(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２５０μｍ未満の厚さを有している薄板ガラス（１）を分断するための方法において、
前記薄板ガラス（１）を、送り方向（１０３）に沿った分断線（３）を形成する経路に沿って、レーザビーム（８）によって漸進的に加熱し、加熱されたガラスの、周囲のガラスに対する、そのようにして生じた温度差によって、機械的な応力をガラスに形成し、亀裂（７）を前記機械的な応力に従って前記分断線（３）に沿って進展させ、前記亀裂（７）によって前記薄板ガラス（１）を切断し、
前記レーザビーム（８）を、ビーム成形光学系（６）を用いて、前記レーザビーム（８）のビームプロフィール（８０）が長く延びる形状を有するように成形し、
前記レーザビーム（８）を、前記ビームプロフィール（８０）の長手方向（８１）が送り方向にあるように前記薄板ガラス（１）の表面に向け、
前記ビームプロフィールの前記長く延びる形状は、非対称的であり、薄板ガラス（１）が最初に通過する前端部（８２）における強度の上昇は、前記前端部（８２）とは反対側に位置する後端部（８３）における強度の低下よりも急峻となるように、前記ビームプロフィール（８０）の前記前端部（８２）における強度経過と、前記後端部（８３）における強度経過と、は異なっており、
前記ビームプロフィール（８０）を通過する際に、前記薄板ガラス（１）の照射側の面と、該照射側の面とは反対側の面と、の間の最大温度差を、５ｍｍ未満の区間内で形成する、
方法。
【請求項２】
２５０μｍ未満の厚さを有している薄板ガラス（１）を分断するための方法において、
前記薄板ガラス（１）を、送り方向（１０３）に沿った分断線（３）を形成する経路に沿って、レーザビーム（８）によって漸進的に加熱し、加熱されたガラスの、周囲のガラスに対する、そのようにして生じた温度差によって、機械的な応力をガラスに形成し、亀裂（７）を前記機械的な応力に従って前記分断線（３）に沿って進展させ、前記亀裂（７）によって前記薄板ガラス（１）を切断し、
前記レーザビーム（８）を、ビーム成形光学系（６）を用いて、前記レーザビーム（８）のビームプロフィール（８０）が長く延びる形状を有するように成形し、
前記レーザビーム（８）を、前記ビームプロフィール（８０）の長手方向（８１）が送り方向にあるように前記薄板ガラス（１）の表面に向け、
前記ビームプロフィールの前記長く延びる形状は、非対称的であり、薄板ガラス（１）が最初に通過する前端部（８２）における強度の上昇は、前記前端部（８２）とは反対側に位置する後端部（８３）における強度の低下よりも急峻となるように、前記ビームプロフィール（８０）の前記前端部（８２）における強度経過と、前記後端部（８３）における強度経過と、は異なっており、
前記ビームプロフィール（８０）を通過する際に、前記薄板ガラス（１）の照射側の面と、該照射側の面とは反対側の面と、の間に、少なくとも２０℃の温度差を形成する、方法。
【請求項３】
２５０μｍ未満の厚さを有している薄板ガラス（１）を分断するための方法において、
前記薄板ガラス（１）を、送り方向（１０３）に沿った分断線（３）を形成する経路に沿って、レーザビーム（８）によって漸進的に加熱し、加熱されたガラスの、周囲のガラスに対する、そのようにして生じた温度差によって、機械的な応力をガラスに形成し、亀裂（７）を前記機械的な応力に従って前記分断線（３）に沿って進展させ、前記亀裂（７）によって前記薄板ガラス（１）を切断し、
前記レーザビーム（８）を、ビーム成形光学系（６）を用いて、前記レーザビーム（８）のビームプロフィール（８０）が長く延びる形状を有するように成形し、
前記レーザビーム（８）を、前記ビームプロフィール（８０）の長手方向（８１）が送り方向にあるように前記薄板ガラス（１）の表面に向け、
前記ビームプロフィールの前記長く延びる形状は、非対称的であり、薄板ガラス（１）が最初に通過する前端部（８２）における強度の上昇は、前記前端部（８２）とは反対側に位置する後端部（８３）における強度の低下よりも急峻となるように、前記ビームプロフィール（８０）の前記前端部（８２）における強度経過と、前記後端部（８３）における強度経過と、は異なっており、
前記ビームプロフィール（８０）の前記前端部（８２）が凹状の切れ目（８５）を有するように、前記レーザビーム（８）を成形する、方法。
【請求項４】
前記加熱に続いて、前記薄板ガラス（１）を、冷却ビーム（５）を用いて冷却する、
請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
７０％から１００％までの相対湿度を有している湿りガスビームであるか、または液相を有している冷却ビームを用いて、特にエアロゾルビーム、液体ビーム、または連続して吐出される液滴から成る液滴ビームの形態の冷却ビームを用いて冷却を行う、
請求項４記載の方法。
【請求項６】
前進時に前記ガラスが最初に通過する、前記ビームプロフィール（８０）の前記前端部（８２）を、前記送り方向に対して横方向に延びるエッジ（８４）によって形成する、
請求項４または５記載の方法。
【請求項７】
非対称的な前記ビームプロフィールを、
−前記ビームプロフィール（８０）の前端部（８２）における、該ビームプロフィール（８０）の遮蔽によって、または
−回折光学素子を用いたビーム成形によって、または
−前記レーザビーム（８）の放射方向に対して傾斜されており、したがって前記放射方向に対して斜めに延びている光軸を有しているシリンドリカルレンズを用いて、
形成する、
請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記レーザビーム（８）は、前記薄板ガラス（１）を少なくとも３ｍ毎分の速度でなぞる、
請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記ビームプロフィールの前記後端部が、該後端部に向かって低下し続ける強度を有するように、前記レーザビーム（８）を成形する、
請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
２５０μｍ未満の厚さを有している薄板ガラス（１）を分断する装置（２）において、
−薄板ガラス（１）において吸収され、したがって前記薄板ガラス（１）を加熱するレーザビームを前記薄板ガラス（１）に照射するレーザ（９）と、
−前記レーザ（９）によって形成可能な前記レーザビーム（８）のビームプロフィールを成形するためのビーム成形光学系（６）と、
−前記薄板ガラス（１）を、前記レーザビーム（８）の入射個所に対して相対的に、予定されている分断線に沿って移動させて、前記分断線に沿って加熱されたガラスの、周囲のガラスに対する、そのようにして生じた温度差によって機械的な応力をガラスに形成し、亀裂（７）を前記機械的な応力に従って前記分断線（３）に沿って進展させ、前記亀裂（７）によって前記薄板ガラス（１）を切断する送り装置（２０）と、
を含んでおり、
前記ビーム成形光学系（６）は、前記レーザビーム（８）を、該レーザビーム（８）のビームプロフィール（８０）が長く延びる形状を有するように成形し、かつ前記レーザビーム（８）を、前記ビームプロフィール（８０）の長手方向（８１）が送り方向にあるように前記薄板ガラス（１）の表面に向けるように形成されており、
前記ビームプロフィールの前記長く延びる形状は、非対称的であり、前記薄板ガラス（１）が最初に通過する前端部（８２）における強度の上昇は、前記前端部（８２）とは反対側に位置する後端部（８３）における強度の低下よりも急峻となるように、前記ビームプロフィール（８０）の前記前端部（８２）における強度経過と、前記後端部（８３）における強度経過と、は異なっており、
前記ビーム成形光学系（６）は、凹状の切れ目（８５）を有する前端部（８２）を備えているビームプロフィール（８０）を成形するように形成されている
装置。
【請求項１１】
冷却ビーム（５）を形成するための冷却ビーム発生器（５１）が設けられており、前記冷却ビーム（５）は、前記分断線に沿って前記レーザビームに対してずらされて前記薄板ガラス（１）に入射し、その結果、前進時には、前記分断線（３）上の前記薄板ガラス（１）の点が、先ず前記レーザビームの入射個所を通過し、次に前記冷却ビーム（５）の入射個所を通過する、
請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記冷却ビーム発生器（５１）は、７０％から１００％までの相対湿度を有している湿りガスビームを、または液相を有している冷却ビームを形成するための装置を含んでいる、
請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記レーザ（９）は、ＣＯ2レーザである、
請求項１１または１２記載の装置。
【請求項１４】
前記ビーム成形光学系（６）は、
−前記ビームプロフィールの前端部を遮蔽する遮蔽部材、
−回折光学素子、
−前記レーザビームの放射方向に対して傾斜されているシリンドリカルレンズ、
のうちの少なくとも１つの構成要素を含んでいる、
請求項１１から１３までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、ガラスの分割に関する。特に、本発明は、レーザ誘起された応力亀裂分断によるガラスの分割に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスを分割するための一般的な方法は、スクライブによる割断である。この場合、機械的に、典型的にはスクライビングホイールを用いて、線状の損傷ゾーンがガラスに形成される。機械的な応力を加えることによって、ガラスをその損傷ゾーンに沿って容易に分割することができる。もっともこの分割の欠点は、そのようにして得られたガラス部材のガラスエッジが、事前に形成された損傷ゾーンの損傷を依然として有している可能性があるということである。まさにそれらのエッジは、引張応力によるガラスの機械的な酷使に関して特にクリティカルなので、スクライブによる割断でのガラスの分割は、特に曲げ負荷時に強度を顕著に低下させる可能性がある。
【０００３】
平板ガラス、特に１．２ｍｍ未満、とりわけ２００μｍ未満の厚さの薄板ガラスおよび超薄板ガラスは、今日では多方面において、長いシートの形態で製造されている。製造に起因して、例えばプリフォームからのガラスシートのリドローの際に、または溶融物の引き延ばしの際に、通常の場合、ガラスシートの縁には、厚くなった縁領域、いわゆるビードないし耳が形成される。ガラスシートの製造後に、特に薄板ガラスの場合にはロールへの巻き付けを容易にするために、または一般的にはさらなる処理を容易にするために、それらのビードが切り離されることは好適である。これによって、例えばより厚いビードに起因する機械的な応力の発生のような問題を回避することができる。機械的な応力によって、薄板ガラスの捻れまたは反り（いわゆる「撓み」）ももたらされる。
【０００４】
米国特許出願公開第２０１３／０１２６５７６号明細書（ＵＳ２０１３／０１２６５７６Ａ１）からは、薄いガラスシートのエッジを連続的に切り離すための装置と方法が公知である。この装置においては、スクライビング装置によって、ガラスに初期損傷が導入される。ガラスシートがその長手方向に沿って、湾曲した浮揚支持部の上方を通過して案内される間に、ガラスシートがレーザビームを用いて加熱され、また流体によって冷却され、その結果、ガラスシート内では熱応力が誘起される。これによって、ガラスシートは初期損傷から出発して、その長手方向に沿って割れる。
【０００５】
国際公開第２０１１／０２６０７４号（ＷＯ２０１１／０２６０７４Ａ１）には、溝をガラス基板に導入するための方法が記載されている。この方法においては、レーザビームが損傷個所に向けられ、ガラス表面にわたりさらに移動される。さらに流体ビームが直接的に、ガラス表面のレーザスポットに向けられ、その結果、レーザビームによって生じた温度がガラス基板の全厚にわたって平衡化される前に、ガラスが冷却される。これによって、熱応力がガラス基板の厚みの一部に制限され、また生じた溝はガラス基板の厚みの一部にのみ延在する。
【０００６】
米国特許第６，３２７，８７５号明細書（ＵＳ６，３２７，８７５Ｂ１）には、同様に、クラックがレーザビームによって導入されるが、ガラスは完全には分断されない方法が記載されている。ガラスの分断は、曲げ応力が加えられることによって行われる。細長い楕円状のビームプロフィールを有しているレーザビームを使用し、かつ少なくとも１つの端部においてビームの一部を遮断することが提案されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この方法を薄いガラスに、特に２５０μｍ未満の厚さを有しているガラスに適用することを試みた際に、冷却ビームが入射されるまで十分に大きい温度勾配を維持できないほど、ガラスが急速に（典型的には数ミリ秒内で）加熱されてしまうという問題が明らかになった。非常に薄いガラスを分断する際の問題は、プロセス安定性が部分的に十分でないことであり、また分断方法によって形成されたガラスエッジの強度も問題となる。後者は、それらのエッジ自体は極僅かな欠陥しか有していないか、またはそれどころか欠陥を有していないので、驚くべきことである。したがって、本発明が基礎とする課題は、プロセス安定性、したがってレーザ誘起式の応力亀裂分断でもって形成された非常に薄いガラスのガラスエッジの強度および規定された経過を改善することである。この課題は、独立請求項に記載されている対象によって解決される。
【０００８】
したがって、２５０μｍ未満の厚さを有している薄板ガラスを分断するための方法が予定されており、この方法においては、薄板ガラスが、送り方向に沿った分断線を形成する経路に沿って、レーザビームによって漸進的に加熱され、その結果、加熱されたガラスの、周囲のガラスに対する、そのようにして生じた温度差によって、機械的な応力がガラスに形成され、亀裂が機械的な応力に従って分断線に沿って進展し、かつ薄板ガラスを切断し、レーザビームが、ビーム成形光学系を用いて、そのビームプロフィールが長く延びる形状を有するように成形され、またレーザビームは、ビームプロフィールの長手方向が送り方向にあるように薄板ガラスの表面に向けられ、ビームプロフィールの長く延びる形状は非対称的であり、その結果、薄板ガラスが最初に通過する前端部における強度の上昇は、反対側に位置する後端部における強度の低下よりも急峻となるように、ビームプロフィールの端部における強度経過は異なっている。特に、前進時にガラスが最初に通過する前端部は、送り方向を横断する方向に延びるエッジを形成することができるので、強度はビームがそのエッジを通過する際に飛躍的に上昇する。
【０００９】
本発明の１つの発展形態によれば、加熱に続いて、薄板ガラスが冷却ビームを用いて冷却される。本発明によるビームプロフィールでもって、亀裂を進展させ、またそれによって冷却ビームを用いなくてもガラスを分断することができる。このことは特に、１００μｍ以下の厚さを有しているより薄いガラスにおいて達成される。しかしながらここでもまた、冷却ビームは、ガラスの収縮によってガラスエッジの接触を回避するために有利であると考えられる。そのような接触は、強度の低下をもたらす虞がある。
【００１０】
したがって本方法を実施するための相応の装置は、
−薄板ガラスにおいて吸収され、したがって薄板ガラスを加熱するレーザビームを薄板ガラスに照射するレーザと、
−レーザによって形成可能なレーザビームのビームプロフィールを成形するためのビーム成形光学系と、
−薄板ガラスを、レーザビームの入射個所に対して相対的に、予定されている分断線に沿って移動させて、そのようにして生じた温度差によって機械的な応力をガラスに形成し、亀裂を機械的な応力に従って分断線に沿って進展させ、かつ亀裂によって薄板ガラスを切断する送り装置と、
を含んでおり、ビーム成形光学系は、レーザビームを、そのビームプロフィールが長く延びる形状を有するように成形し、かつレーザビームを、その長手方向が送り方向にあるように薄板ガラスの表面に向けるように形成されており、ビームプロフィールの長く延びる形状は非対称的であり、その結果、薄板ガラスが最初に通過する前端部における強度の上昇は、反対側に位置する後端部における強度の低下よりも急峻となるように、ビームプロフィールの端部における強度経過は異なっている。
【００１１】
オプションとして、冷却ビームを形成するための冷却ビーム発生器が設けられており、この冷却ビームは、分断線に沿ってレーザビームに対してずらされて薄板ガラスに入射するので、前進時には、分断線上の薄板ガラスの点が、先ずレーザビームの入射個所を通過し、次に冷却ビームの入射個所を通過する。
【００１２】
冷却ビームの流量をガラスの厚さに応じて選定することが好適であると分かった。特に、冷却ビームの流量を、より薄いガラスではより多く選定すると好適である。すなわち、プロセス中にガラスがより厚いものからより薄いものに変わると、冷却ビームの流量が増大され、またそれとは逆に、より薄いものからより厚いものに変わると、冷却ビームの流量が低減される。特に、流量をガラス厚さに比例させて調整することもできる。つまり、５０μｍのガラス厚さでは、１００μｍの厚さのガラスに特に適している流量の約２倍の多さの流量が好適であると分かった。一般的には、非常に少ない流量でも十分であり、１００μｍのガラス厚さでの最適な冷却ビームの流量は既にほぼ０である。しかしながら、冷却ビームの流量がある程度あることは、常に好適である。冷却ビームを全く用いない場合には、切断プロセスが不安定になる可能性があるか、または切断プロセスの開始が円滑に行かなくなる可能性があり、それによって亀裂がもはや進展しなくなってプロセスが中断する可能性もある。その一方で、流量が過度に多いと、熱的または機械的に惹起される波がガラスに形成される虞がある。
【００１３】
非対称的なビームプロフィールを、特に前端部にエッジも備えている非対称的なビームプロフィールを形成するために、ビームプロフィールの前端部を、適切な遮蔽部材を用いて簡単に遮蔽することができる。もっとも、そのような遮蔽によって、何よりもビームエネルギの一部が失われることになる。
【００１４】
別の可能性は、回折光学素子を用いたビーム成形によるエッジの形成である。適切な回折光学素子によって、全てのビームエネルギを利用することができる。
【００１５】
さらに別の可能性は、上述の遮蔽の発展形態であり、この発展形態においては、遮蔽が反射光学素子を用いて行われ、この場合、反射された部分ビームが薄板ガラス１へと偏向され、反射された部分ビームと、反射光学素子の前を通過した部分ビームとから成る放射プロフィールが形成される。
【００１６】
最後に、そのような非対称的なビームプロフィールを、ビーム方向に対して傾斜されている、ビーム成形装置の構成要素としてのシリンドリカルレンズを用いて形成することも可能である。この場合、シリンドリカルレンズの光軸は、レーザビームの放射方向に平行には延びておらず、ビーム方向に対して斜めに延びており、とりわけ２５°から７５°までの範囲の角度で斜めに延びている。
【００１７】
上記のようなビームプロフィールを用いて、２５０μｍ未満、それどころか１００μｍ未満の厚さを有している非常に薄いガラスを確実に、かつエッジが側方に逸れることなく切断できることが分かった。さらに、そのようにして形成されたエッジは、驚くべきことに、両端部において弱くなっていく通常のビームプロフィールを用いて形成されたエッジよりも高い強度を有していることも分かった。この場合、より高い強度は、破損時の曲げ応力のより高い平均値に関しても、また特により高いワイブル係数に関しても証明された。ワイブル係数が高い場合、曲げ応力が過度に高くなければ、破損を回避することができるか、または少なくとも極稀にしか生じない。これによって、本発明による方法でもって切断されたガラス部材を応力に晒し続けることもでき、またそれにもかかわらず、このガラス部材の長い寿命を達成することもできる。したがって、本発明によれば、最大で２５０μｍの厚さを有しており、かつレーザを用いる応力亀裂分断を用いて切断された少なくとも１つのエッジを有している、本発明による方法または本発明による装置により製造可能な薄板ガラス部材が設けられ、この薄板ガラス部材は、曲げ負荷下でエッジが始点となる破損に対して、少なくともｍ＝４．５、とりわけ少なくともｍ＝５、特に好適には少なくともｍ＝６のワイブル係数を有するワイブル分布を示す。
【００１８】
薄板ガラス部材の破損時の曲げ応力の平均値は、上記のように、一般的にやはりより高いものである。つまり本発明の１つの発展形態によれば、薄板ガラス部材は、曲げ負荷が掛けられたときの破損に関して、サンプルの破損時では曲げ応力の平均値が２００ＭＰａを上回ったワイブル分布を示す。ワイブル係数および平均値に関する上記の値は、プレストレスが掛けられていないガラスについて該当する。このプレストレスが掛けられていないガラス部材は、ワイブル係数が高いことから破損が極稀にしか生じないので、湾曲された形で長期間安定して使用することができる、かつ／または保管することができる。上述のワイブル係数および曲げ応力の平均値を、特に、３０μｍから１５０μｍまでの範囲の厚さを有しているガラスにおいて達成することができる。
【００１９】
さらに、薄板ガラス部材のエッジ強度は送り速度にも依存することが分かった。高速な送り速度は、高いエッジ強度にとってより好適である。もっとも速度は、ガラスを十分に加熱するに足るものでなければならない。好適には、レーザビームは、薄板ガラスを少なくとも３ｍ毎分の速度で、とりわけ３ｍ毎分から２０ｍ毎分までの範囲の速度でなぞる。
【００２０】
曲げ応力に晒され続けるガラス部材の実施の形態は、ロールに巻き付けられた薄板ガラスシートである。つまり薄板ガラスシートを、本発明の方法による製造後および縁のビードの切り離し後にロールに巻き付けて、それによってスペースを節約しながらさらなる加工まで保管することができる。この場合、薄板ガラスシートは、とりわけ少なくとも１０ｍの、特に好適には少なくとも１００ｍの長さを有している。
【００２１】
以下では、添付の複数の図面に基づいて、本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による方法を実施するための装置を示す。
【図２】本発明による非対称的なビームプロフィールを示す。
【図３】比較のために、対称的なビームプロフィールを示す。
【図４】ビーム成形光学系に関する実施の形態を示す。
【図５】ビーム成形光学系に関する実施の形態を示す。
【図６】ビーム成形光学系に関する実施の形態を示す。
【図７】ビーム成形光学系に関する実施の形態を示す。
【図８】対称的な楕円形のビームプロフィールを有するレーザビームがガラスをなぞる際の、ガラスの上面および下面における、時間の関数としての温度のグラフを示す。
【図９】対称的な楕円形のビームプロフィールを有するレーザビームがガラスをなぞる際の、ガラスの上面および下面における、時間の関数としての温度のグラフを示す。
【図１０】対称的な楕円形のビームプロフィールを有するレーザビームがガラスをなぞる際の、ガラスの上面および下面における、時間の関数としての温度のグラフを示す。
【図１１】対称的なビームプロフィールにおける、分断線に沿った温度差の局所的な経過のグラフを示す。
【図１２】非対称的なビームプロフィールにおける、分断線に沿った局所的な経過のグラフを示す。
【図１３】分断線における対称的なビームプロフィールの温度経過を示す。
【図１４】分断線における本発明による非対称的なビームプロフィールの温度経過を示す。
【図１５】本発明による方法でもって、レーザを用いる応力亀裂分断によって形成された薄板ガラス部材の顕微鏡写真を示す。
【図１６】比較のために、レーザフィラメンテーションによって切断された薄板ガラス部材の顕微鏡写真を示す。
【図１７】薄板ガラスサンプルの破損耐性についてのワイブルグラフを示す。
【図１８】薄板ガラスサンプルの破損耐性についてのワイブルグラフを示す。
【図１９】本発明により加工された薄板ガラスの適用例としての薄板ガラスロールを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１には、薄板ガラス１を応力亀裂分断するための本発明による装置２の一例が示されている。図示の例においては、装置２が、本発明の１つの好適な用途に従い、薄板ガラスシートの形態の薄板ガラス１のビード１１０、１１１を切り離すように構成されている。
【００２４】
この装置２を用いて実行可能である、ガラスを分断するための、ここでは特に薄板ガラスシートのビード１１０、１１１を切り離すための、本発明による方法は、以下のことを基礎としている。すなわち、最大で２５０μｍの厚さを有している薄板ガラスシート１が、送り方向１０３に沿って、搬送ユニット２０を用いて浮揚支持部２１の上を通過するように案内され、レーザ９が設けられており、このレーザ９は、浮揚支持部２１の領域においてレーザビーム８を薄板ガラスシートに向け、このレーザビームが薄板ガラス１を局所的に加熱し、その間に、薄板ガラスシートが長手方向１０３において前方に向かって移動される。特に好適には、ＣＯ2レーザが使用されるか、またはＣＯ2レーザと同様に表面に近い層において完全にまたは少なくともほぼ完全に吸収される波長領域にあるレーザビームが使用される。このようにして、２５０μｍ未満の厚さを有している薄いガラスも効果的に加熱することができる。
【００２５】
送り方向１０３は、好適には、薄板ガラスシートの長手方向に延びている。冷却ビーム発生器５１を用いて、冷却ビーム５が、加熱された経路に吹き付けられ、その結果、加熱された領域が再び冷却され、かつ機械的な応力が形成され、この機械的な応力は、ガラスシート１を長手方向１０３において、加熱された経路に沿って切断する応力亀裂７を進展させ、またそれによってビード１１０、１１１を、予定されている分断線３に沿って切り離す。
【００２６】
すなわち、薄板ガラス１は、送り方向１０３に沿った分断線３を形成する経路に沿って、レーザビーム８によって漸進的に加熱され、続けて冷却ビーム５を用いて冷却され、その結果、そのようにして生じた温度差によって、機械的な応力がガラスに形成され、亀裂７が機械的な応力に従って分断線３に沿って進展し、かつ薄板ガラス１を切断する。
【００２７】
冷却ビーム５については、ガスビーム、特に空気ビームを使用することができる。もっとも、冷却ビームとしてエアロゾルビームまたは湿りビームが特に好まれる。エアロゾルの液相によって、より高い冷却能力が実現され、したがって応力勾配も高められる。湿り空気も、切断プロセスを安定化させるために好適であることが分かった。このことは、最初は空気中に液相が存在しない場合、つまり空気が少なくともガス流出の前にはエアロゾルとしては存在しない場合であってもよい。冷却ビームに使用されるガス（とりわけガスとしての空気）の、７０％から１００％までの、有利には８０％よりも高い、特に有利には９０％よりも高い相対湿度が好適である。場合によっては、ガス流出時のガスの断熱緩和によって、冷却および凝縮が達成され、したがってエアロゾルの形成が達成される。別の１つの実施の形態によれば、連続的に吐出される液滴による液滴ビームまたは液体ビームも冷却のために使用することができる。液滴ビームは、１つの発展形態によれば、インクジェットプリントヘッドを用いて簡単に形成することができる。液滴ビームも液体ビームも、高い冷却能力を非常に限定的な面積において達成することができるという利点を提供する。つまり一般的には、本発明の発展形態においては、液体ビームの形態のエアロゾル液滴であれ、連続して吐出される液滴を用いる液滴ビームであれ、７０％から１００％までの、とりわけ８０％よりも高い、特に好適には９０％よりも高い相対湿度を有している湿りガスビームであるか、または液相を有している冷却ビームが使用される。したがってこの装置においては、冷却ビーム発生器５１が、７０％から１００％までの相対湿度を有している湿りガスビームを、または液相を有している冷却ビームを形成するための装置を含んでいる。
【００２８】
１つの実施例によれば、１００μｍのガラス厚さを有している薄板ガラスを分断するために、０．０５リットル毎時の流量を有する冷却ビームが使用される。５０μｍの厚さのガラスの場合、０．４リットル毎時の冷却空気流量が好適であると分かった。
【００２９】
冷却ビームの流量、すなわち冷却流体の体積流量は、特に０．００１ｌ／ｈ（リットル毎時）から１．０ｌ／ｈまでの間であってよい。
【００３０】
この実施例に限定されることなく、７５μｍから４００μｍまでの間のガラス厚さ、例えば１００μｍ（特に１００μｍ±１０μｍ）のガラス厚さに関して、一般的に、０．００１ｌ／ｈから０．３ｌ／ｈまでの間の、とりわけ０．０５ｌ／ｈ（特に±０．０１ｌ／ｈ）の体積流量が非常に好適である。５μｍから７５μｍまでの間のガラス厚さ、例えば５０μｍ（特に１００μｍ±１０μｍ）のガラス厚さに関して、０．０６ｌ／ｈから１．０ｌ／ｈまでの間の、とりわけ０．４ｌ／ｈ（特に±０．１ｌ／ｈ）の体積流量が非常に好適である。
【００３１】
浮揚支持部２１の上において薄板ガラス１を分断する実施の形態は、もちろん、図示した特別な例に限定されるものではない。一般的に、図示した例に限定されることなく、むしろ１つの実施の形態によれば、薄板ガラス１が、浮揚支持部によって形成されるガスクッションに載置されるか、そのガスクッションの上方を通過するように案内され、その際、レーザビーム８の入射個所および冷却ビーム５の入射領域は、ガスクッションによって支持されている、薄板ガラス１の領域内に位置している。薄板ガラスを本発明によって分割するために、浮揚式に保持することは有利であるが、もっともこれは必ずしも必要ではない。つまり、浮揚支持部２１の代わりに、他の適切な載置部も使用することができる。
【００３２】
分断方法の開始時に亀裂の発生を支援するために、本発明の１つの発展形態においては、レーザビームの入射前に、スクライビング装置８９を用いて、薄板ガラスシートの始端部に、レーザビーム８によって加熱される領域を通るように延びる損傷ないし初期欠陥が導入され、それによって応力亀裂が惹起される。
【００３３】
応力亀裂の惹起後の亀裂進展中に、とりわけスクライビング装置が、薄板ガラスシート１の表面から離され、それによって損傷の形成が終了される。したがって、相応の装置２は、とりわけ応力亀裂の惹起後の亀裂進展中に、スクライビング装置を薄板ガラスシート１の表面から離すための装置を有している。つまり、米国特許出願公開第２０１３／０１２６５７６号明細書（ＵＳ２０１３／０１２６５７６Ａ１）において予定されているものとは異なり、スクライビングはとりわけ最初にしか行われない。亀裂は惹起後に、レーザビーム８による加熱と、それに続く冷却流体による冷却と、によってもたらされる温度勾配だけによっても進展することが分かった。
【００３４】
スクライビング装置８９として、好適にはスクライビングホイール、特に好適には構造化されたスクライビング面を備えた小ホイールが使用される。ここで図１には、表層的な亀裂の形態の初期損傷が導入された後の薄板ガラスシートが示されている。したがって、ここではスクライビング小ホイールが上昇されており、ガラス表面にはもはや接触していない。
【００３５】
浮揚支持部２１には、圧力源を用いて、例えばポンプ３３を用いて、圧縮された流体、とりわけ空気が供給される。圧縮された流体は、薄板ガラスシート１に対向する表面における開口部を介して流出するので、薄板ガラス１と浮揚支持部２１の表面との間にガスクッションが形成され、このガスクッションに薄板ガラス１が担持および載置される。ポンプ３３の代わりに、例えば圧縮された流体を含んでいるリザーバも考えられる。さらに、リザーバおよび／またはポンプ３３および浮揚支持部２１の絞り弁を介在させて、均一な出力圧力を提供することもできる。すなわち、薄板ガラス１は、切断プロセスの環境において、ガス浮揚によって浮揚した状態で搬送されるので、その結果、周囲空気が熱絶縁体として機能する。
【００３６】
搬送装置２０は、１つの実施の形態によれば、図１にも示されているように、１つまたは複数のコンベヤベルト５４、５５を含んでいる。図１の例においては、２つのコンベヤベルトが設けられており、コンベヤベルト５４は、搬送方向において浮揚支持部２１の手前に配置されており、またコンベヤベルト５５は、搬送方向において浮揚支持部２１の奥に配置されている。特に好適には、搬送方向において浮揚支持部２１の手前に配置されているコンベヤベルト（つまり図１の例においてはコンベヤベルト５４）が、負圧吸引部５３を有しており、これによって薄板ガラスシートがコンベヤベルトに吸着されて固定される。これによって、引張力が、場合によっては、先行するプロセスステップ、例えば溶融物またはプリフォームからの引き延ばし、またはロールからの薄板ガラスシートの繰り出しに作用することなく、十分に高い引張力を加えることができる。
【００３７】
とりわけ、薄板ガラス１は高速にレーザビーム８を通過するので、各レーザビーム８は、薄板ガラス１を少なくとも３ｍ毎分の速度で、とりわけ３ｍ毎分から２０ｍ毎分までの範囲の速度でなぞる。
【００３８】
本発明によれば、各レーザビーム８に対してビーム成形光学系６が設けられており、このビーム成形光学系６を用いて、ビームプロフィールがビーム成形後に長く延びる形状を有し、かつその長手方向が送り方向１０３にあるように、ビームプロフィールは変形される。部分図２（ａ）には、そのようなビームプロフィール８０が、ガラスの送り方向１０３と共に示されている。ビームプロフィールの長く延びる形状は非対称的であり、この場合、ビームプロフィールの端部８２、８３は異なる形状であり、前進時にガラスが最初に通過する前端部８２は、送り方向１０３に対して横方向に延びるエッジ８４によって形成される。さらに、ビームプロフィール８０の後端部８３は、その端部に向かって低下し続ける強度を有している。したがって、ビームプロフィールは、後端部８３に向かって延びる形状も有している。例えば、ビームプロフィール８０を、端部８３に向かって楕円状にまたは先細るように延ばすことができる。
【００３９】
図３には、比較のために、応力亀裂分断の際に従来技術において一般的に使用されているような対称的なビームプロフィールを示す。この例のビームプロフィール８０は、楕円形の形状を有している。レーザビームの一部が遮断または遮蔽されることによって、図２に示したような本発明によるビームプロフィール８０を、従来のビームプロフィールから簡単に成形することができる。したがって、ビームプロフィール８０の遮蔽によって、そのビームプロフィール８０の前端部にはエッジが形成される。
【００４０】
薄板ガラス１が図２に示したようなビームプロフィール８０を有しているレーザビーム８を通過すると、加熱フェーズの開始時に、エッジに起因して、レーザ強度の、したがって加熱出力の飛躍的な上昇が生じる。ガラスの表面において既に可能な限り完全に吸収されるレーザビームを照射するレーザが好適である。これに関しては、特にＣＯ2レーザが適している。そのような表面近傍での吸収によって、本発明によるビームプロフィールでは、薄板ガラス１の照射側の面と、それとは反対側の面と、の間に温度差を生じさせることもできる。
【００４１】
図２（ａ）に示した実施例において、エッジ８４は直線的である。本発明の１つの発展形態によれば、このエッジを凹状に延在させて、分断線から延びるエッジ８４の２つの部分を相互に対向させることもできる。そのようなビームプロフィールを図２（ｂ）に示す。ここではエッジ８４が、相互に傾斜している２つの辺８４１、８４２を有している。図示した特別な実施例に限定されることなく、エッジ８４は、ビームプロフィールにおける凹状の切れ目として形成されているか、もしくは前端部８２が凸状の切れ目８５を有している。エッジ８４の、ないしビームプロフィールの前端部のこの経過は、進展する亀裂が逸れることを回避するために有利であると考えられる。切れ目８５によって、分断線に沿って予定されている経過に合わせて、亀裂進展がセンタリングされる。
【００４２】
図４から図７に基づいて、図２（ａ）および図２（ｂ）に示した実施例にも即する非対称的なビームプロフィール８０を形成するために使用することができるような、ビーム成形光学系６に関する実施の形態を説明する。図４に示す第１の実施の形態によれば、ビーム成形光学系は、遮蔽部材６０を含んでおり、この遮蔽部材６０を用いて、長く延びるビームプロフィール８０の一部が遮蔽され、その結果、薄板ガラス１上のビームプロフィールにはエッジ８４が生じる。遮蔽前に、レーザビーム８の長いビームプロフィールを、シリンドリカルレンズ６１を用いて形成することができる。
【００４３】
図５には、図４に示した例の１つのヴァリエーションが示されている。このヴァリエーションは、遮蔽部材６０が反射性に形成されていることを基礎としている。このようにして、遮蔽された部分ビームを反射によって薄板ガラス１に向けることができ、その結果、反射された部分ビームが、薄板ガラス１におけるビームプロフィール８０の強度分布に寄与するか、もしくは薄板ガラス１におけるビームプロフィール８０が、遮蔽されなかった部分ビームと、遮蔽されて反射された部分ビームと、から形成される。
【００４４】
図６の実施の形態においては、非対称的なビームプロフィール８０に成形するために、シリンドリカルレンズ６１および遮蔽部材６０の代わりに、回折光学素子６２が使用される。回折光学素子は、透過素子として示されている。しかしながらもちろんこの素子も、反射によるビーム成形のために形成することができる。
【００４５】
図７には、非対称的なビームプロフィール８０が、レーザビーム８の放射方向に対して傾斜されている光軸６１０を有しているシリンドリカルレンズ６１を用いて形成される実施の形態が示されている。この実施の形態では、シリンドリカルレンズ６１の傾斜した姿勢に基づく火面によって、ビームプロフィール８０の非対称性が生じる。
【００４６】
ビームプロフィールを本発明に従い非対称的に形成することによって、例えば楕円形のような対称的なプロフィールに比べて大きい温度差をもたらせることが分かった。このことは、特に、照射側の面と、それとは反対側の面と、の間で急速な熱平衡が行われる薄いガラスに該当する。
【００４７】
図８から図１０には、説明のために、対称的な楕円形のビームプロフィールを有する、すなわち例えば図３に示したビームプロフィールを有するレーザビームがガラスをなぞる際の、種々の厚さのガラスの上面および下面における、時間の関数としての温度のグラフを示す。
【００４８】
図８には、１ｍｍの厚さのガラスに関する複数の温度経過が示されている。温度経過（ｉ）は、照射側の面における経過であり、温度経過（ｉｉ）は、ガラスの中心部における経過であり、また温度経過（ｉｉｉ）は、照射側とは反対側の面における経過である。見て取れるように、照射側の面と、それとは反対側の面と、の間に著しい温度差が生じている。機械的な応力の差も相応に高く、その結果、亀裂進展がより確実に強制され、またガラスを容易に切断することができる。
【００４９】
図９には、より薄い、すなわち僅か２００μｍの厚さのガラスに関する相応のグラフが示されている。図示のスケールでは、照射側の面と、それとは反対側の面と、の間の温度差を、事実上見て取ることはできない。つまり曲線は重なっている。図１０に示されているように、温度最大値付近の区間を拡大すれば、極僅かな温度差を見て取ることができる。しかしながらこれらの温度差は、数百度から数度にまで低下している。薄板ガラスの照射側の面と、それとは反対側の面と、の間の機械的な応力の差も相応に小さくなっている。
【００５０】
ここで、本発明によるビームプロフィールを用いることによって、図１１および図１２の例に示されているように、著しく大きくなった温度差を達成することができる。図１１には、対称的なビームプロフィールにおける、分断線に沿った温度差の局所的な経過のグラフが示されており、また図１２には、本発明による非対称的なビームプロフィールにおける、相応の経過が示されている。非対称的なビームプロフィールとして、図１１の経過も基礎としている、同じ楕円形のビームプロフィールを採用したが、このビームプロフィールでは、中心軸から遮蔽が行われている。したがって、非対称的なビームプロフィールは、対称的なビームプロフィールの全体の強度の半分の強度しか提供しない。それにもかかわらず、薄板ガラスの照射側の面と、それとは反対側の面と、の間の最大温度差は３５℃を超えており、それに対して図１１に示した温度差は１５℃を下回っていることから、図１２に示した最大温度差は、対称的なビームプロフィールにおける最大温度差の２倍を超える大きさになっている。
【００５１】
一般的に、図示した実施例に限定されることなく、本発明による非対称的なビームプロフィール８０を通過する際に、薄板ガラス１の照射側の面と、それとは反対側の面と、の間に、図１２の例も示しているような、少なくとも１つの２０℃の温度差が形成される。
【００５２】
ここでは、温度差自体が大きくなるだけでなく、温度差の勾配も大きくなる。一般的に、これらの実施例に限定されることなく、本発明の１つの発展形態によれば、ビームプロフィール８０を通過する際に、薄板ガラス１の照射側の面と、それとは反対側の面と、の間の最大温度差は、５ｍｍ未満の区間内で形成される。図示の例では、この区間はさらに小さくなっており、１ｍｍの範囲にある。それに対して、対称的なビームプロフィールが用いられる図１１の比較例によれば、温度差は、遙かに長い約１０ｍｍの区間にわたり生じている。
【００５３】
部分的な遮蔽によって形成されたビームプロフィールにおいて全体の強度が低減されていることは、最大温度が低くなっていることにも現れている。これに関して図１３には、分断線における対称的なビームプロフィールの温度経過が示されている。また図１４には、分断線における本発明による非対称的なビームプロフィールの温度経過が示されており、楕円形のプロフィールは、ここでもまた半分に遮蔽されている。対称的なビームプロフィールを用いて約６００℃のピーク温度が達成されるのに対し、非対称的なプロフィールにおけるピーク温度は、３５０℃を僅かに下回る程度の温度でしかない。それにもかかわらず、本発明に従い成形されたレーザビームを用いて達成されるような、より高い温度差によって、プロセス安定性が改善される。
【００５４】
図１５には、本発明による方法でもって、レーザを用いる応力亀裂分断によって切断された薄板ガラス部材１００の顕微鏡写真が示されている。比較のために、図１６には、レーザフィラメンテーションによって切断された薄板ガラス部材１００を、対向する側面１０２、１０３と共に顕微鏡写真で示した。これらの薄板ガラスは、いずれも５０μｍの厚さを有している。この写真は、各分断方法によって形成されたエッジ１０１の正面から撮影された。
【００５５】
図１５および図１６の比較に基づいて、レーザを用いる応力亀裂分断によって形成されたエッジ１０１を、別の方法によって切断されたエッジと明確に区別できることは明らかである。本発明により形成されたエッジ１０１は、レーザフィラメンテーションによって事前にスクライビングされたエッジよりも遙かに平滑である。従来のスクライブによる割断によって形成されたエッジにおいても、エッジ１０１から、スクライビングされた側面１０２ないし１０３への移行部において損傷が生じる。
【００５６】
ただし驚くべきことは、一般的にレーザを用いる応力亀裂分断によって形成されたエッジは、そのエッジが一見すると完全に平坦で欠陥がないように見えるにもかかわらず、必ずしも安定したものではない。一般的に、エッジは破損安定性にとって特に重要である。何故ならば、エッジが始点となる破損が発生する確率は、側面において破損が発生する確率よりも遙かに高いからである。さらに安定性にとって、また特に曲げ負荷に晒され続ける場合には寿命にとって、平均破損耐性だけが重要なのではなく、破損特性を表すワイブル分布の形状パラメータも重要である。形状パラメータが小さい場合には、ガラスが高い平均破損耐性を有している場合であっても、比較的小さい応力が加えられただけで破損が生じる確率はある程度残ると考えられる。
【００５７】
非対称的なビームプロフィールによって達成される、より高いプロセス安定性でもって、特に形状パラメータに関して、強度も高められることが分かった。したがって特に、本発明によれば、最大で２５０μｍの厚さ、とりわけ３０μｍから１５０μｍまでの範囲の厚さを有しており、かつレーザを用いる応力亀裂分断を用いて切断された少なくとも１つのエッジ１０１を有している、本発明による方法または本発明による装置により製造可能な薄板ガラス部材１００が設けられ、この薄板ガラス部材１００は、曲げ負荷下でエッジが始点となる破損に対して、少なくともｍ＝４．５、とりわけ少なくともｍ＝５のワイブル係数を有するワイブル分布を示す。
【００５８】
図１７および図１８は、これに関して、２つのワイブルグラフを、すなわち薄板ガラスサンプルの曲げ応力の関数としての破損確率の両対数グラフを示す。図１７は、レーザビームの対称的な楕円形のビームプロフィール（つまり例えば図３に示したようなビームプロフィール）でもって切断されたサンプルの測定値のワイブルグラフを示す。図１８は、本発明により分断された薄板ガラスの測定値を示す。さらに、平均破壊応力に応じたワイブル分布の尺度パラメータならびに形状パラメータｍがそれぞれ示されている。形状パラメータは、ワイブルグラフにおける測定値の勾配に相当する。
【００５９】
平均破壊応力は、対称的なビームプロフィールによって形成されたエッジでは１７５ＭＰａである。これに対して、本発明によって形成されたエッジに関する平均破壊応力は２２２ＭＰａであり、約２７％高くなっており、したがって顕著に高くなっている。さらに形状パラメータの上昇も顕著になっている。この形状パラメータの値は、３．７から６．９５まで上昇している。これは、約８８％の上昇に相当する。エッジの強度は、送り速度のような別のパラメータによっても影響を受ける。しかしながら、少なくともｍ＝４．５のワイブル係数の値は、通常の場合、本発明による方法でもって達成される。
【００６０】
また一般的には、曲げ負荷が掛けられたときの破損に関して、図１８に示した例のように、サンプルの破損時では曲げ応力の平均値が２００ＭＰを上回ったワイブル分布が達成される。
【００６１】
これらのパラメータによって、薄板ガラス部材１００を、別のやり方で形成されたガラスエッジを有している部材でもって実現できる機械的な応力よりも高い機械的な応力に長期にわたり安定して晒すことができる。高いエッジ強度によって、そのような曲げ負荷に晒されている薄板ガラス部材に関して長い寿命が達成される。
【００６２】
図１９に１つの適用例が示されている。ここでは、薄板ガラス部材１００が、ロールに巻き付けられた薄板ガラスシートである。図１に示されているように加熱成形プロセスからビードを切り離すことによって形成された、本発明によって切断されて巻き付けられたエッジ１０１は、ロールの端面を形成している。ロールの個々の層を相互に保護するために、シート材料１１も一緒に巻き込むことができる。
【００６３】
この形状では、薄板ガラスシートを、スペースを節約しながらさらなる加工まで保管することができる。いずれにせよ、薄板ガラスシートにおいては、少なくとも１０ｍ、とりわけ少なくとも１００ｍの寸法が想定される。薄板ガラスシートに加えられる曲げ応力は、特にロールの内径１３によって決定される。高いエッジ安定性によって、薄板ガラスシートを、より小さい内径１３を有するように巻き付けることができ、それにもかかわらず長期にわたり安定して保管することができる。
【００６４】
本発明による方法でもって生じる温度差による分断時に生じる機械的な応力σについては、次式が当てはまる：
【数１】
0006726206.tif 000002
ここで、αは熱膨張率を表しており、Ｅは弾性率を表しており、またμはガラスのポワソン数を表している。
【００６５】
下記の表には、本発明に良く適している幾つかのガラスの特性値が列記されている。パラメータＴｇは、転位温度を表している。
【００６６】
【表１】
0006726206.tif 000003
本発明に適したガラスのグループは、アルカリを含有しないホウケイ酸塩ガラスである。ここでは、以下の重量パーセントの組成が好適である：
成分      重量パーセント
ＳｉＯ2   ５８〜６５
Ａｌ2Ｏ3  １４〜２５
Ｂ2Ｏ3    ６〜１０．５
ＭｇＯ    ０〜３
ＣａＯ    ０〜９
ＢａＯ    ３〜８
ＺｎＯ    ０〜２
これらのガラスは、米国特許出願公開第２００２／００３２１１７号明細書（ＵＳ２００２／００３２１１７Ａ１）にも記載されており、この刊行物のガラス組成およびガラス特性に関する開示内容は、全範囲にわたり本願明細書の対象となる。このクラスのガラスは、上記の表に既に挙げたガラスＡＦ３２である。
【００６７】
好適なガラスタイプの上記のさらに別のクラスは、以下の成分を以下の重量パーセントで有しているホウケイ酸塩ガラスである：
成分      重量パーセント
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
このクラスのガラスは、上記の表に既に挙げたＳｃｈｏｔｔ社のガラスＤ２６３である。より正確な組成を有しているガラスは、米国特許出願公開第２０１３／２０７０５８号明細書（ＵＳ２０１３／２０７０５８Ａ１）にも記載されており、この刊行物のガラス組成およびガラス特性に関する開示内容は、全範囲にわたり本願明細書の対象となる。
【００６８】
上記において説明したように、薄板ガラス部材が持続的な曲げ負荷、またはより一般的に表面の引張負荷に晒される場合であっても、本発明に従い切断された薄板ガラス部材１００の長い寿命を達成することができる。長い寿命における低い破損率を保証するために、本発明の発展形態において、特に曲げ負荷に起因して、以下の項よりも小さい引張応力に晒される薄板ガラス部材１００が予定される：
【数２】
0006726206.tif 000004
ただし、σ￣aおよびσ￣eは、曲げ応力下でガラス部材のサンプルに破損が生じた際の引張応力の平均値であり、Ｌrefは、エッジ長であり、Ａrefは、サンプルの面積を表している。ここで、σ￣aは、サンプルの平面部分において破損が生じた際の引張応力の平均値であり、σ￣eは、サンプルの、本発明による方法を用いて形成されたエッジが始点となる破損が生じた際の引張応力の平均値である。また、ΔeおよびΔaは、平均値σ￣eないしσ￣aの標準偏差を表しており、Ａappは、薄板ガラス部材の面積を表しており、Ｌappは、ガラス部材の対向するエッジの合算されたエッジ長であり、Φは、少なくとも半年の期間における所定の最大破損率である。
【００６９】
所定の最大破損率Φは、有利には０．１以下（すなわち最大で１０％）であり、特に有利には０．０５未満（５％未満）である。
【００７０】
すなわち本発明の発展形態でもって、上述の項（１）よりも小さい引張応力σappに晒されている薄板ガラス部材１００が提供される。引張応力は、例えば巻き取りによって、または湾曲が強制された状態での支持体への固定によって惹起される可能性がある。
【００７１】
より長い期間における、例えば１０年までの期間における薄板ガラス部材の低い破損確率を達成するために、ガラス部材が、
【数３】
0006726206.tif 000005
よりも小さい引張応力σappに晒されることは好適である。
【００７２】
係数１．１５／０．９３＝１．２３６だけの、最大引張応力の比較的僅かな低減だけで既に、引張応力が加えられるガラス商品の寿命を顕著に延ばすことができる。
【００７３】
本発明によって、薄板ガラスシートをロールに巻き付けることができ、ロールは内径に関して、所定の期間を、例えば平均保管期間または最大保管期間を高い確率で損傷なく耐えるように寸法設計されている。このことは、一般的に、製造されたガラス部材が引張応力に晒される、薄板ガラスの加工の別の形態についても当てはまる。ロールの実施の形態においても同様に、最も頻繁には使用時に生じるか、または加工されたガラス商品において生じる引張応力は、薄板ガラスの湾曲によって惹起される。この場合、最小曲げ半径Ｒは、引張応力σappと以下の関係にある：
【数４】
0006726206.tif 000006
【００７４】
この関係において、Ｅは、弾性率を表しており、ｔは、薄板ガラスの厚さを表しており、またνは、ガラスのポワソン数を表している。好適なガラス厚さは、上記に既に記載した。
【００７５】
項（１）に従い算出された最大引張応力σappの条件を満たす曲げ半径に関しては、式（３）との組合せによって、曲げ半径と引張応力との間の以下の関係が得られる：
【数５】
0006726206.tif 000007
【００７６】
相応に、式（３）と項（２）との組合せから、より長い期間での低い破損確率が得られる曲げ半径に関して、以下の関係が得られる：
【数６】
0006726206.tif 000008
【００７７】
図１９に示したような、ロールに巻き付けられた薄板ガラスシートの形態の薄板ガラス部材１００に関して、式（３）に従い最大引張応力σappが得られる薄板ガラスシートの最小曲げ半径Ｒは、ロールの内側面１７に存在している。しかしながら、ロールをハンドリングできるようにするために、また小さく維持できるようにするために、内径１３の内側面に生じる最大引張応力が少なくとも２１ＭＰａになる曲げ半径は好適である。ここで、その前端がロール内に位置している、薄板ガラスシートのエッジ１０１は、図１に基づき既に説明したように、そのビード１１０、１１１が切り離されることによって形成されたものである。上述の式のパラメータを決定する際に用いる方法は、ＰＣＴ／ＥＰ２０１４／０７０８２６にも詳細に記載されており、それに関するこの刊行物の開示内容は、全範囲にわたり本願発明の対象にもなる。
【００７８】
本発明の上述の実施の形態においては、６ヶ月を上回る、ないし１年を上回るそれぞれ固定の最小寿命に関して複数の式を示した。しかしながら、場合によってはその他の特定の寿命を設定することも有意義である。また項（１）、（２）の結果からは、確かに最小半径が得られるが、しかしながら、特定の寿命が達成される許容半径の領域を表すことも望ましいと考えられる。最後に、破壊テストにおいて、破損がエッジから生じているのか、または平面部分内で生じているのかを区別することが困難な場合もある。したがって本発明の別の１つの実施の形態によれば、破壊テストが実施され、その破壊テストにおいて、破壊応力、ないし破損時の対応する曲げ半径が破損時に記録され、そのデータに基づいて統計的なパラメータが求められ、またそのパラメータに基づいて、機械的な応力に晒されたガラス商品の特定の寿命、特に長い寿命を保証する、曲げ半径に関する領域が確定される。
【００７９】
本発明は、レーザを用いる応力亀裂分断でもって本発明に従い形成されたエッジ１０１を有しており、また例えばとりわけ少なくとも１０ｍの長さの薄板ガラスシートの形態の薄板ガラス１が巻き取られている薄板ガラスロールの形態である、薄板ガラス部材１００を予定しており、この場合、巻き取られた薄板ガラスの内径、またはより一般的には湾曲した薄板ガラス部材の曲げ半径は、
【数７】
0006726206.tif 000009
の範囲にあり、ここで＜Ｒ＞は、平均値であり、また
【数８】
0006726206.tif 000010
は、同じ厚さおよび同じように形成されたガラスエッジを有している、薄板ガラス部材のガラス材料と同じガラス材料から成る複数Ｎ個のサンプルの破損時の曲げ半径Ｒiの分散である。ただしＲiは、各サンプルが破損する曲げ半径であり、またｔは、とりわけ薄板ガラス部材が破損なく耐え得る所定の最小期間の日数である。ここで、そのような時間的に遅れて発生する破損は、特に応力亀裂腐食によって惹起される。
【００８０】
したがって、とりわけ少なくとも１０ｍの長さの薄板ガラス１が巻き取られているロール３の形態の薄板ガラス部材１００を製造するための相応の方法は、以下の事項を基礎としている、
−破壊テストでもって、漸進的に大きくなる曲げ負荷のもとで、複数Ｎ個のサンプルの破損時の曲げ半径Ｒiの平均値＜Ｒ＞ならびに分散ｓが求められる、
−同じ厚さおよび同じように形成されたガラスエッジを有している、サンプルのガラス材料と同じガラス材料から成る薄板ガラスシートが提供され、少なくともその長手方向のエッジがレーザを用いる応力亀裂分断でもって本発明に従い形成され、また薄板ガラスシートがロールに巻き付けられ、薄板ガラスシートの最も内側に位置する層の半径であるロールの内径が、式（８）によるＲminから式（９）によるＲmaxまでの範囲にあるように選定されており、それらの式中、ｔは、薄板ガラスロールが破損なく耐えるべき所定の最小期間の日数である。しかしながら、ある程度の破損確率は一般的であり、ガラスシートにおける曲げ半径が非常に大きい場合であっても存在する。しかしながら、式（８）および式（９）のパラメータは、所定の最小期間内の破損率が一般的には０．１未満、とりわけ０．０５未満であるように調整されている。
【００８１】
本発明のこの実施の形態においても、エッジ１０１の本発明による形成およびその改善された強度は、パラメータｓおよび＜Ｒ＞に影響を及ぼす。また高められたエッジ強度によって、本発明に従い切断されたものではないエッジを有しているサンプルに比べて、総じて平均値＜Ｒ＞が高められる。エッジ１０１の既存の欠陥の性質に応じて、分散ｓを、本発明に従い製造されたものではないサンプルに比べて、増加させることができるか、または低下させることもできる。
【００８２】
式（８）および式（９）によって定義された範囲内の曲げ半径を確実に規定するための、信用に十分に値する統計を得るために、この実施の形態の１つの発展形態によれば、曲げ半径Ｒiの平均値＜Ｒ＞およびその分散を求めるために、薄板ガラスの少なくとも２０個のサンプル、とりわけ少なくとも５０個のサンプルに、破損するまで、曲げ負荷によって、したがって引張応力によって負荷が掛けられた。本方法の実施ならびに式（８）から式（１０）のパラメータの算出は、ＤＥ１０２０１４１１３１４９．５にも十分に記載されており、これに関するこの刊行物の開示内容は、全範囲にわたり本願発明の対象にもなる。
【符号の説明】
【００８３】
１  薄板ガラス
２  応力亀裂分断のための装置
３  分断線
５  冷却ビーム
７  亀裂
８  レーザビーム
９  レーザ
１１  シート材料
２０  搬送装置
２１  浮揚支持部
３３  ポンプ
５１  冷却ビーム発生器
５４、５５  コンベヤベルト
５３  負圧吸引部
６０  遮蔽部材
６１  シリンドリカルレンズ
６２  回折光学素子
８０  ビームプロフィール
８２、８３  ビームプロフィール８０の端部
８４  ビームプロフィール８０のエッジ
８９  スクライビング装置
１０１  薄板ガラス部材１００のエッジ
１０２、１０３  薄板ガラス部材１００の側面
１１０、１１１  ビード
６１０  シリンドリカルレンズ６１の光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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