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Patent Searching and Data


Title:
THIN GLASS ROLL AND METHOD FOR PRODUCTION OF SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/038178
Kind Code:
A1
Abstract:
The aim of the invention is to provide a glass strip in the form of a glass roll, which glass strip has optimal characteristics with regard to the requirements of a long service life and at the same time compact dimensions. To determine a bend radius on the inner side of the thin glass roll (1), which fulfils the above-mentioned requirements, breakage tests are carried out on samples of the glass material, statistical parameters are determined on the basis of the breakage tests, and the statistical parameters are translated into a range of bending radii which fulfil the service life requirements and the most compact dimensions possible of the thin sheet glass roll (1).

Inventors:
OTTERMANN, Clemens (Eppsteiner Strasse 4, Hattersheim, 65795, DE)
LIEBALD, Rainer (Sandbergstrasse 4, Nauheim, 64569, DE)
HABECK, Andreas (Am Eisweiher 17, Undenheim, 55278, DE)
NATTERMANN, Kurt (Am Sportfeld 12, Ockenheim, 55437, DE)
HEISS-CHOUQUET, Markus (Im Attich 21, Bischofsheim, 65474, DE)
VOGT, Jürgen (Forstweg 1, Oberheimbach, 55413, DE)
WIEGEL, Thomas (Im Perk 1, Alfeld, 31061, DE)
ORTNER, Andreas (Mainzer Strasse 6L, Gau-Algesheim, 55435, DE)
DA, Ning (no. 888, Xilu Distric, Wujiang Jiangxi 13-202, 13-202, CN)
HE, Feng (58 Jinshan Rd, Yangguang Building BSuite 3, Suzhou New District Jiangsu 1, 215011, CN)
QIAN, Pengxiang (Hongsheng Rd. 250, 72-401Pudong District, Shanghai 1, 201201, CN)
Application Number:
EP2015/070804
Publication Date:
March 17, 2016
Filing Date:
September 11, 2015
Export Citation:
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Assignee:
SCHOTT AG (Hattenbergstrasse 10, Mainz, 55122, DE)
International Classes:
C03C21/00; B65D85/48; B65D85/676; B65H18/28; B65H29/00
Domestic Patent References:
2013-04-11
2015-04-23
Foreign References:
EP2336050A12011-06-22
EP0875490A11998-11-04
Attorney, Agent or Firm:
SCHMIDT, Oliver et al. (Blumbach & Zinngrebe, Alexandrastrasse 5, Wiesbaden, 65187, DE)
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Claims:
Patentansprüche :

Dünnglasrolle (1) mit einem aufgerollten Dünnglasband (3) mit einer Länge von mindestens 10 Metern und einer Dicke von höchstens 200 Mikrometern, wobei der

Innenradius des aufgerollten Dünnglasbands (3) im Bereich von

R ■■(«) 0,7 + exp - 2,3 > bis

(R) - 0,053

li wobei <R> den Mittelwert und

die Varianz der Biegeradien beim Bruch einer Mehrzahl N von Proben (10) aus dem gleichen Glasmaterial mit gleicher Dicke und gleich beschaffenen Glaskanten wie das Glasmaterial des Dünnglasbands (3) sind, wobei R± die Biegeradien sind, bei welchen die Proben (10) jeweils brechen, und t eine Mindest-Dauer in Tagen ist, welche die Dünnglasrolle ohne Bruch übersteht.

Dünnglasrolle (1) gemäß dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Dicke höchstens 100 pm und mindestens 5 pm beträgt.

Dünnglasrolle gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dünnglas ein

alkalifreies Borosilikatglas mit einer Dicke von 50 Mikrometern ist, wobei der Durchmesser des Rollenkerns der Dünnglasrolle zwischen 30 Millimetern und 83 Millimetern liegt.

Dünnglasrolle (1) gemäß einem der vorstehenden

Ansprüche, bei welcher ein Bahnmaterial (7) mit eingewickelt ist, welches in der Dünnglasrolle (1) aufeinanderfolgende Glaslagen trennt.

Dünnglasrolle (1) mit einem aufgerollten Dünnglasband (3) , insbesondere gemäß einem der vorstehenden

Ansprüche, wobei das Dünnglasband 3 zwei

gegenüberliegende Seitenflächen (34, 35) und

Längskanten (32, 33) aufweist, wobei das Dünnglasband (3) so aufgewickelt ist, dass diejenige Seitenfläche (34, 35) konvex gebogen ist, für welche Proben (10), die an den Längskanten (32, 33) aus dem Dünnglasband (3) geschnitten und um die Längskanten (32, 33) in gleicher Richtung wie das Dünnglasband (3) gebogen werden, gegenüber in Gegenrichtung gebogenen Proben

(10) einen kleineren Wert = {R) ' 0,7 + exp - 2,3

(R) - 0,053 fweisen, wobei <R> den Mittelwert und

die Varianz der Biegeradien beim Bruch der Proben (10) ist, wobei R± die Biegeradien sind, bei welchen die Proben (10) jeweils brechen.

Dünnglasrolle gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Varianz, gegeben durch das Verhältnis s/<R> beim Bruch von Proben 10 aus dem Dünnglasband (3) kleiner als 0,15 beträgt .

7. Dünnglasrolle gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dünnglasband (3) aus einem alkalihaltigen Glas besteht und chemisch

gehärtet ist.

8. Dünnglasrolle ( 1 ) gemäß dem vorstehenden Anspruch,

dadurch gekennzeichnet, dass das Dünnglasband (3) eine Austauschtiefe DOL im Bereich von 3 bis 5 pm aufweist.

9. Verfahren zur Herstellung einer Dünnglasrolle (1) mit einem aufgerollten Dünnglasband (3) mit einer Länge von mindestens 10 Metern und einer Dicke von höchstens 200 Mikrometern, bei welchem

- mit einem Bruchtest der Mittelwert <R> der

Biegeradien Rx beim Bruch einer Mehrzahl N von Proben (10) unter fortschreitend größer werdender

Bie ebelastung, sowie die Varianz ermittelt werden, und

- ein Dünnglasband (3) aus dem gleichen Glasmaterial mit gleicher Dicke und gleich beschaffenen Glaskanten wie das Glasmaterial der Proben (10) bereitgestellt und zu einer Dünnglasrolle (1) aufgewickelt wird, wobei der Innenradius der Dünnglasrolle (1), welcher der Radius der innersten Lage des Dünnglasbands (3) auf der Dünnglasrolle (1) ist, so gewählt wird, dass dieser im Bereich von liegt, wobei t eine vorgegebene Mindest-Dauer in Tagen ist, welche die Dünnglasrolle ohne Bruch überstehen soll .

10. Verfahren gemäß dem vorstehenden Anspruch, dadurch

gekennzeichnet, dass mindestens zwanzig, vorzugsweise mindestens fünfzig Proben (10) des Dünnglases bis zum Bruch mit einer Biegebelastung belastet werden, um den Mittelwert <R> der Biegeradien Rx und deren Varianz zu ermitteln .

11. Verfahren gemäß einem der beiden vorstehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Satz von Proben (10) mit einer Biegerichtung und eine zweite Mehrzahl von Proben (10) mit entgegengesetzter Biegerichtung gebogen und die Parameter Rmin und Rmax für beide Sätze von Proben (10) getrennt ermittelt werden .

12. Verfahren gemäß dem vorstehenden Anspruch, dadurch

gekennzeichnet, dass die Biegerichtung des

Dünnglasbands (3) zur Herstellung der Dünnglasrolle (1) so ausgewählt wird, dass diese der Biegerichtung des Satzes von Proben (10) entspricht, für welchen der kleinere Wert von Rmin ermittelt wurde.

13. Verfahren gemäß einem der vier vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längskanten (34, 35) des Dünnglasbands (3) so bearbeitet werden, dass die relative Varianz, welche durch das Verhältnis von Varianz s zu Mittelwert <R> beim Bruch von Proben (10) an Kanten (22, 23), die durch Abschnitte der

Längskanten (34, 35) des Dünnglasbands (3) gebildet werden, sinkt.

Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Dünnglasband (3) während des Aufwickeins chemisch gehärtet wird und der Prozess des chemischen Härtens zumindest die folgenden Schritte umfasst:

(a) Vorheizen des Glasbandes (3) auf eine Temperatur im Bereich von 300 bis 550°C,

(b) chemisches Härten des Glasbandes (3) durch

Ionenaustausch in den Oberflächenbereichen bei einer Härtungstemperatur TH im Bereich von 350 bis 550°C und

(c) Abkühlen des Glasbandes (3) auf eine Temperatur < 150°C, wobei vor Schritt (a) und/oder in Schritt (b)

Kaliumionen auf Ober- und Unterseite des Glasbandes (3) aufgebracht werden, das Glasband (3) in Schritt (b) auf die Härtungstemperatur TH erwärmt wird und die

Schritte (a) bis (c) in DurchlaufÖfen (150, 160, 180,

230) erfolgen.

Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei vor Schritt a) eine Lösung eines Kaliumsalzes (211) auf die Ober- und Unterseite des Dünnglasbandes (3) aufgebracht, bevorzugt gesprüht wird.

16. Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei die kaliumhaltige Salzlösung (211 ) eine wässrige Lösung ist und Salze ausgewählt aus der Gruppe gebildet von KNO3 , K3P O4 ,

KCl, Koh, K2CO3 und/oder deren Mischungen enthält.

17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 und 16, wobei die kaliumhaltige Salzlösung (211) die Oberflächen des Dünnglasbandes (3) gesprüht wird.

18. Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei das Dünnglasband (3) in Schritt b) durch eine kaliumhaltige

Salzschmelze (170) geführt wird.

19. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei das Dünnglasband (3) in Schritt (a) einen

Durchlaufofen (150, 230) mit Temperaturgradienten durchläuft .

20. Verfahren gemäß Anspruch 20, wobei die untere

Temperatur des Ofens Tu < 150 °C beträgt und die obere Temperatur des Ofens TQ im Bereich von 350 bis 550°C liegt .

21. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche 14 bis 20, wobei in Schritt (c) das Dünnglasband (3) in einem Ofen (180, 230) mit Temperaturgradienten abgekühlt wird, wobei die untere Temperatur des Ofens Tu < 150 °C beträgt und die obere Temperatur des Ofens TQ im

Bereich von 350 bis 550°C liegt. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 21, wobei in Schritt (c) derselbe Ofen (230) verwendet wird wie in Schritt (a) . 23. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 22, wobei die Rolle des Härtungsofens (132) aus Glas, Keramik, Metall oder einem Verbundwerkstoff aus Glas, Keramik und/oder Metall besteht. 24. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 23, wobei die Härtungszeit tH so gewählt wird, dass eine

Austauschtiefe DOL im Bereich von 1 bis 10 pm, bevorzugt 3 bis 5 pm erreicht wird. 25. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 24, wobei das Dünnglasband (3) eine Dicke < 145 pm, bevorzugt eine Dicke im Bereich 30 bis < 144 pm aufweist.

26. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 25, wobei das Vorheizen in Schritt a) entfällt.

27. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14bis 26, wobei das Dünnglasband (3) in Form einer Glasrolle bereit gestellt wird und das Verfahren als roll-to-roll- Prozess ausgebildet ist.

28. Verwendung der Glasrolle (1), hergestellt mit einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 27 in einem roll-to-roll-Prozess , wobei der roll-to-roll-Prozess einen Beschichtungsschritt und/oder einen

Prozessschritt zur Bestückung von Bauteilen umfasst.

Description:
Dünnglas-Rolle und Verfahren zu dessen Herstellung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft allgemein die Herstellung von Dünn- und Dünnstgläsern. Insbesondere betrifft die Erfindung die Konfektionierung langer bandförmiger Dünn- und

Dünnstglasfolien in Form eines aufgerollten Glasbands. 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 5 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 seinen 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 im Allgemeinen Kanten mit starker

Rauigkeit, vielen Mikrorissen und Ausplatzungen oder

Ausmuschelungen an den Kantenrändern.

Kanten können zur Erhöhung der Kantenfestigkeit

anschließend gesäumt, gefast oder geschliffen und poliert werden. Eine mechanische Kantenbearbeitung ist bei

Glasfolien insbesondere im Bereich von Dicken kleiner 200 pm aber nicht mehr realisierbar ohne eine zusätzliche Riss- und Bruchgefahr für das Glas darzustellen. Je nach

Beschaffenheit des Glases und insbesondere der Glaskante ergeben sich unterschiedliche Biegefestigkeiten des Glases. Gerade die Beschaffenheit der Kante ist hier maßgeblich. Zwei in Material und Oberflächenbeschaffenheit gleichartige Glasfolien können daher bei unterschiedlich beschaffenen Kanten sehr unterschiedliche Bruchwahrscheinlichkeiten bei einer Biegung der Glaskante aufweisen. Wenn die

hergestellte Dünnglasfolie in aufgerollter Form

bereitgestellt werden soll, besteht hier demnach eine große Unsicherheit in Bezug auf den möglichen Durchmesser des Rollenkerns, beziehungsweise des Innendurchmessers der

Glasrolle. Die innerste Glaslage der Glasrolle, welche die Innenseite der Glasrolle bildet, weist den geringsten

Biegeradius und damit auch die höchste Biegebeanspruchung auf. Je weiter außen sich die jeweilige Glaslage befindet, desto geringer ist der Biegeradius. Dennoch weist

typischerweise ein großer Teil des Glasbands Biegeradien ähnlich zum Innenradius der Glasrolle auf. Um nun die

Bruchgefahr zu minimieren und/oder die Lebensdauer des Glasbands zu maximieren, besteht natürlich immer die

Möglichkeit, einen großen Rollenkerndurchmesser zu wählen. Dies birgt allerdings den Nachteil, dass auf diese Weise sehr unhandliche Formate erhalten werden. Sowohl für die Weiterverarbeitung von Glasrollen, als auch deren Lagerung wären daher natürlich besonders kompakte Abmessungen, insbesondere also kleine Innendurchmesser wünschenswert. Gleichzeitig soll aber auch eine möglichst niedrige

Bruchquote des Glasbands innerhalb einer vorgegebenen

Lagerungsdauer gegeben sein. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Glasband in Form einer Glasrolle bereitzustellen, welches hinsichtlich der vorstehend genannten Anforderungen einer langen Lebensdauer bei gleichzeitig kompakten Abmessungen optimiert ist. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen

Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der

Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass zur Ermittlung eines Biegeradius an der Innenseite der Glasrolle, welcher die oben genannten Anforderungen

erfüllt, Bruchtests an Proben des Glasmaterials

durchgeführt, statistische Parameter anhand der Bruchtests ermittelt und die statistischen Parameter vorzugsweise unter Skalierung mit einem die Lebensdauer enthaltenden Exponentialterm in einen Bereich von Biegeradien

umgerechnet werden können, welche den Anforderungen an Lebensdauer und möglichst kompakten Abmessungen der

Glasrolle genügen.

Die Erfindung wird nachfolgend genauer, auch anhand der beigeschlossenen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Dünnglasrolle mit einem aufgerollten

Dünnglasband,

Fig. 2 einen Aufbau zur Ermittlung des Mittelwerts des

Biegeradius und dessen Varianz beim Bruch von Dünnglasproben unter Biegebelastung,

Fig. 3 Histogramme der Zugspannung beim Bruch von

Dünnglas-Proben unter Biegebelastung, Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Prozesses zur Härtung des Dünnglasbandes (3) , welcher in das erfindungsgemäße Verfahren integriert werden kann, Fig. 5 eine schematische Darstellung einer weiteren

Ausführungsformen des Härtungsprozesses, Fig. 6 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Härtungsprozesses, bei welchem die Kaliumionen in Form einer wässrigen Lösung auf das Dünnglasband (3) aufgebracht werden,

Fig 7. eine schematische Darstellung eines

Härtungsprozesses, bei dem die

Verfahrensschritte a) und c) im selben Ofen durchgeführt werden.

Fig. 1 zeigt eine Dünnglasrolle 1, welche durch Aufrollen eines Dünnglasbands 3 mit gegenüberliegenden Seitenflächen 34, 35 erhalten wird. Die beiden Kanten 32, 33,

beziehungsweise genauer die Längskanten des Dünnglasbandes 3 bilden dabei die Stirnflächen der Rolle 3 oder zumindest einen Bestandteil der Stirnflächen. Gegebenenfalls kann die Rolle 3 auf einer Spindel aufgewickelt sein, so dass die Innenseite der Rolle 3 am Außenmantel der Spindel anliegt.

Das Dünnglasband 3 kann in dieser Form für nachfolgende Verarbeitungsschritte wieder von der Rolle 1 abgewickelt werden. Diese Form der Konfektionierung von Dünnglas ist besonders gut für automatisierte Fertigungsprozesse wie etwa das Auflaminieren auf elektronische Bauteile oder die Herstellung von Displays geeignet.

Wird der Fertigungsprozess automatisiert, ist es wichtig, dass das gesamte aufgewickelte Dünnglasband 3 keinen Bruch aufweist und beim automatisierten Abwickeln sich das

Dünnglasband 3 auftrennt. Allerdings wird das Dünnglas beim Aufwickeln gebogen. Mit dem Verbiegen geht eine Zugspannung einher, unter die eine der Seiten des Dünnglases 1 gesetzt wird. Die Zugspannung ist umso größer, je kleiner der Biegeradius ist. Der kleinste Biegeradius tritt beim aufgewickelten Dünnglasband 3 an der Innenseite 1 der Rolle 1 auf. Dabei steht der minimale Biegeradius R mit der Zugspannung σ in folgender Beziehung:

E d

(l) σ = —

l-v 2 2R In dieser Beziehung bezeichnet E den Elastizitätsmodul, d die Dicke des Dünnglases und V die Poissonzahl des Glases.

Nun kann zwischen der Weiterverarbeitung des Dünnglases 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 3 zu Dünnglasrollen 1 aufzuwickeln, die hinsichtlich des

Innenradius so bemessen sind, dass sie einen vorgegebenen Zeitraum, beispielsweise einen durchschnittlichen oder maximalen Lagerungszeitraum mit hoher Wahrscheinlichkeit unbeschadet überstehen. Die Erfindung sieht nun eine wie in Fig. 1 beispielhaft dargestellte Dünnglasrolle 1 mit einem aufgerollten Dünnglasband 3 mit einer Länge von mindestens 10 Metern und einer Dicke von höchstens 200 Mikrometern vor, wobei der Innenradius des aufgerollten Dünnglasbands (3) im Bereich von

(3) R nex = {R) - 3,4 + exp

liegt, wobei <R> den Mittelwert und die Varianz der Biegeradien R x beim Bruch einer Mehrzahl N von Proben aus dem gleichen Glasmaterial mit gleicher Dicke und gleich beschaffenen Glaskanten wie das Glasmaterial des Dünnglasbands sind, wobei R ± die Biegeradien sind, bei welchen die Proben jeweils brechen, und t eine vorzugsweise vorgegebene Mindest-Dauer in Tagen ist, welche die

Dünnglasrolle ohne Bruch übersteht. Solche zeitverzögerten Brüche werden dabei insbesondere durch

Spannungsrisskorrosion verursacht.

Ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung einer

Dünnglasrolle 1 mit einem aufgerollten Dünnglasband 3 mit einer Länge von mindestens 10 Metern und einer Dicke von höchstens 200 Mikrometern basiert dementsprechend darauf, - mit einem Bruchtest der Mittelwert <R> der Biegeradien R beim Bruch einer Mehrzahl N von Proben (10) unter

fortschreitend größer werdender Biegebelastung, sowie die Varianz s gemäß Gleichung 1 ermittelt werden, und

- ein Dünnglasband 3 aus dem gleichen Glasmaterial mit gleicher Dicke und gleich beschaffenen Glaskanten wie das Glasmaterial der Proben 10 bereitgestellt und zu einer Dünnglasrolle 1 aufgewickelt wird, wobei der Innenradius der Dünnglasrolle 1, welcher der Radius der innersten Lage des Dünnglasbands 3 auf der Dünnglasrolle 1 ist, so gewählt wird, dass dieser im Bereich von R min gemäß Gleichung (2) bis R max gemäß Gleichung (3) liegt, wobei t eine vorgegebene Mindest-Dauer in Tagen ist, welche die Dünnglasrolle ohne

Bruch überstehen soll. Eine gewisse Bruchwahrscheinlichkeit ist jedoch im Allgemeinen, selbst bei sehr großen

Biegeradien bei Glasbändern typischerweise dennoch

vorhanden. Die Parameter der Gleichungen (2) und (3) sind aber so abgestimmt, dass die Bruchquote innerhalb einer vorgegebenen Mindest-Dauer im Allgemeinen bei kleiner als 0,1, vorzugsweise kleiner als 0,05 liegt.

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, beziehungsweise ist zwischen den einzelnen Glaslagen oder Wicklungen des Dünnglasbands 3 angeordnet. Vorzugsweise wird Papier oder Kunststoff als Bahnmaterial 7 verwendet. Gegebenenfalls kann das Bahnmaterial über die Kanten 32, 33 des

Dünnglasbands 1 hinausragen.

Die Dünnglasproben können aus einem weiteren, in Bezug auf das Glasmaterial, die Dicke und die Kantenbeschaffenheit gleichartigen Dünnglasband gewonnen werden. Ebenfalls möglich ist es, die Proben vom Dünnglasband 3, beispielsweise an einem der Enden abzutrennen.

Die Dicke d des Dünnglasbands 3 beträgt vorzugsweise höchstens 200pm, besonders bevorzugt höchstens 100 pm. Es wird weiterhin allgemein bevorzugt, dass die Glasdicke mindestens 5 pm beträgt.

Fig. 2 zeigt einen Aufbau zur Ermittlung des Mittelwerts des Biegeradius <R> und dessen Varianz s beim Bruch von Dünnglasproben 10 unter Biegebelastung.

Um eine ausreichend vertrauenswürdige Statistik für eine zuverlässige Festlegung des Biegeradius im durch die

Gleichungen (2) und (3) definierten Bereich zu erhalten, werden gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mindestens zwanzig, vorzugsweise mindestens 50 Proben des Dünnglases bis zum Bruch mit einer Biegebelastung und damit mit

Zugspannung belastet, , um den Mittelwert <R> der

Biegeradien R x und deren Varianz zu ermitteln.

Das mit der Anordnung gemäß Fig. 2 durchgeführte Verfahren basiert darauf, dass die Parameter <R> und s durch einen Biegetest ermittelt werden, bei welchem eine Dünnglasprobe 10 uniaxial bis zum Bruch gebogen wird. Bei der in Fig. 2 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 nur in einer Richtung. Der minimale Krümmungsradius Ro 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.

Die Backen werden nun so weit zusammengefahren bis die Probe 10 bricht. Der minimale Biegeradius Ro zum Zeitpunkt wird aufgezeichnet. Aus mehreren solcher aufgezeichneter Radien können dann der Mittelwert <R> und aus der Streuung der Messwerte die Varianz s errechnet werden.

Zumindest eine der Kanten 22, 23 der Probe 10 wird durch einen Abschnitt einer der Längskanten 34, 35 des

Dünnglasbands 3 gebildet. Dies ist günstig, um im

Biegeversuch die Kantenfestigkeit auswerten zu können. Die Festigkeit der Kanten ist im Allgemeinen deutlich geringer, als die Festigkeit der Glasoberflächen. Brüche gehen daher in den meisten Fällen auch von einer Kante aus.

Typischerweise werden die Proben 10 eine geringere Breite aufweisen, als das Dünnglasband 3, aus welchem die Proben 10 herausgetrennt werden. In diesem Fall bildet nur eine der beiden Kanten 22, 23 einen Abschnitt einer Längskante 34, 35 des Dünnglasbands 3. Hier bietet sich eine

Schrägstellung der Backen 15, 16 an, so dass die Probe 10 beim Zusammenfahren der Backen an der aus der Längskante des Dünnglasbands 3 gebildeten Kante stärker gebogen wird. Fig. 3 zeigt Histogramme der Biegebelastung beim Bruch von Dünnglasproben 10. Die Bruchtests wurden zweimal

durchgeführt, wobei in einem ersten Test die Proben 10 über eine der Seitenflächen und im zweiten Test über die

gegenüberliegende Seitenfläche gebogen wurden.

Dementsprechend sind in Fig. 3 zwei Histogramme gezeigt, die mit „Seite 1", beziehungsweise „Seite 2" gekennzeichnet sind. Die Balken geben die Anzahl der Proben 10 wieder, welche in den jeweiligen Intervallen der Zugspannung σ gebrochen sind.

Es ist deutlich zu erkennen, dass sich die Histogramme unterscheiden. Das mit „Seite 1" gekennzeichnete Histogramm zeigt gegenüber dem Histogramm „Seite 2" eine enge

Verteilung der Bruchspannungen, dafür ist der Mittelwert der Bruchspannung niedriger. Solche Unterschiede können sich durch die Art und Weise der Herstellung der Glaskante ergeben. Bei dem Beispiel der Fig. 3 wurden die Glaskanten durch Ritzen mit einem Pennet-Rädchen und anschließendem Brechen hergestellt. Die Seite 1 ist hierbei die geritzte Seitenfläche des Glases. Für das Histogramm „Seite 1" wurde dabei beim Bruchtest die geritzte Seitenfläche unter

Zugspannung gesetzt. Bei der in Fig. 2 gezeigten Anordnung wäre diese Seitenfläche also die konvex gebogene Fläche.

Durch die Ritzung ergeben sich an der Ecke der Kante zur Seitenfläche zusätzliche Schädigungen, welche die mittlere Bruchfestigkeit herabsetzen, was den Unterschied der

Histogramme „Seite 1" und „Seite 2" erklärt.

Am Beispiel des mit „Seite 1" bezeichneten Histogramms kann nun gemäß der Erfindung ein Bereich für den Innenradius eines Dünnglasbands 1 aus gleichartigem Glas bestimmt werden. Der Mittelwert <σ> der Zugspannung beim Bruch der Proben liegt nach dem Histogramm bei etwa 230 MPa. Die Varianz beträgt etwa 20 MPa.

Bei dem Dünnglas handelt es sich um ein alkalifreies

Borosilikatglas mit einem Faktor E/ (1-V 2 ) =79, 3*10 3 MPa und einer Dicke von 50 Mikrometern. Damit folgt aus Gleichung 1 für den mittleren Biegeradius <R> ein Wert von 7,74

Millimetern und für die Varianz s ein Wert von 0,41

Millimetern .

Setzt man eine Lagerungsdauer t von 5 Tagen an, die

mindestens ohne Bruch überstanden werden soll, ergeben sich gemäß den Gleichungen (2) und (3) die Werte R min = 14,98 mm und R max = 57, 86 mm. Demgemäß wird für die nun aus einem Dünnglasband aus gleichartigem Glas aufzuwickelnden

Glasrolle 1 ein Innendurchmesser zwischen 30 mm und

116 Millimetern gewählt und das Band mit konvexer Biegung der Seitenfläche entsprechend Seite 1 der Proben 10

aufgewickelt .

Sehr überraschend ist ein Vergleich mit den aus dem

Histogramm „Seite 2" erhaltenen Werten. Die Biegefestigkeit der Proben 10 mit konvexer Biegung um Seite 2 ist deutlich höher. Insofern würde man erwarten, dass die Glasrolle mit entsprechender Wicklung des Dünnglasbands 3 mit konvexer Biegung der Seite 2 deutlich stabiler ist. Wertet man das Histogramm „Seite 2" aus, ergeben sich für den Mittelwert <R> ein Wert von 2,35 Millimetern, für die Varianz 0,612 Millimeter. Setzt man wieder eine Lagerungsdauer von 5 Tagen an, ergeben sich aus den Gleichungen (2), (3) Werte von R min =70,9 mm, R max = 127,3 mm. Demgemäß müsste der

Innendurchmesser der Glasrolle hier zwischen 142 Millimetern und 254 Millimetern liegen. Obwohl also das Glas bei Biegung um Seite 2 im Mittel deutlich höhere

Festigkeiten und kleinere Biegeradien bis zum Bruch

erreicht, kann das Glas mit entgegengesetzter Biegung bei gleicher oder besserer Lebensdauer und

Bruchwahrscheinlichkeit enger gewickelt werden. Grund hierfür ist die geringe Varianz bei der Biegung um Seite 1. Hier wird zwar gerade die durch das Ritzrad an sich

geschädigte Kantenlinie unter Zugspannung gesetzt,

allerdings führen diese Schädigungen offensichtlich hier zu sehr gleichmäßigen Defektart und -Verteilung.

Die Erfindung ermöglicht es damit nun allgemein auch, bei unterschiedlichen Beschaffenheiten der Seitenflächen und insbesondere der Kantenlinien das Glas so aufzuwickeln, dass eine höhere Kurz- und LangzeitStabilität des Glasbands erzielt wird. Maßgeblich ist hierfür insbesondere der

Parameter R min gemäß Gleichung (2) . Anhand einer Auswertung des Minimalradius R min kann also eine Glasrolle 1 mit einem aufgerollten Dünnglasband 3 bereitgestellt werden, wobei das Dünnglasband 3 zwei gegenüberliegende Seitenflächen 34, 35 und Längskanten 32, 33 aufweist, wobei das Dünnglasband so aufgewickelt ist, dass diejenige Seitenfläche 34, 35 konvex gebogen ist, für welche Proben 10, die an den

Längskanten 32, 33 aus dem Dünnglasband 3 geschnitten und um die Längskanten 32, 33 in gleicher Richtung wie das Dünnglasband 3, also ebenfalls mit konvexer Biegung dieser Seitenfläche gebogen werden, gegenüber in Gegenrichtung gebogenen Proben 10 einen kleineren Wert R min gemäß

Gleichung (2) aufweisen. Da der Term mit dem

Exponentialfaktor 2-e _t die jeweiligen Werte für R min in gleicher Weise skaliert, kann dieser Term für den Vergleich hier auch entfallen. Demgemäß kann zur Bestimmung des Wicklungssinns gemäß einer Weiterbildung der Erfindung anstelle von Gleichung (2) als Parameter

(5) R mn = (R> - 0,7 + exp 2,3

(R) 0,053

angesetzt werden.

Da, wie vorstehend dargelegt, die Bruchfestigkeit und

Lebensdauer eines Dünnglasbands von der Richtung der

Biegung abhängen können, ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass ein erster Satz von Proben 10 mit einer Biegerichtung und eine zweite Mehrzahl von Proben (10) mit entgegengesetzter Biegerichtung gebogen und die Parameter R min und R max für beide Sätze von Proben 10 getrennt ermittelt werden.

Dann kann die Biegerichtung des Dünnglasbands 3 zur

Herstellung der Dünnglasrolle 1 so ausgewählt werden, dass diese der Biegerichtung des Satzes von Proben 10

entspricht, für welchen der kleinere Wert von R min ermittelt wurde .

Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt ist, sondern im Rahmen der Ansprüche vielfach variiert werden kann. So wurde anhand von Fig. 2 ein Bruchtest zur Ermittlung von R min und R max mittels eines Zweipunkt-Biegeverfahrens vorgenommen. Auch den in Fig. 3 gezeigten Messwerten liegt ein solcher Zweipunkt-Biegetest zugrunde. Es ist aber auch möglich, alternative Bruchtests zu verwenden, mit auf Radien R x beim Bruch ermittelt werden können, oder mit welchen solche Radien errechenbar sind.

Die Herstellung der Dünnglasrolle umfasst jedenfalls das Aufwickeln, gegebenenfalls mit den beschriebenen

Zwischenlagen. Es können aber auch noch weitere

Verfahrensschritte hinzukommen. Insbesondere kann das Bereitstellen des Dünnglasbands 3 das Ziehen aus einer Schmelze oder einem erwärmten Vorkörper umfassen.

Bei Dünnglasbändern aus alkalihaltigen Glas kann in das erfindungsgemäße Verfahren gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein Prozess zur chemischen Härtung des

Dünnglasbandes, im Folgenden auch als Glasband bezeichnet, durch Ionenaustausch integriert werden. Hierdurch kann die Festigkeit des Glasbandes erhöht werden.

Die chemische Härtung erfolgt durch Ionenaustausch. Der Prozess des chemischen Härtens, auch als chemisches

Vorspannen bezeichnet, umfasst zumindest die folgenden Verfahrensschritte a) bis c) :

(a) Vorheizen des Glasbandes auf eine Temperatur im Bereich von 300 bis 550°C,

(b) chemisches Härten des Glasbandes durch

Ionenaustausch in den Oberflächenbereichen bei einer Härtungstemperatur im Bereich von 300 bis 550°C,

(c) Abkühlen des gehärteten Glasbandes auf eine

Temperatur < 150°C. Nach dem Prozess des chemischen Härtens wird das Glasband mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgerollt. Gemäß einer Ausführungsform des Härtungsprozesses weist das Glasband bevorzugt eine Dicke im Bereich von 30 bis 144 pm auf. Das Glasband wird durch einen Ionenaustausch chemisch gehärtet. Hierbei werden insbesondere Natrium- und/oder Lithiumionen in oberflächennahen Bereichen des Glasbandes zumindest teilweise durch Kaliumionen ersetzt. Hierzu werden vor Schritt a) und/oder in Schritt b) Kaliumionen auf die gegenüberliegenden Seitenflächen 34, 35 des

Glasbandes aufgebracht. Zunächst erfolgt in Schritt a) eine Erwärmung des

Glasbandes auf eine Temperatur im Bereich von 300 bis 550°C. Das Dünnglas wird hierbei auf die Temperatur

vorgeheizt, bei der in Schritt b) die chemische Härtung erfolgt. Durch das Vorheizen auf die Härtungstemperatur wird verhindert, dass sich im Dünnglas durch einen zu großen Temperaturunterschied während des chemischen Härtens bzw. durch eine zu schnelle Aufheizung des Glases

Spannungen im Glas bilden und das Dünnglas beim Härten bricht. Das Vorheizen kann beispielsweise in einem

Durchlaufofen erfolgen. Diese Variante bietet sich

insbesondere dann an, wenn das Glasband bereits in Form einer Glasrolle bereitgestellt und abgerolltwird, um mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erneut zu einer Glasrolle aufgespult zu werden. So kann das Härtungsverfahren in einem roll-to-roll-Prozess integriert werden. In einer anderen Variante weist das Glasband, beispielsweise durch einen dem Verfahren vorgelagerten Ziehprozess, bereits vor Schritt a) eine Temperatur im Bereich der Härtungstemperatur T H auf. Hier kann somit auf ein aktives Aufheizen des Glasbandes in Schritt a)

verzichtet werden.

Nachdem das Dünnglasband in Schritt a) auf die

Härtungstemperatur vorgeheizt wurde, wird das Dünnglas in Schritt b) durch Ionenaustausch in den oberflächennahen Bereichen des Glasbandes chemisch gehärtet. Hierbei erfolgt ein Ionenaustausch, bei dem teilweise Lithium- und/oder Natriumionen in den oberflächennahen Bereichen des Glases gegen Kaliumionen ausgetauscht werden, die zuvor auf die gegenüberliegenden Seitenflächen des Glasbandes aufgebracht wurden .

Im nachfolgenden Schritt c) wird das gehärtete Glasband auf eine Temperatur < 150 °C abgekühlt. Die Verfahrensschritte a) bis c) werden bevorzugt in DurchlaufÖfen durchgeführt.

Gemäß einer Ausführungsform des Härtungsprozesses wird das Glasband in Schritt a) in einem Durchlaufofen mit

Temperaturgradienten erhitzt. Hierdurch kann das Glasband besonders schonend erhitzt und so Spannungen im Glasband vermieden werden. Der verwendete Ofen weist bevorzugt einen Temperaturgradienten auf, der vom einen Ende des Ofens zu dessen anderen Ende hin ansteigt. Somit weist der Ofen am einen Ende eine untere Temperatur T u und am anderen Ende eine obere Temperatur T Q auf, wobei gilt T u < T 0 . Die

Temperatur des Ofens steigt dabei relativ zur

Transportrichtung des Glasbandes an, d.h. das Glasband tritt durch das Ende des Ofens mit der Temperatur T u in den Ofen ein. Ein Temperaturgradient zwischen einer unteren Temperatur T u < 150 °C und einer oberen Temperatur T Q im Bereich von 350 bis 500°C hat es sich in Hinblick auf den Abbau von Spannungen im Glasband sowie auf die

Prozesszeiten als besonders vorteilhaft herausgestellt. Bevorzugt entspricht die obere Temperatur T Q der

Härtungstemperatur T H .

In Schritt b) erfolgt eine chemische Härtung des Glasbandes durch zumindest teilweisen Austausch von Natrium- und/oder Lithiumionen in oberflächennahen Bereichen des Glasbandes durch Kaliumionen. Die Kaliumionen werden dabei vor dem Härtungsprozess auf die gegenüberliegenden Seitenflächen des Glasbandes aufgebracht. Die gewünschte Eindringtiefe der Kaliumionen (depth of layer, DOL) und der Grad der Festigkeitssteigerung Cs kann über die Verfahrensparameter Härtungstemperatur T H und Härtungszeit t H eingestellt werden. Die Härtungszeit t H , d.h. die Verweildauer im

Härtungsofen kann dabei durch die Vorschubgeschwindigkeit des Glasbandes sowie die Länge des Härtungsofens bzw. die Länge des Transportweges, den das Glasband im Härtungsofen zurücklegt, eingestellt werden. Geeignete Materialien für die Rolle im Härtungsofen sind insbesondere Glas, Keramik, Metall oder Verbundwerkstoffe aus diesen Materialien.

Nach dem Härtungsschritt b) erfolgt in Schritt c) ein

Abkühlen des gehärteten Glasbandes. Um Spannungen im gehärteten Glas zu vermeiden, ist es vorteilhaft, einen Ofen mit Temperaturgradienten zu verwenden. Der Ofen ist bevorzugt als Durchlaufofen ausgebildet und weist an einem Ende eine obere Temperatur T Q und am anderen Ende eine untere Temperatur T u auf. Das gehärtete Glasband wird durch den Ofen geführt, wobei es am Ofenende mit der oberen

Temperatur T Q in den Ofen eintritt, im Ofen abkühlt und den Ofen bei der Temperatur T u verlässt. Eine untere Temperatur T u von < 150°C hat sich als vorteilhaft herausgestellt.

Bevorzugt beträgt die obere Temperatur T Q des Ofens 350 bis 550°C. Insbesondere bei einer oberen Temperatur T Q , die der Härtungstemperatur T H im nachfolgenden Schritt b)

entspricht hat sich als besonders vorteilhaft

herausgestellt. Die Temperatur des Ofens steigt dabei relativ zur Transportrichtung des Glasbandes an, d.h. das Glasband tritt durch das Ende des Ofens mit der Temperatur T u in den Ofen ein. Ein Temperaturgradient zwischen einer unteren Temperatur T u < 150 °C und einer oberen Temperatur T 0 im Bereich von 350 bis 500°C hat es sich in Hinblick auf den Abbau von Spannungen im Glasband sowie auf die

Prozesszeiten als besonders vorteilhaft herausgestellt. Bevorzugt entspricht die obere Temperatur T Q der

Härtungstemperatur T H .

In Schritt b) erfolgt eine chemische Härtung des Glasbandes durch zumindest teilweisen Austausch von Natrium- und/oder Lithiumionen in oberflächennahen Bereichen des Glasbandes durch Kaliumionen. Die Kaliumionen werden dabei vor dem Härtungsprozess auf die Oberfläche des Glasbandes, d.h. dessen gegenüberliegenden Seitenflächen aufgebracht. Die gewünschte Eindringtiefe der Kaliumionen (depth of layer, DOL) und die Höhe der Druckspannung Cs kann über die

Verfahrensparameter Härtungstemperatur T H und Härtungszeit t H eingestellt werden. Die Härtungszeit t H , d.h. die

Verweildauer im Härtungsofen kann dabei durch die

Vorschubgeschwindigkeit des Glasbandes sowie die Länge des Härtungsofens bzw. die Länge des Transportweges, den das Glasband im Härtungsofen zurücklegt, eingestellt werden. Geeignete Materialien für die Rolle im Härtungsofen sind insbesondere Glas, Keramik, Metall oder Verbundwerkstoffe aus diesen Materialien.

Nach dem Härtungsschritt b) erfolgt in Schritt c) ein

Abkühlen des gehärteten Glasbandes. Um Spannungen im gehärteten Glas zu vermeiden, ist es vorteilhaft, einen Ofen mit Temperaturgradienten zu verwenden. Der Ofen ist bevorzugt als Durchlaufofen ausgebildet und weist an einem Ende eine obere Temperatur T Q und am anderen Ende eine untere Temperatur T u auf. Das gehärtete Glasband wird durch den Ofen geführt, wobei es am Ofenende mit der oberen

Temperatur T Q in den Ofen eintritt, im Ofen abkühlt und den Ofen bei der Temperatur T u verlässt. Eine untere Temperatur T u von < 150°C hat sich als vorteilhaft herausgestellt.

Bevorzugt beträgt die obere Temperatur T Q des Ofens 350 bis 550°C. Insbesondere bei einer oberen Temperatur T Q , die der Härtungstemperatur T H im nachfolgenden Schritt b)

entspricht hat sich als besonders vorteilhaft

herausgestellt .

Eine Weiterbildung des Härtungsprozesses sieht vor, dass in Schritt a) und Schritt c) derselbe Durchlaufofen mit einem Temperaturgradienten verwendet wird. Da hier nur ein Ofen notwendig ist, kann sowohl die Vorrichtung kompakter gestaltet als auch Energie eingespart werden. Der Härtungsprozess während des erfindungsgemäßen

Transports kann im Anschluss an den Ziehprozess vor dem Aufwickeln zu einer Glasrolle erfolgen. Das gezogene Glasband wird gereinigt, getrocknet gehärtet. Da das Glas bei hohen Temperaturen gezogen wird und somit vor dem

Härtungsprozess eine entsprechend hohe Temperatur aufweist, kann die Dauer des Vorheizens verringert werden oder dieser Verfahrensschritt kann sogar ganz entfallen. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Glasband nach dem Ziehprozess eine Temperatur im Bereich der Härtungstemperatur T H aufweist . Die Kaliumionen können gemäß einer Variante auf die

Oberfläche des Glasbandes aufgebracht werden, in dem das Glasband in Schritt b) durch eine kaliumhaltige Schmelze, beispielsweise eine KNO 3 haltige Schmelze, geführt wird.

Alternativ der zusätzlich kann eine kaliumhaltige

Salzlösung auf die Ober- und Unterseite des Glasbandes, d.h. auf die obere und die untere Seitenfläche des

Glasbandes aufgebracht werden. Das Aufbringen der

Kaliumionen erfolgt in diesem Fall bevor das Glasband durch den Härtungsofen geführt wird. Bevorzugt wird die

kaliumhaltige Salzlösung vor dem Vorheizen des Glasbandes (Schritt a) ) auf die gegenüberliegenden Seitenflächen des Glasbandes aufgebracht. Neben dem Vorheizen des Glasbandes wird hierbei in Schritt a) auch das Lösungsmittel

verdampft .

Die kaliumhaltige Salzlösung kann beispielsweise durch einen Sprühprozess auf die Oberfläche des Glasbandes aufgebracht werden. Bei der kaliumhaltigen Salzlösung handelt es sich bevorzugt um eine wässrige Lösung der Salze KN03, K3P04, KCl, KOH und/oder K 2 C0 3 . Somit kann eine Glasrolle eines alkalihaltigen, chemisch vorgespannten Dünnglases mit einer Dicke < 200 pm erhalten werden. Auch Glasrollen mit chemisch vorgespannten

Dünngläsern mit einer Glasdicke im Bereich von nur 30 bis 145 pm können so erhalten werden.

Insbesondere ist das Glasband an in den oberflächennahen Bereichen mit Kaliumionen angereichert. Die Eindringtiefe DOL beträgt in einer Ausführungsform bis zu 30 pm.

Bevorzugt weisen die Gläser der Glasrolle eine

Eindringtiefe DOL im Bereich von 2 bis 8 pm, besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 5 pm auf.

Gläser mit diesen Eindringtiefen weisen eine ausreichend hohe Festigkeit auf, um diese beispielsweise als Deckgläser für Touchdisplays in mobilen elektronischen Geräten zu verwenden. Gleichzeitig werden für diese relativ geringen Austauschtiefen nur kurze Härtungszeiten benötigt, was unter verfahrenstechnischen Gesichtspunkten vorteilhaft ist. So kann die Härtungszeiten tH auf eine Dauer von weniger als einer Stunde oder sogar < 30 Minuten verringert werden. Selbst Härtungszeiten t H im Bereich von lediglich 10 bis 20 Minuten sind somit möglich. Eine möglichst kurze Härtungszeit t H ist bei dem in den

Transport des Glasbandes integrierten Härtungsprozess von höherer Relevanz als beim konventionellen Verfahren, bei dem das Glas beim Ionenaustausch stationär in einer

Salzschmelze verharrt. So können beim integrierten

Härtungsverfahren hohe Härtungszeiten t H den gesamten

Aufwickelprozess verlangsamen und sehr geringe Vorschubgeschwindigkeiten und/oder eine lange

Transportstrecke erforden.

Alternativ oder zusätzlich sind verschiedene

Kantenbearbeitungen möglich. Diese können insbesondere im Hinblick auf eine Verbesserung der Kantenfestigkeit

vorgenommen werden. Mit einer Verbesserung der

Kantenfestigkeit verschiebt sich dann auch im Allgemeinen der durch die Parameter R min , R ma x vorgegebene Bereich zu kleineren Werten.

Eine erfolgreiche Kantenbearbeitung kann, wie anhand des Beispiels der Fig. 3 erläutert wurde, dabei nicht nur darin liegen, die mittlere Bruchfestigkeit zu erhöhen. Vielmehr ist auch die Varianz entscheidend dafür, wie eng ein

Dünnglasband 3 aufgerollt werden kann, ohne die Gefahr eines Bruchs zu erhöhen. Hier ist nicht nur die Varianz in absoluten Werten entscheidend, sondern insbesondere die relative Varianz s/<R>, die ja auch im Exponenten der

Gleichungen (2), (3) enthalten ist. Gemäß noch einer

Weiterbildung der Erfindung ist daher vorgesehen, dass die Längskanten 34, 35 des Dünnglasbands 1 so bearbeitet werden, dass die relative Varianz, beziehungsweise das Verhältnis von Varianz s zu Mittelwert <R> beim Bruch von Proben 10 mit gleicher Biegerichtung wie das Dünnglasband (3) auf der Glasrolle (1) sinkt. Diese relative Varianz bezieht sich dabei insbesondere auf den Bruch an Kanten 22, 23, die durch Abschnitte der Längskanten 34, 35 des

Dünnglasbands 3 gebildet werden. Für eine erfindungsgemäße Glasrolle 1 werden dementsprechend allgemein auch Dünnglasbänder 3 bevorzugt, bei denen die relative Varianz beim Bruch von Proben 10 aus dem Dünnglasband 3 kleiner als 0,15 beträgt. Zum Vergleich liegt die relative Varianz s/<R> für die Biegeradien bei dem mit „Seite 1" bezeichneten Histogramm bei 0,05279. Bei dem mit „Seite 2" bezeichneten Histogramm liegt die

relative Varianz demgegenüber bei 0,2633. Gerade dies führt trotz der hohen mittleren Festigkeit dazu, dass das

Dünnglasband bei engem Aufwickeln ein höheres Bruchrisiko aufweist. Wie anhand dieses Beispiels ersichtlich, kann eine Kantenbearbeitung überraschend sogar die mittlere Festigkeit herabsetzen und dennoch ein engeres Aufwickeln des Dünnglases ermöglichen, wenn gleichzeitig auch die Varianz absinkt.

In den Fig. 4 bis 7 werden Verfahrensschritte des

Härtungsprozesses schematisch dargestellt. Der dargestellte Härtungsprozess kann in das erfindungsgemäße Verfahren integriert werden.

Bei dem in Fig. 4 schematisch dargestellten Härtungsprozess weist das Dünnglas eine Dicke im Bereich von 30 bis 144 pm auf. Die Pfeile symbolisieren hierbei die Bewegungsrichtung des mittels der Rollen 130, 131, 132, 133, 134

transportierten Glasbandes 3. In diesem Beispiel wird das Glasband 3 von einer Glasrolle 100 abgerollt, chemisch gehärtet und mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu der Glasrolle 1 aufgerollt.

Das abgerollte Glasband 3 wird zunächst gereinigt und getrocknet. Dieser Verfahrensschritt wird schematisch durch das Rechteck 140 dargestellt. Nachfolgend wird das Glasband 3 durch einen Ofen 150 geleitet. Im Durchlaufofen 150 wird das Glasband 3 auf eine Temperatur im Bereich von 300 bis 550°C erwärmt und verlässt den Durchlaufofen 150 mit einer Temperatur im Bereich der Härtungstemperatur T H . Hierdurch werden durch einen Temperaturunterschied induzierte

Spannungen im Glasband im nachfolgenden Schritt c)

vermieden. Besonders vorteilhaft hat sich hierbei die

Erwärmung des Glasbandes 3 in einem Durchlaufofen 150 mit Temperaturgradienten herausgestellt. Der Temperaturgradient des Ofens 150 wird schematisch durch den Pfeil 220

dargestellt. Der Temperaturgradient des Ofens wird durch die untere Temperatur Tu und die obere Temperatur T Q des Ofens gebildet. Die Öffnung des Ofens 150, durch die das Glasband 3 in den Ofen eintritt weist dabei die Temperatur T u auf. Innerhalb des Ofens steigt die Temperatur bis zur Temperatur T Q an, so dass das Glasband 3 beim Verlassen des Ofens eine Temperatur T Q oder nahe To aufweist. Bevorzugt liegt die Temperatur T u im Bereich von 20 bis 150°C

und/oder die obere Temperatur T Q im Bereich von 350 bis 550°C. Durch das Aufheizen des Glasbandes 3 mit einem entsprechenden Temperaturgradienten wird ein

Spannungsaufbau im Glas vermieden. Als besonders

vorteilhaft hat sich hierbei das Erwärmen des Glasbandes auf eine Temperatur herausgestellt, die der

Härtungstemperatur T H in Schritt b) entspricht.

Das in Schritt a) vorgeheizte Glasband 3 wird in Schritt b) durch den Härtungsofen 160 geführt. Der Härtungsofen weist eine Härtungstemperatur T H im Bereich von 300 bis 550°C auf. Die Härtungstemperatur T H , d.h. die Temperatur, bei welcher der Ionenaustausch statt findet, ist dabei abhängig vom der jeweiligen Glaszusammensetzung des Glasbandes sowie von der zu erreichenden Austauschtiefe DOL und der

gewünschten Druckspannung Cs . Im Härtungsofen 160 befindet sich eine Salzschmelze 170, durch die das Glasband 3 gezogen wird. Die Salzschmelze 170 enthält Kaliumionen, so dass in den oberflächennahen

Bereichen des Glasbandes ein Ionenaustausch stattfindet, bei dem Natrium- und/oder Lithiumionen gegen Kaliumionen ausgetauscht werden.

Die Rolle 132 des Härtungsofens 160 befindet sich in dieser Ausführungsform ganz oder teilweise in der Salzschmelze 170, so dass das Material der Rolle 132 inert oder

zumindest weitgehend inert gegenüber der Salzschmelze sein sollte. Als geeignete Materialien für die Rolle 132 haben sich Glas, Metalle und Keramiken herausgestellt. Auch

Verbundmaterialien aus Glas, Metall und/oder Keramik können eingesetzt werden.

Die Vorschubgeschwindigkeit des Glasbandes 3 wird so eingestellt, dass sich das Glasband für die benötigte

Härtungszeit t H innerhalb der Glasschmelze befindet. Die Härtungszeit t H ist abhängig von der Härtungstemperatur T H sowie der zu erzielenden Austauschtiefe DOL. So können beispielsweise Eindringtiefen im Bereich von 3 bis 5 pm bereits mit Härtungszeiten zwischen 10 und 20 Minuten erreicht werden. Nach dem Härtungsprozess wird das gehärtete Glasband in

Schritt c) in einem weiteren Durchlaufofen 180 abgekühlt. Der Durchlaufofen 180 gewährleistet hierbei eine langsame Abkühlung des Glasbandes 3, so dass Spannungen im Glas vermieden werden. In der gezeigten Ausführungsform weist der Ofen 180 ebenfalls einen Temperaturgradienten auf.

Dieser wird durch den Pfeil 221 dargestellt. Der Ofen 180 weist an der Öffnung, durch die das Glasband 3 in den Ofen 180 eintritt eine Temperatur T Q auf. Mit der

Bewegungsrichtung des Glasbandes 3 nimmt die Temperatur im Ofen 180 ab, so dass der Ofen an der Öffnung, durch die das Glasband 3 den Ofen verlässt eine Temperatur T u aufweist, wobei gilt T Q > T u . Bevorzugt liegt die Temperatur T Q im Bereich der Härtungstemperatur T H .

Als besonders vorteilhaft hat sich eine Abkühlung auf

Temperaturen < 150°C herausgestellt. Fig. 5 zeigt eine Variante des Härtungsprozesses, bei der sich das Härtungsverfahren im Anschluss an einen

Ziehprozess (nicht dargestellt) zur Herstellung eines

Dünnglasbandes 3 anschließt. Da das Glasband 3 nach dem Ziehprozess eine Temperatur aufweist, die im Bereich der Härtungstemperatur T H oder sogar darüber liegt, kann in der in Fig. 5 dargestellten Variante ein Vorheizen des

Glasbandes 3 in Schritt a) entfallen. Diese Variante ist daher insbesondere unter energetischen Gesichtspunkten besonders vorteilhaft.

Das Glasband 101 wird lediglich gereinigt und getrocknet und durchläuft anschließend die Verfahrensschritte b) und c) analog zu der in Fig. 1 gezeigten Variante des

Härtungsprozesses .

Die zum Ionenaustausch benötigten Kaliumionen können auch in Form einer Lösung auf die gegenüberliegenden Seitenflächen des Glasbandes 3 aufgebracht werden. Dies ist in Fig. 6 schematisch eine dargestellt. Das Glasband 3 wird zunächst von der gereinigt und getrocknet. In einem nachfolgenden Schritt durchläuft das Glasband 3 die

Vorrichtung 210, mit der die Lösung 211 eines Kaliumsalzes auf die Ober- und die Unterseite des Glasbandes 3

appliziert wird. Bevorzugt handelt es sich hierbei um eine wässrige Lösung. In der gezeigten Ausführungsform wird die Lösung 211 auf die Oberflächen des Glasbandes gesprüht. Nachfolgend durchläuft das so behandelte Glasband 3 in

Schritt a) den Ofen 150, in dem es auf eine Temperatur im Bereich der Härtungstemperatur T H erhitzt wird. Hierbei verdampft das Lösungsmittel. Anschließend durchläuft das Glasband 110 den Härtungsofen 160, welcher eine Temperatur T H im Bereich von 300 bis 550°C aufweist. In diesem Schritt b) erfolgt der Ionenaustausch, bei dem in den

oberflächennahen Bereichen des Glasbandes Natrium- und/oder Lithiumionen gegen die zuvor auf die Glasoberfläche

aufgebrachten Kaliumionen ausgetauscht werden. Die gewählte Durchlaufzeit t H ist dabei abhängig von der gewünschten Austauschtiefe DOL.

In Fig. 7 ist eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, bei der das Glasband 3 in Schritt a) und Schritt c) durch denselben Durchlaufofen 230 mit Temperaturgradient geleitet werden. Der Ofen 230 weist einen Temperaturgradienten, dargestellt durch den Pfeil 220, mit einer unteren Temperatur T u und einer oberen

Temperatur T Q auf. Durch die beiden gegenüber liegenden Öffnungen 231 und 232 gelängt das Glasband 3 in bzw. aus dem Ofen 230. Der Ofen weist dabei an der Öffnung 231 eine untere Temperatur Tu und an der Öffnung 232 eine obere Temperatur To auf, wobei gilt: T Q > T u

Das Glasband 3 wird gemäß dieser Variante in Schritt a) durch die Öffnung 231 in den Ofen 230 geleitet. Während das Glasband 110 in Schritt a) den Ofen 230 durchläuft, wird es erwärmt und verlässt den Ofen 230 durch die Öffnung 232 mit der Temperatur T 0 . Im nachfolgenden Schritt b) erfolgt der Ionenaustausch im Ofen 160. Der Härtungsofen 160 weist gemäß dieser Variante der Erfindung lediglich eine Öffnung 161 auf. Die Härtungsrolle 131 ist in dieser Variante der Erfindung als Umlenkrolle ausgebildet, so dass das Glasband 3 durch die Härtungsrolle eine Änderung der

Bewegungsrichtung erfährt. Nachdem das Glasband 3 für die Härtungsdauer t H innerhalb des Ofens 160 auf die

Härtungstemperatur TH erwärmt wurde, verlässt das Glasband 110 den Ofen 160 durch die Öffnung 161. Zum Abkühlen des so gehärteten Glasbandes 3 wird dieses in Schritt c) durch die Öffnung 232 in den Ofen 230 gezogen. Hierbei kühlt das Glasband durch den Temperaturgradienten des Ofens langsam auf die untere Temperatur T u ab, tritt aus der Öffnung 231 aus dem Ofen 230 und kann zur Glasrolle 1 aufgerollt werden .