本發(fā)明涉及脆性材料的切割方法、脆性材料的切割裝置、切割脆性材料的制造方法以及切割脆性材料。
背景技術(shù):
作為將脆性材料例如較大的平板玻璃分割成較小部分的方法,存在利用碳化鎢、多晶金剛石等超硬刀具在預(yù)切割線(用于進行玻璃的切割的線條)上的表面上施加劃痕線(劃痕)的方法。
在該方法中,沿與劃痕線正交的方向?qū)ζ桨宀A┘訌澢鷳?yīng)力,利用機械性的方法將平板玻璃折斷(日文:折り割り)。
但是,在這樣的機械性的切割方法中,在折斷時,玻璃彼此相接觸而產(chǎn)生被稱作“切屑”的小碎片,從而會污染切割后的平板玻璃的表面、切割面。另外,折斷導(dǎo)致在切割面上產(chǎn)生被稱作“微裂紋”的無數(shù)微小的劃痕,從而使切割后的平板玻璃的機械強度降低。
并且,在為主要使用于大樓用等的、厚平板玻璃(例如板厚超過15mm那樣的平板玻璃)的情況下,在折斷時,難以在預(yù)切割線上施加均等的彎曲應(yīng)力,容易產(chǎn)生“毛刺(日文:そげ)”、“突角(日文:角)”、“切口的缺口”、“貝殼狀缺口(日文:はま欠け)”、“錯位(日文:逃げ)”等在日本工業(yè)標準jisr3202中所記載的切口缺點。
因此,近年來,還逐漸使用利用激光照射來進行整體切割(是將物體分割成兩部分?!胺指畛蓛刹糠帧笔侵赶鄬τ谝粭l預(yù)切割線分割成兩部分)的熱應(yīng)力切割法。
據(jù)稱采用該激光照射,能夠避免在以往的機械性的切割方法中所固有的缺點、因產(chǎn)生切割時的“切屑”而污染切割后的平板玻璃、因產(chǎn)生“微裂紋”而導(dǎo)致玻璃強度降低,與機械性的切割方法相比,能夠獲得高強度的切割面。
在專利文獻1中,記載有與使用有可調(diào)諧激光器的脆性材料的整體切割有關(guān)的技術(shù)。采用該技術(shù),與切割對象物的相對于激光波長的吸收特性相對應(yīng)地,使切割對象物在自切割對象物的表面到背面的整個板厚范圍內(nèi)吸收激光。
此時,通過選擇適合于切割的激光的波長,從而使劃痕深度遍及切割對象物的整個板厚方向,能夠在不需要折斷工序的情況下將脆性材料整體切割。
另外,在專利文獻2中,公開了一種針對夾層玻璃呈線條狀照射近紅外線來切割夾層玻璃的方法。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特許4179314號公報
專利文獻2:日本特開2005-112683號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題
采用專利文獻1,為了切割2.8mm的無堿玻璃,激光器輸出需要為200w。但是,當平板玻璃的厚度變厚時,需要比200w高的輸出的激光器,在技術(shù)上難以準備這樣的激光器。
在專利文獻2所記載的技術(shù)中不進行整體切割,而是通過對因?qū)︻A(yù)切割線呈線狀照射近紅外線而強度降低了的預(yù)切割區(qū)域施加剪切力來切割玻璃的。因此,在折斷時,玻璃彼此有可能相接觸而產(chǎn)生“切屑”、“微裂紋”。另外,只能在紅外線線式加熱器(日文:赤外線ラインヒータ)照射了紅外線的長度的范圍內(nèi)進行切割。
本發(fā)明的目的在于,提供一種能夠在不經(jīng)由折斷工序的情況下將脆性材料整體切割的脆性材料的切割方法、脆性材料的切割裝置、切割脆性材料的制造方法以及切割脆性材料。
用于解決問題的方案
本發(fā)明人在研究利用能發(fā)出在某一程度上透過脆性材料的波長頻帶的光且與激光器相比容易實現(xiàn)大輸出化的近紅外線線式加熱器來對脆性材料進行熱處理的過程中,發(fā)現(xiàn),通過使近紅外線呈線條狀會聚在脆性材料上并利用能透過脆性材料的近紅外線來加熱預(yù)切割的面,能夠在不經(jīng)由折斷工序的情況下將脆性材料整體切割。
并且,發(fā)現(xiàn),通過一邊將近紅外線會聚照射在脆性材料上一邊使近紅外線線式加熱器沿著預(yù)切割線相對地移動,從而使脆性材料的龜裂發(fā)展,能夠使用比預(yù)切割線短的近紅外線線式加熱器將較長的板狀脆性材料切割。
采用本發(fā)明的第1技術(shù)方案,提供一種脆性材料的切割方法,其中,該脆性材料的切割方法包括輸送切割工序,在該輸送切割工序中,一邊使用紅外線線式加熱器對脆性材料呈線條狀會聚照射紅外線,一邊使所述紅外線線式加熱器相對于所述脆性材料在沿著所述線條延伸的方向上移動,從而將所述脆性材料沿著所述線條切割。
在所述切割方法中,也可以是,所述輸送切割工序包括冷卻工序,在該冷卻工序中,在對所述脆性材料中的切割的末端區(qū)域進行切割之際,降低所述末端區(qū)域表面的溫度。
在所述切割方法中,也可以是,所述脆性材料為吸收紅外線而產(chǎn)生熱裂紋的脆性材料。
在所述切割方法中,也可以是,所述脆性材料為玻璃板或氧化鋁基板。
也可以是,在所述輸送切割工序之前包括施加劃痕工序,在該施加劃痕工序中,沿著所述脆性材料的所述線條對所述脆性材料中的所述切割的起始端區(qū)域施加劃痕。
也可以是,在所述輸送切割工序之前包括初始龜裂產(chǎn)生工序,在該初始龜裂產(chǎn)生工序中,使所述脆性材料以比所述第1速度小的速度沿著所述線條延伸的方向移動并對所述脆性材料呈線條狀會聚照射所述紅外線,或者,使所述脆性材料停止并對所述脆性材料呈線條狀會聚照射所述紅外線。
也可以是,在所述輸送切割工序之后包括末端龜裂產(chǎn)生工序,在該末端龜裂產(chǎn)生工序中,使所述脆性材料以比所述第1速度小的速度沿著所述線條延伸的方向移動并對所述脆性材料呈線條狀會聚照射所述紅外線,或者,使所述脆性材料停止并對所述脆性材料呈線條狀會聚照射所述紅外線。
采用本發(fā)明的第2技術(shù)方案,提供一種脆性材料的切割裝置,其中,該脆性材料的切割裝置包括:載置臺,其用于配置脆性材料;紅外線線式加熱器,其能呈線條狀會聚照射紅外線;以及移動機構(gòu),其能使所述紅外線線式加熱器相對于所述載置臺移動。
也可以是,所述切割裝置包括流體噴出裝置,該流體噴出裝置能對所述脆性材料噴出流體。
也可以是,所述切割裝置包括用于控制所述流體噴出裝置的控制部,在對所述脆性材料中的切割的末端區(qū)域進行切割之際,所述控制部使流體向所述末端區(qū)域噴出。
采用本發(fā)明的第3技術(shù)方案,提供一種切割脆性材料的制造方法,其中,該切割脆性材料的制造方法包括輸送切割工序,在該輸送切割工序中,一邊使用紅外線線式加熱器對脆性材料呈線條狀會聚照射紅外線,一邊使所述紅外線線式加熱器相對于所述脆性材料在沿著所述線條延伸的方向上移動,從而將所述脆性材料沿著所述線條切割。
采用本發(fā)明的第4技術(shù)方案,提供一種脆性材料,其中,該脆性材料是通過輸送切割工序進行切割而得到的,在該輸送切割工序中,一邊使用紅外線線式加熱器對脆性材料呈線條狀會聚照射紅外線,一邊使所述紅外線線式加熱器相對于所述脆性材料在沿著所述線條延伸的方向上移動,從而將所述脆性材料沿著所述線條切割。
發(fā)明的效果
采用本發(fā)明,提供能夠在不經(jīng)由折斷工序的情況下將脆性材料整體切割的脆性材料的切割方法、脆性材料的切割裝置、以及在不經(jīng)由折斷工序的情況下被整體切割的切割脆性材料的制造方法和切割脆性材料。
附圖說明
圖1是玻璃切割裝置的概略圖,表示配置有玻璃的狀態(tài)。
圖2是對玻璃切割裝置的紅外線線式加熱器進行說明的圖。
圖3是對玻璃的切割方法進行說明的圖,圖3的(a)~圖3的(d)是按照時間序列說明切割工序的圖。
圖4是圖3的(a)的玻璃內(nèi)的截面的溫度分布的照片,圖4的(a)是玻璃即將被切割前的板厚方向上的溫度分布,圖4的(b)是圖4的(a)的0.1秒后的玻璃被切割時的板厚方向上的溫度分布。
圖5是對在圖4的(a)的溫度分布狀態(tài)時在玻璃內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力分布進行說明的圖。
圖6是對壓縮空氣的吹送狀態(tài)進行說明的圖。
圖7是對吹送壓縮空氣后的玻璃的分割進行說明的圖。
圖8是對比較方式的折斷進行說明的圖。
圖9是對通過壓縮空氣噴出使龜裂擴展進行說明的示意圖,圖9的(a)是玻璃的俯視圖,圖9的(b)是玻璃的側(cè)視圖。
圖10是對實施例2中的玻璃的切割進行說明的圖。
圖11是對實施例3中的玻璃的切割進行說明的圖。
圖12是切割后的玻璃的切割面的照片。
圖13是玻璃切割裝置的概略圖,表示配置有玻璃的狀態(tài)。
圖14是對玻璃的切割方法進行說明的圖,圖14的(a)~圖14的(d)是按照時間序列說明切割工序的圖。
圖15是利用光學顯微鏡對以本實施方式的切割方法切割后的玻璃的切割面進行觀察而得到的結(jié)果,圖15的(a)是利用以往的方法進行折斷后的以往產(chǎn)品的玻璃的切割面,圖15的(b)是利用本實施方式的方法切割后的玻璃的切割面。
圖16是對將長度1000mm、寬度100mm、厚度25mm的浮法平板玻璃以25mm寬度切割成四部分后的平板玻璃從上表面進行拍攝而得到的代用作附圖的照片。
圖17是對將長度300mm、寬度250mm、厚度25mm的浮法平板玻璃以125mm寬度切割成兩部分后的平板玻璃從上表面進行拍攝而得到的代用作附圖的照片。
圖18是對將長度300mm、寬度250mm、厚度25mm的浮法平板玻璃以125mm寬度切割分割成兩部分后的平板玻璃從切面進行拍攝而得到的代用作附圖的照片。
具體實施方式
(第1實施方式)
以下,說明本發(fā)明的第1實施方式。
本發(fā)明提供一種脆性材料的切割方法,該切割方法包括輸送切割工序,在該輸送切割工序中,使用紅外線線式加熱器對脆性材料呈線條狀地會聚照射紅外線,并使紅外線線式加熱器相對于脆性材料在沿著線條延伸的方向上移動,從而將脆性材料沿著線條切割。
在第1實施方式中,說明玻璃切割裝置1,其用于將作為吸收紅外線而產(chǎn)生熱裂紋的脆性材料的、板狀的玻璃2切割,該玻璃切割裝置1使紅外線線式加熱器2相對于固定了的玻璃2移動。
圖1是玻璃切割裝置1的概略圖,表示配置有玻璃2的狀態(tài)。
圖2是對玻璃切割裝置1的紅外線線式加熱器10進行說明的圖。
以下,將紅外線線式加熱器2的輸送方向作為x方向、將與x方向垂直且水平的方向作為y方向、將玻璃2的厚度方向作為z方向來進行說明。
(用語的說明)
以下,說明在本說明書中使用的用語。
在本說明書中,“整體切割”是指將物體分割成兩部分。另外,“分割成兩部分”是指相對于1條預(yù)切割線l分割成兩部分。
在本說明書中,如圖1所示,“預(yù)切割線”是指要進行玻璃2的切割的線條l。另外,“預(yù)切割線上”是指存在于包含預(yù)切割線l的面中的、與玻璃的厚度方向平行的面內(nèi)。另外,“與玻璃的厚度方向平行的面”在切割后成為切割面。
在本說明書中,“非接觸切割”是指不諸如以往的折斷工序那樣使裝置、人的手等接觸玻璃并施加力而將玻璃切割這樣的、人為地施加除加熱以外的外力的切割。
(說明裝置)
如圖1所示,玻璃切割裝置1包括固定臺20、安裝于固定臺20的輸送軌道21、能夠沿著輸送軌道21移動的門型的框30、保持于框30的紅外線線式加熱器10、以及用于使紅外線線式加熱器10開啟/關(guān)閉的控制部50。
另外,在本實施方式中,玻璃切割裝置1包括與紅外線線式加熱器10一起移動的氣體噴出裝置40。
(固定臺20)
固定臺20是矩形的板構(gòu)件,其被保持在操作者易于進行作業(yè)的高度。
在固定臺20上表面的y方向上的兩側(cè)部,分別安裝有沿x方向延伸的輸送軌道21。
另外,在固定臺20上表面上的、位于兩側(cè)部的輸送軌道21之間的部位配置有沿著x方向延伸的兩個載置臺22。
此外,在本實施方式中設(shè)置了載置臺22,但并不限于此,也可以為不配置載置臺22的結(jié)構(gòu)。但是,通過配置載置臺22,能夠使載置在載置臺22上的玻璃2的背面與空氣相接觸。通過上述與空氣相接觸,容易對玻璃2的表面與背面之間賦予溫度梯度,能夠?qū)崿F(xiàn)更良好的切割,對此,在后面進行詳細說明。
另外,尤其是,載置臺22的位于預(yù)切割線l的正下方的部分優(yōu)選使用不易傳遞熱量的材質(zhì)。玻璃2被紅外光加熱而使玻璃表面、背面以及內(nèi)部的溫度上升,但當熱傳導(dǎo)良好的材質(zhì)接觸玻璃2的背面時,玻璃的熱量會散失,存在龜裂2a的擴展速度降低的傾向。作為簡單的方法,優(yōu)選預(yù)切割線l的正下方與空氣相接觸。為此,固定臺20可以為分割的構(gòu)件,另外,固定臺20也可以是利用多個銷狀的構(gòu)件自下方支承玻璃2的構(gòu)件。
(框30)
框30包括能夠移動地安裝于各個輸送軌道21的第1滑動件31和自第1滑動件31向上方延伸的升降機構(gòu)32。
升降機構(gòu)32包括固定于第1滑動件31的桿組件32a和套在該桿組件32a的連結(jié)器具32b。桿組件32a的桿32aa插入到被設(shè)于連結(jié)器具32b的第1孔中,通過擰松設(shè)于連結(jié)器具32b的螺紋件32ba,從而使連結(jié)器具32b能夠相對于桿32aa在上下方向上移動,通過擰緊螺紋件32ba,從而將連結(jié)器具32b固定于桿32aa。
在兩側(cè)的升降機構(gòu)32之間架設(shè)有懸桿33。通過將懸桿33插入到被設(shè)于兩側(cè)的連結(jié)器具32b的孔中,從而將懸桿33架設(shè)在升降機構(gòu)32之間。
在懸桿33上插入有能夠相對于該懸桿33沿y方向移動的第2滑動件34。
第2滑動件34為方棒形狀,在該第2滑動件34上設(shè)有沿y方向延伸的第1通孔34a,上述懸桿33貫穿該第1通孔34a。并且,在第2滑動件34的第1通孔34a的下部設(shè)有沿與第1通孔34a正交的方向延伸的、與第1通孔34a成為異面直線位置關(guān)系的第2通孔34b。
在第2通孔34b中貫穿有加熱器保持棒36,該加熱器保持棒36貫穿被固定于紅外線線式加熱器10的加熱器保持板35。
加熱器保持板35設(shè)有兩張,這兩張加熱器保持板35以相互平行的狀態(tài)固定于紅外線線式加熱器10的上部。
(紅外線線式加熱器10)
如圖2所示,紅外線線式加熱器10包括殼體11、配置在殼體11之中的紅外線燈12、以及配置在紅外線燈12的外周的聚光部13,該紅外線線式加熱器10通過控制部50進行開啟/關(guān)閉動作。
殼體11為長方形的箱體且其下表面開口,在殼體11的內(nèi)部保持有紅外線燈12和聚光部13。
(紅外線燈12)
作為紅外線燈12所產(chǎn)生的紅外線,可列舉出近紅外線、中紅外線、遠紅外線等,但優(yōu)選是紅外線的峰值波長的區(qū)域為780nm~2500nm的近紅外線。
其原因在于,作為在建筑中使用的平板玻璃的鈉鈣硅酸鹽玻璃,其在近紅外線區(qū)域中的透過率為大約30%~85%,與其他區(qū)域的紅外線相比,在近紅外線區(qū)域中的透過性和吸收性較高。
即,在使用近紅外線的情況下,在玻璃2的厚度方向上,能夠利用自玻璃表面到背面的整個板厚來吸收紅外線,能夠在短時間內(nèi)更有效地加熱并切割玻璃面。
因此,能夠在板寬的范圍內(nèi)沿玻璃2的整個板厚方向形成較佳的溫度分布,從而能夠獲得在切口處沒有缺陷的良好的切割面。
(聚光部13)
作為聚光部13,使用例如反射鏡。
反射鏡為使矩形的板構(gòu)件彎曲而成的凹面鏡。
在橢圓的第一焦點配置有紅外線燈12,橢圓的長軸(與經(jīng)過兩焦點的線段相一致)與自紅外線燈12發(fā)出的紅外線的照射軸相一致。
為了使自紅外線燈12發(fā)出的紅外線光無浪費地會聚起來,優(yōu)選使用反射鏡的長度比紅外線燈12的長度長的反射鏡。另外,當對反射鏡表面進行鍍金處理時,反射率提高,能夠使紅外線光更無浪費地會聚起來。
此外,作為聚光部13,并不限定于反射鏡,也可以使用柱面透鏡等各種透鏡。在使用柱面透鏡的情況下,將聚光部13設(shè)置在紅外線燈12與玻璃2之間。
另外,在使用聚光部13使紅外線會聚之際,為了提高整體切割的精度,優(yōu)選使焦點處的聚光寬度形成得狹窄。在本實施方式中,聚光寬度為3mm。另外,為了使聚光寬度更狹窄,也可以使用未圖示的遮光狹縫。
返回到圖1,紅外線線式加熱器10的上部如上述那樣固定于兩個加熱器保持板35,兩個加熱器保持板25保持于加熱器保持棒36。加熱器保持棒36保持于第2滑動件34,第2滑動件34保持于懸桿33,懸桿33保持于連結(jié)器具32b。
因而,通過使連結(jié)器具32b相對于桿組件32a的桿32aa上下移動,從而連同懸桿33一起上下移動的紅外線線式加熱器10能夠相對于固定臺20、即玻璃2上下移動。
這樣,通過使紅外線線式加熱器10相對于玻璃2上下移動,即使在玻璃2的厚度不同的情況下,也能夠?qū)⒓t外線燈12的光以適當?shù)膶挾葧塾诓A?的表面。
(氣體噴出裝置40)
在本實施方式中,在紅外線線式加熱器10的x負方向側(cè)、即行進方向的后方安裝有氣體噴出裝置40。
氣體噴出裝置40是用于自噴嘴噴出壓縮空氣的裝置,其被安裝成能對被紅外線線式加熱器10加熱的預(yù)切割線l噴射壓縮空氣。
此外,在本實施方式中,氣體噴出裝置40安裝于紅外線線式加熱器10,其與紅外線線式加熱器10同樣地能夠利用控制部50進行操作。
但是,氣體噴出裝置40也可以不安裝于紅外線線式加熱器10,另外,氣體噴出裝置40也可以不利用與紅外線線式加熱器10共用的控制部50進行操作。
例如,氣體噴出裝置40也可以是通過操作者手持等來進行獨立于紅外線線式加熱器10的操作的裝置。
另外,在本實施方式中,氣體噴出裝置40噴出壓縮空氣,但并不限于此,氣體噴出裝置40既可以噴出未壓縮的空氣,也可以噴出其他氣體。另外,氣體噴出裝置40只要能夠使玻璃2表面的溫度降低即可,也可以使用例如水、霧等。
(玻璃2)
作為本切割裝置的切割對象的脆性材料為板狀的玻璃2。
作為玻璃2的材料,其若為吸收紅外線光的玻璃2,則并不特別限定,可列舉出例如鈉鈣玻璃、石英玻璃、硼硅酸玻璃、鋁硅酸鹽玻璃等。此外,在上述玻璃之外,若為吸收紅外線光而產(chǎn)生熱裂紋的材料,則能夠與玻璃同樣地進行切割??闪信e出例如氧化鋁板等陶瓷材料的板。
在本實施方式中,進行切割的玻璃2是作為通常的建筑用平板玻璃(例如日本工業(yè)標準jisr3202所記載的平板玻璃)使用的、厚度2mm以上且25mm以下的板狀的玻璃2。但是,并不限定于該厚度。
另外,只要能夠加熱玻璃2即可,也可以對將兩張以上的玻璃2重疊而成的玻璃層疊體進行切割。
另外,為了提高聚光的效率,也可以在玻璃2的表面的預(yù)切割線l上形成紅外線吸收層。紅外線吸收層優(yōu)選為聚光寬度以下,例如,較簡便的做法是利用黑色筆等劃出線條。
(紅外線線式加熱器10的配置)
如圖1中作為預(yù)切割線l所示的那樣,在本實施方式中,玻璃切割裝置1的紅外線線式加熱器10對玻璃2的寬度方向(y方向)上的中央部進行切割。
但是,并不限于此,紅外線線式加熱器10也可以使用于玻璃的切邊工序?!扒羞叀敝傅氖乔懈畈A?的端部,其目的是在制造過程中提高品質(zhì),是通常進行的切割。
(切割方法)
接下來,說明玻璃切割裝置1的動作。
圖3是對切割工序進行說明的圖,圖3的(a)~圖3的(d)是按照時間序列說明切割工序的圖。
首先,將要切割的玻璃2配置在載置臺22上。
隨后,以紅外線線式加熱器10的照射區(qū)域包含玻璃2的x負方向側(cè)端部的方式使紅外線線式加熱器10移動。
通過使連結(jié)器具32b相對于桿32aa上下移動來對紅外線線式加熱器10的高度方向上的位置進行調(diào)整,以使自紅外線線式加熱器10照射的紅外線的寬度與玻璃2的厚度相對應(yīng)地成為期望的寬度(在本實施方式中為3mm)。
開啟紅外線線式加熱器10。此時,在本實施方式中,紅外線線式加熱器10尚未輸送而保持停止的狀態(tài)(v=0)(圖3的(a))。
雖然也要根據(jù)玻璃2的厚度,但在對玻璃2的表面照射紅外線之后經(jīng)過大約15秒~30秒,在玻璃2上產(chǎn)生初始龜裂2a(圖3的(b))。
在產(chǎn)生初始龜裂2a之后,一邊照射紅外線一邊使第1滑動件31在輸送軌道21上向x正方向移動,從而沿著玻璃2的預(yù)切割線l輸送紅外線線式加熱器10(圖3的(c))。
此時的輸送速度v1優(yōu)選為1m/分鐘~1.5m/分鐘。當輸送速度較低、例如為0.2m/分鐘~0.5m/分鐘左右時,熱量會滯留于距玻璃2表面數(shù)毫米左右的內(nèi)部,其結(jié)果,有時在玻璃2的切割面產(chǎn)生條紋(日文:筋)。按照日本工業(yè)標準jisr3202中規(guī)定的標準,切割面的條紋不成為問題,但在抑制條紋的產(chǎn)生而尋求更高品質(zhì)的情況下,優(yōu)選上述1m/分鐘~1.5m/分鐘。但是,輸送速度v1需要為切割速度以下。
在欲提高切割速度的情況下,能夠通過提高紅外線線式加熱器10的每單位長度的輸出、延長紅外線線式加熱器10長度等來適當應(yīng)對。為了提高紅外線線式加熱器10的每單位長度的輸出,能夠通過增大燈絲直徑等來應(yīng)對,與激光器等相比,能夠容易地以廉價來實現(xiàn)高輸出化。另外,也能夠易于改變發(fā)熱形狀。
當以輸送速度v1來輸送紅外線線式加熱器10時,如圖3的(c)所示,整體切割的龜裂2a沿x正方向持續(xù)擴展。
(能夠整體切割的原因)
這樣,能夠沿著預(yù)切割線l將玻璃2整體切割。該整體切割能夠在不經(jīng)由折斷工序的情況下實現(xiàn)。
對于如此能夠在不經(jīng)由折斷工序的情況下將玻璃2整體切割的原理,考慮如下。
通過紅外線線式加熱器10的會聚照射,玻璃2被局部地加熱而在玻璃2上產(chǎn)生溫度分布。
圖4是實際測量得到的玻璃2內(nèi)的板厚方向上的yz截面的溫度分布的照片。圖4的(a)是玻璃2即將被切割前的溫度分布,圖4的(b)是在圖4的(a)的0.1秒后的玻璃2被切割時的溫度分布。
另外,圖5是利用有限元法(fem)對在產(chǎn)生了圖4的(a)的溫度分布時在玻璃2內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力場進行三維分析而得到的結(jié)果。
如圖4的(a)所示,在被紅外線線式加熱器10加熱后的玻璃2內(nèi)產(chǎn)生溫度梯度。由于該溫度梯度,如圖5所示,在預(yù)切割線l上的邊緣的表層和下層處,沿y軸方向誘發(fā)30mpa~34mpa左右的拉伸應(yīng)力。
當該拉伸應(yīng)力超過玻璃2的邊緣的斷裂強度時,以該邊緣的表層或下層為起點產(chǎn)生初始龜裂2a。
另外,此時,在玻璃2的邊緣以外的被紅外線線式加熱器10加熱了的區(qū)域中的、與邊緣所在側(cè)相反的一側(cè)的末端附近,如圖5所示那樣誘發(fā)壓縮應(yīng)力。
自玻璃2的預(yù)切割線l頂端起產(chǎn)生的初始龜裂2a擴展到被紅外線線式加熱器10加熱了的區(qū)域的端部附近。另外,當龜裂2a擴展到被誘發(fā)上述壓縮應(yīng)力的區(qū)域時,龜裂2a的擴展速度開始逐漸降低。
隨后,通過輸送紅外線線式加熱器10,從而被加熱的區(qū)域發(fā)生移動,產(chǎn)生拉伸應(yīng)力的區(qū)域也隨之移動,因此,與輸送速度相對應(yīng)地,龜裂持續(xù)擴展。
如上所述,在本實施方式中,能夠進行整體切割,但如圖3(d)所示,在龜裂2a到達距玻璃2的末端4cm~5cm左右的末端區(qū)域2b時,切割速度容易降低,變得難以切割。
因此,在本實施方式中,利用氣體噴出裝置40對末端區(qū)域2b的包含預(yù)切割線l的區(qū)域吹送壓縮空氣。
圖6是對壓縮空氣的吹送狀態(tài)進行說明的圖。圖7是對吹送壓縮空氣后的玻璃2的分割進行說明的圖。圖8是對比較方式的折斷進行說明的圖。
在此,在吹送壓縮空氣而使龜裂2a擴展了的情況下,在末端區(qū)域2b中,龜裂2a僅形成于玻璃的表背面表層。即,在末端區(qū)域2b中,存在未整體斷裂的未切割部分2e。
另外,此時,末端區(qū)域2b的邊緣部分被紅外線線式加熱器10會聚照射,因此,有時還自預(yù)切割線l上的邊緣向x負方向產(chǎn)生新的龜裂。即使如上所述那樣產(chǎn)生龜裂,有時玻璃2也未在整體上斷裂,在該情況下,也能夠通過吹送壓縮空氣來進行應(yīng)對。
對于在利用氣體噴出裝置40對預(yù)切割線l吹送壓縮空氣時、龜裂2a僅擴展至玻璃2的末端區(qū)域2b的表層附近而未到達玻璃2的內(nèi)部的原因,考慮如下。
圖9是對通過壓縮空氣噴出使龜裂擴展進行說明的示意圖,圖9的(a)是玻璃2的俯視圖,圖9的(b)是玻璃2的側(cè)視圖。
在本實施方式中,在龜裂2a擴展到玻璃2的距末端大約50mm左右的位置時,利用氣體噴出裝置40來吹送壓縮空氣。
如圖9的(a)所示,對比龜裂2a的頂端靠前方的末端區(qū)域2b進行吹送。末端區(qū)域2b在紅外線照射范圍內(nèi)包含預(yù)切割線l。
如圖9的(b)所示,玻璃2表面的、被照射紅外線的末端區(qū)域2b的表面2b1被吹送空氣而使玻璃表面的溫度降低,其結(jié)果,在玻璃表面與玻璃內(nèi)部產(chǎn)生溫度差而在玻璃表面誘發(fā)拉伸應(yīng)力,從而龜裂2a在預(yù)切割線l的玻璃表面處擴展。
被吹送過來的空氣繞過玻璃2,龜裂2a隨之在玻璃2的端部的側(cè)面2b2擴展。
空氣進一步繞到玻璃2的背面,龜裂2a也隨之擴展至玻璃2的端部的背面2b3。
這樣,龜裂2a僅在玻璃2的末端區(qū)域2b的表層附近擴展,因此未到達玻璃2的內(nèi)部。
但是,如圖7所示,之后,通過利用較輕的力f將起始端區(qū)域側(cè)2c向外打開,能夠?qū)⒉A?容易地分割開。在關(guān)閉紅外線線式加熱器10的狀態(tài)下,也能夠進行該分割操作。在該情況下,在末端區(qū)域2b中,會產(chǎn)生未被整體切割的部分,但即使沿打開玻璃的水平方向?qū)ΣA┘油饬Γ懈蠲嬉擦己?。考慮其原因在于,由于向使玻璃2的切割面彼此分開的方向?qū)ΣA?施加外力而不使玻璃邊緣彼此相接觸,因此,不易產(chǎn)生因另一側(cè)的玻璃邊緣接觸于一側(cè)的玻璃邊緣而發(fā)生的微裂紋。
另外,在本實施方式中,在施加外力之前,玻璃2未完全被分割開,因此能夠防止玻璃2自載置臺22滑落。
此外,在本實施方式中,施加于玻璃2的龜裂頂端的外力是沿將初始龜裂2a側(cè)向外打開的水平方向施加的力、即拉伸應(yīng)力。因而,是與圖8所示那樣的、通過利用機械性的方法對預(yù)切割線l部分施加彎曲應(yīng)力f而將平板玻璃折斷的、所謂的折斷不同的工序。在為這樣的折斷的情況下,玻璃下表面2d的玻璃邊緣彼此不可避免地接觸,其結(jié)果,會在玻璃邊緣產(chǎn)生微裂紋、碎片(日文:チッピング)等缺陷。
以上,通過利用氣體噴出裝置40對預(yù)切割線l吹送壓縮空氣,能夠加快末端區(qū)域2b中的龜裂2a的擴展,從而能夠使末端區(qū)域2b中的輸送速度v2與v1相同或者為接近v1的速度。
并且,在完成了玻璃2的切割之后,關(guān)閉紅外線線式加熱器10。
此外,在本實施方式中,說明了安裝有氣體噴出裝置40的方式,但并不限于此,也可以為未設(shè)有氣體噴出裝置40的構(gòu)造。
在該情況下,不進行壓縮空氣的吹送,在接近玻璃2的末端后,使末端區(qū)域2b的輸送速度v2小于輸送速度v1,以便能使整體切割進行到玻璃2的末端。由此,切割所需的時間變長一些,但同樣是在切割面沒有切口缺陷等的狀態(tài)。
此外,也可以是,替代氣體噴出裝置40或與氣體噴出裝置40并用地,預(yù)先利用玻璃切割器對玻璃2的末端區(qū)域2b的玻璃截面或表背面施加劃痕。
另外,只要劃痕位于預(yù)切割線l上即可,也可以預(yù)先對上述末端區(qū)域2b以外的區(qū)域施加劃痕,例如,為了縮短用于產(chǎn)生初始龜裂2a的時間,對玻璃2的x負方向側(cè)(被開始照射紅外線的起始端區(qū)域2c)施加較淺的劃痕。在上述那樣的情況下,由于沒有折斷工序,因此也能夠大幅度地抑制“切屑”、“微裂紋”的產(chǎn)生。
另外,在形成初始龜裂2a并使龜裂2a擴展之際,只要向預(yù)切割線l上照射即可,也可以利用紅外線線式加熱器10來照射與初始龜裂2a分開的位置。此時,若照射區(qū)域與形成有初始龜裂2a的玻璃邊緣之間的距離為30mm以下,則能夠使龜裂2a擴展。
另外,在預(yù)切割線l上的起始端區(qū)域2c中,在如上述那樣利用玻璃切割器等預(yù)先對玻璃2表面施加劃痕之后,利用紅外線線式加熱器10進行照射而形成初始龜裂2a的情況下,也可以同樣利用紅外線線式加熱器10來照射與所形成的劃痕分開的位置。此時,若照射區(qū)域與形成有劃痕的玻璃邊緣之間的距離為30mm以下,則能夠形成初始龜裂龜裂2a。上述劃痕只要包含玻璃邊緣即可,即使在玻璃2表面形成了較淺的劃痕的情況下,初始龜裂2a也能夠成為遍及整個板厚的龜裂。
此外,即使沒有吹送壓縮空氣、未施加劃痕,也能夠充分實現(xiàn)玻璃2的切割,吹送壓縮空氣、施加劃痕并不是必須工序。但是,通過吹送壓縮空氣、施加劃痕,能夠減少初始龜裂2a的形成和末端龜裂的形成所花費的時間,能夠利用簡單的操作來預(yù)期較高的效果。
(第1實施方式的效果)
以上,采用本實施方式,能夠在不經(jīng)由折斷工序的情況下利用整體切割將玻璃2、特別是厚平板玻璃2分割。
本實施方式的玻璃切割裝置1能夠通過對紅外線線式加熱器10的輸出、聚光位置、以及紅外線線式加熱器10的輸送速度進行調(diào)整這樣的簡單的操作來在短時間內(nèi)進行準確的切割。
并且,采用本實施方式,不必在預(yù)切割線l上形成遍及全長的劃痕。并且,由于不進行折斷,因此,在切割玻璃2之際,切割開的玻璃2彼此不會接觸,不會在玻璃2的切割面產(chǎn)生“微裂紋”,能夠抑制邊緣強度的降低。
由于不會因切割而產(chǎn)生碎玻璃,因此能夠避免“切屑”附著在切割面和玻璃2的表面。另外,由于沒有“切屑”,因此能夠減少玻璃面內(nèi)劃痕。
另外,采用本實施方式,能夠得到?jīng)]有切口缺陷(“毛刺”、“突角”、“切口的缺口”、“貝殼狀缺口”、“錯位”等)的切割面。
第1實施方式的實施例
對改變玻璃2的長度、厚度、輸送速度來切割玻璃2的第1實施方式的實施例進行說明。
將實施例1~實施例3的情況下的玻璃切割裝置1中的玻璃2的切割條件表示在以下的表1中。
表1
在本實施例中使用的玻璃2是鈉鈣玻璃(300mm×1000mm、厚度為25mm)。
紅外線線式加熱器10是紅外線線式加熱器(hybeccorporation制造、hyl25-28n、燈部分的長度為280mm、輸出為1960w、焦距為25mm)。
載置臺22是金屬制(sus304、ss400)的板,其隔著預(yù)切割線l等間隔地配置。
并且,將紅外線線式加熱器10安裝于框30并手動地使紅外線線式加熱器10沿著x軸掃描。
(實施例1)
首先,在使紅外線線式加熱器10的頂端行進了大約280mm的狀態(tài)下固定紅外線線式加熱器10,并進行大約30秒鐘的會聚照射而產(chǎn)生了初始龜裂2a。
接下來,使紅外線線式加熱器10進行掃描大約60秒鐘,使龜裂2a在預(yù)切割線l上擴展。
接下來,在末端附近2b對玻璃2的表面吹送壓縮空氣,從而在玻璃2的表面~背面的范圍內(nèi)產(chǎn)生了龜裂2a。
接下來,在關(guān)閉了紅外線線式加熱器10之后,利用手把持起始端區(qū)域2c側(cè)的玻璃,以使玻璃2的切割面分開的方式沿水平方向拉開玻璃2而將玻璃2分割開,進行了整體切割。
(實施例2)
圖10是對實施例2中的切割進行說明的圖。在實施例2中,首先,利用玻璃切割器對預(yù)切割線l上的起始端區(qū)域2c的邊緣部分(玻璃切面)施加了較淺的劃痕。
接下來,在使紅外線線式加熱器10的頂端行進了大約140mm的圖示的狀態(tài)下固定紅外線線式加熱器10,并進行大約12秒鐘的會聚照射,使龜裂2a在紅外線線式加熱器10的照射范圍內(nèi)擴展。
接下來,使紅外線線式加熱器10進行掃描大約53秒鐘,并與實施例1同樣地在末端區(qū)域2b中對玻璃2的表面吹送壓縮空氣之后,沿水平方向拉開玻璃2,進行了整體切割。
(實施例3)
圖11是對實施例3中的切割進行說明的圖。與實施例1同樣地,在以使紅外線線式加熱器10的頂端行進了大約280mm的狀態(tài)下固定紅外線線式加熱器10,并進行大約30秒鐘的會聚照射而產(chǎn)生了初始龜裂2a。接下來,使紅外線線式加熱器10進行掃描大約60秒鐘,使龜裂2a在預(yù)切割線l上擴展。
接下來,在末端區(qū)域2b使輸送停止,利用紅外線線式加熱器10進行紅外線照射,進行了整體切割。
圖11表示在末端區(qū)域2b中使輸送停止時的紅外線線式加熱器10與玻璃2之間的位置關(guān)系。如圖示那樣,在末端區(qū)域2b中,紅外線線式加熱器10的端部位于距玻璃2的端部50mm的位置。此外,產(chǎn)生初始龜裂時的線式加熱器與玻璃板之間的位置關(guān)系與實施例1相同。
采用本實施例,不管在實施例1、實施例2、實施例3的哪一實施例的情況下,均能夠不經(jīng)由折斷工序地將玻璃2整體切割,切割面也良好。另外,在實施例3中,能夠以非接觸的方式進行切割。另外,在實施例1、實施例2中,未以非接觸切割的方式進行全部工序,但能夠大幅度地縮短切割時間。
圖12是切割后的平板玻璃的切割面的照片。如照片所示,即使是厚平板玻璃,利用本方法切割后的平板玻璃的切割面的直線性、直角性也非常高,還沒有切口缺陷,因此,也不需要在后續(xù)工序中進行修整。
(第1實施方式的變形形態(tài))
另外,在第1實施方式中,使用了1個紅外線線式加熱器10,但并不限于此,紅外線線式加熱器10也可以為兩個以上。
紅外線線式加熱器10設(shè)置在玻璃2的上側(cè),但并不限于此,既可以將紅外線線式加熱器10設(shè)置在載置臺22之下,也可以將紅外線線式加熱器10設(shè)置在載置臺22的上下兩側(cè)。
另外,在本發(fā)明的玻璃切割裝置1中以非接觸的方式進行全部工序的情況下,如上述那樣,僅通過照射會聚了的紅外線光,就將玻璃2分割開。該分割是通過在預(yù)切割線l上產(chǎn)生的較強的拉伸應(yīng)力來實現(xiàn)的,因此,根據(jù)情況不同,分割了的玻璃2有時以切割面彼此分開的方式在載置臺22上滑動。
在這樣的情況下,根據(jù)載置臺22的大小的不同,分割了的玻璃2還有可能向載置臺22之下落下,因此,也可以預(yù)先設(shè)置防落下用的輔助構(gòu)件。
該輔助構(gòu)件只要能夠防止玻璃2的落下即可,其既可以設(shè)置在載置臺22上,也可以相對于載置臺22獨立設(shè)置。另外,輔助構(gòu)件既可以在切割前就接觸玻璃2,也可以被設(shè)置為以在分割后的玻璃2在載置臺22上滑動時接觸玻璃2。
此外,在如上述那樣對末端區(qū)域2b吹送壓縮空氣的情況下,由于通過施加較弱的力f來進行最后的分割操作,因此能夠抑制滑落等。
(第2實施方式)
接下來,說明本發(fā)明的第2實施方式。
圖13是玻璃切割裝置101的概略圖,表示配置有玻璃102的狀態(tài)。
在本實施方式中,將玻璃102的輸送方向作為負x方向、將與x方向垂直且水平的方向作為y方向、將玻璃102的厚度方向作為z方向來進行說明。
(說明裝置)
如圖13所示,玻璃切割裝置101包括兩個紅外線線式加熱器110、用于輸送玻璃102的輸送臺120、以及控制部130。
(紅外線線式加熱器110)
紅外線線式加熱器110為與第1實施方式同樣的結(jié)構(gòu),因此省略說明。
(輸送臺120)
作為輸送臺120,在本實施方式中,使用在未圖示的旋轉(zhuǎn)輥之間架設(shè)有環(huán)形的寬幅的帶122的帶輸送臺。在帶122的寬度方向上的外側(cè)配置有外框121。
此外,由于帶122要暴露在紅外線中,因此,帶122優(yōu)選使用耐熱性的構(gòu)件。另外,也可以是,通過將玻璃棉等隔熱材料設(shè)于帶122的與玻璃102的要被切割的部分相接觸的面,從而防止載置臺被紅外線直接加熱。
(控制部130)
控制部130通過操作者的操作來進行輸送臺120的輸送開始和停止、速度調(diào)整、紅外線線式加熱器110的開啟/關(guān)閉、以及紅外線線式加熱器110的上下的位置調(diào)整等。
(玻璃102)
作為本切割裝置的切割對象的脆性材料的板狀的玻璃102與第1實施方式的玻璃2同樣,因此省略說明。
(紅外線線式加熱器110的配置)
如圖13所示,在本實施方式中,玻璃切割裝置101的紅外線線式加熱器110配置于玻璃102的寬度方向(y方向)上的端部,應(yīng)用在所謂的切邊工序中。
但是,本實施方式的切割裝置并不限定于切邊工序。在切邊以外的、例如產(chǎn)品切割那樣將玻璃分割成期望的尺寸的情況下,也能夠利用本實施方式的切割裝置。
(切割方法)
接下來,說明實施方式的玻璃102的切割方法。圖14是對切割方法進行說明的圖,圖14的(a)~圖14的(d)是按照時間序列說明切割工序的圖。第2實施方式中的玻璃102的切割方法與第1實施方式大致相同,但在第1實施方式中紅外線線式加熱器10進行移動,而在第2實施方式中紅外線線式加熱器10不進行移動而是玻璃102進行移動,在這點上是不同的。
首先,將要切割的玻璃102配置在輸送臺120之上。隨后,以使玻璃102的端部的位置與紅外線線式加熱器110的照射區(qū)域的端部大致對齊的方式使玻璃102移動。
與第1實施方式同樣地,對紅外線線式加熱器110的高度方向上的位置進行調(diào)整,以使自紅外線線式加熱器110照射的紅外線的寬度與玻璃102的厚度相對應(yīng)地成為期望的寬度(在本實施方式中為3mm)。
開啟紅外線線式加熱器110。此時,在本實施方式中,玻璃102尚未輸送而保持停止的狀態(tài)(v=0)(圖14的(a))。
雖然也要根據(jù)玻璃102的厚度,但在對玻璃102的表面照射近紅外線之后經(jīng)過大約15秒~30秒,在玻璃102上產(chǎn)生初始龜裂102a(圖14的(b))。
在產(chǎn)生初始龜裂102a之后,一邊照射紅外線一邊使輸送臺120動作,從而沿著預(yù)切割線l輸送玻璃102(圖14的(c))。
出于與第1實施方式相同的原因,此時的輸送速度v1優(yōu)選為1m/分鐘~1.5m/分鐘。
當以輸送速度v1來輸送玻璃102時,如圖14的(c)所示,整體切割的龜裂102a沿玻璃102的輸送方向持續(xù)擴展。
但是,如圖14的(d)所示,在龜裂102a擴展至距玻璃102的末端1cm~2cm左右的位置時,切割速度容易降低,變得難以切割。
因此,在龜裂102a接近玻璃102的末端后,使輸送速度v為小于v1的速度的v2,以便能使整體切割進行到玻璃102的末端。
另外,此時,利用壓縮空氣等對玻璃表面或背面、或者玻璃的表面和背面這兩個面進行冷卻,從而容易形成末端裂紋。
然后,在完成了玻璃102的切割之后,關(guān)閉線式紅外線線式加熱器110。
采用本實施方式,與第1實施方式同樣地,能夠遍及玻璃102的全長地進行沿著預(yù)切割線l的整體切割。
自玻璃102的預(yù)切割線l頂端起產(chǎn)生的初始龜裂102a擴展到被紅外線線式加熱器110加熱了的區(qū)域的末端附近。另外,當龜裂擴展到誘發(fā)上述壓縮應(yīng)力的區(qū)域時,龜裂的擴展速度開始逐漸降低。
隨后,通過輸送玻璃102,從而被加熱的區(qū)域發(fā)生移動,產(chǎn)生應(yīng)力的區(qū)域也隨之移動,因此,與輸送速度相對應(yīng)地,龜裂持續(xù)擴展。
以上,在本實施方式中,也能夠獲得與第1實施方式相同的效果。
第2實施方式的實施例
對改變玻璃102的長度、厚度、輸送速度來切割玻璃102的第2實施方式的實施例進行說明。
所使用的紅外線線式加熱器110與第1實施方式的實施例相同。
將所使用的玻璃102的長度、厚度、輸送速度以及切割結(jié)果表示在表3中。玻璃102的種類是板狀的浮法玻璃。
表2
如表3所示,采用本實施例,不管在表所示的實施例(4)~實施例(10)的哪一實施例情況下,均能夠不經(jīng)由折斷工序地以非接觸狀態(tài)將玻璃102整體切割。
以下,詳細說明各實施例。
在實施例(4)和實施例(5)中,玻璃102的長度和輸送速度均相同,但玻璃102的厚度不同。對于切割時間(自電源接通起到切割結(jié)束為止的時間),板厚25mm的實施例(5)的切割時間長于板厚15mm的實施例(4)的切割時間,但均能夠?qū)崿F(xiàn)切割。
在實施例(6)~實施例(8)中,玻璃102的長度和輸送速度也相同,但玻璃102的厚度不同。在該情況下,也均能夠?qū)崿F(xiàn)切割且切割面也良好。
在實施例(7)、(9)、(10)中,玻璃102的長度和玻璃102的厚度均相同,但輸送速度不同。
實施例(7)的輸送速度為1m/分鐘~1.5m/分鐘,在切割面未產(chǎn)生條紋,但在實施例(9)的輸送速度為0.2m/分鐘、實施例(10)的輸送速度為0.5m分鐘的情況下,在切割面產(chǎn)生了條紋。
如上所述,按照日本工業(yè)標準jisr3202中規(guī)定的標準,切割面的條紋不成為問題,但由這些結(jié)果可知,輸送速度優(yōu)選為1m/分鐘~1.5m/分鐘。
接下來,對通過本實施方式的切割方法切割后的切割玻璃102a的切割面的強度的測量結(jié)果進行說明。
利用本實施方式的切割方法來切割厚度19mm的玻璃102,制作了25mm×100mm的試驗片。對于該試驗片,利用依據(jù)日本工業(yè)標準jisr1601(1995)“精細陶瓷的彎曲試驗方法”的方法進行了四點彎曲試驗。
所使用的裝置是tensilon萬能材料試驗機(orienteccorporation制造、rtc-2410)。
載荷跨度(=加壓夾具寬度)為60mm
支承跨度(=支承工具寬度)為180mm
試驗速度為1mm/min。
計算出所得到的結(jié)果的算數(shù)平均值,將得到的平均斷裂應(yīng)力值的結(jié)果表示在下面。
表3
此外,比較形態(tài)的試驗片是熟練的操作者以如下方式制作成的所謂的整齊(日文:クリーンカット)樣品:熟練的操作者利用超硬刀具(切割器)對預(yù)切割線l上的表面施加劃痕線,沿與劃痕線正交的方向?qū)ΣA┘訌澢鷳?yīng)力而將其折斷為100mm×400mm的尺寸。由于尺寸不同,因此,并不一定能夠進行準確的比較,對于本實施方式的切割玻璃102a,其頂部的平均斷裂強度為109mpa,底部的平均斷裂強度為83mpa。另一方面,在比較形態(tài)中,頂部的平均斷裂強度為50mpa,底部的平均斷裂強度為72mpa。
以上,對于本實施例的切割玻璃102a,與熟練的操作者進行折斷而制作成的整齊玻璃相比,能夠得到頂部面?zhèn)鹊钠骄鶖嗔褟姸葹榇蠹s兩倍、底部面?zhèn)鹊钠骄鶖嗔褟姸葹榇蠹s1.15倍這樣強度優(yōu)異的、具有邊緣強度的平板玻璃。
將利用光學顯微鏡對通過本實施方式的切割方法切割后的切割玻璃102a的切割面進行觀察而得到的結(jié)果表示在圖15中。在圖15中,圖15的(a)是熟練的操作者利用以往的折斷方法進行折斷而得到的以往產(chǎn)品的切割玻璃,圖15的(b)是利用本實施方式的方法進行切割而得到的切割玻璃102a的切割面。
如圖15的(a)所示,在以往產(chǎn)品的切割玻璃的切面上能看到切割器劃痕所導(dǎo)致的微裂紋。
但是,采用本實施方式,如圖15的(b)所示,未在切割玻璃102a的切面上產(chǎn)生微裂紋、切口缺陷等。即,得到了像利用鋒利的刀具進行裁切那樣的整潔的切割面。另外,雖然圖15的(b)所示的本實施方式的切割玻璃102a的切割面的棱線較鋒利,但即使手指沿著棱線移動,也未割傷手指。其原因在于,未在切割面上產(chǎn)生微裂紋,在棱線上未形成有玻璃102的細微的凹凸。
在用于對厚平板玻璃進行切邊的情況下,在以往的經(jīng)由折斷工序的切割方法中,在切開側(cè)沒有某一程度的寬度(需要兩端具有300mm左右的寬度的切削量(合計為600mm))時,切割線會彎曲而成為不良。
但是,在本實施方式中,由于不需要折斷工序,因此能夠減少切邊寬度,與以往相比,能夠得到較大尺寸的產(chǎn)品。
具體而言,能夠以大致板厚的大小(在厚度為25mm的玻璃的情況下為25mm寬度)的切削量進行切割。
圖16是在厚度為25mm的玻璃的情況下以25mm寬度的切削量進行切割后的玻璃的照片。這樣,由于能夠作為產(chǎn)品使用的區(qū)域擴大,因此在成本上非常有利。
圖17和圖18是切割后的平板玻璃的切割面的照片。如照片所示,即使為厚平板玻璃,利用本方法切割后的平板玻璃的切割面的直線性、直角性也非常高,還沒有切口缺陷,因此,也不需要在后續(xù)工序中進行修整。
(第2實施方式的變形形態(tài))
此外,在本實施方式中,如在圖14中說明那樣,在設(shè)成使玻璃102的端部的位置與紅外線線式加熱器110的照射區(qū)域的端部大致對齊的狀態(tài)下,使玻璃102的速度v為0并開啟紅外線線式加熱器110。
但是,并不限于此,既可以是,在玻璃102的端部的位置比紅外線線式加熱器110的照射區(qū)域的端部靠近前的狀態(tài)下開啟紅外線線式加熱器110,并開始輸送玻璃102,使輸送速度為v1并進行勻速輸送,也可以是,使輸送速度為比v1小的速度,在產(chǎn)生了初始龜裂102a之后,使速度為v1。
另外,在本發(fā)明的方法中,通過使紅外線線式加熱器110進行照射,能夠使在玻璃102上產(chǎn)生的龜裂擴展。因此,為了縮短產(chǎn)生初始龜裂a的時間,也可以是,預(yù)先利用任意的方法對邊緣表面或截面施加劃痕線等,將該劃痕線等作為初始龜裂102a并使龜裂擴展。當采用上述方法時,根據(jù)初始龜裂a的產(chǎn)生方式的不同,有時并非全部工序均為非接觸切割,但由于沒有折斷工序,因此能夠大幅度地抑制“切屑”、“微裂紋”的產(chǎn)生。
另外,在本實施方式中,使用了兩個紅外線線式加熱器110,但并不限于此,紅外線線式加熱器110既可以為1個,也可以為3個以上。
輸送臺120并不限于帶式,其也可以是如下那樣的裝置,該裝置包括:外框,其沿x方向延伸;以及多個輥,該多個輥相對于該外框以長邊方向沿著y方向的方式配置,將輸送物載置在輥上而使輸送物移動。
并且,也可以是,輸送臺本身并不移動,手動地使玻璃102在輸送臺上移動。在該情況下,將輸送臺上的被紅外線線式加熱器110照射的位置挖空,能夠防止輸送臺因被紅外線照射而產(chǎn)生熱造成的損傷。
與第1實施方式同樣地,紅外線線式加熱器110既可以設(shè)置在輸送臺120之下,也可以設(shè)置在輸送臺120的上下兩側(cè)。
另外,也可以與第1實施方式同樣地預(yù)先設(shè)置防落下用的輔助構(gòu)件。
附圖標記說明
1、101、玻璃切割裝置;2、102、玻璃;2a、102a、龜裂;2a、初始龜裂;2b、末端區(qū)域;2c、起始端區(qū)域;10、110、紅外線線式加熱器;20、固定臺;21、輸送軌道;22、載置臺;25、加熱器保持板;30、框;32、升降機構(gòu);35、加熱器保持板;40、氣體噴出裝置;50、130、控制部;102a、切割玻璃;103、紅外線吸收層;120、輸送臺;121、外框。