DE10200976B4

DE10200976B4 - Ziehwalze für eine Ziehanlage zum Herstellen von Dünnglas, insbesondere von Display-Glassubstraten

Info

Publication number: DE10200976B4
Application number: DE2002100976
Authority: DE
Inventors: Holger Wegener; Rainer Schwertfeger; Karl-Heinz Schmidt; Jürgen LANGER; Ulrich Heine
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2002-01-12
Filing date: 2002-01-12
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-01-13
Also published as: DE10200976A1

Abstract

Ziehwalze für eine Ziehanlage zum Herstellen von Dünnglas, insbesondere von Display-Glassubstraten mit einem auf einer Welle aufgebrachten Walzenkörper, der mit einem Mantel aus Gummi, Silikon, Kunststoff oder einem anderen Elastomer versehen ist, dadurch gekennzeichnet,
dass der Walzenkern als Metallkern aus Stahl ausgebildet ist, dass der Mantel bis zu einer Temperatur von 350°C eine Shore-Härte von 50 bis 70 Shore aufweist,
dass der Mantel maschinell auf einen Durchmesser mit einer Toleranz von ± 0,025 mm gebracht ist und dass die Oberfläche des Mantels für Glas einen hohen Reibwert besitzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ziehwalze für eine Ziehanlage zum Herstellen von Dünnglas, insbesondere von Display-Glassubstraten mit einem auf einer Welle aufgebrachten Walzenkörper, der mit einem Mantel aus Gummi, Silikon, Kunststoff oder einem anderen Elastomer versehen ist.

Eine Ziehwalze dieser Art ist aus der US 3,877,919 A bekannt. Der Mantel besteht dabei aus dichtem, dauerhaftem und wärmebeständigem Material. Dabei kommt es beim Ziehen von Flachglas entscheidend darauf an, dass die Oberfläche der Ziehwalze keine Abdrücke in dem Flachglas verursacht und dass sich keine Teile der Ziehwalze in die Umgebung derselben zerstreuen und den Ziehprozess beeinträchtigen. Ohne besondere Eigenschaften des Mantels sind derartige Ziehwalzen nicht für die Herstellung von sehr dünnem Flachglas geeignet.

Beim Herstellen von Flachglas muss eine Ziehkraft auf das Glasband ausgeübt werden, die umso größer ist, je dünner das auszuziehende Glasband ist. Zugleich wird das dünne Glasband immer empfindlicher gegen Oberflächenverletzungen, die oft zum Bruch des Glasbandes und damit zum Unterbrechen des Ziehvorganges führen. Um auf das Glasband größer werdende Ziehkräfte ausüben zu können, muss der Anpressdruck der Ziehwalzen auf das Glasband immer größer werden, was wiederum die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Oberflächenverletzungen erhöht. Bei größeren Ziehkräften und Ziehgeschwindigkeiten und an den Rundlauf der Ziehanlage wesentlich höhere Anforderungen zu stellen, da sonst auftretende Vibrationen den Ziehprozess stören können.

Bei der Herstellung von dünnen Flachgläsern werden neben dem Floatverfahren vor allem verschiedene Down-Draw-Verfahren, wie Overflow-Fusion, Redraw und Düsenverfahren als auch verschiedene Up-Down-Verfahren, wie Fourcault- oder Asahi-Verfahren eingesetzt. Dabei werden Ziehanlagen verwendet, bei denen auf angetriebenen Wellen Walzenkörper aus feuerfestem Material aufgebracht sind. Diese Walzenkörper sind meistens aus keramischen Fasern geformt. Die Ziehanlage hat mehrere Walzenpaare, von denen die Welle des einen Walzenkörpers beweglich und die Welle des anderen Walzenkörpers fest gelagert ist. Über die lose gelagerte Welle wird die Anpresskraft auf das Glasband übertragen. Zum Herstellen sehr dünner Flachgläser, wie Display-Glassubstraten, mit einer Dicke von z. B. 25 μm müssen die Ziehgeschwindigkeit und die Anpresskraft gegenüber Gläsern mit einem herkömmlichen Dickenbereich von z. B. 0,7 bis 2. mm wesentlich erhöht werden. Das Risiko eines Bandrisses erhöht sich erheblich durch Vibration der Ziehanlage und durch das Auftreten von Mikroverletzungen der Glasoberfläche, durch die relativ harten keramischen Walzenmaterialien. Die Herstellung von Dünnglas im Dickenbereich unterhalb von 70 μm ist daher mit solchen herkömmlichen Ziehanlagen mit keramischen Walzenkörpern nicht störungsfrei möglich. Darüber hinaus werden an Substratgläser für die elektronische Industrie (z. B. LCD-Anwendungen) sehr hohe Anforderungen an Sauberkeit und Kratzerfreiheit gestellt, die von herkömmlichen Walzenmaterialien schwer erfüllt werden können. Die Herstellung von Dünnglas unterhalb von ca. 70 μm und von Glas für elektronische Anwendungen ist daher mit konventionellen Ziehanlagen nicht möglich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Ziehwalze der eingangs erwähnten Art mit einem Mantel zu versehen, der eine Oberflächenbeschaffenheit aufweist, die ein ungestörtes Herstellen von Dünnglas mit Dicken unterhalb von 70 μm bei reduziertem Anpressdruck ermöglicht, ohne Beeinträchtigung der Oberflächengüte des Glasbandes und einem Einsatz für qualitativ hochwertige Dünngläser sicherstellt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Walzenkern als Metallkern aus Stahl ausgebildet ist, dass der Mantel bis zu einer Temperatur von 350°C eine Shore-Härte von 50 bis 70 Shore aufweist, dass der Mantel maschinell auf einen Durchmesser mit einer Toleranz von ± 0,025 mm gebracht ist und dass die Oberfläche des Mantels für Glas einen hohen Reibwert besitzt.

Bei dieser Materialwahl und Auslegung der Ziehwalze kann mit wesentlich geringerem Anpressdruck ein sehr dünnes Glasband gezogen werden, da der Mantel der Ziehwalze nicht zu hart ist und keine Oberflächenverletzungen des Glasbandes verursacht. Der hohe Reibwert für Glas bringt eine gleichförmige Übertragung des Anpressdruckes, was für eine gute Umsetzung in Ziehkraft auf das Glasband von Wichtigkeit ist. Zudem ist die Wahrscheinlichkeit von auftretenden Bandrissen, die zu Unterbrechungen des Ziehprozesses führen, wesentlich geringer, da mit dem auf kleine Toleranzen gebrachten Durchmesser der Ziehwalze ein verbesserter Rundlauf der Ziehanlage erreicht ist. Entscheidend für die Materialwahl des Mantels ist auch, dass dieser seinen Reibwert und seine Toleranz auch bei den auftretenden Temperaturen des Ziehvorganges bis zu 350°C beibehält. Nur so ist ein länger andauernder störungsfreier Betrieb der mit derartigen Ziehwalzen ausgerüsteten Ziehanlage gewährleistet. Betriebstechnisch ist dies ein ganz entscheidender Vorteil, um auch qualitativ hochwertige Dünngläser kostengünstig herstellen zu können.

In einer Ziehanlage sind Ziehwalzen eingesetzt, die angetrieben werden, und auch Ziehwalzen, die vom gezogenen Glasband mitgenommen werden. Je nach dem Einsatz kann dann vorgesehen sein, dass der Metallkern lose oder drehfest auf der Welle aufgebracht ist und dass der Mantel fest mit dem Metallkern verbunden ist. Damit kann die Ziehwalze leichter hergestellt werden, wie beim eingangs erwähnten Stand der Technik mit Wickeln und Kleben von verschiedenen Materialien. Die feste Verbindung zwischen Mantel und Metallkern kann zum Beispiel durch Aufvulkanisierungen erfolgen. Das umständliche Aufspannen von Ronden auf der Welle entfällt dann.

Der Metallkern besteht insbesondere aus Stahl, es sind jedoch auch andere Metalle verwendbar.

Der Reibwert der Oberfläche des Mantels für Glas ist so festgelegt, dass mit geringem Anpressdruck von 15 bis 25 N/cm² ein Glasband mit einer Dicke von kleiner 75 μm, insbesondere von 25 μm, ohne Verletzung der Oberfläche desselben gezogen werden kann.

Der Reibwert und die Toleranz des Durchmessers des Mantels sind längere Zeit, vorzugsweise 4 Wochen, einzuhalten, damit der Ziehprozess ohne Störungen die Herstellung einer größeren Menge von Dünnglas ermöglicht. Es sind dann keine Vibrationen zu befürchten, die zu einem Abriss des Glasbandes führen könnten.

Die Ziehwalzen mit einem derartigen ausgebildeten und bearbeiteten Mantel eignen sich für eine Ziehanlage zum Herstellen von Microsheets im Bereich von 25 μm bis 70 μm, die für Displays verwendet werden.

Claims

Ziehwalze für eine Ziehanlage zum Herstellen von Dünnglas, insbesondere von Display-Glassubstraten mit einem auf einer Welle aufgebrachten Walzenkörper, der mit einem Mantel aus Gummi, Silikon, Kunststoff oder einem anderen Elastomer versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenkern als Metallkern aus Stahl ausgebildet ist, dass der Mantel bis zu einer Temperatur von 350°C eine Shore-Härte von 50 bis 70 Shore aufweist, dass der Mantel maschinell auf einen Durchmesser mit einer Toleranz von ± 0,025 mm gebracht ist und dass die Oberfläche des Mantels für Glas einen hohen Reibwert besitzt.
Ziehwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallkern lose oder drehfest auf der Welle aufgebracht ist und dass der Mantel fest mit dem Metallkern verbunden ist.
Ziehwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibwert der Oberfläche des Mantels für Glas so festgelegt ist, dass mit geringem Anpressdruck von 15 bis 25 N/cm² ein Glasband mit einer Dicke kleiner 70 μm, insbesondere von 25 μm, ohne Verletzung der Oberfläche desselben ziehbar ist.
Ziehwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Toleranz des Durchmessers, der Reibwert und die Shore-Härte auch nach einer Einsatzdauer von mindestens vier Wochen eingehalten sind.
Ziehwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie sowohl in einer Down-Draw- als auch in einer Up-Draw-Ziehanlage einsetzbar ist.