SCHOTT solutions Nr. 2/2012 > Dünnglas

Hauchdünn, transparent, aufwickelbar – und pures Glas! SCHOTT kann es als bisher einziger Anbieter in nur 25 Mikrometern Dicke herstellen – dank der einzigartigen Down-Draw-Technologie. Foto: SCHOTT/A. Sell

Ultradünn und talentiert


Aufgerolltes Glas samt Mikroelektronik – das könnte bald keine Zukunftsvision mehr sein. Denn es ist gelungen, das dünnste Glas der Welt in einem kontinuierlichen Ziehverfahren herzustellen und aufzuwickeln.


Thilo Horvatitsch

Was zwischen den Fingern von Uwe Wilkens leise knistert, ist nicht nur eine hauchdünne transparente Folie. Es ist auch die Spannung, die das Thema begleitet. Der Produktverantwortliche bei SCHOTT führt eine Neuheit in den Markt ein, der eine aufregende Zukunft prophezeit wird: mikrometerdünnes Spezialglas, das sich als fortlaufendes Band produzieren und aufwickeln lässt. „Vor zwei bis drei Jahren hätten sich selbst Experten noch nicht träumen lassen, dass dies möglich ist”, so Wilkens. Man findet zwar Dünnglas heute auf dem Markt. SCHOTT ist jedoch als bisher einziger Anbieter in der Lage, es in einer Dicke von nur 25 Mikrometern herzustellen.

Inzwischen wurden bereits mehrere 100 Meter des ultradünnen Materials im SCHOTT Werk in Grünenplan, Deutschland, sorgfältig auf eine Rolle gewickelt und auch wieder abgerollt. Dass dieses ultradünne Glas so flexibel und bruchfest ist, liegt – neben der Materialbeständigkeit selbst – an der ausgeklügelten Fertigung mit der sogenannten Down-Draw-Technologie (siehe unten: Details) „Momentan bieten wir Materialdicken von 100 bis 25 Mikrometer an. Aber die Grenzen sind noch nicht ausgelotet, wir haben schon dünneres Glas gefertigt”, so Wilkens. Ultradünnes Glas in Form geschnittener Sheets wurde bereits im Markt eingeführt.
Mit Spezialglas von der Rolle (oben) und seinen Qualitäten öffnet sich die Tür in eine lang erträumte Anwendungswelt – zum Beispiel mit OLED-Beleuchtungselementen (unten), die sich auf das ultradünne Material drucken lassen. Foto oben: SCHOTT/C. Costard. Foto unten: The OLLA project/Fraunhofer IPMS
Damit, aber vor allem mit der neuen Angebotsform auf der Rolle öffnet sich die Tür in eine lang erträumte Anwendungswelt. Denn die biegsamen Dünnstgläser können nun Materialien ersetzen, die zwar flexibel und belastbar sind, aber nicht die hervorragenden physikalischen und chemischen Eigenschaften von Glas besitzen. Kunst­­stoffe etwa haben eine große Schwäche: Sie sind nicht gasdicht, bieten also zum Beispiel elektronischen Bauteilen keinen großen Schutz vor Umwelteinflüssen. Dagegen hat Spezialglas eine hohe Temperatur- und Langzeitstabilität, ist widerstandsfähig, chemisch hochbeständig sowie absolut diffusionsresistent und schützt zudem vor UV-Strahlung. Dies gilt zum Beispiel für umweltfreundliche Dünngläser von SCHOTT wie D 263® T eco und AF 32® eco, die beide auch aufgerollt angeboten werden sollen.

Nicht nur die besonderen Eigenschaften von Glas, auch die Konfektionierung auf der Rolle lässt neue Einsatzgebiete erschließen. So ist es zum Beispiel denkbar, elektronische Schaltungen im kontinuierlichen Druck­ver­fahren in einem Fertigungsprozess „Rolle-zu-Rolle“ herzustellen. Die Schal­tungen werden dabei nicht wie bisher auf einzelne Glassubstrate
gedampft, gedruckt, geätzt oder belichtet. Stattdessen wird das Glas direkt von der Rolle durch einzelne Bearbeitungsstationen geführt und am Ende ungeschnitten wieder aufgerollt – auf einer Fertigungsstraße mit durchlaufendem Prozess.

Diese industrielle Verarbeitung eröffnet zudem neue Perspektiven in Bezug auf Performance, Qualität und Kosten. Denn nach diesem Prinzip lassen sich auch Beleuchtungselemente auf OLED-Basis auf das ultradünne Glas drucken. OLEDs (Organic Light Emitting Diodes) bestehen aus organischen, halbleitenden Materia­lien auf Basis von Kohlenstoffmo­lekülen und bilden dünnfilmige Leuchtflächen. Bei der Verarbeitung zu Leuchtmitteln kommt als Ab­deckung bisher Kunststoff zum Einsatz, das dem noch relativ empfindlichen Zukunftsmaterial OLED jedoch zu wenig Langzeitschutz bietet. Namhafte Unternehmen in Asien und Europa haben inzwischen die Vorteile des ultradünnen Glases erkannt und erproben bereits das innovative Material.

Marktchancen ergeben sich auch auf anderen Feldern: Ein asiatischer Kunde etwa nutzt ultradünnes Glas als Substrat in Batteriezellen für mobile Geräte und steht bereits vor der Serienfertigung. Vorstellbar sind viele weitere Anwendungen: zum Beispiel elektronische Bauelemente und Leiterplatten oder gasdichte Ummantelungen von Festkörpern wie etwa Rohrleitungen in der Verbindungstechnik.

Auch als Design-Element in der Innenarchitektur oder in Fahrzeugen könnte das ultradünne Glas attraktiv sein, nicht zuletzt weil sich mit Verformungstechnologien auch 3D-Glasgeometrien herstellen lassen. Interessante Einsatzmöglichkeiten könnte zudem ein Laminat aus ultradünnem Glas und Kunststoff bieten, um die Vorteile beider Werkstoffe zu verbinden.

Klar ist jedoch, dass gerade die Konfektionierung und Weiterverarbeitung des Glases der Kooperation mit den Anwendern bedürfen: „SCHOTT hat immer eng mit der Industrie zusammengearbeitet, das ist diesmal nicht anders”, versichert Wilkens. „Und unsere Kunden zeigen großes Interesse. Das bestätigt uns auf unserem Weg.” Dieser Weg führt derzeit in die Einrichtung von fest installierten Aufrollmaschinen samt Online-Inspektionsanlagen zur Qualitätsprüfung und Laserschneideanlagen, kurz: in den Aufbau von Produktionskapazitäten noch in diesem Jahr. Der offizielle Marktstart für ultradünnes Glas auf der Rolle findet dann 2013 statt. <|

Down-Draw: Technologie mit Zugkraft

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