JP2017515783A - 薄板ガラスリボンを製造する方法及び装置、並びにこの方法により製造された薄板ガラスリボン - Google Patents

薄板ガラスリボンを製造する方法及び装置、並びにこの方法により製造された薄板ガラスリボン Download PDF

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Abstract

本発明は、薄板ガラスリボン（１）の端の肉厚部、いわゆる耳部（７、８）を切り離すことを想定した、最大で３００マイクロメートルの厚みを示す薄板ガラスリボン（１）を製造するための改善された方法及び改善された装置（２）に関する。この場合、機械的に高価値のエッジ（１１、１２）が形成され、かつリボン状のガラス融液（３）から切り離し後に新たな二次的耳部の形成は阻止されるか、又はこの二次的耳部の厚みは少なくとも当初の耳部（７、８）よりも低減される。特に、分離後にガラス内の機械的な永久応力はできる限り避けられる。このために、薄板ガラスリボン（１）をガラス融液（３）又はプリフォーム（１８）から引き出し、耳部（７、８）を分離装置（９）によって薄板ガラスリボン（１）から切り離し、かつ生じたガラスリボンを冷却する。この場合、分離は、薄板ガラスリボン（１）の運動方向に沿った位置で、かつ薄板ガラスリボン（１）の冷却の間にガラスの粘度が１０7ｄＰａ・ｓ〜１０11ｄＰａ・ｓの範囲内にあるような時点で行うので、耳部（７、８）の切り離しにより新たに形成される、薄板ガラスリボン（１）のエッジ（１１、１２）は丸みを帯びる。

Description

本発明は、薄板ガラスリボンを製造する方法及び装置、並びにこの方法により製造された薄板ガラスリボンに関する。この場合、薄板ガラスリボンは、ガラスフィルムであってもよい。
薄板ガラスは多様な用途、例えばコンシューマーエレクトロニクス分野で、例えば半導体モジュール用、有機ＬＥＤ光源用又は薄い若しくは湾曲した表示装置用のカバーガラスとして、あるいは再生可能エネルギー又はエネルギー技術分野で、例えば太陽電池用に使用されることが次第に増加している。これらの例は、タッチパネル、コンデンサー、薄膜バッテリー、フレキシブルプリント基板、フレキシブルＯＬＥＤ、フレキシブル光起電力モジュール又はｅ−ペーパーである。薄板ガラスは、その卓越した特性、例えば耐薬品性、温度変化耐久性及び耐熱性、気密性、高い電気絶縁性、適正な熱膨張率、柔軟性、高い光学品質及び光透過性、又は薄板ガラスの両側の表面を火造り（ファイアポリッシュ）した場合には極めて低い粗さを示す高い表面品質に基づいて、多くの用途のためにますます注目されている。
ガラス融液から３００マイクロメートル以下の厚みを示す薄板ガラスリボンを引き出す薄板ガラスリボンの製造方法は、引き出された薄板ガラスリボンの両端に、運動方向若しくは引き出し方向に対して横断する方向で、通常では薄板ガラスリボンの中央部の比較的薄いガラス有用部に対して肉厚部、いわゆる耳部の形成を引き起こす。この耳部の厚さは通常、約３５０マイクロメートル〜４００マイクロメートルである。
容積の節約及び特にコンパクトな貯蔵の観点から、並びに後続加工のための低コスト輸送の観点から、ガラスリボンの形の薄板ガラスを、より小さな直径で巻き取るか又は曲げるためには、この耳部を切り離すことが好ましく、又は耳部を切り離す必要がある。更に、この耳部によってガラスリボン全体の冷却が不均一になることによって、ガラス内に応力が生じ、ひいては問題を引き起こしかねないため、この耳部を切り離すことが望ましい。従来は通常、冷却後処理領域において冷却されたガラス融液で耳部の切り離しが行われる。薄板ガラス分離法又は薄板ガラス切断法としては、例えばホイールを用いたけがきと、その後の破断による分離のような慣用の技術も、例えばレーザースクライビングと、その後の破断によるような光学的方法も使用されている。
このように、例えば国際公開第２０１０／０９９３０４号（WO 2010/099304 A2）も、決められた分離ラインでガラスリボンの一部を切り離す方法を記載している。この場合、まず分離ラインに沿って７×１０14ポアズ（ｄＰａ・ｓ）以下の粘度で所定の領域内において、特にレーザー、プラズマ、マイクロ波、火炎又はフォーカスされた赤外線を用いて、この領域を軟化温度まで又は軟化温度を越える温度まで加熱し、かつこのガラスリボンに断方向の応力をかけて、この両側の部分の領域よりも厚みの薄い狭くなった部分を形成させることにより、ガラスリボンを成形する。引き続き、７×１０14ポアズ（ｄＰａ・ｓ）を越える粘度を示すよう、相応して成形されたガラスリボンを冷却する。次いで、冷却されたガラスリボンに応力をかけて、ガラスリボンの狭くなった部分を破断し、定められた分離ラインに沿って分離する。
しかしながらこの種の分離方法は、相応して生じる粗さ及び微小亀裂を有する、破断されたエッジに基づいて、制御することのできないガラス破壊を生じる場合がある。
したがって、特に巻き取られた又は曲げられたガラスリボンにおいて亀裂及び破壊の発生を回避するためには、エッジの品質と、エッジが無傷なことが特に重要である。
薄板ガラスを引き出す際の特別な問題は、耳部領域の間にあるガラス有用部よりも、耳部ガラスの厚みが明らかに厚いために、冷却速度が実質的に遅いことにもある。この緩慢な冷却により、ガラス中央部と比較して耳部領域内のガラスはより強く圧縮される。それによりガラスリボン内に応力が生じ、この応力が反りを生じかねない。
したがって本発明の課題は、ガラス耳部の切り離しを想定した方法及び装置であって、機械的に高価値のガラスエッジを形成させ、かつリボン状のガラス融液から切り離した後に新たな二次的耳部の形成を阻止するか又はこの二次的耳部の厚みを少なくとも当初の耳部よりも低減する、改善された方法及び改善された装置を提供することである。分離後に、ガラスの凹凸又はガラスの反り、いわゆる反り（Warp）を生じることがあるガラス内部の応力もできる限り回避するべきである。したがって、この方法により製造された薄板ガラスリボンは、特に高品質であり、かつ後続加工において容易に加工することができるべきである。
前記課題は、独立請求項の主題により解決される。好ましい実施形態及び実施態様は、従属請求項に記載されている。
したがって本発明は、薄板ガラスリボンの製造方法であって、ガラス融液又はプリフォームから、最大で３００μｍ（マイクロメートル）、好ましくは最大で２００μｍ（マイクロメートル）の厚みを示す薄板ガラスリボンを引き出し、この際に、薄板ガラスリボンの両端に、薄板ガラスリボンの中央部よりも大きな厚みを示す耳部が形成され、薄板ガラスリボンを引き出した後に冷却し、かつ分離装置を用いて薄板ガラスリボンから耳部を切り離し、かつこの分離は、薄板ガラスリボンの運動方向に沿った位置で、あるいは薄板ガラスリボンの冷却の間にガラスの粘度が１０7ｄＰａ・ｓ〜１０11ｄＰａ・ｓの範囲内にある時点で行われ、その際、耳部の分離により新たに形成された薄板ガラスリボンのエッジが丸みを帯びる、薄板ガラスリボンの製造方法を想定している。
このガラスリボンは、ガラスの引き出し、耳部の切り離し、及びエッジの丸み付けの後に冷却される。この場合、ガラス有用部と、より厚い耳部との冷却速度の差により生じうるガラスリボン内の応力は最小化される。
この方法の好ましい実施形態の場合には、薄板ガラスリボンの冷却の間に、１０8ｄＰａ・ｓ〜１０11ｄＰａ・ｓの範囲内、特に好ましくは１０9ｄＰａ・ｓ〜１０10ｄＰａ・ｓの範囲内のガラスの粘度で、耳部の切り離しを実施する。
好ましくは、ガラス融液をガイドする装置、好ましくは引き出しオリフィス、並びに薄板ガラスリボンの耳部を分離するために、ガラス融液をガイドする装置の最も近くにある融液接触面に対して８０ｍｍ（ミリメートル）〜４００ｍｍの範囲内、好ましくは１５０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲内、更に好ましくは１５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内の距離に配置されている装置を用いて、薄板ガラスリボンを製造する方法が行われる。プリフォームからガラスリボンを引き出す際に、熱成形領域に対して同様に挙げられた距離を使用することができる。プリフォームからの引き出しの際に、この熱成形領域は、プリフォームの加熱のための加熱装置により定義される。したがって、本発明の一実施形態の場合には、薄板ガラスリボンから耳部を分離する装置が、プリフォームの加熱のための加熱装置に対して８０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲内、好ましくは１５０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲内、更に好ましくは１５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内の距離でこの耳部を切り離すように配置されている。
この好ましい領域は、約７５０℃〜９００℃のガラス温度並びに上述のガラス粘度（１０11ｄＰａ・ｓ〜１０7ｄＰａ・ｓ）にそれぞれ対応する。
したがって本発明による装置は好ましくは、薄板ガラスリボンの冷却の間に耳部の切り離しが１０7ｄＰａ・ｓ〜１０11ｄＰａ・ｓの範囲内、好ましくは１０8ｄＰａ・ｓ〜１０11ｄＰａ・ｓの範囲内、特に好ましくは１０9ｄＰａ・ｓ〜１０10ｄＰａ・ｓの範囲内のガラス粘度で行われるよう、引き出し速度、質量流量及び／又は分離位置のパラメータの少なくとも１つを調節するための調節装置を含む。
ガラスリボン有用部の特に均一な温度プロフィールを達成し、かつそれによりガラス内での機械的な永久応力の形成を避けるために、耳部の切り離しは、好ましくは３０〜１５０ミリメートルの範囲内、特に好ましくは４０〜１００ミリメートルの範囲内の幅で行われる。
好ましくは、薄板ガラスリボンの耳部の分離又は切断は、少なくとも１つのレーザーを用いて行われ、この場合、引き出し後にまだ粘性の、若しくは粘弾性のガラスを、レーザーによって溶融し、かつ溶断する。このために、切り離される各耳部ごとに個別のレーザーが設けられていてもよく、又は１つのレーザーのレーザービームを２つの部分ビームに分けてもよい。
この場合、薄板ガラスは、例えばDE 693 04 194 T2、欧州特許第０８７２３０３号明細書（EP 0 872 303 B1）及び米国特許第６，４０７，３６０号明細書（US 6,407,360）に記載されているようなレーザースクライブ法の場合のように破断するのではなく、レーザービームを用いて分離ラインに沿ったエネルギーの導入により極めて狭い領域でいわば溶断するので、完全な切断により火造りされた、滑らかで、一貫して微小亀裂のない切断エッジが生じる。この溶断は、レーザービームが当たる箇所での局所的な加熱によって行われ、この場合、ガラスの粘度は、融液又はプリフォームからの先行する熱成形プロセスによって同様にまだ粘性の、その局所を取り囲むガラスよりも、更に低下される。この表面張力により、ガラスは加熱された領域内でまとまり、その結果、加熱された位置で切り分けられる。
実施のためには、固定されたレーザーに沿って薄板ガラスを案内するか、又は固定された薄板ガラスに沿ってレーザーを動かすか、又は両方を互いに相対的に動かすことができる。この場合、レーザーは、予め設定された分離ラインに沿って連続的に送りを描くか、又はレーザーを、分離ラインに沿って１回又は数回前後に走査しながら前方に動かすことができる。
特に特許請求の範囲に記載されている粘度範囲でガラスを溶断するために、特にＣＯ2レーザー、特に９．２μｍ（マイクロメートル）〜１１．４μｍの範囲内の、好ましくは１０．６μｍの波長を示すＣＯ2レーザー、又は周波数二倍化ＣＯ2レーザーが適している。これは、ＡＣレーザー、特にパルス化ＣＯ2レーザー又はＤＣ−ＣＯ2レーザー（ＣＷ−レーザー、持続波レーザー（continous-wave laser））であってよい。
本発明による方法を実施するためにＣＯ2レーザーを使用する場合、特に切断速度を鑑みて、５００Ｗ（ワット）未満の、好ましくは３００Ｗ未満の、特に好ましくは２００Ｗ未満の平均レーザー出力ＰAVが適切であり、かつ十分である。切断エッジの品質に関しては、１００Ｗ未満の平均レーザー出力が好ましく、この平均レーザー出力は良好な切断エッジ品質の形成に役立つものの、切断速度は低い。
ＡＣ−ＣＯ2レーザー、つまり高周波フィールドにより励起されるＣＯ2レーザーを使用する場合、１０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの範囲内のＨＦ励起周波数が好ましい。実施例では２０ｋＨｚの周波数を示すＨＦフィールド、又は１００ｋＨｚを示す周波数のスラブレーザー（SLAB Laser）が励起のために使用される。
本発明にとって殊にパルス化されたＣＯ2レーザーも特に適切である。このようなレーザーの場合、時間的に連続した励起パルスを用いて出力調節を行う。パルス周波数及び特にパルス時間を調節することにより、ＣＯ2レーザーの平均出力を簡単に調節することができる。このようにパルス化されたＣＯ2レーザーの平均パルス周波数、又はパルス繰り返し速度ｆについては、５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ（キロヘルツ）、特に１０ｋＨｚ〜３０ｋＨｚの値が好ましい。
更に、パルス化されたＣＯ2レーザーを使用する場合、０．１μｓ（マイクロ秒）〜５００μｓのレーザーパルス時間ｔpが好ましく、特に１μｓ〜１００μｓのレーザーパルス時間ｔpが好ましい。
本発明の場合、分離ラインに沿って薄板ガラスを分離するエネルギーの導入は、ガラス内でレーザー光が十分に吸収され、レーザーが照射された箇所で、まだ粘性のガラスの温度を超えて加熱が達成される任意の適切なレーザーによって行うことができる。
レーザーによる溶断は、本発明の場合に、ガラスが転移温度に達するよりかなり前で、つまり、転移温度を明らかに越える温度で行われる。耳部の切り離しの際にガラスがまだ粘弾性であることにより、分離の際に機械的応力は生じないか、又はほとんど生じない。
転移温度もしくは転移点は、ガラスが冷却の間に粘弾性の領域から固体の状態に移行する温度として定義される。この点の温度／粘度推移は、冷却曲線、温度変化の間の加熱速度又は冷却速度及び融液の化学組成に依存する。原則として、この転移点は、徐冷点付近の、１０13ポアズ＝１０13ｄＰａ・ｓにある。
本発明は、耳部切り離し位置における粘度が特許請求の範囲に記載の１０7ｄＰａ・ｓ〜１０11ｄＰａ・ｓ、好ましくは１０8ｄＰａ・ｓ〜１０11ｄＰａ・ｓ、更に好ましくは１０9ｄＰａ・ｓ〜１０10ｄＰａ・ｓの範囲内にある場合、ガラス融液リボンの機械安定性が十分に高いという知識にも基づいている。応力は、ガラス融液リボンの粘性の特性のために、好ましくは徐冷炉中で急速に除去される。
薄板ガラスリボンは、この範囲内で既に形状安定であるため、引き出し力に基づく二次的耳部は見込まれないか、又は二次的耳部の形成が阻止されるか、又は明らかにより薄い厚さで単なる微小な耳部として形成されるにすぎず、かつ分離エッジは自動的に丸みを帯びるか、又は丸みが付けられる。
好ましくは短いレーザーの作用時間に基づいて、分離の際に加熱されるガラス有用部はわずかである。
レーザー焦点が極めて大きい（ＤL≒１ｍｍ）場合でさえ、温度過剰上昇はガラス有用部領域内で約２００μｍ拡がるだけである。
それにより、毛管力に基づいて二次的耳部が生じることがあり、この場合、薄板ガラスリボンの端の最大の厚みＤB（微小耳部）については、
Figure 2017515783
 が該当する（式中、ＤNutzは、薄板ガラスリボンのリボン中央部の厚みを表す）。
本発明の薄板ガラスリボンは、丸みを帯び、かつ火造りされた表面を示すエッジを備えている。この場合、火造りされたとは、熱成形の間にガラスが凝固する際に、空気に対する界面によってのみガラス表面が形成され、かつその後に機械的にも化学的にも変化されていないことを意味する。したがって、こうして製造された薄板ガラスは、熱成形の間に、他の固体又は液体の材料と接触しない。
このガラスリボン有用部は、耳部を切り離した後に、ガラスの厚みがほぼ同じ場合、端又はエッジと中央部とで特に均一な温度プロフィールを示すため、両方の領域の冷却は等しく、かつ対称に行われ、かつガラス平坦度は改善されるか、又はいわゆる反り（Warp）の形成が最小化される。更に、耳部への移行領域内では応力が低減され、それにより制御不能なガラス破壊の確率は低下し、したがって、薄板ガラスリボンを再現可能にかつ高い収率で製造することができる。
これとは別に、ホイール又はローラーを用いた薄板ガラスリボンの耳部の切り離しは、引き出し後にまだ粘弾性のガラスを破断することなく、押しつぶすことによっても行うことができる。
したがって、耳部の切り離しは、破断を行うことなく、一対の対峙する、例えば噛み合うローラーによっても分断することができる。一実施形態の場合に、１つ又は２つのローラーは回転刃を備える。
両方のローラーの相互作用によって、耳部の切り離し位置は、この耳部が押し潰されかつガラスは破断されることなく切断されるように狭められるか又は押しつぶされる。
本発明による方法により製造された薄板ガラスリボンは、耳部の厚み又はエッジの厚みが明らかに低減されていることにより、ガラス有用部製品内で、特に巻き取られた薄板ガラスリボンの場合に生じる応力が本質的に低いため、このような製品の平均寿命は高められる。
本発明による方法は特に、最大で２質量％、好ましくは最大で１質量％、更に好ましくは最大で０．０５質量％、特に好ましくは最大で０．０３質量％のアルカリ金属酸化物含有率を示す薄板ガラスに適している。
更に、この方法は、特に、次の組成（酸化物を基準にして質量％で表す）：
ＳｉＯ2 ４０〜７５
Ａｌ2Ｏ3 １〜２５
Ｂ2Ｏ3 ０〜１６
アルカリ土類金属酸化物 ０〜３０
アルカリ金属酸化物 ０〜２
を含む薄板ガラスに適している。
更に、この方法は、特に、次の組成（酸化物を基準にして質量％で表す）：
ＳｉＯ2 ４５〜７５
Ａｌ2Ｏ3 ５〜２５
Ｂ2Ｏ3 １〜１６
アルカリ土類金属酸化物 １〜３０
アルカリ金属酸化物 ０〜１
を含む薄板ガラスに適している。
別の実施形態によれば、次の組成（質量％で表す）を示すリチウムアルミノケイ酸塩ガラスを薄板ガラスのために使用する：
Figure 2017515783
場合により、着色性酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加してもよく、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌ、Ｆ及び／又はＣｅＯ2 ０〜２質量％を清澄剤として添加してもよく、かつ同様に、ガラスに磁性機能、光子機能又は光学機能を付与するために、希土類酸化物０〜５質量％を添加してもよい。全体の組成の全体量は１００質量％である。
このリチウムアルミノケイ酸塩ガラスは、好ましくは次の組成（質量％で表す）を示す：
Figure 2017515783
上述のように、場合により着色性酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加してもよい。Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌ、Ｆ及び／又はＣｅＯ2 ０〜２質量％を清澄剤として添加してもよく、かつ同様に、ガラスに磁性機能、光子機能又は光学機能を付与するために、希土類酸化物０〜５質量％を添加してもよい。全体の組成の全体量は１００質量％である。
先に記載したリチウムアルミノケイ酸塩ガラスは、最も好ましくは次の組成（質量％で表す）を示す：
Figure 2017515783
場合により、着色性酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加してもよく、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌ、Ｆ及び／又はＣｅＯ2 ０〜２質量％を清澄剤として添加してもよい。同様に、ガラスに磁性機能、光子機能又は光学機能を付与するために、希土類酸化物０〜５質量％を添加してもよい。全体の組成の全体量は１００質量％である。
本発明のもう１つの実施形態によれば、ソーダ石灰ガラスを超薄型のフレキシブルガラスとして引き出し、ここでこのソーダ石灰ガラスは、次の組成（質量％で表す）を示す：
Figure 2017515783
場合により、着色性酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加してもよく、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌ、Ｆ及び／又はＣｅＯ2 ０〜２質量％を清澄剤として添加してもよく、かつ同様に、ガラスに磁性機能、光子機能又は光学機能を付与するために、希土類酸化物０〜５質量％を添加してもよく、かつ全体の組成の全体量は１００質量％である。
本発明のソーダ石灰ガラスは、好ましくは次の組成（質量％で表す）を示す：
Figure 2017515783
場合により、着色性酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加してもよく、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌ、Ｆ及び／又はＣｅＯ2 ０〜２質量％を清澄剤として添加してもよく、かつ同様に、ガラスに磁性機能、光子機能又は光学機能を付与するために、希土類酸化物０〜５質量％を添加してもよく、かつ全体の組成の全体量は１００質量％である。
本発明のソーダ石灰ガラスは、最も好ましくは次の組成（質量％で表す）を示す：
Figure 2017515783
場合により、着色性酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加してもよく、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌ、Ｆ及び／又はＣｅＯ2 ０〜２質量％を清澄剤として添加してもよく、かつ同様に、ガラスに磁性機能、光子機能又は光学機能を付与するために、希土類酸化物０〜５質量％を添加してもよい。全体の組成の全体量は１００質量％である。
一実施形態の場合に、薄板ガラスは、次の組成（質量％で表す）を示すホウケイ酸塩ガラスである：
Figure 2017515783
場合により、着色性酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加してもよく、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌ、Ｆ及び／又はＣｅＯ2 ０〜２質量％を清澄剤として添加してもよく、かつ同様に、ガラスに磁性機能、光子機能又は光学機能を付与するために、希土類酸化物０〜５質量％を添加してもよい。全体の組成の全体量は１００質量％である。
本発明の上述のホウケイ酸塩ガラスは、より好ましくは次の組成（質量％で表す）を示す：
Figure 2017515783
場合により、着色性酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加してもよく、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌ、Ｆ及び／又はＣｅＯ2 ０〜２質量％を清澄剤として添加してもよく、かつ同様に、ガラスに磁性機能、光子機能又は光学機能を付与するために、希土類酸化物０〜５質量％を添加してもよい。全体の組成の全体量は１００質量％である。
このホウケイ酸塩ガラスは、最も好ましくは次の組成（質量％で表す）を示す：
Figure 2017515783
場合により、着色性酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加してもよく、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌ、Ｆ及び／又はＣｅＯ2 ０〜２質量％を清澄剤として添加してもよく、かつ同様に、ガラスに磁性機能、光子機能又は光学機能を付与するために、希土類酸化物０〜５質量％を添加してもよい。全体の組成の全体量は１００質量％である。
本発明のもう１つの実施形態の場合には、薄板ガラスのために、次の組成（質量％で表す）を示すアルカリ金属アルミノケイ酸塩ガラスを使用する：
Figure 2017515783
場合により、着色性酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加してもよい。Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌ、Ｆ及び／又はＣｅＯ2 ０〜２質量％を清澄剤として添加してもよい。同様に、ガラスに磁性機能、光子機能又は光学機能を付与するために、希土類酸化物０〜５質量％を添加してもよい。全体の組成の全体量は１００質量％である。
本発明のこの実施形態の場合のアルカリ金属アルミノケイ酸塩ガラスは、より好ましくは次の組成（質量％で表す）を示す：
Figure 2017515783
場合により、着色性酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加してもよい。Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌ、Ｆ及び／又はＣｅＯ2 ０〜２質量％を清澄剤として添加してもよい。同様に、ガラスに磁性機能、光子機能又は光学機能を付与するために、希土類酸化物０〜５質量％を添加してもよい。全体の組成の全体量は１００質量％である。
このアルカリ金属アルミノケイ酸塩ガラスは、最も好ましくは次の組成（質量％で表す）を示す：
Figure 2017515783
場合により、着色性酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加してもよい。Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌ、Ｆ及び／又はＣｅＯ2 ０〜２質量％を清澄剤として添加してもよい。同様に、ガラスに磁性機能、光子機能又は光学機能を付与するために、希土類酸化物０〜５質量％を添加してもよい。全体の組成の全体量は１００質量％である。
一実施形態の場合に、薄板ガラスは、次の組成（質量％で表す）を示す低アルカリ含有率を示すアルミノケイ酸塩ガラスから製造される：
Figure 2017515783
場合により、着色性酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加してもよい。Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌ、Ｆ及び／又はＣｅＯ2 ０〜２質量％を清澄剤として添加してもよい。同様に、ガラスに磁性機能、光子機能又は光学機能を付与するために、希土類酸化物０〜５質量％を添加してもよい。全体の組成の全体量は１００質量％である。
低アルカリ含有率のこのアルミノケイ酸塩ガラスは、より好ましくは次の組成（質量％で表す）を示す：
Figure 2017515783
場合により、着色性酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加してもよい。Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌ、Ｆ及び／又はＣｅＯ2 ０〜２質量％を清澄剤として添加してもよい。同様に、ガラスに磁性機能、光子機能又は光学機能を付与するために、希土類酸化物０〜５質量％を添加してもよい。全体の組成の全体量は１００質量％である。
最も好ましくは、このガラスは次の組成（質量％で表す）を示す：
Figure 2017515783
場合により、着色性酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加してもよい。Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌ、Ｆ及び／又はＣｅＯ2 ０〜２質量％を清澄剤として添加してもよい。同様に、ガラスに磁性機能、光子機能又は光学機能を付与するために、希土類酸化物０〜５質量％を添加してもよい。全体の組成の全体量は１００質量％である。
薄板ガラスリボン、又はガラスフィルムの厚みは、本発明の一実施形態によれば、３００μｍ未満、好ましくは２５０μｍ未満、好ましくは１００μｍ未満、特に好ましくは５０μｍ未満である。しかしながら、この厚みは、本発明のもう１つの態様によれば、少なくとも５μｍ、好ましくは少なくとも１０μｍ、特に好ましくは少なくとも１５μｍである。薄板ガラスリボンの好ましいガラス厚みは、１５μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、５０μｍ、５５μｍ、７０μｍ、８０μｍ、１００μｍ、１３０μｍ、１４５μｍ、１６０μｍ、１９０μｍ、２１０μｍ又は２８０μｍである。
本発明による方法の好ましい実施形態の場合に、このような薄板ガラスリボンは、溶融した、好ましくはアルカリ貧有のガラスから、引き出し法又は溶融引き出し法で製造される。このいわゆるダウンドロー法は、例えば国際公開第０２／０５１７５７号（WO 02/051757 A2）に、いわゆるオーバーフロー・ダウンドロー・フュージョン法は、国際公開第０３／０５１７８３号（WO 03/051783 A1）に、及びいわゆるニュー・フュージョン・ドロー法は、国際公開第２０１２／１５８２３２号（WO 2012/158232 A2）に記載されており、この場合、ガラス融液をガイドする装置は、特に国際公開第２０１２／１５８２３２号（WO 2012/158232 A2）の図２に記載されているような成形ウェッジ又は成形ブレードを備える。
ガラス引き出し法の場合、基本的に気泡のない、かつ良好に均一化されたガラスを、ガラス容器、いわゆる引き出しタンク内に流し込む。この引き出しタンクは通常、貴金属、例えば白金又は白金合金からなる。引き出しタンクの下側に、オリフィス装置、特にスロットオリフィスを備えたオリフィス装置が配置されている。このオリフィスの大きさ及び形状は、引き出される薄板ガラスリボンの流量並びにその幅にわたる厚さ分布を定義する。この薄板ガラスリボンは、通常では、引き出しローラーの使用下で、そのガラスの厚みに応じて、約２〜１１０メートル／分（３３ｍｍ／秒〜１８３３ｍｍ／秒）、好ましくは４メートル／分〜５０メートル／分（６６ｍｍ／秒〜８３３ｍｍ／秒）の速度で下方に引き出され、最後に、引き出しローラーを備えた引き出し装置に引き続く徐冷炉に達する。この引き出しローラーの速度は、例えばガラスリボンの厚みを定義する。実施例の場合に、このガラスリボンは７．２メートル／分の速度で引き出される。
次に、本発明を、添付された図面と関連づけて詳細に説明する。
オリフィス下の高さ及びガラスリボンの幅に依存するガラスリボンの等温線を示すグラフ。 オリフィスからの距離に依存する、異なるマッフル温度プロフィールの２つのケース（ケース１及びケース２）の場合のガラスリボン及び周囲環境の垂直方向の温度プロフィールを示すグラフ。 １００μｍのガラスリボンの厚みを示すケース１について、ガラスリボンの幅に依存する、オリフィス下の異なる高さにおける温度プロフィールを示すグラフ。 １００μｍのガラスリボンの厚みを示すケース１について、ガラスリボンの幅に依存する、オリフィス下の異なる高さにおける厚みプロフィールを示すグラフ。 １００μｍのガラスリボンの厚みを示すケース１について、ガラスリボンの幅に依存する、オリフィス下の異なる高さにおける速度プロフィールを示すグラフ。 １００μｍのガラスリボンの厚みを示すケース２について、ガラスリボンの幅に依存する、オリフィス下の異なる高さにおける温度プロフィールを示すグラフ。 １００μｍのガラスリボンの厚みを示すケース２について、ガラスリボンの幅に依存する、オリフィス下の異なる高さにおける厚みプロフィールを示すグラフ。 １００μｍのガラスリボンの厚みを示すケース２について、ガラスリボンの幅に依存する、オリフィス下の異なる高さにおける速度プロフィールを示すグラフ。 ５０μｍのガラスリボンの厚みを示すケース１について、ガラスリボンの幅に依存する、オリフィス下の異なる高さにおける温度プロフィールを示すグラフ。 ５０μｍのガラスリボンの厚みを示すケース１について、ガラスリボンの幅に依存する、オリフィス下の異なる高さにおける厚みプロフィールを示すグラフ。 ５０μｍのガラスリボンの厚みを示すケース１について、ガラスリボンの幅に依存する、オリフィス下の異なる高さにおける速度プロフィールを示すグラフ。 ５０μｍのガラスリボンの厚みを示すケース２について、ガラスリボンの幅に依存する、オリフィス下の異なる高さにおける温度プロフィールを示すグラフ。 ５０μｍのガラスリボンの厚みを示すケース２について、ガラスリボンの幅に依存する、オリフィス下の異なる高さにおける厚みプロフィールを示すグラフ。 ５０μｍのガラスリボンの厚みを示すケース２について、ガラスリボンの幅に依存する、オリフィス下の異なる高さにおける速度プロフィールを示すグラフ。 分離装置としてレーザーを備えた本発明による装置の略図。 切断ラインからの距離に依存する温度プロフィールを示すグラフ。 分離装置としてホイールを備えた本発明による装置の略図。 プリフォームからの引き出しにより薄板ガラスリボンを製造するための本発明による装置。
例示的に、次の組成（質量％で示す）を示す、Schott AG社（Mainz）によりAF32（登録商標）の商品名で提供される無アルカリガラスを使用する：
ＳｉＯ2 ６１
Ａｌ2Ｏ3 １８
Ｂ2Ｏ3 １０
ＣａＯ ５
ＢａＯ ３
ＭｇＯ ３
AF32（登録商標）のガラスは、２４３０ｋｇ／ｍ3の密度ρ及び０．３Ｎ／ｍの表面張力γ、２Ｗ／ｍＫの熱伝導率λ及び１３６０Ｊ／ｋｇＫの比熱容量ｃpを示す。
AF32（登録商標）のガラスの転移温度Ｔgは、７１３℃である。
１００μｍ又は５０μｍの目標厚みを示す薄板ガラスリボンを製造するために、このガラスを炉内で加熱し、例えば８００ｍｍのオリフィス幅のオリフィスを通して引き出す。適切なオリフィス間隔は８ｍｍ〜１８ｍｍである。このオリフィス温度は、好ましくは１１００℃を越える。このようにして、１分当たり１．５ｋｇを越える流量で薄板ガラスリボンを、６メートル／分以上の引き出し速度で引き出すことができる。
図１には、オリフィス下の高さ及びガラスリボンの幅に依存する、薄板ガラスリボン１の１０００℃、９００℃及び８００℃での等温線を示すグラフが表される。
このガラスリボンはオリフィスから引き出す際に冷却され、ガラスリボンの幅がより狭くなる際に、引き出された薄板ガラスリボン１の端又はエッジに、方法によって及び高粘度のガラス融液の材料特性に基づいて次第に厚くなる肉厚部、いわゆる耳部が生じる。それにより、ガラスリボン内に温度不均一性が生じ、この温度不均一性が、ガラス内に応力、ガラスの凹凸又はガラスの反り（Ｗａｒｐ）を引き起こしかねない。
この耳部を用いて、ガラスをオリフィスから引き出し、かつガイドすることができる。
図２には、オリフィスからの距離に依存する、マッフル温度プロフィールが異なる２つのケースにおけるガラスリボン及び周囲環境の垂直方向の温度プロフィールを示すグラフが表される。
次の垂直方向のマッフル温度プロフィールで、２つのケース（ケース１及びケース２）を観察する：
ケース１（４０００Ｋ／分の温度勾配で）：Ｔ（ｙ）＝最大（７００℃；１０５５℃）＋４０００・ｙ及び
ケース２（２０００Ｋ／分の温度勾配で）：Ｔ（ｙ）＝最大（７００℃；１０５５℃）＋２０００・ｙ
この場合、ｙは、引き出しオリフィスに対する距離（メートルで示す）を表す。生じるガラス温度は、５０μｍの厚みを示す薄板ガラスリボン及び１００μｍの厚みを示す薄板ガラスリボンについて実質的に同じである。
図３〜図８は、それぞれ、１００μｍのガラスリボンの厚みを示すグラフを表し、これらの場合、図３から図５は、ケース１について、及び図６〜図８は、ケース２について示している。
図３と図６には、それぞれ１００μｍのガラスリボンの厚みを示す、それぞれケース１とケース２についてのガラスリボンの幅に依存するオリフィス下の５０ｍｍ、１００ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ及び４００ｍｍの異なる高さでの温度プロフィールを示すグラフが表されている。
これらのグラフから、オリフィス下の約４００ｍｍまでは、温度は依然としてAF32（登録商標）ガラスの７１３℃という高さの転移温度を越えていることが明らかである。したがって、オリフィス下４００ｍｍ以下の距離の範囲が耳部の切り離しのために好ましい。
図４と図７には、それぞれ１００μｍのガラスリボンの厚みを示す、それぞれケース１とケース２についてのガラスリボンの幅に依存するオリフィス下の２０ｍｍ、４０ｍｍ、６０ｍｍ及び８０ｍｍの異なる高さでの厚みプロフィールを示すグラフが表されている。
図４及び図７のそれぞれから、オリフィス下約８０ｍｍで既に、破線で示すガラスリボンの最終厚みプロフィール（約１００μｍ）にほぼ到達することが認識できる。したがって、オリフィス下８０ｍｍより大きな距離の範囲が耳部の切り離しのために好ましい。
図５と図８には、それぞれ１００μｍのガラスリボンの厚みを示す、それぞれケース１とケース２についてのガラスリボンの幅に依存するオリフィス下５０ｍｍ、１００ｍｍ及び１５０ｍｍの異なる高さでの速度プロフィールを示すグラフが表されている。
図５及び図８のそれぞれから、この薄板ガラスリボンは約１５０ｍｍにおいて、破線で示された７．２メートル／分の引き出し速度でほぼ固体と同様に挙動することが明らかである。したがって、この範囲内では耳部の切り離しの際及び耳部の切り離しの後に、引き出し力によってリボン中央部の薄板ガラスリボンが、特にガラスリボン有用部が改めて締め付けられることはない。
したがって、この薄板ガラスリボンから耳部を分離する方法は、オリフィスに対して８０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲内、好ましくは１５０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲内、更に好ましくは１５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内の距離で実施することが好ましいことは、図３〜５と図６〜８のそれぞれのグラフから明らかである。
図９〜図１４は図３〜図８に対応するグラフを示すが、ガラスリボンの厚みは５０μｍであり、図９〜図１１は、ケース１について、かつ図１２〜図１４は、ケース２について示している。
したがって以下が該当する：
図９と図１２には、それぞれ５０μｍのガラスリボンの厚みを示す、それぞれケース１とケース２についてのガラスリボンの幅に依存するオリフィス下５０ｍｍ、１００ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ及び４００ｍｍの異なる高さでの温度プロフィールを示すグラフが表されている。
これらのグラフから、オリフィス下約４００ｍｍまでは、温度はまだAF32（登録商標）ガラスの７１３℃という高さの転移温度を越えていることは明らかである。したがって、特別な実施例に制限されることなしに、オリフィス下４００ｍｍ以下の距離の範囲は、耳部の切り離しのために好ましい。
図１０と図１３には、それぞれ５０μｍのガラスリボンの厚みを示す、それぞれケース１とケース２についてのガラスリボンの幅に依存するオリフィス下２０ｍｍ、４０ｍｍ、６０ｍｍ及び８０ｍｍの異なる高さでの厚みプロフィールを示すグラフが表されている。
図１０及び図１３からそれぞれ、オリフィス下約８０ｍｍで既に、破線で示すガラスリボンの最終厚みプロフィール（約５０μｍ）にほぼ到達していることが認識できる。
したがって、特別な実施例に制限されることなしに、オリフィス下８０ｍｍより大きな距離の範囲が耳部の切り離しのために好ましい。
図１１と図１４には、それぞれ１００μｍのガラスリボンの厚みを示す、それぞれケース１とケース２についてのガラスリボンの幅に依存するオリフィス下５０ｍｍ、１００ｍｍ及び１５０ｍｍの異なる高さでの速度プロフィールを示すグラフが示されている。
図１１及び図１４のそれぞれから、この薄板ガラスリボンは約１５０ｍｍにおいて、破線で示された７．２メートル／分の引き出し速度でほぼ固体と同様に挙動することが明らかである。したがって、この範囲内では耳部の切り離しの際及び耳部の切り離しの後に、引き出し力によってリボン中央部の薄板ガラスリボン、特にガラスリボン有用部が改めて締め付けられることはない。
したがって、この薄板ガラスリボンから耳部を分離する方法は、好ましくはオリフィスに対して８０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲内、好ましくは１５０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲内、更に好ましくは１５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内の距離で実施することが好ましいことは図３〜図１４のグラフから明らかである。
よって好ましくは、ガラス融液３をガイドする装置、好ましくは引き出しオリフィス４、並びに耳部７、８を薄板ガラスリボン１から分離する装置９を備えた装置２が使用され、この装置９は、ガラス融液３をガイドする装置、特に引き出しオリフィス４の最も近い融液接触面に対して、８０ｍｍ（ミリメートル）〜４００ｍｍの範囲内、好ましくは１５０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲内、更に好ましくは１５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内の距離に配置されている。
このような装置２の例は、後に図１５及び図１７によって説明される。
更にこれらのグラフから、薄板ガラスリボン１の端の領域中の肉厚部、つまり耳部７、８は、全体の薄板ガラスリボン１の３０ｍｍ（ミリメートル）〜１５０ｍｍの範囲内、特に５０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内の幅を示すことは明らかである。したがって、応力及びガラスの凹凸若しくはガラスの反り（warps）を回避するために、温度不均一性を示す端のまさにこの幅の領域を切り離すことが好ましい。薄板ガラスリボン１の幅に関して、本発明の一実施形態によれば、これらの示された実施例に限定されることなく、耳部７、８を切り離し、これらの耳部７、８を足した幅は、この耳部７、８の切り離し後の薄板ガラスリボン１の幅の、少なくとも１／１０、好ましくは少なくとも１／８である。耳部７、８の幅は、一般に、引き出された薄板ガラスリボン１の全体の幅にそれほど依存していない。一般的に、これらの実施例に限定されることなく、３０ミリメートルより大きなストリップを切り離すことによって、薄板ガラスリボン１の冷却時に温度プロフィールの良好な均一性を達成することができ、かつそれにより機械的な永久応力の出現を有効に抑制することができる。したがって、本発明の一実施形態によれば、それぞれ少なくとも３０ミリメートル、好ましくは少なくとも４０ミリメートルの幅を示す耳部７、８を切り離すことが予定されている。
一つの実施例によれば、６００ミリメートルの幅の薄板ガラスリボン１から、それぞれ５０ミリメートルの幅の耳部７、８を切り離す。
特に図１、３、６、９及び１２から明らかなように、リボン中央部の薄板ガラスリボン１、したがって耳部７、８を切り離した後のガラスリボン有用部は、特に均一な温度プロフィールを示す。例えば、図６に示した実施例では、オリフィス下の３００又は４００ミリメートルの距離で、０．４メートルの幅のガラスリボンが得られるように耳部を切り離す場合、両方のケースにおいてエッジから中央までの温度差は２０℃未満である。この温度差は、引き出しオリフィスに対する分離位置の距離がより小さい場合には、更に小さくなる。一般に、これらの実施例に制限されることなく、本発明の態様によれば、薄板ガラスリボン１は、耳部を切り離した後、引き出し方向に対して垂直方向で測定して、エッジとリボン中央との間の温度差が２０℃未満であることが想定される。
耳部７、８は分離位置１０又は切断部の上方で、好ましくは薄板ガラスリボン１を運動方向に対して横断する方向に緊張させるために利用される。耳部７、８は、薄板ガラスリボン１の中央部又はガラス有用部に対して厚みがより大きいために、これらの部分より剛性が高い。
耳部７、８の切り離しを想定した方法であって、機械的に高価値のエッジ１１、１２を形成させ、リボン状のガラス融液３から切り離し後に新たな二次的耳部の形成を阻止するか又はこの二次的耳部の厚みを少なくとも当初の耳部７、８よりも低減し、かつ分離後にガラスの凹凸又は反り、いわゆるWarpを引き起こしかねないガラス内の応力を回避する、改善された方法を提供するために、本発明は次の方法を想定しており、ここで、この方法を実施するためには図１５及び１７による装置２が好ましい。
特に高価値の薄板ガラスリボン１を製造するために、例えば上述のガラスを使用する。
薄板ガラスリボン１の製造方法を実施するために好ましい、図１５に記載の装置２は、ガラス融液３をガイドする装置、好ましくは引き出しオリフィス４を備え、このガイド装置は加熱装置５及び加熱マッフル６内に配置されている。この薄板ガラスリボン１は、ガラス融液３から引き出され、この場合、薄板ガラスリボン１の両端には、薄板ガラスリボン１の中央部よりも大きな厚みを示す耳部７、８が形成される。薄板ガラスリボン１は、ガラス融液３から引き出した後に冷却され、かつ耳部７、８を、分離装置９、特にレーザー９ａによって薄板ガラスリボン１から分離位置１０で、つまり薄板ガラスリボン１の運動方向に沿った位置で、かつ薄板ガラスリボン１の冷却の間にガラスの粘度が１０7ｄＰａ・ｓ〜１０11ｄＰａ・ｓの範囲内にある時点で切り離すので、耳部７、８の切り離しにより、薄板ガラスリボンに新たに形成されるエッジ１１、１２は丸みを帯び、かつ特に火造りされた表面を示す。
図１５に記載の実施形態によれば、薄板ガラスリボン１はローラー１３、１４によって引き出されるが、これらのローラー１３、１４は、既に切り離された耳部７、８だけに作用している。したがって、引き出し力は、薄板ガラスリボン１の分離位置１０の上側の領域にだけ、つまりガラスがまだ転移温度Ｔgを越えていて、かつそれによりまだ柔らかい領域にだけかかる。この実施形態は、ローラー１３、１４が本来の薄板ガラスリボン１に影響を及ぼさないために好ましい。これとは別に又はこれに加えて、破線で示されているローラー１５、１６が使用されていてもよく、このローラー１５、１６によって薄板ガラスリボン１は、リボン中央部の領域で引き出される。
装置２は、好ましくは、引き出し速度、質量流量及び／又は分離位置のパラメータの少なくとも１つを、耳部７、８の切り離しが、薄板ガラスリボン１の冷却の間に１０7ｄＰａ・ｓ〜１０11ｄＰａ・ｓの範囲内、好ましくは１０8ｄＰａ・ｓ〜１０11ｄＰａ・ｓの範囲内、特に好ましくは１０9ｄＰａ・ｓ〜１０10ｄＰａ・ｓの範囲内のガラスの粘度で行われるように調節するために、図示されていない調節装置を備える。
本発明の場合に、耳部７、８の切り離しは、好ましくはまだ熱成形領域内で行われ、この場合、引き出しオリフィス４は、薄板ガラスリボン１から耳部７、８を分離するために、好ましくは８０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲内、特に好ましくは１５０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲内、更に特に好ましくは１５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内の距離で配置されている。これは、それぞれ約７５０℃〜９００℃のガラス温度あるいは特許請求の範囲に記載されている範囲内のガラス粘度に相当する。
オリフィス４の下方の約１５０ｍｍでは、薄板ガラスリボンはほぼ固体と同様に挙動するので、耳部７、８の切り離しの際に、引き出し力による有用領域の新たな締め付けは存在しない。
有用ガラスリボンとしての薄板ガラスリボン１の、特に均一な温度プロフィールを達成し、かつそれにより応力の形成及びそれに伴う反り（Warp）の形成を回避するために、耳部７、８の切り離しは、好ましくは３０ミリメートル〜好ましくは最大１５０ミリメートルの範囲内、特に好ましくは１０ミリメートル〜好ましくは最大１００ミリメートルの範囲内の幅で行われる。
図１５に示された装置２の場合、方法の特に好ましい態様では、温度が均一の領域でレーザー９ａによって薄板ガラスリボン１から耳部７、８を切り離すが、この場合、レーザー９ａによって又はレーザー９ａから生じるレーザービーム９０によってガラスを溶融する。
レーザー９ａによる切断エッジの加熱は、（理論上では）毛管現象により生じる二次的耳部の形成を引き起こすことがある。
このことは次のように見積もることができる：
AF32（登録商標）ガラスがレーザーフォーカス内で温度Ｔ0に加熱されることが仮定される：
レーザーの作用時間ｔは、
Figure 2017515783
 であり、ここで、ＤLは、レーザーフォーカスの直径であり、及び
νziehは、ガラスリボンの引き出し速度である。
引き出し速度は、オンラインプロセスで方法を使用する際に、薄板ガラスの付形と直接関連して、製造時のガラスリボン速度及びガラス厚みに依存する。ガラス体積との相関で、薄いガラスは厚いガラスよりもより早く引き出される。このように、ここで、引き出し速度は、１００μｍの厚みの薄板ガラスについては、７．２メートル／分（１２０ｍｍ／秒）のνziehであり、５０μｍの厚みの薄板ガラスについては１５メートル／分（２５０ｍｍ／秒）である。
１ｍｍ（０．００１ｍ）のレーザーフォーカスの直径ＤL及び７．２ｍ／ｍｉｎ（１２０ｍｍ／ｓ）の引き出し速度νziehでの実施例の場合、
Figure 2017515783
 のレーザーの作用時間が生じる。
この時間で、温度過剰上昇は式（＊）
Figure 2017515783
 ［ここで、
ｔは、レーザーの作用時間であり、
ｘは、切断ラインからの距離であり、
Ｔ0は、レーザーフォーカス内でのガラスの加熱温度であり、
Ｔ∞は、レーザーフォーカスの高さのガラス温度であり、
ＤLは、レーザーフォーカスｉの直径であり、
ρは、ガラスの密度（AF32（登録商標）の密度＝２４３０ｋｇ／ｍ3）であり、
γは、ガラスの表面張力（AF32（登録商標）の表面張力＝０．３Ｎ／ｍ）であり、
λは、ガラスの熱伝導率（AF32（登録商標）の熱伝導率＝２Ｗ／ｍＫ）であり、かつ
ｃpは、ガラスの比熱容量（AF32（登録商標）の比熱容量＝１３６０Ｊ／ｋｇＫ）である
］にしたがって近似的にガラスリボン１内で拡がる。
図１６では、切断ラインからの距離ｘに依存する式（３）による温度プロフィールを示すグラフが示されている。このグラフから、極めて大きなレーザーフォーカス（ＤL≒１ｍｍ）の場合でさえも、温度過剰上昇は、ガラス有用部領域内で約２００μｍ拡がるにすぎないことが明らかである。
レーザー９ａの好ましくは短い作用時間に基づいて、分離の際にガラス有用部の小さな部分が加熱される。それにより、毛管力に基づいて二次的耳部が生じることがあり、この場合、薄板ガラスリボンの端の最大の厚みＤBには、
Figure 2017515783
 が当てはまり、この場合、ＤNutzは、リボン中央部での薄板ガラスリボンの厚みであり、π＝３．１４１５は円周率を表す。
したがって、１００μｍの実施例のガラス有用部の厚みＤNutzで、薄板ガラスリボン１の端の最大の厚みＤBは、
Figure 2017515783
 であり、したがって、５０μｍの実施例のガラス有用部の厚みＤNutzで、薄板ガラスリボン１の端の最大の厚みＤBは、
Figure 2017515783
 である。
これは、５００ｍｍの巻き芯を用いてロールに巻き付けられた薄板ガラスリボンについて、耳部７、８内の持続負荷応力が、５０ＭＰａから、それぞれ２４と１６ＭＰａに低減されることを意味する。
ガラスをレーザー９ａによって溶融する、分離装置９としてレーザー９ａを用いる図１５に記載の装置２とは別に、図１７による装置２の場合、ホイール９ｂを用いた押し潰しにより、引き出し後にまだ粘弾性のガラスを破断することなく、薄板ガラスリボン１から耳部７、８の切り離しを行うことができる。
薄板ガラスリボン１の製造方法を実施するために、図１７に記載の更に好ましい装置２は、ガラス融液３をガイドする装置、好ましくは引き出しオリフィス４を備え、このガイド装置は加熱装置５及び加熱マッフル６内に配置されている。この薄板ガラスリボン１は、ガラス融液３から引き出され、この場合、薄板ガラスリボン１の両端には、薄板ガラスリボン１の中央部よりも大きな厚みを示す耳部７、８が形成される。薄板ガラスリボン１は、ガラス融液３から引き出した後に冷却され、かつ耳部７、８を、分離装置９、特にホイール９ｂによって薄板ガラスリボン１から分離位置１０で、つまり薄板ガラスリボン１の運動方向に沿った位置で、かつ薄板ガラスリボン１の冷却の間にガラスの粘度が１０7ｄＰａ・ｓ〜１０11ｄＰａ・ｓの範囲内にある時点で切り離すので、耳部７、８の切り離しにより、薄板ガラスリボンの新たに形成されるエッジ１１、１２は丸みを帯びており、かつ特に火造りされた表面を示す。
図１７による実施形態によれば、薄板ガラスリボン１はローラー１３、１４によって引き出されるが、これらのローラー１３、１４は、既に切り離された耳部７、８だけに作用している。したがって、引き出し力は、ガラスリボン１の分離位置１０の上側の領域にだけ、つまりガラスがまだ転移温度Ｔgを越えていて、かつそれによりまだ柔らかい領域だけにかかる。この実施形態は、ローラー１３、１４が本来の薄板ガラスリボン１に影響を及ぼさないために好ましい。これとは別に又はこれに加えて、図１７には示されていないローラー１５、１６（図１５の場合と同様）が使用されていてもよく、このローラー１５、１６によって薄板ガラスリボン１は、リボン中央部の領域で引き出される。
先に記載した本発明の実施例の場合、ガラス融液３からガラスリボンを引き出し、この場合、ガラスリボンの寸法は主に引き出しオリフィス４の形状によって決定される。既に述べたように、本発明は相応して、プリフォームからのガラスリボンの引き出しに適用することもできる。この方法の場合、一般に板状のプリフォームを準備し、このプリフォームの縦方向断面を、プリフォームのガラスが軟化する程度に加熱装置で加熱する。次いで引き出し力をかけることにより、軟化したガラスをガラスリボンとして引き出すことができる。図１８は、薄板ガラスリボン１を製造するためのこのような装置２の例を示す。板状のガラスプリフォーム１８は、ここでは、端面方向で見て側面により示されているか、あるいは引き出しの際に形成される、薄板ガラスリボン１の耳部が示されている。
装置２内でガラスプリフォーム１８を例えば上側から下側に動かす。この装置２は加熱装置２０を備え、この加熱装置２０は装置２の中央領域に配置されている。この実施形態の場合に、加熱装置２０は、成形する変形区域２５を熱的に遮閉するためにシェード２３を備える。変形区域２５内に存在するガラスプリフォーム１８の部分を、ガラスの粘度が１０8ｄＰａ・ｓを下回る、好ましくは最大で１０7.6ｄＰａ・ｓとなるような温度Ｔ２に到達するように加熱する。ガラスプリフォーム１８は、ここでは２つの駆動するローラー１３、１４の形で構成されている引き出し装置２６により、引き出し方向１１０に、例えば下方に引き出す。ここでも同様にローラーの形に構成されている供給装置２７は、引き出し装置２６が引き出すよりもゆっくりとガラスプリフォーム１８を供給することにより、ガラスプリフォーム１８が変形領域２５内で変形する。ガラスプリフォーム１８は、それにより薄くなり、こうして形成されたガラスリボン１の変形後の厚みｄは、変形前のガラスプリフォーム１８の厚みＤよりも薄い。
一般に、図１８に示された、装置２の特別な例に限定されることなく、ガラスプリフォーム１８は、好ましくは変形区域２５内で加熱する前に既に予熱される。この目的で、装置２は、好ましくは予熱区域２８を備え、この予熱区域２８内で、プリフォーム１８は温度Ｔ１に温めることができる。予熱区域２８は、好ましくは、引き出し方向１１０でみて、変形区域２５の前方領域に、例えば装置２の上方領域に配置されている。温度Ｔ１は、好ましくは１０10〜１０14ｄＰａ・ｓの粘度η１に相当する。つまり、ガラスプリフォーム１８は、好ましくは変形区域２５内に進入する前に予熱される。それにより、変形区域２５を通過するより迅速な運動が可能となる、というのも、ガラスの軟化のための温度Ｔ２に到達するために必要な時間がより短くなるためである。同様に予熱区域２８により、高い熱膨張係数を示すガラスが高すぎる温度勾配によって割れることが回避される。温度Ｔ２は、一般に、この実施例に限定されることなしに、ガラスが軟化するように、つまりガラスの粘度が高くても１０8ｄＰａ・ｓの値、特に好ましくは高くても１０7.6ｄＰａ・ｓの値を示すように選択される。
変形区域２５の通過後に、こうして得られた薄板ガラスリボン１は、ここで氷晶によって象徴される冷却装置２９に供給される。ガラスは、好ましくは、応力を取り除くために制御してゆっくりと冷却される。したがって、実際に、この冷却装置２９は、徐冷炉として構成されていてよく、この場合、ガラスは徐冷炉内で、徐冷点と歪点との間の粘度範囲を経過する。
図１５に示された実施例の場合も同様に、レーザー９ａは分離装置として想定されていて、そのレーザービーム９０により、引き出しの後に薄板ガラスリボン１のまだ粘弾性のガラスを溶融するので、薄板ガラスリボンはレーザービーム９０の当たる位置で溶断される。レーザービーム９０を、例えば図示されているように、装置２の壁部内の開口部を通して導入することができるので、レーザービーム９０は変形区域２５の下側で薄板ガラスリボン１に当たる。この場合にこの当たる位置は、ガラスの粘度がその位置でまだ１０7ｄＰａ・ｓ〜１０11ｄＰａ・ｓの範囲内にあるように選択される。
本発明は上述の実施例に限定されることはなく、むしろ後述の特許請求の範囲に記載の範囲内で多様に変更できることは当業者に明らかである。特に、個々の実施例の複数の特徴も相互に組み合わせることができる。例えば、図１８に示された装置２において、耳部を切り離すために、レーザー９ａの代わりに、切断ホイール、例えば図１５の実施例に示されているようなホイール９ａが備え付けられていてもよい。
１ 薄板ガラスリボン
２ 薄板ガラスリボン１の製造方法を実施する装置
３ ガラス融液
４ 引き出しオリフィス
５ 加熱装置
６ 加熱マッフル
７、８ 耳部
９ 分離装置
９ａ 分離装置としてのレーザー
９ｂ 分離装置としてのホイール
１０ 分離位置
１１、１２ エッジ
１３、１４ ローラー
１５、１６ ローラー
１８ プリフォーム
２０ １８を加熱するための加熱装置
２５ 変形領域
２６ 引き出し装置
２７ 供給装置
２８ 予熱区域
２９ 冷却装置
９０ レーザービーム
１１０ 引き出し方向

Claims (13)

  1. ガラス融液（３）又はプリフォーム（１８）から、最大で３００μｍ、好ましくは最大で２００μｍの厚みを示す薄板ガラスリボン（１）を引き出す、薄板ガラスリボン（１）の製造方法において、前記薄板ガラスリボン（１）の両端に、前記薄板ガラスリボン（１）の中央部よりも大きな厚みを示す耳部（７、８）が形成され、前記薄板ガラスリボン（１）を引き出した後に冷却し、かつ分離装置（９）を用いて前記耳部（７、８）を前記薄板ガラスリボン（１）から切り離し、かつ前記分離を、前記薄板ガラスリボン（１）の運動方向に沿った位置で、かつ前記薄板ガラスリボン（１）の冷却の間に前記ガラスの粘度が１０7ｄＰａ・ｓ〜１０11ｄＰａ・ｓの範囲内にある時点で行い、この場合、前記耳部（７、８）の切り離しにより新たに形成される、前記薄板ガラスリボン（１）のエッジ（１１、１２）は丸みを帯びたものとなる、薄板ガラスリボン（１）の製造方法。
  2. 前記耳部（７、８）の切り離しを、前記薄板ガラスリボン（１）の冷却の間に、１０8ｄＰａ・ｓ〜１０11ｄＰａ・ｓの範囲内、特に好ましくは１０9ｄＰａ・ｓ〜１０10ｄＰａ・ｓの範囲内の前記ガラスの粘度で行う、請求項１に記載の方法。
  3. 前記薄板ガラスリボン（１）からの前記耳部（７、８）の切り離しを、レーザー（９ａ）によって行い、この場合、前記粘弾性のガラスをレーザー（９ａ）によって溶融し、かつ溶断する、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記薄板ガラスリボン（１）からの前記耳部（７、８）の切り離しを、引き出し後にまだ粘弾性のガラスを破断することなく、ホイール（９ｂ）を用いて押し潰すことによって行う、請求項１又は２に記載の方法。
  5. 前記薄板ガラスリボン（１）からの前記耳部（７、８）の分離を、前記ガラス融液（３）をガイドする装置、好ましくは引き出しオリフィス（４）に対して、８０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲内、好ましくは１５０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲内、更に好ましくは１５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内の距離で実施する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
  6. 前記薄板ガラスリボン（１）からの前記耳部（７、８）の分離を、プリフォーム（１８）の加熱のための加熱装置（２０）に対して、８０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲内、好ましくは１５０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲内、更に好ましくは１５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内の距離で実施する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
  7. 前記耳部（７、８）の切り離しを、３０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲内、好ましくは４０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内の幅で行う、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
  8. 前記薄板ガラスリボン（１）は、前記耳部の切り離しの後に、引き出し方向に対して垂直方向で測定してエッジとリボン中央部との間の温度差が、２０℃未満であることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
  9. 請求項１から８までのいずれか１項記載の、好ましくはレーザーに基づく方法により製造可能な薄板ガラスリボン（１）において、前記薄板ガラスリボン（１）は、最大で３００μｍ、好ましくは最大で２００μｍの厚みを示し、前記薄板ガラスリボン（１）の前記エッジ（１１、１２）は丸みを帯びていて、かつ火造りされた表面を示し、かつ前記薄板ガラスリボン（１）の端の最大の厚みＤBについて、次式：
    Figure 2017515783
     が該当し、式中、ＤNutzは、前記薄板ガラスリボン（１）のリボン中央部の厚みを表し、πは円周率を表す、薄板ガラスリボン（１）。
  10. 前記薄板ガラスリボンが、次のガラス：
    − 次の組成（質量％で表す）を示すリチウムアルミノケイ酸塩ガラス：
    ＳｉＯ2 ５５〜６９
    Ａｌ2Ｏ3 １８〜２５
    Ｌｉ2Ｏ ３〜５
    Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ ０〜３０
    ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ０〜５
    ＺｎＯ ０〜４
    ＴｉＯ2 ０〜５
    ＺｒＯ2 ０〜５
    ＴｉＯ2＋ＺｒＯ2＋ＳｎＯ2 ２〜６
    Ｐ2Ｏ5 ０〜８
    Ｆ ０〜１
    Ｂ2Ｏ3 ０〜２
    − 次の組成（質量％で表す）を示すソーダ石灰ガラス：
    ＳｉＯ2 ４０〜８１
    Ａｌ2Ｏ3 ０〜６
    Ｂ2Ｏ3 ０〜５
    Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ ５〜３０
    ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ ５〜３０
    ＴｉＯ2＋ＺｒＯ2 ０〜７
    Ｐ2Ｏ5 ０〜２
    − 次の組成（質量％で表す）を示すホウケイ酸塩ガラス：
    ＳｉＯ2 ６０〜８５
    Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０
    Ｂ2Ｏ3 ５〜２０
    Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ ２〜１６
    ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ ０〜１５
    ＴｉＯ2＋ＺｒＯ2 ０〜５
    Ｐ2Ｏ5 ０〜２
    − 次の組成（質量％で表す）を示すアルカリ金属アルミノケイ酸塩ガラス：
    ＳｉＯ2 ４０〜７５
    Ａｌ2Ｏ3 １０〜３０
    Ｂ2Ｏ3 ０〜２０
    Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ ４〜３０
    ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ ０〜１５
    ＴｉＯ2＋ＺｒＯ2 ０〜１５
    Ｐ2Ｏ5 ０〜１０
    − 次の組成（質量％で表す）を示すアルカリ金属アルミノケイ酸塩ガラス：
    ＳｉＯ2 ５０〜７５
    Ａｌ2Ｏ3 ７〜２５
    Ｂ2Ｏ3 ０〜２０
    Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ ０〜４
    ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ ５〜２５
    ＴｉＯ2＋ＺｒＯ2 ０〜１０
    Ｐ2Ｏ5 ０〜５
    のいずれか１つを含む、請求項９に記載の薄板ガラスリボン。
  11. 前記薄板ガラスリボンの厚みは、３００μｍ未満であるが、好ましくは少なくとも５μｍである、請求項９又は１０に記載の薄板ガラスリボン。
  12. ガラス融液（３）をガイドするための装置、好ましくは引き出しオリフィス（４）又はプリフォーム（１８）を加熱するための加熱装置（２０）と、前記ガラス融液（３）をガイドする装置、特に引き出しオリフィス（４）の最も近い融液接触面に対して、又は前記加熱装置（２０）に対して、８０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲内、好ましくは１５０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲内、更に好ましくは１５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内の距離で配置されている、薄板ガラスリボン（１）から耳部（７、８）を分離するための装置とを備える、請求項１から６までのいずれか１項に記載の薄板ガラスリボン（１）の製造方法を実施するために準備された装置（２）。
  13. 引き出し速度、質量流量及び／又は分離位置のパラメータの少なくとも１つを調節して、前記薄板ガラスリボン（１）の冷却の間に、１０7ｄＰａ・ｓ〜１０11ｄＰａ・ｓの範囲内、好ましくは１０8ｄＰａ・ｓ〜１０11ｄＰａ・ｓの範囲内、特に好ましくは１０9ｄＰａ・ｓ〜１０10ｄＰａ・ｓの範囲内のガラス粘度で耳部（７、８）の切り離しを行うための調節装置を備える、請求項１２に記載の装置（２）。
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