JP6110863B2 - 縁部が特殊に形成されたガラスフィルム - Google Patents

Description

本発明は、縁部表面のミクロ組織において、微小クラックと亀裂の各側部を互いに接着している、縁部が特殊に形成されたガラスフィルムに関する。ガラスフィルムは、好ましくは５μｍ〜１．２ｍｍの範囲、とりわけ５μｍ〜３５０μｍの範囲、この上なく特に好ましくは１５μｍ〜２００μｍの厚さを有する。

例えば家電分野では、例えば半導体モジュール用、有機ＬＥＤ光源用、薄型もしくは湾曲モニター用の保護ガラスとして、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、薄手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。薄手ガラスは、化学薬品耐性、温度変化耐性および熱耐性、気密性、優れた電気絶縁性、適合した膨張率、フレキシビリティ、高い光学的品質および光透過性、または薄手ガラス両面の火造り表面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。薄手ガラスとは、この場合、厚さ約１．２ｍｍ未満から１５μｍ以下の厚さまでのガラスフィルムをいう。薄手ガラスは、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再加工のために輸送されることが増加している。ロール・ツー・ロールプロセスにおいて、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、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、再加工で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。

再加工では、ガラスロールから、または平面的に保管もしくは輸送した材料からも、要件に応じた比較的小さなガラスフィルム部が切断される。一部の用途では、このガラスフィルム部も、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、引張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さは低い。ガラスを曲げると、曲げられたガラスの外側表面に引張応力が発生する。このようなガラスロールを破壊しないように保管し、破壊しないように輸送し、または比較的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フィルムにクラックまたは破壊が発生しないように、縁部の品質および完全性が第一に重要である。例えば微小クラックなどの微小なクラックのように、縁部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ったりしかねない。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引張応力のために、完全であり、かき傷、条痕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縁部の特性は、ガラスフィルムのクラック発生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、薄手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。そのように生じたかき傷に沿って、圧縮、引張または曲げにより制御されつつガラスは破壊される。そうすることによって、粗さが強く、微小クラックが多く、また縁部周辺に亀裂または貝殻状断口のある縁部が生じる。

このような縁部は、通常、縁部強度を高めるために、その後縁取り、面取り、または研削および研磨する。機械的な縁部加工は、とりわけ２００μｍ未満の厚さの範囲のガラスフィルムでは、ガラスの追加的なクラックおよび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。

より良い縁部品質を得るために、従来技術によりレーザー・スクライビング法をさらに開発して、熱で発生した機械的応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集束レーザービームによって、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コールドビームによって、ガラスが所定の線に沿って破断可能であるような大きな熱応力を発生させる。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、破断した縁部には相応の粗さおよび微小クラックが生じる。とりわけ厚さ範囲が２００μｍ未満の薄手ガラスフィルムの湾曲時または巻きつけ時に、縁部組織内の凹部および微小クラックから、クラック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、縁部強度を高めるための提案をしている。前記特許は、ガラステープ縁部の被覆、および高粘度硬化性樹脂によるガラス縁部から生じる微小クラックの充填を提案している。樹脂にガラス縁部を浸漬して被覆し、紫外光によって硬化することができる。その後、ガラステープの外面の余剰樹脂を除去する。この方法は、厚さが０．１ｍｍから２ｍｍのガラステープに提案されている。この場合、この方法には、とりわけガラス板の外側表面での余剰樹脂の除去のような工程が必要で、これは５〜２００μｍ範囲のガラスフィルムには適さないということが欠点である。とりわけ、このような薄手ガラスフィルムでは、ガラスフィルムを傷つけずに余剰樹脂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縁部の被覆、および微小クラックの充填自体、クラック発生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度樹脂は、その粘性のためにガラステープ縁部の表面組織内の微小クラックを、表面的に被覆するにすぎないか、またはよくても表面ミクロ組織の粗い空隙に浸入するにすぎない。そうすることにより、引張応力が対応して作用した場合に、微小クラックは依然として、その後ガラステープの破壊に至るクラック進展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超のガラス基板の縁部強度を高めるため、ポリマーによる縁部の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、その深部から縁部表面組織の微小クラック進展に至ることを阻止できないので、このような被覆は縁部からのクラックの発生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の範囲の薄手ガラスフィルムでは、樹脂による縁部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、縁部の被覆によって、ガラスフィルムの損傷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支障をきたす肥厚部が形成されることがさらに避けられない。樹脂被覆によって肥厚化したガラスフィルム縁部は、巻取り時にガラスフィルの歪みを生じ、ガラスフィルムのコンパクトな巻きつけに支障を来しかねない。そうすると、例えばガラスフィルムをガラスロールで輸送する場合、応力が生じ、場合によっては部分範囲で振動または揺れが生じて、ガラスフィルムが極度の破壊リスクにさらされるであろう。

ＧＢ１，４６８，８０２から、ガラス板のヘアラインクラックを修復するために、
−硬化剤を含むエポキシ樹脂と、
−不飽和ポリエステル樹脂、希釈剤、重合触媒、および少なくとも１つの重合促進剤
から成る混合物であって、ガラス表面のクラック上に、この混合物がヘアラインクラックに浸透し、これを充填し、ヘアラインクラック内で重合化することにより、ヘアラインクラックを密閉するように加えられる混合物が公知になっている。ＧＢ１，４６８，８０２では、前記混合物の最大粘度として、１０００ｃＰ（１０００ｍＰａ・ｓ）の粘度が示されている。ヘアラインクラックを充填するために、下限値としてヘアラインクラックがまだ充填される０．６５ｃＰ（０．６５ｍＰａ・ｓ）の値が挙げられている。ＧＢ１，４６８，８０２では、ガラス板の損傷部の修復のみ記載していて、薄手ガラスフィルムについての記載はなく、縁部強度が接着によって高くなることも特に記載してはいない。

さらに、重合組成によって硬化することが、ガラス表面のヘアラインクラックを密閉するためにＧＢ１，４６８，８０２で記載している混合物の欠点であった。ヘアラインクラックの急速な密閉は、このような組成では不可能であった。

ＤＥ６９３０４１９４Ｔ２ ＥＰ０８７２３０３Ｂ１ ＵＳ６，４０７，３６０ ＷＯ９９／４６２１２ ＷＯ２０１０／１３５６１４ ＧＢ１，４６８，８０２ ＷＯ０２／０５１７５７Ａ２ ＷＯ０３／０５１７８３Ａ１

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縁部品質を有し、縁部からのクラック発生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。厚さが５μｍ〜３５０μｍ、とりわけ１５μｍ〜２００μｍの範囲のガラスフィルムテープを長さ１０００ｍの場合にロール直径５０ｍｍ〜１０００ｍｍ、とりわけ１５０ｍｍ〜６００ｍｍの範囲のロールに巻きつける場合、不良確率が１％未満となるような対策によって、とりわけ縁部強度を高くすべきである。

本発明は、請求項１および請求項１１の特徴によって、この課題を解決している。さらなる有利な本発明の形態を、従属の請求項２乃至１０および１２乃至１７に記載している。

ガラスフィルムは、同一縁部によって２つが仕切られている第１の表面と第２の表面とを有する。縁部表面は、ミクロ組織表面を有するミクロ組織を有している。少なくとも一部は、縁部表面はミクロ組織表面に微小クラックおよび亀裂を示している。とりわけ微小クラックおよび亀裂に応力が作用する場合、これらはクラック発生およびクラック進展の起点としてガラスフィルム内で作用し、ガラスフィルムが許容できないほど損傷するか、またはガラスフィルムが破壊されるに至る可能性がある。そのような応力は、例えばガラスフィルムの湾曲もしくは巻きつけ時の引張力、または振動または揺れによって生じ得る。

これらの微小クラックおよび亀裂は、縁部表面の垂直方向に、クラック進展時に開口する側方側部をそれぞれ有している。本発明によると、少なくとも２つの互いに対置する縁部の縁部表面で、微小クラックおよび亀裂の各側部をガラス接着剤によって互いに接着する。

この接着によって、側部が互いに開口し得ることが防止されるので、クラック発生およびクラック伝播が有効に防止される。この接着は、縁部表面の被覆ではなく、縁部表面のミクロ組織範囲にある微小クラック側部および亀裂側部の接着である。それにより、微小クラックおよび亀裂の各側部を接着した後、縁部表面はその高さがガラスフィルムの厚さと一致する。ガラスフィルム縁部の支障を来す肥厚部、またはガラスフィルムの第１の表面または第２の表面上の余剰接着剤は、できる限り排除される。そのような肥厚部は、縁部間に生じる間隙によってロールの幅方向でガラスロールに歪みが生じ、これによってまたガラスロールにおけるガラスフィルムのたわみが促進され、フィルムの損傷および破壊に至り得るので、とりわけガラスフィルムの巻取り時に非常に問題である。

少なくとも２つの互いに対置する縁部とは、とりわけ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縁部のことである。しかしまた、曲げ半径に対して垂直に延設された１つまたは両方の縁部も、本発明による形態を追加的に有し得る。

ガラスフィルム縁部の表面組織で、微小クラックおよび亀裂の側部を接着するには、基本的に、ガラスに十分に付着し、微小クラック内に完全に浸透し得るほどの低粘度のすべての接着剤が適している。この場合、浸透は微小クラックのクラック間隙の毛細管作用によって促進される。

本発明によると、接着剤としては、低粘度接着剤、好ましくはアクリレート、とりわけ例えばＵＶ硬化型アクリレート、つまり紫外線によるラジカル硬化性のアクリレート接着剤、シアノアクリレートまたはさらにウレタンアクリレートなどの改質アクリレートを使用する。さらに、エポキシ樹脂、とりわけ例えばグリシジルエーテルなどの低粘度添加剤を含むエポキシ樹脂が好ましい。この上なく特に好ましいのは、改質エポキシ樹脂およびＵＶ硬化型エポキシ樹脂である。ＵＶ硬化型エポキシ樹脂として、カチオンエポキシ樹脂が好ましい。本発明によって使用する低粘度接着剤では、２３℃で０．５〜６００ｍＰａ・ｓ、好ましくは２３℃で０．５〜２５０ｍＰａ・ｓ、特に好ましくは２３℃で１〜１５０ｍＰａ・ｓ、とりわけ好ましくは２３℃で１〜８０ｍＰａ・ｓの範囲の粘度が選択される。

ＵＶアクリレートまたはＵＶ硬化型エポキシ樹脂のような紫外光で硬化する接着剤は、ここでは確実に硬化時間がきわめて短くなり、したがって後続の加工に速やかに移れるので好ましい。

接着剤として、例えば、粘度が２３℃において６００ｍＰａ・ｓ未満の低粘度のＵＶ硬化型一液型無溶剤エポキシ樹脂、例えば、ＤＥＬＯ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｋｌｅｂｓｔｏｆｆｅ、ＤＥＬＯ−Ａｌｌｅｅ １、８６９４９ Ｗｉｎｄａｃｈ、ＤｅｕｔｓｃｈｌａｎｄのＤＥＬＯ−Ｋａｔｉｏｂｏｎｄ（登録商標）ＡＤ６１０を使用する。

アクリレート系ＵＶ硬化型接着剤は、驚いたことに特に良好な処理性を示す。このような接着剤は、１２０ｍＰａ・ｓ未満の極低粘度、および１時間未満、とりわけ１０分未満、とりわけ好ましくは１分未満の硬化時間によって際立っている。例えばここで、ＤＥＬＯ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｋｌｅｂｓｔｏｆｆｅ、ＤＥＬＯ−Ａｌｌｅｅ １、８６９４９ Ｗｉｎｄａｃｈ、ＤｅｕｔｓｃｈｌａｎｄのＤＥＬＯ−Ｐｈｏｔｏｂｏｎｄ ＧＢ ３１０またはＤＥＬＯ−Ｌｏｔｕｓ ２が挙げられる。本発明によると、接着によって、不良確率、つまりガラステープまたはガラスフィルムが、長さが１０００ｍで、厚さが５μｍ〜１．２ｍｍ、とりわけ５μｍ〜３５０μｍ、この上なく特に好ましくは１５μｍ〜２００μｍの範囲の多数のガラスフィルムで見た場合に、直径５０ｍｍ〜１０００ｍｍ、とりわけ１５０ｍｍ〜６００ｍｍの範囲でロールに巻き取るときに、破断する確率が１％未満になることが達成される。

さらなる一実施形態では、ガラスフィルムの第１の表面および第２の表面、すなわちガラスフィルムの両面も、火造り面を示し得る。この実施形態ではその表面は、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を示している。さらに、その表面の平均粗さ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。

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２００μｍ、好ましくは最大でも１００μｍ、特に好ましくは最大でも５０μｍ、とりわけ好ましくは最大でも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の厚さを有するので、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。

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、その際に縁部からのクラック発生を減少または防止する十分な縁部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。

本発明によってガラスフィルムを調製し、ガラスフィルムの少なくとも２つの互いに対置する縁部の縁部表面を低粘度接着剤で濡らし、その後に硬化する。

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、溶融したとりわけ低アルカリガラスから製造されるのが好ましい。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を参照）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の薄手ガラスフィルムを引き伸ばすの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、ガラスタンク、いわゆる延伸タンク（Ｚｉｅｈｔａｎｋ）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、スリットノズル付きのノズル装置が配置されている。このスリ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、ガラスを室温に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。

ガラスフィルムは、平面的に拡げた延伸後、上下面とも火造り面となる。火造りとはこの場合、熱間成形中にガラスが凝固するときに、ガラスフィルム表面が空気との境界面によってのみ形成され、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ガラスフィルムの品質範囲は、熱間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ナノメートルの平均粗さＲａのガラス表面となる。延伸したガラスフィルムの縁部には、方法起因の肥厚部が、つまり、ガラスが延伸タンクから延伸され導かれてくるいわゆるバリ（Ｂｏｒｔｅ）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、このバリ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により、所定の破断線に沿って、次の意図的な冷却後に応力が発生し、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上で保管され、輸送される。

また、ガラスフィルムは下流ステップ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により、次の意図的な冷却後に、または両技術の併用によって、応力が発生する。いずれにしても、破断のために微小クラックおよび亀裂を含む粗い縁部が発生し、クラックの発生および伝播、またはガラスフィルムの亀裂に至る微小クラック進展の起点となり得る。

本発明によると、さらなるステップでこの損傷縁部の縁部表面のミクロ組織表面を接着剤で濡らすことにより、微小クラックおよび亀裂の側部が互いに接着する。この場合、微小クラックとは、縁部表面からガラス材料内に通じているクラックのことである。亀裂は粗い範囲に存在し、側部の間で比較的細い底部の比較的傾斜した側部を有している。ここで問題となるのは、樹脂またはポリマーによる縁部表面の被覆ではなく、ミクロ組織表面範囲における対策である。このためには、接着剤は相応する低粘度の稠度を有していなければならない。接着剤の粘度は、０．５〜６００ｍＰａ・ｓ、好ましくは０．５〜２５０ｍＰａ・ｓ、特に好ましくは１〜１５０ｍＰａ・ｓ、とりわけ好ましくは１〜８０ｍＰａ・ｓの範囲にあることが有利である。

本発明によるとこの低粘度のために、余剰接着剤に因ってガラスフィルム縁部に支障ある肥厚部も生じない。これによって、とりわけガラスフィルムをロール上に確実にコンパクトに巻き取ることができ、その際ガラスフィルム層の完全に平らな被覆が保証される。

基本的に、接着のためには、ガラスに十分に付着し、とりわけ微小クラック内に完全に浸透し得るほど低粘度のすべての接着剤が適している。この場合、浸透は微小クラックのクラック間隙の毛細管作用によって促進される。接着剤としては、例えばＵＶアクリレート、つまり紫外線によるラジカル硬化性のアクリレート接着剤、ウレタンアクリレート、またはさらにシアノアクリレートなどのアクリレートの使用が特に好ましい。さらにエポキシ樹脂が好ましく、とりわけ例えばグリシジルエーテルなどの低粘度添加剤を含むエポキシ樹脂が好ましい。ＵＶ硬化型エポキシ樹脂として、カチオンエポキシ樹脂が好ましい。

接着剤を硬化させるため、本発明の一形態では、紫外線による相応の接着剤の硬化が好ましい。照射源としてはとりわけＵＶ管を用い、その際ＵＶ管およびガラスフィルム縁部のミクロ組織表面を互いに対し移動させる。ＵＶ光スペクトルは各接着剤に合わせ、管またはＵＶ光源は、縁部表面の全高さでガラスフィルムの一定長さ部分上に照射するように位置決めする。

接着剤を硬化させるため、本発明のさらなる一形態では、熱処理よる相応の接着剤の硬化が好ましい。ガラスフィルム縁部のミクロ組織表面へのエネルギー導入は、例えば熱風または熱線、とりわけ赤外線によって行う。

図面に基づいて、本発明を例示的により詳細に説明する。

２つの対置する縁部を有する１０００ｍ長さのガラスフィルムテープの断面として、ガラスフィルムの右側部分および左側部分を示す図である。 ガラスフィルム縁部の断面の拡大図である。

ダウン・ドロー法で、ＳＣＨＯＴＴ ＡＧ（Ｍａｉｎｚ）の好ましくはＡＦ３２、とりわけＡＦ３２ｅｃｏのガラスの、幅５００ｍｍ、厚さ５０μｍの１０００ｍ長さのガラスフィルムを延伸し、ガラスロールに巻きつけた。巻取り前に、ガラスフィルムのバリをレーザー・スクライビング法によって除去したので、ガラスフィルムに沿った延伸方向に縁部４１、４２が形成された。縁部４１、４２のミクロ組織表面６は、亀裂および微小クラックを著しい特徴とした。２点曲げ試験による縁部強度は、平均して４００ＭＰａ（メガパスカル）±３５０ＭＰａであった。つまり、微小クラックおよび亀裂のために縁部強度のばらつきが非常に大きいことにより、ガラスロールへの巻取りまたは巻出し時のガラスフィルムの破壊確率がきわめて高い。

レーザー・スクライビング法によるバリを除去した後に、縁部表面５１、５２を、ＥＧＯ Ｄｉｃｈｔｓｔｏｆｆｗｅｒｋｅ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．Ｂｅｔｒｉｅｂｓ ＫＧ社のアクリレートＵＶ−Ｋｌｅｂｓｔｏｆｆ Ｃｏｎｌｏｃ ＵＶ ６６５で濡らすことにより、接着剤は縁部４１、４２のミクロ組織表面６を被覆することができた。接着剤７は、粘度が５０ｍＰａ・ｓ（ミリパスカル秒）で、微細な微小クラック８の毛細管作用によって促進され、これに浸透することができた。接着剤７は、微小クラック８および亀裂９の側部を濡らした。接着剤７は、その表面張力のために、微小クラックおよび亀裂の谷間に充填され、その硬化後側部をそれぞれ一緒に接着した。接着剤によって縁部表面５１、５２の被覆が実現されたわけではなく、ミクロ組織表面６の被覆のみが実現された。

次に、接着剤７を光化学重合するために、ガラスフィルムの縁部を、ＵＶＡ照射装置ＵＶＡＨＡＮＤ ２５０、Ｄｒ．Ｈｏｅｎｌｅ ＡＧ社（Ｇｒａｅｆｅｌｆｉｎｇ／Ｍｕｅｎｃｈｅｎ）によって照射した。ＵＶＡ照射装置は、出力が２５０Ｗである。

この代わりに、アクリレート接着剤ＤＥＬＯ Ｐｈｏｔｏｂｏｎｄ ＧＢ３１０を用いても、上記ガラスフィルムのような縁部表面の微小クラックを接着剤に浸漬して、その表面張力のために封着することもできる。これに加えて、粘度が１００ｍＰａ・ｓの低粘度接着剤をさらに塗布し、タイプがＵＶＨ ＦＺ−２０２０のＵＶランプによって、波長範囲３２０〜４００ｎｍのＵＶ光を１分間作用させることにより硬化させる。

微小クラック８および亀裂９の側部を接着した後、縁部強度は、±５０Ｍｐａと明らかにより小さなばらつきを示した。ガラスフィルムは、破壊リスクを冒さずにロール状に巻くことができた。

さまざまなガラスフィルム、ＡＦ３２ｅｃｏ、Ｄ２６３Ｔｅｃｏ、ＭＥＭｐａｘに関して、表１では縁部強度を、つまりガラスフィルムをあるロール直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。縁部強度、つまりガラステープ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（Ｅ−Ｍｏｄｕｌ）、ｙは巻き取るべきガラステープのガラス厚さの半値ｄ／２、およびｒ＝Ｄ／２は巻き取ったガラステープの巻取り半径である。

多数の検査試料による破壊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のガラステープに関する破壊または不良確率Ｐを求めることができる。破壊確率とは、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（ＷＩＫＩＰＥＤＩＡ）−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故障頻度を記述するために使用される正の実数の量に対する定常確率分布である。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（Ｗｅｉｂｕｌｌ−Ｍｏｄｕｌ）によって特性付けられる。一般的に、モジュールが大きいほど分布は狭くなるといえる。

５０ｍｍの試料長さによって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を有するガラステープ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のガラステープの不良確率で、Ｌは、不良確率を求めるガラステープの長さで、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点曲げによって測定した応力で、βは、分布幅とそれによる低強度への拡張を記述するワイブル係数である。

厚さｄのガラステープを半径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）になるように欲し、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、σ（ｒ）に表１の応力をとる場合、システムを特性化し、「性能指数（ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ ｍｅｒｉｔ）」とも称されるパラメータとして、次の式が得られる。

本発明による対策によって縁部強度が増加することで、αの値が、例えば１２から１４．５に高まることが好ましい。

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 (17)

1. 厚さが１．２ｍｍ未満の範囲で、第１の表面と第２の表面（３１、３２）とを有し、両表面は縁部表面（５１、５２）を有する縁部（４１、４２）によって仕切られており、縁部表面（５１、５２）が、ミクロ組織表面（６）を有するミクロ組織をそれぞれ示し、ミクロ組織表面（６）が微小クラック（８）と亀裂（９）とを含み、微小クラック（８）と亀裂（９）が側方で側部によって仕切られているガラスフィルム（１）において、少なくとも２つの互いに対置する縁部（４１、５２）が、粘度として２３℃で６００ｍＰａ・ｓ未満の範囲の低粘度接着剤を、微小クラック（８）と亀裂（９）の各側部が接着剤（７）によって互いに接着されるようにそのミクロ組織表面（６）に含むことにより、厚さが５μｍ〜３５０μｍの範囲にあり、長さが１０００ｍであって、ガラスフィルム（１）のロール直径が５０ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲にある、ガラスフィルムの不良確率が１％未満であることを特徴とする、ガラスフィルム（１）。
2. 縁部表面（５１、５２）が、微小クラック（８）と亀裂（９）の各側部の接着後に、その高さがガラスフィルム（１）の厚さと一致する、請求項１に記載のガラスフィルム。
3. 接着剤（７）が、アクリレート、改質アクリレート、ＵＶ硬化型アクリレート、シアノアクリレート、または改質ウレタンアクリレートを含む、請求項１または２に記載のガラスフィルム。
4. 接着剤（７）が、エポキシ樹脂、改質エポキシ樹脂またはＵＶ硬化型エポキシ樹脂を含む、請求項１または２に記載のガラスフィルム。
5. ガラスフィルム（１）の第１の表面（３１）と第２の表面（３２）が、火造り表面を示す、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. ガラスフィルム（１）が、最大でも２００μｍの厚さを示す、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. ガラスフィルム（１）が、少なくとも５μｍの厚さを示す、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. ガラスフィルム（１）が、最大でも２重量％のアルカリ酸化物含量を示す、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. ガラスフィルム（１）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. ガラスフィルム（１）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７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
    − 厚さが１．２ｍｍ未満の範囲のガラスフィルム（１）を用意するステップと、
    − 少なくとも２つの互いに対置する縁部（４１、４２）の縁部表面（５１、５２）の前記ミクロ組織表面（６）を、粘度が２３℃で６００ｍＰａ・ｓ未満の低粘度接着剤（７）で湿潤させるステップと、
    − ガラスフィルムが、厚さが５μｍ〜３５０μｍの範囲にあり、長さが１０００ｍであって、ガラスフィルム（１）のロール直径が５０ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲にある、ガラスフィルムの不良確率が１％未満となるように、接着剤（７）を硬化させるステップと
    を含む、請求項１に記載のガラスフィルムの製造方法。
12. ガラスフィルム（１）において機械的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により、所定の破断線に沿って、次の意図的な冷却によってガラスフィルムに応力が発生し、その後この破断線に沿ってガラスが破断されることによって、接着剤（７）で濡らす前に縁部（４１、４２）を製造した、請求項１１に記載のガラスフィルムの製造方法。
13. 接着剤（７）が、２３℃で０．５〜６００ｍＰａ・ｓの範囲の粘度を示す、請求項１１または１２に記載のガラスフィルムの製造方法。
14. 接着剤（７）が、アクリレート、改質アクリレート、ＵＶ硬化型アクリレート、シアノアクリレート、または改質ウレタンアクリレートを含む、請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載のガラスフィルムの製造方法。
15. 接着剤（７）が、エポキシ樹脂、改質エポキシ樹脂またはＵＶ硬化型エポキシ樹脂を含む、請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載のガラスフィルムの製造方法。
16. 接着剤（７）が、波長範囲が３２０〜４００μｍの紫外線照射によって硬化される、請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載のガラスフィルムの製造方法。
17. 接着剤（７）が、８０℃〜２００℃の範囲の熱処理によって硬化される、請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載のガラスフィルムの製造方法。

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