JP5921697B2 - 平滑でマイクロクラックのないエッジ面を有するガラスフィルムおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、特に、非常に平滑でマイクロクラックのないエッジ面から形成されるガラスフィルムに関する。特に好ましくは、厚さが５μｍから３５０μｍの範囲のガラスフィルムである。

例えば家電分野では有機ＬＥＤ光源用、薄型もしくは湾曲ディスプレイデバイス用のカバーガラスとして、あるいは再生可能エネルギーまたはエネルギー技術分野では太陽電池用などと、薄板ガラスの利用はさまざまな用途に拡がっている。タッチパネル、コンデンサ、薄膜電池、フレキシブルプリント基板、フレキシブルＯＬＥＤ、フレキシブル太陽電池モジュール、または電子ペーパーなどもその例である。薄板ガラスは、化学薬品耐性、温度変化耐性、熱耐性、気密性、優れた電気絶縁性、カスタマイズされた（customized）膨張率、フレキシビリティ、高い光学的品質および光透過性、ならびに２つの薄板ガラスエンティティ（two thin glass entities）の火造り表面（fire-polished surface）により粗さがきわめて少ない高表面品質など、その優れた特性のために多くの用途でますます注目されている。薄板ガラスとは、この場合、厚さ約１．２ｍｍ未満〜１５μｍ以下の厚さを有するガラスフィルムをいう。実施形態として、薄板ガラスは、そのフレキシビリティのために、ガラスフィルムとして製造後に巻き取られ、ガラスロールとして保管され、または仕上げ加工もしくはさらなる加工のために輸送されることが増加している。ガラスフィルムは、例えば表面の被覆または仕上げ加工などの中間処理後でも、ロール・ツー・ロールプロセスにおいて、再度巻き取られ、別の使用に供され得る。

このガラスの巻きつけは、平面的に拡げた材料の保管および輸送に比して、さらなる加工時にコスト的に有利でコンパクトな保管、輸送および取扱いができるという利点を含む。さらなる加工では、ガラスロールから、または平面的に保管および輸送した材料から、要件に応じたより小さなガラスフィルム部が切断される。一部の用途では、このようなガラスフィルム部は、湾曲状またはロール状のガラスとして再度使用される。

すべての優れた特性にもかかわらず、応力に対する抵抗力が弱いため、脆性材料としてのガラスはどちらかというと破壊強度が低い。ガラスを曲げると、曲げられたガラスの外側表面に応力が発生する。このようなガラスロールを破壊しないように保管および破壊しないように輸送し、またはより小さなガラスフィルム部をクラックも破壊もしないように使用するには、巻かれたまたは曲げられたガラスロールにクラックまたは破壊が発生しないように、エッジの品質および完全性が第一に重要である。例えばマイクロクラックなどの微小なクラックのように、エッジが損傷しているだけで、ガラスフィルムにより大きなクラックまたは破壊の原因および発生点となりうる可能性がある。巻き取られたまたは曲げられたガラスフィルムにクラックまたは破壊が発生するのを防止するためには、巻き取られたまたは曲げられたガラスフィルムの上側の張力のため、完全な状態で、かき傷、溝（groove）または他の表面欠陥が表面にないことがさらに重要である。第三に、巻き取られたまたは曲げられたガラスフィルムにクラックまたは破壊が発生するのを防止するためには、製造条件によって生じるガラスの内部応力もできる限り抑えるか、または存在しないようにすることが望ましい。とりわけガラスフィルムエッジの品質は、ガラスフィルムのクラックの形成または破壊に至るクラック伝播に関して特に重要である。

従来技術によれば、薄板ガラスまたはガラスフィルムは、特殊な研磨ダイヤモンド、または特殊鋼もしくは炭化タングステン製の小型ホイール（wheel）によって機械的に傷つけられたり、破壊されたりする。この場合、表面にかき傷を付けると、ガラスに意図的な応力が生じる。そのように生じた亀裂（fissure）に沿って、ガラスは、圧力、引張または曲げにより制御されつつ破壊される。そうすることによって、エッジにポッピング（popping）や貝殻状断口（conchoidal ruptures）があり、マイクロクラックが多く、粗さが大きい、エッジが生じる。

このようなエッジは、通常、エッジ強度を高めるために、その後縁取り、面取り、または研磨する。機械的なエッジ加工は、とりわけ２００μｍ未満の厚さの、ガラスフィルムでは、ガラスの追加的なクラックまたは破壊リスクを冒さずにはもはや実現することができない。

より良いエッジ品質を得るために、従来技術によれば、レーザー・スクライビング加工を行うことにより、熱的に発生した機械的張力によってガラス基板を破断している。従来技術では、両法の併用も公知となっており、普及している。レーザー・スクライビング法では、通常はＣＯ_２レーザービームであるバンドルレーザービーム（bundled laser beam）によって、正確に規定した線に沿ってガラスを加熱し、その直後の圧縮空気または気液混合液などの冷却液による冷却ジェット（cold jet）によって、ガラスが所定のエッジに沿って破断可能であるまたは破断するような大きな熱張力をガラス中に発生させる。このようなレーザー・スクライビング法は、例えばＤＥ６９３０４１９４Ｔ２、ＥＰ０８７２３０３Ｂ１およびＵＳ６，４０７，３６０に記載されている。

しかし、この方法でも、破断したエッジには相応の粗さおよびマイクロクラックが生じる。とりわけ厚さ範囲が２００μｍ未満の薄板ガラスフィルムの湾曲時または巻きつけ時に、エッジ構造内のインデンテーションおよびマイクロクラックから、亀裂（tears）がガラスの中まで形成され、伝播し、最終的にガラスが破壊されてしまう。

ＷＯ９９／４６２１２は、エッジ強度を高めるための提案をしている。前記特許は、高粘性な硬化性の合成材料によるガラスエッジから生じるマイクロクラックの充填、およびガラスシートエッジの被覆を提案している。合成材料にガラスエッジを浸漬して被覆し、紫外光によって硬化することができる。その後、ガラスシートの外面の突出した合成材料を除去する。この方法は、厚さが０．１ｍｍから２ｍｍのガラスシートに提案されている。この場合、費用のかかる複数の追加工程が必要であり、５〜３５０μｍ範囲のガラスフィルムにはむしろ適さないということが欠点である。とりわけ、このような薄板ガラスフィルムでは、ガラスフィルムを傷つけずに突出した合成材料を除去することができない。さらに、ＷＯ９９／４６２１２で開示しているガラスエッジの被覆、およびマイクロクラックの充填ですら、クラックの形成およびクラック伝播の防止はきわめて限定的である。そこに提案されている高粘性の合成材料は、その粘性のために、ガラスシートエッジの表面構造内のマイクロクラックを、表面的に被覆するにすぎない。そうすることにより、張力が対応して作用した場合に、マイクロクラックは依然として、ガラスシートの破壊を引き起こすクラックの伝播の起点として作用する。

ＷＯ２０１０／１３５６１４は、厚さ範囲が０．６ｍｍ超または０．１ｍｍ超のガラス基板のエッジ強度を高めるため、ポリマーによるエッジの表面被覆を提案している。被覆厚さは、５〜５０μｍの範囲にあるべきである。しかし、ここでも、この文献でも記載しているように、エッジ面構造中のマイクロクラックがその深部からクラック成長をもたらすことを阻止できないので、このような被覆はエッジからのクラックの形成および伝播をきわめて限定的に防止しているにすぎない。その上、２００〜５μｍの範囲の薄板ガラスフィルムでは、合成材料によるエッジのこのような被覆方法は、実施するにしても費用がかさむ。とりわけ極薄のガラスフィルムでは、エッジの被覆によって、ガラスフィルムの損傷のリスクなしには除去できず、ガラスフィルムの使用時、または巻取り時に多大な損傷をもたらす肥厚部（thickenings）が形成されることがさらに避けられない。

ＤＥ１０２００９００８２９２から、好ましくはダウン・ドローまたはオーバーフロー・ダウン・ドロー・フュージョン法で製造するガラス層が公知となっており、表面の二乗平均粗さ（ＲＭＳ（root mean square average））（ＤＩＮ ＩＳＯ １３０２によれば、算術平均粗さ（Ｒａ）ともいう）は０．４〜０．５ｎｍである。しかし、既述しているようにエッジにマイクロクラックが発生でき、ガラスリボンのエッジ強度が巻取りに対して不十分になるので、この粗さはエッジに関する粗さではなく、ガラスリボンの中央とも異なる粗さを示している。

ＤＥ１０２００８０４６０４４は、熱硬化したガラス（thermally hardened glass）の製造方法を記載しており、エッジから生じるマイクロクラックを減少させるために、エッジ強度を高めるレーザー分離法を用いており、それにより、追加的または代替として火造りを実施してもよい。ただしＤＥ１０２００８０４６０４４では、これによりガラスリボンをロールに巻くためのより高いエッジ強度が得られるとは記載していない。

ＤＥ１００１６６２８は、例えばはんだガラスなどのはんだを用いたはんだプロセスによる薄板ガラスシートの封入（containing）を記載している。ＤＥ１００１６６２８では、これによりエッジ強度を高め得ること、とりわけこれによりガラスリボンをロールに巻くためのより高いエッジ強度が得られることについては記載していない。

ＤＥ６９３０４１９４Ｔ２ ＥＰ０８７２３０３Ｂ１ ＵＳ６，４０７，３６０ ＷＯ９９／４６２１２ ＷＯ２０１０／１３５６１４ ＤＥ１０２００９００８２９２ ＤＥ１０２００８０４６０４４ ＤＥ１００１６６２８ ＷＯ０２／０５１７５７Ａ２ ＷＯ０３／０５１７８３Ａ１

したがって、本発明の課題は、従来技術の欠点を回避し、とりわけガラスフィルムの湾曲または巻取りを可能にするのに十分なエッジ品質を有し、エッジからのクラックの形成をできる限りまたは完全に防止するガラスフィルムを提供することである。とりわけ、長さが１０００ｍの場合に５０ｍｍ〜１０００ｍｍ範囲のロール直径のロールにガラスフィルムリボンを巻くときの不良確率（probability of failure）を１％未満となるように、エッジ強度をこのような尺度によって高めている。

本発明は、請求項１、請求項１２および請求項１３の特徴によって、この課題を解決している。本発明のさらなる有利な形態を、従属の請求項２乃至１１および１４に記載している。

ガラスフィルムは、同一のエッジによって規定されている第１表面と第２表面とを有し、本発明によると、互いに対置する少なくとも２つのエッジの表面は、６７０μｍの測定長さで測定して、最大でも１ナノメートル、好ましくは最大でも０．８ナノメートル、特に好ましくは最大でも０．５ナノメートルの二乗平均粗さ（ＲＭＳ）Ｒｑを有する。互いに対置する少なくとも２つのエッジの平均表面粗さＲａは、６７０μｍの測定長さで測定して、最大でも２ナノメートル、好ましくは最大でも１．５ナノメートル、特に好ましくは最大でも１ナノメートルである。

二乗平均粗さ（ＲＭＳ）とは、実プロファイルによって平均化された、幾何学的に定義された線の、実プロファイルの基準区間内の所定方向で測定された全ての距離の二乗平均値Ｒｑのことである。平均表面粗さＲａとは、隣接する５つの単一測定区間の単一表面粗さからの算術平均のことである。

本発明によると、ガラスフィルムの互いに対置する少なくとも２つのエッジの表面は、少なくとも１種の金属酸化物、好ましくは複合金属酸化物から成る。一実施形態では、複合金属酸化物の成分は、できる限りガラスフィルムの成分と同一にしている。別の一実施形態では、特殊金属酸化物（special metal oxide）の場合もあり、または金属酸化物のコンポジションから成り、そのコンポジションは例えば本発明によるきわめて平滑でマイクロクラックのないエッジ表面を形成するために有用で、特殊溶融はんだガラス（special fused solder glass）の成分と一致している。

特に好ましい一実施形態では、ガラスフィルムの互いに対置する少なくとも２つのエッジは、火造り面を有する。

互いに対置する少なくとも２つのエッジとは、ガラスフィルムの湾曲時または巻きつけ時に曲げられるエッジのことである。しかしまた、曲げ半径に対して垂直に延設された１つまたは両方のエッジも、本発明による形態を追加的に有し得る。

さらなる一実施形態では、ガラスフィルムの第１表面および第２表面、すなわちガラスフィルムの両面も、火造り表面を有し得る。この実施形態ではこれら表面は、６７０μｍの測定長さで測定して、最大でも１ナノメートル、好ましくは最大でも０．８ナノメートル、特に好ましくは最大でも０．５ナノメートルの二乗平均粗さ（ＲＭＳ）Ｒｑを有している。さらに、これら表面の平均表面粗さＲａは、６７０μｍの測定長さで測定しても、最大でも２ナノメートル、好ましくは最大でも１．５ナノメートル、特に好ましくは最大でも１ナノメートルである。

本発明の特別な一形態では、記載した熱的平滑化またははんだガラスの溶融などの尺度によって、不良確率、つまりガラスリボンまたはガラスフィルムが、長さが１０００ｍで厚さが範囲５μｍ〜３５０μｍ、とりわけ１５μｍ〜２００μｍの多数のガラスフィルムを評価する場合に、範囲５０ｍｍ〜１０００ｍｍ、とりわけ１５０ｍｍ〜６００ｍｍの直径をもつロールに巻き取るとき、破断する確率が１％未満となることが達成される。

好ましい一実施では、このような本発明によるガラスフィルムは、最大２００μｍ、好ましくは最大１００μｍ、特に好ましくは最大５０μｍ、とりわけ好ましくは最大３０μｍ、および少なくとも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の厚さを有し、ガラスは脆性であるにもかかわらず、クラックおよび破壊のリスクなしに曲げて巻きつけることができる。

好ましい一実施では、このような本発明によるガラスフィルムは、最大でも２重量％、好ましくは最大でも１重量％、さらに好ましくは最大でも０．５重量％、さらに好ましくは最大でも０．０５重量％、特に好ましくは最大でも０．０３重量％のアルカリ酸化物の含量を有する。

別の好ましい一実施では、このような本発明によるガラスフィルムは、以下の成分（酸化物ベースの重量％で）を含有するガラスから成る。
ＳｉＯ_２ ４０〜７５
Ａｌ_２Ｏ_３ １〜２５
Ｂ_２Ｏ_３ ０〜１６
アルカリ土類酸化物 ０〜３０
アルカリ酸化物 ０〜２

別の好ましい一実施では、このような本発明によるガラスフィルムは、以下の成分（酸化物ベースの重量％で）を含有するガラスから成る。
ＳｉＯ_２ ４５〜７０
Ａｌ_２Ｏ_３ ５〜２５
Ｂ_２Ｏ_３ １〜１６
アルカリ土類酸化物 １〜３０
アルカリ酸化物 ０〜１

これにより、特に適切なガラスフィルムを提供することができる。こうしたガラス成分は、熱的平滑化によって、またははんだガラスによる濡れもしくは溶融によって、エッジを作るのに適し、こうしたエッジはガラスリボンの湾曲または巻取りを可能にする十分なエッジ品質を有し、それにより、エッジからのクラックの形成を減少または防止する。

本発明は、ガラスフィルムの湾曲または巻きつけを可能にし、その際にエッジからのクラックの形成を減少または除外するのに十分なエッジ品質を有するガラスフィルムの製造方法をさらに包含する。

一実施形態では、ガラスフィルムを提供し、ガラスフィルムの互いに対置する少なくとも２つのエッジを熱的に平滑化し、それにより、ガラスのエッジ面を、ガラスフィルムのガラス転移温度（Ｔ_ｇ）を超える温度に加熱する。

この場合、転移点（Ｔ_ｇ）は、ガラスが冷却中に粘稠状態から固体状態に移行する温度である。

このようなガラスフィルムは、ダウン・ドロー法またはオーバーフロー・ダウン・ドロー・フュージョン法で、溶融したガラス、とりわけ低アルカリ含有ガラスから製造される。従来技術で一般的に公知となっている２つの方法（例えば、ダウン・ドロー法に関してはＷＯ０２／０５１７５７Ａ２、およびオーバーフロー・ダウン・ドロー・フュージョン法に関してはＷＯ０３／０５１７８３Ａ１）は、厚さが２００μｍ未満、好ましくは１００μｍ未満、特に好ましくは５０μｍ未満、および厚さが少なくとも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の薄板ガラスフィルムを引き伸ばすことに特に適していることが示されている。

基本的にＷＯ０２／０５１７５７Ａ２に記載しているダウン・ドロー法では、気泡がなく良く均一化されたガラスが、ガラスリザーバー、いわゆる延伸タンク（drawing tank）に流れる。延伸タンクは、例えば白金または白金合金などの貴金属から成る。延伸タンクの下方に、スロットノズル付きのノズル装置が配置されている。このスロットノズルのサイズおよび形状によって、延伸するガラスフィルムの流量およびガラスフィルムの幅にわたる厚さ分布が決定される。ガラスフィルムは、延伸ロールの使用によって下側に延伸され、最終的には延伸ロールに続いて配置されている焼鈍炉に達する。焼鈍炉は、ガラス内の応力発生を防止するために、ガラスを室温付近まで徐々に冷却する。延伸ロールの速度によって、ガラスフィルムの厚さが決定される。延伸プロセス後、ガラスは、次の加工のために垂直状態から水平状態に曲げられる。

延伸後、ガラスフィルムは、２次元的に拡大し、上下面とも火造り面となる。この場合、火造りとは、加熱成形中にガラスが固化する間に、ガラス表面が空気との境界面からのみ形成され、その後は機械的にも化学的にも変化しないことを意味する。したがって、このように製造する薄板ガラスの場所（area）は、加熱成形中には他の固体または液体材料と接触してはならない。上述した両方のガラス延伸法では、６７０μｍの測定長さで測定して、最大でも１ナノメートル、好ましくは最大でも０．８ナノメートル、特に好ましくは最大でも０．５ナノメートル、典型的には０．２〜０．４ナノメートルの範囲の二乗平均粗さ（ＲＭＳ）Ｒｑ、および最大でも２ナノメートル、好ましくは最大でも１．５ナノメートル、特に好ましくは最大でも１ナノメートル、典型的には０．５〜１．５ナノメートルの表面粗さＲａのガラス表面となる。

延伸したガラスフィルムのエッジには、プロセス起因の肥厚部、つまり、ガラスが延伸タンクから引っ張られて導かれてくるいわゆるレース（laces）が存在する。容量を節約し、とりわけ比較的小さな直径でもガラスフィルムを巻き取る、または曲げることができるようにするには、こうしたレースを切断することが有利または不可欠である。このために、機械的にかき傷を付けることによりおよび／またはレーザービームによる処理と次の意図的な冷却により、所定の破断線に沿って、応力が発生し、その後ガラスはこの破断線に沿って破断される。その後、ガラスフィルムは平面状にまたはロール状に保管され、輸送される。

また、ガラスフィルムは、下流のプロセスで、より小さな断片またはサイズにカットできる。ここでも、所定の破断線に沿ってガラスを破断する前に、機械的にかき傷を付けることによりまたはレーザービームによる処理と次の意図的な冷却により、または両方法の併用によって、応力が発生する。いずれにしても、破断のためにマイクロクラックおよび亀裂を有する粗いエッジが発生し、ガラスフィルム中のクラックに至るマイクロクラックの発生および伝播または拡大の起点となり得る。

本発明によると、別のステップで、ガラスをこの破壊エッジに沿って溶融し熱的に平滑化する。とりわけマイクロクラックを溶着して修正（heal）し、亀裂および凹凸を平滑化する。この際、ガラス転移温度（Ｔｇ）を超える温度に表面を加熱するので、表面は表面張力のために収縮し、平滑になり、火造りが生じる。この際、本発明によると、ガラスフィルムの表面への入熱が、ガラスフィルムエッジに支障ある肥厚部が生じないほど低く保持される。このためには、エッジ面のごく浅い部分までしか溶融されず、または表面の微小範囲までしか溶融されないことが重要である。エッジの肥厚部が、ガラス厚さの２５％以下、好ましくはガラス厚さの１５％以下、特に好ましくはガラス厚さの５％以下である場合、支障ある肥厚部は存在しない。

一実施では、好ましくはＳｃｈｏｔｔ ＡＧ（Ｍａｉｎｚ）のＱｕａｒｚａｌのような半透明の石英ガラス（translucent fused quartz）から成る、赤外線源を備えたチャンバーに、ガラスフィルムエッジを導く。これによりガラスエッジをＴｇ超に局所加熱することになり、エッジを火造り（溶融）することになる。その後の冷却プロセスは、溶融時の熱応力のために発生したガラスエッジ中の応力を低減する。

別の一実施形態では、エッジをレーザーによって加熱する。エネルギー入力は、ガラスエッジがＴｇ超に加熱され、その表面が溶融されるほどの高さに選択する。

さらなる一実施形態では、エネルギー入力は、加熱ロッドの熱放射によって生じる。ガラスエッジは加熱ロッドに接触しないで通り過ぎる。ここでも、入熱は、ガラスエッジがＴｇ超に加熱され、その表面が溶融されるほどの高さに選択する。

特に好ましい一実施形態では、エネルギー入力は、火炎、とりわけガス火炎によって生じる。火炎は、できる限りススなしに燃えることが望ましい。基本的に、例えばメタン、エタン、プロパン、ブタン、エタンまたは天然ガスなどのすべての可燃性ガスがこれに適している。このために、１つまたは複数のバーナーを選択することができる。さまざまな火炎形態のバーナーをこのために使用することができる。特に、ライン・バーナーまたは単一ランス・バーナーが適している。好ましい一形態では、火炎に噴流圧力を発生させて、ガラスフィルムエッジの表面において溶融ガラスの重力に対抗している。代替として、火炎にかかわらずに、噴流圧力を発生させて、意図的にガラスフィルムエッジ面において軟化したガラスに影響を与えてもよい。これにより、エッジの表面構造の良好な溶融と同時に、ガラスフィルムエッジの肥厚部を阻止できる。例えば酸素または空気の添加など、このようなガスは可燃性ガスの燃焼を更に補助することができる。

代替の一実施形態では、破壊されたガラスフィルムの、互いに対置する少なくとも２つのエッジを、エッチングプロセスによって平滑化する。このために、エッジをとりわけフッ化水素酸に作用させる。

代替の一実施形態では、破壊されたガラスフィルムの、互いに対置する少なくとも２つのエッジを、はんだガラスによって溶融し、対応して平滑でマイクロクラックのない表面を同様に得る。ガラスフィルムのガラス転移温度（Ｔｇ）未満のはんだガラスの軟化温度で、２つの材料間を溶融接合しているので、ガラスフィルムの表面への入熱は低く保持され得る。流動温度および濡れ温度（wetting temperature）のときのはんだガラスの粘度は、好ましくは１０^４〜１０^６ｄＰａｓである。

この場合、両材料の熱膨張率が適合するように、はんだガラスの組成をガラスフィルムのガラスに合わせる。はんだガラスとガラスフィルムとの熱膨張率の差は、２×１０^−６／Ｋ未満、とりわけ１×１０^−６／Ｋ未満、好ましくは０．６×１０^−６／Ｋ未満、および特に好ましくは０．３×１０^−６／Ｋ未満である。とりわけ機械的に脆弱なガラスとしてのはんだガラスは、冷却後に圧縮応力が低くなるように、熱膨張率が選択される。言い換えると、はんだガラスの熱膨張率は、ガラスフィルムの熱膨張率よりもやや低い。

とりわけはんだガラスは、化学組成もガラスフィルムに適合している。

好ましい一実施形態では、はんだガラスはペーストの形態でガラスフィルムエッジに塗布される。ペーストを製造するには、ガラス粉を、例えば水、メタノールまたはニトロセルロースなどの分散媒と均一に混合し、酢酸アミルに溶かす。ペーストは、例えばトランスファーロールまたはトランスファーシリンダーによってガラスフィルムエッジに塗布される。次いでペーストは、まだ残留しているガラスフィルムの内部熱、または外部熱、および場合によっては外部からの給気によって乾燥される。その後、ガラス粉はガラスフィルムの互いに対置する少なくとも２つのエッジの表面で溶融され、それにより、はんだガラスは表面を濡らす。

溶融に不可欠な所要の熱エネルギーは、ガス火炎によって導入することができる。レーザーによって、さらにより意図的に熱エネルギーを導入することができる。ガラスフィルムがあまりに広い範囲で加熱されないように、熱エネルギーを集束し、ガラスフィルムの溶融に必要な場所のみに空間的に限定して導入されるように、熱放射を調整することが可能である。はんだガラスを溶融し、エッジ表面の濡れに必要なエネルギーは、はんだガラスに供給するレーザー照射の吸収に基づいている。はんだガラス成分が蒸発することなく、はんだガラスが流動および濡れに必要な粘度に達するように、局部的なエネルギー導入は、時間的かつ形状的に調整および導入される。そうすることにより、ガラスフィルムの表面への入熱は、ガラスフィルムエッジに支障ある肥厚部が生じないほど低く保持される。

例えば、Ｓｃｈｏｔｔ ＡＧ社（Ｍａｉｎｚ）のはんだガラスのＧｌａｓ ８４４９、Ｇ０１８−２２３またはＧｌａｓ ８４４８が相応のはんだガラスである。平均線熱膨張率α（２０℃、３００℃）が３．２×１０^−６／ＫであるＳｃｈｏｔｔ ＡＧ社（Ｍａｉｎｚ）のＧｌａｓ ＡＦ３２（登録商標）ｅｃｏからなるガラスフィルムに関して、適切なはんだガラスとして、例えばＳｃｈｏｔｔ ＡＧ社（Ｍａｉｎｚ）のはんだガラスのα（２０℃、３００℃）が２．７×１０^−６／ＫであるＧｌａｓ ８４４９、α（２０℃、３００℃）が３．０×１０^−６／ＫであるＧ０１８−２２３、α（２０℃、３００℃）が３．６×１０^−６／ＫであるＧ０１７−００２、またはα（２０℃、３００℃）が３．７×１０^−６／ＫであるＧｌａｓ ８４４８が選択され、はんだガラスＧ０１８−２２３が好ましい。

前に記載した尺度に基づき、不良確率、つまりガラスリボンまたはガラスフィルムが、長さ１０００ｍで厚さが範囲５μｍ〜３５０μｍ、とりわけ１５μｍ〜２００μｍの多数のガラスフィルムで評価した場合に、範囲５０ｍｍ〜１０００ｍｍ、とりわけ１５０ｍｍ〜６００ｍｍの直径をもつロールに巻き取るときに破断する確率が１％未満となることが可能になる。

さまざまなガラスフィルムに関して、表１ではエッジ強度を、つまりガラスフィルムをあるロール半径でロール状に巻き取るときに発生する応力をＭＰａで表示している。

ここに表示しているのは、ＳＣＨＯＴＴ ＡＧ（Ｍａｉｎｚ）のガラスのＡＦ３２ｅｃｏ、Ｄ２６３ＴｅｃｏおよびＭＥＭｐａｘである。応力σ（ＭＰａで）は、巻いたガラスロールのガラス厚さｄ（μｍで）と直径Ｄ（ｍｍで）に応じて与えられる。エッジ強度、つまりガラスリボンの外面に対する応力を求める式は、次のように計算する。
σ＝Ｅ・ｙ／ｒ
式中、Ｅは弾性率、ｙは巻き取るべきガラスリボンのガラス厚さの半値ｄ／２、およびｒは巻き取ったガラスリボンの巻取り半径である。

多数の検査試料による不良確率が既知であれば、表１のσの値によって、一定の長さおよびロール半径を有するガラスリボンに関する不良確率Ｐを求めることができる。不良確率とは、ワイブル・パラメータによって幅を特性化したワイブル分布である。

ウィキペディア−フリー百科事典によれば、ワイブル分布は、ガラスのような脆性材料の寿命および不良率を記述するために使用される累積的な正の実数に対する連続確率分布である。ワイブル分布は、技術システムの不良確率を記述するためにも使用できる。

ワイブル分布は、分布幅、いわゆるワイブル係数によって特性付けられる。一般的に、係数が大きいほど分布は狭くなるといえる。

５０ｍｍの試料長さにより２点曲げ測定を実施する場合、ワイブル係数が既知のとき、長さＬを有するガラスリボンの不良確率は次のように求めることができる。

式中：
Ｐは、ロール半径ｒで長さＬのガラスリボンの不良確率で、Ｌは、不良確率を求めるガラスリボンの長さで、ｌは、２点試験で用いる当該試料長さで、ｌ＝５０ｍｍが好ましく、σ（ｒ）は、ロール半径ｒで巻き取ることによって発生する応力で、μは、２点曲げ試験によって測定した応力で、βは、分布幅を記述するワイブル係数であり、それにより低強度特性へ拡張する。

厚さｄのガラスリボンを半径ｒに巻き取り、巻取り長さが１０００ｍのときに不良確率が１％（または、それ未満）になることを望み、かつ２点測定の当該試料長さが５０ｍｍである場合、不良確率の基準によって次の条件を定めることができる。

σ（ｒ）を表１の応力とする場合、システムを特性化し、「性能指数」とも称されるパラメータαとして、次の式が得られる。

エッジ強度の増加のため、本発明による尺度を用いて、αの値が、例えば１２から１４．５に高まることが好ましい。

本発明の実施では、薄板ガラスへの入熱のために、応力が発生することが有り得る。この応力は、薄板ガラスを変形させたり、とりわけガラスフィルムの湾曲時または巻きつけ時の破壊リスクの原因になったりもし得る。このような場合、本発明の別の実施では、エッジの平滑化に続いて、焼鈍炉でガラスフィルムは応力緩和される。その場合、ガラスフィルムは例えばインライン・プロセスで、所定の温度プロファイルで加熱され、目的に合わせて冷却される。

当然ではあるが、本発明は、前述の特徴の組合せに限定されるわけではなく、当業者であれば、本発明のすべての特徴を、意義のある範囲内で任意に組み合わせたり、本発明の範囲を逸脱せずに独自に使用したりするであろう。

Claims (13)

1. 第１の表面と第２の表面とを有するガラスフィルムであって、両方の表面が同一のエッジによって規定されており、互いに対置する少なくとも２つのエッジの表面が、最大でも２ナノメートルの平均表面粗さＲａを有し、
   前記ガラスフィルムが、長さが１０００ｍで、厚さが５μｍ〜３５０μｍの範囲で、ガラスフィルム（１）を巻き取るロールの直径が５０ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲である場合に、前記ガラスフィルムは１％未満の不良確率を有する
   ガラスフィルム。
2. 前記互いに対置する少なくとも２つのエッジの表面が、最大でも１ナノメートルの二乗平均粗さ（ＲＭＳ）Ｒｑを有する、請求項１に記載のガラスフィルム。
3. 前記互いに対置する少なくとも２つのエッジの表面が、少なくとも１種の金属酸化物、又は複合金属酸化物から成る、請求項１または２に記載のガラスフィルム。
4. 前記互いに対置する少なくとも２つのエッジの表面が、火造り表面を有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガラスフィルム。
5. 前記ガラスフィルムの前記第１の表面と前記第２の表面が、火造り表面を有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のガラスフィルム。
6. 前記ガラスフィルムが、最大２００μｍの厚さを有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のガラスフィルム。
7. 前記ガラスフィルムが、少なくとも５μｍの厚さを有する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のガラスフィルム。
8. 前記ガラスフィルムが、最大２重量％のアルカリ酸化物の含量を有する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のガラスフィルム。
9. 前記ガラスフィルムが、以下の成分（酸化物ベースの重量％で）
   ＳｉＯ_２ ４０〜７５
   Ａｌ_２Ｏ_３ １〜２５
   Ｂ_２Ｏ_３ ０〜１６
   アルカリ土類酸化物 ０〜３０
   アルカリ酸化物 ０〜２
   を含有するガラスから成る、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のガラスフィルム。
10. 前記ガラスフィルムが、以下の成分（酸化物ベースの重量％で）
    ＳｉＯ_２ ４５〜７０
    Ａｌ_２Ｏ_３ ５〜２５
    Ｂ_２Ｏ_３ １〜１６
    アルカリ土類酸化物 １〜３０
    アルカリ酸化物 ０〜１
    を含有するガラスから成る、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のガラスフィルム。
11. 以下のステップ：
    −ガラスフィルムを用意するステップと、
    −互いに対置する少なくとも２つのエッジを熱的に平滑化するステップであって、前記ガラスフィルムが、長さが１０００ｍで、厚さが５μｍ〜３５０μｍで、ガラスフィルム（１）のロールの直径が５０ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲のとき、１％未満の不良確率を有するように、エッジ表面のガラスを、転移点（Ｔｇ）を超える温度に加熱する、平滑化するステップと
    を含む、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のガラスフィルムの製造方法。
12. 以下のステップ：
    −ガラスフィルムを用意するステップと、
    −互いに対置する少なくとも２つのエッジの表面にはんだガラスを塗布するステップと、
    −前記互いに対置する少なくとも２つのエッジの表面のはんだガラスを溶融させるステップと
    を含み、
    前記ガラスフィルムが、長さが１０００ｍで、厚さが５μｍ〜３５０μｍの範囲で、ガラスフィルム（１）のロールの直径が５０ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲のとき、１％未満の不良確率を有するように、前記はんだガラスが前記表面を濡らす、
    請求項１に記載のガラスフィルムの製造方法。
13. 機械的にかき傷を付けることおよび／またはレーザービームによる処理とその後の意図的な冷却により、所定の破断線に沿って、前記ガラスフィルムに応力を発生し、その後前記破断線に沿ってガラスを破断することによって、熱的に平滑化するステップの前、またははんだガラスを塗布するステップの前に、前記エッジを製造する、請求項１１または１２に記載のガラスフィルムの製造方法。