用于進一步處理薄玻璃的方法及根據(jù)該方法制造的薄玻璃的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明一般上涉及薄玻璃，特別是厚度小于毫米的玻璃。更具體而已，本發(fā)明涉及 通過將其纏繞成輥的薄玻璃的成型。
【背景技術(shù)】
[0002] 薄玻璃應(yīng)用在許多技術(shù)領(lǐng)域中，例如用于顯示屏、光電子部件的窗、包裝以及電絕 緣層。
[0003] 為了能夠操作薄玻璃以進一步處理，將薄玻璃帶纏繞成卷是有利的。由此能夠在 進一步處理時，玻璃直接從輥展開以處理。然而這里的問題在于，在纏繞成輥時，玻璃中產(chǎn) 生彎曲應(yīng)力。該彎曲應(yīng)力可能導(dǎo)致卷繞的玻璃帶破裂。在此單個的斷裂就已經(jīng)會造成明顯 的問題，因為展開玻璃帶時在破裂點處必須中斷處理操作。
[0004] US 2013/0196 163 Al描述了一種用于彎曲玻璃的方法，其中將玻璃帶以此方式 層壓在增強層上，使得在彎曲時彎曲線的中性面位于增強層中并且玻璃帶完全位于由彎曲 導(dǎo)致的壓應(yīng)力區(qū)域中。這要求增強膜的厚度為玻璃厚度的數(shù)倍，并且用于層壓物的高強度 粘結(jié)劑必須呈現(xiàn)低蠕變行為并且因此固化時變脆。然而，當(dāng)粘結(jié)劑難以分離或者不能完全 去除時，高強度可能產(chǎn)生問題。無論如何，粘結(jié)劑的去除是在切割之前必需的額外處理步 驟。此外，纏繞方向預(yù)先確定的。關(guān)于卷繞玻璃的破裂強度，必須考慮粘結(jié)層中的蠕變以及 增強層中的應(yīng)力釋放。如果中性面由于應(yīng)力釋放而轉(zhuǎn)移到玻璃帶中，玻璃就會承受拉應(yīng)力， 該拉應(yīng)力在展開時甚至可能增大。
[0005] US 824 1751 B2描述了一種在彎曲時遵循最小的彎曲半徑時具有低的瞬時斷裂 概率的玻璃輥。然而，該文獻沒有考慮到延時產(chǎn)生斷裂的觀點。特別是也忽略了在玻璃帶的 邊緣處產(chǎn)生的斷裂。對于該文獻中描述的尺寸規(guī)定，在非常短的時間之后預(yù)期會有玻璃破 裂。
[0006] 然而，薄玻璃通常并不是直接進一步處理的。而是預(yù)期薄玻璃輥會存放一段特定 時間。運輸至進一步處理工廠也需要時間并且引起額外的動態(tài)負(fù)荷。
[0007] 另外，對于進一步加工的薄玻璃，例如膠合薄玻璃片或者復(fù)合材料中的薄玻璃，需 要避免由于通過處理引起的材料中的拉應(yīng)力產(chǎn)生的玻璃破裂而引起玻璃件失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 因此，本發(fā)明的目的在于以此方式提供或進一步處理薄玻璃，使得能夠避免或者 至少在數(shù)量上減少可能出現(xiàn)的玻璃破裂。
[0009] 通過獨立權(quán)利要求的技術(shù)方案實現(xiàn)了該目的。本發(fā)明的有利實施例和修改在從屬 權(quán)利要求中給出。
[0010] 因此，本發(fā)明提供了一種用于進一步處理薄玻璃、特別是進一步處理薄玻璃帶的 方法，在該方法中，薄玻璃通過進一步處理而承受拉應(yīng)力O app，該拉應(yīng)力小于下面的表達(dá)式：
[0012] 其中和元是薄玻璃的試樣在彎曲應(yīng)力下破裂時拉應(yīng)力的平均值，其中Lref和 Are3f分別表示試樣的邊緣長度和表面積，是在試樣表面中斷裂時拉應(yīng)力的平均值以及 是從試樣邊緣開始斷裂情況下破裂時的拉應(yīng)力的平均值，并且其中A △ a分別是平均值 ?Τ?:.和CTa的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并且Aapp是薄玻璃的表面積并且L app是薄玻璃的相對邊緣的總邊緣長 度以及Φ是至少半年時間內(nèi)的預(yù)定最大斷裂率。平均值6、特別是算數(shù)平均值。
[0013] 顯然地，試樣的可用邊緣長度Lref和表面積Aref是表示斷裂測試的玻璃樣品承受相 應(yīng)彎曲應(yīng)力的表面積或邊緣區(qū)域部分。因此L re3f和Arrf也分別稱為參考長度或參考表面積， 其表示在試樣破裂時承受有臨界負(fù)荷的邊緣和試樣表面積部分。對此，在本發(fā)明的意義中， 術(shù)語試樣特別是指薄玻璃的玻璃樣品承受有彎曲應(yīng)力的區(qū)段。彎曲應(yīng)力同樣可以相繼地施 加到玻璃樣品。在這種情況下，面積Arrf和邊緣長度Lrrf表示在相繼測試中受到彎曲應(yīng)力的 玻璃樣品的所有區(qū)段。在本發(fā)明的意義中，術(shù)語試樣又是指玻璃樣品的整個受測試區(qū)段。如 果玻璃樣品的相對邊緣的總長度和總表面積相繼或同時受到負(fù)荷，玻璃樣品的表面積和邊 緣長度就相應(yīng)地等于試樣的面積和邊緣長度。但是在這種情況下，通常不檢測整個邊緣長 度。如果玻璃樣品單軸地彎曲，那么相對縱邊緣受到負(fù)荷，而不是橫邊受到負(fù)荷。試樣的邊 緣長度在此相應(yīng)地為承受拉伸負(fù)荷的兩個相對邊緣的邊緣長度。
[0014] 優(yōu)選地，進一步處理這樣的薄玻璃，其厚度小于500μπι，更優(yōu)選為不大于350μπι，最 優(yōu)選不大于lOOwn。最小厚度為優(yōu)選5μηι。特別優(yōu)選的厚度范圍在20μηι和200μηι之間。根據(jù)本 發(fā)明的方法特別可以應(yīng)用在厚度t選自{10μL?、15μπ?、20μπ?、25μπ?、30μπ?、35μπ?、40μπ?、45μπ?、50μ πι、55μπι、65μπι、70μπι、75μπι、85μπι、100μπι、ΙΙΟμπι、120μπι、145μπι、160μπι、180μπι、200μπι、210μπι、 250μπι}的薄玻璃上。
[0015] 通過該方法，獲得根據(jù)本發(fā)明的薄玻璃件，其中薄玻璃承受拉應(yīng)力Oapp，該拉應(yīng)力 小于上述的表達(dá)式（1)。
[0016] 本發(fā)明基于這樣的認(rèn)識，即，邊緣上的斷裂和玻璃表面中的斷裂源于玻璃中的不 同缺陷并且斷裂概率在統(tǒng)計上相互無關(guān)。因此，在邊緣上的破裂強度和表面中的破裂強度 方面涉及到彼此不相關(guān)的玻璃強度。有效的破裂強度通過在表面區(qū)域中和邊緣上斷裂時拉 應(yīng)力的最小值根據(jù)上述公式計算出。以這種方式特別是也考慮到了薄玻璃在彎曲情況下在 邊緣和表面中產(chǎn)生的斷裂方面的通常不同的使用壽命。因此，本發(fā)明允許在規(guī)定使用壽命 或者預(yù)定時間段內(nèi)斷裂概率的情況下調(diào)整玻璃件的拉應(yīng)力。
[0017] 預(yù)定的最大斷裂率φ優(yōu)選為0.1或更?。醋畲?0%)，特別優(yōu)選小于0.05(小于 5%)〇
[0018] 為了實現(xiàn)在較長時間段、例如高達(dá)十年的時間段內(nèi)的低斷裂概率，優(yōu)選地，在進一 步處理的情況下，薄玻璃或者通過進一步處理獲得的玻璃件承受拉應(yīng)力〇 app，該拉應(yīng)力小于
[0020] 最大拉應(yīng)力相對少地減少倍數(shù)I · 15/0.93 = 1.236就已經(jīng)導(dǎo)致被加載拉應(yīng)力的玻 璃件的使用壽命顯著增加。
[0021] 用于進一步處理薄玻璃的方法特別額外地包括玻璃強度的檢測，優(yōu)選在待處理的 薄玻璃上施加拉應(yīng)力的步驟之前。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式一般設(shè)置成，用于進一 步處理薄玻璃的方法包括以下步驟:優(yōu)選在通過進一步處理過程中施加拉應(yīng)力的步驟之 前，測定薄玻璃試樣破裂時拉應(yīng)力的平均值S rt，和$及其標(biāo)準(zhǔn)偏差A(yù) 6和A a，以及由這些數(shù) 值優(yōu)選依據(jù)薄玻璃的尺寸(特別由薄玻璃的表面積Aapp和邊緣長度L app給定)確定薄玻璃的 最大拉應(yīng)力，并且在進一步處理過程中，薄玻璃然后承受拉應(yīng)力，該拉應(yīng)力不超過確定的最 大拉應(yīng)力。這種根據(jù)破裂試驗確定的最大拉應(yīng)力不必需根據(jù)上面提到的表達(dá)式（1)或(2)確 定。然而，根據(jù)本發(fā)明，如果通過另一個表達(dá)式基于斷裂試驗確定上限，以在拉伸負(fù)荷下保 持長的使用壽命，那么此上限不超過由表達(dá)式(1)、優(yōu)選表達(dá)式(2)給出的閾值。
[0022]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的玻璃件的薄玻璃由于進一步處理而承受至少21MPa的最大 拉應(yīng)力。這實現(xiàn)了在具有非常長的使用壽命或者說在大于半年的長時間段內(nèi)相應(yīng)低的斷裂 概率的同時，仍可以承受高的負(fù)荷。
[0023] 玻璃件優(yōu)選包括鋰鋁硅酸鹽玻璃、鈣鈉硅酸鹽玻璃、硼硅酸鹽玻璃、堿金屬鋁硅酸 鹽玻璃、無堿金屬或低堿金屬的鋁硅酸鹽玻璃。這種玻璃例如通過拉伸法、例如下拉拉伸 法、溢出熔融法或者通過浮法技術(shù)獲得。
[0024] 對于低的斷裂概率，特別是具有如前給出的至少21MPa的拉應(yīng)力，硼硅酸鹽玻璃非 常適合作為薄玻璃。特別優(yōu)選具有下述按重量百分比給出組分的基于氧化物的組成的硼硅 酸鹽玻璃：
[0026]在此特別優(yōu)選具有下述按重量百分比給出組分的基于氧化物的組成的玻璃：
[0028]有利地可以采用低鐵或者無鐵的玻璃，特別是Fe2O3含量小于0.05重量％，優(yōu)選小 于0.03重量％，因為該玻璃具有減小的吸收性并且因此特別實現(xiàn)了增高的透明度。
[0029] 然而，其他應(yīng)用優(yōu)選的玻璃也包括灰色玻璃或者著色的玻璃。
[0030] 根據(jù)一個實施方式，使用經(jīng)預(yù)張緊或者能夠預(yù)張緊的玻璃。該玻璃能夠通過離子 交換化學(xué)預(yù)張緊或者熱學(xué)預(yù)張緊或者以熱學(xué)和化學(xué)結(jié)合的方式預(yù)張緊，或者適合于預(yù)張 緊。
[0031]光學(xué)玻璃也可以用作為玻璃材料，例如重火石玻璃、鑭重火石玻璃、火石玻璃、輕 火石玻璃、冕玻璃、硼硅酸鹽冕玻璃、鋇冕玻璃、重冕玻璃或者氟冕玻璃。
[0032]本發(fā)明特別適合于優(yōu)化本已高強度的玻璃的機械性能，以及/或者在進一步處理 過程中考慮到該機械性能。高強度的玻璃通常用于玻璃實際承