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Title:
GLASS FILM WITH SMOOTH AND MICROCRACK-FREE EDGE SURFACE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/050165
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a glass film with a first and a second surface, both of which are delimited by identical edges, wherein the surface of at least two opposing edges has an average surface roughness Ra of at most 2 nm, preferably at most 1.5 nm, especially preferably at most 1 nm. The glass film is produced by thermal smoothing of at least two opposing edges, wherein the glass is heated on the edge surfaces to a temperature above the transformation point. Another manufacturing method comprises applying a glass solder to the surface of the edge and melting the glass solder, wherein the glass solder wets the surface.

Inventors:
VOGT JUERGEN (DE)
WIEGEL THOMAS (DE)
WEGENER HOLGER (DE)
NEUHAEUSLER ULRICH (DE)
ULLMANN ANGELIKA (DE)
Application Number:
PCT/EP2012/004171
Publication Date:
April 11, 2013
Filing Date:
October 05, 2012
Export Citation:
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Assignee:
SCHOTT AG (DE)
VOGT JUERGEN (DE)
WIEGEL THOMAS (DE)
WEGENER HOLGER (DE)
NEUHAEUSLER ULRICH (DE)
ULLMANN ANGELIKA (DE)
International Classes:
C03C17/04; C03B29/02; C03C17/23
Domestic Patent References:
WO1999046212A11999-09-16
WO2010135614A12010-11-25
WO2002051757A22002-07-04
WO2003051783A12003-06-26
Foreign References:
US20080041833A12008-02-21
US20110183118A12011-07-28
JP2006124192A2006-05-18
JP2008083356A2008-04-10
JP2001261355A2001-09-26
US20110217521A12011-09-08
EP1048621A22000-11-02
US20100279067A12010-11-04
US20100269542A12010-10-28
DE69304194T21997-01-23
EP0872303B12003-06-11
US6407360B12002-06-18
DE102009008292A12010-08-26
DE102008046044A12010-03-11
DE10016628A12001-10-18
Attorney, Agent or Firm:
SAWODNY, Michael (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Glasfolie mit einer ersten und einer zweiten Oberfläche, beide Oberflächen werden durch gleiche Kanten begrenzt, wobei die Oberfläche von zumindest zwei einander gegenüberliegenden Kanten eine gemittelte Rautiefe Ra von höchstens 2 Nanometer, vorzugsweise von höchstens 1 ,5 Nanometer, besonders bevorzugt von höchstens 1 Nanometer aufweist.

2. Glasfolie nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

die Glasfolie eine Ausfallwahrscheinlichkeit bei einer Länge von 1000m und bei einer Dicke im Bereich 5pm bis 350 μιτι, insbesondere 15 pm bis 200 pm sowie einem Durchmesser eines Wickels der Glasfolie (1) im Bereich 50 mm bis 1000 mm, insbesondere im Bereich 150 mm bis 600mm geringer als 1% umfasst.

3. Glasfolie nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Oberfläche von zumindest zwei einander gegenüberliegenden Kanten einen quadratischen Mittenrauwert (RMS) Rq von höchstens 1 Nanometer, vorzugsweise von höchstens 0,8 Nanometer, besonders bevorzugt von höchstens 0,5 Nanometer aufweist.

4. Glasfolie nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Oberfläche von

zumindest zwei einander gegenüberliegenden Kanten aus mindestens einem Metalloxid, vorzugsweise aus einem Metalloxidgemisch besteht.

5. Glasfolie nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Oberfläche von

zumindest zwei einander gegenüberliegenden Kanten eine feuerpolierte

Oberfläche aufweist.

6. Glasfolie nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die erste und die zweite Oberfläche der Glasfolie eine feuerpolierte Oberfläche aufweist.

7. Glasfolie nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Glasfolie eine Dicke von höchstens 200 μηι, vorzugsweise höchstens 100 μητι, besonders bevorzugt von höchstens 50 μηι, insbesondere bevorzugt von höchstens 30 pm aufweist.

8. Glasfolie nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Glasfolie eine Dicke von mindestens 5 μηη, vorzugsweise von mindestens 10 μηη, besonders bevorzugt von mindestens 15 μηη aufweist.

9. Glasfolie nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Glasfolie einen

Alkalioxidgehalt von höchstens 2 Gew.-%, vorzugsweise von höchstens 1 Gew.-%, weiter bevorzugt von höchstens 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von höchstens 0,05 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 0,03 Gew.-% aufweist.

10. Glasfolie nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Glasfolie aus einem Glas besteht, das die folgenden Komponenten (in Gew.-% auf Oxidbasis) enthält:

SiO2 40-75

AI2O3 1-25

B2O3 0-16

Erdalkalioxide 0-30

Alkalioxide 0-2.

11. Glasfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Glasfolie aus einem Glas besteht, das die folgenden Komponenten (in Gew.-% auf Oxidbasis) enthält:

SiO2 45-70

AI2O3 5-25

B2O3 1-16

Erdalkalioxide 1-30

Alkalioxide 0-1.

12. Verfahren zur Herstellung einer Glasfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 11 umfassend folgende Schritte:

- Bereitstellen einer Glasfolie,

- Thermisches Glätten von zumindest zwei einander gegenüberliegenden

Kanten, wobei das Glas an der Kantenoberfläche auf eine Temperatur oberhalb des Transformationspunktes (Tg) erhitzt wird, derart, dass die Glasfolie eine Ausfallwahrscheinlichkeit bei einer Länge von 1000 m und bei einer Dicke im Bereich 5 μιτι bis 350 μιη, insbesondere 15μιη bis 200μπι sowie einem Durchmesser eines Wickels der Glasfolie (1) im Bereich 50 mm bis 1000 mm, insbesondere im Bereich 50 mm bis 600 mm geringer als 1 % umfasst.

13. Verfahren zur Herstellung einer Glasfolie nach Anspruch 1 umfassend

folgende Schritte:

- Bereitstellen einer Glasfolie,

- Aufbringen eines Glaslotes auf die Oberfläche von zumindest zwei einander gegenüberliegenden Kanten,

- Aufschmelzen des Glaslotes auf der Oberfläche von zumindest zwei

gegenüberliegenden Kanten, wobei das Glaslot die Oberfläche benetzt, derart, dass die Glasfolie eine Ausfallwahrscheinlichkeit bei einer Länge von 1000 m und bei einer Dicke im Bereich 5 μητι bis 350 μηι, insbesondere 15μηι bis 200μηι sowie einem Durchmesser eines Wickels der Glasfolie (1) im Bereich 50 mm bis 1000 mm, insbesondere im Bereich 50mm bis 600 mm geringer als 1% umfasst.

14. Verfahren zur Herstellung einer Glasfolie nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Kanten vor dem thermischen Glätten oder vor dem Aufbringen eines Glaslots hergestellt wurden, indem in der Glasfolie entlang einer vorgegebenen

Bruchlinie durch mechanisches Anritzen und/oder durch eine Behandlung mit einem Laserstrahl mit nachfolgender gezielter Abkühlung eine Spannung erzeugt und das Glas anschließend entlang dieser Bruchlinie gebrochen wird.

Description:
GLASFOLIE MIT GLATTER UND MIKORRISSFREIER OBERFLÄCHE DER KANTE UND DEREN HERSTELLUNGSVERFAHREN

Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Glasfolie mit einer speziell ausgebildeten Kante aus Glas mit sehr glatter und mikrorissfreier Oberfläche. Besonders bevorzugt haben die Glasfolien eine Dicke im Bereich 5μ η τι bis 350 pm.

Für verschiedenste Anwendungen wie z.B. in den Bereichen der

Verbraucherelektronik beispielsweise als Abdeckgläser für Halbleitermodule, für organische LED-Lichtquellen oder für dünne oder gebogene Anzeigevorrichtungen oder in Bereichen der regenerativen Energien oder Energietechnik, wie für

Solarzellen, wird zunehmend Dünnglas eingesetzt. Beispiele hierfür sind Touch Panel, Kondensatoren, Dünnfilmbatterien, flexible Leiterplatten, flexible OLED's, flexible Photovoltaikmodule oder auch e-Papers. Dünnglas gerät für viele

Anwendungen immer mehr in den Fokus aufgrund seiner hervorragenden

Eigenschaften wie Chemikalien-, Temperaturwechsel- und Hitzebeständigkeit, Gasdichtigkeit, hohes elektrisches Isolationsvermögen, angepasster

Ausdehnungskoeffizient, Biegsamkeit, hohe optische Qualität und

Lichtdurchlässigkeit oder auch hohe Oberflächenqualität mit sehr geringer

Rauigkeit aufgrund einer feuerpolierten Oberfläche der beiden Dünnglasseiten. Unter Dünnglas werden hierbei Glasfolien verstanden mit Dicken kleiner etwa 1 ,2 mm bis zu Dicken von 15 pm und kleiner. Aufgrund seiner Biegsamkeit wird Dünnglas als Glasfolie zunehmend nach der Herstellung aufgerollt und als

Glasrolle gelagert oder zur Konfektionierung oder Weiterverarbeitung transportiert. In einem Roll-to-Roll Prozess kann die Glasfolie auch nach einer

Zwischenbehandlung, beispielsweise einem Beschichten oder Konfektionieren der Oberfläche, wiederum aufgerollt und einer weiteren Verwendung zugeführt werden. Das Rollen des Glases beinhaltet gegenüber einer Lagerung und dem Transport von flächig ausgebreitetem Material den Vorteil einer kostengünstigeren kompakten Lagerung, Transport und Handhabung in der Weiterverarbeitung. In der Weiterverarbeitung werden aus der Glasrolle oder auch aus flächig gelagertem oder transportiertem Material kleinere, den Anforderungen

entsprechende Glasfolienabschnitte abgetrennt. Bei manchen Anwendungen werden auch diese Glasfolienabschnitte wiederum als gebogenes oder gerolltes Glas eingesetzt.

Bei all den hervorragenden Eigenschaften besitzt Glas als spröder Werkstoff eine eher geringe Bruchfestigkeit, da es wenig widerstandsfähig gegen

Zugspannungen ist. Bei einem Biegen des Glases treten Zugspannungen an der äußeren Oberfläche des gebogenen Glases auf. Für eine bruchfreie Lagerung und für einen bruchfreien Transport einer solchen Glasrolle oder für einen riss- und bruchfreien Einsatz kleinerer Glasfolienabschnitte ist zunächst die Qualität und Unversehrtheit der Kanten von Bedeutung, um das Entstehen eines Risses oder Bruchs in der aufgerollten oder gebogenen Glasfolie zu vermeiden. Schon

Beschädigungen an den Kanten wie winzige Risse, z.B. Mikrorisse, können die

Ursache und der Entstehungspunkt für größere Risse oder Brüche in der Glasfolie werden. Weiterhin ist aufgrund der Zugspannung an der Oberseite der gerollten oder gebogenen Glasfolie eine Unversehrtheit und Freiheit der Oberfläche von Kratzern, Riefen oder anderen Oberflächendefekten von Bedeutung, um das Entstehen eines Risses oder Bruchs in der aufgerollten oder gebogenen Glasfolie zu vermeiden. Drittens sollten auch herstellungsbedingte innere Spannungen im Glas möglichst gering oder nicht vorhanden sein, um das Entstehen eines Risses oder Bruchs in der aufgerollten oder gebogenen Glasfolie zu vermeiden.

Insbesondere die Beschaffenheit der Glasfolienkante ist von besonderer

Bedeutung hinsichtlich einer Rissentstehung oder Rissausbreitung bis zum Bruch der Glasfolie.

Nach dem Stand der Technik werden Dünngläser bzw. Glasfolien mechanisch mit einem speziell geschliffenen Diamanten oder einem Rädchen aus Spezialstahl oder Wolframcarbit angeritzt und gebrochen. Hierbei wird durch das Anritzen der Oberfläche gezielt eine Spannung im Glas erzeugt. Entlang der so erzeugten Fissur wird das Glas kontrolliert durch Druck, Zug oder Biegung gebrochen. Hierdurch entstehen Kanten mit starker Rauigkeit, vielen Mikrorissen und

Ausplatzungen oder Ausmuschelungen an den Kantenrändern.

Meistens werden diese Kanten zur Erhöhung der Kantenfestigkeit anschließend gesäumt, gefast oder geschliffen und poliert. Eine mechanische

Kantenbearbeitung ist bei Glasfolien insbesondere im Bereich von Dicken kleiner 200 μιτι nicht mehr realisierbar ohne eine zusätzliche Riss- und Bruchgefahr für das Glas darzustellen. Um eine bessere Kantenqualität zu erzielen wird nach dem Stand der Technik in einer Weiterentwicklung das Laserritzverfahren eingesetzt, um ein Glassubstrat mittels einer thermisch generierten mechanischen Spannung zu brechen. Auch eine Kombination beider Verfahren ist im Stand der Technik bekannt und verbreitet. Bei dem Laserritzverfahren wird mit einem gebündelten Laserstrahl, üblicherweise einem CO 2 - Laserstrahl, das Glas entlang einer genau definierten Linie erhitzt und durch einen unmittelbar folgenden kalten Strahl eines Kühlfluids, wie Pressluft oder ein Luftflüssigkeitsgemisch, eine so große thermische

Spannung im Glas erzeugt, dass dieses entlang der vorgegebenen Kante brechbar ist. Ein solches Laserritzverfahren beschreiben beispielsweise die DE 693 04 194 T2, EP 0 872 303 B1 und die US 6,407,360.

Aber auch dieses Verfahren erzeugt eine gebrochene Kante mit entsprechender Rauigkeit und Mikrorissen. Ausgehend von den Vertiefungen und Mikrorissen in der Kantenstruktur können sich insbesondere beim Biegen oder Rollen einer dünnen Glasfolie im Bereich einer Dicke von kleiner 200 μιη Risse in das Glas hinein ausbilden und ausbreiten, die schließlich zu einem Bruch des Glases führen.

Einen Vorschlag zur Erhöhung der Kantenfestigkeit macht die WO 99/46212. Sie schlägt das Beschichten einer Glasscheibenkante und Ausfüllen der von der Glaskante ausgehenden Mikrorisse mit einem hochviskosen aushärtbaren Kunststoff vor. Die Beschichtung kann durch Eintauchen der Glaskante in den Kunststoff erfolgen und die Aushärtung mit UV-Licht. Überstehender Kunststoff auf der Außenfläche der Glasscheibe wird anschließend entfernt. Dieses Verfahren wird für Glasscheiben von 0,1 bis 2 mm Dicke vorgeschlagen. Nachteilig ist hierbei, dass es mehrere aufwendige zusätzliche Verfahrensschritte beinhaltet und für Glasfolien im Bereich 5 bis 350 pm eher ungeeignet ist. Vor allem lässt sich bei derart dünnen Glasfolien ein überstehender Kunststoff ohne Beschädigung der Folie nicht entfernen. Weiterhin verhindert eine Beschichtung der Glaskante und selbst ein Ausfüllen der Mikrorisse, wie es in der WO 99/46212 geoffenbart ist, nur sehr begrenzt eine Rissentstehung und Rissausbreitung. Ein hochviskoser

Kunststoff, wie er dort vorgeschlagen wird, vermag aufgrund seiner Zähigkeit Mikrorisse in der Oberflächenstruktur der Glasscheibenkante nur oberflächlich abzudecken oder bestenfalls nur in grobe Zwischenräume der oberflächlichen Mikrostruktur einzudringen. Dadurch können Mikrorisse bei entsprechend einwirkender Zugspannung immer noch als Ausgangspunkt für einen

Rissfortschritt wirken, der dann bis zum Bruch der Glasscheibe führt.

Die WO 2010/135614 schlägt zur Erhöhung der Kantenfestigkeit von

Glassubstraten im Dickenbereich größer 0,6 mm bzw. größer 0,1 mm eine oberflächliche Beschichtung der Kanten mit einem Polymer vor. Die Stärke der Beschichtung soll im Bereich von 5 bis 50 pm liegen. Aber auch hier verhindert eine solche Beschichtung nur sehr begrenzt die Entstehung und Ausbreitung von Rissen von der Kante her, wie auch in der Schrift ausgeführt wird, da Mikrorisse in der Kantenoberflächenstruktur aus ihrer Tiefe heraus ungehindert zu einem

Rissfortschritt führen können. Zudem ist ein solches Beschichtungsverfahren einer Kante mit Kunststoff bei dünnen Glasfolien im Bereich von 200 bis 5 pm nur noch sehr aufwendig umzusetzen. Weiterhin lässt es sich insbesondere bei sehr dünnen Folien nicht vermeiden, dass die Beschichtung an der Kante

Verdickungen bildet, die ohne Beschädigungsgefahr für die Folie nicht zu entfernen sind und eine große Beeinträchtigung beim Einsatz oder beim Aufrollen der Glasfolie darstellen. Aus der DE 10 2009 008292 ist eine Glasschicht, die vorzugsweise im Down- Draw- oder im Overflow-Down-Draw-Fusion-Verfahren hergestellt wird,

bekanntgeworden, die eine mittlere Rauigkeit (RMS), nach DIN ISO 1302 auch als arithmetischer Mittenrauwert (R a ) bezeichnet, für die Oberfläche, zwischen 0,4 und 0,5 nm aufweist. Diese Rauigkeit bezieht sich aber nicht auf die Kanten, die eine andere Rauigkeit als die Mitte des Glasbandes aufweisen, da, wie zuvor beschrieben, an den Rändern Mikrorisse auftreten können, die dazu führen, dass die Kantenfestigkeit des Glasbandes für ein Aufrollen nicht ausreicht. Die DE 10 2008 046 044 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von thermisch gehärtetem Glas, das zur Erhöhung der Kantenfestigkeit ein Lasertrennverfahren einsetzt um die von den Kanten ausgehenden Mikrorisse zu verringern, wobei ergänzend oder alternativ eine Feuerpolitur vorgenommen werden kann.

Allerdings ist in der DE 10 2008 046 044 nicht beschrieben, dass hierdurch eine höhere Kantenfestigkeit für das Aufwickeln des Glasbandes zu einem Wickel erreicht wird.

Die DE 100 16 628 beschreibt die Einhausung von Dünnglasscheiben durch einen Lötprozess mit einem Lötwerkstoff, beispielsweise einem Glaslot. In der DE 100 16 628 ist nichts darüber ausgesagt, dass hierdurch die Kantenfestigkeit erhöht werden kann, insbesondere, dass hierdurch eine höhere Kantenfestigkeit für das Aufwickeln des Glasbandes zu einem Wickel erreicht wird.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb eine Glasfolie zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und insbesondere eine ausreichende Kantenqualität aufweist, die ein Biegen oder Rollen der Glasfolie zulässt, wobei die Entstehung eines Risses von der Kante her weitestgehend oder ganz vermieden wird. Insbesondere soll die Kantenfestigkeit durch eine derartige Maßnahme so erhöht werden, dass die Ausfallwahrscheinlichkeit beim Wickeln eines Glasfolienbandes zu einer Rolle mit einem Rollendurchmesser im Bereich 50 mm bis 1000 mm bei einer Länge von 1000m geringer als 1% ist. Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , des Anspruchs 12 sowie des Anspruchs 13. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 11 und bis 14 beschrieben.

Die Glasfolie hat eine erste und eine zweite Oberfläche, welche beide durch gleiche Kanten begrenzt werden, wobei erfindungsgemäß die Oberfläche von zumindest zwei einander gegenüberliegenden Kanten einen quadratischen Mittenrauwert (RMS) Rq, gemessen auf einer Messlänge von 670 pm, von höchstens 1 Nanometer, vorzugsweise von höchstens 0,8 Nanometer, besonders bevorzugt von höchstens 0,5 Nanometer aufweist. Die gemittelte Rautiefe Ra der Oberfläche von zumindest zwei einander gegenüberliegenden Kanten, gemessen auf einer Messlänge von 670 pm, beträgt höchstens 2 Nanometer, vorzugsweise höchstens 1 ,5 Nanometer, besonders bevorzugt höchstens 1 Nanometer.

Unter dem quadratischen Mittenrauwert (RMS) wird der quadratische Mittelwert Rq aller innerhalb der Bezugsstrecke in vorgeschriebener Richtung gemessenen Abstände des Istprofils von einer geometrisch definierten, ausmittelnd durch das Istprofil gelegten Linie verstanden. Unter der gemittelten Rautiefe Ra wird das arithmetische Mittel aus den Einzelrautiefen fünf aneinandergrenzender

Einzelmessstrecken verstanden.

Erfindungsgemäß besteht die Oberfläche von zumindest zwei einander gegenüberliegenden Kanten der Glasfolie aus mindestens einem Metalloxid, vorzugsweise aus einem Metalloxidgemisch. In einer Ausführungsform ist die Zusammensetzung des Metalloxidgemischs weitestgehend identisch mit der

Zusammensetzung der Glasfolie. In einer anderen Ausführungsform kann es sich aber auch um ein spezielles Metalloxid handeln oder aus einer speziellen

Mischung von Metalloxiden, wie sie zur Ausbildung der erfindungsgemäßen sehr glatten, mikrorissfreien Oberfläche der Kanten zweckdienlich ist und der

Zusammensetzung eines speziellen verschmolzenen Glaslots entspricht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die zumindest zwei einander gegenüberliegenden Kanten der Glasfolie eine feuerpolierte Oberfläche auf. Unter den zumindest zwei einander gegenüberliegenden Kanten werden insbesondere die Kanten verstanden, welche bei einem Biegen oder Rollen der Glasfolie gebogen werden. Es können zusätzlich aber auch eine oder beide senkrecht zum Biegeradius verlaufende Kanten die erfindungsgemäße Ausbildung haben.

In einer weiteren Ausführungsform kann auch die erste und die zweite Oberfläche der Glasfolie, d.h. die beiden Flächen der Glasfolie, eine feuerpolierte Oberfläche aufweisen. Ihre Oberflächen weisen in dieser Ausführungsform einen

quadratischen Mittenrauwert (RMS) Rq von höchstens 1 Nanometer,

vorzugsweise von höchstens 0,8 Nanometer, besonders bevorzugt von höchstens 0,5 Nanometer, gemessen auf einer Messlänge von 670 pm, auf. Weiterhin beträgt die gemittelte Rautiefe Ra ihrer Oberflächen höchstens 2 Nanometer, vorzugsweise höchstens 1 ,5 Nanometer, besonders bevorzugt höchstens 1 Nanometer, gemessen auf einer Messlänge von 670 pm.

In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird durch die beschriebenen Maßnahmen wie thermisches Glätten oder Schmelzen von Glaslot erreicht, dass die Ausfallwahrscheinlichkeit, d. h. die Wahrscheinlichkeit, dass das Glasband bzw. die Glasfolie bei Betrachtung einer Vielzahl von Glasfolien mit einer Länge von 1000 m und einer Dicke im Bereich 5 pm bis 350 pm , insbesondere 15 pm bis 200 pm beim Aufwickeln auf eine Rolle mit einem Durchmesser im Bereich 50 mm bis 1000 mm, insbesondere 150 mm bis 600 mm bricht, geringer als 1 % ist.

In einer bevorzugten Ausführung hat eine solche erfindungsgemäße Glasfolie eine Dicke von höchstens 200 μιτι, vorzugsweise höchstens 100 μηι, besonders bevorzugt von höchstens 50 μΐ η , insbesondere bevorzugt von höchstens 30 pm und von mindestens 5 μηι, vorzugsweise von mindestens 10 μΐτι, besonders bevorzugt von mindestens 15 μηι und lässt sich deshalb trotz der Sprödigkeit von Glas ohne Riss- und Bruchgefahr biegen und rollen.

In einer bevorzugten Ausführung hat eine solche erfindungsgemäße Glasfolie einen Alkalioxidgehalt von höchstens 2 Gew.-%, vorzugsweise von höchstens 1 Gew.-%, weiter bevorzugt von höchstens 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von höchstens 0,05 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 0,03 Gew.-%.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung besteht eine solche erfindungsgemäße Glasfolie aus einem Glas, das die folgenden Komponenten (in Gew.-% auf

Oxidbasis) enthält:

SiO 2 40-75

AI 2 O 3 1-25

B 2 O 3 0-16

Erdalkalioxide 0-30

Alkalioxide 0-2.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung besteht eine solche erfindungsgemäße

Glasfolie aus einem Glas, das die folgenden Komponenten (in Gew.-% auf

Oxidbasis) enthält:

SiO 2 45-70

AI2O3 5-25

B2O3 1-16

Erdalkalioxide 1-30

Alkalioxide 0-1.

Hierdurch können besonders geeignete Glasfolien bereitgestellt werden. Die Glaszusammensetzungen sind geeignet, mit Hilfe einer thermischen Glättung oder einer Benetzung oder Verschmelzung mit einem Glaslot Kanten bereitzustellen, welche eine ausreichende Kantenqualität aufweisen, die ein Biegen oder Rollen der Glasfolie zulassen, wobei die Entstehung eines Risses von der Kante her vermindert oder vermieden wird. Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Glasfolie, welche eine ausreichende Kantenqualität aufweist, die ein Biegen oder Rollen der

Glasfolie zulässt, wobei die Entstehung eines Risses von der Kante her vermindert oder vermieden wird.

In einer Ausführungsform wird eine Glasfolie bereitgestellt und zumindest zwei einander gegenüberliegende Kanten der Glasfolie werden thermisch geglättet, wobei das Glas an der Kantenoberfläche auf eine Temperatur oberhalb des Transformationspunktes (T g ) des Glases der Glasfolie erhitzt wird.

Der Transformationspunkt (T g ) ist dabei die Temperatur, bei der das Glas während der Abkühlung aus dem plastischen in den starren Zustand übergeht. Solch eine Glasfolie wird bevorzugt aus einem erschmolzenen insbesondere alkaliarmen Glas im Down-Draw-Verfahren oder im Overflow-Down-Draw-Fusion- Verfahren hergestellt. Es hat sich gezeigt, dass beide Verfahren, die im Stand der Technik allgemein bekannt sind (vgl. z.B. WO 02/051757 A2 für das Down-Draw- Verfahren sowie WO 03/05 783 A1 für das Overflow-Down-Draw-Fusion- Verfahren) besonders geeignet sind, um dünne Glasfolien mit einer Dicke von kleiner 200 pm, bevorzugt von kleiner 100 μηι, besonders bevorzugt von kleiner 50 μηι und einer Dicke von mindestens 5 μηι, bevorzugt von mindestens 10 μΐη, besonders bevorzugt von mindestens 15 μηι auszuziehen. Bei dem grundsätzlich in der WO 02/051757 A2 beschriebenen Down-Draw- Verfahren fließt blasenfreies und gut homogenisiertes Glas in ein Glasreservoir, den sogenannten Ziehtank. Der Ziehtank besteht aus Edelmetallen, wie etwa Platin oder Platinlegierungen. Unterhalb des Ziehtanks ist eine Düseneinrichtung mit einer Schlitzdüse angeordnet. Die Größe und die Form dieser Schlitzdüse definiert den Durchfluss der ausgezogenen Glasfolie sowie die Dickenverteilung über die Breite der Glasfolie. Die Glasfolie wird unter Verwendung von Ziehrollen nach unten gezogen und gelangt schließlich durch einen Glühofen, der sich an den Ziehrollen anschließt. Der Glühofen kühlt das Glas bis auf Raumtemperatur langsam herunter, um Spannungen im Glas zu vermeiden. Die Geschwindigkeit der Ziehrollen definiert die Dicke der Glasfolie. Nach dem Ziehvorgang wird das Glas aus der vertikalen in eine horizontale Lage zum weiteren Verarbeiten gebogen.

Die Glasfolie hat nach dem Ausziehen in ihrer flächigen Ausbreitung eine feuerpolierte unter- und oberseitige Oberfläche. Feuerpoliert bedeutet dabei, dass sich die Glasoberfläche beim Erstarren des Glases während der Heißformgebung nur durch die Grenzfläche zur Luft ausbildet und danach weder mechanisch noch chemisch verändert wird. Der Qualitätsbereich der so hergestellten Glasfolie hat also während der Heißformgebung keinerlei Kontakt zu anderen festen oder flüssigen Materialien. Beide oben erwähnten Glasziehverfahren führen zu

Glasoberflächen mit einem quadratischen Mittenrauwert (RMS) Rq von höchstens 1 Nanometer, vorzugsweise von höchstens 0,8 Nanometer, besonders bevorzugt von höchstens 0,5 Nanometer, typischerweise im Bereich von 0,2 bis 0,4

Nanometer und einer gemittelten Rautiefe Ra von höchstens 2 Nanometer, vorzugsweise von höchstens 1 ,5 Nanometer, besonders bevorzugt von höchstens 1 Nanometer, typischerweise von 0,5 bis 1 ,5 Nanometer, gemessen auf einer Messlänge von 670 μητι.

An den Rändern der ausgezogenen Glasfolie sind verfahrensbedingt

Verdickungen, sogenannte Borten, an denen das Glas aus dem Ziehtank gezogen und geführt wird. Um die Glasfolie volumensparend und insbesondere auch auf kleinere Durchmesser aufrollen oder biegen zu können, ist es vorteilhaft bzw. notwendig, diese Borten abzutrennen. Hierzu wird entlang einer vorgegebenen Bruchlinie durch mechanisches Anritzen und/oder durch eine Behandlung mit einem Laserstrahl mit nachfolgender gezielter Abkühlung eine Spannung erzeugt und das Glas anschließend entlang dieser Bruchlinie gebrochen. Die Glasfolie wird dann flächig oder auf Rolle gelagert und transportiert. Auch kann die Glasfolie in einem nachgeschalteten Schritt in kleinere Abschnitte oder Formate geschnitten werden. Auch hier wird vor einem Brechen des Glases entlang einer vorgegebenen Bruchlinie eine Spannung erzeugt entweder durch mechanisches Anritzen oder durch eine Behandlung mit einem Laserstrahl mit nachfolgender gezielter Abkühlung oder durch eine Kombination beider

Techniken. In jedem Fall entsteht aufgrund des Brechens eine raue Kante mit Mikrorissen und Zerklüftungen, welche Ausgangspunkte für das Entstehen und die Ausbreitung eines Risses oder die Ausweitung eines Mikrorisses zu einem Riss in der Glasfolie werden können.

Erfindungsgemäß wird in einem weiteren Schritt das Glas entlang dieser

Bruchkante oberflächlich aufgeschmolzen und thermisch geglättet. Insbesondere schmelzen Mikrorisse zu und heilen und Zerklüftungen und Rauigkeiten glätten sich. Hierbei wird die Oberfläche auf eine Temperatur oberhalb des

Transformationspunktes (Tg) des Glases erhitzt, sodass sich die Oberfläche aufgrund der Oberflächenspannung zusammenzieht und glättet und eine

Feuerpolitur entsteht. Erfindungsgemäß wird hierbei der Wärmeeintrag in die Fläche der Glasfolie so gering gehalten, dass sich keine störende Verdickung der Glasfolienkante einstellt. Wesentlich ist hierfür, dass die Kantenoberfläche nur bis zu einer sehr geringen Tiefe schmelzflüssig wird oder nur kleine Bereiche der Oberfläche verschmelzen. Keine störende Verdickung liegt vor, wenn die

Verdickung an der Kante maximal 25 % der Glasdicke, bevorzugt 15% der Glasdicke, ganz bevorzugt nicht mehr als 5% der Glasdicke beträgt. In einer Ausführung wird die Glasfolienkante durch eine Kammer, bevorzugt aus einem Quarzgut wie Quarzal der Schott AG, Mainz, die mit Infrarot-Quellen ausgestattet ist, geführt. Dies führt zu einer lokalen Erwärmung der Glaskante oberhalb Tg, was zu einer Feuerpolitur (Verschmelzung) der Kante führt. Ein abschließender Kühlprozess reduziert die Spannungen in den Glaskanten, welche auf Grund der thermischen Belastung beim Verschmelzen entstanden sind. In einer anderen Ausführungsform wird die Kante mittels eines Lasers erwärmt. Der Energieeintrag wird so hoch gewählt, dass die Glaskante oberhalb Tg erwärmt wird und oberflächlich verschmilzt. In einer weiteren Ausführungsform erfolgt der Energieeintrag mittels Strahlung über Heizstäbe, an denen die Glaskante berührungsfrei vorbeigeführt wird. Auch hier wird der Energieeintrag so hoch gewählt, dass die Glaskante oberhalb Tg erwärmt wird und oberflächlich verschmilzt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Energieeintrag mittels einer Flamme, insbesondere mittels einer Glasflamme. Die Flamme sollte weitestgehend rußfrei brennen. Grundsätzlich sind alle brennbaren Gase hierfür geeignet wie beispielsweise Methan, Ethan, Propan, Butan, Ethen oder Erdgas. Es können hierfür ein oder mehrere Brenner ausgewählt werden. Es können hierfür Brenner mit unterschiedlicher Flammenausbildung verwendet werden, besonders geeignet sind Linienbrenner oder einzelne Lanzenbrenner. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird durch Zumischung eines nicht brennbaren Gases ein Strahldruck in der Flamme erzeugt, welcher der Schwerkraft des

aufschmelzenden Glases an der Oberfläche der Glasfolienkante entgegenwirkt. Alternativ kann der Strahldruck auch unabhängig von der Flamme aufgebaut werden und durch seine Ausrichtung gezielt den Verlauf des erweichenden Glases an der Glasfolienkantenoberfläche beeinflussen. Dadurch kann wirksam einer Verdickung der Glasfolienkante bei gleichzeitig guter Verschmelzung der

Oberflächenstruktur der Kante entgegengewirkt.. Solch ein Gas kann zusätzlich die Verbrennung des brennbaren Gases unterstützen, wie z.B. eine Beimischung von Sauerstoff oder Luft.

In einer alternativen Ausführungsform werden die zumindest zwei einander gegenüber liegenden Kanten der Glasfolie, welche als gebrochene Kanten vorliegen, mittels eines Ätzverfahrens geglättet. Hierzu werden die Kanten der Einwirkung insbesondere von Flusssäure ausgesetzt. In einer alternativen Ausführungsform werden die zumindest zwei einander gegenüber liegenden Kanten der Glasfolie, welche als gebrochene Kanten vorliegen, mit einem Glaslot verschmolzen, sodass sich ebenfalls eine

entsprechend glatte und mikrorissfreie Oberfläche ergibt. Bei einer

Erweichungstemperatur des Glaslotes unterhalb des Transformationspunktes (Tg) des Glases der Glasfolie wird eine Schmelzverbindung zwischen beiden Materialien hergestellt, sodass der Wärmeeintrag in die Fläche der Glasfolie gering gehalten werden kann. Die Viskosität des Glaslotes bei der Fließ- und Benetzungstemperatur beträgt vorzugsweise 10 4 bis 10 6 dPas.

Das Glaslot wird hierbei in seiner Zusammensetzung derart auf das Glas der Glasfolie abgestimmt, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient beider Materialien zusammenpasst. Die Abweichung des thermischen

Ausdehnungskoeffizienten des Glaslots von dem der Glasfolie beträgt kleiner 2 x 10 "6 /K, insbesondere kleiner Ix lO^ /K, bevorzugt kleiner 0,6 x 10 "6 /K und besonders bevorzugt kleiner 0,3 x 10 "6 /K. Insbesondere wird der thermische Ausdehnungskoeffizient so gewählt, dass das Glaslot als mechanisch

schwächeres Glas nach dem Abkühlen unter einer geringfügigen Druckspannung steht, d.h. der thermische Ausdehnungskoeffizient des Glaslotes ist etwas geringer als der der Glasfolie.

Insbesondere ist das Glaslot auch in der chemischen Zusammensetzung dem der Glasfolie angepasst. Das Glaslot wird in einer bevorzugten Ausführungsform als Paste auf die

Glasfolienkante aufgebracht. Zur Herstellung der Paste wird das Glaspulver mit einer Trägerflüssigkeit wie beispielsweise Wasser, Methanol oder Nitrocellulose gelöst in Amylacetat homogen vermischt. Die Paste wird beispielsweise mit einer Übertragungsrolle oder -walze auf die Glasfolienkanten aufgetragen.

Anschließend wird die Paste getrocknet, was durch eine noch vorhandene

Eigenwärme der Glasfolie oder eine Wärme- und gegebenenfalls Luftzufuhr von außen erfolgt. Anschließend wird das Glaspulver auf der Oberfläche von den zumindest zwei gegenüberliegenden Kanten der Glasfolie aufgeschmolzen, wobei das Glaslot die Oberfläche benetzt

Die nötige Wärmeenergie, die zum Verschmelzen erforderlich ist, kann von einer Gasflamme eingebracht werden. Noch gezielter kann die Wärmeenergie von einem Laser eingebracht werden. Hier ist es möglich, die Strahlung so

auszurichten, dass die Wärmeenergie fokussiert und räumlich begrenzt nur dort eingebracht wird, wo sie zum Schmelzen des Glaslotes benötigt wird, ohne ein zu großes Umfeld in der Glasfolie zu erwärmen. Die zum Aufschmelzen des Glaslots und Benetzen der Kantenoberfläche notwendige Energie basiert auf Absorption der beaufschlagten Laserstrahlung im Glaslot. Die lokale Energieeinbringung wird zeitlich und geometrisch so eingestellt und eingebracht, dass die für ein

ausreichendes Fließen und Benetzen erforderliche Viskosität im Glaslot erreicht wird ohne dass ein Abdampfen von Glaslotbestandteilen erfolgt. Dadurch kann ein Wärmeeintrag in die Fläche der Glasfolie so gering gehalten werden, dass sich keine störende Verdickung der Glasfolienkante einstellt.

Entsprechende Glaslote sind beispielsweise die Glaslote der Fa. Schott AG, Mainz Glas 8449, G018-223 oder Glas 8448. Für eine Glasfolie aus dem Glas AF32 ® eco der Fa. Schott AG, Mainz mit einen mittleren thermischen

Längenausdehnungskoeffizienten α (20°C, 300°C) von 3,2x10 ° /K wird

entsprechend als passendes Glaslot beispielsweise das Glaslot der Fa. Schott AG, Mainz Glas 8449 mit α (20°C, 300°C) von 2,7x10 "6 /K , G018-223 mit α (20°C, 300°C) von 3,0x10 '6 /K, G017-002 mit α (20°C, 300°C) von 3,6x10 -6 /K oder Glas 8448 mit α (20°C, 300°C) von 3,7x10 "6 /K ausgewählt, bevorzugt das Glaslot G018-223.

Durch die zuvor beschriebenen Maßnahmen ist es möglich, dass die

Ausfallwahrscheinlichkeit, d. h. die Wahrscheinlichkeit, dass das Glasband bzw. die Glasfolie bei Betrachtung einer Vielzahl von Glasfolien mit einer Länge von 1000 m und einer Dicke im Bereich 5 pm bis 350 pm , insbesondere 15 pm bis 200 μιη beim Aufwickeln auf eine Rolle mit einem Durchmesser im Bereich 50 mm bis 1000 mm, insbesondere 150 mm bis 600 mm geringer als 1% ist.

Für verschiedene Glasfolien sind in Tabelle 1 die Kantenfestigkeiten, d.h. die Spannungen in MPa angegeben, die durch das Aufrollen einer Glasfolie mit einem Rollradius entstehen:

Hier handelt es sich um die Gläser AF32eco, D263Teco und MEMpax der SCHOTT AG, Mainz. Die Spannung σ in MPa wird in Abhängigkeit der Glasdicke d in pm sowie des Durchmessers D in mm der gewickelten Glasrolle angegeben. Die Formel zur Bestimmung der Kantenfestigkeit d.h. der Spannung auf der Aussenseite des Glasbandes, berechnet sich wie folgt: σ = E y/r wobei E der Elastizitätsmodul (E-Modul), y die halbe Glasdicke d/2 des

aufzurollenden Glasbandes und r der Aufrollradius des aufgerollten Glasbandes ist.

Mit den Werten für σ aus Tabelle 1 lässt sich bei Kenntnis der

Bruchwahrscheinlichkeit für eine Vielzahl zu untersuchender Proben das

Versagen oder die Ausfallwahrscheinlichkeit P für ein Glasband mit einer bestimmten Länge und Rollradius bestimmen. Die Bruchwahrscheinlichkeit stellt eine Weibull-Verteilung dar, deren Breite durch den Weibull-Parameter

charakterisiert wird. Gemäß WIKIPEDIA - die freie Enzyklopädie ist die Weibull-Verteilung eine stetige Wahrscheinlichkeitsverteilung über der Menge der positiven reellen Zahlen, die zur Beschreibung von Lebensdauern und Ausfallhäufigkeiten von spröden

Werkstoffen wie Gläsern verwendet werden. Die Weibull-Verteilung kann zur Beschreibung von Ausfallraten technischer Systeme verwendet werden.

Charakterisiert ist die Weibull-Verteilung durch die Breite der Verteilung, den sogenannten Weibull-Modul. Generell gilt, dass umso größer der Modul umso schmaler die Verteilung ist. Wenn man 2-Punk-Biegemessungen mit Probenlängen von 50mm durchführt, kann man bei Kenntnis des Weibull-Moduls die Ausfallwahrscheinlichkeit von Glasbändern mit einer Länge L wie folgt bestimmen:

Dabei ist:

P die Ausfallwahrscheinlichkeit des Glasbandes der Länge L bei Rollradius r, L die Glasbandlänge für die Ausfallwahrscheinlichkeit bestimmt wird,

I die relevante Probenlänge, die bei den 2-Punkt-Versuchen eingesetzt werden, bevorzugt I = 50 mm,

σ (r) die Spannung, die durchs Aufrollen mit Rollradius r entsteht μ ist die per 2- Punkt-Biegung ermittelte Spannung, ß das Weibulimodul, der die Breite der Verteilung und damit die Ausläufer zu kleinen Festigkeiten hin beschreibt.

Die Vorgabe der Ausfallwahrscheinlichkeit ermöglicht es, wenn man ein Glasband der Dicke d auf einen Radius r aufwickeln will und bei einer Aufrolllänge von 1000 m eine Ausfallwahrscheinlichkeit von 1% (oder kleiner) erreichen möchte und die relevante Probenlänge der Zweipunktmessung 50 mm ist, folgende Bedingung aufzustellen:

Übernimmt man für o(r) die Spannung aus Tabelle 1 , so ergibt sich als Parameter, der das System charakterisiert und auch als„figure of merit" bezeichnet wird:

Bevorzugt wird durch die Steigerung der Kantenfestigkeit mit Hilfe der

erfindungsgemäßen Maßnahme der Wert von α erhöht, beispielsweise von 12 auf 14,5 Es kann vorkommen, dass bei einer Ausführung der Erfindung aufgrund eines Wärmeeintrags von der Kante in die Fläche der Glasfolie in der Glasfolie

Spannungen entstehen. Diese Spannungen können zu einer Verformung der Glasfolie führen oder auch Ursache einer Bruchgefahr beim Biegen oder Rollen der Glasfolie werden. In diesem Fall wird die Glasfolie in einer weiteren

Ausführung der Erfindung am Anschluss an die Kanteng lättung in einem

Temperofen entspannt. Dabei wird die Glasfolie, beispielsweise in einem

Onlineprozess, mit einem vorgegebenen Temperaturprofil aufgeheizt und gezielt abgekühlt.

Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf eine Kombination vorstehend beschriebener Merkmale beschränkt ist, sondern dass der Fachmann sämtliche Merkmale der Erfindung, soweit dies sinnvoll ist, beliebig kombinieren oder in Alleinstellung verwenden wird, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.