verfahrensgemäß hergestelltes Dünnglas

Beschreibung

Die Erfindung betrifft allgemein Dünngläser, insbesondere Gläser mit Dicken unterhalb von einem Millimeter.

Insbesondere betrifft die Erfindung die Konfektionierung von Dünnglas-Bändern durch Aufwickeln.

Dünngläser werden in vielen Bereichen der Technik

verwendet. Genannt seien beispielsweise Displays, Fenster für optoelektronische Komponenten, Verkapselungen und elektrische Isolationsschichten.

Um Dünngläser für die Weiterverarbeitung handhaben zu können, ist es günstig, ein Dünnglasband aufzurollen. Das Glas kann so bei der Weiterverarbeitung direkt von der Rolle abgewickelt und bearbeitet werden. Ein Problem dabei liegt allerdings nun darin, dass beim Aufwickeln

Biegespannungen im Glas erzeugt werden. Diese

Biegespannungen können zum Bruch des aufgewickelten

Glasbands führen. Bereits ein einzelner Bruch kann dabei ein erhebliches Problem verursachen, da an der Bruchstelle beim Abwickeln des Bandes ein Weiterverarbeitungsprozess unterbrochen werden muss.

Die US 2013/0196 163 AI beschreibt ein Verfahren zum Biegen von Glas, bei dem eine Glasbahn so auf eine Verstärkungsfo- lie laminiert wird, daß bei der Biegung die neutrale Ebene der Biegelinie in der Verstärkungsfolie liegt und die Glas ^¬ bahn komplett in der biegungsinduzierten Druckspannungszone liegt. Das erfordert Verstärkungsfolien, deren Dicke eine Mehrfaches der Glasdicke beträgt, und für das Laminat muss wenig kriechender und damit spröd-aushärtender Kleber mit hoher Festigkeit verwendet werden. Mit der hohen Festigkeit können aber Probleme auftreten, wenn der Kleber sich nur schlecht lösen oder nicht restlos entfernen lässt. Jeden ^¬ falls stellt die Entfernung des Klebstoffs einen zusätzli ^¬ chen, vor dem Zuschnitt notwendigen Verfahrensschritt dar. Außerdem ist der Wicklungssinn festgelegt. Hinsichtlich der Bruchfestigkeit des gewickelten Glases ist das Kriechen in der Verklebung und eine Spannungsrelaxation in der Verstärkungsfolie zu berücksichtigen. Wandert durch Spannungsre ^¬ laxation die neutrale Ebene in die Glasbahn, gerät das Glas unter Zugspannung, die sich beim Abwickeln sogar verstärken kann .

Die US 824 1751 B2 beschreibt eine Glasrolle mit niedriger instantaner Bruchwahrscheinlichkeit, wenn für die Biegungen ein minimaler Biegeradius eingehalten wird. Die Schrift lässt aber den Aspekt verzögert auftretender Brüche

unberücksichtigt. Insbesondere werden auch Brüche, die an den Kanten des Glasbandes entstehen, vernachlässigt. Für die in der Schrift beschriebenen Bemaßungsregeln ist nach sehr kurzer Zeit Glasbruch zu erwarten. Oft wird aber ein Dünnglas nicht direkt weiterverarbeitet.

Vielmehr ist zu erwarten, dass eine Dünnglas-Rolle für eine gewisse Zeit gelagert wird. Auch benötigt der Transport zu einer weiterverarbeitenden Betriebsstätte Zeit und verursacht zusätzliche dynamische Lasten.

Auch bei weiterverarbeiteten Dünngläsern, etwa bei aufgeklebten Dünnglas-Scheiben oder Dünngläsern in Materialver- bünden besteht der Bedarf, ein Versagen des Glaselements durch einen Glasbruch aufgrund von durch die Weiterverarbeitung bedingten Zugspannungen im Material zu vermeiden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Dünnglas s bereitzustellen oder weiterzuverarbeiten, dass eventuell auftretende Glasbrüche vermieden oder zumindest zahlenmäßi verringert werden. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und

Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen

Ansprüchen angegeben.

Demgemäß sieht die Erfindung ein Verfahren zur Weiterverarbeitung eines Dünnglases, insbesondere zur Weiterverarbei ^¬ tung eines Dünnglasbands vor, bei welchem das Dünnglas durch die Weiterverarbeitung unter eine Zugspannung a _app gesetzt wird, welche kleiner ist, als folgender Term:

(1) 1.15-Min Φ

wobei σ _α und a _e Mittelwerte der Zugspannung beim Bruch von Proben des Dünnglases unter Biegebeanspruchung sind, wobei L _ref die Kantenlänge und A _ref die Fläche der Proben bezeich ^¬ nen, wobei σ _α der Mittelwert der Zugspannung beim Bruch in der Fläche der Probe und σ _ε der Mittelwert der Zugspannung bei einem von der Kante der Probe ausgehenden Bruch sind, und wobei Δ _β und A _a die Standardabweichungen der Mittelwerte σ _β , beziehungsweise σ _α bezeichnen, und wobei A _app die Fläche des Dünnglases und L _app die addierte Kantenlänge gegenüberliegender Kanten des Dünnglases und Φ eine vorgegebene maximale Bruchquote innerhalb eines Zeitraums von mindestens einem halben Jahr sind. Die Mittelwerte a _e , σ _α sind insbesondere arithmetische Mittelwerte. Bei der Kantenlänge L _{re f} und Fläche A _{re f} der Probe sind selbstverständlich die mit der jeweiligen Biegebelastung belasteten Bereiche der Fläche oder Kante der für den

Bruchtest verwendeten Glasmuster maßgeblich. Daher werden L _ref und A _ref auch als Referenzlänge, beziehungsweise

Referenzfläche bezeichnet, welche die Abschnitte der Kanten und Probenfläche sind, welche beim Bruch der Probe mit der kritischen Bruchspannung belastet sind. Als Probe ist demnach im Sinne der Erfindung insbesondere der Abschnitt eines Glasmusters des Dünnglases zu verstehen, welcher der Biegebelastung ausgesetzt wurde. Die Biegebelastung kann bei einem Glasmuster auch sukzessive angewendet werden. In diesem Fall sind die Fläche A _ref und die Kantenlänge L _ref die insgesamt während des sukzessiven Tests mit der

Biegebelastung belasteten Abschnitte des Glasmusters. Als Probe ist im Sinne der Erfindung wiederum der gesamte getestete Abschnitt des Glasmusters zu verstehen. Wird die gesamte Länge gegenüberliegender Kanten eines Glasmusters und die gesamte Fläche sukzessive oder gleichzeitig

belastet, entspricht die Fläche und Kantenlänge des

Glasmusters dementsprechend der Fläche und Kantenlänge der Probe. Auch in diesem Fall wird aber typischerweise nicht die gesamte Kantenlänge überprüft. Wird ein Glasmuster uniaxial gebogen, werden gegenüberliegende Längskanten, jedoch nicht die Querkanten belastet. Die Kantenlänge der Probe ist hier dementsprechend die Kantenlänge der beiden gegenüberliegenden, der Zugbelastung ausgesetzten Kanten. Vorzugsweise werden Dünngläser weiterverarbeitet, welche eine Dicke von weniger als 500ym, besonders bevorzugt höchstens 350 ym, insbesondere bevorzugt höchstens 100 ym aufweisen. Die Mindestdicke beträgt vorzugsweise 5 ym. Ein besonders bevorzugter Dickenbereich liegt zwischen 20 ym und 200 ym. Das erfindungsgemäße Verfahren kann

insbesondere auf Dünngläser mit Dicken t aus der Menge {10 ym, 15 ym 20 ym, 25 ym, 30 ym, 35 ym, 40 ym, 45 ym, 50 ym, 55 ym, 65 ym, 70 ym, 75 ym, 85 ym, 100 ym, 110 ym, 120 ym, 145 ym, 160 ym, 180 ym, 200 ym, 210 ym, 250 ym } angewandt werden.

Mit dem Verfahren wird ein erfindungsgemäßer

Dünnglasartikel erhalten, bei welchem das Dünnglas unter eine Zugspannung a _app gesetzt ist, welche kleiner ist als der oben genannte Term (1) .

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Brüche an den Kanten und in der Fläche des Glases auf verschiedenar- tige Fehler im Glas zurückgehen und die Bruchwahrscheinlichkeiten statistisch unabhängig voneinander sind. Daher werden die Glasfestigkeiten bezüglich der Bruchfestigkeit an den Kanten und in der Fläche unabhängig voneinander betrachtet. Die tatsächliche Bruchfestigkeit wird gemäß dem oben angegebenen Term durch das Minimum der Zugspannungen bei Brüchen in der Fläche und an den Kanten berechnet. Auf diese Weise werden insbesondere auch die typischerweise verschiedene Lebensdauern des Dünnglases bezüglich unter Biegung auftretenden Brüchen an den Kanten und in der Fläche berücksichtigt. Die Erfindung erlaubt es damit nun, unter Vorgabe einer Lebensdauer, beziehungsweise einer Bruchwahrscheinlichkeit innerhalb eines vorgegebenen

Zeitraums die Zugspannung des Glasartikels anzupassen.

Die vorgegebene maximale Bruchquote Φ beträgt bevorzugt 0,1 oder weniger (also höchstens 10%), besonders bevorzugt weniger als 0,05 (weniger als 5%) .

Um eine niedrige Bruchwahrscheinlichkeit innerhalb von län ^¬ geren Zeiträumen, beispielsweise bis zu zehn Jahren, zu erzielen, wird bevorzugt, dass das Dünnglas durch die

Weiterverarbeitung, beziehungsweise der durch die

Weiterverarbeitung erhaltene Glasartikel unter eine

Zugspannung a _app gesetzt wird, welche kleiner ist als

A

(2) 0.93 -Min σ a Δ ₈ 0.4 · 1 - ln ref Φ , σ _Θ - Δ _Θ 0.4 · 1 - ln ref Φ

aPP app

Bereits diese vergleichsweise kleine Verringerung der maximalen Zugspannung um einen Faktor 1,15/0,93 = 1,236 führt zu einer erheblichen Steigerung der Lebensdauer des mit der Zugspannung beaufschlagten Glasartikels. Das Verfahren zur Weiterverarbeitung eines Dünnglases kann insbesondere auch eine dem Schritt des Ausübens einer

Zugspannung auf das zu verarbeitende Dünnglases

vorzugsweise vorgelagerte Prüfung der Glasfestigkeit umfassen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist demgemäß allgemein vorgesehen, dass das Verfahren zur

Weiterverarbeitung eines Dünnglases die Schritte umfasst, dass vorzugsweise vor dem Schritt des Ausübens einer

Zugspannung durch die Weiterverarbeitung die Mittelwerte der Zugspannung σ _α und σ _ε und deren Standardabweichungen Δ _β und A _a beim Bruch von Proben des Dünnglases ermittelt und aus diesen Größen eine maximale Zugspannung des Dünnglases, vorzugsweise abhängig von dessen Abmessungen (gegeben insbesondere durch dessen Fläche A _app und

Kantenlänge L _app ) ermittelt und das Dünnglas dann durch die Weiterverarbeitung unter eine Zugspannung gesetzt wird, welche die ermittelte maximale Zugspannung nicht

überschreitet. Eine solche anhand von Bruchversuchen festgelegte maximale Zugspannung muss nicht zwangsläufig anhand der oben genannten Terme (1) oder (2) ermittelt werden. Wird eine Obergrenze mit einer anderen Beziehung auf der Basis von Bruchversuchen zur Aufrechterhaltung einer langen Lebensdauer unter Zugbelastung festgelegt, überschreitet diese aber erfindungsgemäß nicht den durch Term (1), vorzugsweise Term (2) gegebenen Grenzwert. Vorzugsweise ist das Dünnglas eines erfindungsgemäßen

Glasartikels durch die Weiterverarbeitung unter eine maximale Zugspannung gesetzt, die mindestens 21 MPa

beträgt. Dies ermöglicht eine hohe Belastung bei dennoch sehr langer Lebensdauer, beziehungsweise entsprechend niedriger Bruchwahrscheinlichkeit für lange Zeiträume größer als einem halben Jahr.

Der Glasartikel besteht bevorzugt aus einem Lithium- Aluminiumsilikatglas , Kalk-Natron-Silikatglas ,

Borosilikatglas , Alkali-Aluminosilikatglas , alkalifreien oder alkaliarmen Aluminosilikatglas . Solche Gläser werden beispielsweise mittels Ziehverfahren, wie ein Downdraw- Ziehverfahren, Overflow-Fusion oder mittels Float- Technologie gewonnen.

Für eine niedrige Bruchwahrscheinlichkeit, insbesondere mit einer wie vorstehend angegebenen Mindest-Zugspannung von 21 MPa eignen sich Borosilikat-Gläser als Dünngläser gut.

Besonders bevorzugt werden Borosilikat-Gläser mit einer Zusammensetzung mit folgenden Komponenten in

Gewichtsprozent auf Oxidbasis:

Si0 ₂ 40-75

A1 ₂ 0 ₃ 1-25

B ₂ 0 ₃ 0-16

Erdalkalioxide 1-30

Alkalioxide 0-1.

Besonders bevorzugt werden dabei Gläser mit einer

Zusammensetzung mit folgenden Komponenten in

Gewichtsprozent auf Oxidbasis:

Si0 ₂ 45-70

AI2O3 5-25

B ₂ 0 ₃ 1-16

Erdalkalioxide 1-30

Alkalioxide 0-1.

Vorteilhaft kann ein eisenarmes oder eisenfreies Glas, insbesondere mit einem Fe20 ₃ ~Gehalt kleiner 0,05 Gew.%, vorzugsweise kleiner 0,03 Gew.% verwendet werden, da dieses verminderte Absorption aufweist und somit insbesondere eine erhöhte Transparenz ermöglicht.

Für andere Anwendungen werden aber auch Graugläser oder gefärbte Gläser bevorzugt.

Gemäß einer Ausführungsform wird ein Glas verwendet, welches vorgespannt oder vorspannbar ist. Dieses Glas kann chemisch durch Ionenaustausch oder thermisch oder in einer Kombination thermisch und chemisch vorgespannt,

beziehungsweise geeignet zum Vorspannen sein. Als Glasmaterial kann auch ein optisches Glas dienen, wie beispielsweise ein Schwerflintglas, Lanthanschwerflintglas, Flintglas, Leichtflintglas, Kronglas, Borosilikat-Kronglas , Barium-Kronglas, Schwerkronglas oder Fluorkronglas. Die Erfindung ist insbesondere dazu geeignet, die

mechanischen Eigenschaften ohnehin schon hochfester Gläser zu optimieren, beziehungsweise bei der Weiterverarbeitung zu berücksichtigen. Hochfeste Gläser werden typischerweise für Anwendungen verwendet, in denen die Gläser auch einer hohen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt werden.

Derartige Gläser sind mithin dahingehend ausgelegt, auf die Fläche wirkenden Biegespannungen zu widerstehen. Gerade hier stellen auch die Kanten der Gläser die maßgebliche Schwachstelle dar. Letztlich bricht eine Glasscheibe aus einem hochfesten Glas doch sehr schnell, wenn die Kante der Scheibe Fehler aufweist und ebenfalls einer

Biegebeanspruchung ausgesetzt wird. Mittels der Erfindung kann nun berücksichtigt werden, ob die Kanten, etwa bei der Konfektionierung einzelner Glasscheiben durch Zerteilen einer größeren Scheibe in ihrer Qualität gleichbleiben. So ist es beispielsweise denkbar, dass durch Abnutzung ein Ritzrad Schäden an den Glaskanten hinterlässt. Ist dies der Fall, wird die Festigkeit der gesamten Glasscheibe deutlich herabgesetzt. Mit dem Verfahren können nun solche

Änderungen des hergestellten Produkts sehr präzise erfasst und die Wirksamkeit von Verbesserungen bei der Ausbildung der Kanten geprüft und bei der Auslegung der maximalen Zugspannung berücksichtigt werden. Nachfolgend werden hochfeste Gläser angegeben, mit denen mittels der Erfindung durch Überwachung der Kantenfestigkeit eine Steigerung der Lebensdauer, beziehungsweise eine Reduzierung der

Bruchwahrscheinlichkeit innerhalb eines vorgegebenen

Zeitraums erzielt werden kann.

Geeignet sind gemäß einer Ausführungsform Gläser mit folgender Bestandteilen der molaren Zusammensetzung in Molprozent:

Bestandteil mol-%

Si0 ₂ 56-70

A1 ₂ 0 ₃ 10, 5-16

B ₂ 0 ₃ 0-3

P2O5 0-3

Na ₂ 0 10-15

K ₂ 0 0-2

MgO 0-3

ZnO 0-3

Ti0 ₂ 0-2,1

Sn0 ₂ 0-1

F 0,001-5

In Weiterbildung dieser Ausführungsform gilt dabei als Nebenbedingung, dass der Quotient des molaren Gehalts von Fluor zum molaren Gehalt von B ₂ Ü3, also F/B ₂ Ü3 in einem

Bereich von 0, 0003 bis 15, vorzugsweise bis 0, 0003 bis 11, besonders bevorzugt 0,0003 bis 10 liegt. Diese Gläser sind chemisch vorspannbar und können in mobilen Anzeigen Deckgläser verwendet werden.

Bevorzugt enthält die Zusammensetzung dabei folgende Komponenten :

Komponente Mol-%

Si0 ₂ 61 - 70

A1 ₂ 0 ₃ 11 - 14

B2O3 0 - 0,5

Li ₂ 0 0 - 0,1

Na ₂ 0 11 - 15

K ₂ 0 0 - 2

MgO 0 - 3

CaO 0 (frei)

ZnO 0 - 1

Ce0 ₂ 0 - 0, 05

Zr0 ₂ 0 (frei)

Sn0 ₂ 0 - 0,3

F 0,001 - 3

F/B ₂ 0 ₃ 0,002 - 6

Besonders bevorzugt enthält die Zusammensetzung folgende Komponenten :

Komponente mol-%

Si0 ₂ 64 - 70

A1 ₂ 0 ₃ 11 - 14

B ₂ 0 ₃ 0 - 0,5 Li ₂ 0 0 - 0,1

Na ₂ 0 11 - 15

K ₂ 0 0 - 2

MgO 0 - 3

CaO 0 (frei)

ZnO <0,1

Ce0 ₂ 0 - 0, 05

Zr0 ₂ 0 (frei)

Sn0 ₂ 0 - 0,3

F 0,001 - 1

F/B ₂ 0 ₃ 0, 002 - 2

Gemäß noch einer Weiterbildung der Erfindung werden Borosilikatgläser folgender Glaszusammensetzungen verwendet, bestehend aus (in Gew.%)

Si0 ₂ 60-85

A1 ₂ 0 ₃ 1-10

B ₂ 0 ₃ 5-20

Summe Li ₂ 0 + Na ₂ 0 + K ₂ 0 2-16

Summe MgO + CaO +SrO + BaO + ZnO: 0-15

Summe Ti0 ₂ +Zr0 ₂ 0-5

P ₂ 0 ₅ 0-2,

sowie ggf. Zusätzen von färbenden Oxiden, wie z.B. Nd ₂ 0 ₃ , Fe ₂ 0 ₃ , CoO, NiO, V ₂ 0 ₅ , Nd ₂ 0 ₃ , Mn0 ₂ , Ti0 ₂ , CuO, Ce0 ₂ , Cr ₂ 0 ₃ , Selten-Erd-Oxide in Gehalten von 0-5 Gew.-%, bzw. für „Schwarzes Glas" von 0-15 Gew.%, sowie Läutermittel wie As ₂ 0 ₃ , Sb ₂ 0 ₃ , Sn0 ₂ , S0 ₃ , Cl, F, Ce0 ₂ von 0-2 Gew% . Noch eine geeignete Gruppe von Gläsern sind alkalifreie Borosilikatgläser . Hier wird folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozent bevorzugt:

Komponente Gew%

Si0 ₂ >58 - 65

A1 ₂ 0 ₃ >14 - 25

B ₂ 0 ₃ >6 - 10,5

MgO 0 - <3

CaO 0 - 9

BaO >3 - 8

ZnO 0 - <2

Diese Gläser werden auch in der US 2002/0032117 AI

beschrieben, deren Inhalt bezüglich der

Glaszusammensetzungen und Glaseigenschaften vollständig auch zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird. Ein Glas dieser Klasse wird mit dem Handelsnamen AF32 von der Anmelderin vertrieben.

Die nachfolgende Tabelle listet den Gehalt von Komponenten eines weiteren geeigneten alkalifreien Borosilikatglases, sowie in der rechten Spalte ein auf diesem Glas basierender Zusammensetzungsbereich einer Klasse von Gläsern mit ähnlichen Eigenschaften:

Beispiel Bereich

Komponente Gew% (Gew%)

Si0 ₂ 70 67 - 73

AI2O3 10 8 - 12

B2O3 10 8 - 12

CaO 6 4 - 9

BaO 1 0,5 - 2

SrO 3 2 - 4 Noch eine weitere Klasse bevorzugter Glastypen sind

Borosilikatgläser mit den folgenden Bestandteilen in

Gewichtsprozent :

Komponente Gew

Si0 ₂ 30 - 85

B ₂ 0 ₃ 3 - 20

A1 ₂ 0 ₃ 0 - 15

Na ₂ 0 3 - 15

K ₂ 0 3 - 15

ZnO 0 - 12

Ti0 ₂ 0,5 - 10

CaO 0 - 0,1 Ein Glas dieser Klasse von Gläsern ist das Schott-Glas

D 263. Die Gläser mit genaueren Zusammensetzungen werden auch in der US 2013/207058 AI beschrieben, deren Inhalt bezüglich der Zusammensetzungen der Gläser und deren

Eigenschaften vollumfänglich auch zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.

Auch Kalk-Natron-Gläser sind geeignet. In der nachfolgenden Tabelle sind zwei Ausführungsbeispiele und der Anteil in Gewichtsprozent für Komponenten gemäß einem bevorzugten Zusammensetzungsbereich aufgelistet :

Glas 1 Glas 2 Bereich :

Si0 ₂ 74.42 71.86 63-81

AI2O3 0.75 0.08 0-2

MgO 0.30 5.64 0-6

CaO 11.27 9.23 7-14

Li ₂ 0 0.00 0.00 0-2 Na ₂ 0 12.9 13.13 9-15

K ₂ 0 0.19 0.02 0-1.5

Fe ₂ 0 ₃ 0.01 0.04 0-0.6

Cr ₂ 0 ₃ 0.00 0.00 0-0.2

Mn0 ₂ 0.00 0.00 0-0.2

C03O4 0.00 0.00 0-0.1

Ti0 ₂ 0.01 0.01 0-0.8

S0 ₃ 0.16 0.00 0-0.2

Se 0.00 0.00 0-0.1

Das Glas 2 eignet sich dabei besonders gut zur Herstellung von Glasscheiben im Float-Verfahren . Gemäß einer Ausführungsform werden weiterhin Kalk-Natron- Silikatgläser folgender Zusammensetzungen als Glas verwendet, bestehend aus (in Gew.%) :

Si0 ₂ 40-80

A1 ₂ 0 ₃ 0-6

B ₂ 0 ₃ 0-5

Summe Li ₂ 0 + Na ₂ 0 + K ₂ 0 5-30

Summe MgO + CaO +SrO + BaO + ZnO: 5-30

Summe Ti0 ₂ +Zr0 ₂ 0-7

P ₂ 0 ₅ 0-2,

sowie ggf. Zusätzen von färbenden Oxiden, wie z.B. Nd ₂ C>3, Fe ₂ 0 ₃ , CoO, NiO, V ₂ 0 ₅ , Nd ₂ 0 ₃ , Mn0 ₂ , Ti0 ₂ , CuO, Ce0 ₂ , Cr ₂ 0 ₃ , Selten-Erd-Oxide in Gehalten von 0-5 Gew.-% bzw. für „Schwarzes Glas" von 0-15 Gew.%, sowie Läutermittel wie As ₂ 0 ₃ , Sb ₂ 0 ₃ , Sn0 ₂ , S0 ₃ , Cl, F, Ce0 ₂ von 0-2 Gew% .

Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung werden Lithium-Aluminiumsilikatgläser folgender Zusammensetzungen für das Glasmaterial verwendet, bestehend aus (in Gew.%) : Si0 ₂ 55-69

A1 ₂ 0 ₃ 19-25 Li ₂ 0 3-5

Summe Na ₂ 0 + K ₂ 0 0-3

Summe MgO + CaO +SrO + BaO: 0-5

ZnO 0-4

Ti0 ₂ 0-5

Zr0 ₂ 0-3

Summe Ti0 ₂ +Zr0 ₂ +Sn0 ₂ 2-6

P ₂ 0 ₅ 0-8

F 0-1

B ₂ 0 ₃ 0-2 ,

sowie ggf. Zusätzen von färbenden Oxiden, wie z.B. Nd ₂ C>3, Fe ₂ 0 ₃ , CoO, NiO, V ₂ 0 ₅ , Nd ₂ 0 ₃ , Mn0 ₂ , Ti0 ₂ , CuO, Ce0 ₂ , Cr ₂ 0 ₃ , Selten-Erd-Oxide in Gehalten von 0-1 Gew . ~6# sowie

Läutermittel wie As ₂ 0 ₃ , Sb ₂ 0 ₃ , Sn0 ₂ , S0 ₃ , Cl, F, Ce0 ₂ von 0-2 Gew%.

Bevorzugt werden weiterhin Alkali-Alumosilikatgläser folgender Glaszusammensetzungen als Trägermaterial

verwendet, bestehend aus (in Gew.%)

Si0 ₂ 40-75

A1 ₂ 0 ₃ 10-30

B ₂ 0 ₃ 0-20

Summe Li ₂ 0 + Na ₂ 0 + K ₂ 0 4-30

Summe MgO + CaO +SrO + BaO + ZnO: 0-15

Summe Ti0 ₂ +Zr0 ₂ 0-15

P2O5 0-10,

sowie ggf. Zusätzen von färbenden Oxiden, wie z.B. Nd ₂ 0 ₃ , Fe ₂ 0 ₃ , CoO, NiO, V ₂ 0 ₅ , Nd ₂ 0 ₃ , Mn0 ₂ , Ti0 ₂ , CuO, Ce0 ₂ , Cr ₂ 0 ₃ , Selten-Erd-Oxide in Gehalten von 0-5 Gew.-% bzw. für „Schwarzes Glas" von 0-15 Gew.%, sowie Läutermittel wie As ₂ 0 ₃ , Sb ₂ 0 ₃ , Sn0 ₂ , S0 ₃ , Cl, F, Ce0 ₂ von 0-2 Gew% . Bevorzugt werden weiterhin alkalifreie Aluminosilikatgläser folgender Glaszusammensetzungen, beispielsweise als

Trägermaterial verwendet, bestehend aus (in Gew.%)

Si0 ₂ 50-75

A1 ₂ 0 ₃ 7-25

B ₂ 0 ₃ 0-20

Summe Li ₂ 0 + Na ₂ 0 + K ₂ 0 0-0,1

Summe MgO + CaO +SrO + BaO + ZnO: 5-25

Summe Ti0 ₂ +Zr0 ₂ 0-10

P ₂ 0 ₅ 0-5,

sowie ggf. Zusätzen von färbenden Oxiden, wie z.B. Nd ₂ C>3, Fe ₂ 0 ₃ , CoO, NiO, V ₂ 0 ₅ , Nd ₂ 0 ₃ , Mn0 ₂ , Ti0 ₂ , CuO, Ce0 ₂ , Cr ₂ 0 ₃ , Selten-Erd-Oxide in Gehalten von 0-5 Gew.-% bzw. für „Schwarzes Glas" von 0-15 Gew.%, sowie Läutermittel wie As ₂ 0 ₃ , Sb ₂ 0 ₃ , Sn0 ₂ , S0 ₃ , Cl, F, Ce0 ₂ von 0-2 Gew% .

Bevorzugt werden weiterhin alkaliarme Aluminosilikatgläser folgender Glaszusammensetzungen verwendet, bestehend aus (in Gew. %) :

Si0 ₂ 50-75

A1 ₂ 0 ₃ 7-25

B ₂ 0 ₃ 0-20

Summe Li ₂ 0 + Na ₂ 0 + K ₂ 0 0-4

Summe MgO + CaO +SrO + BaO + ZnO: 5-25

Summe Ti0 ₂ +Zr0 ₂ 0-10

P ₂ 0 ₅ 0-5,

sowie ggf. Zusätzen von färbenden Oxiden, wie z.B. Nd ₂ 0 ₃ , Fe ₂ 0 ₃ , CoO, NiO, V ₂ 0 ₅ , Nd ₂ 0 ₃ , Mn0 ₂ , Ti0 ₂ , CuO, Ce0 ₂ , Cr ₂ 0 ₃ , Selten-Erd-Oxide in Gehalten von 0-5 Gew.-% bzw. für „Schwarzes Glas" von 0-15 Gew.%, sowie Läutermittel wie As ₂ 0 ₃ , Sb ₂ 0 ₃ , Sn0 ₂ , S0 ₃ , Cl, F, Ce0 ₂ von 0-2 Gew% . Verwendet werden können beispielsweise dünne Gläser wie sie die Schott AG, Mainz unter den Bezeichnungen D263, D263 eco, B270, B270 eco, Borofloat, Xensation Cover, Xensation cover 3D, AF45, AF37, AF 32 oder AF32 eco vertreibt.

In einer weiteren Ausführung ist das Glas des

Dünnglasartikels in eine Glaskeramik durch

Temperaturbehandlung umwandelbar. Vorzugsweise besteht dabei die Glaskeramik aus einem keramisierten

Alumosilikatglas oder Lithium-Alumino-Silikatglas

insbesondere aus einem chemisch und/oder thermisch

gehärteten keramisierten Alumosilikatglas oder Lithium- Alumino-Silikatglas. In einer weiteren Ausführung umfasst der Dünnglas-Artikel ein keramisierbares Ausgangsglas, welches im Brandfall unter Hitzeinwirkung keramisiert oder weiter fortschreitend keramisiert und damit eine erhöhte Brandschutzsicherheit bewirkt.

Bevorzugt wird gemäß noch einer Ausführungsform der

Erfindung ein keramisierbares Glas, beziehungsweise eine daraus herstellbare Glaskeramik mit folgender

Zusammensetzung des Ausgangsglases verwendet (in Gew.-%):

Li ₂ 0 3, 2 - 5,0

Na ₂ 0 0 - 1,5

K ₂ 0 0 - 1,5

Summe Na ₂ 0 + K ₂ 0 0, 2 - 2,0

MgO 0,1 - 2,2

CaO 0 - 1,5

SrO 0 - 1,5

BaO 0 - 2,5

ZnO 0 - 1,5

A1 ₂ 0 ₃ 19 - 25 Si0 ₂ 55 - 69

Ti0 ₂ 1,0 - 5,0

Zr0 ₂ 1,0 - 2,5

Sn0 ₂ 0 - 1,0

Summe Ti0 ₂ + Zr0 ₂ + Sn0 ₂ 2,5 - 5,0

P ₂ 0 ₅ 0 - 3,0

In einer anderen Ausführung wird ein keramisierbares Glas oder eine daraus hergestellte Glaskeramik mit folgender Zusammensetzung des Ausgangsglases bevorzugt verwendet (in

Gew. -%) :

Li ₂ 0 3 - 5

Na ₂ 0 0 - 1,5

K ₂ 0 0 - 1,5

Summe Na ₂ 0 + K ₂ 0 0, 2 - 2

MgO 0,1 - 2,5

CaO 0 - 2

SrO 0 - 2

BaO 0 - 3

ZnO 0 - 1,5

A1 ₂ 0 ₃ 15 - 25

Si0 ₂ 50 - 75

Ti0 ₂ 1 - 5

Zr0 ₂ 1 - 2,5

Sn0 ₂ 0 - 1,0

Summe Ti0 ₂ + Zr0 ₂ + Sn0 ₂ 2,5 - 5

P ₂ 0 ₅ 0 - 3,0

In einer anderen Ausführung wird ein keramisierbares Glas oder eine daraus hergestellte Glaskeramik mit folgender

Zusammensetzung des Ausgangsglases bevorzugt verwendet (in Gew. -%) : Li ₂ 0 3 - 4,5

Na ₂ 0 0 - 1,5

K ₂ 0 0 - 1,5

Summe Na ₂ 0 + K ₂ 0 0, 2 - 2

MgO 0 - 2

CaO 0 - 1,5

SrO 0 - 1,5

BaO 0 - 2,5

ZnO 0 - 2,5

B ₂ 0 ₃ 0 - 1

A1 ₂ 0 ₃ 19 - 25

Si0 ₂ 55 - 69

T10 ₂ 1,4 - 2,7

Zr0 ₂ 1,3 - 2,5

Sn0 ₂ 0 - 0,4

Summe Ti0 ₂ + Sn0 ₂ kleiner 2,7

P ₂ 0 ₅ 0 - 3

Summe Zr0 ₂ + 0, 87 (Ti0 ₂ + Sn0 ₂ ) 3,6 - 4,3 Die Glaskeramik eines aus einem erfindungsgemäßen

Dünnglasartikels hergestellten dünnen Glaskeramikartikels enthält vorzugsweise Hochquarz-Mischkristalle oder Keatit- Mischkristalle als vorherrschende Kristallphase. Die

Kristallitgröße beträgt vorzugsweise kleiner 70 nm, besonders bevorzugt kleiner gleich 50 nm, ganz besonders bevorzugt kleiner gleich 10 nm.

Die Erfindung wird nachfolgend weiter beschrieben, wobei auch auf die beigeschlossenen Figuren Bezug genommen wird. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Elemente. Es zeigen:

Fig. 1 einen Glasartikel in Form eines aufgerollten

Dünnglasbandes ,

Fig. 2 ein Diagramm von Bruchwahrscheinlichkeiten als

Funktion der Zugspannung, Fig. 3 die Bruchwahrscheinlichkeit von Dünngläsern als

Funktion der Zeit,

Fig. 4 einen Aufbau zur Ermittlung des Mittelwerts der

Zugspannung beim Bruch in der Fläche von

Dünnglas-Proben und dessen Standardabweichung,

Fig. 5 einen Aufbau zur Ermittlung des Mittelwerts der

Zugspannung bei vom Rand eines Dünnglases ausgehenden Brüchen und dessen

Standardabweichung .

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Anwendung der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung erfolgt ein

Weiterverarbeiten eines Dünnglases 1 durch Aufwickeln des Dünnglases 1 in Form eines Dünnglasbands 2 zu einer Rolle 3. Die beiden Kanten 22, 23, beziehungsweise genauer die Längskanten des Dünnglasbandes 2 bilden dabei die

Stirnflächen der Rolle 3. Gegebenenfalls kann die Rolle 3 auf einer Spindel aufgewickelt sein, so dass die Innenseite der Rolle 3 am Außenmantel der Spindel anliegt.

Das Dünnglas 1, beziehungsweise das Dünnglasband 2 kann in dieser Form für nachfolgende Verarbeitungsschritte wieder von der Rolle 3 abgewickelt werden. Diese Form der

Konfektionierung von Dünnglas 1 ist besonders gut für automatisierte Fertigungsprozesse wie etwa das

Auflaminieren auf elektronische Bauteile oder die

Herstellung von Displays geeignet.

Um die Glasoberflächen zu schützen, kann wie bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel noch ein Bahnmaterial 7 mit eingewickelt werden. Dieses Bahnmaterial trennt dann in der Rolle die aufeinanderfolgenden Glaslagen. Vorzugsweise wird Papier oder Kunststoff als Bahnmaterial 7 verwendet.

Wird der Fertigungsprozess automatisiert, ist es wichtig, dass das gesamte aufgewickelte Dünnglasband 2 keinen Bruch aufweist und beim automatisierten Abwickeln sich das

Dünnglasband 2 auftrennt. Allerdings wird das Dünnglas 1 beim Aufwickeln gebogen. Mit dem Verbiegen geht eine

Zugspannung einher, unter die eine der Seiten des

Dünnglases 1 gesetzt wird. Die Zugspannung ist um so größer, je kleiner der Biegeradius ist. Der kleinste

Biegeradius tritt beim aufgewickelten Dünnglasband 2 an der Innenseite 31 der Rolle 3 auf.

Nun kann zwischen der Weiterverarbeitung des Dünnglases 1 durch Aufwickeln zu einer Rolle 3 und dem Abwickeln in einem weiteren Fertigungsprozess einige Zeit vergehen.

Typischerweise wird die Rolle 3 nach deren Herstellung für einige Zeit gelagert. Auch nimmt der Transport Zeit in Anspruch. Es zeigt sich nun, dass solche nachteiligen

Glasbrüche bedingt durch die beim Biegen entstehende einseitige Zugspannung trotz der geringen Glasdicke auch zeitverzögert nach dem Aufwickeln auftreten können. Mit der Erfindung wird nun ermöglicht, Dünnglasbänder zu Rollen 3 aufzuwickeln, die hinsichtlich des Innenradius so bemessen sind, dass sie einen vorgegebenen Zeitraum, beispielsweise einen durchschnittlichen oder maximalen

Lagerungszeitraum mit hoher Wahrscheinlichkeit unbeschadet überstehen. Dies gilt allgemein auch für andere Formen der Weiterverarbeitung des Dünnglases, bei denen das Dünnglas unter Zugspannung steht. Wie auch bei der Ausführungsform der Rolle sind die am häufigsten in Anwendungen,

beziehungsweise bei einem weiterverarbeiteten Glasartikel auftretenden Zugspannungen durch Biegung des Dünnglases verursacht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Weiterverarbeiten des Dünnglases 1 also ein Biegen des Dünnglases 1. Dabei steht der minimale Biegeradius R mit der Zugspannung a _app in folgender

Beziehung :

E t

σ ³ ΡΡ 2 OD

(3) ^" V ^ ^K . In dieser Beziehung bezeichnet E den Elastizitätsmodul, t die Dicke des Dünnglases und v die Poissonzahl des Glases.

Die Dicke t beträgt vorzugsweise weniger als 500ym, besonders bevorzugt höchstens 350 ym. Es wird weiterhin allgemein bevorzugt, dass die Glasdicke mindestens 5 ym beträgt .

Für den Biegeradius, welcher die Bedingung einer gemäß Term (1) berechneten maximalen Zugspannung a _app erfüllt, ergibt sich durch Kombination mit Gleichung (3) folgender

Zusammenhang zwischen Biegeradius und Zugspannung:

Entsprechend folgt aus der Kombination von Gleichung (3) mit Term (2) für den Biegeradius, mit welchem eine niedrige Bruchwahrscheinlichkeit bei längeren Zeiträumen erhalten wird, die Beziehung

Als Ausführungsbeispiel eines für Dünnglas geeigneten

Glastyps sei ein alkalifreies Borosilikatglas genannt, welche folgende Komponenten in Gewichtsprozent aufweist

Si0 ₂ 61

A1 ₂ 0 ₃ 18

B2O3 10

CaO 5

BaO 3

MgO 3

Dieses Glas weist einen an Silizium angeglichenen Temperaturausdehnungskoeffizienten von 3,2·10 ^~6 1/K auf. Das

Elastizitätsmodul, beziehungsweise der Young-Modulus hat einen Wert von E = 74,8 GPa. Die Poissonzahl liegt bei v = 0,238. Für einen Glasartikel in Form eines wie in Fig. 1

dargestellt, zu einer Rolle 3 aufgewickelten Dünnglasbandes 2, liegt der minimale Biegeradius R des Dünnglasbandes 2, aus dem gemäß Beziehung (3) die maximale Zugspannung a _app resultiert, an der Innenseite 31 der Rolle 3 vor. Um die Rolle handhabbar und klein halten zu können, werden

Biegeradien bevorzugt, bei welchen die maximale

Zugspannung, die an der Innenseite 31 auftritt, aber mindestens 21 MPa beträgt.

Möglich sind allerdings auch anwendungsbedingte Fälle, bei denen auf das Dünnglas 1 Zugkräfte entlang der Seiten, beziehungsweise entlang der Oberflächen ausgeübt werden. In diesem Fall treten dann an beiden Seiten und im Volumen des Dünnglases Zugspannungen auf.

Unabbhängig davon, in welcher Form die Zugspannungen nach der Weiterverarbeitung auftreten, wird in Weiterbildung der Erfindung eine maximale Bruchquote Φ von 0,1 oder weniger, vorzugsweise weniger als 0,05 angestrebt. Mit der

vorgegebenen Bruchquote kann dann nach den oben angegebenen Termen (1) oder (2) die zu dieser Bruchquote

korrespondierende maximale Zugspannung a _app und mit diesem Wert dann im Falle einer durch Biegung verursachten

Zugspannung anhand von Beziehung (3) der minimale

Biegeradius ermittelt werden.

In die Terme (1) oder (2), welche die zu einer vorgegebenen Bruchwahrscheinlichkeit innerhalb mindestens eines halben Jahres (Term (1)) oder länger (Term (2)) korrespondierende maximale Zugspannung angeben, geht auch die Fläche des Dünnglases und dessen Kantenlänge ein. Die Bruchwahrschein- lichkeit skaliert also mit der Größe und Form des Dünnglas ^¬ artikels. Dies ist bedeutsam, da Dünngläser, insbesondere bei einem Zwischenprodukt wie einer Rolle 3 auch erhebliche Flächen aufweisen können. So wird es im Falle der Rolle 3 bevorzugt, dass ein Dünnglasband 2 mit einer Länge von mindestens 10 Metern, vorzugsweise mindestens 50 Metern, besonders bevorzugt mindestens 100 Metern aufgewickelt wird. Gemäß noch einer Ausführungsform wird ein

Dünnglasband mit einer Länge bis 1000 Metern aufgerollt, um die Bruchwahrscheinlichkeit niedrig und damit einhergehend den Innenradius der Dünnglasrolle 3 klein zu halten.

Vorzugsweise liegt die Breite des Dünnglasbandes 2, beziehungsweise entsprechend der Rolle 3 bei 20 Zentimetern oder mehr. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird eine

Dünnglasrolle 3 aus einem 20 Zentimeter breiten und 100 m langem Dünnglasband 2 mit einer Dicke von 50 ym

hergestellt .

Anhand von Fig. 2 wird der Effekt der Skalierung der Bruch- Wahrscheinlichkeit verdeutlicht. Fig. 2 zeigt dabei ein Diagramm von Bruchwahrscheinlichkeiten, die anhand von Bruchtests ermittelt wurden, als Funktion der Zugspannung. Die gefüllt dargestellten Messwerte und die mit „A"

bezeichnete zugehörige Regressionsgerade wurden dabei durch Bruchtests an Proben ermittelt, welche eine Fläche von 80 mm2 aufwiesen. Die als offene Symbole dargestellten Werte mit zugehöriger Regressionsgerade „B" ergeben sich durch Skalierung der Messwerte auf eine Fläche von 625 mm ² , die unter gleicher Last steht wie die Proben. Wie

beispielsweise anhand der Schnittpunkte der beiden Regres ^¬ sionsgeraden mit der eingezeichneten Linie bei 66 MPa Zugspannung ersichtlich ist, steigt die Bruchwahrschein- lichkeit aufgrund der größeren Fläche um etwa eine Größen ^¬ ordnung an. Obwohl die Messungen zur Bruchfestigkeit mit dynamischer, insbesondere ansteigender Last durchgeführt werden, kann anhand dieser Bruchtests die Bruchwahrscheinlichkeit innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums,

insbesondere auch für lange Zeiträume von mindestens ^ Jahr unter einer statischen Last ermittelt werden.

Fig. 3 zeigt die Bruchwahrscheinlichkeit F (entsprechend der Bruchquote Φ in den Termen (1) oder (2)) als Funktion der Lebensdauer tuf _et im _e in Jahren für Glasartikel mit einer skalierten Fläche von 625 mm ² und einer statisch wirkenden Zugspannung von 66 MPa. Lebensdauern von ^ Jahr und mehr entsprechen den vorgegebenen Zeiträumen, für welche die Terme (1) oder (2) gültig sind. Allgemein, ohne

Beschränkung auf die Ausführungsbeispiele ist daher in Weiterbildung des erfindungsgemäßßen Verfahrens vorgesehen, dass das Verfahren zur Weiterverarbeitung eines Dünnglases 1 auch das Lagern des Dünnglases im mit der Zugspannung a _app beaufschlagten Zustand für eine Dauer von mindestens einem halben Jahr umfasst.

Fig. 4 zeigt schematisch einen Aufbau zur Ermittlung der Parameter σ _α und Δ ₃ , also dem Mittelwert der Zugspannung beim Bruch in der Fläche von Dünnglas-Proben und dessen Standardabweichung. Neben diesem im Folgenden erläuterten Aufbau sind auch alternative Meßanordnungen möglich.

Die Messung basiert darauf, dass die Parameter σ _α und A _a durch einen Bruchtest ermittelt werden, bei welchem eine Dünnglasprobe 10 ringförmig fixiert und mit einem Stempel 12 mit gewölbter, vorzugsweise kugelflächenförmiger Stempelfläche 120 bis zum Bruch belastet wird. Die

Dünnglasprobe 10 wird, wie in Fig. 4 gezeigt, dazu auf einer ringförmigen, bevorzugt kreisringförmigen

Auflagefläche 13 aufgelegt und festgehalten. Der Stempel 12 drückt mit einer Kraft F vorzugsweise mittig auf die Fläche der Dünnglasprobe 10 innerhalb der ringförmigen

Auflagefläche 13. Die Kraft wird gesteigert, bis die

Dünnglasprobe 10 bricht. Typischerweise wird bei der in Fig. 4 gezeigten Anordnung ein Bruch in der Fläche der Dünnglasprobe bewirkt, da die induzierten Zugspannung im Bereich der Auflagefläche des Stempels 12 auf der Fläche der Dünnglasprobe am größten ist. Diese Auflagefläche definiert demgemäß die Fläche A _ref der Probe 10. Der Bruchtest wird mehrfach wiederholt. Anhand der beim

Bruch vorliegenden Kraft kann dann die Zugspannung an der Oberfläche der Dünnglasprobe berechnet werden. Aus den

Messwerten werden die mittlere Zugspannung beim Bruch ^σ " , sowie deren Standardabweichung A _a ermittelt. Hierbei be- steht die Möglichkeit, die einzelnen Kraftwerte in Zugspan ^¬ nungen umzurechnen und dann Mittelwert und Standardabwei ^¬ chung zu errechnen.

Für vom Rand des Dünnglases ausgehende Brüche sind andere Meßanordnungen, z.B. die nachfolgend in Fig. 5 dargestellte Meßanordnung geeignet. Mit dieser Meßanordnung werden dann analog die Parameter a _e und A _e ermittelt.

Um eine ausreichend vertrauenswürdige Statistik für eine zuverlässige Festlegung der maximalen Zugspannung eines

Glasartikels zu erhalten, werden gemäß einer Weiterbildung der Erfindung jeweils mindestens zehn, vorzugsweise mindestens zwanzig, besonders bevorzugt mindestens 30, insbesondere bevorzugt mindestens 50 Proben 10 des

Dünnglases 1 bis zum Bruch mit einer Zugspannung belastet, um die Parameter σ _α und Δ ₃ , sowie a _e und A _e zu ermitteln. Bezogen auf die in den Fig. 4 und Fig. 5 gezeigten

Ausführungsbeispiele werden demgemäß mindestens 10, vorzugsweise mindestens 20, insbesondere mindestens 30, besonders vorzugsweise mindestens 50 gültige Bruchtests mit der in Fig. 4 dargestellten Anordnung und ebenfalls mindestens 10, vorzugsweise mindestens 20, insbesondere mindestens 30, besonders vorzugsweise mindestens 50

Bruchtests mit der nachfolgend beschriebenen Anordnung gemäß Fig. 5 durchgeführt. Fig. 5 zeigt dazu einen Aufbau zur Ermittlung des Mittel ^¬ werts der Zugfestigkeit bei vom Rand eines Dünnglases ausgehenden Brüchen und deren Standardabweichung. Das mit der Anordnung durchgeführte Verfahren basiert darauf, dass die Parameter a _e und A _e durch einen Biegetest ermittelt werden, bei welchem eine Dünnglasprobe 10 uniaxial bis zum Bruch gebogen wird. Bei der in Fig. 5 gezeigten Anordnung wird die Dünnglasprobe 10 zwischen zwei Backen 15, 16 geklemmt. Die Backen 15, 16 werden aufeinander zu bewegt, so dass sich die Dünnglasprobe 10 immer weiter verbiegt. Die Biegung erfolgt im Gegensatz zu der in Fig. 4 gezeigten Anordnung nur in einer Richtung. Der minimale Krümmungsradius Rmin liegt dabei in der Mitte zwischen den beiden

Backen. Stehen die Backen beispielsweise leicht schräg zueinander, so wird die Kante, bei welcher die Backen 15, 16 näher zueinander stehen, stärker belastet, als die gegenüberliegende Kante. Dementsprechend findet sich auch der minimale Krümmungsradius an dieser Kante. Es können aber auch beide Kanten 22, 23 gleichmäßig belastet werden.

Um beim Bruch die vorliegende Zugspannung an den Kanten und daraus nach Test mehrerer Dünnglasproben deren Mittelwert a _e und Standardabweichung A _e zu ermitteln, gibt es mehrere Möglichkeiten. Gemäß einer Ausführungsform kann die auf den Backen 15, 16 lastende Kraft F gemessen und daraus die Spannung in der Dünnglasprobe 10 ermittelt werden.

Die Bruchspannung kann noch einfacher bestimmt werden, indem der beim Bruch vorliegende minimale Biegeradius R _m i _n bestimmt und anhand dieses Wertes die korrespondierende Zugspannung an der Kante ermittelt wird. Dabei ist die Zugspannung σ umgekehrt proportional zum Biegeradius.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel für das Herstellen einer Rolle aus aufgewickeltem Dünnglas beschrieben.

Es soll eine 100 m lange und 20 cm breite Glasbahn aus 0,05 mm dickem Dünnglas in Form eines Borosilikatglases der oben angegebenen Zusammensetzung mit einem Elastizitätsmodul E = 74.8 GPa und einer Poissonzahl v = 0.238 auf eine Rolle ge ^¬ wickelt werden. Die Bruchwahrscheinlichkeit soll 1% (Φ = 0,01) während einer Lagerdauer von einem Jahr nicht übersteigen. Der Kernradius des Wickelkörpers wird nach Glei ^¬ chung (3) gewählt. Mit Festigkeitsmessungen werden an

Stichproben für die Flächenfestigkeit auf Basis von Normal ^¬ verteilungen die Werte ü _a = 421 MPa (Mittelwert) und A _a = 35 MPa (Standardabweichung) für eine Referenzfläche von 121 mm ² und für die Kantenfestigkeit die Werte ü _e = 171 MPa (Mittelwert) und A _e = 16.9 MPa (Standardabweichung) für eine Referenzlänge L _ref von 2 mm gemessen. Dabei können die anhand der Fig. 4 und Fig. 5 beschriebenen Anordnungen verwendet werden. Methoden zur Auswertung von

Festigkeitsmessungen findet man beispielsweise auch in: K. Nattermann: "Fracture Statistics" in "Strength of Glass - Basics and Test Procedures", advanced course of the

International Commission on Glass and Research Association of the German Glass Industry, Frankfurt (2006), ISBN 3- 9210-8947-6) .

Mit Aapp 0.2mxl00m 2 Our und L _aDD = 2x200m 200m folgt dann

(6)

121 10 ^'6 m ²

ö _a - A _a 0.4 x A _ref

1— In Φ 421 -35*0.4x 1 -ln ^χ θ.01 MPa = 175MPa

20 m ²

(7)

Die Kantenfestigkeit ist also hier der bestimmende Festig- keitsparameter bei der Auslegung des Rollenkerns.

Für die zulässige Biegespannung folgt hier nach Term (2) oder Gleichung (5) :

0.93 -Min ( l 75MPa , 55 MPa ) = 0.93 -55MPa = 51 MPa . t ·5

Mit = 79.3 -1 0 MPa und t = 0.05 mm kann dann der minima-

1-v ²

le Biegeradius der Dünnglasbahn nach Gleichung (3) zu

_D ^ 1 79300 MPa _{n n c-}

R > 0.05 mm = 39 mm

2 51 MPa berechnet werden. Es kann nun nach oben auf einen nächst- größeren Standard-Rollenkerndurchmesser, also beispielsweise D = 80 mm aufgerundet werden. Mit diesem Biegeradius, beziehungsweise Durchmesser wird auch der erfindungsgemäß bevorzugte Mindestwert der Zugspannung von 21 MPa über ^¬ schritten, so dass einerseits eine kompakte Rolle erhalten wird, die andererseits aber dennoch eine niedrige Bruch ^¬ wahrscheinlichkeit aufweist.

Neben der in Fig. 5 gezeigten Anordnung und dem erläuterten Meßverfahren zur Ermittlung der statistischen Größen ü _e und Δ _β sind auch noch andere Prüfverfahren möglich, die sehr genaue statistische Werte ergeben. Bei der in Fig. 5 gezeigten Anordnung variiert der Biegungsradius und ist in der Mitte der Kante minimal. Damit wird die Kantenlänge L _ref und die Fläche A _ref der Proben 10 kleiner als die Gesamt- Kantenlänge gegenüberliegender Kanten und die Gesamtfläche der Probe. Die im obigen Ausführungsbeispiel genannten Werte von L _ref =2 mm und A _ref =121 mm ² sind daher kleiner als die tatsächlichen Abmessungen der Probe. Mit geeigneten Messverfahren können die Kantenlänge und Fläche der Probe, welche zugbelastet werden, vergrößert werden. Auch für die Bestimmung der Flächenfestigkeit sind andere Aufbauten, als die in Fig. 4 gezeigte Anordnung denkbar. Bezugs zeichenliste

1 Dünnglas

2 Dünnglasband

3 Rolle

7 Bahnmaterial

10 Dünnglasprobe

12 Stempel

13 ringförmige Auflagefläche

15, 16 Backen

31 Innenseite von 3

22, 23 Kanten

120 Stempelfläche