AT391130B - Verfahren zur herstellung von beschichtetem flachglas - Google Patents

Description

Nr. 391 130

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von beschichtetem Flachglas, wobei ein Überzug aus einem Metall oder einer Metallverbindung auf einer Seite eines frischgebildeten Bandes von heißem Glas während dessen Vorwärtsbewegung von einer Flachglasbildungseinrichtung zu einer Kühleinrichtung abgeschieden wird, wobei das Glasband nach Passieren einer thermischen Konditionierungszone mit dieser Seite in einer Beschichtungsstation mit einem fluiden Medium in Berührung gebracht wird, das eine oder mehrere Substanzen enthält, von welchen dieser Überzug auf dieser Bandseite gebildet wird.

Das Beschichten von Glas wird in ausgedehntem Umfang durchgeführt, um dem Produkt Absorptions-und/oder Reflexionseigenschaften für Strahlung zu verleihen, wenn es für Verglasungszwecke verwendet werden soll. Die Steuerung der Beschichtungsstufe ist sehr wichtig, um einen Überzug zu erzielen, der diese gewünschten Eigenschaften hat und der gleichzeitig von hoher und gleichmäßiger optischer Qualität ist.

Es ist bekannt, daß die Dicke und Qualität des auf dem Glasband gebildeten Überzuges durch die Temperaturbedingungen an der Beschichtungsstation oder den Beschichtungsstationen beeinflußt wird. Ein besonders wichtiger, beeinflussender Faktor ist die Temperatur des Glases an der Stelle längs des Bandweges, wo es mit dem fluiden Beschichtungsmaterial in Kontakt gebracht wird, und es gibt viele bekannte Vorschläge, um eine thermische Konditionierung des Glases als Vorbereitung zur Abscheidung eines solchen Mediums zu erzielen.

So schlägt z. B. die GB-A-2 016 444 vor, das zu beschichtende Band mit einer Flamme zu fächern, um das Glas auf eine geeignete Temperatur für den Beschichtungsvorgang zu bringen. Da sich die Seitenränder des Glasbandes, das die Formeinrichtung (z. B. ein Floatwanne) verläßt, rascher abzukühlen neigen als der mittlere Teil, umfaßt der bekannte Stand der Technik auch Verfahren, wobei das Glas thermisch konditioniert wird, indem das Band stärker oder nur an seinen Rändern erhitzt wird, um den Temperaturgradienten über das Band vor dem Beschichten zu vermindern (siehe z. B. GB-A-20 28 710 und EU-A1-0 025 738). Bei dem aus der GB-A-2 078 710 bekannten Verfahren erfolgt zwischen der Bildungseinrichtung des Glases und der Kühleinrichtung eine thermische Behandlung des Glases, welche eine Verminderung von thermischen Gradienten in einer einzigen Konditionierungsstufe über die Breite des Glases ermöglicht, wobei das Glas insbesondere in den Randbereichen aufgeheizt wird, um eine gleichmäßige Temperatur über die gesamte Breite des Glasbandes zu erzielen, wodurch eine Aufbringung von einer Beschichtung mit konstanter Dicke begünstigt wird. Es kann ebenfalls entnommen werden, daß vor der Beschichtung des Glases eine Verminderung der Temperaturgradienten über die Breite des Glasbandes vorgenommen wird. Dies erfolgt bei der Ausbildung gemäß der EP-Al-025 738 durch oberhalb und unterhalb des Glasbandes angeordnete Heizer, wodurch eine gleichmäßige Temperatur des Glases über seine gesamte Breite erzielbar sein soll.

In vielen industriellen Anlagen, in welchen beschichtetes Flachglas erzeugt wird, wird nur ein Teil des gebildeten Flachglases beschichtet. Die Produktion muß somit periodisch von beschichtetem auf nicht beschichtetes Glas und umgekehrt umgestellt werden. Die Umstellung von einer Art von Produkt zur anderen hat sich als recht zeitraubend erwiesen. Dies deswegen, weil das Umstellen die Neueinstellung der Kühleinrichtung zur Folge hat, wenn das Kühlen in zufriedenstellender Weise ablaufen soll. Das Erfordernis für die Einstellung der Kühleinrichtung ergibt sich wegen des Kühleffektes, der mit der Bildung eines Überzuges auf dem Glasband verbunden ist. Es wurde sogar gefunden, daß die Einstellung der Kühleinrichtung manchmal erforderlich ist, wenn man von einer Art oder Dicke von Überzug zu einer anderen Art oder Dicke umstellt, dessen Bildung einen unterschiedlichen Effekt auf die Temperatur des Glases hat.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Erleichterung der Produktionsumstellung, wie sie oben erläutert ist.

Es wurde gefunden, daß durch geeignetes, selektives Heizen einer verhältnismäßig dünnen Oberflächenschicht des Glasbandes der zu beschichtenden Seite der Kühleffekt der Beschichtungsoperation wenigstens teilweise kompensiert werden kann. Die Bildung eines Überzuges von ausreichender Gleichmäßigkeit über die Breite des Bandes hängt jedoch von der Verminderung der Temperaturgradienten über das Band ab, die in natürlicher Weise auftreten, wenn es gegen die Beschichtungsstation wandert, und wenn die Oberflächenschicht nicht gleichmäßig erhitzt wird, um diese Verminderung zu bewirken, bleibt dieses Problem der mühsamen Einstellung des Kühltunnels, die mit der vorher erwähnten Produktionsumstellung verbunden ist.

Gemäß der Erfindung ist das Verfahren zur Herstellung von beschichtetem Flachglas, wobei ein Überzug aus einem Metall oder einer Metallverbindung auf einer Seite eines frischgebildeten Bandes von heißem Glas während dessen Vorwärtsbewegung von einer Flachglasbildungseinrichtung zu einer Kühleinrichtung abgeschieden wird, wobei das Glasband nach Passieren einer thermischen Konditionierungszone mit dieser Seite in einer Beschichtungsstation mit einem fluiden Medium in Berührung gebracht wird, das eine oder mehrere Substanzen enthält, von welchen dieser Überzug auf dieser Bandseite gebildet wird, im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Konditionierung in zwei Stufen erfolgt, daß in der ersten Stufe in an sich bekannter Weise Temperaturgradienten über das Band vermindert werden, und daß in einer zweiten Stufe Wärme lediglich einer Oberflächenschicht des Glases auf der zu beschichtenden Seite zugeführt wird, indem diese Seite einem oder mehreren Strahlheizem mit einer Schwarzkörpertemperatur unter 1100 °C ausgesetzt wird und wenigstens teilweise der Kühleffekt der Beschichtungsstufe kompensiert wird.

Die Erfindung liefert eine Kombination von Vorteilen. Die in der zweiten Konditionierungsstufe von einem Strahler mit einer Schwarzköipertemperatur unter 1100 °C emittierte Strahlungsheizung wird stark vom Glas -2-

Nr. 391130 absorbiert und folglich wird praktisch die Gesamtheit der einfallenden Strahlungsenergie von einer dünnen Oberflächenschicht des Bandes absorbiert. Die Wirkung dieser oberflächlichen Erhitzung in Kombination mit dem Kühleffekt des Beschichtungsmaterials, das bei der Beschichtungsstation aufgebracht wird, besteht darin, daß das Temperaturprofil durch die Dicke des Bandes beim Erreichen der Kühleinrichtung näher an dem liegt, das es beim Fehlen der Oberflächenheizung und der Beschichtungsstufe hätte. Wenn es demgemäß erwünscht ist, die Zusammensetzung oder die Dicke der Beschichtung zu verändern oder wenn man die Beschichtung des Glasbandes beenden will, falls dies durch Beendigung der Zufuhr des Beschichtungsmaterials und Abschalten der Oberflächenheizer erfolgt, benötigt die Kühleinrichtung keine oder nur minimale Anpassung. Da die transversalen Temperaturgradienten, die über das die Formeinrichtung verlassende Band existieren, in einer ersten, getrennten, thermischen Konditionierzone vermindert werden, welche derjenigen vorangeht, in welcher die Oberflächenheizung erfolgt, verbleibt diese thermische Konditionierbehandlung in dieser vorhergehenden Zone praktisch unverändert, wenn eine solche Produktionsumstellung durchgeführt wird.

Die vorliegende Erfindung kann so durchgeführt werden, daß praktisch alle Unterschiede zwischen den mittleren Temperaturen der zwei Seiten des Bandes nach der Beschichtung und vor der Kühlung beseitigt werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß merkliche Unterschiede zwischen den mittleren Temperaturen der oberen und der unteren Seite des Bandes zu Beginn der Kühlung zu einem Verziehen, insbesondere konvexem oder konkavem Verziehen des Bandes beim Abkühlen führen kann. Da die Wärmeenergie, die zum Kompensieren des Kühleffektes der Beschichtungsoperation zugeführt wird, in der zweiten Stufe der thermischen Konditionierung mit Strahlungshitze einer bestimmten Wellenlänge praktisch ganz in einer Oberflächenschicht des Glasbandes absorbiert wird, können die Glasbandoberflächen, falls erforderlich, auf eine höhere Temperatur ohne Risiko eines , Durchsenkens des Bandes erhitzt werden, als dies möglich wäre, wenn es in gleichem Ausmaß durch seine gesamte Dicke erhitzt würde.

Da Glas kein guter Wärmeleiter ist, erfolgt kein wesentlicher Wärmeübergang von der erhitzten Oberflächenschicht zu unteren Schichten des Glases in der Zeit, die zwischen der Oberflächenheizung und dem Aufbringen des Beschichtungsmaterials zur Verfügung steht. Es ist offenbar erwünscht, den oder die für die oberflächliche Heizung benutzten Strahlheizer so nahe wie möglich an die Beschichtungsstation zu plazieren.

Selbstverständlich muß die Oberflächenheizung nicht gleichmäßig über die Breite des Bandes sein. Die zugeführte Heizenergie kann in ungleichmäßiger Form verteilt werden, wenn dies erforderlich ist, um jeden ungleichmäßigen Kühleffekt der Beschichtungsstufe zu kompensieren, wie dies noch erläutert wird.

Selbstverständlich kann auch die dem Band durch die Oberflächenheizung zugeführte Wärme tatsächlich größer sein als die Wärmemenge, die bei der Beschichtungsstufe verloren geht, vorausgesetzt, daß das Temperaturprofil durch die Dicke des Bandes beim Erreichen der Kühleinrichtung näher dem eines unbeschichteten Bandes ist als dem eines in entsprechender Weise beschichteten Bandes beim Fehlen dieser Oberflächenheizung.

Es ist ersichtlich, daß die erste thermische Konditionierzone, in welcher Temperaturgradienten über das Band vermindert werden, auf die unterschiedliche bzw. differentielle Heizung des Bandes über seine Breite oder auf einer gut isolierten Kammer von ausreichender Länge beruhen kann, so daß solche Gradienten durch thermische Leitung innerhalb des Bandes vermindert werden.

Vorzugsweise wird die Temperatur der beschichteten Oberfläche des Bandes nach der Beschichtung überwacht und der oder die Strahlungsheizer so gesteuert, daß die beschichtete Seite mit vorbestimmten Temperaturbedingungen übereinstimmt. Zum Beispiel kann die Temperatur der beschichteten Seite des Bandes mit einer vorher gemessenen Temperatur der entsprechenden Seite eines unbeschichteten Bandes verglichen werden, das längs des gleichen Weges läuft, und die Strahlungsheizeinrichtung kann gesteuert werden, um die Differenz zwischen solchen Temperaturen auf ein Minimum zu bringen.

Vorteilhafterweise werden die Temperaturen entgegengesetzter Punkte auf beiden Oberflächen des Bandes nach dem Beschichten gemessen und dieser oder diese Strahlungsheizer wird oder werden in Abhängigkeit von jedem Unterschied zwischen diesen Temperaturen gesteuert. Auf diese Weise kann die Temperaturdifferenz, falls vorhanden, zwischen den Seiten des beschichteten Bandes auf gleiche Höhe zu einer vorher gemessenen Temperaturdifferenz, falls vorhanden, zwischen den Seiten eines unbeschichteten Bandes gebracht werden. Es wurde gefunden, daß bei für ein Kühlen ausreichend hoher Bandtemperatur die Temperaturverteilung innerhalb des Bandes ebenso wichtig für die Bestimmung der Entspannungs- bzw. Kühlbedingungen ist wie die tatsächliche Temperatur.

Es wurde schon Bezug genommen auf den transversalen Temperaturgradienten über die Bandbreite. Insbesondere weisen im allgemeinen aufgrund der Abkühlung von den Seitenwänden des Durchtrittsweges zwischen der Form- und Kühleinrichtung die Ränder des Bandes eine tiefere Temperatur als die Mitte auf. Um einen gleichmäßigen Überzug über die volle Breite des Bandes zu erzielen, ist es wünschenswert, daß die Temperatur der zu beschichtenden Seite praktisch gleichmäßig über die Bandbreite sein sollte, so daß die während der Beschichtung ablaufenden Reaktionen mit gleichmäßiger Geschwindigkeit erfolgen können. Es wird demgemäß bevorzugt, daß die zu beschichtende Bandseite differentiell über ihre Breite erhitzt wird, wobei vorzugsweise die zu beschichtende Bandseite so geheizt wird, daß die Temperatur über ihre Breite um nicht mehr als 15 °C schwankt. Eine solche differentielle Erhitzung kann am besten bewirkt werden, indem man Heizeinrichtungen zusätzlich zu den Strahlheizem vorsieht, obwohl die letzteren gewünschtenfalls so angeordnet worden können, daß eine differentielle Erhitzung möglich ist -3-

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Die zu beschichtende Bandseite wird vorzugsweise auf eine mittlere Temperatur im Bereich von 570 °C bis 630 °C erhitzt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische Zeichnung beschrieben, welche eine zur Durchführung der Erfindung geeignete Vorrichtung zeigt.

In der Zeichnung wird ein Band von heißem Glas (1) durch Rollen (2) von einer Bandbildungsmaschine (3), z. B. einer Floatglaswanne, zu einem horizontalen Kühlkanal (4) über eine Beschichtungsstation (5) geführt, wo eine Beschichtung (6) auf die obere Fläche des Glasbandes (1) aufgebracht wird. Das Ende der Bandbildungsmaschine (3) ist durch Scheidewände (7) definiert, welche durch einen horizontalen Schlitz (8) für den Austritt des Bandes getrennt sind, während der Beginn des Kühlkanals durch Trennwände (9) abgeschlossen ist, die wieder durch einen Schlitz (10) für den Durchtritt des Bandes getrennt sind. Der Raum zwischen dem Ende der Bandbildungsmaschine (3) und dem Beginn des Kühlkanals (4) ist durch Boden- und Deckenwände (11), (12) und durch Seitenwände (nicht gezeigt) abgeschlossen, welche einen Tunnel umgrenzen. Von der Deckenwand (12) hängt eine Vorhangwand (13), welche den Beginn der Beschichtungsstation (5) begrenzt. An der Beschichtungsstation (5) ist die Deckenwand (12) mit einem Schlitz versehen, der von einem Gleis (15) begrenzt ist, welches einen Schlitten oder Wagen (16) abstützt, der einen Sprühkopf (17) so trägt, daß der Sprühkopf quer über den Weg des Bandes hin und her bewegt werden kann, um Beschichtungsvorläufermaterial auf das Glas zu sprühen. Die Reaktionsprodukte werden am stromabwärtigen Ende der Beschichtungsstation (5) mittels einer Absaugleitung (18) abgesaugt.

Eine thermische Konditionierzone (19), welche Heizmittel (20) enthält, ist stromabwärts von der Trennwand (7) angeordnet, um das Band (1) differentiell quer zu seiner Breite aufzuheizen, so daß transversale (in Querrichtung verlaufende) Temperaturgradienten im Band vermindert werden. Eine Strahlheizeinrichtung (22) ist über dem Band unmittelbar stromaufwärts zu der Vorhangwand (13) am Beginn der Beschichtungsstation (5) vorgesehen und diese Heizeinrichtung wird während der Erzeugung des beschichteten Glases bei einer Schwarzkörpertemperatur von unter 1100 °C gehalten. Ein Reflektor (23) ist über dem Strahlheizer (22) vorgesehen, so daß die Strahlung davon praktisch auf einen Abschnitt der Länge des Bandweges begrenzt ist. Die maximal zulässige Länge des bestrahlten Abschnittes des Bandweges hängt von der Bandgeschwindigkeit ab. Zum Beispiel in einer Flachglasanlage, wo das Glasband mit 12 m pro Minute abgezogen wird, darf dieser Abschnitt, damit das Glas für weniger als 10 Sekunden erhitzt wird, nicht 2 m Länge übersteigen. Gewünschtenfalls kann das Heizen auf einen gegebenen Abschnitt der Länge des Bandweges begrenzt werden, indem eine zweite, wahlweise Vorhangwand (21), wie die Vorhangwand (13), stromaufwärts vom Strahlheizer (22) angeordnet ist Die Steuerung der Heizung kann bewirkt werden, indem der Strahlheizer (22) erhöht oder gesenkt wird, oder indem der Zustrom von Brennstoff oder Strom geeignet gesteuert wird. Gewünschtenfalls kann ein oder können mehrere Heizer, die sich über den Bandweg erstrecken, vorgesehen sein und eine zusätzliche Steuerung kann bewirkt werden, indem ausgewählte Heizer angeschaltet oder abgeschaltet werden (oder stärker oder schwächer geschaltet werden). Überdies kann der Strahlheizer (22) oder jede weitere Heizeinrichtung eine Mehrzahl von Einzelheizem enthalten, von denen jeder über einen Abschnitt der Breite des Bandweges geht, so daß die obere Oberfläche des Bandes differentiell über seine Breite erhitzt werden kann.

Die Steuerung der Heizung wird stark erleichtert, wenn die Temperatur des Glasbandes stromabwärts von der Beschichtungsstation (5) bei dem Eingang zum Kühltunnel (4) gemessen wird. Dazu wird wenigstens ein Paar Pyrometer (24) in diesem Bereich angeordnet, wobei die Pyrometer senkrecht übereinander angeordnet sind, eins über und eines unter dem Band, so daß die Temperatur entgegengesetzter Bereiche auf den zwei Bandoberflächen gemessen wird. Wenn derHeizer über die Breite des Bandweges zur differentiellen Erhitzung unterschiedlicher Abschnitte der Bandbreite geteilt ist, sollte zweckmäßig ein Paar von Pyrometern für jeden solchen Breitenabschnitt vorgesehen sein.

Bei einer speziellen praktischen Ausführungsform erzeugt die Anlage unbeschichtetes Glas einer besonderen Dicke und somit einer besonderen Bandgeschwindigkeit, und die Kühl- bzw. Entspannungsbedingungen im Kanal (4) sind in üblicher Weise festgelegt. Die Temperaturen der oberen und unteren Oberfläche von zumindest einem Abschnitt der Breite des Bandes werden gemessen, wenn das Band in den Kühlkanal einläuft. Um beschichtetes Glas zu erzeugen, wird die Beschichtungsanlage eingeschaltet und die Heizer (20), (22) werden angeschaltet. Der Strahlheizer (22) wird dann in Abhängigkeit von der dauernd gemessenen Bandoberflächentemperatur so gesteuert, daß der Temperaturgradient durch die Dicke des beschichteten Bandes so wenig wie möglich von der des unbeschichteten Bandes verschieden ist -4-

Claims (6)

1. Nr. 391130 PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von beschichtetem Flachglas, wobei ein Überzug aus einem Metall oder einer Metallverbindung auf einer Seite eines frischgebildeten Bandes von heißem Glas während dessen Vorwärtsbewegung von einer Flachglasbildungseinrichtung zu einer Kühleinrichtung abgeschieden wird, wobei das Glasband nach Passieren einer thermischen Konditionierungszone mit dieser Seite in einer Beschichtungsstation mit einem fluiden Medium in Berührung gebracht wird, das eine oder mehrere Substanzen enthält, von welchen dieser Überzug auf dieser Bandseite gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Konditionierung in zwei Stufen erfolgt, daß in der ersten Stufe in an sich bekannter Weise Temperaturgradienten über das Band vermindert werden, und daß in einer zweiten Stufe Wärme lediglich einer Oberflächenschicht des Glases auf der zu beschichtenden Seite zugeführt wird, indem diese Seite einem oder mehreren Strahlheizem mit einer Schwarzkörpertemperatur unter 1100 °C ausgesetzt wird und wenigstens teilweise der Kühleffekt der Beschichtungsstufe kompensiert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der beschichteten Oberfläche des Bandes nach der Beschichtung überwacht und der Strahlheizer oder die Strahlheizer gesteuert wird bzw. werden, so daß die beschichtete Seite mit vorbestimmten Temperaturbedingungen übereinstimmt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturen entgegengesetzter Punkte auf beiden Oberflächen des Bandes nach dem Beschichten überwacht werden und der Strahlheizer oder die Strahlheizer in Abhängigkeit von jedem Unterschied zwischen diesen Temperaturen gesteuert wird bzw. werden.
4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschichtende Bandseite über ihre Breite differenziell erwärmt wird.
5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschichtende Bandseite so geheizt wird, daß die Temperatur über ihre Breite sich um nicht mehr als 15 °C unterscheidet.
6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschichtende Bandseite auf eine mittlere Temperatur im Bereich von 570 °C bis 630 °C erhitzt wird. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -5-