DE102015104801A1

DE102015104801A1 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Trennen von Glas

Info

Publication number: DE102015104801A1
Application number: DE102015104801.9A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Vogt; Thomas Roßmeier; Dirk Förtsch
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2016-09-29
Also published as: WO2016156234A1; CN107438584B; JP6921000B2; DE112016000185A5; CN107438584A; US20170369357A1; JP2018515411A; US10584054B2

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Trennen von Dünnglas (1) mit einer Dicke kleiner als 1,2 mm vorgeschlagen, bei welchem das Dünnglas (1) entlang eines eine Trennlinie (3) bildenden Pfades fortschreitend erwärmt wird, wobei das Erwärmen des Glases mittels zweier Energiequellen (9, 10) erfolgt, welche jeweils in einem Auftreffgebiet (11, 12) auf das Glas treffen, und wobei die Energiequellen (9, 10) so auf das Glas gerichtet werden, dass die Auftreffgebiete (11, 12) in Richtung senkrecht zur Trennlinie (3) lateral zueinander versetzt sind, wobei die beiden Auftreffgebiete (11, 12) sich in einem Überlappungsgebiet (13) überschneiden, so dass die Trennlinie (3) durch dieses Überlappungsgebiet (13) läuft.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein das Zerteilen von Glas. Insbesondere betrifft die Erfindung das Zerteilen von Glas durch Spannungsrisstrennen.
Ein gängiges Verfahren, um Glas zu zerteilen, ist das Ritzbrechen. Dabei wird mechanisch, typischerweise mit einem Ritzrad eine linienförmige Schädigungszone in das Glas eingebracht. Durch Anwenden einer mechanischen Spannung kann dann das Glas entlang dieser Schädigungszone leicht zerteilt werden. Nachteilig ist hieran allerdings, dass die Glaskante eines derart gewonnenen Glaselements noch Schädigungen der zuvor erzeugten Schädigungszone aufweisen kann. Da gerade die Kanten besonders kritisch in Bezug auf eine mechanische Beanspruchung des Glases mit Zugspannungen sind, kann ein Zerteilen eines Glases durch Ritzbrechen zu einer deutlichen Herabsetzung der Festigkeit, insbesondere bei einer Biegebelastung führen.
Flachgläser, insbesondere Dünn- und Dünnstgläser mit Dicken unter 1,2 Millimeter, vorzugsweise unter 200 Mikrometer werden heutzutage vielfach in Form langer Bänder hergestellt. Herstellungsbedingt, beispielsweise beim Wiederziehen eines Glasbands aus einer Vorform oder dem Ziehen aus einer Schmelze bilden sich typischerweise am Rand des Glasbands verdickte Randbereiche, sogenannte Borten aus. Es ist günstig, diese Borten nach der Herstellung des Glasbands abzutrennen, unter anderem, um bei Dünngläsern das Aufwickeln auf eine Rolle oder allgemein die Weiterverarbeitung zu erleichtern. Dadurch können Probleme vermieden werden wie beispielsweise das durch die dickeren Borten bedingte Entstehen höherer mechanischer Spannungen oder eine Verstärkung von Verwindungen oder Verwölbungen (sogenannter „Warp“) des Dünnglases.
Aus der US 2013/0126576 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur kontinuierlichen Kantenabtrennung eines dünnen Glasbands bekannt. Bei dieser Vorrichtung werden mit einer Ritzeinrichtung Anfangsschädigungen in das Glasband eingefügt. Während das Glasband entlang seiner Längsrichtung über eine gebogene Levitationsunterlage geführt wird, wird es mittels eines Laserstrahls erhitzt und durch einen Fluid abgekühlt, so dass innerhalb des Glasbands thermische Spannungen induziert werden. Dadurch reißt das Glasband ausgehend von einer Anfangsschädigung entlang seiner Längsrichtung.
Die WO 2011/026074 A1 beschreibt ein Verfahren zum Einfügen eines Schlitzes in ein Glassubstrat. Bei diesem Verfahren wird ein Laserstrahl auf eine Schädigung gerichtet und über die Glasoberfläche weiterbewegt. Darüber hinaus wird ein Fluidstrahl direkt auf den Laserspot auf der Glasoberfläche gerichtet, so dass das Glas abgekühlt wird, noch bevor die durch den Laserstrahl erzeugte Temperatur vollständig durch die Dicke des Glassubstrats äquilibriert ist. Dadurch ist die thermische Spannung auf einen Teil der Dicke des Glassubstrats begrenzt und der entstehende Schlitz erstreckt sich nur teilweise durch die Dicke des Glassubstrats.
Mittels laserinduziertem Spannungsritzbrechen hergestellte Glaskanten weisen typischerweise keine oder sehr wenige Schädigungen, insbesondere an den Ecken des Kantenprofils auf. Nun werden die Festigkeit eines Glases und dessen Lebensdauer unter Biegebeanspruchung maßgeblich durch die Festigkeit der Kanten beeinflusst. Insofern sollten mit laserinduziertem Spannungsrisstrennen hergestellte Kanten an sich eine hohe Festigkeit und die so hergestellten Glasscheiben eine entsprechend hohe Lebensdauer unter Biegebelastung aufweisen. Überraschend zeigen Bruchtests an dünnen Gläsern allerdings, dass dies nicht generell der Fall ist und mit Spannungsrisstrennen hergestellte Kanten geringere Festigkeiten aufweisen können, als mit herkömmlichem Ritzbrechen erzeugte Kanten. Hierbei kommt es nicht nur auf die mittlere Bruchfestigkeit an, vielmehr ist auch die Breite der Bruchwahrscheinlichkeits-Verteilung ausschlaggebend. Weist eine auf bestimmte Weise hergestellte Glaskante eine an sich sehr hohe Bruchfestigkeit auf, die allerdings stark von Probe zu Probe schwankt, kann daraus eine höhere Ausfallwahrscheinlichkeit resultieren, verglichen mit einer weniger festen Kante, die aber nur eine geringere Variationen in der Bruchspannung aufweist.
Für das Spannungsrisstrennen werden vorzugsweise CO₂-Laser verwendet. Das Verfahren wurde ursprünglich für das Schneiden von Gläsern mit einer Dicke zwischen 0,5 mm und 4 mm entwickelt. Dabei soll durch die oberflächlich eingebrachte Energie des Laserstrahls ein Temperaturgradient zwischen Ober- und Unterseite des Glases aufgebaut werden. Mittels einer Kühldüse wird dann der erforderliche Temperatur- und Spannungsgradient aufgebaut, der den Spannungsriss vorantreibt.
Beim Versuch, das Verfahren auf dünnere Gläser, insbesondere mit Dicken unter 250 µm anzuwenden, ergibt sich das Problem, das diese Gläser so schnell (typischerweise innerhalb von Millisekunden) durchwärmt sind, dass bis zum Auftreffen des Kühlstrahls kein hinreichend hoher Temperaturgradient aufrechterhalten werden kann.
Ein weiteres Problem ist, dass sich die für den Spannungsriss erforderliche Wärmeenergie zur Erzeugung des Spannungsgradienten nur über die Leistung der Wärmequelle über der Fläche der Strahlgeometrie in das Glas einbringen lässt. Bisher geschieht dies mittels einer bestimmten Strahlgeometrie, sowie über eine einstellbare und variable Leistungsdichte. Aufgrund der zweidimensionalen Ausdehnung des Laserspots auf der Oberfläche des Glases, auf der nahezu die gesamte Leistung des Lasers absorbiert wird, ergeben sich keine scharfen Temperaturgradienten. Diese sind je nach lokaler Leistungsdichte und Wärmeleitfähigkeit mehr oder weniger diffus. Dies kann dann dazu führen, dass der Vortrieb des Spannungsrisses nicht exakt auf der vorgesehenen Spur erfolgt. Gleiches gilt im umgekehrten Fall auch für die gezielte Kühlung der Glasoberfläche.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Festigkeit und den definierten Verlauf von Glaskanten, die mit laserinduziertem Spannungsrisstrennen hergestellt wurden, zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben. Dieses Ziel wird mit einer besonderen Vorgehensweise erreicht, um die Wärmeenergie optimal zu verteilen und im ungekehrten Fall durch Kühlung wieder zu entziehen, um einen besonders steilen Temperaturgradienten zu erzeugen.
Wie oben dargelegt, ist es schwierig, einen Spannungsgradienten zwischen Ober- und Unterseite sehr dünner Gläser aufzubauen. Mit der Erfindung wird demgegenüber ein Spannnungsgradient zweidimensional über das gesamte Volumen des Glases erzeugt, der gegenüber dem oben dargelegten Prozess folglich um 90° gedreht wirkt und so ebenfalls zu einem kontrollierten Trennen entlang einer gewünschten Trennungslinie ermöglicht. Um den Spannungsgradienten in die Ebene des Glases zu legen, sind erfindungsgemäß zumindest zwei Energiequellen, beziehungsweise mindestens zwei Auftreffgebiete der verwendeten Laserstrahlung vorgesehen. Diese Gebiete sind dabei insbesondere auch nebeneinander, quer zur Schneidrichtung angeordnet. Die Gebiete weisen gemäß einer Weiterbildung der Erfindung gleiche Form und Intensität auf. Das zu schneidende Glas absorbiert also die Strahlungsenergie und wird aufgrund seiner geringen Dicke sehr schnell durchwärmt. Gleichzeitig beginnt die Wärmeleitung im Volumen des Glases, was dazu führt, dass sich beidseitig neben dem vorbestimmten Schnitt eine Druckspannung aufbaut, die dem eigentlichen Schnitt Führung verleiht.
Im Speziellen sieht die Erfindung ein Verfahren zum Trennen von Dünnglas mit einer Dicke kleiner als 1,2 mm vor, bei welchem das Dünnglas entlang eines eine Trennlinie definierenden Pfades fortschreitend erwärmt wird, wobei das Erwärmen des Glases mittels zweier Energiequellen erfolgt, welche jeweils in einem Auftreffgebiet auf das Glas treffen und dieses aufheizen, wobei die Energiequellen so auf das Glas gerichtet werden, dass die Auftreffgebiete in Richtung senkrecht zur Trennlinie lateral zueinander versetzt sind. Diese lateral zueinander quer zur Trennlinie versetzten Auftreffgebiete führen entsprechend zu einer hohen Spannung in lateraler Richtung quer zur Trennlinie. Dies gestattet auch das sichere Trennen sehr dünner Gläser mit einer glatten und der vorgesehenen Trennlinie sehr genau folgenden Kante. Diese laterale Spannung kann insbesondere erhöht werden, indem die beiden Auftreffgebiete zwar erfindungsgemäß quer zur Trennlinie versetzt sind, diese sich aber mittig in einem Überlappungsgebiet überschneiden. Die Trennlinie, beziehungsweise der vorgesehene Pfad läuft dementsprechend durch dieses Überlappungsgebiet. Durch den Temperaturunterschied des mittels der Energiequellen aufgeheizten Glases zum umgebenden Glas, speziell zum entlang der Trennlinie in das Überlappungsgebiet durch die fortlaufende Erwärmung, beziehungsweise den Vorschub des Dünnglases relativ zu den Energiequellen einlaufenden Glas wird eine mechanische Spannung im Glas erzeugt, durch welche ein Riss sich der mechanischen Spannung folgend entlang der Trennlinie fortpflanzt. Die nicht überlappenden Bereiche der Auftreffgebiete sorgen dann weiterhin dafür, dass der Riss stabil geführt wird und nicht ausbricht.
Der Erwärmung mit den Energiequellen nachfolgend wird das Dünnglas dann vorzugsweise mit einem Kühlstrahl abgekühlt, wobei der Kühlstrahl weiterhin so auf das Glas gerichtet wird, dass dessen Auftreffgebiet in Richtung entlang der Trennlinie betrachtet im Überlappungsgebiet liegt. Im Allgemeinen erfolgt die Rissfortpflanzung bereits durch die Erwärmung im Überlappungsgebiet und dem damit verbundenen Temperaturunterschied zum umgebenden Glas. Der Kühlstrahl dient insbesondere dazu, dass sich die bereits durch Rissfortpflanzung erzeugten Kanten räumlich separieren. Damit wird vermieden, dass die Kanten wieder aufeinanderstossen und Defekte eingefügt werden, welche die Kantenfestigkeit nachteilig beeinflussen können.
Das Verfahren kann generell auf dünne Gläser mit einer Dicke von 1,2 Millimetern oder weniger angewendet werden. Besondere Vorteile bieten sich aber gerade bei sehr dünnen Gläsern mit Dicken im Bereich von 5 µm bis 150 µm, vorzugsweise bis 100 µm, insbesondere 20 µm bis 100 µm. Gerade bei diesen sehr dünnen Gläsern ergibt sich das Problem der schnellen Durchwärmung, die den Aufbau eines hinreichenden vertikalen Temperatur- und damit Spannungsgradienten verhindert. Mit der Erfindung wird nun dieses Problem durch den sehr hohen Temperaturgradienten am Beginn des Überlappungsbereichs gelöst.
Der Kühlstrahl kann ein Gasstrahl, insbesondere ein Luftstrahl, oder auch ein Aerosolstrahl sein. Besonders bevorzugte Aerosole sind Luft-Wasser- und Luft/Alkohol-Gemische.
Insbesondere bei dünnen Gläsern unter 100 µm Dicke gelingt eine Trennung des Glases ohne weiteres auch ohne Kühlstrahl. Der Kühlstrahl hat sich aber generell als günstig erwiesen, um das Glas nach der Trennung durch den sich fortpflanzenden Riss zu kontrahieren und damit zu vermeiden, dass die soeben erzeugten Glaskanten wieder aufeinander stoßen. Dieser Effekt kann sich unter Umständen auf die Glaskanten festigkeitsmindernd auswirken.
Mit geeigneter Wahl der Form der Auftreffgebiete kann ein Vorwärmen der Schnittzone mittels beider Energiequellen, wie beispielsweise von Laserstrahlen bis zu deren Zusammentreffen erfolgen. Der zum Spannungsritztrennen erforderliche Spannungsgradient am Punkt des Zusammentreffens beider Energiequellen in deren Energiemaxima kann durch Strahlgeometrie, Laserleistung, Positionierung beider Laserstrahlen zueinander, Vorschubgeschwindigkeit und ggf. anderes mehr angepasst werden.
Eine entsprechende Vorrichtung zum Trennen von Dünnglas weist dementsprechend eine Einrichtung zur Bereitstellung zumindest zweier Energiequellen, beziehungsweise energetischer Medien auf, sowie eine Einrichtung, um die Energiequellen so auf das Dünnglas zu richten, dass diese jeweils in einem Auftreffgebiet auf das Dünnglas treffen, wobei die Auftreffgebiete in Richtung senkrecht zur Trennlinie lateral zueinander versetzt sind, und sich in einem Überlappungsgebiet überschneiden. Weiterhin ist eine Vorschubeinrichtung vorgesehen, um das Dünnglas und die Auftreffgebiete relativ zueinander entlang einer vorgesehenen Trennlinie zu bewegen, so dass durch den Temperaturunterschied des mittels der Energiequellen (9, 10) aufgeheizten Glases zum umgebenden Glas, insbesondere zum entlang der Trennlinie in das Überlappungsgebiet einlaufenden Glas eine mechanische Spannung im Glas erzeugt wird, durch welche ein Riss sich der mechanischen Spannung folgend entlang der Trennlinie fortpflanzt.
Ein Kühlstrahlerzeuger ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, um einen Kühlstrahl zu erzeugen, durch dessen Auftreffgebiet die Trennlinie läuft, derart, dass ein auf der Trennlinie liegender Punkt des Dünnglases bei Bewegung mittels der Vorschubeinrichtung zuerst das Überlappungsgebiet der beiden Auftreffgebiete und dann das Auftreffgebiet des Kühlstrahls durchläuft.
Beim Vorschub kommt es letztlich auf die relative Bewegung von Glas und Energiequellen zueinander an. Dementsprechend ist es sowohl möglich, die Energiequellen ortsfest zu halten und das Dünnglas zu bewegen oder umgekehrt die Auftreffgebiete der Energiequellen und den Kühlstrahl über ein festgehaltenes Dünnglas zu führen.
Um die Rissfortpflanzung möglichst gut kontrollieren zu können und ein seitlichen Ausbrechen des Risses zu vermeiden, ist es generell günstig, wenn der Spannungsverlauf in Bezug auf den Pfad symmetrisch ist. Um dies zu erreichen, werden mit den Energiequellen Auftreffgebiete erzeugt, die auf dem Glas kongruent zueinander sind. Insbesondere ist es dabei günstig, wenn die Auftreffgebiete spiegelsymmetrisch zueinander sind, mit einer Spiegelungsachse, welche entlang des Pfades verläuft. Eine besonders hohe Symmetrie wird erzielt, wenn die Trennlinie, beziehungsweise der Pfad die Spiegelungsachse darstellt und auch das Auftreffgebiet des Kühlstrahls auf dem Pfad liegt.
Der mit dem Verfahren erzeugte Riss kann ein Anriss sein, welcher also das Dünnglas noch nicht zerteilt. Das Zerteilen kann dann durch Anlegen eines Biegemomentes an die Trennlinie erfolgen. Gemäß dieser Ausführungsform entspricht die Erfindung dann einem Ritzbrechen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Riss aber insbesondere auch das Dünnglas in seiner Dicke vollständig durchtrennen, so dass nach der Rissfortpfanzung das Glas am Riss zerteilt ist.
Eine besonders geeignete Geometrie zur Erzeugung der hohen mechanischen Spannungen im Glas wird durch Auftreffgebiete erzielt, deren innere, zueinander weisende Ränder schräg zur Trennlinie verlaufen, derart, dass sich für einen gegebenen Punkt auf der Trennlinie bei der entlang der Trennlinie fortschreitenden Erwärmung diese inneren Ränder auf den Punkt zulaufen. Wird dieser Punkt von den inneren Rändern überkreuzt, so beginnt der Überlappungsbereich, welcher dann den Punkt überstreicht. In diesem Überlappungsbereich ist der Energieeintrag besonders hoch, so dass ein steiler Temperatur- und damit auch Spannungsgradient erreicht wird.
Sehr gut geeignete Energiequellen sind Laserstrahlen. Die zwei Laserstrahlen als Energiequellen können aus einem einzelnen Laser stammen und beispielsweise durch Strahlteilung eines einzelnen Strahls des Lasers erzeugt werden. In diesem Fall umfasst die Einrichtung zur Bereitstellung zweier Energiequellen den Laser selbst und die Einrichtung zur Strahlteilung.
Als Laser eignet sich insbesondere ein Infrarotlaser, dessen Licht bereits in sehr oberflächennahen Bereichen des Glases absorbiert wird. Dies trifft bei Glas besonders für Wellenlängen oberhalb von 3 µm zu. Sehr geeignet ist ein CO₂-Laser. Dieser Lasertyp emittiert Infrarotstrahlung mit Wellenlängen größer als 5 µm, was im Glas zu einer sehr hohen Absorption an der Oberfläche und geringer Reflexion führt. Damit ist ein CO₂-Laser für die Aufheizung sehr effizient.
Denkbar sind neben einem Laser aber auch andere Energiequellen, beziehungsweise energetische Medien, wie etwa Flammen oder Infrarot-Strahler.
Die Erfindung eignet sich unter anderem besonders, um von einem Dünnglas in Form eines Dünnglasbands Borten abzutrennen. Insbesondere kann es sich bei den Borten dabei um produktionsbedingt vorhandene Randbereiche mit größerer Glasdicke, als der des mittigen Qualitätsbereichs handeln. Die Erfindung eignet sich aber auch für den Zuschnitt
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen näher erläutert.
1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
2 zeigt die Oberfläche eines Dünnglases mit Auftreffgebieten der Energiequellen und den auftretenden Temperaturfeldern und mechanischen Spannungen,
3 zeigt eine Variante des in 2 dargestellten Beispiels mit einem weiteren Kühlstrahl.
4 zeigt Strahlprofile einer Energiequelle vor und nach einer Strahlformung mit einer Blende.
5 zeigt Ausführungsformen von Strahlgeometrien einzelner Strahlen.
6 Beispiele von spiegelsymmetrischen Konfigurationen einzelner Strahlen bezüglich der Mittellinien von Auftreffgebieten.
7 als Vergleichsbeispiel ein Diagramm der Bruchwahrscheinlichkeiten von Dünnglas-Proben abhängig von einer angelegten Bruchspannung, wobei die Dünnglas-Proben in herkömmlicher Weise geschnitten wurden,
8 ein Diagramm der Bruchwahrscheinlichkeiten von Dünnglas-Proben abhängig von einer angelegten Bruchspannung, wobei die Dünnglas-Proben in erfindungsgemäßer Weise durch Spannungsrisstrennen geschnitten wurden, und
9 eine alternative Ausführungsform der Erfindung, bei der ein hoher Spannungsgradient mit zwei überlappenden Kühlstrahlen nach einer punktförmigen Wärmequelle erzeugt wird.
10 ein erfindungsgemäß zugeschnittenes Dünnglaselement in Form einer Glasrolle.
1 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 zum Spannungsrisstrennen von Dünngläsern 1. Im dargestellten Beispiel ist die Vorrichtung 2 gemäß einer bevorzugten Anwendung der Erfindung zum Abtrennen von Borten 101, 102 eines Dünnglases 1 in Form eines Dünnglasbands ausgebildet.
Das mit der Vorrichtung ausführbare erfindungsgemäße Verfahren zum Trennen von Glas, speziell hier zum Abtrennen von Borten 101, 102 eines Dünnglasbands basiert darauf, dass ein Dünnglasband 1 mit einer Dicke von höchstens 1,2 mm, vorzugsweise höchstens 400 µm, besonders bevorzugt im Bereich von 5 µm bis 150 µm entlang einer Vorschubrichtung 103 mittels einer Transporteinrichtung 20 über eine Levitationsunterlage 21 geführt wird, wobei gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Laser 8 vorgesehen sind, welche im Bereich der Levitationsunterlage 21 Laserstrahlen auf das Dünnglasband richten, welcher das Dünnglas 1 lokal aufheizen, während das Dünnglasband in Längsrichtung 103 vorbeibewegt wird, so dass die Energiequellen in Vorschubrichtung 103 des Dünnglasbands verlaufende Spuren entlang der vorgesehenen Trennlinien 3 zeichnen. Die Vorschubrichtung 103 liegt zweckmäßgerweise in Längsrichtung des Dünnglasbands. Vorzugsweise wird mittels eines Kühlstrahlerzeugers 40 ein Kühlstrahl 5 auf die erwärmte Spur geblasen, so dass der erwärmte Bereich wieder abgekühlt wird und durch die Abkühlung eine mechanische Separierung der bereits am Punkt des höchsten Temperaturunterschiedes von kaltem Glas und Vereinigungspunkt beider Laserstrahlen geschnittenen Kanten erzeugt wird, um im weiteren Verlauf des Transportes den Kontakt beider Kanten zu vermeiden welcher wiederum zu Beschädigungen der Kanten und somit zu einer Reduzierung der Kantenfestigkeit führen würde. Optional kann, wie in 1 gezeigt, für jeden auszuführenden Schnitt auch ein zweiter Kühlstrahlerzeuger 41 vorgesehen sein, dessen Kühlstrahl 6 vor den Auftreffgebieten der Energiequellen auf das Glas trifft. Es wird also ein zweiter Kühlstrahl 6 verwendet, dessen Auftreffort 52 in Vorschubrichtung vor den Auftreffgebieten 11, 12 der Energiequellen 9, 10 liegt, so dass ein Punkt des Dünnglases 1 auf der Trennlinie beim Vorschub zuerst den Auftreffort 52 des zweiten Kühlstrahls, dann das Überlappungsgebiet und dann den Auftreffort des ersten Kühlstrahls 5 durchquert.
Für den Kühlstrahl kann ein Gasstrahl, wie insbesondere ein Luftstrahl verwendet werden. Besonders bevorzugt werden allerdings Aerosolstrahlen als Kühlstrahlen. Durch die flüssige Phase des Aerosols wird eine höhere Kühlleistung erwirkt und damit auch eine höhere negative Wärmeausdehnung erreicht.
Die Ausführungsform mit der Trennung des Dünnglases 1 auf einer Levitationsunterlage 21 ist selbstverständlich nicht auf das dargestellte spezielle Beispiel beschränkt. Allgemein, ohne Beschränkung auf das dargestellte Beispiel ist gemäß einer Ausführungsform vielmehr vorgesehen, dass das Dünnglas 1 auf einem mit einer Levitationsunterlage erzeugten Gaspolster gelagert oder über das Gaspolster geführt wird, wobei die Auftreffgebiete der Energiequellen und das Auftreffgebiet des Kühlstrahls 5 im vom Gaspolster unterstützten Bereich des Dünnglases 1 liegen.
Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Laserstrahl des Lasers 8 mittels eines Strahlteilers in zwei Teilstrahlen 81, 82 als Energiequellen 9, 10 aufgeteilt, welche dann zur Aufheizung auf das Dünnglas gerichtet werden. Die Auftreffgebiete der Laserstrahlen 81, 82 sind senkrecht zur Trennlinie 3 versetzt. Der Kühlstrahl hingegen wird auf die Trennlinie 3 gerichtet und trifft in Längsrichtung 103 des Dünnglasbands gesehen daher mittig zwischen die Auftreffgebiete der Laserstrahlen 81, 82.
Um die Entstehung eines Risses zu Beginn des Trennverfahrens zu unterstützen, wird in einer Weiterbildung der Erfindung mittels einer Ritzeinrichtung 89 am Anfang des Dünnglasbands vor dem Auftreffen der Laserstrahlen eine Schädigung, beziehungsweise ein Initialdefekt eingefügt, welcher durch das von den Laserstrahlen 81, 82 erwärmte Gebiet läuft, um den Spannungsriss zu initiieren.
Nach dem Initiieren des Spannungsrisses während der Rissfortpflanzung wird dann vorzugsweise die Ritzeinrichtung 9 von der Oberfläche des Dünnglasbands 1 entfernt und damit die Schädigung beendet. Die entsprechende Vorrichtung 2 weist daher vorzugsweise eine Einrichtung auf, um nach dem Initiieren des Spannungsrisses während der Rissfortpflanzung die Ritzeinrichtung 9 von der Oberfläche des Dünnglasbands 1 zu entfernen. Anders als in der US 2013/0126576 A1 vorgesehen, wird also vorzugsweise nur anfänglich geritzt. Es hat sich dabei gezeigt, dass eine Rissfortpflanzung nach Initiierung auch alleine aufgrund des Temperaturgradienten, der durch das optionale Abkühlen des Glasbandes mit einem Kühlfluid und darauffolgendem Aufheizen mit dem Laserstrahl 7, erfolgen kann.
Als Ritzeinrichtung 89 wird bevorzugt ein Ritzrad, insbesondere bevorzugt Rädchen mit strukturierter Ritzfläche verwendet. 1 zeigt dabei das Dünnglasband nach dem Einfügen der Initialschädigung in Form eines Anrisses. Demgemäß sind hier die Ritzrädchen angehoben und berühren die Glasoberfläche nicht mehr.
Der Levitationsunterlage 21 wird mittels einer Druckquelle, wie etwa einer Pumpe 33 ein komprimiertes Fluid, vorzugsweise Luft zugeführt. Das komprimierte Fluid entweicht durch Öffnungen an dessen dem Dünnglasband 1 zugewandten Oberfläche, so dass sich ein Gaspolster zwischen dem Dünnglas 1 und der Oberfläche der Levitationsunterlage 21 bildet, welches das Dünnglas 1 trägt und lagert. Anstelle einer Pumpe 33 ist beispielsweise ein Reservoir mit komprimiertem Fluid denkbar. Weiterhin kann auch ein Reservoir und/oder eine Drossel der Pumpe 33 und der Levitationsunterlage 21 zwischengeschaltet sein, um einen gleichmäßigen Ausgangsdruck bereitzustellen. Das Dünnglas 1 wird also in der Umgebung des Schneidprozesses durch Gaslevitation schwebend transportiert, so dass einerseits die Umgebungsluft als thermischer Isolator wirkt und andererseits die gesamte Rayleighlänge des Laserfokus als Schneidbereich ausgenutzt werden kann.
Die Transporteinrichtung 20 umfasst gemäß einer Ausführungsform, wie auch in 1 dargestellt, ein oder mehrere Transportbänder 54, 55. Im Beispiel der 1 sind zwei Transportbänder vorgesehen, wobei das Transportband 54 in Transportrichtung vor und das Transportband 55 in Transportrichtung hinter der Levitationsunterlage 21 angeordnet sind. Besonders günstig ist es, wenn ein Transportband, welches in Transportrichtung vor der Levitationsunterlage 21 angeordnet ist (im Beispiel der 1 also das Transportband 54), eine Unterdruckansaugung 53 aufweist, um das Dünnglasband am Transportband festzusaugen. Dies ermöglicht die Ausübung hinreichend hoher Zugkräfte, ohne dass sich vorgelagerte Prozessschritte, wie beispielsweise einem Ziehprozess aus einer Schmelze oder einem Vorkörper, oder auch einem Abwickeln des Dünnglasbands von einer Rolle, gegebenenfalls negativ auf den Schneidprozess auswirken.
Die Laserstrahlen der Laser 8 werden bei dem dargestellten Beispiel nun jeweils mittels eines Strahlteilers 80 vorzugsweise in zwei spiegelsymetrische Teilstrahlen 81, 82 aufgeteilt. Diese Teilstrahlen werden nun so auf das Dünnglas 1 gerichtet, dass deren Auftreffgebiete links und rechts versetzt zur Trennlinie 3 liegen. Mit anderen Worten sind die Auftreffgebiete also in Richtung senkrecht zur Trennlinie 3 lateral zueinander versetzt. Die Laserstrahlen 81, 82 bilden damit Energiequellen 9, 10 gemäß der Erfindung. Anstelle eines Strahlteilers 80 kann auch ein Scanner eingesetzt werden, mit welchem mit einem einzelnen Laserstrahl zwei Auftreffgebiete beleuchtet werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, zwei getrennte Laser zu verwenden, von denen jeweils einer eines der Auftreffgebiete 11, 12 beleuchtet.
Die Vorrichtung 2 zum Trennen von Dünnglas weist demnach für jeden parallel auszuführenden Schnitt jeweils eine Einrichtung zur Bereitstellung zumindest zweier Energiequellen und eine Einrichtung auf, um die Energiequellen 9, 10 so auf das Dünnglas 1 zu richten, dass diese jeweils in einem Auftreffgebiet auf das Dünnglas 1 treffen, wobei die Auftreffgebiete 11, 12 in Richtung senkrecht zur Trennlinie 3 lateral zueinander versetzt sind. Die Einrichtung zur Bereitstellung der Energiequelle ist hier durch jeweils einen der Laser, sowie den zugehörigen Strahlteiler 80 realisiert. Wie nachfolgend anhand von 2 erläutert, überschneiden sich die Auftreffgebiete. Eine Vorschubeinrichtung 20 ist vorgesehen, um das Dünnglas 1 und die Auftreffgebiete 11, 12) relativ zueinander entlang der vorgesehenen Trennlinie 3 zu bewegen. Ein auf der Trennlinie 3 liegender Punkt des Dünnglases 1 durchläuft bei Bewegung mittels der Vorschubeinrichtung 20 zuerst einen ersten optionalen Kühlstrahl, dann das Überlappungsgebiet der beiden Auftreffgebiete und dann das Auftreffgebiet des zweiten Kühlstrahls, so dass durch den mit den Energiequellen 9, 10 und dem ersten optionalen Kühlstrahl hergestellten Temperaturunterschied eine mechanische Spannung im Glas erzeugt wird, welche zur Fortpflanzung des Risses 7 der mechanischen Spannung folgend entlang der Trennlinie 3 führt.
2 zeigt nun eine Ausführungsform der Auftreffgebiete der Energiequellen 9, 10, sowie schematisch die Temperatur- und Spannungsverteilung auf dem Dünnglas 1. Das Dünnglas 1 wandert entlang der Vorschubrichtung durch die Auftreffgebiete 11, 12 der Energiequellen, im Bild also von oben nach unten. Die Auftreffgebiete 11, 12 überlappen sich in einem Überlappungsbereicht 13. In diesem Bereich wird dementsprechend auch die höchste Energiedichte erzielt. Durchläuft das Glas nun diesen Überlappungsbereich 13, kommt es zu einem sehr steilen Temperaturanstieg gegenüber dem kalten Glas, welches entlang der Trennlinie in den Überlappungsbereich einläuft. Entsprechend kommt es hier zu einem hohen Spannungsgradienten und der Fortpflanzung des Risses. Die beiden nicht überlappenden Bereiche der Auftreffgebiete 9, 10 sorgen nun für eine stabile Führung des Risses. Bei einer Abweichung des Verlaufs von der Trennlinie sinkt durch die ebenfalls vorhandene Aufheizung des Glases in diesen Gebieten der Temperatur- und damit der Spannungsgradient.
Die Geometrien der Auftreffgebiete, die Leistung der Energiequellen, deren Positionierung zueinander und die Geschwindigkeiten sind vorzugsweise genau so ausgelegt, dass der höchste Spannungsgradient an der vorbestimmten Stelle im Überlappungsgebiet 13 treffen. Um die Auftreffgebiete 11, 12 herum bilden sich Wärmeleitungszonen 15. In den Auftreffgebieten, den Wärmeleitungszonen 15, sowie insbesondere auch im Überlappungsgebiet 13 herrschen bedingt durch die Aufheizung Druckspannungen, symbolisiert in 2 durch den Buchstaben „D“.
Hinter den beiden Auftreffgebieten 11, 12 der Energiequellen 9, 10 trifft der Kühlstrahl im Auftreffgebiet 50 auf die Glasoberfläche und führt hier zu einer raschen Abkühlung des Glases was dazu führt, dass sich das Glas zusammen zieht und die bereits geschnittenen Glaskanten separiert. Allgemein, ohne Beschränkung auf das dargestellte Beispiel ist es dabei besonders günstig, wenn die einzelnen Energiequellen 9, 10 in den jeweiligen Auftreffgebieten 11, 12 für sich genommen auch in Verbindung mit dem Kühlstrahl keinen für eine Rissfortpflanzung ausreichenden Spannungsgradienten erzeugen. Dieser Spannungsgradient wird vielmehr erst im Überlappungsgebiet 13 erzeugt.
Die Auftreffgebiete 11, 12 des dargestellten Beispiels haben eine längliche, insbesondere ovale oder elliptische Form. Dabei sind die Auftreffgebiete 11, 12 mit ihren Längsachsen schräg zur Trennlinie 3 angeordnet. Um eine zur vorgesehenen Trennlinie 3 möglichst symmetrische Spannungsverteilung zu erzeugen, ist es dabei günstig, wenn, wie auch im gezeigten Beispiel die Auftreffgebiete 11, 12 kongruent und überdies spiegelsymmetrisch zueinander sind, wobei die Trennlinie 3 vorzugsweise auch die Spiegelungsachse darstellt. Damit ergibt sich dann weiterhin, dass das Glas mit Energiequellen 9, 10 aufgeheizt wird, die Auftreffgebiete 11, 12 erzeugen, deren innere, zueinander weisende Ränder 110, 120 schräg derart zur Trennlinie 3 verlaufen, dass sich für einen gegebenen Punkt auf der Trennlinie bei der entlang der Trennlinie fortschreitenden Erwärmung diese inneren Ränder 110, 120 auf den Punkt zulaufen und, wenn der Punkt von den inneren Rändern 110, 120 überkreuzt wird, das Überlappungsgebiet 13, den Punkt überstreicht.
Durch die schräge Anordnung der Auftreffgebiete 11, 12 gegenüber der Trennlinie stehen die Längsachsen der länglichen Auftreffgebiete 11, 12 in einen Winkel α zueinander. Dieser Winkel kann nun vorteilhaft auch an andere Parameter, wie etwa die Glasdicke und die Vorschubgeschwindigkeit angepasst werden, um einen möglichst hohen Temperaturgradienten bei geänderter Glasdicke oder Vorschubgeschwindigkeit beizubehalten.
Allgemein ist daher in einer Weiterbildung der Erfindung und ohne Beschränkung auf das dargestellte Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass der Winkel der Längsachsen der länglich ausgebildeten Auftreffgebiete zur Trennlinie abhängig von der Vorschubgeschwindigkeit oder der Dicke des Dünnglases eingestellt wird. So kann bei geringeren Geschwindigkeiten der Einfluss der Wärmeleitung in Richtung des vorbestimmten Schnittes gesteuert werden. Ein größerer Einfluss der Wärmeleitung in lateraler Richtung führt zu einer Reduzierung des Spannungsgradienten. Im Allgemeinen ist es dabei günstig, bei schnellerem Vorschub den Winkel zu verkleinern.
Mit den länglichen, vorzugsweise ovalen Auftreffgebieten 11, 12 und dem Überlappungsgebiet 13 an deren Enden hat das zusammengesetzte Auftreffgebiet eine in Schneidrichtung geöffnete v-förmige Gestalt.
3 zeigt eine Variante der in 2 dargestellten Ausführungsform. Allgemein wird bei dieser Ausführungsform, ohne Beschränkung auf das spezielle dargestellte Ausführungsbeispiel ein zweiter Kühlstrahl verwendet, dessen Auftreffgebiet 52 in Vorschubrichtung vor den Auftreffgebieten 11, 12 der Energiequellen 11, 12 liegt, so dass ein Punkt des Dünnglases auf der Trennlinie beim Vorschub zuerst den Auftreffort 52 des zweiten Kühlstrahls, dann das Überlappungsgebiet und dann den Auftreffort 51 des ersten Kühlstrahls 51 durchquert.
In Vorschubrichtung gesehen hinter dem Auftreffgebiet 52 des zweiten Kühlstrahls wird eine Kälteleitungszone 16 erzeugt, durch welche wiederum die Trennlinie 3 läuft. Beim Bewegen des Dünnglases 1 relativ zu den Energiequellen trifft dann diese Kältezone auf den Überlappungsbereich 13 der beiden Auftreffgebiete 11, 12 der Energiequellen, so dass ein noch steilerer Temperaturanstieg erreicht werden kann.
Eine weitere Verbesserung der Kantenqualität und der Geradlinigkeit der Schnittführung kann erzielt werden, wenn die Intensitätsprofile der Energiequellen möglichst scharf sind. Dies kann bei elektromagnetischer Strahlung als Energiequelle gemäß einer Weiterbildung der Erfindung durch Blenden erzielt werden. Demgemäß werden in dieser Weiterbildung der Erfindung elektromagnetische Strahlen als Energiequellen 9, 10, vorzugsweise Laserstrahlen verwendet und deren Intensitätsverteilung vor dem Auftreffen auf das Dünnglas 1 mittels einer Blende durch Ausblenden lokaler Bereiche des jeweiligen Strahls mit gegenüber der Maximalintensität geringerer Intensität verändert. Typischerweise finden sich solche Bereiche niedrigerer Intensität am Rand des Strahlprofils. Vorzugsweise werden Bereiche ausgeblendet, deren Intensität weniger als 80%, vorzugsweise weniger als 90% der Maximalintensität beträgt.
4 zeigt hierzu als Beispiel zwei Strahlprofile 26, 27, dargestellt als Intensitätsverlauf in einer Richtung senkrecht zur Strahlrichtung, beispielsweise entlang der Längsrichtung der in 2 und 3 gezeigten länglichen Auftreffgebiete 11. 12. Das gestrichelt eingezeichnete Strahlprofil 26 ist ein Profil wie es nach der Formung des Laserstrahls über geeignete Linsen oder Spiegel erhalten wurde. Die Intensität des Strahlprofils 26 fällt hier zum Rand hin noch über einen weiten Bereich kontinuierlich ab. Mittels einer Blende 25 werden diese Randbereiche abgeschnitten, so dass sich das modifizierte Strahlprofil 27 ergibt. Bei diesem Strahlprofil steigt die Intensität nun am Rand abrupt bis auf Werte nahe dem Maximalwert an. Mit einem solchen Strahlprofil wird auch entsprechend ein schnellerer Temperaturanstieg beim Überstreichen des Überlappungsbereiches 13 über das Glas erzielt.
Bei den in 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen hat das Strahlprofil der Laserstrahlen und entsprechend dann auch das Auftreffgebiet 11, 12 eine elliptische Form. Die Erfindung kann auch mit anderen Strahlgeometrien realisiert werden. 5 zeigt hierzu mehrere Beispiele. Beispiel (a) zeigt ein einfaches kreisförmiges Auftreffgebiet 11, 12. Der Überlappungsbereich zweier solcher Auftreffgebiete hätte dann die Form einer Linse. Beispiel (b) zeigt ein elliptisches Strahlprofil, beziehungsweise ein elliptisches Auftreffgebiet, wie es auch den Beispielen der 2 und 3 zugrundeliegt. Beispiel (c) ist ein dreieckförmiges Auftreffgebiet. Die Auftreffgebiete 11, 12 können beispielsweise mit der Spitze in Schneidrichtung nebeneinander überlappend auf das Dünnglas 1 gerichtet werden. Die zueinander weisenden Schenkel der beiden Dreiecke bilden dann ebenso wie bei den Beispielen der 2 und 3 aufeinander zu laufende innere Ränder der Auftreffgebiete. Ebenfalls möglich ist ein quadratisches Auftreffgebiet, wie es Beispiel (d) zeigt. Hierbei kann auch die Diagonale des Quadrats in Vorschubrichtung weisen.
Bei länglichen Auftreffgebieten sind weiterhin verschiedene Stellungen der Mittenlinien 111, 121 der Auftreffgebiete möglich. Beispiele hierzu zeigt 6. Die Vorschubrichtung 103 ist in 6 ebenfalls eingezeichnet. Bei den Beispielen (a) und (b) überkreuzen sich die Mittenlinien 111, 121. Dementsprechend liegt der Kreuzungspunkt der Mittenlinien im Überlappungsgebiet. Eine Konfiguration gemäß Beispiel (b) kann beispielsweise bei hinreichender Überlappung der elliptischen Auftreffgebiete 11, 12 bei den in 2 und 3 dargestellten Beispielen vorliegen. Bei den übrigen Beispielen (c), (d), (e), (f) überkreuzen sich die Mittenlinien nicht. Dennoch entstehen Überlappungsbereiche durch Überlappungen der Randzonen der jeweiligen Auftreffgebiete 11, 12. Jede der dargestellten Formen kann besondere Vorteile hinsichtlich der Kantenqualität abhängig von Glasart, Glasdicke und Vorschubgeschwindigkeit bringen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei welchem mittels zweier Energiequellen zwei an der vorgesehenen Trennlinie überlappende Auftreffgebiete aufgeheizt werden, können überraschend besonders feste Kanten in Dünngläsern erzeugt werden. Dies gilt insbesondere für Dünngläser mit einer Dicke von höchstens 250 µm, für die das Verfahren besondere Vorteile bietet, da trotz einer schnellen Durchwärmung solch dünner Gläser ein hoher Spannungsgradient aufgebaut werden kann. Hinsichtlich der Glasfestigkeit ist dabei zu beachten, dass diese maßgeblich durch die Festigkeit an den Kanten bestimmt wird. Von den Kanten ausgehende Risse beim Versagen eines unter Biegespannung stehenden Glases sind wesentlich häufiger, als aus der Fläche des Glases hervorgehende Brüche.
Anhand der Beispiele der 7 und 8 wird dies deutlich belegt. Beide Figuren sind doppellogarithmische Diagramme der Bruchwahrscheinlichkeit als Funktion der Biegespannung der Dünnglas-Proben. Gehorchen die Bruchwahrscheinlichkeiten einer Weibull-Verteilung, so sind die Messwerte der Biegespannung beim Bruch der jeweiligen Probe in dieser doppellogarithmischen Darstellung idealerweise linear korreliert. Dies ist in beiden Diagrammen gut erfüllt. Bei dem in 7 gezeigten Diagramm wurden die Proben mit einem herkömmlichen Laserspannungstrennverfahren mit einem Laserspot geschnitten. Für die in 8 gezeigten Messwerte wurde das erfindungsgemäße Verfahren mit links und rechts zur Trennlinie nebeneinanderliegenden, überlappenden Auftreffgebieten der Laserspots angewendet. Bei den Messwerten der 7 liegt die mittlere Bruchspannung demnach bei 175 MPa. Als Formparameter der Weibullverteilung, welcher die Steigung der Messwerte im Diagramm wiedergibt, ergibt sich ein Wert von m = 3,7.
Bei den erfindungsgemäß geschnittenen, ansonsten gleichartigen Dünnglas-Proben ergibt sich demgegenüber ein Mittelwert der Bruchspannung von 201,2 MPa und ein Formparameter m = 8,29.
Es zeigt sich also, dass bei dünnen Gläsern mit Dicken von 250 µm oder weniger eine erhebliche Festigkeitssteigerung erzielt werden kann. Diese drückt sich insbesondere im Formparameter der zugrundeliegenden Weibull-Verteilung aus.
Allgemein, ohne Beschränkung auf die dargestellten Ausführungsbeispiele betrifft die Erfindung daher auch ein mit der Erfindung herstellbares Dünnglaselement mit einer Dicke von höchstens 250 µm, welche zumindest eine mittels Spannungsrisstrennen, insbesondere Laser-Spannungsrisstrennen geschnittene Kante aufweist, wobei die Dünnglasscheibe für von der Kante ausgehende Brüche unter Biegebelastung eine Weibullverteilung mit einem Weibullmodul von mindestens m = 6, vorzugsweise mindestens m = 7 aufweist. Das Weibullmodul kann sogar, wie auch bei dem dargestellten Beispiel der 8 m = 8 oder mehr betragen. Gläser mit auf erfindungsgemäße Weise bearbeiteten Kanten weisen dann dementsprechend auch eine hohe Lebensdauer unter Biegebelastung auf. Vorzugsweise beträgt die Mindestdicke des Dünnglases 5 µm.
Für die mechanische Spannung σ, die beim Trennen durch die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugte Temperaturdifferenz hervorgerufen wird, gilt σ = αE / 1 – μΔT
Dabei bezeichnet α den thermischen Ausdehnungskoeffitzienten, E das Elastizitätsmodul und µ die Poisson-Zahl des Glases.

In der nachfolgenden Tabelle sind spezifische Kennwerte einiger für die Erfindung gut geeigneter Gläser aufgelistet. Der Parameter Tg bezeichnet dabei die Transformationstemperatur.

	Tg	α 20–300	E	µ
AF32 eco (8266)	715°C	3,2 ppm/K	74,8 kN/mm²	0,238
AF37 (8264)	711°C	3,77 ppm/K	78 kN/mm²	0,240
AF45	662°C	4,50 ppm/K	66 kN/mm²	0,235
D263 T eco	557°C	7,2 ppm/K	72,9 kN/mm²	0,208
BF33 (MEMpax)	525°C	3,25 ppm/K	64 kN/mm²	0,2
B270	533°C	9,4 ppm/K	71,5 kN/mm²	0,219
As87 (8787)	615°C	8,8 ppm/K	74 kN/mm²	0,215

Eine geeignete Gruppe von Gläsern für die Erfindung sind alkalifreie Borosilikatgläser. Hier wird folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozent bevorzugt:

Komponente Gew%

SiO₂ 58–65

Al₂O₃ 14–25

B₂O₃ 6–10,5

MgO 0–3

CaO 0–9

BaO 3–8

ZnO 0–2
Diese Gläser werden auch in der US 2002/0032117 A1 beschrieben, deren Inhalt bezüglich der Glaszusammensetzungen und Glaseigenschaften vollständig auch zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird. Ein Glas dieser Klasse ist das in der Tabelle bereits aufgeführte Glas AF32.
Noch eine weitere Klasse bevorzugter Glastypen sind Borosilikatgläser mit den folgenden Bestandteilen in Gewichtsprozent:

Komponente Gew%

SiO₂ 30–85

B₂O₃ 3–20

Al₂O₃ 0–15

Na₂O 3–15

K₂O 3–15

ZnO 0–12

TiO₂ 0,5–10

CaO 0–0,1
Ein Glas dieser Klasse von Gläsern ist das in der Tabelle bereits genannte Schott-Glas D263. Die Gläser mit genaueren Zusammensetzungen werden auch in der US 2013/207058 A1 beschrieben, deren Inhalt bezüglich der Zusammensetzungen der Gläser und deren Eigenschaften vollumfänglich auch zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
Bei den bisher dargestellten Ausführungsformen werden überlappende Auftreffgebiete zweier Energiequellen verwendet, mit denen das Glas schnell aufgeheizt wird. Es ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch möglich, umgekehrt erst das Glas zu erwärmen und dann mittels zweier Kühlstrahlen mit seitlich überlappenden Auftreffgebieten die für die Trennung des Glases erforderliche Spannung zu erzeugen. 9 zeigt hierzu ein Beispiel.
Demgemäß ist ein Verfahren zum Trennen von Dünnglas (1) mit einer Dicke kleiner als 1,2 mm vorgesehen, bei welchem das Dünnglas 1 entlang eines eine Trennlinie 3 definierenden Pfades fortschreitend in einem Auftreffgebiet 11 mittels einer Energiequelle 9 erwärmt wird, so dass und auch das Auftreffgebiet 11 der Energiequelle 9 auf der Trennlinie 3 liegt. und nachfolgend abgekühlt wird, so dass durch den so hergestellten Temperaturunterschied eine mechanische Spannung im Glas erzeugt wird und ein Riss 7 sich der mechanischen Spannung folgend entlang des Pfades fortpflanzt, wobei das Abkühlen des Glases mittels zweier Kühlstrahlen erfolgt, welche jeweils in einem Auftreffgebiet 50, 51 das zuvor erwärmte Dünnglas 1 abkühlen, wobei die Auftreffgebiete 50, 51 in Richtung senkrecht zur Trennlinie lateral zueinander versetzt sind und sich in einem Überlappungsgebiet 13 überschneiden, so dass die Trennlinie 3 durch dieses Überlappungsgebiet 13 läuft.
Das den Auftreffgebieten 50, 51 der Kühlstrahlen vorgelagerte Auftreffgebiet 11 der Energiequelle 9 verursacht eine Wärmeleitungszone 15, in welcher sich die eingebrachte Wärme verteilt. Entsprechend wird auch von den Kühlstrahlen eine sich von deren Auftreffgebieten 50, 51 ausgehende Kälteleitungszone 16 verursacht.
Das im Kerngebiet 150 der Wärmeleitungszone aufgeheizte Glas trifft dann durch die Bewegung entlang der Vorschubrichtung auf den Überlappungsbereich 13, in welchem die beiden Auftreffgebiete 50, 51 der Kühlstrahlen überlappen und damit eine starke Abkühlung hervorgerufen wird. Durch den so erzeugten Spannungsgradienten kommt es ähnlich wie bei den Ausführungsformen der 2 und 3 zur Fortpflanzung des Risses 7 entlang der Trennlinie 3.
Wie oben dargelegt, kann eine hohe Lebensdauer erfindungsgemäß zugeschnittener Dünnglaselemente erreicht werden, auch wenn diese unter dauerhafter Biegebelastung oder Allgemeiner einer oberflächlichen Zugbelastung stehen. Um eine niedrige Bruchquote innerhalb einer langen Lebensdauer zu gewährleisten, wird ein Dünnglaselement 100 vorgesehen, welches in Weiterbildung der Erfindung unter Zugspannung, insbesondere aufgrund einer Biegebelastung steht, wobei die Zugspannung kleiner ist, als folgender Term:
wobei σ _a und σ _e Mittelwerte der Zugspannung beim Bruch von Proben des Glaselements unter Biegebeanspruchung sind, wobei L_ref die Kantenlänge und A_ref die Fläche der Proben bezeichnen, wobei σ _a der Mittelwert der Zugspannung beim Bruch in der Fläche der Probe und σ _e der Mittelwert der Zugspannung bei einem von der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kante der Probe ausgehenden Bruch sind, und wobei ∆_e und ∆_a die Standardabweichungen der Mittelwerte σ _e , beziehungsweise σ _a bezeichnen, und wobei A_app die Fläche des Dünnglaselements und L_app die addierte Kantenlänge gegenüberliegender Kanten des Glaselement und Φ eine vorgegebene maximale Bruchquote innerhalb eines Zeitraums von mindestens einem halben Jahr sind.
Die vorgegebene maximale Bruchquote Φ beträgt bevorzugt 0,1 oder weniger (also höchstens 10%), besonders bevorzugt weniger als 0,05 (weniger als 5%).
Mit der Weiterbildung der Erfindung wird also ein Dünnglaselement 100 bereitgestellt, welches unter eine Zugspannung σ_app gesetzt ist, welche kleiner ist als der oben genannte Term (1). Die Zugspannung kann beispielsweise durch ein Aufrollen oder auch eine Befestigung auf einem Träger unter erzwungener Biegung verursacht werden.
Um eine niedrige Bruchwahrscheinlichkeit des Dünnglaselements innerhalb von längeren Zeiträumen, beispielsweise bis zu zehn Jahren, zu erzielen, wird bevorzugt, dass das Glaselement unter eine Zugspannung σ_app gesetzt wird, welche kleiner ist als
Bereits diese vergleichsweise kleine Verringerung der maximalen Zugspannung um einen Faktor 1,15/0,93 = 1,236 führt zu einer erheblichen Steigerung der Lebensdauer des mit der Zugspannung beaufschlagten Glasartikels.
Mit der Erfindung wird nun ermöglicht, Dünnglasbänder zu Rollen 3 aufzuwickeln, die hinsichtlich des Innenradius so bemessen sind, dass sie einen vorgegebenen Zeitraum, beispielsweise einen durchschnittlichen oder maximalen Lagerungszeitraum mit hoher Wahrscheinlichkeit unbeschadet überstehen. Dies gilt allgemein auch für andere Formen der Weiterverarbeitung des Dünnglases, bei denen das hergestellte Glaselement unter Zugspannung steht. Wie auch bei der Ausführungsform der Rolle sind die am häufigsten in Anwendungen, beziehungsweise bei einem weiterverarbeiteten Glasartikel auftretenden Zugspannungen durch Biegung des Dünnglases verursacht. Dabei steht der minimale Biegeradius R mit der Zugspannung σ_app in folgender Beziehung:
In dieser Beziehung bezeichnet E den Elastizitätsmodul, t die Dicke des Dünnglases und ν die Poissonzahl des Glases. Bevorzugte Glasdicken sind oben in der Beschreibung angegeben.
Für den Biegeradius, welcher die Bedingung einer gemäß Term (1) berechneten maximalen Zugspannung σ_app erfüllt, ergibt sich durch Kombination mit Gleichung (3) folgender Zusammenhang zwischen Biegeradius und Zugspannung:
Entsprechend folgt aus der Kombination von Gleichung (3) mit Term (2) für den Biegeradius, mit welchem eine niedrige Bruchwahrscheinlichkeit bei längeren Zeiträumen erhalten wird, die Beziehung
Für ein Dünnglaselement 100 in Form eines wie in 10 dargestellt, zu einer Rolle aufgewickelten Dünnglasbandes liegt der minimale Biegeradius R des Dünnglasbandes, aus dem gemäß Beziehung (3) die maximale Zugspannung σ_app resultiert, an der Innenseite 17 der Rolle vor. Um die Rolle handhabbar und klein halten zu können, werden Biegeradien bevorzugt, bei welchen die maximale Zugspannung, die an der Innenseite 17 auftritt, aber mindestens 21 MPa beträgt. Die Kanten 19 des Dünnglasbandes, welche in der Rolle an deren Stirnseiten liegen, sind dabei wie bereits anhand von 1 beschrieben, durch Abtrennen von Borten 101, 102 erzeugt worden. Das Verfahren, mit welchem die Parameter der obigen Gleichungen bestimmt werden, ist eingehend auch in der PCT/EP2014/070826 beschrieben, deren Inhalt diesbezüglich vollumfänglich auch zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemacht wird.
Um die einzelnen Lagen der Rolle gegeneinander zu schützen, kann wie dargestellt ein Bahnmaterial 18 mit eingewickelt werden.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung wurden zwei Gleichungen für jeweils fixe Mindest-Lebensdauern von mehr als 6 Monaten, beziehungsweise mehr als einem Jahr angegeben. Gegebenenfalls ist es aber sinnvoll, eine andere bestimmte Lebensdauer vorzugeben. Auch folgen aus den Termen (1), (2) zwar Mindest-Radien, jedoch kann es auch wünschenswert sein, einen Bereich zulässiger Radien, mit dem eine bestimmte Lebensdauer erzielt wird, anzugeben. Schließlich ist es weiterhin auch gegebenenfalls schwierig, zu diskriminieren, ob bei den Bruchtests ein Bruch von einer Kante ausgegangen oder innerhalb der Fläche entstanden ist. Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung ist daher vorgesehen, dass Bruchtests durchgeführt werden, bei denen die Bruchspannung, beziehungsweise die korrespondierenden Biegeradien beim Bruch aufgezeichnet werden und anhand dieser Daten statistische Parameter ermittelt und anhand dieser Parameter ein Bereich für einen Biegeradius festgelegt wird, welcher eine bestimmte, insbesondere lange Lebensdauer des unter mechanische Spannung gesetzten Glasartikels garantiert.
Die Erfindung sieht nun ein Dünnglaselement 100 mit erfindungsgemäß durch Laser-Spannungsrisstrennen hergestellten Kanten 19, beispielsweise in Form einer Dünnglasrolle mit einem aufgerollten Dünnglas 1 in Form eines Dünnglasbands mit einer Länge von vorzugsweise mindestens 10 Metern vor, wobei der Innenradius des aufgerollten Dünnglases oder allgemeiner der Biegeradius des gebogenen Dünnglaselements im Bereich von R_min = <R>·{[0,7 + exp( s / <R>·0,053 – 2,3)]·(2 – e^–t)} (8) bis R_max = <R>·{[3,4 + exp( s / <R>·0,05 – 2,1)]·(2 – e^–t)} (9) liegt, wobei <R> den Mittelwert und
die Varianz der Biegeradien R_i beim Bruch einer Mehrzahl N von Proben aus dem gleichen Glasmaterial mit gleicher Dicke und gleich beschaffenen Glaskanten wie das Glasmaterial des Dünnglaselements sind, wobei R_i die Biegeradien sind, bei welchen die Proben jeweils brechen, und t eine vorzugsweise vorgegebene Mindest-Dauer in Tagen ist, welche das Dünnglaselement ohne Bruch übersteht. Solche zeitverzögerten Brüche werden dabei insbesondere durch Spannungsrisskorrosion verursacht.
Ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines Dünnglaselements 100 in Form einer Rolle 3 mit einem aufgerollten Dünnglas 1 mit einer Länge von vorzugsweise mindestens 10 Metern basiert dementsprechend darauf,

– mit einem Bruchtest der Mittelwert <R> der Biegeradien R_i beim Bruch einer Mehrzahl N von Proben 10 unter fortschreitend größer werdender Biegebelastung, sowie die Varianz s ermittelt werden, und
– ein Dünnglasband aus dem gleichen Glasmaterial mit gleicher Dicke und gleich beschaffenen Glaskanten wie das Glasmaterial der Proben 10 bereitgestellt, zumindest dessen Längskanten erfindungsgemäß durch Laser-Spannungsrisstrennen hergestellt und das Dünnglasband zu einer Rolle aufgewickelt wird, wobei der Innenradius der Rolle, welcher der Radius der innersten Lage des Dünnglasbands ist, so gewählt wird, dass dieser im Bereich von R_min gemäß Gleichung (8) bis R_max gemäß Gleichung (9) liegt, wobei t eine vorgegebene Mindest-Dauer in Tagen ist, welche die Dünnglasrolle ohne Bruch überstehen soll. Eine gewisse Bruchwahrscheinlichkeit ist jedoch im Allgemeinen, selbst bei sehr großen Biegeradien bei Glasbändern typischerweise dennoch vorhanden. Die Parameter der Gleichungen (8) und (9) sind aber so abgestimmt, dass die Bruchquote innerhalb einer vorgegebenen Mindest-Dauer im Allgemeinen bei kleiner als 0,1, vorzugsweise kleiner als 0,05 liegt.

Auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung beeinflusst die erfindungsgemäße Herstellung der Kanten und deren verbesserte Festigkeit die Parameter s und <R>. Durch die erhöhte Kantenfestigkeit wird auch insgesamt der Mittelwert <R> gegenüber Proben mit nicht erfindungsgemäß geschnittenen Kanten erhöht. Je nach Natur der vorhandenen Defekte der Kanten kann die Varianz s gegenüber nicht erfindungsgemäß hergestellten Proben ansteigen oder auch kleiner werden.
Um eine ausreichend vertrauenswürdige Statistik für eine zuverlässige Festlegung des Biegeradius im durch die Gleichungen (8) und (9) definierten Bereich zu erhalten, werden gemäß einer Weiterbildung dieser Ausführungsform mindestens zwanzig, vorzugsweise mindestens 50 Proben des Dünnglases bis zum Bruch mit einer Biegebelastung und damit mit Zugspannung belastet, um den Mittelwert <R> der Biegeradien R_i und deren Varianz zu ermitteln. Die Durchführung des Verfahrens, sowie die Ermittlung der Parameter der Gleichungen (8) bis (10) wird eingehend auch in der DE 10 2014 113 149.5 beschrieben, deren Inhalt diesbezüglich vollumfänglich auch zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemacht wird.

Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern im Rahmen des Gegenstands der Ansprüche in vielfältiger Weise abgewandelt werden kann. Auch können die verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden. Bezugszeichenliste

Dünnglas	1
Vorrichtung zum Spannungsrisstrennen	2
Trennlinie	3
Kühlstrahl	5, 6
Riss	7
Laser	8
Energiequelle	9, 10
Auftreffgebiet	11, 12
Überlappungsgebiet	13
Wärmeleitungszone	15
Kälteleitungszone	16
Innenseite Dünnglasrolle	17
Bahnmaterial	18
Kante von 100	19
Transporteinrichtung	20
Levitationsunterlage	21
Blende	25
Strahlprofil vor Blende	26
Strahlprofil hinter Blende	27
Kühlstrahlerzeuger	40, 41
Auftreffgebiet des Kühlstrahls	50, 51
Transportband	54, 55
Unterdruckansaugung	53
Strahlteiler	80
Teilstrahlen	81, 82
Ritzeinrichtung	89
Borten	101, 102
Vorschubrichtung	103
innere Ränder von 11, 12	110, 120
Mittenlinien von 11, 12	111, 121
Kerngebiet von 15	150
Dünnglaselement	100

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2013/0126576 A1 [0004, 0045]
WO 2011/026074 A1 [0005]
US 2002/0032117 A1 [0073]
US 2013/207058 A1 [0075]
EP 2014/070826 [0089]
DE 102014113149 [0095]

Claims

Verfahren zum Trennen von Dünnglas (1) mit einer Dicke kleiner als 1,2 mm, vorzugsweise mit einer Dicke im Bereich von 5 µm bis 150 µm, bei welchem das Dünnglas (1) entlang eines eine Trennlinie (3) bildenden Pfades fortschreitend erwärmt wird, wobei das Erwärmen des Glases mittels zweier Energiequellen (9, 10) erfolgt, welche jeweils in einem Auftreffgebiet (11, 12) auf das Glas treffen, und wobei die Energiequellen (9, 10) so auf das Glas gerichtet werden, dass die Auftreffgebiete (11, 12) in Richtung senkrecht zur Trennlinie (3) lateral zueinander versetzt sind, wobei die beiden Auftreffgebiete (11, 12) sich in einem Überlappungsgebiet (13) überschneiden, so dass die Trennlinie (3) durch dieses Überlappungsgebiet (13) läuft und durch den Temperaturunterschied des mittels der Energiequellen aufgeheizten Glases zum umgebenden Glas, insbesondere zum entlang der Trennlinie (3) in das Überlappungsgebiet einlaufenden Glas eine mechanische Spannung im Glas erzeugt wird, durch welche ein Riss (7) sich der mechanischen Spannung folgend entlang der Trennlinie (3) fortpflanzt.
Verfahren gemäß dem vorstehenden Anspruch, wobei das Dünnglas (1) der Erwärmung nachfolgend mit einem Kühlstrahl (5) abgekühlt wird, wobei der Kühlstrahl (5) so auf das Glas gerichtet wird, dass dessen Auftreffort (50) auf der Trennlinie (3) liegt.
Verfahren gemäß einem der beiden vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von einem Dünnglasband (101) Borten (102, 103) abgetrennt werden.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiequellen (9, 10) Auftreffgebiete (11, 12) auf dem Glas erzeugen, die kongruent zueinander sind.
Verfahren gemäß dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiequellen (9, 10) Auftreffgebiete (11, 12) erzeugen, die spiegelsymmetrisch zueinander sind, wobei die Trennlinie (3) vorzugsweise auch die Spiegelungsachse darstellt.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass elektromagnetische Strahlen als Energiequellen (9, 10), vorzugsweise Laserstrahlen verwendet und deren Intensitätsverteilung vor dem Auftreffen auf das Dünnglas (1) mittels einer Blende (25) durch Ausblenden lokaler Bereiche des jeweiligen Strahls mit gegenüber der Maximalintensität geringerer Intensität verändert wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Glas mit Laserstrahlen (90, 100) als Energiequellen (9, 10), vorzugsweise mittels Laserstrahlen eines CO₂-Lasers aufgeheizt wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas mit Energiequellen (9, 10) aufgeheizt wird, die Auftreffgebiete (11, 12) erzeugen, deren innere, zueinander weisende Ränder (110, 120) schräg derart zur Trennlinie (3) verlaufen, dass sich für einen gegebenen Punkt auf der Trennlinie bei der entlang der Trennlinie fortschreitenden Erwärmung diese inneren Ränder (110, 120) auf den Punkt zulaufen und, wenn der Punkt von den inneren Rändern (110, 120) überkreuzt wird, das Überlappungsgebiet (13), den Punkt überstreicht.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dünnglas (1) auf einem mit einer Levitationsunterlage (21) erzeugten Gaspolster gelagert oder über das Gaspolster geführt wird, wobei die Auftreffgebiete der Energiequellen (9, 10) und der Auftreffort des Kühlstrahls (5) im vom Gaspolster unterstützten Bereich des Dünnglases (1) liegen.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Kühlstrahl (6) verwendet wird, dessen Auftreffort (52) in Vorschubrichtung vor den Auftreffgebieten (11, 12) der Energiequellen (9, 10) liegt, so dass ein Punkt des Dünnglases (1) auf der Trennlinie beim Vorschub zuerst den Auftreffort (52) des zweiten Kühlstrahls, dann das Überlappungsgebiet (13) und dann den Auftreffort (51) des ersten Kühlstrahls (5) durchquert.
Verfahren zum Trennen von Dünnglas (1) mit einer Dicke kleiner als 1,2 mm vorgesehen, bei welchem das Dünnglas (1) entlang eines eine Trennlinie (3) definierenden Pfades fortschreitend in einem Auftreffgebiet (11) mittels einer Energiequelle (9) erwärmt wird, so dass und auch das Auftreffgebiet (11) der Energiequelle (9) auf der Trennlinie (3) liegt. und nachfolgend abgekühlt wird, so dass durch den so hergestellten Temperaturunterschied eine mechanische Spannung im Glas erzeugt wird und ein Riss (7) sich der mechanischen Spannung folgend entlang des Pfades fortpflanzt, wobei das Abkühlen des Glases mittels zweier Kühlstrahlen erfolgt, welche jeweils in einem Auftreffgebiet (50, 51) das zuvor erwärmte Dünnglas (1) abkühlen, wobei die Auftreffgebiete (50, 51) in Richtung senkrecht zur Trennlinie lateral zueinander versetzt sind und sich in einem Überlappungsgebiet (13) überschneiden, so dass die Trennlinie (3) durch dieses Überlappungsgebiet (13) läuft.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kühlstrahl (5) ein Aerosolstrahl verwendet wird.
Vorrichtung (2) zum Trennen von Dünnglas (1) mit einer Dicke kleiner als 1,2 mm, vorzugsweise mit einer Dicke im Bereich von 5 µm bis 150 µm, mit einer Einrichtung zur Bereitstellung zumindest zweier Energiequellen (9, 10) und einer Einrichtung, um die Energiequellen (9, 10) so auf das Dünnglas (1) zu richten, dass diese jeweils in einem Auftreffgebiet (11, 12) auf das Dünnglas (1) treffen, wobei die Auftreffgebiete (11, 12) in Richtung senkrecht zur Trennlinie (3) lateral zueinander versetzt sind, und sich in einem Überlappungsgebiet (13) überschneiden, und wobei eine Vorschubeinrichtung (20) vorgesehen ist, um das Dünnglas (1) und die Auftreffgebiete (11, 12) relativ zueinander entlang einer vorgesehenen Trennlinie (3) zu bewegen, so dass durch den Temperaturunterschied des mittels der Energiequellen (9, 10) aufgeheizten Glases zum umgebenden Glas, insbesondere zum entlang der Trennlinie (3) in das Überlappungsgebiet einlaufenden Glas eine mechanische Spannung im Glas erzeugt wird, durch welche ein Riss (7) sich der mechanischen Spannung folgend entlang der Trennlinie (3) fortpflanzt.
Vorrichtung gemäß dem vorstehenden Anspruch, wobei ein Kühlstrahlerzeuger (40) vorgesehen ist, um einen Kühlstrahl (5) zu erzeugen, durch dessen Auftreffort die Trennlinie (3) läuft, derart, dass ein auf der Trennlinie (3) liegender Punkt des Dünnglases bei Bewegung mittels der Vorschubeinrichtung (20) zuerst das Überlappungsgebiet der beiden Auftreffgebiete (11, 12) und dann den Auftreffort (50) des Kühlstrahls (5) durchläuft,
Vorrichtung gemäß dem vorstehenden Anspruch, gekenzeichnet durch zumindest eines der folgenden Merkmale: – die Einrichtung zur Bereitstellung zumindest zweier Energiequellen (9, 10) umfasst einen Laser, – Die Einrichtung zur Bereitstellung zumindest zweier Energiequellen (9, 10) umfasst einen Strahlteiler, – Es ist eine Blende (25) vorgesehen, um die Intensitätsverteilung von elektromagnetischen Strahlen als Energiequellen (9, 10), vorzugsweise von Laserstrahlen vor dem Auftreffen auf das Dünnglas (1) durch Ausblenden lokaler Bereiche des jeweiligen Strahls mit gegenüber der Maximalintensität geringerer Intensität zu verändern.
Dünnglaselement (100) mit einer Dicke von höchstens 250 µm, herstellbar mit einem Verfahren oder einer Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, welche zumindest eine mittels Spannungsrisstrennen, insbesondere Laser-Spannungsrisstrennen geschnittene Kante aufweist, wobei die Dünnglasscheibe für von der Kante ausgehende Brüche unter Biegebelastung eine Weibullverteilung mit einem Weibullmodul von mindestens m = 6, vorzugsweise mindestens m = 7 aufweist.
Dünnglaselement (100) nach vorstehendem Anspruch, bei welchem das Dünnglaselement unter einer Zugspannung σ_app steht, welche kleiner ist, als
wobei σ _a und σ _e Mittelwerte der Zugspannung beim Bruch von Proben des Dünnglaselements unter Biegebeanspruchung sind, wobei L_ref die Kantenlänge und A_ref die Fläche der Proben bezeichnen, wobei σ _a der Mittelwert der Zugspannung beim Bruch in der Fläche der Probe und σ _e der Mittelwert der Zugspannung bei einem von der mit einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellten Kante der Probe ausgehenden Bruch sind, und wobei ∆_e und ∆_a die Standardabweichungen der Mittelwerte σ _e , beziehungsweise σ _a bezeichnen, und wobei A_app die Fläche des Dünnglaselements und L_app die addierte Kantenlänge gegenüberliegender Kanten (19) des Glaselements und Φ eine maximale Bruchquote von höchstens 0,1 innerhalb eines Zeitraums von mindestens einem halben Jahr sind.
Dünnglaselement (100) gemäß dem vorstehenden Anspruch, bei welchem das Dünnglaselement unter eine Zugspannung σ_app steht, welche kleiner ist als
Dünnglaselement (100) gemäß einem der vier vorstehenden Ansprüche, in Form einer Rolle mit einem aufgerollten Dünnglas (1), vorzugsweise mit einer Länge von mindestens 10 Metern und einer Dicke von vorzugsweise höchstens 200 Mikrometern, wobei der Innenradius des aufgerollten Dünnglases (1) im Bereich von R_min = <R>·{[0,7 + exp( s / <R>·0,053 – 2,3)]·(2 – e^–t)} bis R_max = <R>·{[3,4 + exp( s / <R>·0,05 – 2,1)]·(2 – e^–t)} liegt, wobei <R> den Mittelwert und
die Varianz der Biegeradien beim Bruch einer Mehrzahl N von Proben aus dem gleichen Glasmaterial mit gleicher Dicke und gleich beschaffenen Glaskanten wie das Glasmaterial des Dünnglaselements sind, wobei R_i die Biegeradien sind, bei welchen die Proben jeweils brechen, und t eine Mindest-Dauer in Tagen ist, welche die Dünnglasrolle ohne Bruch übersteht.