JPH01167247A - ガラス物品の切断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザビームを利用して種々の肉厚のガラス
物品、特にこれまで難しい切断をしいられている厚板、
なかでも板厚が１０〜１２鶴程度より厚い厚板ガラスを
熱応力切断する際極めて有用なガラス物品の切断方法に
関する。

本発明は、住宅あるいは中高層ビル等の建築用窓ガラス
をはじめ、自動車あるいは鉄道車輌用窓ガラス、船舶用
窓ガラス、さらには各種内装材、家具調度品、調理用品
、電気電子部品用　・基板、ガラス壜等のガラス物品に
幅広く採用し得るものである。

〔従来の技術〕

従来、ガラス物品の切断加工には種々の手段が用いられ
、極く通常には、ダイヤモンドもしくは超硬合金製チッ
プでできている尖端によりガラス表面に傷をつけた後、
このクランクを促進させて切断する方法が行われており
、クラックを促進する手段としては例えば、特開昭５３
−８８８１７号公報には押え込んでベンディングを起さ
せる機械的方法、特公昭４Ｂ−１６８６号公報には気体
圧を加える方法、特開昭５３−２８６１３号公報には高
圧液体ジェットを噴射させて行う方法、さらに特開昭４
８−１０２８１５号公報ならびに特開昭５４−１４９７
２０号公報にはガスバーナ等で局部的加熱を行う方法等
がそれぞれ開示され用いられており、また熱応力を利用
する切断方法としては、例えば特公昭５５−２９９４２
号公報にはガラス板の切断すべき表面において所定の切
断形状をなした電気抵抗線を設置し、次に前記電気抵抗
線に通電して切断すべき表面を加熱して、切断すべき断
面に熱応力を発生せしめ、次にそのガラス板の切断すべ
き何れか一方の端部に水滴を滴下して冷却することによ
りガラス板の端部に局部的クラックを発生させて、つい
で発生するクラックの進展によりガラス板を瞬間的に切
断する方法が開示されており、さらにレーザビームを利
用する方法としては、例えば特公昭４６−２４９８９号
公報には局部的の割れを発生するに充分なレーザビーム
を与えて熱衝撃で基板を分離する方法、特開昭５４−１
０６５２４号公報には機械的切断工具により基板表面に
溝を入れ溶融、蒸発させない程度のパワーを有するレー
ザビームを照射して機械的な歪みに熱的な歪みを加えて
分割する方法、特開昭５７−２０９８３８号公報にはレ
ーザ光線をガラス表面に集束させてガラス厚みの一部分
を気化させ、同時に残余の厚さ部分を焼鈍温度以上に加
熱すると共にレーザ焦点部分をガスジェットで除いて溶
断するようにする方法ならびに特開昭６０−２５１１３
８号公報にはデイフォーカスしたレーザ光で予備加熱を
行い、次いで微小集光のレーザを照射して溶断する方法
、特開昭５９−３９７３４号公報にはガラス管を回転さ
せなからレーザビームを照射して狭い巾で急熱し、この
加熱部に冷却体等の熱的あるいは機械的衝撃を与えて切
断する方法ならびに特開昭４９−７５６２３号公報には
ガラス質またはガラス結晶質の体に少なくとも一つのレ
ーザビームを照射することにより切断する方法において
、レーザビームのうちの少なくとも一つはかかるレーザ
ビームのエネルギーの少なくとも１０％が前記体に少な
くとも０．２ｍの深さまで侵入する如き波長または主要
波長を有するようにして切断する方法が開示され、異な
るレーザビームは異なる波長で相対変位を生ぜしめる手
段を用いることが記載されている等が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述したような従来の特開昭５３−８８８１７号公報等
のカッターを用いる切断方法では肉厚の厚い特に１０〜
１２ｔｍ厚以上のものになると切断が難しく、種々の補
助手段を組合せてもガラス表面に切込線を刻設すること
にかわりなく必ずしも確実できれいなギザギザのないま
た凹凸状のカケ、切断計画線ハズレのない切断、切断縁
あるいは切断面を得ることはほとんどできないものであ
り、例えばガラス表裏面に直角な切断面を得ることが難
しいものであり、加えて板厚の変動や応力の不均一にも
敏感に左右されて前記切断不良を生じやすくしかも厚い
小物あるいは板の中央でない場合等では切断が極めて困
難であり、切粉などによるガラス表面のキズ・汚れを発
生しやすいものである。また特公昭５５−２９９４２号
公報に記載の方法ではガラス内の応力分布が不均一な場
合等では切断線がその計画線からズレを生じやすいもの
である。さらに特公昭４６−２４９８９号公報に記載の
方法では薄い肉厚のものは切断し得ても厚板の切断には
特開昭５４−１０６５２４号公報に記載のように機械的
切断工具によって溝を表面に入れるかはたまた特開昭５
７−２０９８３８号公報ならびに特開昭６０−２５１１
３８号公報に記載のようにレーザビームの容量アップを
して時間をかけて溶断することとなり、その切断面は切
断時の溶融物の付着等もあってギザギザになってきわめ
てきたなく場合によっては照射の熱衝撃で予期せぬ方向
に切断されることまた再溶着等があって、厚さ等のファ
クターを総合的に精密にかつ安定的に制御する必要があ
り、厚物の切断にこれらを用いることは極めて難しい方
法である。さらにまた特開昭４９−７５６２３号公報に
記載の方法では、所謂結晶化ガラスの結晶の変化を起さ
せないように、一方のものがガラスに非常に強く吸収さ
れ他方のものがガラス内部層へ侵入するようにした二つ
のレーザビームを衝突するガラスリボン上の点が相互に
一致するようにまたは非常に接近するよう照射すること
により、ガラスの厚さの中央部で切断応力を生ぜしめる
ようにしようとするものであるが、応力分布が不均一な
ものでは切断計画線とはズレを生じゃすく切断面等が必
ずしもきれいにならないものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、従来のかかる問題点に鑑みてなしたものであ
って、加熱源であるレーザビームの入射を斜めに特定の
角度をもたせることにより、クラックの先端基における
熱応力の発生量を制御することができ、厚肉物、特に厚
板の内応力が変化するガラスや平面度が悪く板厚が変化
するガラスに対しても良好な切断縁および面を得ること
ができるガラス物品の切断方法を提供するものである。

すなわち、本発明はレーザビームを利用してガラス物品
を熱応力切断する方法において、少なくとも一つのレー
ザビームを有し、かつ該レーザビームの入射角度がガラ
ス表面から４５〜８５度の範囲になるよう斜めに照射し
つつ熱応力切断することを特徴とするガラス物品の切断
方法を提供するものである。

ここで、少なくとも一つのレーザビームを有し、その入
射角度がガラス表面から４５〜８５度の範囲になるよう
斜めに照射するのは、ガラス内の歪量すなわち残留応力
が製造条件によりあるいはその場所によりまた板厚の不
均一等によっても異なっているのをレーザビームの出力
のみによらず調整し均一化して切断計画線のまわりの残
留応力をバランスさせつつ熱応力切断するものであり、
すなわち入射角度をもったレーザビームは原則的に切断
計画線上で切断クラックの前を走行するようにしてガラ
ス内の応力状態のアンバランスをその入射角度、走行速
度あるいはビームの出力等を変えながら補正しながら熱
応力切断を行うものである。また前記走行速度は切断さ
れるガラスの残留応力の大きさによって異なるのである
が、好ましくは０．０１〜５．０ｍ／ｓｅｃであり、一
方ガラスの応力分布によっては入射角度を４５〜８５度
の範囲で切断計画線方向に斜め照射するレーザビームを
切断計画線上に当てつつ切断計画線の直角方向にふって
板厚方向に入射するにしたがって切断計画線からすれる
ようにし、不均一な応力分布を調整しバランスさすこと
もできるものであり、例えば耳付きガラス板において耳
部に平行して切断計画線を設定し熱応力切断する場合計
画線よりズして切断されることが生じやすく、これに対
処するためには、前記ズレの角度分だけ見掛は上の計画
線を中央部側へふって斜めレーザビームを照射してやる
ことも必要であって、これにより、切断計画線通りの熱
応力切断ができるものである。さらに入射角度を４５〜
８５度の範囲としたのは、４５度未満ではガラスの残留
応力に対して鋭敏に反応するのが難しく、８５度を超え
ると内層までレーザビームが届きすぎ適切な引張応力を
得ることが難しいためであり、好ましくは６０〜８０度
である。

また熱応力切断するための熱応力の発生は電気抵抗線、
レーザビーム等のばか種々の加熱素子をガラス表面の切
断計画線に沿って表裏両面もしくはいずれか一方の面に
配設し熱エネルギーを与えることにより行うものである
。なお場合によっては切断計画線の近傍にも加熱素子を
配設してもよいことは言うまでもない。

さらに切断の開始は、ダイヤモンドカッターあるいは冷
たい刃物等の先を接触さす機械的な手段または水滴等に
よる熱的手段を用いて切断計画線上のガラス板の端部等
より行うのがよいものである。

さらにまた、ガラス内応力については、例えば鋭敏色板
等通常使用されている方法で知り、これによって前記レ
ーザビームにおける前記の種々の因子を制御するように
すればよりよいものである。

〔作用〕

前述したように、本発明のガラス物品の切断方法によっ
て、発生させる熱応力の大きさをその場所ごとに自由に
選ぶことができ、ガラス内応力が変化しているガラスあ
るいは板厚等が極端な変化をし平面度が悪いガラス、例
えばフロートガラス製造直後の切断されていない耳部付
きガラスにおいては、熱応力を利用しても良好な切断面
を得ることが難しかったが、ガラスの局所的な残留応力
の変化を補正することができるので、適正な熱応力を付
与することができ、良好な切断面を得ることができるも
のである。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について説明する。

実施例１ 大きさ２０００Ｘ　５００　＊＊　’″、厚さ１５ｍｍ
の耳付きフロートガラス板の中央部を耳部に平行して切
断するに際し、該切断計画線部分の内応力を光弾性測定
法の一種であるセナルモン法によって測定し、その後１
．８ｍ径のニクロム線を切断計画線の裏側のガラス表面
に接触させ約２７Ａの電流を４０秒間流して加熱した後
、加熱を継続しながらガラス表側面の前記切断計画線部
に約６０度の入射角度に傾けたＣＯ２レーザビームをそ
の内応力の大きさに合せて０．０１〜５　ｍ　／　ｓｅ
ｃの範囲のなかで照射しながら走行をはじめるが、その
前に前記切断計画線上のレーザビーム照射開始側ガラス
板端面部に照射後約１分間経過して注射針から水滴を落
下させて切断を開始し、そのクラック伝ばが前記レーザ
ビーム照射の後を追従して行くようにして全ガラス板中
の切断を完了させた。

この結果、耳付きガラス板で耳付き側の周端部において
は板厚ならびに内応力が大きく変化しているにもかかわ
らず、２５０ｍｍと２５０１１に完全な直線ができ、ツ
ノ等の凹凸ギザギザがなくきれいな良好な切断面を得る
ことができた。

実施例２ 大きさ２０００Ｘ　４５０鶴２、厚さ１９鶴の耳付きフ
ロートガラス板について、レーザビームの入射角度を約
７５度と、　１．８ｔｍ径のニクロム線の電流値を約２
．９Ａとして約５５秒間流したほかは実施例１と同様な
手法で実施した。

この結果、２００ｍｍ　（耳側）と　２５０鶴に実施例
１と同様に良好な切断面で切断することができた。

比較例１ 実施例１と同様に実施したが、レーザビームの入射角度
のみ約９０度としたところ、ギザギザな切縁となる等良
好な切断面を得ることはできなかった。

比較例２ 実施例２と同様に実施したが、レーザビームの入射角度
のみ約４０度としたところ、切断計画線からスレを生じ
た上、良好な切断面をも得ることができなかった。

〔発明の効果〕

以上、前述したことから明らかなように本発明によれば
、ガラス物品、特に１０〜１２ｔｍ以上の厚みをもった
ガラス板の切断に関し、従来の方法ではなし得なかった
板厚差のあるあるいは不均一内応力を有する厚板ガラス
、例えば耳付きガラス板においても切断計画線に沿って
予定通り、きれいな切断面で表裏方向における切断面傾
きも防止し得て良好な切断ができるものである。本発明
は板ガラス以外にも電子材料基板、ガラス壜等のガラス
物品の切断にも広（適用できるものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザビームを利用してガラス物品を熱応力切断する方
   法において、少なくとも１つのレーザビームを有し、か
   つ該レーザビームの入射角度がガラス表面から４５〜８
   ５度の範囲になるよう斜めに照射しつつ熱応力切断する
   ことを特徴とするガラス物品の切断方法。