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Dokumentenidentifikation DE10200976A1 07.08.2003
Titel Ziehwalze zum Ziehen von Dünnglas, insbesondere von Displayglassubstraten
Anmelder Schott Glas, 55122 Mainz, DE
Erfinder Wegerer, Holger, 31061 Alfeld, DE;
Schwertfeger, Rainer, 37632 Holzen, DE;
Schmidt, Karl-Heinz, 31073 Grünenplan, DE;
Langer, Jürgen, 31073 Grünenplan, DE;
Heine, Ulrich, 31073 Grünenplan, DE
Vertreter Jeck · Fleck · Herrmann Patentanwälte, 71665 Vaihingen
DE-Anmeldedatum 12.01.2002
DE-Aktenzeichen 10200976
Offenlegungstag 07.08.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.08.2003
IPC-Hauptklasse C03B 15/12
IPC-Nebenklasse C03B 15/02   C03B 17/06   C03B 35/18   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Ziehwalze für eine Ziehanlage zum Herstellen von Dünnglas, insbesondere von Displayglassubstraten, mit einem auf einer Welle aufgebrachten Walzenkörper. Ist nach der Erfindung vorgesehen, dass zumindest der Mantel des Walzenkörpers aus Gummi, Silikon, Kunststoff oder einem anderen Elastomer besteht, dann kann die Ziehwalze beim Einsatz in einer Dünnglas-Ziehanlage, die an einen störungsfreien, längerfristigen Betrieb gestellten Anforderungen für eine saubere, kratzerfreie Oberfläche erfüllen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Ziehwalze für eine Ziehanlage zum Herstellen von Dünnglas, insbesondere von Displayglassubstraten, mit einem auf einer Welle aufgebrachten Walzenkörper.

Bei der Herstellung von Flachglas wird die Ziehkraft umso größer, je dünner das Glasband ausgezogen wird. Zugleich wird das dünne Glasband immer empfindlicher gegen Oberflächenverletzungen, die das Glas zum Zerbrechen bringen und damit den Ziehvorgang unterbrechen. Dies bringt erhebliche Störungen im Herstellungsvorgang mit sich. Beim Herstellen von Dünnglas muss außerdem zum Übertragen der größer werdenden Ziehkräfte der Anpressdruck der Ziehwalzen an das Glasband immer größer werden, was wiederum die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Oberflächenverletzungen steigert. Zudem müssen bei größeren Ziehgeschwindigkeiten immer höhere Anforderungen an den Rundlauf der Ziehanlage gestellt werden, da sonst aufgrund der auftretenden Vibrationen der Ziehprozess gestört wird. Die Ziehwalzen zum Herstellen von Dünnglas müssen daher einen exakt herstellbaren Durchmesser haben, der über lange Zeit konstant bleibt. Das Material der Ziehwalze sollte möglichst weich sein, einen hohen Reibwert gegenüber Glas aufweisen und mit einem exakt herstellbaren Durchmesser herstellbar sein, der über längere Zeit konstant bleibt.

Bei der Herstellung von dünnen Flachgläsern werden neben dem Floatverfahren vor allem verschiedene Down-Draw-Verfahren, wie Overflow-Fusion, Redraw und Düsenverfahren als auch verschiedene Up-Down-Verfahren, wie Fourcault- oder Ashahi-Verfahren eingesetzt. Dabei werden Ziehanlagen verwendet, bei denen auf angetriebenen Wellen Walzenkörper aus feuerfestem Material aufgebracht sind. Diese Walzenkörper sind meistens aus keramischen Fasern geformt. Die Ziehanlage hat mehrere Walzenpaare, von denen die Welle des einen Walzenkörpers beweglich und die Welle des anderen Walzenkörpers fest gelagert ist. Über die lose gelagerte Welle wird die Anpresskraft auf das Glasband übertragen. Zum Herstellen sehr dünner Flachgläser, wie Displayglassubstraten, mit einer Dicke von z. B. 25 µm müssen die Ziehgeschwindigkeit und die Anpresskraft gegenüber Gläsern mit einem herkömmlichen Dickenbereich von z. B. 0,7 bis 2 mm wesentlich erhöht werden. Das Risiko eines Bandrisses erhöht sich erheblich durch Vibration der Ziehanlage und durch das Auftreten von Mikroverletzungen der Glasoberfläche, durch die relativ harten keramischen Walzenmaterialien. Die Herstellung von Dünnglas im Dickenbereich unterhalb von 70 µm ist daher mit solchen herkömmlichen Ziehanlagen mit keramischen Walzenkörpern nicht störungsfrei möglich. Darüber hinaus werden an Substratgläser für die elektronische Industrie (z. B. LCD-Anwendungen) sehr hohe Anforderungen an Sauberkeit und Kratzerfreiheit gestellt, die von herkömmlichen Walzenmaterialien schwer erfüllt werden können. Die Herstellung von Dünnglas unterhalb von ca. 70 µm und von Glas für elektronische Anwendungen ist daher mit konventionellen Ziehanlagen nicht möglich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Ziehwalze der eingangs erwähnten Art so zu gestalten, dass bei ihrem Einsatz in einer Dünnglas-Ziehanlage ein störungsfreier Betrieb ermöglicht wird und an die Oberfläche des gezogenen Dünnglases oder Displaysubstratglases hohe Anforderungen an saubere und kratzfreie Oberflächen gestellt werden können.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass zumindest der Mantel des Walzenkörpers aus Gummi, Silikon, Kunststoff oder einem anderen Elastomer besteht. Durch die Verwendung eines derartigen Walzenmantels wird eine Weichheit erreicht, die selbst bei hohem Anpressdruck zu keiner Oberflächenverletzung am Glasband führt. Außerdem hat dieses Walzenmaterial einen großen Reibwert, der für die Übertragung der großen Ziehkraft auf das Glasband von Bedeutung ist.

Nach einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Mantel des Walzenkörpers auf einem Metallkern fest aufgebracht ist. Dabei kann je nach erforderlicher Lagerung des Walzenkörpers vorgesehen sein, dass der Metallkern lose oder drehfest auf der Welle aufgebracht ist.

Vorzugsweise besteht der Metallkern des Walzenkörpers aus Stahl. Es sind jedoch auch andere Metalle verwendbar.

Damit der erfindungsgemäße Walzenkörper den Anforderungen beim Einsatz in einer Dünnglas-Ziehanlage gerecht wird, sieht eine Ausgestaltung vor, dass der Mantel des Walzenkörpers bis zu einer Glastemperatur von 350°C eine Shore- Härte von 50 bis 70 Shore beibehält. Diese Shore-Härte hält der Mantel des Walzenkörpers mindestens für einen Einsatzzeitraum von vier Wochen bei.

Es ist wichtig, dass der Mantel aus Elastomer einen exakt eingehaltenen Durchmesser aufweist, um Vibrationen der Ziehanlage möglichst zu vermeiden. Dem kann dadurch abgeholfen werden, dass der auf den Metallkern aufgebrachte Mantel maschinell bearbeitbar und auf einen exakten Durchmesser mit einer Toleranz von ±0,025 mm bringbar ist.

Die Standzeit des Walzenmaterials des Mantels behält den Durchmesser für eine längere Betriebszeit von mindestens vier Wochen der Ziehanlage konstant. Der Rundlauf der Ziehanlage ist daher auf längere Zeit sichergestellt und es sind keine störenden Vibrationen zu befürchten, die zu einem Abriss des Glasbandes führen könnten. Auch der hohe Reibwert der erfindungsgemäßen Ziehwalze wird langfristig aufrecht erhalten, sodass trotz sehr großer Ziehkräfte mit einer relativ geringen Anpresskraft von 15-25 N/cm2 gezogen werden kann.

Der weiche Mantel des Walzenkörpers ist die wichtigste Voraussetzung zum Ziehen extrem dünnen Flachglases im Dickenbereich kleiner als 70 µm, insbesondere zum Ziehen von Microsheets im Bereich von 25 bis 70 µm.


Anspruch[de]
  1. 1. Ziehwalze für eine Ziehanlage zum Herstellen von Dünnglas, insbesondere von Displayglassubstraten, mit einem auf einer Welle aufgebrachten Walzenkörper, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Mantel des Walzenkörpers aus Gummi, Silikon, Kunststoff oder anderen Elastomeren besteht.
  2. 2. Ziehwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel des Walzenkörpers auf einem Metallkern fest aufgebracht ist.
  3. 3. Ziehwalze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallkern aus Stahl besteht.
  4. 4. Ziehwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel des Walzenkörpers bis zu einer Glastemperatur von 350°C eine Shore-Härte von 50 bis 70 Shore beibehält.
  5. 5. Ziehwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der auf den Metallkern aufgebrachte Mantel maschinell bearbeitbar und auf einen exakten Durchmesser mit einer Toleranz von ±0,025 mm bringbar ist.
  6. 6. Ziehwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Mantels einen hohen Reibwert besitzt, um mit relativ geringem Anpressdruck ein Glasband mit einer Dicke von 25 µm ohne Verletzung der Oberfläche ziehen zu können.
  7. 7. Ziehwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallkern lose oder drehfest auf der Welle aufgebracht ist.
  8. 8. Ziehwalze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der exakte Durchmesser des Mantels auch nach längerer kontinuierlicher Einsatzdauer von mindestens vier Wochen die Toleranz beibehält.
  9. 9. Ziehwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie sowohl in Down-Draw- als auch in Up-Draw-Anlagen einsetzbar ist.






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