薄玻璃卷及其制造方法技术

本发明专利技术的任务在于，提供呈玻璃卷形式的玻璃带，所述玻璃带在同时紧凑尺寸的情况下长使用寿命的上述要求方面被优化。为了求取所述玻璃卷(1)的内侧处的弯曲半径，所述玻璃卷满足上述要求，实施玻璃材料的样品的断裂测试，根据断裂测试求取统计学的参数和将统计学的参数换算成弯曲半径的范围，所述弯曲半径满足对所述玻璃卷(1)的使用寿命和尽可能紧凑的尺寸的要求。

Thin glass roll and process for producing the same

The mission of the present invention is to provide a glass belt in a glass form that is optimized in terms of long service life in the case of compact size simultaneously. In order to obtain the glass volume (1) at the inner side of the bending radius, the glass volume to meet the above requirements, the implementation of glass material fracture test samples, test parameters are obtained according to the fracture statistics and statistical parameters will be converted into the bending radius range, the bending radius of the glass to meet roll (1) the service life and compact size requirements as much as possible.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】薄玻璃卷及其制造方法
本专利技术通常涉及薄和超薄玻璃的制造。本专利技术尤其涉及呈卷起的玻璃带的形式的长带状的薄和超薄玻璃膜的生产。
技术介绍
对于不同的应用，例如消费电子的领域中例如作为用于半导体模块、用于有机LED光源或者用于薄或者弯曲的显示装置的玻璃盖，或者在再生能源或者能源工程的领域中，例如用于太阳能电池，越来越多地使用薄玻璃。对此的例子是触摸屏、电容器、薄膜电池、柔性电路板、柔性OLED's(有机发光显示器)，柔性光伏组件或者也是电子报。对于许多应用的薄玻璃越来越多的成为焦点，因为薄玻璃的突出的特性例如耐化学性，耐温度变化性和耐热性，气密性，高电绝缘能力，合适的膨胀系数，柔韧性，高光学品质和透光性或者也由于两个薄玻璃侧的火抛光的表面具有非常小的粗糙度的高表面品质。薄玻璃在这里理解为玻璃膜，所述玻璃膜具有小于大约1.2mm的厚度直到5μm和更小的厚度。由于其柔韧性，薄玻璃作为玻璃膜越来越多地在制造后被卷起和作为玻璃卷储存或者运输用于批量生产或者进一步加工。在卷对卷工艺(Roll-to-Roll-Prozess)中玻璃膜也可以在中间处理、例如对表面涂层或者批量生产之后再次被卷起和被提供给另一应用。玻璃的卷起相对于扁平地张开的材料的储存和运输具有成本低廉且紧凑的储存、运输和在进一步加工中的处理的优点。在进一步加工中，较小的、相应于要求的玻璃膜区段从玻璃卷或者也从扁平地储存或者运输的材料中分离。在有些应用中，玻璃膜区段也再次作为弯曲的或者卷起的玻璃使用。玻璃在所有其突出的特性中，作为易碎的材料具有相当小的断裂强度，因为其不耐抗拉应力。在玻璃弯曲时，在弯曲的玻璃的外表面上出现拉应力。对于这样的玻璃卷的无断裂的储存和对于无断裂的运输或者对于较小的玻璃膜区段的无撕裂和无断裂的使用，首先边缘的品质和完整性是重要的，用于避免在卷起的或者弯曲的玻璃膜中产生撕裂或者断裂。在边缘上的损伤例如微小的撕裂、例如微撕裂，正好可能变成玻璃膜中较大的撕裂或者断裂的原因和原发点。此外，由于在卷起的或者弯曲的玻璃膜的上侧上的拉应力，表面的完整性和对划痕，伤痕或者其他的表面缺陷的抗性是重要的，用于避免在卷起的或者弯曲的玻璃膜中产生撕裂或者断裂。第三，在玻璃中由制造引起的内应力也应该尽可能的小或者不存在，用于避免在卷起的或者弯曲的玻璃膜中产生撕裂或者断裂。尤其玻璃膜边缘的特性在玻璃膜的撕裂产生或者撕裂扩大直到断裂方面是尤其重要的。根据现有技术，薄玻璃或者玻璃膜机械地被专门磨削的钻石或者特种钢或者碳化钨制成的切割轮划伤和破坏。在这里通过划伤表面有针对性地在玻璃中产生应力。沿着这样产生的裂缝，玻璃受控制地通过压，拉或者弯曲而碎裂。因此，通常出现具有明显粗糙度，许多微撕裂和棱边边缘处的崩缺或者剥落。为了提高边缘强度，接着可以对边缘进行贴边，倒角或者磨削和抛光。在玻璃膜中机械的边缘加工尤其在小于200μm的厚度的范围内但是在没有玻璃的附加的撕裂和断裂危险的情况下不再能够实现。视玻璃和尤其玻璃边缘的特性而定，得到玻璃的不同的弯曲强度。边缘的特性在这里正好是决定性的。在材料和表面状态方面同种的两个玻璃膜因此可以在不同特性的边缘中具有在玻璃边缘弯曲时非常不同的断裂概率。当制造的薄玻璃膜应该以卷起的形式被提供时，这里相应地存在关于卷核的可能的直径或者玻璃卷的内直径的很大的不确定。玻璃卷的最内玻璃层(所述最内玻璃层构成玻璃卷的内侧)具有最小的弯曲半径并因此也具有最高的弯曲负荷。相应的玻璃层位于越外面，弯曲半径就越小。尽管如此，玻璃带的大部分典型地具有类似于玻璃卷的内半径的弯曲半径。现在为了使断裂危险最小化和/或使玻璃带的使用寿命最大化，当然一直存在这样的可能性，选择大的卷核直径。但是这具有如下缺点，以这种方式获得非常难处理的规格。因此不仅对于玻璃卷的进一步加工，而且对于其储存自然是特别紧凑的尺寸，即，尤其小的内直径是值得期望的。但是同时也应该给出在预定的储存持续时间内玻璃带的尽可能低的断裂比率。
技术实现思路
因此本专利技术的任务在于，提供呈玻璃卷形式的玻璃带，所述玻璃带在上述的长使用寿命要求方面并且在同时具有紧凑尺寸的情况下被优化。该任务通过独立权利要求的内容解决。本专利技术的有利的改进方案在相应的从属权利要求中给出。本专利技术基于这样的发现，为了求取满足上述要求的玻璃卷的内侧处的弯曲半径，在玻璃材料的样品上可以实施断裂测试，根据断裂测试求取统计学的参数并且可以将统计学的参数优选地通过换算(Skalierung，标度)包括使用寿命的指数项而换算成弯曲半径的范围，所述弯曲半径满足对玻璃卷的使用寿命和尽可能紧凑的尺寸的要求。附图说明下面也根据附图更详细地说明本专利技术。其示出了：图1示出了包括卷起的薄玻璃带的薄玻璃卷，图2示出了用于在薄玻璃样品在弯曲载荷下发生断裂的情况下求取弯曲半径和其方差的平均值的结构，图3示出了在薄玻璃样品在弯曲载荷下发生断裂的情况下拉应力的柱状图，图4示出了用于钢化薄玻璃带(3)的过程的示意图，所述过程可以被结合到根据本专利技术的方法中，图5示出了钢化过程的另一实施形式示意图，图6示出了钢化过程的另一实施形式的示意图，其中，呈水溶液的形式的钾离子被施加到薄玻璃带(3)上，图7示出了钢化过程的示意图，其中，方法步骤a)和c)在相同的炉中实施。具体实施方式图1示出薄玻璃卷1，所述薄玻璃卷通过卷起具有对置的侧面34、35的薄玻璃带3获得。两个边缘32、33，或者更精确地薄玻璃带3的纵向边缘在此构成卷1的端面或者端面的至少一个组成部分。任选地，卷1可以卷绕在心轴上，从而卷1的内侧贴靠在心轴的外表面上。这种形式的薄玻璃带3可以随后由卷1退卷(abgewickelt，展开)以用于随后的加工步骤。薄玻璃的这种包装形式特别适合于自动化的制造过程，例如层压到电子的构件上或者显示器的制造。如果制造过程为自动化的，重要的是，整个卷绕的薄玻璃带3没有断裂并且在自动化的退卷中薄玻璃带3被分开。但是薄玻璃在卷绕时弯曲。弯曲伴随着拉应力，薄玻璃1的其中一侧处于所述拉应力下。弯曲半径越小，拉应力越大。在卷绕的薄玻璃带3中最小的弯曲半径在卷1的内侧11上出现。在此，最小的弯曲半径R与拉应力σ为如下的关系:(1)在该关系式中E是杨氏模量，d是薄玻璃的厚度以及ν是玻璃的泊松比。现在在当卷起成卷1时的薄玻璃的进一步加工和在另外的制造工艺中退卷之间可能经过一些时间。典型地，卷1在其制造之后被储存一些时间。运输也需要时间。现在显而易见的是，这样不利的由在弯曲时产生的单侧的拉应力引起的玻璃断裂尽管小的玻璃厚度也可能在卷起之后时间延迟地出现。通过本专利技术现在能够实现，薄玻璃带3卷起成薄玻璃卷1，所述薄玻璃卷在内半径方面这样确定尺寸，使得薄玻璃卷以高概率无损地经受住预定的时期，例如平均的或者最大的储存时间。现在如在图1中示例地示出的，本专利技术提供具有卷起的薄玻璃带3的薄玻璃卷1，所述薄玻璃带具有至少10米的长度和最高200微米的厚度，其中，卷起的薄玻璃带3的内半径在(2)到(3)的范围中，其中，<R>是平均值以及(4)是在由与薄玻璃带的玻璃材料具有相同的厚度和具有相同特性的玻璃边缘的相同玻璃材料组成的多个(N个)样品断裂的情况下弯曲半径Ri的方差，其中，Ri是在其下各个样品断裂的弯曲半径，本文档来自技高网...

【技术保护点】
薄玻璃卷(1)，其包括长度为至少10米和厚度为最高200微米的卷起的薄玻璃带(3)，其中，所述卷起的薄玻璃带(3)的内半径在

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.12 DE 102014113149.51.薄玻璃卷(1)，其包括长度为至少10米和厚度为最高200微米的卷起的薄玻璃带(3)，其中，所述卷起的薄玻璃带(3)的内半径在到的范围中，其中，<R>是平均值和是在多个(N)由与所述薄玻璃带(3)的玻璃材料相同的玻璃材料制成的、具有相同的厚度和相同特性的玻璃边缘的样品(10)断裂时弯曲半径的方差，其中，Ri是这样的弯曲半径，在所述弯曲半径时所述样品(10)分别断裂，以及t是以天计的薄玻璃卷在没有断裂的情况下经受住的最少持续时间。2.根据权利要求1所述的薄玻璃卷(1)，其特征在于，所述的薄玻璃卷的厚度是最高100μm和最小5μm。3.根据上述权利要求中的任一项所述的薄玻璃卷，其特征在于，薄玻璃是厚度为50微米的无碱的硼硅酸盐玻璃，其中，所述薄玻璃卷的卷核的直径在30毫米和83毫米之间。4.根据上述权利要求中的任一项所述的薄玻璃卷(1)，其包括与所述玻璃带一起卷起的片材料(7)，以便分隔所述薄玻璃卷(1)中的连续的玻璃层。5.包括卷起的薄玻璃带(3)的薄玻璃卷(1)，尤其根据上述权利要求中的任一项所述的薄玻璃卷，其中，所述薄玻璃带(3)具有两个对置的侧面(34、35)和纵向边缘(32、33)，其中，这样卷起所述薄玻璃带(3)，使得凸起地弯曲的侧面是这样的侧面(34、35)，对于所述侧面(34、35)，在纵向边缘(32、33)处切离所述薄玻璃带(3)的并且围绕纵向边缘(32、33)以与所述薄玻璃带(3)相同的方向弯曲的样品(10)，相对于以反方向弯曲的样品(10)具有较小的值其中，<R>是平均值和是在所述样品(10)断裂时弯曲半径的方差，其中，Ri是在其下所述样品(10)分别断裂的弯曲半径。6.根据上述权利要求中的任一项所述的薄玻璃卷，其特征在于，相对方差小于0.15，所述相对方差通过在由所述薄玻璃带(3)制成的样品(10)断裂时的比例s/<R>给出。7.根据上述权利要求中的任一项所述的薄玻璃卷，其特征在于，所述薄玻璃带(3)由含碱的玻璃制成并且被化学钢化。8.根据上一项权利要求所述的薄玻璃卷(1)，其特征在于，所述薄玻璃带(3)具有在从3到5μm的范围内的层交换深度DOL。9.一种用于制造薄玻璃卷(1)的方法，所述薄玻璃卷包括长度为至少10米和厚度为最高200微米的卷起的薄玻璃带(3)，其中，所述方法包括：-用断裂测试求取在多个(N)样品(10)在逐步变大的弯曲载荷下断裂时弯曲半径Ri的平均值<R>，以及方差和-提供由与所述样品(10)的玻璃材料相同的玻璃材料制成的、具有相同的厚度和相同特性的玻璃边缘的薄玻璃带(3)并且将其卷起成薄玻璃卷(1)，其中，所述薄玻璃卷(1)的内半径这样选择，使得该内半径在到的范围内，所述内半径是所述薄玻璃卷(1)中薄玻璃带(3)的最内层的半径，其中，t是以天计的预定的最少持续时间，所述薄玻璃卷在没有断裂的情况下应该经受住所述最少持续时间。10.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述薄玻璃的至少二十，优选地至少五十个样品(10)经受弯曲载荷直到断裂，以用于求取弯曲半径Ri的平均值<R>及其方差。11.根据前两项权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，第一组样品(10)以一个弯曲方向弯曲和第二组样品(10)以相反的弯曲方向弯曲并且分开地求取两组样品(10)的参数Rmin和Rmax。12.根据前一项权利要求所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·欧特曼，R·理拜德，A·哈贝克，K·纳特曼，M·海斯周奎特，J·沃格特，T·威格尔，A·奥特纳，达宁，和峰，钱鹏翔，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE