WO2013050164A2 - Glasfolie mit speziell ausgebildeter kante - Google Patents

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WO2013050164A2
WO2013050164A2 PCT/EP2012/004170 EP2012004170W WO2013050164A2 WO 2013050164 A2 WO2013050164 A2 WO 2013050164A2 EP 2012004170 W EP2012004170 W EP 2012004170W WO 2013050164 A2 WO2013050164 A2 WO 2013050164A2
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glass
adhesive
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Thomas Wiegel
Holger Wegener
Ulrich NEUHÄUSLER
Angelika Ullmann
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Schott Ag
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    • Y10T428/24793—Comprising discontinuous or differential impregnation or bond

Definitions

  • the invention relates to a glass sheet with a specially formed edge, on whose edge surface in the microstructure in each case the flanks of the microcracks and fissures are glued together.
  • the glass sheets have a thickness in the range of 5 ⁇ to 1, 2mm, in particular in the range 5 [im to 350pm, most preferably 15 ⁇ to 200 ⁇ .
  • Consumer electronics for example, as cover glasses for semiconductor modules, for organic LED light sources or for thin or curved display devices or in areas of renewable energy or energy technology, such as
  • Solar cells is increasingly used thin glass. Examples include touch panels, capacitors, thin-film batteries, flexible printed circuit boards, flexible OLEDs, flexible photovoltaic modules or even e-papers. Thin glass device for many
  • Thin glass is understood to mean glass foils with thicknesses of less than approximately 1.2 mm up to thicknesses of 5 ⁇ m and smaller. Because of its flexibility
  • the glass sheet can also after a
  • these glass sheet sections are again used as bent or rolled glass.
  • glass as a brittle material has a rather low breaking strength, as it is less resistant to
  • Tensile stresses is. When bending the glass, tensile stresses occur on the outer surface of the bent glass. For a break-free storage and for a break-free transport of such a glass roll or for a crack and breakage-free use of smaller glass sheet sections, first the quality and integrity of the edges is important in order to avoid the occurrence of a crack or breakage in the rolled or bent glass sheet. Nice
  • Damage to the edges such as tiny cracks, e.g. Microcracks can be the cause and the point of origin for larger cracks or breaks in the glass sheet.
  • integrity and freedom of the surface from scratches, scores, or other surface defects is important to avoid the occurrence of cracking or breakage in the rolled or bent glass sheet.
  • internal stresses in the glass due to production should also be as small as possible or absent in order to avoid the occurrence of a crack or break in the rolled-up or bent glass sheet.
  • the nature of the glass sheet edge is special
  • the prior art in a further development uses the laser scribing method in order to break a glass substrate by means of a thermally generated mechanical stress.
  • a combination of both methods is known and widely used in the art.
  • the laser scribing method with a collimated laser beam, usually a CO 2 laser beam, the glass is heated along a well-defined line and such a large thermal flow through an immediately following cold jet of cooling fluid, such as compressed air or an air-liquid mixture
  • a proposal for increasing the edge strength makes the WO 99/46212. She proposes coating a glass sheet edge and filling in the of the Glass edge outgoing microcracks with a high-viscosity curable
  • Plastic in front The coating can be done by dipping the glass edge in the plastic and curing with UV light. Protruding plastic on the outer surface of the glass is then removed.
  • This method is proposed for glass sheets of 0.1 to 2 mm thickness.
  • the disadvantage here is that it includes process steps, such as in particular the removal of excess plastic on the outer surfaces of the glass, which are unsuitable for glass films in the range 5 to 200 pm. Above all, with such thin glass foils, a protruding plastic can not be removed without damaging the foil.
  • coating the glass edge and even filling the microcracks as disclosed in WO 99/46212, prevents cracking and crack propagation only to a very limited extent.
  • the thickness of the coating should be in the range of 5 to 50 pm. But even here prevents such
  • Thickening forms that can not be removed without risk of damage to the film and a great impairment in use or when rolling up represent the glass sheet.
  • Glass sheet edges would lead to bending of the glass sheet during reeling and prevent compact winding of the glass sheet. This would lead to stresses and possibly to vibration or vibration of portions e.g. When transporting the glass sheet in the glass roller lead, which is an enormous
  • the object of the invention is to provide a glass sheet which avoids the disadvantages of the prior art and in particular, a has sufficient edge quality, which allows bending or rolling of the glass sheet, the formation of a crack from the edge is largely avoided or completely avoided.
  • the edge strength should be increased by such a measure that the probability of failure when winding a glass ribbon with a thickness in the range 5pm to 350pm, in particular 15 ⁇ to 200 ⁇ to a roll with a roll diameter in the range 50 mm to 1000 mm, in particular 150mm to 600mm at a length of 1000m, less than 1%.
  • the invention solves this problem with the features of claim 1 and claim 11. Further advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims 2 to 10 and 12 to 17.
  • the glass sheet has a first and a second surface, both of which are bounded by equal edges.
  • the surface of the edges has a
  • Microstructure with a microstructured surface At least in part, the edge surfaces have microcracks and fissures in their microstructured surface.
  • stresses on the microcracks and fissures act, they can act as a starting point for cracking and crack propagation into the glass sheet, which impermissibly damages the glass sheet or leads to breakage of the glass sheet.
  • stresses may be due to tensile forces, e.g. when bending or rolling the glass sheet or through
  • Vibrations or vibrations are brought about. These microcracks and fissures are perpendicular to the
  • This bond prevents the flanks from opening to each other and thus effectively prevents cracking and crack propagation.
  • Bonding is not a coating of the edge surface, but a
  • edge surface corresponds to the gluing of the respective flanks of microcracks and fissures in their height to the thickness of the glass sheet.
  • Thickening is very disturbing especially when rolling up the glass sheet, since it leads to bending of the glass sheet in the width direction of the roll by the resulting gap between the edges, which in turn promotes vibration of the glass sheet in the glass roll and damage and breakage of the film can lead.
  • the at least two opposing edges are understood in particular to be the edges which are bent when the glass sheet is bent or rolled. In addition, however, one or both edges running perpendicularly to the bending radius may also have the design according to the invention. For the bonding of the flanks of the microcracks and fissures in the
  • Glass foil edges are basically all adhesives suitable, which have sufficient adhesion to glass and are so low viscosity that they can completely penetrate into the microcracks. The penetration is supported by the capillary action of the crack gap of the microcracks.
  • adhesives used are preferably low-viscosity adhesives, preferably acrylates, in particular modified acrylates, such as e.g. UV-curable acrylates, i. with the help of ultraviolet radiation radically curing acrylate adhesives, cyanoacrylates or urethane acrylates.
  • acrylates in particular modified acrylates, such as e.g. UV-curable acrylates, i. with the help of ultraviolet radiation radically curing acrylate adhesives, cyanoacrylates or urethane acrylates.
  • epoxy resins are preferred, especially those with low viscosity additives such as e.g. Glycidyl.
  • Epoxy resins As UV-curing epoxy resins are cationic epoxies prefers.
  • viscosities are selected in the range of 0.5 to 600 mPas at 23 ° C., preferably 0.5 to 250 mPas at 23 ° C., more preferably 1 to 150 mPas at 23 ° C., particularly preferably 1 to 80 mPas at 23 ° C.
  • adhesives which cure with ultraviolet light such as UV acrylates or UV-curing epoxy resins
  • the adhesive used is, for example, a low-viscosity UV-curing, one-component solvent-free epoxy resin having a viscosity of less than 600 mPas at 23 ° C., for example DELO-Katiobond® AD610 of the DELO
  • the bonding is achieved by the fact that the probability of failure, d. H. the probability that the glass ribbon or the glass sheet breaks, when viewing a plurality of glass sheets with a length of 1000 m and a thickness in the range 5 pm to 1, 2 mm, in particular 5 pm to 350 pm, most preferably 15 pm to 200 pm when winding on a roll with a diameter in the range 50 mm to 1000 mm, in particular 150 mm to 600 mm less than 1%.
  • the first and second surfaces of the glass sheet i. the two surfaces of the glass sheet, have a fire polished surface. Their surfaces have a in this embodiment
  • RMS root mean square roughness
  • such a glass sheet according to the invention has a thickness of at most 200 ⁇ , preferably at most 100 ⁇ , more preferably of at most 50 ⁇ , more preferably of at most 30 ⁇ and at least 5 ⁇ , preferably of at least 10 ⁇ , more preferably of at least 15 ⁇ and therefore can be bent and roll despite the brittleness of glass without risk of cracking and breakage.
  • such a glass sheet according to the invention has an alkali metal oxide content of at most 2% by weight, preferably of at most 1% by weight, more preferably of at most 0.5% by weight, more preferably of at most 0.05% by weight. %, more preferably of at most 0.03 wt .-%.
  • such a glass sheet according to the invention consists of a glass which contains the following components (in% by weight)
  • Oxide base contains:
  • such a glass sheet according to the invention consists of a glass containing the following components (in% by weight based on oxide):
  • the invention further comprises a process for producing a glass sheet which has sufficient edge quality, which is a bending or rolling of the
  • Glass film allows, whereby the formation of a crack is reduced or avoided from the edge.
  • a glass sheet is provided and the edge surface of at least two opposite edges of the glass sheet are wetted with a low-viscosity adhesive and then cured.
  • Such a glass sheet is preferably produced from a molten glass, especially low-alkali glass, in the down-draw process or in the overflow-down-draw-fusion process. It has been shown that both methods which are generally known in the prior art (cf., for example, WO 02/051757 A2 for the down-draw method and WO 03/051783 A1 for the overflow-down-draw-fusion method ) are particularly suitable for thin glass foils having a thickness of less than 200 ⁇ , preferably of less than 100 ⁇ , more preferably of less than 50 ⁇ and a thickness of at least 5 ⁇ , preferably of at least 10 ⁇ , more preferably of at least 15 ⁇ take off.
  • the drawing tank is made of precious metals such as platinum or platinum alloys.
  • a nozzle device with a slot nozzle is arranged below the drawing tank. The size and shape of this slot nozzle defines the flow rate of the stretched glass sheet as well as the thickness distribution across the width of the glass sheet.
  • the glass sheet is pulled down using drawing rollers and finally passes through an annealing furnace, which adjoins the drawing rollers. The annealing furnace slowly cools the glass down to room temperature to avoid strains in the glass. The speed of the drawing rolls defines the thickness of the glass sheet.
  • fire-polished means that the glass-foil surface solidifies on solidification of the glass during the
  • Hot forming only forms through the interface to the air and is then changed neither mechanically nor chemically. The quality of the so
  • Thickenings so-called borders, where the glass is pulled out of the drawing tank and guided.
  • a voltage is generated along a predetermined breaking line by mechanical scoring and / or by treatment with a laser beam with subsequent targeted cooling and the glass is subsequently broken along this breaking line.
  • the glass sheet is then stored flat or on a roll and transported. Also, the glass sheet can be cut in a subsequent step into smaller sections or formats.
  • stress is generated either by mechanical scoring or by laser beam treatment followed by selective cooling or by a combination of both
  • the microstructure surface of the edge surface of this fracture edge is wetted with an adhesive in a further step, so that the
  • microcracks Stick flanks of microcracks and fissures together. Under microcracks here is a crack understood, which from the edge surface in the
  • Fissures are in the range of roughness and have relatively steep flanks with a relatively sharp base between the flanks. This is not a coating of the edge surface with a plastic or polymer, but a measure in the area of the microstructure surface. For this, the adhesive must be a corresponding
  • the viscosity of the adhesive is in the range of 0.5 to 600 mPas, preferably 0.5 to 250 mPas, particularly preferably 1 to 150 mPas, particularly preferably 1 to 80 mPas. Due to this low viscosity, according to the invention, no disturbing thickening forms on the glass foil edge due to overhanging adhesive. This ensures in particular a compact rolling of the glass sheet on a roll, with a full-surface edition of the glass sheet layers is guaranteed. Basically, all adhesives are suitable for bonding, which is a
  • acrylates as adhesives, e.g. UV acrylates, i. with the help of ultraviolet radiation free-radically curing acrylate adhesives, urethane acrylates or cyanoacrylates.
  • epoxy resins are preferred, especially those with low viscosity additives such as e.g. Glycidyl.
  • UV-curing epoxy resins cationic epoxies are preferred.
  • the adhesive is in one embodiment of the invention.
  • Curing appropriate adhesive using an ultraviolet radiation preferred is in particular a UV tube, the UV tube and the microstructure surface of the glass foil edge being moved relative to one another.
  • the UV light spectrum is matched to the respective adhesive and the tube or the UV light source is positioned so that it radiates into the entire height of the edge surface over a certain length of the glass sheet.
  • the curing of corresponding adhesive by means of a thermal treatment is preferred.
  • the energy input into the microstructure surface of the glass foil edge takes place, for example, by means of hot air or heat radiation, in particular
  • FIG. 1 shows a right and left section of a glass sheet as a section of a 1000 m long glass ribbon with two opposite edges;
  • Fig. 2 shows the enlargement of a section of an edge of the glass sheet.
  • a 1000 m long glass sheet preferably made of AF32 glass, in particular AF32eco SCHOTT AG, Mainz, with a width of 500 mm and a thickness of 50 pm pulled out and wound onto a glass roller.
  • the borders of the glass sheet were separated by the laser scribing method so that edges 41, 42 were formed in the direction of withdrawal along the glass sheet.
  • the microstructure surface 6 of the edges 41, 42 was strongly characterized by fissures and microcracks.
  • the edge strength in the 2-point bending test averaged 400 MPa (megapascal) ⁇ 350 MPa, ie due to the micro-cracks and fissures there is a very high scattering of the
  • Edge strength so that the probability of breakage of the glass sheet when rolling up or rolling on the glass roller is very high.
  • edge surfaces 51, 52 were wetted with an acrylate UV adhesive Conioc UV 665, from EGO Dichtstoffwerke GmbH & Co. KG, so that the adhesive covers the microstructure surface 6 of the edges 41, 42 covered with a coating.
  • Adhesive 7 had a viscosity of 50 mPa s (millipascal seconds) and was able to penetrate, assisted by the capillary action of fine microcracks 8.
  • the adhesive 7 wetted the flanks of the microcracks 8 and the
  • the UVA emitter had a power of 250 W.
  • microcracks of the edge surface of a glass sheet as described above may also be treated with an acrylate adhesive DELO Photobond
  • the GB310 be sealed by dipping in the adhesive due to its surface tension.
  • the low-viscosity adhesive with a viscosity of 100 mPas still tempered by exposure to UV radiation in the wavelength range of 320-400 nm for 1 minute with a UV lamp type UVH FZ-2020 cured.
  • the edge strength showed a significantly lower scattering of ⁇ 50 MPa.
  • the glass foil could be rolled up without risk of breakage.
  • E is the modulus of elasticity (modulus of elasticity)
  • y is half the glass thickness d / 2 of the glass ribbon to be rolled up
  • r D / 2 is the rolled-up rolling radius
  • the probability of breakage represents a Weibull distribution whose width is determined by the Weibull parameter
  • the Weibull distribution is a steady probability distribution over the set of positive real numbers used to describe lifetimes and failure frequencies of brittle ones
  • Materials such as glasses are used.
  • the Weibull distribution can be used to describe failure rates of technical systems.
  • the Weibull distribution is characterized by the width of the distribution, the so-called Weibull module. In general, the larger the module, the narrower the distribution.
  • P the probability of failure of the glass ribbon of length L at rolling radius r
  • L the glass ribbon length for which the probability of failure is determined
  • ⁇ is the 2-point bending stress ⁇ of the Weibull modulus, which describes the width of the distribution and hence the extensions to small strengths.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Glasfolie mit einer Dicke kleiner 1,2 mm, insbesondere im Bereich 5 μm bis 200 μm, mit einer ersten und einer zweiten Oberfläche, beide Oberflächen werden durch Kanten mit einer Kantenoberfläche begrenzt, wobei die Kantenoberflächen jeweils eine Mikrostruktur mit einer Mikrostrukturoberfläche aufweisen, welche Mikrorisse und Zerklüftungen umfasst, die seitlich durch Flanken begrenzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei einander gegenüberliegenden Kanten einen niedrigviskosen Kleber mit einer Viskosität kleiner 600 mPas bei 23° C, insbesondere kleiner 150 mPas bei 23° C, bevorzugt im Bereich 0,5 mPas bis 600 mPas bei 23° C, ganz besonders bevorzugt im Bereich 0,5 mPas bis 250 mPas bei 23° C, insbesondere bevorzugt 1 mPas bis 80 mPas bei 23° C, insbesondere ganz bevorzugt 25 mPas bis 80 mPas bei 23° C an ihren Mikrostrukturoberflächen umfassen, derart, dass die jeweiligen Flanken der Mikrorisse und Zerklüftungen mittels des Klebers miteinander verklebt sind, so dass die Ausfallwahrscheinlichkeit der Glasfolie mit einer Länge von 1000m bei einer Dicke im Bereich 5μm bis 350 μm, insbesondere 15μm bis 200μm und einem Durchmesser eines Wickels der Glasfolie im Bereich 50mm bis 1000mm, insbesondere im Bereich 150mm bis 600mm geringer als 1% ist.

Description

Glasfolie mit speziell ausgebildeter Kante
Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Glasfolie mit einer speziell ausgebildeten Kante, an deren Kantenoberfläche in der Mikrostruktur jeweils die Flanken der Mikrorisse und Zerklüftungen miteinander verklebt sind. Bevorzugt haben die Glasfolien eine Dicke im Bereich von 5 μιη bis 1 ,2mm, insbesondere im Bereich 5 [im bis 350pm, ganz besonders bevorzugt 15 μιη bis 200μηη.
Für verschiedenste Anwendungen wie z.B. in den Bereichen der
Verbraucherelektronik beispielsweise als Abdeckgläser für Halbleitermodule, für organische LED-Lichtquellen oder für dünne oder gebogene Anzeigevorrichtungen oder in Bereichen der regenerativen Energien oder Energietechnik, wie für
Solarzellen, wird zunehmend Dünnglas eingesetzt. Beispiele hierfür sind Touch Panel, Kondensatoren, Dünnfilmbatterien, flexible Leiterplatten, flexible OLED's, flexible Photovoltaikmodule oder auch e-Papers. Dünnglas gerät für viele
Anwendungen immer mehr in den Fokus aufgrund seiner hervorragenden
Eigenschaften wie Chemikalien-, Temperaturwechsel- und Hitzebeständigkeit, Gasdichtigkeit, hohes elektrisches Isolationsvermögen, angepasster
Ausdehnungskoeffizient, Biegsamkeit, hohe optische Qualität und
Lichtdurchlässigkeit oder auch hohe Oberflächenqualität mit sehr geringer
Rauigkeit aufgrund einer feuerpolierten Oberfläche der beiden Dünnglasseiten. Unter Dünnglas werden hierbei Glasfolien verstanden mit Dicken kleiner etwa 1 ,2 mm bis zu Dicken von 5 [im und kleiner. Aufgrund seiner Biegsamkeit wird
Dünnglas als Glasfolie zunehmend nach der Herstellung aufgerollt und als
Glasrolle gelagert oder zur Konfektionierung oder Weiterverarbeitung transportiert. In einem Roll-to-Roll-Prozess kann die Glasfolie auch nach einer
Zwischenbehandlung, beispielsweise einem Beschichten oder Konfektionieren der Oberfläche, wiederum aufgerollt und einer weiteren Verwendung zugeführt werden. Das Rollen des Glases beinhaltet gegenüber einer Lagerung und dem Transport von flächig ausgebreitetem Material den Vorteil einer kostengünstigeren kompakten Lagerung, Transport und Handhabung in der Weiterverarbeitung. In der Weiterverarbeitung werden aus der Glasrolle oder auch aus flächig gelagertem oder transportiertem Material kleinere, den Anforderungen
entsprechende Glasfolienabschnitte abgetrennt. Bei manchen Anwendungen werden auch diese Glasfolienabschnitte wiederum als gebogenes oder gerolltes Glas eingesetzt.
Bei all den hervorragenden Eigenschaften besitzt Glas als spröder Werkstoff eine eher geringe Bruchfestigkeit, da es wenig widerstandsfähig gegen
Zugspannungen ist. Bei einem Biegen des Glases treten Zugspannungen an der äußeren Oberfläche des gebogenen Glases auf. Für eine bruchfreie Lagerung und für einen bruchfreien Transport einer solchen Glasrolle oder für einen riss- und bruchfreien Einsatz kleinerer Glasfolienabschnitte ist zunächst die Qualität und Unversehrtheit der Kanten von Bedeutung, um das Entstehen eines Risses oder Bruchs in der aufgerollten oder gebogenen Glasfolie zu vermeiden. Schon
Beschädigungen an den Kanten wie winzige Risse, z.B. Mikrorisse, können die Ursache und der Entstehungspunkt für größere Risse oder Brüche in der Glasfolie werden. Weiterhin ist aufgrund der Zugspannung an der Oberseite der gerollten oder gebogenen Glasfolie eine Unversehrtheit und Freiheit der Oberfläche von Kratzern, Riefen oder anderen Oberflächendefekten von Bedeutung, um das Entstehen eines Risses oder Bruchs in der aufgerollten oder gebogenen Glasfolie zu vermeiden. Drittens sollten auch herstellungsbedingte innere Spannungen im Glas möglichst gering oder nicht vorhanden sein, um das Entstehen eines Risses oder Bruchs in der aufgerollten oder gebogenen Glasfolie zu vermeiden.
Insbesondere die Beschaffenheit der Glasfolienkante ist von besonderer
Bedeutung hinsichtlich einer Rissentstehung oder Rissausbreitung bis zum Bruch der Glasfolie. Nach dem Stand der Technik werden Dünngläser bzw. Glasfolien mechanisch mit einem speziell geschliffenen Diamanten oder einem Rädchen aus Spezialstahl oder Wolframcarbit angeritzt und gebrochen. Hierbei wird durch das Anritzen der Oberfläche gezielt eine Spannung im Glas erzeugt. Entlang der so erzeugten Fissur wird das Glas kontrolliert durch Druck, Zug oder Biegung gebrochen. Hierdurch entstehen Kanten mit starker Rauigkeit, vielen Mikrorissen und
Ausplatzungen oder Ausmuschelungen an den Kantenrändern.
Meistens werden diese Kanten zur Erhöhung der Kantenfestigkeit anschließend gesäumt, gefast oder geschliffen und poliert. Eine mechanische
Kantenbearbeitung ist bei Glasfolien insbesondere im Bereich von Dicken kleiner 200 pm nicht mehr realisierbar ohne eine zusätzliche Riss- und Bruchgefahr für das Glas darzustellen.
Um eine bessere Kantenqualität zu erzielen wird nach dem Stand der Technik in einer Weiterentwicklung das Laserritzverfahren eingesetzt, um ein Glassubstrat mittels einer thermisch generierten mechanischen Spannung zu brechen. Auch eine Kombination beider Verfahren ist im Stand der Technik bekannt und verbreitet. Bei dem Laserritzverfahren wird mit einem gebündelten Laserstrahl, üblicherweise einem CO2- Laserstrahl, das Glas entlang einer genau definierten Linie erhitzt und durch einen unmittelbar folgenden kalten Strahl eines Kühlfluids, wie Pressluft oder ein Luftflüssigkeitsgemisch, eine so große thermische
Spannung im Glas erzeugt, dass dieses entlang der vorgegebenen Kante brechbar ist. Ein solches Laserritzverfahren beschreiben beispielsweise die DE 693 04 194 T2, EP 0 872 303 B1 und die US 6,407,360.
Aber auch dieses Verfahren erzeugt eine gebrochene Kante mit entsprechender Rauigkeit und Mikrorissen. Ausgehend von den Vertiefungen und Mikrorissen in der Kantenstruktur können sich insbesondere beim Biegen oder Rollen einer dünnen Glasfolie im Bereich einer Dicke von kleiner 200 pm Risse in das Glas hinein ausbilden und ausbreiten, die schließlich zu einem Bruch des Glases führen.
Einen Vorschlag zur Erhöhung der Kantenfestigkeit macht die WO 99/46212. Sie schlägt das Beschichten einer Glasscheibenkante und Ausfüllen der von der Glaskante ausgehenden Mikrorisse mit einem hochviskosen aushärtbaren
Kunststoff vor. Die Beschichtung kann durch Eintauchen der Glaskante in den Kunststoff erfolgen und die Aushärtung mit UV-Licht. Überstehender Kunststoff auf der Außenfläche der Glasscheibe wird anschließend entfernt. Dieses Verfahren wird für Glasscheiben von 0,1 bis 2 mm Dicke vorgeschlagen. Nachteilig ist hierbei, dass es Verfahrensschritte beinhaltet, wie insbesondere das Entfernen von überstehendem Kunststoff an den Außenflächen der Glasscheibe, welche für Glasfolien im Bereich 5 bis 200 pm ungeeignet sind. Vor allem lässt sich bei derart dünnen Glasfolien ein überstehender Kunststoff ohne Beschädigung der Folie nicht entfernen. Weiterhin verhindert eine Beschichtung der Glaskante und selbst ein Ausfüllen der Mikrorisse, wie es in der WO 99/46212 geoffenbart ist, nur sehr begrenzt eine Rissentstehung und Rissausbreitung. Ein hochviskoser Kunststoff, wie er dort vorgeschlagen wird, vermag aufgrund seiner Zähigkeit Mikrorisse in der Oberflächenstruktur der Glasscheibenkante nur oberflächlich abzudecken oder bestenfalls nur in grobe Zwischenräume der oberflächlichen Mikrostruktur einzudringen. Dadurch können Mikrorisse bei entsprechend einwirkender
Zugspannung immer noch als Ausgangspunkt für einen Rissfortschritt wirken, der dann bis zum Bruch der Glasscheibe führt. Die WO 2010/135614 schlägt zur Erhöhung der Kantenfestigkeit von
Glassubstraten im Dickenbereich größer 0,6 mm bzw. größer 0,1 mm eine
Beschichtung der Kanten mit einem Polymer vor. Die Stärke der Beschichtung soll im Bereich von 5 bis 50 pm liegen. Aber auch hier verhindert eine solche
Beschichtung nur sehr begrenzt die Entstehung und Ausbreitung von Rissen von der Kante her, wie auch in der Schrift ausgeführt wird, da Mikrorisse in der
Kantenoberflächenstruktur aus ihrer Tiefe heraus ungehindert zu einem
Rissfortschritt führen können. Zudem ist ein solches Beschichtungsverfahren einer Kante mit Kunststoff bei dünnen Glasfolien im Bereich von 200 bis 5 pm nur noch sehr aufwendig umzusetzen. Weiterhin lässt es sich insbesondere bei sehr dünnen Folien nicht vermeiden, dass die Beschichtung an der Kante
Verdickungen bildet, die ohne Beschädigungsgefahr für die Folie nicht zu entfernen sind und eine große Beeinträchtigung beim Einsatz oder beim Aufrollen der Glasfolie darstellen. Die von einer Kunststoffbeschichtung verdickten
Glasfolienkanten würden zu einem Verbiegen der Glasfolie beim Aufrollen führen und eine kompakte Wicklung der Glasfolie verhindern. Dies würde zu Spannungen und gegebenenfalls zu einem Schwingen oder Vibrieren von Teilbereichen z.B. bei einem Transport der Glasfolie in der Glasrolle führen, was eine enorme
Bruchgefahr für die Glasfolie darstellt.
Aus der GB 1 ,468,802 ist zur Reparatur von Haarrissen in Glasscheiben bekannt geworden eine Mischung aus
- einem Polyepoxid mit einem Aushärtmittel und
- einem ungesättigten Polyesterharz, einem Verdünnungsmittel, einem
Polymerisationskatalysator und wenigstens einem
Polymerisationsbeschleuniger auf die Glasoberfläche oberhalb des Risses zu geben, derart, dass die Mischung in den Haarriss eindringt, diesen füllt und im Haarriss polymerisiert, so dass dieser geschlossen wird. In der GB 1 ,468,802 ist als maximale Viskosität der
beschriebenen Mischung eine Viskosität von 1000 cP (1000 mPas) angegeben. Um die Haarrisse zu füllen, sind als Untergrenze Werte von 0,65 cP (0,65 mPas), bei denen die Haarrisse noch gefüllt werden, genannt. Die GB 1 ,468,802
beschreibt nur die Reparatur von Beschädigungen an Glasscheiben, nicht an dünnen Glasfolien, insbesondere auch nicht, dass durch ein Verkleben die
Kantenfestigkeit erhöht wird. Nachteilig an den beschriebenen Mischungen in der GB 1 ,468,802 zur Schließung von Haarrissen in Glasoberflächen war des Weiteren, dass die Aushärtung mit Hilfe von Polymerisationszusammensetzungen erfolgte. Ein rasches Schließen der Haarrisse war mit derartigen Zusammensetzungen nicht möglich
Aufgabe der Erfindung ist es eine Glasfolie zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und insbesondere, eine ausreichende Kantenqualität aufweist, die ein Biegen oder Rollen der Glasfolie zulässt, wobei die Entstehung eines Risses von der Kante her weitestgehend oder ganz vermieden wird. Insbesondere soll die Kantenfestigkeit durch eine derartige Maßnahme so erhöht werden, dass die Ausfallwahrscheinlichkeit, beim Wickeln eines Glasfolienbandes mit einer Dicke im Bereich 5pm bis 350pm, insbesondere 15μιτι bis 200μιη zu einer Rolle mit einem Rollendurchmesser im Bereich 50 mm bis 1000 mm, insbesondere 150mm bis 600mm bei einer Länge von 1000 m, geringer als 1 % ist. Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 11. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 10 und 12 bis 17 beschrieben.
Die Glasfolie hat eine erste und eine zweite Oberfläche, welche beide durch gleiche Kanten begrenzt werden. Die Oberfläche der Kanten besitzt eine
Mikrostruktur mit einer Mikrostrukturoberfläche. Zumindest teilweise weisen die Kantenoberflächen in ihrer Mikrostrukturoberfläche Mikrorisse und Zerklüftungen auf. Insbesondere wenn Spannungen auf die Mikrorisse und Zerklüftungen einwirken, können sie als Ausgangspunkt für eine Rissentstehung und einen Rissfortschritt in die Glasfolie hinein wirken, welcher die Glasfolie unzulässig beschädigt oder bis zum Bruch der Glasfolie führt. Solche Spannungen können durch Zugkräfte z.B. beim Biegen oder Rollen der Glasfolie oder durch
Schwingungen oder Vibrationen herbeigeführt werden. Diese Mikrorisse und Zerklüftungen besitzen in der Ausrichtung senkrecht zur
Kantenoberfläche jeweils seitliche Flanken, welche sich bei einem Rissfortschritt zueinander öffnen. Erfindungsgemäß sind zumindest an zwei einander
gegenüberliegenden Kanten an ihren Kantenoberflächen die jeweiligen Flanken der Mikrorisse und Zerklüftungen mittels eines Glasklebers miteinander verklebt.
Diese Verklebung verhindert, dass sich die Flanken zueinander öffnen können und damit wird eine Rissentstehung und Rissausbreitung wirksam verhindert. Diese Verklebung ist keine Beschichtung der Kantenoberfläche, sondern eine
Verklebung der Mikrorissflanken und Flanken von Zerklüftungen im Bereich der Mikrostruktur der Kantenoberfläche. Dadurch entspricht die Kantenoberfläche nach dem Verkleben der jeweiligen Flanken der Mikrorisse und Zerklüftungen in ihrer Höhe der Dicke der Glasfolie. Eine störende Verdickung an der
Glasfolienkante oder ein Überstehen der Verklebung über die erste oder zweite Oberfläche der Glasfolie ist weitestgehend ausgeschlossen. Solch eine
Verdickung ist insbesondere bei einem Aufrollen der Glasfolie sehr störend, da sie durch den entstehenden Spalt zwischen den Kanten zu einem Verbiegen der Glasfolie in der Breitenrichtung der Rolle führt, was wiederum ein Schwingen der Glasfolie in der Glasrolle fördert und zu Beschädigungen und zum Bruch der Folie führen kann.
Unter den zumindest zwei einander gegenüberliegenden Kanten werden insbesondere die Kanten verstanden, welche bei einem Biegen oder Rollen der Glasfolie gebogen werden. Es können zusätzlich aber auch eine oder beide senkrecht zum Biegeradius verlaufende Kanten die erfindungsgemäße Ausbildung haben. Für die Verklebung der Flanken der Mikrorisse und Zerklüftungen in der
Oberflächenstruktur der Glasfolienkanten sind grundsätzlich alle Kleber geeignet, welche eine ausreichende Haftung auf Glas besitzen und so niedrigviskos sind, dass sie in die Mikrorisse vollständig eindringen können. Das Eindringen wird hierbei durch die Kapillarwirkung des Rissspaltes der Mikrorisse unterstützt.
Erfindungsgemäß werden als Kleber niedrigviskose Kleber bevorzugt Acrylate, insbesondere modifizierte Acrylate, eingesetzt, wie z.B. UV-aushärtbare Acrylate, d.h. mit Hilfe von ultravioletter Strahlung radikalisch härtende Acrylatklebstoffe, Cyanacrylate oder auch Urethanacrylate. Weiterhin sind Epoxidharze bevorzugt, insbesondere solche mit niedrigviskosen Zusätzen wie z.B. Glycidylether. Ganz besonders bevorzugt sind modifizierte Epoxidharze und UV-aushärtende
Epoxidharze. Als UV-aushärtende Epoxidharze werden kationische Epoxies bevorzugt. Für die erfindungsgemäß verwendeten niederviskosen Kleber werden Viskositäten ausgewählt im Bereich von 0,5 bis 600 mPas bei 23° C, bevorzugt 0,5 bis 250 mPas bei 23° C, besonders bevorzugt 1 bis 150 mPas bei 23° C, insbesondere bevorzugt 1 bis 80 mPas bei 23° C.
Bevorzugt werden mit ultraviolettem Licht aushärtenden Kleber wie UV-Acrylate oder UV aushärtende Epoxidharze bevorzugt, da hier eine sehr kurze Aushärtzeit und damit eine rasche Weiterverarbeitung sichergestellt werden kann. Als Kleber kommt beispielsweise ein niedrigviskoses UV-aushärtendes, einkomponentiges lösungsmittelfreies Epoxidharz mit einer Viskosität kleiner 600 mPas bei 23° C, beispielsweise DELO-Katiobond® AD610 der DELO
Industrieklebstoffe, DELO-Allee 1 , 86949 Windach, Deutschland, zum Einsatz. Eine besonders gute Verarbeitbarkeit zeigen überraschender Weise Kleber auf Acrylatbasis, die UV-härtend sind. Derartige Kleber zeichnen sich durch sehr niedrige Viskositäten von weniger als 120 mPas sowie Aushärtzeiten von weniger als 1 h, insbesondere weniger als 10 Minuten, insbesondere bevorzugt weniger als 1 Minute aus. Beispielsweise sei hier DELO-Photobond GB 310 oder DELO- Lotus 2 der DELO Industrieklebstoffe, DELO-Allee 1 , 86949 Windach,
Deutschland genannt. Erfindungsgemäß wird durch die Verklebung erreicht, dass die Ausfallwahrscheinlichkeit, d. h. die Wahrscheinlichkeit, dass das Glasband bzw. die Glasfolie bricht, bei Betrachtung einer Vielzahl von Glasfolien mit einer Länge von 1000 m und einer Dicke im Bereich 5 pm bis 1 ,2 mm, insbesondere 5 pm bis 350 pm, ganz besonders bevorzugt 15 pm bis 200 pm beim Aufwickeln auf eine Rolle mit einem Durchmesser im Bereich 50 mm bis 1000 mm, insbesondere 150 mm bis 600 mm geringer als 1% ist.
In einer weiteren Ausführungsform kann auch die erste und die zweite Oberfläche der Glasfolie, d.h. die beiden Flächen der Glasfolie, eine feuerpolierte Oberfläche aufweisen. Ihre Oberflächen weisen in dieser Ausführungsform einen
quadratischen Mittenrauwert (RMS) Rq von höchstens 1 Nanometer, vorzugsweise von höchstens 0,8 Nanometer, besonders bevorzugt von höchstens 0,5 Nanometer, gemessen auf einer Messlänge von 670 μιτι, auf. Weiterhin beträgt die gemittelte Rautiefe Ra ihrer Oberflächen höchstens 2 Nanometer, vorzugsweise höchstens 1 ,5 Nanometer, besonders bevorzugt höchstens 1 Nanometer, gemessen auf einer Messlänge von 670 [im.
In einer bevorzugten Ausführung hat eine solche erfindungsgemäße Glasfolie eine Dicke von höchstens 200 μηη, vorzugsweise höchstens 100 μΐη, besonders bevorzugt von höchstens 50 μιτι, insbesondere bevorzugt von höchstens 30 μητι und von mindestens 5 μηη, vorzugsweise von mindestens 10 μηι, besonders bevorzugt von mindestens 15 μηι und lässt sich deshalb trotz der Sprödigkeit von Glas ohne Riss- und Bruchgefahr biegen und rollen.
In einer bevorzugten Ausführung hat eine solche erfindungsgemäße Glasfolie einen Alkalioxidgehalt von höchstens 2 Gew.-%, vorzugsweise von höchstens 1 Gew.-%, weiter bevorzugt von höchstens 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von höchstens 0,05 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 0,03 Gew.-%.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung besteht eine solche erfindungsgemäße Glasfolie aus einem Glas, das die folgenden Komponenten (in Gew.-% auf
Oxidbasis) enthält:
SiO2 40-75
AI2O3 1-25
B2O3 0-16
Erdalkalioxide 0-30
Alkalioxide 0-2.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung besteht eine solche erfindungsgemäße Glasfolie aus einem Glas, das die folgenden Komponenten (in Gew.-% auf Oxidbasis) enthält:
SiO2 45-70 AI2O3 5 25
B203 1 16
Erdalkalioxide 1 30
Alkalioxide 0 1.
Hierdurch können besonders geeignete Glasfolien bereitgestellt werden.
Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Glasfolie, welche eine ausreichende Kantenqualität aufweist, die ein Biegen oder Rollen der
Glasfolie zulässt, wobei die Entstehung eines Risses von der Kante her vermindert oder vermieden wird.
Erfindungsgemäß wird eine Glasfolie bereitgestellt und die Kantenoberfläche von zumindest zwei einander gegenüberliegenden Kanten der Glasfolie werden mit einem niedrigviskosen Kleber benetzt und dieser anschließend ausgehärtet.
Solch eine Glasfolie wird bevorzugt aus einem erschmolzenen insbesondere alkaliarmen Glas im Down-Draw Verfahren oder im Overflow-Down-Draw-Fusion Verfahren hergestellt. Es hat sich gezeigt, dass beide Verfahren, die im Stand der Technik allgemein bekannt sind (vgl. z.B. WO 02/051757 A2 für das Down-Draw- Verfahren sowie WO 03/051783 A1 für das Overflow-Down-Draw-Fusion- Verfahren) besonders geeignet sind, um dünne Glasfolien mit einer Dicke von kleiner 200 μιτι, bevorzugt von kleiner 100 μιτι, besonders bevorzugt von kleiner 50 μιη und einer Dicke von mindestens 5 μητι, bevorzugt von mindestens 10 μηι, besonders bevorzugt von mindestens 15 μηη auszuziehen.
Bei dem grundsätzlich in der WO 02/051757 A2 beschriebenen Down-Draw- Verfahren fließt blasenfreies und gut homogenisiertes Glas in ein Glasreservoir, den sogenannten Ziehtank. Der Ziehtank besteht aus Edelmetallen, wie etwa Platin oder Platinlegierungen. Unterhalb des Ziehtanks ist eine Düseneinrichtung mit einer Schlitzdüse angeordnet. Die Größe und die Form dieser Schlitzdüse definiert den Durchfluss der ausgezogenen Glasfolie sowie die Dickenverteilung über die Breite der Glasfolie. Die Glasfolie wird unter Verwendung von Ziehrollen nach unten gezogen und gelangt schließlich durch einen Glühofen, der sich an den Ziehrollen anschließt. Der Glühofen kühlt das Glas bis auf Raumtemperatur langsam herunter, um Spannungen im Glas zu vermeiden. Die Geschwindigkeit der Ziehrollen definiert die Dicke der Glasfolie. Nach dem Ziehvorgang wird das Glas aus der vertikalen in eine horizontale Lage zum weiteren Verarbeiten gebogen. Die Glasfolie hat nach dem Ausziehen in ihrer flächigen Ausbreitung eine feuerpolierte unter- und oberseitige Oberfläche. Feuerpoliert bedeutet dabei, dass sich die Glasfolienoberfläche beim Erstarren des Glases während der
Heißformgebung nur durch die Grenzfläche zur Luft ausbildet und danach weder mechanisch noch chemisch verändert wird. Der Qualitätsbereich der so
hergestellten Glasfolie hat also während der Heißformgebung keinerlei Kontakt zu anderen festen oder flüssigen Materialien. Beide oben erwähnten
Glasziehverfahren führen zu Glasoberflächen mit einem quadratischen
Mittenrauwert (RMS) Rq von höchstens 1 Nanometer, vorzugsweise von höchstens 0,8 Nanometer, besonders bevorzugt von höchstens 0,5 Nanometer, typischerweise im Bereich von 0,2 bis 0,4 Nanometer und einer gemittelten Rautiefe Ra von höchstens 2 Nanometer, vorzugsweise von höchstens 1 ,5 Nanometer, besonders bevorzugt von höchstens 1 Nanometer, typischerweise von 0,5 bis 1 ,5 Nanometer, gemessen auf einer Messlänge von 670 μητι.
An den Rändern der ausgezogenen Glasfolie sind verfahrensbedingt
Verdickungen, sogenannte Borten, an denen das Glas aus dem Ziehtank gezogen und geführt wird. Um die Glasfolie volumensparend und insbesondere auch auf kleinere Durchmesser aufrollen oder biegen zu können, ist es vorteilhaft bzw. notwendig, diese Borten abzutrennen. Hierzu wird entlang einer vorgegebenen Bruchlinie durch mechanisches Anritzen und/oder durch eine Behandlung mit einem Laserstrahl mit nachfolgender gezielter Abkühlung eine Spannung erzeugt und das Glas anschließend entlang dieser Bruchlinie gebrochen. Die Glasfolie wird dann flächig oder auf Rolle gelagert und transportiert. Auch kann die Glasfolie in einem nachgeschalteten Schritt in kleinere Abschnitte oder Formate geschnitten werden. Auch hier wird vor einem Brechen des Glases entlang einer vorgegebenen Bruchlinie eine Spannung erzeugt entweder durch mechanisches Anritzen oder durch eine Behandlung mit einem Laserstrahl mit nachfolgender gezielter Abkühlung oder durch eine Kombination beider
Techniken. In jedem Fall entsteht aufgrund des Brechens eine raue Kante mit Mikrorissen und Zerklüftungen, welche Ausgangspunkte für das Entstehen und die Ausbreitung eines Risses oder die Ausweitung eines Mikrorisses zu einem Riss in der Glasfolie werden können.
Erfindungsgemäß wird in einem weiteren Schritt die Mikrostrukturoberfläche der Kantenoberfläche dieser Bruchkante mit einem Kleber benetzt, sodass die
Flanken der Mikrorisse und Zerklüftungen miteinander verkleben. Unter Mikrorisse wird hierbei ein Riss verstanden, welcher von der Kantenoberfläche in das
Glasmaterial hinein führt. Zerklüftungen liegen im Bereich der Rauigkeit und haben relativ steile Flanken mit einem relativ spitzen Fußpunkt zwischen den Flanken. Dabei handelt es sich nicht um eine Beschichtung der Kantenoberfläche mit einem Kunststoff oder Polymer, sondern um eine Maßnahme im Bereich der Mikrostrukturoberfläche. Hierfür muss der Kleber eine entsprechend
niedrigviskose Konsistenz haben. Vorteilhafterweise liegt die Viskosität des Klebers im Bereich von 0,5 bis 600 mPas, bevorzugt 0,5 bis 250 mPas, besonders bevorzugt 1 bis 150 mPas, insbesondere bevorzugt 1 bis 80 mPas. Aufgrund dieser niedrigen Viskosität bilden sich erfindungsgemäß auch keine störenden Verdickungen an der Glasfolienkante aufgrund überstehenden Klebers. Dies gewährleistet insbesondere ein kompaktes Aufrollen der Glasfolie auf eine Rolle, wobei eine ganzflächige Auflage der Glasfolienlagen gewährleistet ist. Grundsätzlich sind für das Verkleben alle Kleber geeignet, welche eine
ausreichende Haftung auf Glas besitzen und so niedrigviskos sind, dass sie insbesondere in die Mikrorisse vollständig eindringen können. Das Eindringen wird hierbei durch die Kapillarwirkung des Rissspaltes der Mikrorisse unterstützt.
Besonders bevorzugt werden als Kleber Acrylate eingesetzt, wie z.B. UV-Acrylate, d.h. mit Hilfe von ultravioletter Strahlung radikalisch härtenden Acrylatklebstoffe, Urethanacrylate oder auch Cyanacrylate. Weiterhin sind Epoxidharze bevorzugt, insbesondere solche mit niedrigviskosen Zusätzen wie z.B. Glycidylether. Als UV aushärtende Epoxidharze werden kationische Epoxies bevorzugt.
Zum Aushärten des Klebers wird in einer Ausgestaltung der Erfindung die
Aushärtung entsprechender Kleber mit Hilfe einer ultravioletten Strahlung bevorzugt. Als Strahlungsquelle dient insbesondere eine UV-Röhre, wobei die UV- Röhre und die Mikrostrukturoberfläche der Glasfolienkante relativ zueinander bewegt werden. Das UV-Lichtspektrum ist auf den jeweiligen Kleber abgestimmt und die Röhre bzw. die UV-Lichtquelle ist so positioniert, dass sie in die gesamte Höhe der Kantenoberfläche über einen bestimmten Längenabschnitt der Glasfolie einstrahlt.
Zum Aushärten des Klebers wird in einer anderen Ausgestaltung der Erfindung die Aushärtung entsprechender Kleber mit Hilfe einer thermischen Behandlung bevorzugt. Der Energieeintrag in die Mikrostrukturoberfläche der Glasfolienkante erfolgt beispielsweise mittels Heißluft oder Wärmestrahlung, insbesondere
Infrarotstrahlung.
Anhand der Figuren soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden:
Fig.1 zeigt einen rechten und linken Abschnitt einer Glasfolie als Ausschnitt aus einem 1000 m langen Glasfolienband mit zwei gegenüberliegenden Kanten;
Fig. 2 zeigt die Vergrößerung eines Ausschnitts aus einer Kante der Glasfolie.
Im Down-Draw- Verfahren wurde eine 1000 m lange Glasfolie, bevorzugt aus Glas AF32, insbesondere AF32eco der SCHOTT AG, Mainz, mit einer Breite von 500 mm und einer Dicke von 50 pm ausgezogen und auf eine Glasrolle gewickelt. Vor dem Aufwickeln wurden die Borten der Glasfolie mit dem Laserritzverfahren abgetrennt, sodass sich in Ausziehrichtung entlang der Glasfolie Kanten 41 , 42 ausbildeten. Die Mikrostrukturoberfläche 6 der Kanten 41 , 42 war stark durch Zerklüftungen und Mikrorisse gekennzeichnet. Die Kantenfestigkeit im 2-Punkt- Biegeversuch lag im Mittel bei 400 MPa (Megapascal) ± 350 MPa, d.h. aufgrund der Mikrorisse und Zerklüftungen liegt eine sehr hohe Streuung der
Kantenfestigkeit vor, sodass die Bruchwahrscheinlichkeit der Glasfolie beim Aufoder Abrollen auf der Glasrolle sehr hoch ist.
Im Anschluss an das Abtrennen der Borten mittels des Laserritzverfahrens wurden die Kantenoberflächen 51 , 52 mit einem Acrylat UV-Klebstoff Conioc UV 665, der Fa. EGO Dichtstoffwerke GmbH & Co. Betriebs KG benetzt, sodass der Kleber die Mikrostrukturoberfläche 6 der Kanten 41 , 42 mit einem Überzug bedecken konnte. Der Kleber 7 hatte eine Viskosität von 50 mPa s (Millipascalsekunden) und konnte, unterstützt durch die Kapillarwirkung der feinen Mikrorisse 8, in diese eindringen. Der Kleber 7 benetzte die Flanken der Mikrorisse 8 und der
Zerklüftungen 9. Aufgrund seiner Oberflächenspannung füllte der Kleber 7 die Mikrorisse und die engen Talbereiche der Zerklüftungen aus und klebte jeweils die Flanken nach seiner Aushärtung zusammen. Es kam keine Abdeckung der Kantenoberfläche 51 , 52 mit dem Kleber zustande, sondern lediglich eine
Abdeckung der Mikrostrukturoberfläche 6.
Im Anschluss wurden die Kanten der Glasfolie mittels eines UVA-Strahlers, UVAHAND 250, Fa. Dr. Hönle AG, Gräfelfing/München zur photochemischen
Polymerisation des Klebers 7 bestrahlt. Der UVA-Strahler hatte eine Leistung von 250 W.
Alternativ hierzu können die Mikrorisse der Kantenoberfläche einer wie oben beschriebenen Glasfolie auch mit einem Acrylat-Klebstoff DELO Photobond
GB310 durch Tauchen in den Klebstoff aufgrund seiner Oberflächenspannung verschlossen werden. Hierzu wird der niederviskose Klebstoff mit einer Viskosität von 100 mPas noch Aufringen durch Einwirken von UV-Strahlung im Wellenlängenbereich von 320-400 nm für 1 Minute mit einer UV-Lampe Typ UVH FZ-2020 ausgehärtet. Nach dem Verkleben der Flanken der Mikrorisse 8 und Zerklüftungen 9 zeigte die Kantenfestigkeit eine deutlich geringere Streuung von ± 50 MPa. Die Glasfolie konnte ohne Bruchrisiko aufgerollt werden.
Für verschiedene Glasfolien AF32eco, D263Teco, MEMpax sind in Tabelle 1 die Kantenfestigkeiten, d. h. die Spannungen in MPa angegeben, die durch das Aufrollen einer Glasfolie mit einem Rollradius entstehen: Tabelle 1
AF32 eco
E- odul 74,8 Durchmesser
[mm]
75 175 250 375 500
20 20 9 6 4 3 o, 50 50 21 15 10 7
.y 70 70 30 21 14 10
S 3 100 100 43 30 20 15 ö 150 150 64 45 30 22
200 199 85 60 40 30
D263 T eco
E-Modul 72,9 Durchmesser
[mm]
75 175 250 375 500
20 19 8 6 4 3
3 50 49 21 15 10 7 'S 1 70 68 29 20 14 10 § 100 97 42 29 19 15
150 146 62 44 29 22 200 194 83 58 39 29
MEMpax
E-Modul 62,7 Durchmesser
[mm]
75 175 250 375 500
20 17 7 5 3 3
<u 50 42 18 13 8 6 ^ 70 59 25 18 12 9
T3 £
% .3 100 84 36 25 17 13 ü 150 125 54 38 25 19
200 167 72 50 33 25 Hier handelt es sich um die Gläser AF32eco, D263Teco und MEMpax der SCHOTT AG, Mainz. Die Spannung σ in MPa wird in Abhängigkeit der Glasdicke d in μητι sowie des Durchmessers D in mm der gewickelten Glasrolle angegeben. Die Formel zur Bestimmung der Kantenfestigkeit.d. h. der Spannung auf der Außenseite des Glasbandes, berechnet sich wie folgt: σ = E · y/r
Wobei E der Elastizitätsmodul (E-Modul), y die halbe Glasdicke d/2 des aufzurollenden Glasbandes und r = D/2 der Aufrollradius des aufgerollten
Glasbandes ist.
Mit den Werten für σ aus Tabelle 1 lässt sich bei Kenntnis der
Bruchwahrscheinlichkeit für eine Vielzahl zu untersuchender Proben das
Versagen oder die Ausfallwahrscheinlichkeit P für ein Glasband mit einer bestimmten Länge und Rollradius bestimmen. Die Bruchwahrscheinlichkeit stellt eine Weibull-Verteilung dar, deren Breite durch den Weibull-Parameter
charakterisiert wird. Gemäß WIKIPEDIA - die freie Enzyklopädie ist die Weibull-Verteilung eine stetige Wahrscheinlichkeitsverteilung über der Menge der positiven reellen Zahlen, die zur Beschreibung von Lebensdauern und Ausfallhäufigkeiten von spröden
Werkstoffen wie Gläsern verwendet werden. Die Weibull-Verteilung kann zur Beschreibung von Ausfallraten technischer Systeme verwendet werden.
Charakterisiert ist die Weibull-Verteilung durch die Breite der Verteilung, den sogenannten Weibull-Modul. Generell gilt, dass umso größer der Modul umso schmaler die Verteilung ist. Wenn man 2-Punkt-Biegemessungen mit Probenlängen von 50 mm durchführt, kann man bei Kenntnis des Weibull-Moduls die Ausfallwahrscheinlichkeit von Glasbändern mit einer Länge L wie folgt bestimmen:
Figure imgf000020_0001
Dabei ist:
P die Ausfallwahrscheinlichkeit des Glasbandes der Länge L bei Rollradius r, L ist die Glasbandlänge für die die Ausfallwahrscheinlichkeit bestimmt wird, I die relevante Probenlänge, die bei den 2-Punkt-Versuchen eingesetzt werden, bevorzugt I = 50 mm,
σ (r) die Spannung, die durchs Aufrollen mit Rollradius r entsteht,
μ die per 2-Punkt-Biegung ermittelte Spannung ß der Weibull-Modul, der die Breite der Verteilung und damit die Ausläufer zu kleinen Festigkeiten hin beschreibt.
Die Vorgabe der Ausfallwahrscheinlichkeit ermöglicht es, wenn man ein Glasband der Dicke d auf einen Radius r aufwickeln will und bei einer Aufrolllänge von 1000 m eine Ausfallwahrscheinlichkeit von 1% (oder kleiner) erreichen möchte und die relevante Probenlänge der Zweipunktmessung 50 mm ist, folgende Bedingung aufzustellen:
Figure imgf000020_0002
Ubernimmt man für o(r) die Spannung aus Tabelle 1 , so ergibt sich als Parameter a, der das System charakterisiert und auch als„figure of merit" bezeichnet wird:
Figure imgf000020_0003
Bevorzugt wird durch die Steigerung der Kantenfestigkeit mit Hilfe der
erfindungsgemäßen Maßnahmen der Wert von α erhöht, beispielsweise von 12 auf 14,5. Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf eine Kombination vorstehend beschriebener Merkmale beschränkt ist, sondern dass der Fachmann sämtliche Merkmale der Erfindung, soweit dies sinnvoll ist, beliebig kombinieren oder in Alleinstellung verwenden wird, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste:
(1 ) Glasfolie
(2) Glas
(31 , 32) Erste und zweite Oberfläche der Glasfolie
(41 , 42) Kanten der Glasfolie
(51 , 52) Kantenoberflächen der Glasfolie
(6) Mikrostrukturoberfläche der Kante
(7) Kleber
(8) Mikroriss
(9) Zerklüftung

Claims

Patentansprüche
1. Glasfolie (1) mit einer Dicke kleiner 1 ,2 mm, insbesondere im Bereich 5 m bis 350 μηη, bevorzugt Ιδμιη bis 250μιη mit einer ersten und einer zweiten
Oberfläche (31 ,32), beide Oberflächen werden durch Kanten (41 ,42) mit einer Kantenoberfläche (51 ,52) begrenzt, wobei die Kantenoberflächen (51 ,52) jeweils eine Mikrostruktur mit einer Mikrostrukturoberfläche (6) aufweisen, welche Mikrorisse (8) und Zerklüftungen (9) umfasst, die seitlich durch Flanken begrenzt sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest zwei einander gegenüberliegenden Kanten (41 ,52) einen
niedrigviskosen Kleber mit einer Viskosität kleiner 600 mPas bei 23° C, insbesondere kleiner 150 mPas bei 23° C, bevorzugt im Bereich 0,5 mPas bis 600 mPas bei 23° C, ganz besonders bevorzugt im Bereich 0,5 mPas bis 250 mPas bei 23° C, insbesondere bevorzugt 1 mPas bis 80 mPas bei 23° C, insbesondere ganz bevorzugt 25 mPas bis 80 mPas bei 23° C an ihren
Mikrostrukturoberflächen (6) umfassen, derart, dass die jeweiligen Flanken der Mikrorisse (8) und Zerklüftungen (9) mittels des Klebers (7) miteinander verklebt sind, so dass die Ausfallwahrscheinlichkeit der Glasfolie mit einer Länge von 1000m bei einer Dicke im Bereich 5μιτ) bis 350 μηη , insbesondere 15μιη bis 200μιη und einem Durchmesser eines Wickels der Glasfolie (1) im Bereich 50mm bis 1000mm, insbesondere im Bereich 150mm bis 600mm geringer als 1 % ist.
2. Glasfolie nach Anspruch 1 , wobei die Kantenoberfläche (51 ,52) nach dem
Verkleben der jeweiligen Flanken der Mikrorisse (8) und Zerklüftungen (9) in ihrer Höhe der Dicke der Glasfolie (1) entspricht.
3. Glasfolie nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kleber (7) ein Acrylat, bevorzugt ein modifiziertes Acrylat, insbesondere ein UV-aushärtendes Acrylat, ein Cyanacrylat oder ein modifiziertes Urethanacrylat umfasst.
Glasfolie nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kleber (7) ein Epoxidharz, bevorzugt ein modifiziertes Epoxidharz, insbesondere ein UV-aushärtendes Epoxidharz umfasst.
Glasfolie nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die erste und die zweite Oberfläche (31 ,32) der Glasfolie (1) eine feuerpolierte Oberfläche aufweist.
Glasfolie nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Glasfolie (1) eine Dicke von höchstens 200 μητι, vorzugsweise höchstens 100 μιη, besonders bevorzugt von höchstens 50 μιη, insbesondere bevorzugt von höchstens 30 μητι aufweist.
Glasfolie nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Glasfolie (1) eine Dicke von mindestens 5 μπι, vorzugsweise von mindestens 10 μιη, besonders bevorzugt von mindestens 15 μΐη aufweist.
Glasfolie nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Glasfolie (1 ) einen Alkalioxidgehalt von höchstens 2 Gew.-%, vorzugsweise von höchstens 1 Gew.-%, weiter bevorzugt von höchstens 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von höchstens 0,05 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 0,03 Gew.-% aufweist.
9. Glasfolie nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Glasfolie (1) aus einem Glas besteht, das die folgenden Komponenten (in Gew.-% auf Oxidbasis) enthält:
SiO2 40-75
AI2O3 1-25
B2O3 0-16
Erdalkalioxide 0-30
Alkalioxide 0-2.
10. Glasfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Glasfolie (1) aus einem Glas besteht, das die folgenden Komponenten (in Gew.-% auf Oxidbasis) enthält:
SiO2 45-70
AI2O3 5-25
B2O3 1-16
Erdalkalioxide 1-30
Alkalioxide 0-1.
11.Verfahren zur Herstellung einer Glasfolie nach Anspruch 1 umfassend
folgende Schritte:
- Bereitstellen einer Glasfolie (1) mit einer Dicke kleiner 1 ,2 mm,
insbesondere im Bereich 5 pm bis 200 pm,
- Benetzung der Mikrostrukturoberfläche (6) der Kantenoberfläche (51 ,52) von zumindest zwei einander gegenüberliegenden Kanten (41 ,42) mit einem niedrigviskosen Kleber (7) mit einer Viskosität kleiner 600 mPas bei 23° C, insbesondere kleiner 150 mPas bei 23° C und
- Aushärten des Klebers (7), derart, dass die Glasfolie eine
Ausfallwahrscheinlichkeit bei einer Länge von 1000m bei einer Dicke im Bereich 5pm bis 350 pm , insbesondere 15pm bis 200pm und einem Durchmesser eines Wickels der Glasfolie (1) im Bereich 50mm bis
1000mm, insbesondere im Bereich 150mm bis 600mm geringer als 1% ist.
12. Verfahren zur Herstellung einer Glasfolie nach Anspruch 11 , wobei die Kanten (41 ,42) vor dem Benetzen mit einem Kleber (7) hergestellt wurden, indem in der Glasfolie (1) entlang einer vorgegebenen Bruchlinie durch mechanisches Anritzen und/oder durch eine Behandlung mit einem Laserstrahl mit nachfolgender gezielter Abkühlung eine Spannung erzeugt und das Glas anschließend entlang dieser Bruchlinie gebrochen wird.
13. Verfahren zur Herstellung einer Glasfolie nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Kleber (7) eine Viskosität im Bereich von 0,5 bis 600 mPas, bevorzugt 0,5 bis 250 mPas, besonders bevorzugt 1 bis 150 mPas, insbesondere bevorzugt 1 bis 80 mPas, ganz besonders bevorzugt 25 mPas bis 30 mPas bei 23° C aufweist.
14. Verfahren zur Herstellung einer Glasfolie nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Kleber (7) ein Acrylat, bevorzugt ein modifiziertes Acrylat,
insbesondere ein UV-härtbares Acrylat, ein Cyanacrylat oder ein modifiziertes Urethanacrylat umfasst.
15. Verfahren zur Herstellung einer Glasfolie nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Kleber (7) ein Epoxidharz, bevorzugt ein modifiziertes Epoxidharz, insbesondere ein UV aushärtendes Epoxidharz umfasst.
16. Verfahren zur Herstellung einer Glasfolie nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei der Kleber (7) mit Hilfe einer ultravioletten Strahlung, bevorzugt im Wellenlängenbereich von 320 bis 400 pm ausgehärtet wird.
17. Verfahren zur Herstellung einer Glasfolie nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei der Kleber (7) mit Hilfe einer thermischen Behandlung, bevorzugt im Bereich 80° C bis 200° C ausgehärtet wird.
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