JP2024108154A - 建築用ガラス張り、複層ガラスにおいて使用するためのガラス板、およびその使用 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来技術の欠点を回避し、且つ要件のプロファイルを満たすガラス板を提供する。【解決手段】前記の課題はガラス板、殊に熱間形成により形成され有利にはフロート法によるガラスリボンから個別化することにより得られるガラス板であって、殊にホウケイ酸ガラスを含み、少なくとも1.15mの長さおよび少なくとも0.85mの幅を有し、少なくとも0.5mm、有利には少なくとも0.7mm且つ最高7mm、有利には最高5mmの厚さdを有し、上面と下面とを含み、建築用ガラス張りにおいて使用するための前記ガラス板であって、前記上面および/または前記下面での微細表面うねりが200nm未満であり、且つ面密度(d0.7)が最高1.73kg/m2、面密度(d1.5)が最高3.71kg/m2、面密度(d5)が最高12.36kg/m2であることを特徴とする前記ガラス板によって解決される。【選択図】なし
Description
本願は、建築用ガラス張りおよび複層ガラスにおいて使用するためのガラス板、並びにその使用に関する。
ガラス板は多様な用途、例えば車両のガラス板において、建築用途において、または電子機器のカバー(いわゆるディスプレイガラス板)として用いられ得る。
国際公開第2018/114956号(WO2018/114956 A1)は、薄ガラス基板、並びにその製造のための方法および装置を記載している。薄ガラス基板を製造するための方法において、ガラスの粘度が目標通りに調整される。国際公開第2019/076492号(WO 2019/076492 A1)も、薄ガラス基板、殊にホウケイ酸ガラスの薄ガラス基板、並びにその製造のための方法および装置を記載しており、ここでも製造方法においてガラスの粘度が目標通りに調整される。両方の出願は、熱間成形の際に延伸方向に生じる縦長の延伸条痕を低減するための方法を開示し、この延伸方向に対して横方向の測定値を報告している。
独国特許第102007025687号明細書(DE 10 2007 025 687 B3)は、ホウケイ酸ガラス製のガラス板の、平板ガラス表示装置における使用、並びにそのように装備された平板ガラス表示装置を記載している。
国際公開第2022/115280号(WO 2022/115280 A1)は、改善されたマイクロLED転写特性を有するガラス基板であって、第1の主面、前記第1の主面に対向する第2の主面、並びにその間の厚さを有する前記ガラス基板を開示している。第1の主面上に電気機能層が配置され得る。ガラスウェハは、約0.25mm~約50mmの空間波長範囲において数マイクロメートル以下のオーダーのうねりを有する。
国際公開第2021/216362号(WO 2021/216362 A1)は一般に且つ基板を詳述せずに、少なくとも2つの液晶層、前記液晶層を分離する少なくとも2つの中間基板、および前記中間基板の対向する表面上に配置される少なくとも2つの配向層を有する液晶装置を記載している。前記液晶装置を含む液晶窓も開示されている。
国際公開第2021/222161号(WO 2021/222161 A1)は、絶縁ガラス張りユニットを含む非対称の液晶パネル、およびそのようなパネルを含む液晶窓を記載している。薄ガラスを備えた液晶セルが、非対称の薄い液晶パネル内に組み込まれ、それは接着層を介して液晶セルの第1のフィルムと結合されているガラス板を含み、前記接着層が第1のフィルムをガラス板と結合し、ここで液晶材料は液晶パネルの特定の光の透過率を調整するように制御可能である。
米国特許出願公開第2002/012160号明細書(US 2002/012160 A)はディスプレイ用途のためのガラス基板を記載している。
建築分野における用途について、例えば建物および建物の一部のガラス張りの場合、種々の影響に対する高い堅牢性が求められる。ここで、機械的耐性、耐熱性、化学的耐久性、その透過率特性およびその放射線耐性を有するガラスはプラスチックに対して有利である。
建築用ガラス張りの用途について、殊にガラス板がかなり大きな型式である場合、一方ではガラス板の大きさにもかかわらず軽量であること、且つ他方では殊にそのガラス板が自立性であるべき場合には充分な安定性が必要とされるという矛盾が生じる。前者は可能な限り薄いガラス板を意味する一方で、後者は最低限の厚さを必要とする。前記の目標の矛盾は、小型の構造が望ましく且つスマートウィンドウ、切り替え可能ウィンドウ、プライバシーウィンドウの用途などの用途のために表面特性、殊に微細表面うねりに高い要件が課されることによってより厳しくなる。充分に小さな微細表面うねりの調整は、製造および熱間成形、ひいてはガラスの厚さにも大きく依存する。それぞれの熱間成形のために必要なガラスの粘度曲線はその組成からもたらされる。
これらの多様且つ場合により相反する要件は、従来技術のガラス板では未だに1つの製品でまとめて満たされていない。
従って、本発明の課題は、従来技術の上述の欠点を回避し、且つ上述の要件のプロファイルを満たすガラス板を提供することである。さらなる態様は、これらのガラス板の使用である。
発明の概要
本発明の課題は、独立請求項の対象によって解決される。好ましい実施態様および特定の実施態様は、従属請求項および本開示の明細書内で提供される。
本発明の課題は、独立請求項の対象によって解決される。好ましい実施態様および特定の実施態様は、従属請求項および本開示の明細書内で提供される。
本発明はガラス板、有利にはホウケイ酸ガラスを含むかまたはホウケイ酸ガラス製のガラス板であって、少なくとも1.15mの長さおよび少なくとも0.85mの幅を有し、少なくとも0.5mm、有利には少なくとも0.7mm且つ最高7mm、有利には最高5mmの厚さdを有し、それぞれガラス板の表面を定義する上面と下面とを含み、これらの表面が本質的に互いに並行に延在する、前記ガラス板に関する。
上面および下面との用語の代わりに、第1の面および第2の面との用語が同義的に使用され得る。フロート法によって製造されたガラス板、つまりフロートガラス板は通常、フロート法において熱間成形の間に金属浴、一般にスズ浴とは反対側の表面、つまりフロート浴の雰囲気に向けられる表面が上面と称され、且つスズ浴に向けられるガラス板の表面が下面と称される。
本発明によるガラス板は、建築用ガラス張りの用途において使用するために特に適している。
本発明によるガラス板の本質的な特徴はその面密度である。
層またはプレートの質量と面積との比が面密度と称される。面密度のSI単位はkg/m2である。従って、その値は特定の厚さに対して正規化されるのではなく、厚さとは無関係に、それぞれの対象物の平方メートルについての面積に対してのみ正規化されて記述される。この記述は紙またはボール紙などの薄い製品の場合に一般的である。従って、面密度の記述で、非常に似た厚さを有する製品が比較される。
そのような記述は、厚さが大きな範囲にわたって変動し得るガラス板の場合は役に立たない。例えば建築用ガラス張りなどの用途分野内であっても、厚さ0.5mm~7mmを有するガラスが用いられる。
従って、この開示においては、所定の厚さd=xmmについての「面密度(dx)」が使用される。
本発明によるガラス板は最高1.73の面密度(d0.7)を有する。それは最高3.71の面密度(d1.5)、および最高12.36の面密度(d5)を有する。
面密度の上限は、同じ重量の場合、より高い面密度を有するガラス板の場合よりも大きな厚さを可能にし、そのことは有利な安定性の増加を意味し、または同じ厚さ、つまり同等の安定性の場合、より少ない重量を可能にし、そのことは製品の利用および取り扱いのために、殊に輸送、組み込みおよび取り付けの際に有利である。
これらの効果は、2つ以上のガラス板からの複層物の場合に特に有利に作用する。
有利には、本発明によるガラス板は、
最高1.70kg/m2、好ましくは最高1.62kg/m2、特に好ましくは最高1.56kg/m2、とりわけ特に好ましくは最高1.53kg/m2の面密度(d0.7)、
最高3.65kg/m2、好ましくは最高3.47kg/m2、特に好ましくは最高3.35kg/m2、とりわけ特に好ましくは最高3.27kg/m2の面密度(d1.5)、および
最高12.15kg/m2、好ましくは最高11.55kg/m2、特に好ましくは最高11.15kg/m2、とりわけ特に好ましくは最高10.90kg/m2の面密度(d5)を有する。
最高1.70kg/m2、好ましくは最高1.62kg/m2、特に好ましくは最高1.56kg/m2、とりわけ特に好ましくは最高1.53kg/m2の面密度(d0.7)、
最高3.65kg/m2、好ましくは最高3.47kg/m2、特に好ましくは最高3.35kg/m2、とりわけ特に好ましくは最高3.27kg/m2の面密度(d1.5)、および
最高12.15kg/m2、好ましくは最高11.55kg/m2、特に好ましくは最高11.15kg/m2、とりわけ特に好ましくは最高10.90kg/m2の面密度(d5)を有する。
有利には、本発明によるガラス板は、少なくとも1.45kg/m2の面密度(d0.7)、少なくとも3kg/m2の面密度(d1.5)、および少なくとも10kg/m2の面密度(d5)を有する。
本発明によるガラス板は上面および/または下面で、200nm未満の微細表面うねりを有する。
微細表面うねりWfpdは、SEMI D15-1296、「FPD GLASS SUBSTRATE SURFACE WAVINESS MEASUREMENT METHOD」に準拠して触覚的に特定される。Wfpdは200nm未満、好ましくは150nm未満、特に好ましくは100nm未満、とりわけ特に好ましくは50nm未満であり、下限は30nmで充分である。
従って有利には、ガラス板の上面および/または下面での微細表面うねりは150nm未満、好ましくは100nm未満、特に好ましくは50nm未満である。
微細表面うねりおよびその他の表面特性は非常に良好であるので、製造後に機械的な表面の後処理が不要である。微細表面うねりは液晶セルの空間的な境界としての適性について有意義であることが証明されている。本発明による微細表面うねりを有する上面および/または下面の表面は、光学ひずみを低減し、小型で、従って場合により費用効果の高いガラス張りの構造を促進する。
1つの実施態様において、少なくとも0.5mm且つ最高7mmの厚さdを有するガラス板の好ましい厚さは2mmを上回り、好ましくは少なくとも3.8mm、特に好ましくは少なくとも4mmである。なぜなら、この好ましいとして挙げられた最小厚さの場合、そのようなガラス板は、ガラス張りおよび複層ガラスにおいて自立性のガラス板として特に容易に用いられ得るからである。
少なくとも0.5mm且つ最高7mmの厚さdを有するガラス板の他の実施態様において、最高2mmの厚さdが好ましく、最高1.75mmが特に好ましく、最高1.5mmがとりわけ特に好ましい。好ましい厚さの下限は>1mmである。
そのような好ましいとして挙げられた最大厚さによって、それらは積層体において好ましく用いられる。
少なくとも1.15mの長さおよび少なくとも0.85mの幅を有するガラス板の好ましい型式は、2m×3m~3m×4.2mである。2.3m×3.7mmから2.45m×4.2まで、または2.45m×4mまでの型式が特に好ましい。
少なくとも2m×3m以降の上記の大きいほうの型式の場合、小さな比面密度による重量低減の利点が特に活用される。
1.15m×0.85mまでの上記の小さいほうの型式の場合、小さい比面密度、従って可能性のあるより大きな等価厚さに起因して、著しい安定性の向上が示されるという利点がある。
好ましい実施態様において、ガラス板は2.50g/cm3未満、有利には最高2.45g/cm3、好ましくは最高2.40g/cm3、特に好ましくは2.38g/cm3未満、とりわけ特に好ましくは最高2.35g/cm3、または2.32g/cm3未満、または2.25g/cm3未満の密度を有する。低い密度は必要とされる面密度の達成を促進する。
有利には、ガラス板は少なくとも2.10g/cm3の密度を有する。
本発明の1つの態様によれば、ガラス板、殊に熱間成形により成形され、有利にはフロート法によるガラスリボンを個別化して得られるガラス板であって、殊にホウケイ酸ガラスを含み、少なくとも1.5mの長さおよび少なくとも1.8mの幅を有し、少なくとも0.5mm、有利には少なくとも0.7mm且つ最高7mm、有利には最高5mmの厚さdを有し、それぞれガラス板の表面を定義する上面と下面とを含み、これらの表面が本質的に互いに並行に延在する、前記ガラス板が提供される。
本発明によるガラス板は、ガラス張りとして、殊に建築用ガラス張りとして使用するために有利に適している。
本発明によるガラス板は種々のガラスの種類によって、例えば無アルカリアルミノ(ホウ)ケイ酸ガラス、いわゆるAFガラスによって、(リチウム)アルミノ(ホウ)ケイ酸ガラス、いわゆるLA(B)Sガラスによって、またはホウケイ酸ガラスによって実現され得る。
ガラス板の、殊に所望の低い重量に関して、しかし耐引っ掻き性および化学的耐久性、例えば耐アルカリ性、耐酸性または耐加水分解性に関しても、これがホウケイ酸ガラスを含み、有利には酸化物に基づく重量%で以下の成分を含む場合が有利である:
SiO2 70~87、好ましくは75~85
B2O3 5~25、好ましくは7~16
Al2O3 0~6、好ましくは1~4
Na2O 0.5~9、好ましくは0.5~6.5
K2O 0~3、好ましくは0.3~2.0
CaO 0~3
MgO 0~2
Li2O 0~5、好ましくは0~1、特に好ましくは0~0.5
RxOy 0~3、好ましくは>0~3、
ここでRはR=Sr、Ba、Zn、Ti、Zr、P、Sn、S、Ce、Fe、Ndであり、且つ1≦X≦2、1≦Y≦5である。
SiO2 70~87、好ましくは75~85
B2O3 5~25、好ましくは7~16
Al2O3 0~6、好ましくは1~4
Na2O 0.5~9、好ましくは0.5~6.5
K2O 0~3、好ましくは0.3~2.0
CaO 0~3
MgO 0~2
Li2O 0~5、好ましくは0~1、特に好ましくは0~0.5
RxOy 0~3、好ましくは>0~3、
ここでRはR=Sr、Ba、Zn、Ti、Zr、P、Sn、S、Ce、Fe、Ndであり、且つ1≦X≦2、1≦Y≦5である。
そのようなホウケイ酸ガラスによって、特に低い密度、良好な耐引っ掻き性、および高い化学的耐久性および耐熱性が実現される。
このようにして、低い熱膨張係数を有するガラスを得ることも可能である。20℃~300℃の範囲における線熱膨張係数(CTE20-300)は、有利には2.5×10-6/K~5.5×10-6/Kであるが、最高5.0×10-6/Kが好ましい。
ガラス板が酸化物に基づく重量%で以下の成分を含むホウケイ酸ガラスを含む場合が好ましい:
SiO2 75~80
B2O3 8~12
Al2O3 2~3
Na2O 2~3.5
K2O 2~3
CaO 2~3
MgO 1.5~2
RxOy 0~3、好ましくは>0~3、
ここでR=Sr、Ba、Zn、Ti、Zr、P、Sn、S、Ce、Fe、Ndであり、且つ1≦X≦2、1≦Y≦5である。
SiO2 75~80
B2O3 8~12
Al2O3 2~3
Na2O 2~3.5
K2O 2~3
CaO 2~3
MgO 1.5~2
RxOy 0~3、好ましくは>0~3、
ここでR=Sr、Ba、Zn、Ti、Zr、P、Sn、S、Ce、Fe、Ndであり、且つ1≦X≦2、1≦Y≦5である。
そのような組成のガラス板の場合、少なくとも20ppm/Kの特に高い値のΔ(CTE液体/CTE20-300)、つまりCTE液体-CTE20-300によって、熱強化性の重要な特性が特に有利に活用される。ここで、CTE液体はガラス転位温度Tgより上のガラスの線熱膨張係数を示す。
ガラス板が酸化物に基づく重量%で以下の成分を含むホウケイ酸ガラスを含む場合も好ましい:
SiO2 80~83
B2O3 12~15
Al2O3 1~3
Na2O 1~4
K2O 0.5~1.5
CaO 0~0.5、好ましくは>0~0.5
MgO 0~0.5、好ましくは>0~0.5
Li2O 0~0.5、好ましくは>0~0.5
RxOy 0~3、好ましくは>0~3、
ここでR=Sr、Ba、Zn、Ti、Zr、P、Sn、S、Ce、Fe、Ndであり、且つ1≦X≦2、1≦Y≦5である。
SiO2 80~83
B2O3 12~15
Al2O3 1~3
Na2O 1~4
K2O 0.5~1.5
CaO 0~0.5、好ましくは>0~0.5
MgO 0~0.5、好ましくは>0~0.5
Li2O 0~0.5、好ましくは>0~0.5
RxOy 0~3、好ましくは>0~3、
ここでR=Sr、Ba、Zn、Ti、Zr、P、Sn、S、Ce、Fe、Ndであり、且つ1≦X≦2、1≦Y≦5である。
そのような組成のガラス板の場合、2.25g/cm3未満、殊に最高2.22g/cm3の特に低い値によって、密度の重要な特性が特に有利に活用される。
殊にガラス板が切り替え可能な窓において使用される場合、ガラス板がAFガラスを含み、それが有利には酸化物に基づく重量%で以下の成分を含む場合、アルカリ移動の回避に基づき、切り替え可能な窓の寿命にとって有利である:
SiO2 55~65
B2O3 5~15
Al2O3 15~20
CaO 0~5、好ましくは>0~5
MgO 0~3、好ましくは>0~3
RxOy 0~3、好ましくは>0~3、
ここでR=Sr、Ba、Zn、Ti、Zr、P、Sn、S、Ce、Fe、Ndであり、且つ1≦X≦2、1≦Y≦5である。
SiO2 55~65
B2O3 5~15
Al2O3 15~20
CaO 0~5、好ましくは>0~5
MgO 0~3、好ましくは>0~3
RxOy 0~3、好ましくは>0~3、
ここでR=Sr、Ba、Zn、Ti、Zr、P、Sn、S、Ce、Fe、Ndであり、且つ1≦X≦2、1≦Y≦5である。
殊に化学強化されたガラス板および複層ガラスについて、ガラス板が有利には酸化物に基づく重量%で以下の成分を含む(L)A(B)Sガラスを含む場合が有利である:
SiO2 60~70
B2O3 3~5
Al2O3 15~20
Li2O 3~5
Na2O 1~5
K2O 0~1
CaO 0~5、好ましくは>0~5
MgO 0~2、好ましくは>0~2
RxOy 0~3、好ましくは>0~3、
ここでR=Sr、Ba、Zn、Ti、Zr、P、Sn、S、Ce、Fe、Ndであり、且つ1≦X≦2、1≦Y≦5である。
SiO2 60~70
B2O3 3~5
Al2O3 15~20
Li2O 3~5
Na2O 1~5
K2O 0~1
CaO 0~5、好ましくは>0~5
MgO 0~2、好ましくは>0~2
RxOy 0~3、好ましくは>0~3、
ここでR=Sr、Ba、Zn、Ti、Zr、P、Sn、S、Ce、Fe、Ndであり、且つ1≦X≦2、1≦Y≦5である。
殊に、本発明によるガラス板が自立性のガラス板として使用されるのではなく、積層体で使用される場合、それは種々の材料と組み合わせられることができ、例えばソーダ石灰シリケートガラス、アルミニウムシリケートガラス、アルカリアルミノシリケートガラス、アルカリホウケイ酸ガラス、アルカリアルミノホスホシリケートガラス、アルカリアルミノホウケイ酸ガラス、またはそれらの組み合わせと積層され、ポリマーフィルム、例えばPVB、EVAまたはTPUで結合される。
積層体は同じガラスから、または異なるガラスであるが互いに適合した膨張係数を有するガラスから、または互いに適合した膨張係数を有するガラス板およびプラスチック板から形成され得る。
1つの実施態様において、ガラス板は少なくとも91%、有利には少なくとも93%の光透過率Y(D65.2°)を有する。有利には、この最小値は厚さ5mmを有するガラス板に関する。高い透過率によって、建築用ガラス張りにおける種々の用途で優れており且つ妨害されない見通しを可能にすることが特に確実になる。光透過率および輝度(ブライトネス)Yとの名称は、CIE表色系においてDIN 5033に準拠して特定されるY(D65.2°)としての同じ測定量に相応する。
1つの実施態様において、ガラス板は、ファイヤーポリッシュされた試料において標準光C、2°で測定して波長850nmで少なくとも91%、有利には少なくとも93%の透過率T@850nmを有する。有利には、この最小値は厚さ5mmを有するガラス板に関する。近赤外領域における低い吸収によって、エネルギー生成窓を備えたガラス張りにおいて高い効率が達成されることが特に確実になる。特に、ガラス板が導波管としてフォトンを外部の太陽電池へとみちびくシステムにおいては、エネルギー収率の明らかな上昇が可能である。
本発明によるガラス板の取り組まれる堅牢性についての1つの基準は、耐温度急冷性(ASF)である。従って、それは3.8mmで少なくとも170K(5%フラクタイル)、好ましくは少なくとも175K(5%フラクタイル)の耐温度急冷性(ASF)を有する。
耐温度急冷性(ASF)は以下のように特定される:
約20×20cm2の試験用ガラス板を炉内で試験温度に加熱し、次いでそのガラス板の中央を、50mlの20℃の冷水(室温)で冷却する。パイロメータ-を用いて非接触で温度測定を行う。その際、ASF値は熱いガラス板と冷水との間の温度差である。その際、試験用ガラス板の≦5%が破壊によって不合格となり得る。実際の使用の際の表面状態を模倣するために、試験前に、試験用ガラス板をKoernung SIC 220のサンドペーパーで処理する。
約20×20cm2の試験用ガラス板を炉内で試験温度に加熱し、次いでそのガラス板の中央を、50mlの20℃の冷水(室温)で冷却する。パイロメータ-を用いて非接触で温度測定を行う。その際、ASF値は熱いガラス板と冷水との間の温度差である。その際、試験用ガラス板の≦5%が破壊によって不合格となり得る。実際の使用の際の表面状態を模倣するために、試験前に、試験用ガラス板をKoernung SIC 220のサンドペーパーで処理する。
本発明によるガラス板の取り組まれる堅牢性についての1つの基準は、耐温度勾配性(TGF)である。従って、それは3.8mmで少なくとも110K(T急昇温)(5%フラクタイル)、および/または少なくとも120K(T連続加熱)(5%フラクタイル)の耐温度勾配性(TGF)を有する。
耐温度勾配性(TGF)は以下のように特定される:
約25×25cm2の試験用ガラス板を、面の中心領域でプログラム制御によって特定の温度に加熱し、板ガラスの縁部は室温に保つ。1分未満の試験時間で、破壊するまでの昇温を行う。パイロメータ-を用いて非接触で温度測定を行い、自動的に記録する。TGF値は、ガラス板の熱い中心とガラス板の冷たい縁部との間の温度差を示す。その際、試料の≦5%が熱応力破壊によって不合格となり得る。実際の使用の際の表面状態を模倣するために、試験前に、試験用ガラス板をKoernung SIC 220のサンドペーパーで機械処理する。
約25×25cm2の試験用ガラス板を、面の中心領域でプログラム制御によって特定の温度に加熱し、板ガラスの縁部は室温に保つ。1分未満の試験時間で、破壊するまでの昇温を行う。パイロメータ-を用いて非接触で温度測定を行い、自動的に記録する。TGF値は、ガラス板の熱い中心とガラス板の冷たい縁部との間の温度差を示す。その際、試料の≦5%が熱応力破壊によって不合格となり得る。実際の使用の際の表面状態を模倣するために、試験前に、試験用ガラス板をKoernung SIC 220のサンドペーパーで機械処理する。
T急昇温は急激な温度の供給、T連続加熱は連続的な加熱を示す。
高い耐温度勾配性は、例えばガラス板または複層ガラスが他の建物または木によって部分的に陰になることにより、ガラス張り内で温度差が生じる場合に特に有利である。
有利には、上記の小さい微細表面うねりを有する本発明によるガラス板は、以下の段階:
・ ガラス原料を含む混合物を準備する段階、
・ 前記混合物を溶融してガラス溶融物を得る段階、
・ 前記ガラス溶融物の粘度を調整する段階、
・ 前記ガラス溶融物を熱間成形装置に移送し、殊にフロート法を用いてガラスリボンを形成する段階、
・ 熱間成形されたガラスリボンを個別化し、ガラス板を得る段階
を含むガラス板の製造方法、殊にガラス板の連続製造方法において製造され得る。
・ ガラス原料を含む混合物を準備する段階、
・ 前記混合物を溶融してガラス溶融物を得る段階、
・ 前記ガラス溶融物の粘度を調整する段階、
・ 前記ガラス溶融物を熱間成形装置に移送し、殊にフロート法を用いてガラスリボンを形成する段階、
・ 熱間成形されたガラスリボンを個別化し、ガラス板を得る段階
を含むガラス板の製造方法、殊にガラス板の連続製造方法において製造され得る。
1つの実施態様によれば、ガラス板がフロートガラス板として作製されることが特に好ましい。このようにして、ガラス板の側の少なくとも1つの表面に小さい微細表面うねりが提供され得る。
本発明によるガラス板の製造のために使用される方法として、例示的にフロート法が挙げられるが、製造はそれに限定されない。フロート法の詳細およびフロート法のための設備は当業者に公知である。例えば独国特許第102007025687号明細書(DE 10 2007 025 687 B3)および米国特許出願公開第2002/012160号明細書はフロート法およびその製品を既に記載している。後者の文献は、製品のうねりが、熱間成形された製品の厚さおよびフロート条件によってどのように影響されるかについても記載している。
本発明によって、充分な表面品質、殊に小さな微細表面うねりを有する製品を、ガラス板の追加の機械的な表面処理を必要とすることなく、ガラス板の熱間成形の間に既に直接的に達成することに成功した。従って、実施例に記述されるデータは、熱間成形され、個別化された後であるが、熱間成形の間にも熱間成形後にも、熱間成形に追加して表面処理に供されていないガラス板に関する。
表面処理の一般的な用語は、殊に表面を平滑化するかまたは表面上の凹凸を低減するために適している表面の前述の機械的処理も化学処理または熱処理も、並びに処理された表面の耐性を高めるために適している圧縮応力および/または引張応力を発生させるための方法、例えば熱強化または化学強化を含む。しかしながら、例えば防火ガラス張りのための特定の実施態様においては、前記ガラス板が化学強化または熱強化方法に供されることが着目され得る。
その際、殊に前記の好ましい組成範囲を有するホウケイ酸ガラス板は、化学強化のために特によく適している。そのアルカリ含有率は、充分な強化をもたらすために充分に高い。しかし、アルカリ移動を小さく保つために充分に低くもあり、そのことは切り替え可能な窓においてガラス板を使用するために必須である。これは、スマートウィンドウの著しい寿命の延長に現れている。異なる厚さに関して、強化方法を適合させ、殊に熱強化の場合は温度・時間プロファイルを適合させることは当業者に公知である。従って、厚さが薄くなると、プロセスウィンドウは明らかに狭くなる。
表には、ガラス板の例として、実施例(Aで始まる名称)および比較例(Vで始まる名称)が示されている。
表は例の組成を酸化物に基づく重量%で含む。「残り」として、先に記載されていない成分、殊にRxOyをまとめ、ここでR=Sr、Ba、Zn、Ti、Zr、P、Sn、S、Ce、Fe、Ndであり、且つ1≦X≦2、1≦Y≦5である。
表はさらに例の以下の特性を含む:
密度ρ[g/cm3]、
熱膨張係数CTE20-300[10-6/K]、
熱膨張係数CTE液体[10-6/K]、
およびCTE液体-CTE20-300の差[10-6/K]、
厚さ5mmの試料において、もしくはそれぞれの例の厚さを有するガラス板において、CIE表色系においてDIN 5033に準拠して測定された光透過率Y(D65.2°)[%]、
厚さ5mmのファイヤーポリッシュされた試料において、もしくはそれぞれの例の厚さを有するガラス板において、標準光C、2°で測定された、波長850nmでの透過率T、
ガラス板の長さ、幅および厚さ、
厚さ0.7mm(d0.7)、1.5mm(d1.5)および5mm(d5)についての「面密度(dx)」[kg/m2]、ここで、それぞれの面密度を調査するために、50×50cm2の型式の相応の厚さのガラス板を秤量し、結果を1m2に換算するか、または他の、つまり表に示される厚さのガラス板を使用して、結果を(d0.7)、(d1.5)および(d5)に従って考慮される厚さに換算した、
微細表面うねりWfpd[nm]、測定された長さ[mm]、測定された際の厚さ[mm]、
それぞれ示された厚さを有する試料についての耐温度急冷性ASF[K](5%フラクタイル)、
それぞれ急激な温度供給(T急昇温)および連続的な加熱(T連続加熱)に際する、それぞれ示された厚さを有する試料についての耐温度勾配性TGF[K](5%フラクタイル)。
密度ρ[g/cm3]、
熱膨張係数CTE20-300[10-6/K]、
熱膨張係数CTE液体[10-6/K]、
およびCTE液体-CTE20-300の差[10-6/K]、
厚さ5mmの試料において、もしくはそれぞれの例の厚さを有するガラス板において、CIE表色系においてDIN 5033に準拠して測定された光透過率Y(D65.2°)[%]、
厚さ5mmのファイヤーポリッシュされた試料において、もしくはそれぞれの例の厚さを有するガラス板において、標準光C、2°で測定された、波長850nmでの透過率T、
ガラス板の長さ、幅および厚さ、
厚さ0.7mm(d0.7)、1.5mm(d1.5)および5mm(d5)についての「面密度(dx)」[kg/m2]、ここで、それぞれの面密度を調査するために、50×50cm2の型式の相応の厚さのガラス板を秤量し、結果を1m2に換算するか、または他の、つまり表に示される厚さのガラス板を使用して、結果を(d0.7)、(d1.5)および(d5)に従って考慮される厚さに換算した、
微細表面うねりWfpd[nm]、測定された長さ[mm]、測定された際の厚さ[mm]、
それぞれ示された厚さを有する試料についての耐温度急冷性ASF[K](5%フラクタイル)、
それぞれ急激な温度供給(T急昇温)および連続的な加熱(T連続加熱)に際する、それぞれ示された厚さを有する試料についての耐温度勾配性TGF[K](5%フラクタイル)。
それらの例はガラスの選択が異なる面密度をみちびくことを明らかに示し、それは、同じ重量の場合はより厚く、ひいてはより安定な製品(表2参照)のために、または同じ厚さの場合はより軽量な製品(表3参照)のために利用され得る。
本発明の実施態様において、少なくとも2つのガラス板、その少なくとも1つが本発明によるガラス板、有利には少なくとも2つが本発明によるガラス板が、複層ガラスを形成する。
そのような複層ガラスは、スペーサー、例えばいわゆるウォームエッジスペーサーおよび1つ以上の密封剤を介して結合される2つのガラス板からなることができる。
そのような複層ガラスは、2つよりも多いガラス板からなることもでき、例えば中央の第3のガラス板を有する。
少なくとも1つの本発明によるガラス板を有する複層ガラスは、ガラス板、フィルムおよび/または他の材料から積層されることもでき、その際、ガラス板、フィルムおよび/または他の材料は単板ガラスまたは複層ガラスに施与され得る。
複層ガラスのガラス板は、異なる組成、および/または異なる厚さ、および/またはその上面および/または下面で異なる微細表面うねりを有し得る。複層ガラスのガラス板は、同じ組成、および/または同じ厚さ、および/または同じ表面うねりも有し得る。
本発明によるガラス板、殊に同じ組成を有するガラス板を、表示装置またはスマートウィンドウの前面にも背面にも使用する利点は、それによって、前面と背面との異なる熱膨張係数からもたらされ得る問題を排除できることである。
複層ガラスのガラス板は、例えばその複層物によって形成される空間の内側にTCOコーティングが被覆され得る。
複層ガラスの面密度は、個々の板ガラスと結合フィルムの面密度の合計から得られる:
坪量複層物=δ1×d1+…+δn×dn
坪量複層物=δ1×d1+…+δn×dn
本発明の実施態様において、本発明によるガラス板または複層ガラスは、ガラス張り、殊に建物の建築用ガラス張りにおいて、スマートウィンドウ、切り替え可能ウィンドウ、プライバシーウィンドウの用途のために、殊に「懸濁粒子デバイス」(いわゆるSPD)において、またはエレクトロクロミック層を有するかまたは液晶ユニット(いわゆるPDLC(=「粒子分散液晶」)を含む)のために使用される。
「スマートウィンドウ」との専門用語は、「賢い」もしくは「考える」窓、つまり使用者の要求に応じてその特性を変化させ得るガラス張りを備えた窓と理解される。従って、環境の影響、例えば直射日光に応じて透明度、半透明度、色および反射率を可逆的に適合させられる。これらの切り替え可能および制御可能なガラス張りの多くは、ガラス板の間隙において、つまり複層ガラスによって形成される空間において液晶を使用することに基づいている。
エネルギー生成窓は太陽光線を利用して電流を生成する。切り替え可能な窓、いわゆる「切り替え可能ウィンドウ」は日除けを提供し、エネルギーコストおよびCO2の排出を下げるために役立つ。
透明から半透明へと即座に変化するプライバシー保護窓、いわゆる「プライバシーウィンドウ」は、建物におけるブラインドを不要にし、より多くのプライベート領域を用意する。
遮光および断熱システムは好ましくはエレクトロクロミック装置または「懸濁粒子デバイス」によって実現される。それらは使用の際に透明から暗く変化し、つまり太陽光を建物内部から遮断して、エネルギーコストを下げるために役立つ。これに対し、液晶の解決策はむしろプライバシー窓として用いられる。それらは透明から白色へと変化する。
本発明の実施態様において、本発明によるガラス板または複層ガラスは、ガラス張り、殊に建物の建築用ガラス張りにおいて、透明なソーラー窓によってエネルギーを生成するために使用される。本発明のさらなる実施態様において、本発明によるガラス板または複層ガラスは、ガラス張り、殊に建物の建築用ガラス張りにおいて、例えば切り替え可能な窓を稼働させるためにソーラー窓のエネルギーを利用することによって組み合わせとして用いられる。
本発明の実施態様において、本発明によるガラス板または複層ガラスは、ガラス張り、殊に建物の建築用ガラス張りにおいて、殊に液晶ユニットのために、スマートウィンドウ、切り替え可能ウィンドウ、プライバシーウィンドウの用途のために、単数または複数のガラス板の少なくとも液晶ユニットに向けられる側が200nm未満、好ましくは150nm未満、特に好ましくは100nm未満、とりわけ特に好ましくは50nm未満の微細表面うねりを有するように使用される。
従って、本発明の利点、つまり良好な微細表面うねりが特に活用され、なぜなら、それによって光学ひずみが低減され、小型で、従って場合により費用効果の高いガラス張りの構造が促進されるからである。
本発明の実施態様において、本発明によるガラス板、または複層ガラスの少なくとも1つのガラス板は、フロートガラス板、有利にはアルカリ含有ホウケイ酸ガラス製のフロートガラス板であり、且つ本発明によるガラス板、または複層ガラスは、ガラス張り、殊に建物の建築用ガラス張りにおいて、殊に液晶ユニットのために、スマートウィンドウ、切り替え可能ウィンドウ、プライバシーウィンドウの用途のために、およびTFT-LCD装置およびエレクトロクロミック装置のためにも、単数または複数のガラス板の、フロートプロセスの際にフロート浴の大気側に向いている側が液晶ユニットに向けられるように使用される。
従って、これらの好ましい実施態様の利点は、フロート法によるアルカリ含有ガラス、殊にホウケイ酸ガラスの場合、浴の金属(通常はスズ)と接触するガラスの側と、フロート浴の上の大気と接触するガラスの側(大気側)とで、アルカリイオンに関して異なる拡散挙動を有するという事実に基づいて活用される。ガラスの大気側のアルカリイオンは、表面からわずかにのみ拡散するので、大気側が電気的に励起可能な光学活性層に向くように使用される場合、そのようなガラスプレートは、表面のアルカリイオン含有率を低減するためのさらなる後処理をせずに、平板表示装置におけるガラス板として、または薄膜光電池用の基板として使用され得る。従って最終の用途によっては、不動態化層は必要ではない。
以下で例示的に、少なくとも1つの本発明によるフロートガラス板を備えたTFT-LCDフラットパネルディスプレイの構造を説明する。前面板は一般にカラーフィルタプレートと称されるガラスプレートによって形成される。少なくともそれは本発明によるガラス板である。背面プレートと称されるガラス板がスクリーンの後端を形成する。それも本発明によるガラス板として形成されることができ、前面板(カラーフィルタプレート)と背面プレートとの間に液晶層がある。2つのガラス板の間の正確な間隔はスペーサーによって確保される。
有利には少なくとも前面板は、液晶層に向かって内側の方向で200nm未満の微細表面うねりを有するようにディスプレイ内に配置される。
有利には、少なくとも前面板はフロートガラス板であり、フロート法による製造の際、スズ浴と接触する表面が外側を向く一方で、その製造の際、フロート浴上の大気と接触するガラス板の大気側は液晶層に向かって内側の方向にディスプレイ内に配置される。
前面板および背面プレートはその外側で偏光板層を備えている。前面板には下側にブラックマトリックス、赤、緑、青の色のためのカラーフィルタ層、並びに通常はITO層からなる透明な共通電極(コモン電極)が搭載されている。背面プレートには画素電極を駆動する薄膜トランジスタが搭載されている。さらに、前面板および背面プレート上にそれぞれ1つのいわゆる配向層(アライメント層)が配置されている。縁部に向かってディスプレイは封止材で封止されている。前面板のコモン電極はコネクタ(ショート)を用いて背面プレートの共通電極(コモン電極)と電気的に導通するように接続されている。画素電極がTFTトランジスタによって駆動されると、液晶層内の該当の画素の液晶が回転し、該当の画素が活性化される。
上述のガラス板、複層ガラス、およびガラス張りは、例えば防火ガラス張りのために知られているシステムの構成要素であることもできる。
個別のガラス板についての実施例に際して述べられた本発明の利点は、複層ガラスの際に特に活用されることが理解される。
Claims (18)
- ガラス板、殊に熱間形成により形成され、有利にはフロート法によるガラスリボンから個別化することにより得られるガラス板であって、殊にホウケイ酸ガラスを含み、少なくとも1.15mの長さおよび少なくとも0.85mの幅を有し、少なくとも0.5mm、有利には少なくとも0.7mm、且つ最高7mm、有利には最高5mmの厚さdを有し、上面と下面とを含み、建築用ガラス張りにおいて使用するための前記ガラス板であって、前記上面および/または前記下面での微細表面うねりが200nm未満であり、且つ面密度(d0.7)が最高1.73kg/m2、面密度(d1.5)が最高3.71kg/m2、且つ面密度(d5)が最高12.36kg/m2であることを特徴とする、前記ガラス板。
- 前記上面および/または前記下面での微細表面うねりが150nm未満、好ましくは100nm未満、特に好ましくは50nm未満であることを特徴とする、請求項1に記載のガラス板。
- 厚さdが2mmを上回り、好ましくは少なくとも3.8mm、特に好ましくは少なくとも4mmであることを特徴とする、請求項1または2に記載のガラス板。
- 厚さdが最高2mmであることが好ましく、最高1.75mmが特に好ましく、最高1.5mmがとりわけ特に好ましいことを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項に記載のガラス板。
- 面密度(d0.7)が少なくとも1.45kg/m2であり、面密度(d1.5)が少なくとも3kg/m2であり、且つ面密度(d5)が少なくとも10kg/m2であり、且つ/または
面密度(d0.7)が最高1.70kg/m2、好ましくは最高1.62kg/m2、特に好ましくは最高1.56kg/m2、とりわけ特に好ましくは最高1.53kg/m2であり、
面密度(d1.5)が最高3.65kg/m2、好ましくは最高3.47kg/m2、特に好ましくは最高3.35kg/m2、とりわけ特に好ましくは最高3.27kg/m2であり、且つ、
面密度(d5)が最高12.15kg/m2、好ましくは最高11.55kg/m2、特に好ましくは最高11.15kg/m2、とりわけ特に好ましくは最高10.90kg/m2であること
を特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項に記載のガラス板。 - 光透過率Y(D65.2°)が、厚さd=5mmで測定して、少なくとも91%、好ましくは少なくとも93%であることを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項に記載のガラス板。
- 厚さd=5mm、波長850nmで測定して、透過率が少なくとも91%、好ましくは少なくとも93%であることを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項に記載のガラス板。
- 密度が2.50g/cm3未満、有利には最高2.45g/cm3、好ましくは最高2.40g/cm3、特に好ましくは2.38g/cm3未満、とりわけ特に好ましくは最高2.35g/cm3、または2.32g/cm3未満、または2.25g/cm3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項に記載のガラス板。
- 密度が少なくとも2.10g/cm3であることを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項に記載のガラス板。
- 重量%で以下の成分:
SiO2 70~87、好ましくは75~85
B2O3 5~25、好ましくは7~16
Al2O3 0~6、好ましくは1~4
Na2O 0.5~9、好ましくは0.5~6.5
K2O 0~3、好ましくは0.3~2.5、特に好ましくは2まで、
CaO 0~3
MgO 0~2
Li2O 0~5、好ましくは0~1、特に好ましくは0~0.5
RxOy 0~3、好ましくは>0~3、
ここでR=Sr、Ba、Zn、Ti、Zr、P、Sn、S、Ce、Fe、Ndであり、且つ1≦X≦2、1≦Y≦5である、
を含むホウケイ酸ガラスを含む、請求項1から9までのいずれか1項に記載のガラス板。 - 3.8mmで少なくとも170K(5%フラクタイル)、好ましくは少なくとも175K(5%フラクタイル)の耐温度急冷性(ASF)を有することを特徴とする、請求項1から10までのいずれか1項に記載のガラス板。
- 3.8mmで、耐温度勾配性(TGF)が少なくとも110K(T急昇温)および/または少なくとも120K(T連続加熱)であることを特徴とする、請求項1から11までのいずれか1項に記載のガラス板。
- 化学強化または熱強化されていることを特徴とする、請求項1から12までのいずれか1項に記載のガラス板。
- 前記ガラス板がフロートガラス板である、請求項1から13までのいずれか1項に記載のガラス板。
- 少なくとも2つのガラス板からなり、その少なくとも1つ、好ましくは少なくとも2つが請求項1から14までのいずれか1項に記載のガラス板である、複層ガラス。
- 請求項1から14までのいずれか1項に記載のガラス板、または請求項15に記載の複層ガラスの、ガラス張り、殊に建物の建築用ガラス張りにおける、殊に液晶ユニットのための、スマートウィンドウ、切り替え可能ウィンドウ、プライバシーウィンドウの用途のための使用。
- 単数または複数の前記ガラス板の、少なくとも液晶ユニットに向けられる側が、200nm未満、好ましくは150nm未満、特に好ましくは100nm未満、とりわけ特に好ましくは50nm未満の微細表面うねりを有する、請求項16に記載の使用。
- 請求項14に記載のガラス板、または請求項14に記載のガラス板を備えた請求項15に記載の複層ガラスの、請求項16または17に記載の使用であって、単数または複数のガラス板の、フロートプロセスの際にフロート浴の大気側に向いている側が、液晶ユニットに向けられている、前記使用。
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