EP3883895A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von dünnglas sowie dünnglasband - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von dünnglas sowie dünnglasband

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Publication number
EP3883895A1
EP3883895A1 EP19809404.7A EP19809404A EP3883895A1 EP 3883895 A1 EP3883895 A1 EP 3883895A1 EP 19809404 A EP19809404 A EP 19809404A EP 3883895 A1 EP3883895 A1 EP 3883895A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
thin glass
drawing rollers
glass
glass ribbon
thin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19809404.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
José ZIMMER
Holger Wegener
Alexander Storch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schott AG
Original Assignee
Schott AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schott AG filed Critical Schott AG
Publication of EP3883895A1 publication Critical patent/EP3883895A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06—Forming glass sheets
    • C03B17/068—Means for providing the drawing force, e.g. traction or draw rollers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06—Forming glass sheets
    • C03B17/061—Forming glass sheets by lateral drawing or extrusion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06—Forming glass sheets
    • C03B17/064—Forming glass sheets by the overflow downdraw fusion process; Isopipes therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06—Forming glass sheets
    • C03B17/067—Forming glass sheets combined with thermal conditioning of the sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/02—Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor
    • C03B33/023—Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor the sheet or ribbon being in a horizontal position
    • C03B33/0235—Ribbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03C3/093—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Definitions

  • the invention relates generally to the manufacture of disk-shaped glass elements using hot molding processes.
  • the invention relates to the manufacture of very thin glasses.
  • One way to make very thin glasses is to thin out a thick glass sheet to the desired thickness.
  • the thinning can be done, for example, by etching.
  • An arrangement and a method for this are described, for example, in KR1020140007253 A.
  • WO 2008/093153 A1 describes a manufacturing process in which a hollow preform is inflated.
  • the thin glass produced in this way is initially hollow cylindrical and not flat, as is required for many applications.
  • the invention is therefore based on the object of simplifying the production of very thin glasses, increasing the stability of the production process and thereby also improving the quality of the thin glasses.
  • the invention provides a method for producing a flat thin glass ribbon, in which glass is melted and from which
  • the thin glass ribbon Extending tensile forces acting in the longitudinal direction, the thin glass ribbon is cooled after the exit until it falls below the glass transition temperature T g , and wherein the tensile forces are transmitted to the thin glass ribbon by at least two pairs of drawing rollers be, the two pairs of drawing rollers are arranged transversely to the pulling direction to grasp the thin glass ribbon on both sides in the area of its longitudinal edges between two drawing rollers, and wherein the contact of the thin glass ribbon with drawing rollers only occurs at a position at which the temperature of the glass is at most at or below 500 ° C.
  • a cooling device is provided to the leaked from the container
  • the device also has
  • the pulling device in order to exert a pull on the thin glass strip and thus pull out the thin glass strip to a thickness of at most 250 pm, the pulling device for exerting the tensile force,
  • the relevant temperature is the temperature at the point of contact between the drawing roller and the glass ribbon.
  • the pairs of drawing rollers are so far apart that they are not in the quality area or in the quality range of the glass ribbon, but work outside in the area that is later cut off in the process, so that the quality surface of the glass is not touched by drawing rollers .
  • the drawing rollers are arranged so far apart that they only touch areas on the edge, which are later separated as borders.
  • the glass transition temperature also known as the transformation point, is the temperature at which the glass changes from the viscous to the solid region.
  • the glass transition temperature Tg is typically near the upper cooling point with a glass viscosity of approximately 10 12 Pa s.
  • the temperature of 500 ° C, at which the glass of is touched the drawing rollers, is below the temperature of the lower cooling point for the glasses intended for processing and thus also below the glass temperature.
  • the double draw method and the overflow fusion method can be used for the method or the device.
  • the container is designed as an overflow channel, with the glass melt emerging at the top, running in two glass streams on both sides over the overflow channel, and the two of them
  • the container has an elongated nozzle from which the
  • the pulling rollers are arranged below the container, so that the pulling rollers exert a vertical pull on the thin glass ribbon moving downward.
  • the cooling distance between the nozzle and the position at which the glass temperature is reached can be kept short. This is advantageous in order to limit external influences on the glass ribbon thickness, such as vibrations that propagate along the thin glass ribbon.
  • the distance between the position of the temperature T g and the point from which the glass detaches from the container is less than 2 meters.
  • the point at which the glass separates from the container is given by the nozzle opening, or by the end of a sword inserted in the nozzle, at which the glass runs down. With the Overflow-Fusion-V experience, this point is given by the bottom of the container where the glass flows meet, merge and flow downwards. It is also advantageous if the distance between the point from which the glass detaches from the container and the contact point of the drawing rollers with the
  • Thin glass tape is in the range of 2 to 4 meters.
  • Preferred pulling speeds are between 0.4 meters per minute and 50 meters per minute.
  • the adjustment of the drawing speed to the glass thickness also proves to be particularly advantageous with regard to damping fluctuations in thickness.
  • the thin glass ribbon is pulled at a speed which is dependent on the thickness of the thin glass ribbon, so that the product of the pulling speed is given in meters per minute and the glass thickness is given in micrometers between 200 and 1000 (accordingly 2 * 10 4 m 2 / min to 10 * 10 4 m 2 / min).
  • the aforementioned product is preferably in a range from 200 to 900.
  • Fig. 1 shows schematically a device for the production of
  • Fig. 2 shows a variant in which the glass ribbon is drawn in the overflow fusion process.
  • Fig. 3 shows the arrangement of two pairs of rollers on the thin glass ribbon.
  • Fig. 4 is a diagram in which the amplitude of the thickness fluctuation
  • Thin glass tape is plotted as a function of the period of a fluctuation in the drawing speed.
  • 5 and 6 show thin glass strips with different thickness variations.
  • Fig. 7 shows a drawing roller with an elastomer jacket.
  • 1 schematically shows a preferred embodiment of a device 2 for producing a thin glass sheet 1.
  • the device 2 for producing a flat thin glass sheet 1 comprises a container 17 for receiving a glass melt 4. The molten glass emerges from the container and is drawn off downwards.
  • the container 17 has on its underside a nozzle 5, from which the glass melt 4 emerges.
  • the nozzle 5 is elongated or slit-shaped.
  • Fig. 1 shows the arrangement in the viewing direction of an edge of the glass ribbon.
  • the longitudinal extension of the nozzle 5 is accordingly perpendicular to the plane of representation here and therefore cannot be seen in the figure. If, as in the example shown, the glass is drawn off from a nozzle 5 which is open at the bottom, one speaks of a down-draw V experience.
  • a sword 50 is inserted into the nozzle and protrudes from the nozzle 5.
  • the glass melt flows along the sword 50 on both sides and the two partial flows combine at the lower end of the sword.
  • the thickness of the glass strip 1 decreases in the area from the end of the sword 50 until the glass 3 has become sufficiently firm in the course of the simultaneous cooling and is no longer deformed. This area of decreasing thickness is also referred to as the onion 6.
  • a cooling device 21 is provided in order to cool down the glass 3 in a controlled manner. It is important here that the cooling device 21 does not necessarily carry out active cooling. Rather, it serves to control the cooling process, possibly even to slow it down.
  • the cooling device can have heating devices in order to counteract cooling that is too rapid. It is advantageous here if the cooling can be controlled not only in the drawing direction but also transversely to the drawing direction, since it is precisely the transverse gradients of the temperature in the
  • 21 cooling / cooling modules are installed in the cooling device, which have a maximum dimension in the transverse direction of 100 mm, better 50 mm and preferably 25 mm. These can be controlled separately in order to be able to influence the temperature distribution. This gives that the temperature gradients across the glass ribbon can be reduced in the cooling process.
  • a thermal camera is installed after the cooling device according to a further development, which can measure the glass temperature transversely to the drawing direction of the glass ribbon. The temperature gradients in the glass ribbon are thus limited to max. 0.1K / cm. In this way, the glass ribbon maintains good thickness consistency and low tensions at the end and can be processed without breaking.
  • the glass 3 of the thin glass strip 1 is thus cooled down while it is moving in the pulling direction away from the nozzle 5 until it reaches the glass temperature T g at a position 30.
  • the device 2 also has a traction device 19 on the
  • Thin glass tape 1 to exert a train.
  • the tensile force extends along the thin glass strip 1 to the deformation zone or to the onion 6, so that
  • Thin glass ribbon 1 is thereby pulled out to a thickness of at most 250 pm.
  • a thin glass strip 1 with a thickness of at most 70 pm, or even at most 50 pm can also be drawn.
  • the thin glass strip 1 has a fire-polished surface with a correspondingly low roughness.
  • the roughness of the glass surface can be less than or equal to 5 nm, preferably less than or equal to 2 nm, more preferably at most 1 nm or even only at most 0.5 nm.
  • the pulling device 19 comprises at least two pairs of pulling rollers 1, 9, 11, 13 for exerting the pulling force, which are spaced apart from one another transversely to the pulling direction. Based on the representation of FIG. 1 with a view of the glass edges, the rollers are spaced perpendicular to the plane of the representation, so that a pair of
  • Drawing rollers 11, 13 is hidden by the other pair of drawing rollers 7, 9.
  • the drawing rollers 1, 9, 11, 13 are arranged downstream of the cooling device 21 and spaced so far from the nozzle 5 that the contact of the thin glass strip 1 with any of the drawing rollers 1, 9, 11, 13 only occurs at a temperature of the glass below the glass temperature T g .
  • the drawing rollers, viewed in the direction of movement of the thin glass strip 1, are only arranged behind the position 30.
  • the thin glass strip 1 can be deflected particularly advantageously into the horizontal and processed further with a horizontal feed. This is generally advantageous in order to, for example, the gravity acting on the glass for quiet and simple storage on a horizontal support device 33
  • a further processing is, for example, the separation of the trimmings 37 which arise when the thin glass ribbon is drawn, with a trimming separation device 35.
  • the trims 37 present themselves as thickened edge strips of the glass ribbon 1. These are often undesirable for the further processing, for example because the trims bend for this It is difficult to wind up the thin glass strip 1 into a roll.
  • the borders 37 can be separated, for example, by scoring and collected in a cullet. The glass of the borders can then be fed back into the glass melt and reused. As in the example shown, it is generally advantageous if the trims are cut off after the thin glass sheet 1 has passed through the pulling device 19, or that a braid separating device 35 is provided which is arranged downstream of the pulling device 19 in the direction of movement of the thin glass sheet 1.
  • the drawing rollers 1, 9, 11, 13 are preferably arranged on the edge side to such an extent that they do not touch the quality surface of the glass ribbon, but only the respective strips or edges 37 on the edge, which are arranged behind the drawing rollers in the running direction
  • Braid separation device 35 are separated. Without being limited to the example shown, the two pairs of drawing rollers 1, 9, 11, 13 are transverse to
  • the pulling direction is arranged so far apart that they only touch the thin glass ribbon 1 at the borders 37, or more generally the areas which are subsequently separated from the thin glass ribbon 1 by the border separation device 35.
  • Pull speed should be possible by avoiding synchronism fluctuations.
  • a train may move to a position where the glass is still is malleable, tensile stresses that arise behind the drawing rollers affect the thickness or more generally on the glass quality.
  • the contact of the thin glass strip 1 with drawing rollers 7, 9, 11, 13 takes place only at a position at which the temperature of the glass is at most at or below 500 ° C. It is conceivable that the glass ribbon still comes into contact with a component of the device above these drawing rollers, but this should then be so slight that the shape and surface of the glass ribbon remain essentially unaffected. For example, a light guide would be conceivable to stabilize the horizontal glass ribbon position. However, these should not exert significant forces. For example, at least 90% of the tensile forces that are transferred to the glass ribbon should be exerted by one or more pairs of drawing rollers with a contact point at a glass transition temperature of 500 ° C and less.
  • the drawing rollers grip the thin glass strip 1 at a position at which the temperature of the glass 3 is not only below T g , but less than 100 ° C. This position is also shown by way of example in FIG. 1.
  • Drawing rollers can damage the glass surface and due to the small
  • the drawing rollers are provided with a surface made of elastomeric material.
  • Embodiment is not necessarily limited to a temperature of the glass of at most 100 ° C, since high-temperature resistant elastomeric materials such as fluoroelastomers or silicones are known. Elastomeric surfaces generally adhere well to the glass. In addition, these materials can also dampen vibrations, which can lead to fluctuations in thickness due to propagation up to the onion 6.
  • Another advantage with a contact point of the drawing rollers at a temperature of 100 ° C. or less is that at this temperature not only the glass temperature, but also the upper and lower cooling point of the glass are generally fallen below. This will prevent the Pressure of the drawing rollers during the cooling process tensions are introduced and preserved in the glass.
  • the traction device 19 is open
  • Damping elements 39 are mounted in order to suppress the transmission of vibrations via the drawing rollers to the thin glass strip 1.
  • the pulling device 19 is in particular made as heavy as possible. Low-frequency vibrations with frequencies below 1 Hertz in particular can thus be damped. These vibrations prove to be particularly significant for thickness fluctuations.
  • the weight of the unit is a mass of at least 300 kg.
  • the drives 27 for the drawing rollers 1, 9, 11, 13 can be integrated in the pulling device 19, as shown in the example. With the installation of the traction device 19 on damping elements on the floor of the production building, a decoupling of vibrations in a supporting structure of the device 2 is achieved.
  • the transmission of vibrations to the thin glass band 1 with frequencies less than 1 Hertz by mechanical damping of elements that come into contact with the thin glass band 1 is attenuated at least 10 dB.
  • the traction device 19 is set up on the floor as shown.
  • the floor can also be a floor ceiling 29.
  • FIG. 2 shows a variant of the embodiment shown in FIG. 1. This variant differs essentially in the molding process of the
  • Thin glass ribbon 1 In the example of FIG. 1, the shaping is carried out, as mentioned, in a downdraw method by means of a nozzle 5 of the container 17 which is opened downwards.
  • the ribbon In the example shown in FIG. 2, the ribbon is shaped in the so-called overflow fusion method .
  • the container 17 is designed as a channel open at the top.
  • the Glass melt 4 is fed continuously, so that the glass melt 4 finally passes over the upper edge 18 and flows down along the outside of the container on both sides.
  • the two partial flows combine in the onion and are then pulled out to form a thin glass band 1 under the influence of the tensile forces exerted by the drawing rollers. Also in the embodiment shown in FIG.
  • the thin glass ribbon 1 is deflected from the vertical into the horizontal, a deflection roller 34 being used here.
  • a deflection roller 34 being used here.
  • a deflection can take place in which the thin glass band is in the transition region from the
  • Embodiment is particularly advantageous in order to avoid the transmission of vibrations and movements in the horizontal machining area to the drawing area, in particular to the drawing bulb 6. Accordingly, one is preferred
  • the thin glass ribbon 1 is freely suspended from the vertical deflected and continued horizontally. It is also particularly suitable to carry out processing steps that can generate vibrations or movements in a horizontal position of the thin glass strip 1.
  • the processing step that lends itself particularly to this is, as also shown, the separation of the borders. Accordingly, it is provided in a development of the invention that the thin glass ribbon 1 is preferably diverted freely suspended from the vertical and continued horizontally, with borders 37 being separated from the thin glass ribbon 1 in the horizontal position of the thin glass ribbon.
  • FIG. 3 shows the arrangement of the pairs of rollers 7, 9 and 11, 13 on the thin glass ribbon 1 in a perspective view for clarification.
  • the thin glass sheet 1 is in one by the pulling force exerted by the driven drawing rollers
  • Movement direction 40 moves in the longitudinal direction of the belt.
  • the pairs of drawing rollers are transverse to the direction of movement 40, and thus also transverse to
  • the longitudinal direction of the thin glass strip 1 is spaced apart.
  • the drawing rollers can grip the tape in the region of the longitudinal edges 23, 25, where borders 37 have formed through the drawing process.
  • the pulling of the thinnest glasses is also due to the im
  • Macroscopic scale no longer difficult material stiffness difficult. In this context, it turned out to be very favorable if the
  • the contact width 42 of the drawing rollers to the thin glass ribbon is narrow.
  • the contact width is the width in which the tensile forces are transmitted to the thin glass strip 1. In the example shown, this corresponds to the width of roll 7. This width does not necessarily have to correspond to the width of all rolls. For example, it is also possible to use pairs of different drawing rollers. If the pulling roller 9 were approximately twice as wide, the contact width 42 would not increase, since the tensile forces are essentially only transmitted in the area in which there is contact with the two opposite pulling rollers.
  • the drawing rollers 7, 9, 11, 13 are designed and arranged such that the contact width of a pair of drawing rollers along which tensile forces are transferred to the thin glass ribbon 1 is in the range from 10 mm to 50 mm. If the tensile forces are transmitted to the thin glass ribbon 1 with a pair of pulling rollers 1, 9, 11, 13 arranged opposite one another along a contact width 42 in the range mentioned above, shear stresses in the glass ribbon can be avoided. These shear stresses can otherwise lead to fold-like bulges due to the low rigidity of the glass ribbon. The one with it
  • the diameter of the drawing rollers are general, without limitation to the exemplary embodiments and independently of the one described above
  • Contact width values in the range from 40 mm to 250 mm are an advantage.
  • the diameter is preferably at most 200 mm.
  • a diameter in the range from 40 mm to 150 mm is particularly preferred.
  • FIG. 4 shows vibrations on the glass thickness of the thin glass strip.
  • the thickness response is plotted as a function of the period of the fluctuation in the drawing speed.
  • the amplitude of the response is given in micrometers and denotes the difference between the maxima and minima of the glass thickness caused by the periodic changes.
  • the period is given in minutes. With increasing Period there is initially a sharp increase, which reaches a plateau between periods of 10 seconds to 0.5 minutes. Here the answer does not depend significantly on the period. For even longer periods, the response increases again and converges to a value that represents the change in thickness at a constant 2% increase in pulling speed (v pull + 2%). This value is somewhat less than the thickness change at a one-time decreased by two percent stall speed (v pulling -2%).
  • Plateau i.e. relevant up to a period of about 10 seconds.
  • Thickness fluctuations due to slow vibrations that are transmitted in the longitudinal direction along the thin glass strip 1 are particularly evident in the case of thin glasses.
  • Thermal expansion coefficients at room temperature of a 9T0 6 K 1 pulled out to a thin glass tape.
  • the drawing rollers 1, 9, 11, 13 of the pulling device 19 can be in their position along the pulling direction or along the direction of movement of the
  • Thin glass ribbon 1 can be designed to be adjustable so that the distance between the drawing rollers and the onion 6, that is to say the distance from the hot-forming region of the thin glass ribbon 1, can be changed.
  • the distance is varied in the range of 2.2 meters to 3 meters from the onion.
  • a shorter distance is chosen for smaller glass thicknesses.
  • the distance can in particular be adapted to the temperature profile along the belt. As can be seen from the table, the distance between the upper cooling point and position 31, at which the glass has a temperature of 100 ° C., shortens.
  • the position of the drawing rollers along the direction of movement of the thin glass sheet is adjusted and thus adjusted to a position at which the thin glass sheet 1 reaches a predetermined temperature during cooling.
  • This position can, for example, correlate to the transformation point Tg, to the lower cooling point or also to the position at which the glass reaches a temperature of 100 ° C.
  • the position of the drawing rollers does not have to coincide with the positions mentioned above. A correlation to these positions can also mean that a certain distance between the contact point of the drawing rollers and one of these positions is maintained.
  • FIG. 5 and 6 show a perspective view of thin glass strips 1 which have process-related thickness variations.
  • FIG. 5 shows the thin glass ribbon 1 with the drawing rollers acting on the ribbon in a view corresponding to FIG. 3.
  • the thin glass ribbon 1 has two thickness variations in the form of thickenings.
  • the Maxima of the thickenings extend transversely to the thin glass strip 1 in the direction from one longitudinal edge 23 to the other longitudinal edge 25. This leads to a thickness variation 45 in the longitudinal direction of the thin glass strip 1.
  • These thickness variations in the longitudinal direction can be caused in particular by the low-frequency vibrations or fluctuations in the drawing speed explained above .
  • Fig. 6 shows another case.
  • the thin glass ribbon 1 is shown in perspective with a section perpendicular to the longitudinal direction.
  • the borders 37 can be clearly seen as edge areas thickened in relation to the central quality area 38 of the thin glass sheet 1.
  • a rib-shaped thickening extends along the longitudinal direction of the belt. Such a thickening then manifests itself in a thickness variation 46 in the transverse direction of the thin glass sheet 1.
  • both thickness variations 45 in the longitudinal direction and thickness variations 46 in the transverse direction can be reduced well.
  • the method described can be used to produce a particularly uniform, damage-free glass band.
  • a further aspect of this disclosure is provided with a thin glass strip 1 which can be produced using the method described here or the device and which has one
  • the glass ribbon 1 is accordingly free from pre-damage and residues caused by drawing rollers. Ceramic rollers used for pulling
  • Glass ribbons can be used, ceramic fibers and layered silicates,
  • the surface of the glass ribbon is free of these components, in particular also free of traces of layered silicates.
  • Further residues can arise from the temperature-resistant binder with which the fibers of the drawing rollers are held together. These residues can comprise one or more of the following materials: kaolin, alumina, bentonite, cordierite, mica.
  • a thin glass ribbon 1 in general, without limitation to the above-mentioned features of a pre-damage-free border, can be produced with the method described here or the device, which has a quality range with a constant thickness of at most 250 ⁇ m and two the edges of the Has thin glass ribbon 1 forming, compared to the quality range 38 braids 37, the dimensions of the braids 37 and
  • the added width of the borders 37 is less than 20 cm
  • the thin glass band has a width of at least 50 cm, preferably at least 60 cm.
  • Certain glasses are particularly suitable for the process in order to achieve small glass thicknesses and at the same time small glass thickness variations.
  • a preferred class of glasses contains the following components, details in
  • Sb 2 0 ⁇ can optionally be contained in an amount of 0.4-0.8 weight percent and / or Cf in an amount of 0.05 to 0.15 weight percent.
  • the glass is preferably free from alkaline earth oxides. Even alkali-free or low-alkali glasses can be processed.
  • a preferred class of such glasses contains the following components in percent by weight:
  • the method or the device is used to produce a thin glass strip 1, the composition of which contains the following components in percent by weight:
  • the glass may also contain 0 to 1% by weight: P205, SrO, BaO; and refining agents at 0 to 1% by weight: Sn02, Ce02 or As203 or other refining agents. Glasses with the composition range listed above are well suited for chemical tempering and can therefore be used for the production of highly break-resistant thin glass elements.
  • Lig. 7 shows one Drawing roller 7, with a tread 7 made of elastomeric material.
  • elastomers also have a certain disadvantage in that they have a slip that increases with increasing tensile forces. This can lead to changes in the drawing speed, which in turn manifests itself in thickness fluctuations. In order to keep this effect small, the drawing rollers have one
  • Embodiment a core 72 made of rigid material on which a jacket 71 made of elastomeric material is applied.
  • the thickness of the jacket is preferably not greater than 10 mm, in particular less than 8 mm.
  • the thickness of the casing 71 according to another embodiment is not more than 1/8 of this diameter. For example, with a roll diameter of 80 millimeters, a jacket 71 with a thickness of 5 mm can be provided.
  • a cooling device 73 can be provided to cool the tread 70, for example by the cooling device 73 using a tread
  • Thin glass elements that are cut out of a thin glass strip can be used to advantage for a number of applications.
  • the glasses can be used individually or in one
  • Composite material for displays in particular flexible displays, can be used.

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Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung sehr dünner Gläser zu vereinfachen, die Stabilität des Herstellungsprozesses zu erhöhen und dadurch die Dünngläser auch qualitativ zu verbessern. Dazu ist ein Verfahren zur Herstellung eines flachen Dünnglasbands (1) vorgesehen, bei welchem Glas (3) geschmolzen wird und aus einem die Glasschmelze führenden Behälter (17) austritt und vom Behälter weg nach unten zum Dünnglasband (1) mit einer Dicke von höchstens 250 µm unter Anwendung von in Längsrichtung des Dünnglasbands (1) wirkenden Zugkräften ausgezogen wird, wobei das Dünnglasband (1) abgekühlt wird, bis es die Glastemperatur Tg unterschreitet, und wobei die Zugkräfte durch zumindest zwei Paare von Ziehrollen (7, 9, 11, 13) auf das Dünnglasband (1) übertragen werden, wobei die beiden Paare von Ziehrollen (7, 9, 11, 13) quer zur Zugrichtung beabstandet angeordnet sind, um das Dünnglasband (1) beidseitig im Bereich seiner Längskanten (23, 25) jeweils zwischen zwei Ziehrollen (7, 9, 11, 13) zu fassen, und wobei der Kontakt des Dünnglasbands (1) mit Ziehrollen (7, 9, 11, 13) erst an einer Position erfolgt, bei welcher die Temperatur des Glases höchstens bei oder unterhalb von 500°C liegt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Dünnglas sowie Dünnglasband
Beschreibung
Die Erfindung betrifft allgemein die Herstellung von scheibenförmigen Glaselementen mit Heißformungsprozessen. Insbesondere betrifft die Erfindung die Herstellung sehr dünner Gläser.
Eine großflächige Herstellung sehr dünner Gläser mit Dicken kleiner als 250 pm ist nach wie vor eine besondere Herausforderung, besonders dann, wenn hohe Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit und die maximale Dickenvariation gestellt werden.
Eine Möglichkeit, sehr dünne Gläser herzustellen, ist, eine dickere Glasscheibe auf die gewünschte Dicke auszudünnen. Das Ausdünnen kann beispielsweise durch Ätzen erfolgen. Eine Anordnung und ein Verfahren dazu sind beispielsweise in der KR1020140007253 A beschrieben.
Eine solche Nachbearbeitung ist aber teuer und zeitaufwändig.
Die WO 2008/093153 Al beschreibt ein Herstellungsverfahren, bei welchem eine hohle Vorform aufgeblasen wird. Das so erzeugte Dünnglas ist dann aber zunächst hohlzylindrisch und nicht flach, wie dies für viele Anwendungen verlangt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Herstellung sehr dünner Gläser zu vereinfachen, die Stabilität des Herstellungsprozesses zu erhöhen und dadurch die Dünngläser auch qualitativ zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen gegeben.
Demgemäß sieht die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines flachen Dünnglasbands vor, bei welchem Glas geschmolzen wird und aus einem die
Glasschmelze führenden Behälter austritt und vom Behälter weg nach unten zum Dünnglasband mit einer Dicke von höchstens 250 pm unter Anwendung von in
Längsrichtung wirkenden Zugkräften ausgezogen wird, wobei das Dünnglasband nach dem Austritt abgekühlt wird, bis es die Glastemperatur Tg unterschreitet, und wobei die Zugkräfte durch zumindest zwei Paare von Ziehrollen auf das Dünnglasband übertragen werden, wobei die beiden Paare von Ziehrollen quer zur Zugrichtung beabstandet angeordnet sind, um das Dünnglasband beidseitig im Bereich seiner Längskanten jeweils zwischen zwei Ziehrollen zu fassen, und wobei der Kontakt des Dünnglasbands mit Ziehrollen erst an einer Position erfolgt, bei welcher die Temperatur des Glases höchstens bei oder unterhalb von 500 °C liegt.
Entsprechend dazu ist auch eine Vorrichtung zur Herstellung eines flachen Dünnglasbands, mit
- einem Behälter zur Aufnahme einer Glasschmelze, aus welchem das geschmolzene Glas austritt und nach unten abziehbar ist, sowie
- eine Abkühleinrichtung vorgesehen, um das aus dem Behälter ausgetretene
Dünnglasband kontrolliert herunterzukühlen. Die Vorrichtung weist weiterhin
- eine Zugeinrichtung auf, um auf das Dünnglasband einen Zug auszuüben und das Dünnglasband damit auf eine Dicke von höchstens 250 pm auszuziehen, wobei die Zugeinrichtung für das Ausüben der Zugkraft,
- zumindest zwei Paare von Ziehrollen umfasst, die quer zur Zugrichtung zueinander beabstandet angeordnet sind, um das Dünnglasband jeweils zwischen zwei Ziehrollen zu fassen, wobei die Ziehrollen der Abkühleinrichtung nachgeordnet und so weit von der Düse beabstandet angeordnet sind, dass der Kontakt des Dünnglasbands mit einer Ziehrolle erst bei einer Temperatur des Glases von höchstens 500 °C erfolgt.
Die maßgebliche Temperatur ist dabei die Temperatur am Ort des Kontakts von Ziehrolle und Glasband.
Des Weiteren sind die Ziehrollenpaare so weit voneinander beabstandet, dass sich diese nicht in der Qualitätsfläche, beziehungsweise im Qualitätsbereich des Glasbandes befinden, sondern außerhalb in der Fläche arbeiten, die später im Prozess abgeschnitten wird, so dass die Qualitätsfläche des Glases nicht durch Ziehrollen berührt werden. Die Ziehrollen sind also mit anderen Worten so weit auseinander angeordnet, dass diese nur randseitigen Bereiche berühren, die später als Borten abgetrennt werden.
Die Glastemperatur, die auch als Transformationspunkt bezeichnet wird, ist die Temperatur, bei der das Glas vom viskosen in den festen Bereich übergeht. Die Glastemperatur Tg liegt typischerweise in der Nähe des oberen Kühlpunkts bei einer Glasviskosität von etwa 1012 Pa s. Die Temperatur von 500 °C, bei der das Glas von den Ziehrollen berührt wird, liegt für die zur Verarbeitung vorgesehenen Gläser unterhalb der Temperatur des unteren Kühlpunkts und damit auch unterhalb der Glastemperatur.
Für das Verfahren oder die Vorrichtung kann das Do wndraw- Verfahren und das Overflow-Fusion- Verfahren angewendet werden. Beim Overflow-Fusion- Verfahren ist der Behälter als Überlaufrinne ausgebildet, wobei die Glasschmelze oben austritt, in zwei Glasströmen beidseitig über die Überlaufrinne läuft und sich die beiden
Glasströme unter der Überlaufrinne zu einem Glasband vereinigen. Dieses noch heiße und viskose Glasband wird dann zum Dünnglasband ausgezogen. Beim Downdraw- Verfahren weist der Behälter eine langgestreckte Düse auf, aus welcher die
Glasschmelze nach unten ausläuft, beziehungsweise austritt.
Mit den hier beschriebenen Maßnahmen lassen sich insbesondere auch dünnste Gläser zuverlässig und mit einer geringen Dickens chwankung ziehen. Besonderes Augenmerk liegt daher auf einem Verfahren, bei welchem ein Dünnglasband mit einer Dicke von höchstens 100 mhi, insbesondere höchstens 70 mhi, vorzugsweise höchstens 50 gm gezogen wird. Es können auch noch dünnere Gläser mit Dicken von 30 gm und weniger hergestellt werden.
Die Ziehrollen sind unterhalb des Behälters angeordnet, so dass die Ziehrollen einen vertikalen Zug auf das sich nach unten bewegende Dünnglasband ausüben.
Bei den sehr dünnen Glasbändem, wie sie mit dem Verfahren erzeugt werden, kann die Kühlstrecke zwischen der Düse und der Position, an der die Glastemperatur erreicht wird, kurz gehalten werden. Dies ist günstig, um äußere Einflüsse auf die Glasbanddicke, wie etwa von Schwingungen, die sich entlang des Dünnglasbands fortpflanzen, zu begrenzen. Gemäß einer Weiterbildung ist dazu vorgesehen, dass der Abstand zwischen der Position der Temperatur Tg und dem Punkt, ab dem sich das Glas vom Behälter ablöst, kleiner als 2 Meter ist. Beim Do wndraw- Verfahren ist der Punkt, an dem sich das Glas vom Behälter löst, durch die Düsenöffhung, oder durch das Ende eines in der Düse eingesetzten Schwerts gegeben, an dem das Glas herunterläuft. Beim Overflow-Fusion-V erfahren ist dieser Punkt durch die Behälterunterseite gegeben, an der sich die Glasströme treffen, vereinigen und nach unten abfließen. Weiterhin ist es günstig, wenn der Abstand zwischen dem Punkt, ab dem sich das Glas vom Behälter ablöst und dem Kontaktpunkt der Ziehrollen mit dem
Dünnglasband im Bereich von 2 bis 4 Metern liegt.
Bevorzugte Ziehgeschwindigkeiten liegen zwischen 0,4 Metern pro Minute und 50 Metern pro Minute. Je dünner das Dünnglasband ist, desto schneller wird das Band gezogen, so dass die verarbeitete Glasmenge nach einer Ausführungsform in etwa konstant bleibt. Die Anpassung der Ziehgeschwindigkeit an die Glasdicke erweist sich auch besonders hinsichtlich der Dämpfung von Dickenschwankungen als günstig. So ist nach einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Dünnglasband mit einer Geschwindigkeit gezogen wird, die abhängig von der Dicke des Dünnglasbands ist, so dass das Produkt der Ziehgeschwindigkeit angegeben in Metern pro Minute und der Glasdicke angegeben in Mikrometern zwischen 200 und 1000 (entsprechend 2*104 m2/min bis 10* 104 m2/min) liegt. Bevorzugt liegt das vorgenannte Produkt in einem Bereich von 200 bis 900.
Kurzbeschreibung der Figuren
Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung von
Dünnglasbändem im Down-Draw- Verfahren.
Fig. 2 zeigt eine Variante, bei der das Glasband im Overflow-Fusion- Verfahren gezogen wird.
Fig. 3 zeigt die Anordnung zweier Rollenpaare auf dem Dünnglasband.
Fig. 4 ist ein Diagramm, in dem die Amplitude der Dickenschwankung eines
Dünnglasbands als Funktion der Periode einer Schwankung der Ziehgeschwindigkeit aufgetragen ist.
Fig. 5 und Fig. 6 zeigen Dünnglasbänder mit verschiedenen Dickenvariationen.
Fig. 7 zeigt eine Ziehrolle mit einem Elastomermantel. Fig. 1 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung 2 zur Herstellung eines Dünnglasbands 1. Die Vorrichtung 2 zur Herstellung eines flachen Dünnglasbands 1 umfasst einen Behälter 17 zur Aufnahme einer Glasschmelze 4. Aus dem Behälter tritt das geschmolzene Glas aus und wird nach unten abgezogen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Behälter 17 an dessen Unterseite eine Düse 5 auf, aus der die Glasschmelze 4 austritt.
Um ein ausgedehntes Dünnglasband 1 zu erhalten, ist die Düse 5 langgestreckt, beziehungsweise schlitzförmig ausgebildet. Fig. 1 zeigt die Anordnung in Blickrichtung auf eine Kante des Glasbands. Die Längserstreckung der Düse 5 ist demgemäß hier senkrecht zur Darstellungsebene und daher in der Figur nicht zu erkennen. Wird das Glas wie auch im dargestellten Beispiel aus einer nach unten geöffneten Düse 5 abgezogen, spricht man von einem Down-Draw-V erfahren.
Bei einer Variante des Down-Draw-V erfahrens ist in die Düse ein Schwert 50 eingesetzt, welches aus der Düse 5 herausragt. Die Glasschmelze strömt dabei beidseitig am Schwert 50 entlang und die beiden Teilströme vereinigen sich am unteren Ende des Schwerts. Durch das Ausziehen verringert sich im Bereich ab dem Ende des Schwerts 50 die Dicke des Glasbands 1 so lange, bis das Glas 3 im Zuge der gleichzeitig erfolgenden Abkühlung hinreichend fest geworden ist und sich nicht mehr verformt. Dieser Bereich abnehmender Dicke wird auch als Ziehzwiebel 6 bezeichnet. Um das Glas 3 kontrolliert herunterzukühlen, ist eine Abkühleinrichtung 21 vorgesehen. Hier ist wichtig, dass die Abkühleinrichtung 21 nicht notwendig eine aktive Kühlung vomimmt. Vielmehr dient diese dazu, den Abkühlvorgang zu kontrollieren, gegebenenfalls sogar zu verlangsamen. Daher kann die Abkühleinrichtung, wie dies bei Kühlöfen der Fall ist, Heizeinrichtungen aufweisen, um einer zu schnellen Abkühlung entgegenzuwirken. Vorteilhaft ist hier, wenn die Kühlung nicht nur in Ziehrichung, sondern auch quer zur Ziehrichtung kontrollierbar ist, da gerade die Quergradienten der Temperatur im
Glasband für Dickenvariationen und bleibende Spannungen mit verantwortlich sind. Daher sind gemäß einer Ausführungsform in der Abkühleinrichtung 21 Heiz- Kühlmodule installiert, die in Querrichtung eine maximale Ausdehnung von 100mm, besser 50mm und bevorzugt 25mm aufweisen. Diese können separat angesteuert werden, um auf die Temperaturverteilung einwirken zu können. Hierdurch ist gegeben, dass im Abkühlprozess die Temperaturgradienten quer zum Glasband verringert werden können. Zur Kontrolle dieser Gradienten ist im Anschluss an die Abkühleinrichtung gemäß einer Weiterbildung eine Thermokamera installiert, die die Glastemperatur quer zur Ziehrichtung des Glasbandes messen kann. Die Temperaturgradienten im Glasband werden so auf max. 0,lK/cm eingestellt. Auf diese Weise erhält das Glasband am Ende eine gute Dickenkonstanz und geringe Spannungen auf und lässt sich ohne Bruch weiter verarbeiten.
Das Glas 3 des Dünnglasbands 1 wird damit heruntergekühlt, während dieses sich in Zugrichtung weg von der Düse 5 bewegt, bis dieses an einer Position 30 die Glastemperatur Tg erreicht.
Die Vorrichtung 2 weist weiterhin eine Zugeinrichtung 19 um auf das
Dünnglasband 1 einen Zug auszuüben. Die Zugkraft reicht das Dünnglasband 1 entlang bis zur Verformungszone, beziehungsweise zur Ziehzwiebel 6, so dass das
Dünnglasband 1 dadurch auf eine Dicke von höchstens 250 pm ausgezogen wird.
Insbesondere kann auch ein Dünnglasband 1 mit einer Dicke von höchstens 70 pm, oder sogar von höchstens 50 pm gezogen werden. Das Dünnglasband 1 weist auf diese Weise im Unterschied etwa zu dünngeätzten Gläsern eine feuerpolierte Oberfläche mit entsprechend niedriger Rauheit auf. Insbesondere kann die Rauheit der Glasoberfläche kleiner oder gleich 5 nm, bevorzugt kleiner oder gleich 2 nm, mehr bevorzugt höchstens 1 nm oder sogar nur höchstens 0,5 nm betragen.
Die Zugeinrichtung 19 umfasst für das Ausüben der Zugkraft zumindest zwei Paare von Ziehrollen 1, 9, 11, 13, die quer zur Zugrichtung zueinander beabstandet angeordnet sind. Aufgrund der Darstellung der Fig. 1 mit Blick auf die Glaskanten sind die Rollen senkrecht zur Darstellungsebenen beabstandet, so dass ein Paar von
Ziehrollen 11, 13 durch das andere Paar von Ziehrollen 7, 9 verdeckt ist. Wie der Darstellung zu entnehmen ist, sind die Ziehrollen 1, 9, 11, 13 der Abkühleinrichtung 21 nachgeordnet und so weit von der Düse 5 beabstandet angeordnet, dass der Kontakt des Dünnglasbands 1 mit irgendeiner der Ziehrolle 1, 9, 11, 13 erst bei einer Temperatur des Glases unterhalb der Glastemperatur Tg erfolgt. Demgemäß sind die Ziehrollen in Bewegungsrichtung des Dünnglasbands 1 betrachtet erst hinter der Position 30 angeordnet. Das Dünnglasband 1 kann besonders vorteilhaft in die Waagerechte umgelenkt und mit waagerechtem Vorschub weiterverarbeitet werden. Dies ist allgemein vorteilhaft, um die auf das Glas wirkende Schwerkraft für eine ruhige und einfache Lagerung auf einer waagerechten Auflageeinrichtung 33, beispielsweise auf
Transportrollen oder wie dargestellt auf einem oder mehreren Transportbändern auszunutzen.
Eine Weiterverarbeitung ist beispielsweise das Abtrennen der beim Ziehen des Dünnglasbands entstehenden Borten 37 mit einer Bortenabtrenn-Einrichtung 35. Die Borten 37 stellen sich als verdickte Randstreifen des Glasbands 1 dar. Diese sind für die Weiterverarbeitung oft unerwünscht, beispielsweise da die Borten ein Biegen für das Aufwickeln des Dünnglasbands 1 zu einer Rolle erschweren. Die Borten 37 können beispielsweise durch Ritzbrechen abgetrennt und in einem Scherbenbunker aufgefangen werden. Das Glas der Borten kann dann erneut der Glasschmelze zugeführt und wiederverwendet werden. Wie auch im dargestellten Beispiel ist es allgemein günstig, wenn das Abtrennen der Borten nach dem Durchlaufen des Dünnglasbands 1 durch die Zugeinrichtung 19 erfolgt, beziehungsweise, dass eine Bortenabtrenn-Einrichtung 35 vorgesehen ist, welche in Bewegungsrichtung des Dünnglasbands 1 der Zugeinrichtung 19 nachgeordnet ist. Wie oben bereits ausgeführt sind die Ziehrollen 1, 9, 11, 13 vorzugsweise so weit randseitig angeordnet, dass diese nicht die Qualitätsfläche des Glasbands berühren, sondern nur die jeweiligen randseitigen Streifen, beziehungsweise Borten 37, die mit der in Laufrichtung hinter den Ziehrollen angeordneten
Bortenabtrenn-Einrichtung 35 abgetrennt werden. Ohne Beschränkung auf das dargestellte Beispiel sind die beiden Paare von Ziehrollen 1, 9, 11, 13 quer zur
Zugrichtung so weit beabstandet angeordnet, dass diese das Dünnglasband 1 nur an den Borten 37, beziehungsweise allgemeiner den Bereichen berühren, die nachfolgend von der Bortenabtrenn-Einrichtung 35 vom Dünnglasband 1 abgetrennt werden.
Das Verlagern der Ziehrollen in einen Bereich, in dem das Glas bereits fest ist, hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, um eine geringe Dickenvariation im
Glasband zu erreichen. Dies ist insofern überraschen, da eine Anordnung der Rollen nahe an der Ziehzwiebel 6 an sich eine gute Kontrolle der momentanen
Ziehgeschwindigkeit durch Vermeidung von Gleichlaufschwankungen ermöglichen sollte. Allerdings können sich bei einem Zug an einer Position, an der das Glas noch formbar ist, Zugspannungen, die hinter den Ziehrollen entstehen, noch auf die Dicke oder allgemeiner auf die Glasqualität auswirken.
Daher ist vorgesehen, dass der Kontakt des Dünnglasbands 1 mit Ziehrollen 7, 9, 11, 13 erst an einer Position erfolgt, bei welcher die Temperatur des Glases höchstens bei oder unterhalb von 500 °C liegt. Es ist denkbar, dass das Glasband auch oberhalb dieser Ziehrollen noch in Kontakt mit einer Komponente der Vorrichtung kommt, dieser sollte dann aber so geringfügig sein, dass die Form und Oberfläche des Glasbands im Wesentlichen unbeeinflusst bleibt. Denkbar wäre beispielsweise eine leichte Führung, um die horizontale Glasband-Position zu stabilisieren. Diese sollten aber keine erheblichen Kräfte ausüben. So sollten mindestens 90% der Zugkräfte, die auf das Glasband übertragen werden, durch ein oder mehrere Paare von Ziehrollen mit einem Kontaktpunkt bei einer Glastemperatur von 500 °C und weniger ausgeübt werden.
Besonders bevorzugt ist es allgemein, ohne Beschränkung auf das dargestellte Beispiel, wenn die Ziehrollen das Dünnglasband 1 an einer Position greifen, bei der die Temperatur des Glases 3 nicht nur unterhalb von Tg ist, sondern kleiner als 100 °C. Diese Position ist in Fig. 1 ebenfalls beispielhaft eingezeichnet.
Die Positionierung der Ziehrollen 1, 9, 11, 13 an dieser Stelle ermöglicht es, auf andere Materialien der Ziehrollen als sonst übliche feuerfeste Materialien, wie Metall oder insbesondere keramische Materialien zurückzugreifen. Metallische
Ziehrollen können die Glasoberfläche beschädigen und aufgrund der geringen
Anhaftung zu Slip-Stick-Bewegungen führen, die sich als Dickenschwankungen im Dünnglasband 1 wiederfinden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Ziehrollen mit einer Oberfläche aus elastomerem Material versehen. Diese
Ausführungsform ist nicht notwendig auf eine Temperatur des Glases von höchstens 100 °C beschränkt, da auch hochtemperaturfeste elastomere Werkstoffe, wie beispielsweise Fluorelastomere oder Silikone bekannt sind. Elastomere Oberflächen besitzen im Allgemeinen eine gute Haftung am Glas. Zudem können diese Materialien auch Schwingungen dämpfen, welche durch Fortpflanzung bis zur Ziehzwiebel 6 zu Dickenschwankungen führen können. Ein weiterer Vorteil bei einem Kontaktpunkt der Ziehrollen bei einer Temperatur von 100 °C oder weniger ist auch, dass bei dieser Temperatur im Allgemeinen nicht nur die Glastemperatur, sondern auch der obere und untere Kühlpunkt des Glases unterschritten werden. Damit wird vermieden, dass beim Andruck der Ziehrollen während des Abkühlprozesses Spannungen im Glas eingebracht und konserviert werden. Allgemein, ohne Beschränkung auf die Ausführungsform mit einem Rollenkontakt bei höchstens 100 °C ist gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass bei der Position, bei welcher die Ziehrollen 1, 9, 11, 13 das Dünnglasband 1 berühren, die Temperatur des unteren Kühlpunkts des Glases 3 unterschritten ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Zugeinrichtung 19 auf
Dämpfungselementen 39 gelagert, um die Übertragung von Schwingungen über die Ziehrollen auf das Dünnglasband 1 zu unterdrücken. Die Zugeinrichtung 19 ist gemäß einer weiteren Ausführungsform insbesondere möglichst schwer ausgeführt. Damit lassen sich gerade niederfrequente Schwingungen mit Frequenzen besonders unterhalb von 1 Hertz abdämpfen. Diese Schwingungen erweisen sich für Dickenschwankungen als besonders erheblich. Als Gewicht der Einheit ist gemäß einer Ausführungsform eine Masse von mindestens 300 kg vorgesehen. Dazu können die Antriebe 27 für die Ziehrollen 1, 9, 11, 13 wie im Beispiel gezeigt in der Zugeinrichtung 19 integriert sein. Mit der Aufstellung der Zugeinrichtung 19 auf Dämpfüngselementen am Boden des Fertigungsgebäudes wird eine Entkopplung von Schwingungen in einer Tragstruktur der Vorrichtung 2 erreicht.
Allgemein, ohne Beschränkung auf das dargestellte Beispiel oder die vorstehend genannten Ausführungsformen kann in Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Übertragung von Schwingungen auf das Dünnglasband 1 mit Frequenzen kleiner als 1 Hertz durch mechanische Dämpfung von Elementen, die mit dem Dünnglasband 1 in Berührung kommen, um mindestens 10 dB gedämpft wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Zugeinrichtung 19 wie dargestellt, auf dem Boden aufgestellt. Der Boden kann wie in der Darstellung auch eine Geschossdecke 29 sein.
Fig. 2 zeigt eine Variante der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform. Diese Variante unterscheidet sich im Wesentlichen durch das Formungsverfahren des
Dünnglasbands 1. Bei dem Beispiel der Fig. 1 erfolgt das Formen wie gesagt in einem Downdraw- Verfahren mittels einer nach unten geöffneten Düse 5 des Behälters 17. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel wird das Band im sogenannten Overflow-Fusion- Verfahren geformt. Dabei ist der Behälter 17 als oben offene Rinne ausgestaltet. Die Glasschmelze 4 wird kontinuierlich zugeführt, so dass die Glasschmelze 4 schließlich über den oberen Rand 18 tritt und an der Behälteraußenseite entlang beidseitig nach unten strömt. Am unteren Ende des Behälters 17 vereinigen sich die beiden Teilströme in der Ziehzwiebel und werden dann zu einem Dünnglasband 1 unter Einwirkung der von den Ziehrollen ausgeübten Zugkräfte ausgezogen. Auch bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform wird das Dünnglasband 1 von der Vertikalen in die Waagerechte umgelenkt, wobei hier eine Umlenkrolle 34 zum Einsatz kommt. Insbesondere bei dünnen Gläsern, wie sie gemäß dieser Offenbarung hergestellt werden, kann aber eine Umlenkung erfolgen, bei der das Dünnglasband im Übergangsbereich von der
Vertikalen in die Waagerechten, so wie in Fig. 1 gezeigt, frei hängt. Diese
Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, um die Übertragung von Schwingungen und Bewegungen im waagerechten Bearbeitungsbereich auf den Ziehbereich, insbesondere auf die Ziehzwiebel 6 zu vermeiden. Demgemäß ist in einer bevorzugten
Ausführungsform, ohne Beschränkung auf die speziellen dargestellten
Ausführungsbeispiele vorgesehen, dass das Dünnglasband 1 freihängend aus der Vertikalen umgelenkt und waagerecht weitergeführt wird. Es bietet sich weiter insbesondere an, Verarbeitungsschritte, die Vibrationen oder Bewegungen erzeugen können, in waagerechter Lage des Dünnglasbands 1 durchzuführen. Ein
Verarbeitungsschritt, der sich hierzu besonders anbietet, ist, wie auch dargestellt, das Abtrennen der Borten. Demgemäß ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Dünnglasband 1 vorzugsweise freihängend aus der Vertikalen umgelenkt und waagerecht weitergeführt wird, wobei in waagerechter Lage des Dünnglasbands 1 Borten 37 vom Dünnglasband 1 abgetrennt werden.
Fig. 3 zeigt zur Verdeutlichung die Anordnung der Paare von Rollen 7, 9 und 11, 13 auf dem Dünnglasband 1 in perspektivischer Ansicht. Das Dünnglasband 1 wird durch die von den angetriebenen Ziehrollen ausgeübte Zugkraft in einer
Bewegungsrichtung 40 in Längsrichtung des Bands bewegt. Die Paare der Ziehrollen sind quer zur Bewegungsrichtung 40, beziehungsweise damit auch quer zur
Längsrichtung des Dünnglasbands 1 beabstandet angeordnet. Insbesondere können die Ziehrollen im Bereich der Längskanten 23, 25, dort, wo sich durch den Ziehprozess Borten 37 ausgebildet haben, das Band greifen. Das Ziehen dünnster Gläser gestaltet sich auch aufgrund der im
makroskopischen Maßstab nicht mehr wesentlichen Steifigkeit des Materials schwierig. Es hat sich in diesem Zusammenhang als sehr günstig herausgestellt, wenn die
Kontaktbreite 42 der Ziehrollen zum Dünnglasband schmal ist. Die Kontaktbreite ist die Breite, in der die Zugkräfte auf das Dünnglasband 1 übertragen werden. Diese entspricht im dargestellten Beispiel der Breite der Rolle 7. Diese Breite muss nicht notwendig mit der Breite aller Rollen korrespondieren. Es ist zum Beispiel auch möglich, Paare unterschiedlicher Ziehrollen einzusetzen. Wäre die Ziehrolle 9 etwa doppelt so breit, würde sich die Kontaktbreite 42 dennoch nicht erhöhen, da die Zugkräfte im Wesentlichen nur in dem Bereich übertragen werden, in dem Kontakt zu beiden gegenüberliegenden Ziehrollen vorliegt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Ziehrollen 7, 9, 11, 13 so ausgebildet und angeordnet, dass die Kontaktbreite eines Paars von Ziehrollen, entlang der Zugkräfte auf das Dünnglasband 1 übertragen werden, im Bereich von 10 mm bis 50 mm liegt. Werden die Zugkräfte auf das Dünnglasband 1 mit einem Paar von gegenüberliegend angeordneten Ziehrollen 1, 9, 11, 13 entlang einer Kontaktbreite 42 im oben genannten Bereich übertragen, können Scherspannungen im Glasband vermieden werden. Diese Scherspannungen können sonst aufgrund der geringen Steifigkeit des Glasbands zu faltenartigen Aufwölbungen führen. Die damit
einhergehende Inhomogenität der Zugkräfte kann sich bis in die Ziehzwiebel 6 fortpflanzen und dort zu Dickeninhomogenitäten im Dünnglasband 1 führen.
Für den Durchmesser der Ziehrollen sind allgemein, ohne Beschränkung auf die Ausführungsbeispiele und unabhängig von der vorstehend beschriebenen
Kontaktbreite Werte im Bereich von 40 mm bis 250 mm von Vorteil. Vorzugsweise liegt dabei der Durchmesser bei höchstens 200 mm. Insbesondere bevorzugt ist ein Durchmesser im Bereich von 40 mm bis 150 mm.
Den Effekt niederfrequenter Störungen, insbesondere in Form von
Schwingungen auf die Glasdicke des Dünnglasbands zeigt Fig. 4. In Fig. 4 ist die Dickenantwort als Funktion der Periode der Schwankung in der Ziehgeschwindigkeit aufgetragen. Die Amplitude der Antwort ist in Mikrometern angegeben und bezeichnet die Differenz zwischen den durch die periodischen Änderungen verursachten Maxima und Minima der Glasdicke. Die Periode ist in Minuten angegeben. Mit steigender Periode zeigt sich zunächst ein starker Anstieg, der zwischen Periodendauem von 10 Sekunden bis 0,5 Minuten ein Plateau erreicht. Hier hängt die Antwort nicht erheblich von der Periodendauer abhängt. Bei noch größeren Periodendauem steigt die Antwort wiederum an und konvergiert zu einem Wert, der die Dickenänderung bei einer konstant um 2% erhöhten Ziehgeschwindigkeit darstellt (vzieh+2%). Dieser Wert ist noch etwas geringer als die Dickenänderung bei einer einmalig um zwei Prozent erniedrigten Ziehgeschwindigkeit (vzieh-2%) .
Diese langen Periodendauem werden allerdings typischerweise nicht mehr durch Vibrationen ausgelöst, sondern können eher durch die Prozesssteuemng hervorgemfen werden. Für die Dämpfung von mechanischen Schwingungen ist insbesondere der Bereich des ersten Anstiegs der Dickenschwankungen bis zum
Plateau, also bis zu Periodendauem von etwa 10 Sekunden relevant.
Dickenschwankungen aufgmnd von langsamen, sich in Längsrichtung entlang des Dünnglasbands 1 übertragenden Schwingungen kommen besonders bei dünnen Gläsern zum Tragen. Um störende Dickenschwankungen mit kurzer Periode zu unterdrücken, ist es dabei günstig, die Ziehgeschwindigkeit an die Glasdicke des Dünnglasbands 1 anzupassen. In der nachstehenden Tabelle sind drei
Ausführungsbeispiele angegeben, in denen auch der Abstand der Ziehrollen angegeben ist:
Für die Ausführungsbeispiele wurde ein Glas mit einem linearen
Temperaturausdehnungskoeffizienten bei Raumtemperatur von a=9T0 6K 1 zu einem Dünnglasband ausgezogen. Der Abstand der Heißformungszone, also der Ziehzwiebel 6 bis zum oberen Kühlpunkt betrug bei allen Beispielen einen Meter.
Wie anhand der Beispiele ersichtlich, liegt das Produkt der
Ziehgeschwindigkeit angegeben in Metern pro Minute und der Glasdicke angegeben in Mikrometern zwischen 200 und 900. Insbesondere liegt diese Größe bei den Beispielen konstant bei einem Wert von 600.
Die Ziehrollen 1, 9, 11, 13 der Zugeinrichtung 19 können in ihrer Position entlang der Zugrichtung, beziehungsweise entlang der Bewegungsrichtung des
Dünnglasbands 1 verstellbar ausgebildet sein, so dass der Abstand der Ziehrollen zur Ziehzwiebel 6, also der Abstand zum Heißformungsbereich des Dünnglasbands 1 veränderbar ist. Bei den Beispielen der Tabelle wird der Abstand im Bereich von 2,2 Meter bis 3 Meter Abstand zur Ziehzwiebel variiert. Im Speziellen wird, wie anhand der Tabelle ersichtlich, ein kürzerer Abstand bei kleineren Glasdicken gewählt. Der Abstand kann insbesondere an den Temperaturverlauf entlang des Bands angepasst werden. Wie aus der Tabelle ersichtlich, verkürzt sich der Abstand zwischen oberem Kühlpunkt und der Position 31, bei welcher das Glas eine Temperatur von 100 °C aufweist. Es ist daher allgemein, ohne Beschränkung auf spezielle Ausführungsbeispiele vorgesehen, dass die Position der Ziehrollen entlang der Bewegungsrichtung des Dünnglasbands eingestellt und damit an eine Position angepasst wird, an welcher das Dünnglasband 1 beim Abkühlen eine vorgegebene Temperatur erreicht. Diese Position kann beispielsweise zum Transformationspunkt Tg, zum unteren Kühlpunkt oder auch zur Position korrelieren, bei der das Glas eine Temperatur von 100 °C erreicht. Dabei muss die Position der Ziehrollen nicht mit den vorstehend genannten Positionen zusammenfallen. Eine Korrelation zu diesen Positionen kann auch bedeuten, dass ein bestimmter Abstand des Kontaktpunkts der Ziehrollen zu einer dieser Positionen eingehalten wird.
Die Fig. 5 und Fig. 6 zeigen in perspektivischer Ansicht Dünnglasbänder 1, die prozessbedingte Dickenvariationen aufweisen. Fig. 5 zeigt das Dünnglasband 1 mit den auf das Band einwirkenden Ziehrollen in einer Ansicht entsprechend zu Fig. 3. Das Dünnglasband 1 weist zwei Dickenvariationen in Form von Verdickungen auf. Die Maxima der Verdickungen erstrecken sich quer zum Dünnglasband 1 in Richtung von einer Längskante 23 zur anderen Längskante 25. Dies führt zu einer Dickenvariation 45 in Längsrichtung des Dünnglasbands 1. Diese Dickenvariationen in Längsrichtung können insbesondere durch die oben erläuterten niederfrequenten Schwingungen oder Schwankungen der Ziehgeschwindigkeit hervorgerufen werden.
Fig. 6 zeigt einen anderen Fall. In dieser schematischen Abbildung ist das Dünnglasband 1 perspektivisch mit einem Schnitt senkrecht zur Längsrichtung dargestellt. In dieser Darstellung sind die Borten 37 als gegenüber dem mittigen Qualitätsbereich 38 des Dünnglasbands 1 verdickte Randbereiche gut zu erkennen. Entlang der Längsrichtung des Bands erstreckt sich eine rippenförmige Verdickung. Eine solche Verdickung äußert sich dann in einer Dickenvariation 46 in Querrichtung des Dünnglasbands 1. Mit dem Verfahren und der Anordnung der Ziehrollen lassen sich sowohl Dickenvariationen 45 in Längsrichtung, als auch Dickenvariationen 46 in Querrichtung gut reduzieren. Insgesamt kann mittels des beschriebenen Verfahrens ein besonders gleichmäßiges, beschädigungsfreies Glasband hergestellt werden. Allgemein, ohne Beschränkung auf bestimmte Ausführungsbeispiele ist dazu einem weiteren Aspekt dieser Offenbarung ein mit dem hier beschriebenen Verfahren, beziehungsweise der Vorrichtung herstellbares Dünnglasband 1 vorgesehen, welches einen
Qualitätsbereich mit gleichbleibender Dicke von höchstens 250 pm und zwei die Ränder des Dünnglasbands 1 bildende, gegenüber dem Qualitätsbereich 38 verdickte Borten 37 aufweist, wobei die Borten 37 keine Spuren, insbesondere keine Eindrücke von Ziehrollen und/oder keine von keramischen Ziehrollen stammende Abriebspuren aufweisen. Das Glasband 1 ist demgemäß frei von durch Ziehrollen verursachten Vorschädigungen und Rückständen. Keramische Rollen, die zum Ziehen von
Glasbändem eingesetzt werden, können Keramikfasem und Schichtsilikate,
beispielsweise Glimmer enthalten. Demgemäß ist die Oberfläche des Glasbands frei von diesen Bestandteilen, insbesondere auch frei von Spuren von Schichtsilikaten. Weitere Rückstände können durch den temperaturfesten Binder entstehen, mit dem die Fasern der Ziehrollen zusammengehalten werden. Diese Rückstände können eine oder mehrere der folgenden Materialien umfassen: Kaolin, Tonerde, Bentonit, Kordierit, Glimmer.
Das Ziehen im Kaltbereich, insbesondere mit weichen, am Glas gut haftenden Rollen ermöglicht einen kontrollierten Abzug von der Düse mit nur geringen Ziehgeschwindigkeiten. Diese geringen Ziehgeschwindigkeiten verringern auch das seitliche Zusammenziehen des Glasbands nach dem Ablösen. Dies verbessert das Verhältnis der Breite des Qualitätsbereichs 37 zur Breite der Borten 38. Auch die absolute Breite der Borten reduziert sich dann entsprechend. Dazu ist gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung allgemein, ohne Beschränkung auf die oben erwähnten Merkmale einer vorschädigungsffeien Borte ein mit dem hier beschriebenen Verfahren, beziehungsweise der Vorrichtung herstellbares Dünnglasband 1 vorgesehen, welches einen Qualitätsbereich mit gleichbleibender Dicke von höchstens 250 pm und zwei die Ränder des Dünnglasbands 1 bildende, gegenüber dem Qualitätsbereich 38 verdickte Borten 37 aufweist, wobei für die Abmessungen der Borten 37 und des
Qualitätsbereiches zumindest eines der folgenden Merkmale gilt:
- die addierte Breite der Borten 37 ist kleiner als 20 cm,
- das Verhältnis der Breite des Qualitätsbereichs 38 zur addierten Breite der Borten beträgt mindestens 1,5:1, bevorzugt mindestens 3 : 1.Dabei weist das Dünnglasband gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine Breite von mindestens 50 cm, vorzugsweise von mindestens 60 cm auf.
Für das Verfahren sind bestimmte Gläser besonders geeignet, um geringe Glasdicken und gleichzeitig geringe Glasdickenvariationen zu erreichen. Eine bevorzugte Klasse von Gläsern enthält folgende Komponenten, Angaben in
Gewichtsprozent:
Si0 58 - 68
B2O3 7 - 9
AI2O3 2 - 6
Na20 5 - 8
K20 6 - 9
ZnO 4,5 - 6,5
T1O2 2 - 6
Optional kann Sb20^ in einer Menge von 0,4 - 0,8 Gewichtsprozent und/oder Cf in einer Menge von 0,05 bis 0,15 Gewichtsprozent enthalten sein. Das Glas ist bevorzugt frei von Erdalkali-Oxiden. Auch alkalifreie, beziehungsweise alkaliarme Gläser können verarbeitet werden. Eine bevorzugte Klasse solcher Gläser enthält folgende Komponenten in Gewichtsprozent:
Si0 55 - 65
B2O3 5 - 15
AI2O3 12 - 22
MgO 2 - 4
CaO 3 - 6
BaO 2 - 4
Gemäß noch einer bevorzugten Ausführungsform wird mit dem Verfahren oder der Vorrichtung ein Dünnglasband 1 hergestellt, dessen Zusammensetzung folgende Komponenten in Gewichtsprozent enthält:
S1O2 55 bis 68
AI2O3 13 bis 22
B2O3 0 bis 8
L12O 0 bis 6
Na20 8 bis 15
K20 0 bis 7
MgO 0 bis 7
CaO 0 bis 3, bevorzugt 0 bis 1
ZnO 0 bis 4, bevorzugt 0 bis 1
Zr02 0 bis 4
T1O2 0 bis 1, bevorzugt im wesentlichen Ti02-frei.
Weiterhin können im Glas enthalten sein zu 0 bis 1 Gew.-%: P205, SrO, BaO; sowie Läutermittel zu 0 bis 1 Gew.-%: Sn02, Ce02 oder As203 oder andere Läutermittel. Gläser mit dem vorstehend aufgeführten Zusammensetzungsbereich eignen sich gut zum chemischen Vorspannen und können damit für die Herstellung von hoch-bruchfesten Dünnglaselementen eingesetzt werden.
Wie bereits in Bezug auf Lig. 1 beschrieben, ermöglicht es die Anordung der Ziehrollen in einem Bereich, in dem das Glas bereits mindestens teilweise abgekühlt ist, die Verwendung von elastomeren Materialien für die Ziehrollen. Lig. 7 zeigt eine Ziehrolle 7, mit einer Lauffläche 7 aus elastomerem Material. Elastomere weisen allerdings auch einen gewissen Nachteil dahingehend auf, dass diese einen mit steigenden Zugkräften anwachsenden Schlupf haben. Dies kann Änderungen in der Ziehgeschwindigkeit mit sich bringen, die sich wiederum in Dickenschwankungen äußern. Um diesen Effekt klein zu halten, weisen die Ziehrollen gemäß einer
Ausführungsform einen Kern 72 aus starrem Material auf, auf dem ein Mantel 71 aus elastomerem Material aufgebracht ist. Die Dicke des Mantels ist vorzugsweise nicht größer als 10 mm, insbesondere kleiner als 8 mm. Bezogen auf den Durchmesser der Ziehrolle, beziehungsweise der Lauffläche 70 beträgt die Dicke des Mantels 71 gemäß noch einer Ausführungsform nicht mehr als 1/8 dieses Durchmessers. Beispielsweise kann bei einem Rollendurchmesser von 80 Millimetern ein Mantel 71 mit einer Dicke von 5 mm vorgesehen sein.
Um Beschädigung oder schnelle Degradation des Elastomermaterials aufgrund des immer noch heißen oder doch zumindest warmen Dünnglasbands 1 zu vermeiden, kann eine Kühleinrichtung 73 vorgesehen sein, um die Lauffläche 70 zu kühlen, beispielsweise, indem die Kühleinrichtung 73 die Lauffläche mit einem
Kühlfluidstrahl 74 anbläst.
Dünnglaselemente, die aus einem Dünnglasband ausgeschnitten werden, können für eine Reihe von Anwendungen mit Vorteil eingesetzt werden. Eine
Anwendung ist die Herstellung von Dünnfilmbatterien, wie sie in der WO 2015/197597 Al beschrieben wird. In Bezug auf die Herstellung solcher Batterien mit einem
Dünnglassubstrat wird diese Anmeldung vollständig auch zum Gegenstand dieser Offenbarung gemacht. Ebenso können die Gläser einzeln oder in einem
Verbundmaterial für Displays, insbesondere flexible Displays verwendet werden.
Bezugszeichenliste

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines flachen Dünnglasbands (1), bei welchem Glas (3) geschmolzen wird und aus einem die Glasschmelze führenden Behälter (17) austritt und vom Behälter weg nach unten zum Dünnglasband (1) mit einer Dicke von höchstens 250 mhi unter Anwendung von in Längsrichtung des Dünnglasbands (1) wirkenden Zugkräften ausgezogen wird, wobei das Dünnglasband (1) nach dem Austritt abgekühlt wird, bis es die Glastemperatur Tg unterschreitet, und wobei die Zugkräfte durch zumindest zwei Paare von Ziehrollen (7, 9, 11, 13) auf das Dünnglasband (1) übertragen werden, wobei die beiden Paare von Ziehrollen (7, 9, 11, 13) quer zur Zugrichtung beabstandet angeordnet sind, um das Dünnglasband (1) beidseitig im Bereich seiner Längskanten (23, 25) jeweils zwischen zwei Ziehrollen (7, 9, 11, 13) zu fassen, und wobei der Kontakt des Dünnglasbands (1) mit Ziehrollen (7, 9, 11, 13) erst an einer Position erfolgt, bei welcher die Temperatur des Glases höchstens bei oder unterhalb von 500 °C liegt.
2. Verfahren gemäß dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dünnglasband (1) mit einer Dicke von höchstens 70 pm, vorzugsweise höchstens 50 pm gezogen wird.
3. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem der Behälter (17) als Überlaufrinne ausgebildet ist und die Glasschmelze (4) oben austritt, in zwei Glasströmen beidseitig über die Überlaufrinne läuft und sich die beiden Glasströme unter der Überlaufrinne zu einem Glasband vereinigen, oder wobei
- der Behälter (17) eine langgestreckte Düse (5) aufweist, aus welcher die Glasschmelze (4) nach unten ausläuft.
4. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Glas (3) vor dem Kontakt mit den Ziehrollen (7, 9, 11, 13) auf eine Temperatur von höchstens 100 °C heruntergekühlt wird.
5. Verfahren gemäß dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Dünnglasband nach dem Passieren der Ziehrollen aus vertikaler in horizontale Lage umgelenkt wird.
6. Verfahren gemäß dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Dünnglasband (1) ff eihängend aus der Vertikalen umgelenkt und waagerecht weitergeführt wird, wobei in waagerechter Lage des
Dünnglasbands (1) Borten (37) vom Dünnglasband (1) abgetrennt werden.
7. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zumindest einer der folgenden Bedingungen zur Ziehgeschwindigkeit eingehalten wird:
- Die Ziehgeschwindigkeit des Dünnglasbands (1) liegt im Bereich von 0,4 Metern pro Minute bis 50 Metern pro Minute,
- die Ziehrollen (7, 9, 11, 13) ziehen das Dünnglasband (1) mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit im Bereich von 1 ,5 Umdrehungen pro Minute bis 180 Umdrehungen pro Minute,
- das Dünnglasband (1) wird mit einer Geschwindigkeit gezogen, die abhängig von der Dicke des Dünnglasbands (1) ist, so dass das Produkt der Ziehgeschwindigkeit angegeben in Metern pro Minute und der Glasdicke angegeben in Mikrometern zwischen 200 und 1000, vorzugsweise in einem Bereich von 500 bis 900 liegt.
8. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ziehrollen (7, 9, 11, 13) das Dünnglasband (1) an einer Position greifen, bei der zumindest eine der folgenden Bedingungen gegeben ist:
- die Temperatur des Glases (3) liegt unterhalb des unteren Kühlpunkts,
- die Temperatur des Glases (3) beträgt weniger als 100 °C.
9. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Übertragung von Schwingungen auf das
Dünnglasband (1) mit Frequenzen kleiner als 1 Hertz durch mechanische Dämpfung von Elementen, die mit dem Dünnglasband (1) in Berührung kommen, um mindestens 10 dB gedämpft wird.
10. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Zugkräfte auf das Dünnglasband (1) mit einem Paar von gegenüberliegend angeordneten Ziehrollen (7, 9, 11, 13) entlang einer Kontaktbreite (42) im Bereich von 10 mm bis 50 mm übertragen werden.
11. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Position der Ziehrollen entlang der
Bewegungsrichtung des Dünnglasbands eingestellt und an eine Position angepasst wird, an welcher das Dünnglasband 1 beim Abkühlen eine vorgegebene Temperatur erreicht.
12. Vorrichtung (2) zur Herstellung eines flachen Dünnglasbands (1), mit
- einem Behälter (17) zur Aufnahme einer Glasschmelze (4), aus welchem das geschmolzene Glas (3) austritt und nach unten abziehbar ist, sowie
- eine Abkühleinrichtung (21), um das aus dem Behälter (17) ausgetretene Dünnglasband (1) kontrolliert herunterzukühlen, wobei die Vorrichtung (2)
- eine Zugeinrichtung (19) aufweist, um auf das Dünnglasband (1) einen Zug auszuüben und das Dünnglasband (1) damit auf eine Dicke von höchstens 250 mhi auszuziehen, wobei die Zugeinrichtung (19) für das Ausüben der Zugkraft
- zumindest zwei Paare von Ziehrollen (7, 9, 11, 13), die quer zur
Zugrichtung zueinander beabstandet angeordnet sind, um das
Dünnglasband (1) jeweils zwischen zwei Ziehrollen (7, 9, 11, 13) zu fassen, wobei die Ziehrollen (7, 9, 11, 13) der Abkühleinrichtung (21) nachgeordnet und so weit von der Düse (5) beabstandet angeordnet sind, dass der Kontakt des Dünnglasbands (1) mit einer Ziehrolle erst bei einer Temperatur des Glases von höchstens 500 °C erfolgt.
13. Vorrichtung (2) gemäß dem vorstehenden Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ziehrollen (7, 9, 11, 13) unterhalb des Behälters (17) angeordnet sind, so dass die Ziehrollen (7, 9, 11, 13) einen vertikalen Zug auf das sich nach unten bewegende Dünnglasband (1) ausüben.
14. Vorrichtung gemäß einem der zwei vorstehenden Ansprüche, wobei
- der Behälter (17) als Überlaufrinne ausgebildet ist, bei dem die
Glasschmelze (4) oben austritt, in zwei Glasströmen beidseitig über die Überlauffinne läuft und sich die beiden Glasströme unter der Überlauffinne zu einem Glasband vereinigen, oder wobei
- der Behälter (17) eine langgestreckte Düse (5) aufweist, aus welcher die Glasschmelze (4) nach unten ausläuft.
15. Vorrichtung (2) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eines der Merkmale:
- der Abstand zwischen der Position der Temperatur Tg und dem Punkt, ab dem sich das Glas vom Behälter (17) ab löst, beträgt weniger als 2 Meter,
- der Abstand zwischen dem Punkt, ab dem sich das Glas vom Behälter (17) ab löst und dem Kontaktpunkt der Ziehrollen (7, 9, 11, 13) mit dem Dünnglasband liegt im Bereich von 2 bis 4 Metern.
16. Vorrichtung (2) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend eine Bortenabtrenn-Einrichtung (35) zum Abtrennen von Borten (37) vom Dünnglasband (1), wobei die Bortenabtrenn-Einrichtung (35) in
Bewegungsrichtung des Dünnglasbands (1) der Zugeinrichtung (19) nachgeordnet ist.
17. Vorrichtung gemäß dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Paare von Ziehrollen (7, 9, 11, 13) quer zur Zugrichtung so weit beabstandet angeordnet, dass diese das Dünnglasband (1) nur an den Bereichen berühren, die nachfolgend von der Bortenabtrenn-Einrichtung (35) vom Dünnglasband (1) abgetrennt werden.
18. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eines der folgenden Merkmale:
- die Ziehrollen (7, 9, 11, 13) sind mit einer Oberfläche aus elastomerem Material versehen,
- der Durchmesser der Ziehrollen liegt in einem Bereich von 40 mm bis 250 mm, vorzugsweise in einem Bereich von 40 mm bis 150 mm,
- die Ziehrollen (7, 9, 11, 13) umfassen einen starren Kern (72) und einen Mantel (71) aus elastomerem Material, wobei der Mantel (71) eine Dicke von höchstens 10 Millimetern oder eine Dicke von höchstens 1/8 des Rollendurchmessers aufweist
- es ist eine Kühleinrichtung (73) vorgesehen, um die Laufflächen (70) der Ziehrollen (7, 9, 11, 13) zu kühlen, insbesondere, um die Laufflächen (70) der Ziehrollen (7, 9, 11, 13) mit einem Kühlfluidstrahl (74) anzublasen.
19. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Zugeinrichtung (19) auf Dämpfungselementen (39) gelagert ist, um die Übertragung von Schwingungen über die
Ziehrollen (7, 9. 11, 13) auf das Dünnglasband (1) zu unterdrücken.
20. Vorrichtung gemäß dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugeinrichtung (19) eine Masse von mindestens 300 kg aufweist.
21. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ziehrollen (7, 9, 11, 13) so ausgebildet und angeordnet sind, dass die Kontaktbreite (42) eines Paars von Ziehrollen, entlang welcher Zugkräfte auf das Dünnglasband (1) übertragen werden, im Bereich von 10 mm bis 50 mm liegt.
22. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ziehrollen (7, 9, 11, 13) der Zugeinrichtung (19) in ihrer Position entlang der Bewegungsrichtung (40) des Dünnglasbands (1) verstellbar sind, so dass der Abstand der Ziehrollen zum
Heiß formungsbereich des Dünnglasbands (1) veränderbar ist.
23. Dünnglasband (1), insbesondere herstellbar mit einem Verfahren oder einer Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, welches einen Qualitätsbereich (38) mit gleichbleibender Dicke von höchstens 250 pm und zwei die Ränder des Dünnglasbands (1) bildende, gegenüber dem Qualitätsbereich (38) verdickte Borten (37) aufweist, wobei die Borten (37) keine Spuren, insbesondere keine Eindrücke von Ziehrollen und keine von keramischen Ziehrollen stammenden Abriebspuren aufweisen.
24. Dünnglasband (1) gemäß dem vorstehenden Anspruch, dessen
Zusammensetzung folgende Komponenten in Gewichtsprozent enthält:
S1O2 55 bis 68
AI2O3 13 bis 22
B2O3 0 bis 8
L12O 0 bis 6
Na2Ü 8 bis 15
K20 0 bis 7
MgO 0 bis 7
CaO 0 bis 3, bevorzugt 0 bis 1
ZnO 0 bis 4, bevorzugt 0 bis 1
Zr02 0 bis 4
T1O2 0 bis 1 , bevorzugt im wesentlichen Ti02-frei.
25. Dünnglasband (1) gemäß einem der zwei vorstehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch zumindest eines der folgenden Merkmale:
- die addierte Breite der Borten (37) ist kleiner als 20 cm,
- das Verhältnis der Breite des Qualitätsbereichs (38) zur addierten Breite der Borten beträgt mindestens 1,5:1, vorzugsweise mindestens 3:1,
- das Dünnglasband hat eine Breite von mindestens 50 cm, vorzugsweise von mindestens 60 cm.
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