形成しないため、板厚の厚い貼合わせガラスや中空ガラスを切断して再利用する目的には不適当であった。

すなわち、例えば厚さが２ｍｍ以上のガラス板を２枚貼り合わせた貼合わせガラスを切断するには大きな荷重が必要となり、水平クラックによる傷や切断面の欠けが発生する。したがって、切断したガラス板を再利用するためには傷や欠けを取り除く後処理が必要になる問題があった。

また、ＰＤＰのような中空ガラスの場合は、片面ずつ切断線を形成しなければならないため、工数が多くなる問題があった。

そこで、本発明は、貼合わせガラスのように板厚の厚いガラス板や中空ガラスを、水平クラックによる傷や切断面の欠けを発生させずにしかも短時間で切断できるガラス切断方法およびその装置を提供することを目的とする。

本発明によるガラス切断装置は、ガラス平面を鉛直方向に保持したガラス板を挟んで対向設置した一対のカッターと、一方のカッターをガラス板の一方の面に水平方向から押圧力Ｐで押圧する第１押圧部と、他方のカッターをガラス板の他方の面に水平方向から押圧力Ｐで押圧する第２押圧部と、押圧力Ｐでガラス板を押圧している一対のカッターを対にして移動させる移動部とを有することを特徴とする。

このような構成にすることによって、水平クラックによるガラス板の傷や欠けの発生を防止することができる。また、第１押圧部および第２押圧部による押圧力を相等しくすることができるため、押圧制御部の構成が簡単になりしかも押圧力の調整作業が容易になる。

本発明によるガラス切断方法は、ガラス板のガラス平面を鉛直方向に保持する工程と、ガラス板を挟んで対向設置した一対のカッターを互いに相等しい押圧力でガラス板に押圧する工程と、一対のカッターとガラス板とを相対的に移動させてガラス板に一対の切断線を形成する工程とを有することを特徴とする。

このような構成にすることによって、一対の切断線を１回の工程で形成することができるため、作業時間の短縮が図れる。また、水平クラックによるガラス板の傷や欠けの発生を防止することができる。

本発明のガラス切断方法およびその装置によれば、板厚の厚い貼合わせガラスや中空ガラスを、水平クラックによる傷や切断面の欠けを発生させずに切断することができる効果が得られる。

また、本発明のガラス切断装置によれば、装置構成が簡単になりしかも貼合わせガラス切断作業時間の短縮が図れる効果が得られる。

以下、本発明のガラス切断方法およびその装置の実施形態について図１〜図４の図面を用いて説明する。尚、各図面において同じ構成要素には同じ符号を付し、重複する構成要素の説明は省略した。

（実施の形態１）
図１は、本発明によるガラス切断装置の一構成例を上方から見た平面概略図である。図２および図３は、図１のガラス切断装置を矢印Ａの方向から見た側面概略図である。図２と図３との相違点は、移動装置の形態が異なっている点である。尚、本実施形態では、被切断ガラスとして中空ガラスを用いた場合を例にして説明する。

［ガラス切断装置の構成］
図１において、１００はガラス切断装置、１０１は第１ガラス平板１０２と第２ガラス平板１０３との周縁部をフリットガラス、エポキシ樹脂接着剤などの接合体１０４で接合した中空ガラス、１０５は中空ガラス１０１を垂直に立てた状態に保持するガラス板保持部である。

ガラス切断装置１００は、第１ガラス平板１０２に切断線を形成するための第１切断線形成部１０６と、第２ガラス平板１０３に切断線を形成するための第２切断線形成部１０８と、第１切断線形成部１０６と第２切断線形成部１０８とを紙面に対して垂直同方向へ同時に移動させる移動装置１１４とから構成されている。第１切断線形成部１０６および第２切断線形成部１０８は、それぞれ支持腕部１１３を介して移動装置１１４に結合されている。

第１切断線形成部１０６は、第１カッター１１５と、第１カッター１１５を第１ガラス平板１０２に対して垂直方向から押圧するための第１押圧装置１０７とから構成されている。

第２切断線形成部１０８は、第１切断線形成部１０６と同じ構成であって、第２カッター１１６と、第２カッター１１６を第２ガラス平板１０３に対して垂直方向から押圧するための第２押圧装置１０９とから構成されている。

そして、第１カッター１１５と第２カッター１１６とが対向するように、第１切断線形成部１０６と第２切断線形成部１０８とが支持腕部１１３を介して移動装置１１４に結合されている。

カッターとしては、超硬合金ホイールやダイヤモンドホイールなど一般に良く知られている切断線形成手段であればいずれでも適用できる。

押圧装置としては、空圧装置・油圧装置など通常よく知られている押圧手段であればいずれでも用い得る。本実施形態では押圧装置として空圧装置を用いている。したがって、以下の説明では押圧装置と空圧装置を同義語として用いる。

１１１はエアコンプレッサ（図示せず）で生成した圧縮空気を空圧装置のエアシリンダに供給する吸気管、１１２はエアシリンダから圧縮空気を排気する排気管、１１０はエアシリンダ内の空気圧を調節して押圧力を調節する押圧制御装置である。押圧制御装置１１０で所定の空気圧に設定すると、第１押圧装置１０７と第２押圧装置１０９とには相等しい押圧力が発生するように構成されている。

ガラス板保持部１０５は、切断時に中空ガラス１０１が動かないように固定するものであればいずれの固定手段でも用い得る。例えば中空ガラス１０１の自重だけで固定できる場合は、図１に示すように支持台で固定することができる。自重だけで固定できない場合は、図５で説明した吸引装置あるいは万力などで固定すればよい。

本発明に適用できるガラス材料としては、青板ソーダガラス・白板ガラス・石英ガラス・無アルカリの耐熱性ガラス・高歪点ガラスなど一般に良く知られているガラスであればいずれでも用い得る。被切断ガラスの形態としては、図１に示した中空ガラスの他に、２枚のガラス平板の全面を接合体で接合した貼合わせガラス、あるいは板厚が４ｍｍ以上の厚いガラス平板でも適用できることは勿論である。つぎに、図２を用いて移動装置の実施形態例について詳しく説明する。

移動装置１１４ａは、ボールネジ２０１、スライドガイド（一般にＬＭガイドと呼ばれている）２０２、稼動部２０３、ＡＣサーボモータなどの駆動モータ２０４、架構２０５から構成されている。

稼動部２０３には雌ネジが設けてあり、駆動モータ２０４でボールネジ２０１を回転させると稼動部２０３がスライドガイド２０２に沿って上下方向に移動する。駆動モータ２０４、ボールネジ２０１、スライドガイド２０２は、架構２０５によって図２のように支持・固定されている。

第２切断線形成部１０８は支持腕部１１３と結合され、支持腕部１１３は稼動部２０３と結合されている。したがって、移動装置１１４ａで稼動部２０３を駆動させると、第２切断線形成部１０８が矢印の方向に上下移動する構成になっている。

図３は、他の移動装置の実施形態例である。図２の移動装置１１４ａと異なる点は稼動部の駆動手段である。したがって、ここでは相違点のみについて説明する。

移動装置１１４ｂの稼動部２０３は、駆動モータ２０４に接続されたタイミングベルト３０１に固定されている。駆動モータ２０４でタイミングベルト３０１を回転させることによって、第２切断線形成部が矢印の方向に上下移動する構成になっている。

尚、図１では被切断ガラスを固定して切断線形成部を移動させたが、切断線形成部を固定して被切断ガラスを移動させても同じ効果が得られる。

［ガラス切断方法］
図１のガラス切断装置１００を用いて中空ガラス１０１に切断線を形成する方法について、以下に説明する。尚、本実施形態では、接合体１０４で接合されている接合部を切り落として、第１ガラス平板１０２と第２ガラス平板１０３とを分離する方法について説明する。

まず、図１に示すように中空ガラス１０１を垂直に立て、切断線を形成する位置（接合部より内側）に固定する。つぎに、押圧制御装置１１０で所定の空気圧に調節した圧縮空気を、吸気管１１１を通じて第１押圧装置１０７および第２押圧装置１０９に供給し、第１カッター１１５および第２カッター１１６を、図４に示すように、第１ガラス平板１０２および第２ガラス平板１０３に所定の押圧力で押圧させる。

つぎに、移動装置１１４を駆動して、第１カッター１１５と第２カッター１１６とを中空ガラス１０１の上端から下端まで移動させる。すると、対向する一対の切断線が中空ガラス１０１に形成される。つぎに、切断線上をハンマーなどで叩いて垂直クラックを生成させて接合部を切り落とす。

同様の方法で中空ガラス１０１の他の接合部を全て切り落とすことによって、第１ガラス平板１０２と第２ガラス平板１０３とを分離することができる。

（具体的実施例１）
下記仕様のＰＤＰを図１に示したガラス切断装置で切断した。

イ）パネルの寸法：４２インチ（縦：５７０ｍｍ、横：９８０ｍｍ）、厚さ５．７５ｍｍ
ロ）パネルの構成：２枚のガラス基板（板厚：２．８ｍｍ）の周囲をフリットガラス（接合幅：６〜７ｍｍ）で貼り合わせたもの。フリットガラスはガラス基板の周端部から１０〜１５ｍｍの位置に形成されている。また、ガラス基板間の間隙は約０．１５ｍｍである。

ハ）ガラス基板：高歪点ガラス
このＰＤＰを垂直に立て、第１カッター１１５および第２カッター１１６として超硬合金ホイールを用い、両ホイールのホイール角度およびホイール押圧荷重を同じにして下記条件で切断線をＰＤＰの両面に形成した。

ニ）ホイール角度：１２０〜１６５度
ホ）ホイール押圧荷重：５〜１０ｋｇ
へ）切断線の形成位置：ガラス基板の端部から２０〜３５ｍｍ
その結果、切断線の直下部に深さ０．３〜０．４ｍｍの垂直クラックが生成された。尚、水平クラックの生成は認められなかった。

つぎに、切断線上をハンマーで叩いて垂直クラックをガラス基板の裏面まで伸展させてパネルを分断した。このとき発生したガラス粉の大きさを顕微鏡で測定したところ数μｍ以下であった。

ＰＤＰの残りの３辺を同様の方法で分断して、互いに分離させた２枚のガラス基板を得た。分離したガラス基板を研磨剤で研磨して、ガラス基板上の表示素子部材を除去したところ、ガラス切断時に発生したガラス粉による傷のない良好なガラス板を得ることができた。

本発明によるガラス切断方法およびその装置は、特にＰＤＰ・液晶パネルなどの中空ガラスや板厚の厚い貼合わせガラスを再利用する分野に有用である。

本発明によるガラス切断装置の一構成例を示す平面概略図 図１のガラス切断装置の側面概略図 本発明による他のガラス切断装置の側面概略図 本発明によるガラス切断方法の動作説明図 従来のガラス切断方法の動作説明図

符号の説明

１００ ガラス切断装置
１０１ 中空ガラス
１０６ 第１切断線形成部
１０７ 第１押圧装置
１０８ 第２切断線形成部
１０９ 第２押圧装置
１１０ 押圧制御装置
１１３ 支持腕部
１１４ 移動装置
１１５ 第１カッター
１１６ 第２カッター
２０１ ボールネジ
２０２ スライドガイド
２０３ 稼動部
２０４ 駆動モータ
２０５ 架構
３０１ タイミングベルト

Claims (4)

1. ガラス平面を鉛直方向に保持したガラス板を挟んで対向設置した一対のカッターと、前記カッターの一方を前記ガラス板の一方の面に水平方向から押圧力Ｐで押圧する第１押圧部と、前記カッターの他方を前記ガラス板の他方の面に水平方向から前記押圧力Ｐで押圧する第２押圧部と、前記押圧力Ｐで前記ガラス板を押圧している前記一対のカッターを対にして移動させる移動部とを有することを特徴とするガラス切断装置。
2. 前記ガラス板が、第１ガラス平板と第２ガラス平板とを間隙を設けて貼り合せた中空ガラスであることを特徴とする請求項１に記載のガラス切断装置。
3. ガラス板のガラス平面を鉛直方向に保持する工程と、前記ガラス板を挟んで対向設置した一対のカッターを互いに相等しい押圧力で前記ガラス面に押圧する工程と、前記一対のカッターと前記ガラス板とを相対的に移動させて前記ガラス板に一対の切断線を形成する工程とを有することを特徴とするガラス切断方法。
4. 前記ガラス板が、第１ガラス平板と第２ガラス平板とを間隙を設けて貼り合せた中空ガラスであることを特徴とする請求項３に記載のガラス切断方法。

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