CN111278778B - 用于生产平板玻璃的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种装置和方法，利用该装置和方法可以获得厚度特别均匀的平板玻璃。所述的方法是拉伸法，在其中拉伸玻璃带。在该方法中使用了隔板，该隔板允许即使当玻璃带的位置改变时在玻璃带和隔板之间限定的非常小的间隙。

Description

用于生产平板玻璃的装置和方法
技术领域
本发明涉及用于生产平板玻璃的装置和方法以及平板玻璃。
背景技术
根据本发明的平板玻璃尤其是薄玻璃和最薄的玻璃，其例如适于制造OLED盖板、滤光器和其他光学部件、MEMS、用于传感器、显示器的基板或盖板玻璃。这种玻璃通过拉伸法生产。玻璃越薄，就越难获得厚度均匀进而低TTV的平板玻璃。玻璃产品厚度不均匀的一个原因是热成形期间温度的波动。玻璃的粘度取决于温度，因此温度的波动导致粘度的波动。在拉伸过程期间，玻璃体粘度的波动导致高TTV。
在现有技术中，已经尝试了以不同的措施来生产具有特别低TTV的平板玻璃。为此目的，还使用了旨在将热成形区域与周围环境尽可能地分开的隔板(Blenden)(参见WO2017/095791A1、WO2012/166446A1)。
在现有技术中，隔板还用于避免污物渗透到热成形区域中(参见WO2016/085778A1)。
用于上述应用领域的平板玻璃的重要性质是无瑕的表面。可以通过拉伸法例如下拉、溢流熔融和再拉伸来生产的平板玻璃的表面的特征在于特别无瑕的性质。这些表面就是所谓的“火抛光”表面。为了保护这些无瑕的表面，避免装置部分与拉伸的玻璃带的任何接触。因此，在现有技术中总是保持相对大的隔板开口，以排除隔板与玻璃带之间的不希望的接触。
发明内容
本发明的目的是提供能够获得平板玻璃的装置和方法，该平板玻璃的厚度均匀性超过现有技术的玻璃。
该目的通过权利要求的主题实现。
方法
本发明提供了一种用于生产具有至少两个火抛光表面的平板玻璃的方法，其中设置热成形区，玻璃带的玻璃在热成形区中通过一温度范围，该温度范围包括玻璃的加工温度Va，其中设置隔板，其用于在玻璃带的玻璃具有其加工温度Va的区域与玻璃具有其转化温度Tg的区域之间的气室
Figure BDA0002468334840000021
的热分隔，其中，隔板形成开口，玻璃带能够移动通过该开口。该方法的特征在于，隔板分别在至少两侧上的至少一点处接触热的玻璃带。
根据本发明，该方法优选地包括成形步骤，在该步骤中，通过在玻璃带的可成形玻璃部分上的拉力的作用，获得薄化的玻璃带。优选地，设置热成形区，玻璃在热成形区中通过一温度范围，该温度范围包括玻璃的加工温度Va。优选地，热成形区包括至少一个用于热成形区的气室的热分隔的隔板，其中，隔板形成开口，玻璃带可以移动通过该开口，并且隔板分别在至少两侧上的至少一点处接触玻璃带。
根据定义，“平板玻璃”是玻璃体，该玻璃体的宽度和长度远大于其厚度。根据本发明，厚度特别优选地小于5mm、更优选地小于2mm、进一步优选地小于1mm、更优选地小于750μm、进一步优选地小于500μm并且特别优选地小于250μm。宽度优选地为至少100mm、进一步优选地至少200mm、更优选地至少300mm并且特别优选地至少400mm。原则上，长度不受任何限制，因为由许多拉伸法可以生产很长的玻璃。长度通常大于100mm、优选地大于250mm并且特别优选地大于500mm。根据本发明的平板玻璃可以具有矩形的底面
Figure BDA0002468334840000022
但是本发明也包括圆形或任意形状的平板玻璃。
根据本发明，在该方法期间优选地作用在玻璃带的可成形玻璃部分上的拉力优选地至少1N、特别是至少地5N或至少10N。能使玻璃带充分变形的最小拉力是优选的。所需的拉力取决于所选温度下玻璃的粘度。当以太大的拉力拉伸玻璃时，则不能获得所需的玻璃厚度，并且玻璃带可能撕裂。因此，最大拉力优选地限制为400N、特别是200N并且特别优选地100N。
在根据本发明的方法中，特别地由玻璃带获得薄化的玻璃带。在此，玻璃带可以具有任意形状。在再拉伸法的内容中，术语“玻璃带”包括所谓的预成形件，其在成形过程中被拉伸成薄化的玻璃带。在下拉法或溢流熔融法的内容中，玻璃带是玻璃熔体，其从开槽的(geschlitzten)拉伸槽出来(下拉)或在拉伸槽的末端汇流(溢流熔融)后或在拉伸槽下方(再下拉)最初仍为液态。薄化的玻璃带是在可选的后处理步骤之前、特别是在切割和/或去除厚边(Randborten)之前的热成形步骤的产物。
在特别优选的实施例中，根据本发明的方法是再拉伸法，并且玻璃带是预成形件。在这种情况下，将预成形件从起始厚度D和起始宽度B拉伸至目标厚度d和目标宽度b。在该拉伸过程期间，玻璃变得更薄，使得d远小于D。宽度B的减小程度小于厚度D。因此D/d大于B/b。
加工温度Va是形成玻璃带的玻璃的粘度为104dPas时的温度。软化点EW对应形成玻璃带的玻璃的粘度为107.6dPas时的温度。转化温度Tg是玻璃的粘度为1013dPas时的温度。
根据本发明，优选地基本上水平布置的隔板在至少两侧上接触玻璃带。因此，实现了在该方法期间隔板与玻璃带的距离保持恒定，并且隔板上方和下方的气室尽可能分隔。这导致两个气室之间的垂直对流受到限制并且因此导致小的温度波动。在生产过程中，玻璃带并且尤其是薄化的玻璃带往往略微改变其位置。其原因在于，一方面，通过在此有关的拉伸法可以制造非常薄的玻璃带，玻璃带的位置受到空气运动的影响。另一方面，这些方法中使用的装置通常至少部分地由金属构造，金属在热的影响下会相对强烈地膨胀。因此，这导致玻璃带在装置中的位置变化。在再拉伸法(其在本发明内容中是优选的)的情况下，另外一点是，预成形件的厚度的绝对波动可能是显著的，从而对于预热区和热成形区之间的隔板必须考虑这些波动。在现有技术中，必须将能够使玻璃体进入和/或离开热成形区的开口选择得足够大，以允许位置的这些改变而在玻璃带和隔板之间没有碰撞。通过根据本发明的方案总是确保隔板和玻璃带之间均匀的距离。
在一个实施例中，隔板恰好在两侧上接触玻璃带。被隔板接触的侧尤其是具有最大表面的侧，其在此称为上侧和下侧。为此目的，隔板可以包括接触部分，其接触玻璃带的侧。在此，接触部分是隔板的组成部分，其在玻璃带的方向上突出超过间距部分并且尤其是隔板的所有其他组成部分，并且因此可以与玻璃带接触，而隔板的其他部分不与玻璃带接触。接触部分可以由承受玻璃高温并且避免玻璃污染的任何材料制成。用于接触部分的优选的材料是六方氮化硼、氧化铝、熔融石英、二氧化硅玻璃或其组合。
在一个实施例中，隔板包括分别用于玻璃体的上侧和下侧的两个或更多个接触部分。作为替代或补充，隔板可包括分别用于通过隔板开口的玻璃带的两个窄侧的一个或多个接触部分。在一个实施例中，隔板包括六个接触部分，分别用于上侧和下侧的两个接触部分，以及分别用于窄侧的一个接触部分。接触部分可以是在玻璃带的方向突出的部件，其原则上可以具有任意形状，并且优选地可以是倾斜的(引导鼻)，这意味着接触部分包括至少一个在玻璃带的方向上倾斜的面。
在替代实施例中，隔板可以包括圆柱形的隔板构件，例如辊、管或棒，其中，接触部分特别是由具有更大圆柱直径的这种隔板构件的区域形成。在该实施例中，间距部分优选地由横截面直径小于接触部分的区域中的横截面直径的区域形成。在这种设计中，玻璃带和间距部分之间的间隙宽度、尤其是接触部分的区域中的横截面直径与间距部分的区域中的横截面直径之差的一半。圆柱形设计的优点在于，圆柱体以辊状方式抵靠在玻璃带上，从而导致特别低的阻力，因为在玻璃带移动时其在玻璃带的表面上滚动。圆柱形的隔板构件可以布置支撑件上，支撑件在玻璃带的方向上具有斜面，使得总是实现最小的间隙宽度。这种设计使得隔板构件始终正确地定向而无需干预生产过程。
接触区域(通过其接触部分接触玻璃带)优选地尽可能小。特别地，每个接触部分在玻璃带的宽度方向上的接触区域的范围小于10cm、特别是小于5cm、更优选地小于2cm或小于1cm。在特别优选的实施例中，每个接触部分在宽度方向上的范围不大于0.5cm或甚至不大于0.3cm。每个接触部分在玻璃带的长度方向上的范围优选地小于10cm、特别是小于5cm、更优选小于2cm或小于1cm。在特别优选的实施例中，每个接触部分在长度方向上的范围不大于0.5cm或甚至不大于0.3cm。接触区域越小，接触部分抵抗拉伸运动的阻力越低。
优选地，隔板在玻璃带的边缘处接触玻璃带，特别是在从玻璃带的边缘延伸过一宽度的区域中接触玻璃带，该宽度分别对应于薄化的玻璃带的整个宽度的至多30％或至多20％、特别是至多15％、更优选地至多10％或至多5％。玻璃带的边缘在拉伸法中被丢弃，在拉伸法中目标是特别高的表面质量和特别高的厚度均匀性，因为与玻璃带的中间部分相比，玻璃带的边缘具有更大的厚度(厚边)。这就是可以接受隔板构件与玻璃带在这些区域中接触的原因，尤其是用根据本发明的方法制备的平板玻璃的TTV的改善非常明显。薄化的玻璃带的边缘可以在后处理步骤中除去。因此，优选的是，接触部分在净区域外接触玻璃带。
优选地，隔板包括接触部分和间距部分。优选地，隔板的接触部分接触玻璃带，并且隔板包括间距部分，其不接触玻璃体并且在玻璃带和隔板的间距部分之间形成间隙，其中，间隙的宽度优选地为至多5mm、特别是至多4mm、优选地至多3mm、更优选地至多2mm。在特别优选的实施例中，间隙＜2mm、更优选地＜1mm、特别优选地<0.5mm或甚至<0.1mm。间隙的宽度是玻璃带和隔板的间距部分之间的水平距离。间距部分和玻璃带之间特别小的间隙减小了对流，并确保在热成形区和热成形区之外超过隔板的区域之间特别急剧的温度梯度。对流的减少允许特别小的TTV。急剧的温度梯度允许在特别短的热成形区中执行该方法，这会抵消玻璃带的宽度收缩，从而提高产量。
在一个实施例中，该方法是下拉法或溢流熔融法。在优选的实施例中、特别是当该方法设计为下拉法或溢流熔融法时，在热成形区的壳体(Einhausung)的玻璃出口处布置隔板。在玻璃出口处的隔板(其位于从热成形区的拉伸方向上)热屏蔽了热成形区下方的区域，使得已经离开热成形区很短时间的玻璃带可以受控地冷却。因此，例如可以实现特别快速的冷却。当然，这对于再拉伸法也可能是个优点。
在优选的实施例中，根据本发明的方法是再拉伸法。特别地，再拉伸法得益于根据本发明的隔板的设计，因为再拉伸装置需要用于预成形件的保持器，该保持器通常包括金属元件，金属元件在热的影响下膨胀并因此改变预成形件的位置。根据本发明的隔板的设计会考虑这些位置变化。
在该方法的优选设计中，在热成形区的壳体的玻璃入口处布置隔板，特别是在玻璃具有其转化温度Tg的区域和热成形区之间。在玻璃入口处布置隔板对于再拉伸法是特别优选的。优选地，在进入热成形区之前预成形件在预热区中预加热。在预热区中，玻璃尤其是加热到低于热成形区中的温度并且尤其是低于加工温度但高于转化温度的温度。为了通过热成形区与预热区的有效热分隔而仅在热成形区中实现均匀的热成形，已证明使用本文所述的隔板是有价值的。
在该方法的优选的实施例中，热成形区中温度的均匀性的特征在于四分位间距小于2K、更优选地小于1.5K并且特别优选地小于1K。已经表明，如此低的四分位间距的设置导致根据本发明所期望的低TTV。为了确定四分位间距，用热电偶元件、特别是用快速响应的热电偶元件来测量热成形区中的温度。在示例部分使用的热电偶元件适合于此。它们的特点是线规小于0.1mm并且标称直径(Perlendurchmessern)＜0.3mm。可以使用低热惯量的温度传感器。尤其是这样的传感器，其从加热到600℃的炉取出到温度20℃的环境空气后，以高于5K/s的初始冷却速率冷却。
热电偶元件在此布置在与隔板的距离小于40mm并且与玻璃边缘的距离小于20mm的玻璃平面中。替代地，热电偶元件也可以布置在变形区的中间并且与玻璃边缘的距离小于20mm的玻璃带平面中。然而，在玻璃带的变形区中与玻璃带的距离小于20mm的任何其他位置也是可行的。
在该方法的优选的设计中，隔板可至少部分地(abschnittsweise)相对于热成形区的壳体移动。在现有技术中，隔板通常与拉伸装置(例如热成形区的壳体)牢固地连接。通过根据本发明的相对于热成形区的壳体可移动的隔板的优选的设计，可以确保隔板总是最佳的定向，使得可以生产品质卓越的平板玻璃。例如，隔板在板上是可滑动的或者可以在板上滑动，然后推到所需的位置，使得隔板跟随玻璃带的运动而不改变间隙宽度。板可以是热成形区的壳体的一部分。
装置
在以上方法说明中描述的特征，其也反映在装置特征中，优选地也是装置的特征，即使其在下文不再描述。该装置特别适于并且旨在实施根据本发明的方法以及制造根据本发明的平板玻璃。
根据本发明的还是一种用于生产平板玻璃的装置，该装置具有至少一个玻璃存储器、至少一个热成形区、至少一个拉伸设备，该拉伸设备适于向该装置中的玻璃带施加拉力，其中，热成形区域包括至少一个用于热成形区的气室的热分隔的隔板，其中该隔板形成开口，玻璃带可以被引导通过该开口，并且该隔板包括接触部分，接触部分布置为在至少两侧上的至少一点处接触玻璃带。优选地，该装置是再拉伸装置、下拉装置或溢流熔融装置。
“隔板”是能够在热成形区与其上方和/或下方的区域之间造成热分隔的任何部件。它可以包含一个或几个部分。在优选的设计中，隔板包括间距部分，该间距部分布置为与玻璃带间隔一定距离，使得在玻璃带和间距部分之间形成间隙。优选地，隔板可以至少部分地相对于热成形区的壳体移动。特别优选的是这样的设计，其中隔板包括布置在支撑件上的一个或几个、特别是两个圆柱形隔板构件(特别是辊)，并且其中支撑件包括在玻璃带方向上的斜面。
优选地，隔板布置在热成形区的壳体的玻璃出口处和/或隔板布置在热成形区的壳体的玻璃入口处。在优选的实施例中，在进入热成形区的入口以及从热成形区出来的出口处均布置在此所述类型的隔板，以尽可能均匀地调节温度分布，并且因此调节根据本发明优选的四分位间距。
优选地，拉伸设备包括引导部件。引导部件优选地是辊、履带、卷、夹具或其组合。引导部件优选地具有圆柱形的基本形状。特别地，引导部件包括至少一个接触区域，引导部件通过该接触区域与玻璃带接触。
该装置优选地包括用于加热玻璃带的加热设备。加热设备优选地选自电阻加热器、IR加热器、燃烧器和激光器及其组合。在优选的实施例中，该装置包括冷却设备，以在变形之后冷却玻璃带。
加热设备和玻璃之间有一定距离。由该距离产生的空间充满气体、通常充满空气，在此称为气室。在该气室中，由于温度梯度而产生对流。然而，气室并不是必须具备加热设备。术语“气室”仅仅是指玻璃不是处于真空中，而是在充满气体(特别是空气)的空间中，使得可以发生对流。该气室可以通过加热设备或以其他方式限定。对于本发明特别重要的是，隔板上方和下方的气室被隔板热分隔，从而限制了两个气室之间的垂直对流，因此温度波动小。
在一个实施例中，该装置是再拉伸装置，其中玻璃存储器因此由玻璃制成的预成形件形成或该装置包括用于玻璃制成的预成形件的保持器。在另一个实施例中，该装置是下拉装置或溢流熔融装置，其中玻璃存储器由拉伸槽形成。在下拉装置的情况下，拉伸槽包括在其下端的间隙式喷嘴。该装置可以在间隙式喷嘴下方的区域中包括一个或多个引导体。
此外，该装置可以包括本领域技术人员已知的其他部件，在此不再详细描述。这尤其包括至少一个冷却设备。此外，在下拉法或溢流熔融法的情况下，可以设置熔融设备，例如熔融坩埚或熔融池。
该方法可以包括一个或几个后处理步骤，特别是玻璃的切割、裁剪和/或精加工，以获得具有所需性质的平板玻璃。
平板玻璃
以下描述的特征，其是玻璃的材料性质，不仅适于作为该方法的最终产品的平板玻璃，而且适于该方法中用作起始材料的玻璃。平板玻璃优选地通过根据本发明的方法可生产和/或生产。
根据本发明的还是一种平板玻璃，该平板玻璃具有至少两个火抛光表面以及小于0.01-3*10-5*(1/K)*(Va-EW)+2.8*10-8*(1/K2)*(Va-EW)2的相对TTV，其中Va是加工温度，EW是软化点。
此外，根据本发明的还是一种具有至少两个火抛光表面以及小于0.01的相对TTV的平板玻璃。优选地，玻璃的加工温度Va与软化点EW之间的差为至少50K、特别是至少100K、至少150K或甚至至少200K。特别地，所述差为至多500K、优选地至多450K并且特别优选至多250K或至多150K。已经表明，由具有这些性质的玻璃可以得到具有本文所述的有利性质(特别是本文所述的TTV)的平板玻璃。在特别优选的设计中，平板玻璃是玻璃带、玻璃板或玻璃晶片。
优选地，平板玻璃是厚度小于2mm、特别是小于0.75mm、小于0.5mm或小于0.25mm的玻璃。在特别优选的实施例中，平板玻璃的厚度不超过100μm、不超过50μm、不超过30μm、不超过20μm或不超过10μm。在优选的实施例中，平板玻璃的宽度为10至1000mm、特别是至少50mm、至少100mm或至少200mm。优选地，其不应超过800mm、特别是700mm、600mm、450mm或304.8mm的值。
相对TTV小于0.009、小于0.007或小于0.005的平板玻璃是优选的。相对TTV通过在玻璃带的中心的2mm宽的带中连续测量薄化的玻璃体的厚度而测得，并且分别对长度为160mm的截面进行计算。相对TTV是这样的2mm宽和160mm长的截面的TTV除以其平均厚度。平均厚度是指对于这样的2mm宽和160mm长的截面测得的所有厚度值的平均值。TTV由这种2mm宽和160mm长的截面测得的最大和最小厚度值之差得出。
优选地，在相对于拉伸方向正交的迹线(Spuren)中测量厚度值。优选地，在每个迹线内，每毫米记录一个测量值。优选地，在拉伸方向上，迹线之间的距离为10mm。因此，优选地，在上述2mm宽和160mm长的截面的情况下，每条迹线测量两个厚度值(优选地在该截面的宽度位置0.5mm和1.5mm处)。优选地，测量16条迹线(优选地在该截面的长度位置5mm、15mm、25mm、…、155mm处)。因此，对于2mm宽和160mm长的截面，优选地测量2×16＝32个厚度值。
“火抛光表面”是特征在于特别低的粗糙度的表面。根据本发明的生产方法可以生产具有特定表面性质的平板玻璃。由于那些可以得到平板玻璃的生产方法，平板玻璃具有至少一个、特别是两个火抛光表面。与进行机械抛光相反，在火抛光的情况下未研磨表面，而是将要抛光的材料加热到如此高的温度以至于其平滑地流动(glattflieβt)。因此，通过火抛光生产光滑的表面的成本明显低于生产机械抛光的表面的成本。火抛光表面的粗糙度低于机械抛光表面的粗糙度。对于本发明的平板玻璃，“表面”是指上侧和/或下侧，也就是说与其余面相比最大的两个面。
本发明的平板玻璃的火抛光表面优选地具有至多5nm、优选地至多3nm、并且特别优选地至多1nm的均方根粗糙度(Rq或RMS)。平板玻璃的粗糙度深度Rt优选地为至多6nm、进一步优选地至多4nm并且特别优选地至多2nm。粗糙度深度根据DIN EN ISO 4287确定。根据本发明，粗糙度Ra优选地小于1nm。
在机械抛光的表面的情况下，粗糙度值更差。此外，在机械抛光的表面的情况下，在原子力显微镜(AFM)下可以看到抛光痕迹。此外，在AFM下还可以看到机械抛光剂(例如金刚石粉末、氧化铁和/或CeO2)的残留物。由于在抛光之后总是必须对机械抛光的表面进行清洁，因此玻璃表面的某些离子会被沥滤。某些离子的消减可以通过二次离子质谱(ToF-SIMS)检测。这样的离子例如是Ca、Zn、Ba和碱金属。
玻璃优选地选自硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、锗酸盐玻璃或硫属化物玻璃的组。特别优选的玻璃是硼硅酸盐玻璃、碱金属硅酸盐玻璃、碱土金属硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硅酸钛玻璃、硼酸镧玻璃或氟磷酸盐玻璃。特别优选的是，玻璃是光学玻璃，特别是重火石玻璃、有色玻璃或硼硅酸盐玻璃。
优选地，玻璃具有
-至少20重量％且至多85重量％的SiO2，
-至少3重量％的碱金属氧化物，
-至多5重量％的Al2O3，
-至多15重量％的B2O3，和/或
-最多3重量％的ZrO2。
特别优选地，玻璃包括以下成分
优选 更优选
SiO<sub>2</sub> 20至50重量％ 20至30重量％
Na<sub>2</sub>O 5至20重量％ 8至15重量％
K<sub>2</sub>O 5至20重量％ 8至15重量％
CaO 5至20重量％ 8至15重量％
BaO 5至20重量％ 8至15重量％
TiO<sub>2</sub> 20至50重量％ 20至30重量％
ZrO<sub>2</sub> 0.1至3重量％ 0.5至2重量％
Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub> 3至10重量％ 4至7重量％
还优选地，玻璃包括以下成分
优选 更优选
SiO<sub>2</sub> 60至85重量％ 75至83重量％
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 10至20重量％ 11至16重量％
Na<sub>2</sub>O 2至10重量％ 3至6重量％
K<sub>2</sub>O 0.1至10重量％ 0.25至2重量％
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 0.1至10重量％ 1至4重量％
在优选的实施例中，玻璃是有色玻璃、特别是蓝色玻璃，其包含一种或几种染色组分。这种染色组分特别是铜和钴。
优选的有色玻璃包括以下成分
Figure BDA0002468334840000101
Figure BDA0002468334840000111
ΣRO是碱土金属氧化物和ZnO的总和。ΣR2O是碱金属氧化物的总和。
在一个优选的实施例中，有色玻璃是含氟的有色玻璃，特别包含以下成分。
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> 25至75重量％
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 0.5至15重量％
CuO 1至20重量％
F/F<sub>2</sub> 1至30重量％
ΣRO 0至40重量％
ΣR<sub>2</sub>O 0.5至20重量％
由于以下组分的毒性和生态危害，玻璃优选地不含Pb、Cd、Ni和As。
当在本说明书中提及玻璃中没有一组分或玻璃不包含某种组分时，则意味着仅允许该组分以杂质存在于玻璃中。这意味着其非大量地被包含和/或没有将其作为玻璃组分添加到玻璃中。根据本发明，非大量是小于1000ppm、优选地小于500ppm并且最优选地小于100ppm的量。优选地，玻璃还不含在本说明书中未以玻璃组分提及的组分。根据一个优选的实施例，玻璃优选地由至少90重量％、进一步优选地至少95重量％、进一步优选地至少97.5重量％、进一步优选地至少99重量％、进一步优选地至少99.5重量％、进一步优选地至少99.9重量％在此提及的组分所组成。
示例
示例1(比较例)
在再拉伸系统中，将尺寸1650mm×340mm×14mm的重火石玻璃(NSF6)制成的平板玻璃预成形件再拉伸至中间区域的厚度为300μm。该玻璃具有以下组成：25重量％的SiO2、10重量％的Na2O、10重量％的K2O、10重量％的CaO、10重量％的BaO、25重量％的TiO2、1重量％的ZrO2、5重量％的Nb2O5。
再拉伸系统配置有加热和冷却设备，加热和冷却设备导致短的变形区，使得带的宽度损失小于80mm。加热设备由两个平行的SiC管组成，冷却设备由冷却剂流经的熔炉设施组成。用于测量当前温度的快速热电偶元件位于SiC管之间且在玻璃的变形区旁边(neben)。调节SiC加热元件的温度，使得必须以5-40N的力拉伸玻璃体。以时间依赖的方式测量热电偶元件上的温度以及净区域中的玻璃厚度。温度的波动示出的四分位间距为5.6K(见图5A-5D)。
通过分析2mm宽和160mm长的带的TTV，相对于拉伸方向上的波动评估了实验期间测得的厚度分布。相对TTV是当前TTV(以微米为单位)与净区域中的平均厚度的商。在示例1中，所得的相对TTV为0.015。
示例2(比较例)
熔炉隔板不接触预成形件
在再拉伸系统中，将尺寸1650mm×340mm×14mm的重火石玻璃(NSF6)制成的平板玻璃预成形件再拉伸至中间区域的厚度为300μm。该玻璃具有以下组成：25重量％的SiO2、10重量％的Na2O、10重量％的K2O、10重量％的CaO、10重量％的BaO、25重量％的TiO2、1重量％的ZrO2、5重量％的Nb2O5。
再拉伸系统配置有加热和冷却设备，加热和冷却设备导致短的变形区，使得带的宽度损失小于80mm。加热设备由两个平行的SiC管组成，冷却设备由冷却剂流经的熔炉设施组成。用于测量当前温度的快速热电偶元件位于SiC管之间且在玻璃的变形区旁边。在变形区和预热区之间，安装有与熔炉相连的隔板，该隔板与预成形件留有3mm的间隙。调节SiC加热元件的温度，使得必须以5-40N的力拉伸玻璃带。以时间依赖的方式测量热电偶元件上的温度以及净区域中的玻璃厚度。温度的波动示出的四分位间距(IQA)为2.15K(见图5A-5D)。
通过分析2mm宽和160mm长的带的TTV，相对于拉伸方向上的波动评估了实验期间测得的厚度分布。相对TTV是当前TTV(以微米为单位)与净区域中的平均厚度的商。在该示例中，所得的相对TTV为0.011。
示例3
熔炉隔板与预成形件接触
在再拉伸系统中，将尺寸1650mm×340mm×14mm的重火石玻璃(NSF6)制成的平板玻璃预成形件再拉伸至中间区域的厚度为300μm。该玻璃具有以下组成：25重量％的SiO2、10重量％的Na2O、10重量％的K2O、10重量％的CaO、10重量％的BaO，25重量％的TiO2、1重量％的ZrO2、5重量％的Nb2O5。
再拉伸系统配置有加热和冷却设备，加热和冷却设备导致短的变形区，使得带的宽度损失小于80mm。加热设备由两个平行的SiC管组成，冷却设备由冷却剂流经的熔炉设施组成。用于测量当前温度的快速热电偶元件位于SiC管之间且在玻璃的变形区旁边。在变形区和预热区之间，安装了由六方氮化硼制成的浮隔板(schwimmende Blende)，该隔板在引导鼻(接触部分)处在边缘区域接触预成形件，并且因此能够相对于预成形件定位自身，从而在玻璃体和间距部分之间的接触区域之外相对于预成形件间隙尺寸不超过1.5mm。调节SiC加热元件的温度，使得必须以5-40N的力拉伸玻璃带。以时间依赖的方式测量热电偶元件上的温度以及净区域中的玻璃厚度。温度的波动示出的四分位间距(IQA)为0.9K(见图5A-5D)。
通过分析2mm宽和160mm长的带的TTV，相对于拉伸方向上的波动评估了实验期间测得的厚度分布。相对TTV是当前TTV(以微米为单位)与净区域中的平均厚度的商。在该示例中，所得的相对TTV为0.0085。
示例4
熔炉隔板与预成形件接触，圆柱形隔板元件
在再拉伸系统中，将尺寸1650mm×340mm×14mm的重火石玻璃(NSF6)制成的平板玻璃预成形件再拉伸至中间区域的厚度为300μm。该玻璃具有以下组成：25重量％的SiO2、10重量％的Na2O、10重量％的K2O、10重量％的CaO、10重量％的BaO、25重量％的TiO2、1重量％的ZrO2、5重量％的Nb2O5。
再拉伸系统配置有加热和冷却设备，加热和冷却设备导致短的变形区，使得带的宽度损失小于80mm。加热设备由两个平行的SiC管组成，冷却设备由冷却剂流经的熔炉设施组成。用于测量当前温度的快速热电偶元件位于SiC管之间且在玻璃的变形区旁边。在变形区和预热区之间安装有根据图4的隔板，该隔板相对于玻璃体留有0.5mm的间隙。调节SiC加热元件的温度，使得必须以5-40N的力拉伸玻璃带。以时间依赖的方式测量热电偶元件上的温度以及净区域中的玻璃厚度。温度的波动示出的四分位间距为0.5K。
通过分析2mm宽和160mm长的带的TTV，相对于拉伸方向上的波动评估了实验期间测得的厚度分布。相对TTV是当前TTV(以微米为单位)与净区域中的平均厚度的商。在该示例中，所得的相对TTV为0.0063。
示例5
熔炉隔板与预成形件接触
在再拉伸系统中，将尺寸1650mm×340mm×14mm的硼硅酸盐玻璃(硼浮法玻璃(Borofloat))制成的平板玻璃预成形件再拉伸至中间区域的厚度为170μm。该玻璃具有以下组成：80重量％的SiO2、12.5重量％的B2O3、4重量％的Na2O、0.5重量％的K2O、2重量％的Al2O3。
再拉伸系统配置有加热和冷却设备，加热和冷却设备导致短的变形区，使得带的宽度损失小于80mm。加热设备由两个平行的SiC管组成，冷却设备由冷却剂流经的熔炉设施组成。用于测量当前温度的快速热电偶元件位于SiC管之间且在玻璃的变形区旁边。在变形区和预热区之间，安装了由六方氮化硼制成的浮隔板，该隔板在引导鼻处在边缘区域接触预成形件，并且因此能够相对于预成形件定位自身，使得在接触区域之外相对于预成形件间隙尺寸不超过1.5mm。调节SiC加热元件的温度，使得必须以5-40N的力拉伸玻璃带。以时间依赖的方式测量热电偶元件上的温度以及净区域中的玻璃厚度。温度的波动示出的四分位间距(IQA)为0.9K。
通过分析2mm宽和160mm长的带的TTV，相对于拉伸方向上的波动评估了实验期间测得的厚度分布。相对TTV是当前TTV(以微米为单位)与净区域中的平均厚度的商。在该示例中，所得的相对TTV为0.0041。
示例6
熔炉隔板与预成形件接触
在再拉伸系统中，将尺寸800mm×200mm×14mm的蓝色玻璃(BG 66)制成的平板玻璃预成形件再拉伸至中间区域的厚度为110μm。
再拉伸系统配置有加热和冷却设备，加热和冷却设备导致短的变形区，使得带的宽度损失小于80mm。加热设备由两个平行的SiC管组成，冷却设备由冷却剂流经的熔炉设施组成。用于测量当前温度的快速热电偶元件位于SiC管之间且在玻璃的变形区旁边。在变形区和预热区之间，安装了由六方氮化硼制成的浮隔板，该隔板在引导鼻处在边缘区域接触预成形件，并且因此能够相对于预成形件定位自身，使得在接触区域之外相对于预成形件的间隙尺寸不超过1.5mm。调节SiC加热元件的温度，使得必须以5-40N的力拉伸玻璃体。以时间依赖的方式测量热电偶元件上的温度以及净区域中的玻璃厚度。温度的波动示出的四分位间距(IQA)为0.9K(见图5A-5D)。
通过分析2mm宽和160mm长的带的TTV，相对于拉伸方向上的波动评估了实验期间测得的厚度分布。相对TTV是当前TTV(以微米为单位)与净区域中的平均厚度的商。在该示例中，所得的相对TTV为0.0094。
示例7
熔炉隔板与预成形件接触
在再拉伸系统中，将尺寸1650mm×400mm×8mm的钠钙浮法玻璃制成的平板玻璃预成形件再拉伸至中间区域的厚度为200μm。该玻璃具有以下组成：71.7重量％的SiO2、1.2重量％的Al2O3、0.2重量％的Fe2O3、0.1重量％的TiO2、0.4重量％的SO3、6.7重量％的CaO、4.2重量％的MgO、15重量％的Na2O、0.4重量％的K2O。
再拉伸系统配置有加热和冷却设备，加热和冷却设备导致短的变形区，使得带的宽度损失小于80mm。加热设备由两个平行的SiC管组成，冷却设备由冷却剂流经的熔炉设施组成。用于测量当前温度的快速热电偶元件位于SiC管之间且在玻璃的变形区旁边。在变形区和预热区之间，安装了由六方氮化硼制成的浮隔板，该隔板在引导鼻处在边缘区域接触预成形件，并且因此能够相对于预成形件定位自身，使得在接触区域之外相对于预成形件间隙尺寸不超过1.5mm。调节SiC加热元件的温度，使得必须以5-40N的力拉伸玻璃体。以时间依赖的方式测量热电偶元件上的温度以及净区域中的玻璃厚度。温度的波动示出的四分位间距(IQA)为0.9K(见图5A-5D)。
通过分析2mm宽和160mm长的带的TTV，相对于拉伸方向上的波动评估了实验期间测得的厚度分布。相对TTV是当前TTV(以微米为单位)与净区域中的平均厚度的商。在该示例中，所得的相对TTV为0.0051。
示例8
熔炉隔板与预成形件接触
在再拉伸系统中，将尺寸800mm×200mm×14mm的蓝色玻璃(BG 56)制成的平板玻璃预成形件再拉伸至中间区域的厚度为110μm。该玻璃具有以下组成：68重量％的P2O5、7重量％的Al2O3、1重量％的Li2O、5重量％的Na2O，、6重量％的K2O、4重量％的MgO、2重量％的La2O3、6重量％的CuO、1重量％的V2O5。
再拉伸系统配置有加热和冷却设备，加热和冷却设备导致短的变形区，使得带的宽度损失小于80mm。加热设备由两个平行的SiC管组成，冷却设备由冷却剂流经的熔炉设施组成。用于测量当前温度的快速热电偶元件位于SiC管之间且在玻璃的变形区旁边。在变形区和预热区之间，安装了由六方氮化硼制成的浮隔板，该隔板在引导鼻处在边缘区域接触预成形件，并且因此能够相对于预成形件定位自身，使得在接触区域之外相对于预成形件间隙尺寸不超过1.5mm。调节SiC加热元件的温度，使得必须以5-40N的力拉伸玻璃体。以时间依赖的方式测量热电偶元件上的温度以及净区域中的玻璃厚度。温度的波动示出的四分位间距(IQA)为0.9K(见图5A-5D)。
通过分析2mm宽和160mm长的带的TTV，相对于拉伸方向上的波动评估了实验期间测得的厚度分布。相对TTV是当前TTV(以微米为单位)与净区域中的平均厚度的商。在该示例中，所得的相对TTV为0.0088。
示例的讨论
结果表明，随着温度的四分位间距减小，TTV值的中位数也减小。因此，特别有利的是实现尽可能小的间隙距离。所使用的光学玻璃的加工点Va(粘度104dPas时)为817℃，软化点EW(107.6dPas)为681℃。所用的硼浮法玻璃的加工点Va(粘度104dPas时)为1270℃，软化点EW(107.6dPas)为820℃。
下表汇总了结果：
实验 Va[℃] EW[℃] V<sub>a</sub>-EW[K] IQA<sub>温度</sub>[K] 相对TTV
示例1 817 681 136 5.6 0.015
示例2 817 681 136 2.15 0.0113
示例3 817 681 136 0.9 0.0085
示例4 817 681 136 0.5 0.0063
示例5 1270 820 450 0.9 0.0041
示例6 596 496 100 0.9 0.0095
示例7 1030 695 335 0.9 0.0051
示例8 610 490 120 0.9 0.0088
因此，根据本发明，实现了＜0.01的相对TTV。特别地，本发明允许对玻璃实现<0.01的相对TTV，其中EW和Va之间的差<500K或<450K或<150K。Va和EW之间的差越小，玻璃越陡，即在温度波动的情况下粘度曲线的斜率越大且TTV越敏感。
当绘制相对TTV与(Va-EW)的关系(图6、7、8)时，则可以看出，通过浮隔板，实现相对TTV小于0.01-3*10-5*(1/K)*(Va-EW)+2.8*10-8*(1/K2)*(Va-EW)2。
附图说明
图1A以俯视图示出了根据本发明的装置中的隔板组件，玻璃体位于隔板中。
图1B示出了图1A的隔板组件的侧视截面图。
图2示出了根据本发明的装置中的隔板组件的透视图。
图3示出了根据本发明的装置中的隔板组件的示意性侧视图。
图4A以侧视截面图示出了根据本发明的装置中的隔板组件。
图4B示出了根据本发明的具有隔板组件的装置的截面透视图。
图5A至5D示出了根据本发明的方法中的温度分布的测量数据。
图6示出了在与加工温度和软化点之间的差相关的实验中获得的相对TTV。
图7示出了在与加工温度和软化点之间的差相关的实验中获得的相对TTV。
图8示出了在与加工温度和软化点之间的差相关的实验中获得的相对TTV。
具体实施方式
以下解释的本发明的实施例用于说明，并不限制本发明的主题。
在图1A、1B和2中示出了可行的实施例。由六方氮化硼制成的真实隔板位于支撑板上，支撑板具有比隔板大的开口。隔板可以在支撑板上滑动并且因此相对于玻璃带定位自身。在这种设计中，隔板包括六个引导鼻形式的突出的接触部分，它们可以接触玻璃。在此，引导鼻设置有在玻璃带的方向上倾斜的斜面，使得玻璃带可以将隔板推到正确的位置。
当提供多个加热器时，在隔板下方且在加热器之间测量热区的温度。为了进行测量，使用线径0.1mm、标称直径小于0.3mm的K型热电偶元件。测量的采样速率为一秒。这种设置具有低的热惯量，并且允许测量变形区中空气温度的波动。
图1A示出了在隔板2的开口中的玻璃带1。隔板2包括接触玻璃带1的接触部分3。接触部分3设计为引导鼻。两个引导鼻分别接触玻璃带1的上侧和下侧，并且一个引导鼻分别接触两个窄侧。在此，在隔板2不接触玻璃带1的位置处，在玻璃带1与隔板2的间距部分之间形成间隙。所示的隔板2一体地形成。然而，根据本发明，隔板2也可形成为多个部分。
图1B示出了与图1A所示类型相同的隔板2。隔板2包括设计为引导鼻的接触部分3。接触部分3在玻璃带1的方向上倾斜。此外，隔板组件包括盖板7。隔板2位于底板5上，底板5是热成形区6的壳体的一部分。
图2也示出了进入热成形区6的玻璃带1。所示的装置包括壳体，其包括用于隔板2的底板5和布置在隔板上的盖板7。
图3示出了类似于图2的设置，并且示出了用于确定热成形区中的温度分布的热电偶元件8的布置。
图4示出了另一实施例。该实施例的优点在于，在玻璃带的两侧上产生相同的间隙尺寸。由耐热材料(氧化铝、熔融石英、石英玻璃等)制成的圆形管或棒位于朝玻璃带方向倾斜的斜面上。因此，它们朝着玻璃滚动。这些管设置有由玻璃接触材料(例如，六方氮化硼)制成的间隔物形式的接触部分，使得可以调节所定义的间隙。在此，间隔物定位成使得不接触之后的玻璃带的净区域。净区域是没有上述边缘的用于最终产品的玻璃带的部分。
图4A示出了具有根据本发明的隔板组件的装置的替代设计。在此使用圆柱形的隔板元件9，该隔板元件9布置在支撑件10上，支撑件10具有在玻璃带1的方向上的斜面。支撑件10进而布置在底板5上，该底板可以表示热成形区的壳体的构件。圆柱形的隔板元件9包括接触部分11，接触部分11设计为隔板元件9的直径增大的区域。
图4B也示出了具有圆柱形隔板元件的装置。
图5A至5B示出了在根据本发明的方法期间对于示例1-3测量的热成形区中温度的四分位间距。在此，上面的曲线示出了在示例3的隔板的情况下温度随时间的变化过程；中间的曲线示出了示例2中温度随时间的变化过程；下面的曲线示出了示例1中温度随时间的变化过程。右侧示出了测量的温度的频率。分布的宽度反映了温度值的波动。
图6示出了相对TTV，其取决于玻璃的加工温度Va和软化点EW之间的差。可以看出，所述差越大，即玻璃“越长”，关于相对TTV则越容易获得最佳结果。然而，还可以看出，在给定玻璃的情况下，隔板的类型对可实现的相对TTV有至关重要的影响。
图7示出了表征根据本发明的平板玻璃的方程的曲线图。曲线上方的值通过现有技术的隔板实现，曲线下方的值根据本发明的方案实现。
图8再次示出了相对TTV，其取决于加工温度和软化点之间的差的并且取决于隔板变型，在此参考在本文中示出的示例。
附图标记列表
1 玻璃带
2 隔板
3 接触部分
4 间隙
5 底板
6 热成形区
7 盖板
8 热电偶元件
9 圆柱形隔板元件
10 支撑件
11 圆柱形隔板元件的接触部分

Claims (16)

1.一种用于生产具有至少两个火抛光表面的平板玻璃的方法，
其中设置热成形区（6），玻璃带（1）的玻璃在所述热成形区（6）中通过一温度范围，所述温度范围包括玻璃的加工温度Va，
其中设置隔板（2），其用于在所述玻璃带（1）的玻璃具有其加工温度Va的区域与玻璃具有其转化温度Tg的区域之间的气室的热分隔，
其中所述隔板（2）形成开口，所述玻璃带（1）能够移动通过所述开口，
其特征在于，
所述隔板（2）分别在至少两侧上的至少一点处接触热的玻璃带(1)，
并且其中，所述隔板（2）的接触部分（3、11）接触玻璃带（1），并且所述隔板（2）包括间距部分，所述间距部分不接触玻璃带（1）并且在所述玻璃带（1）和所述隔板（2）的间距部分之间形成间隙（4），其中所述间隙（4）的宽度为至多5mm，
其中所述隔板接触的侧是具有最大表面的侧，其中所述隔板是滑动的，使得隔板跟随玻璃带的运动而不改变间隙宽度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法是再拉伸法、下拉法或溢流熔融法。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述热成形区（6）的壳体的玻璃出口或玻璃入口处布置隔板（2）。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述热成形区（6）中的温度均匀性的特征在于四分位间距小于2K。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，隔板（2）能够至少部分地相对于所述热成形区（6）的壳体移动。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，每个接触部分在玻璃带的宽度方向的接触区域的尺寸小于10cm，并且每个接触部分在玻璃带的长度方向的接触区域的尺寸小于10cm。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述隔板（2）在玻璃带的边缘处在从玻璃带的边缘延伸过对应于至多30％的宽度的区域中接触玻璃带。
8.一种用于生产平板玻璃的装置，其具有
至少一个玻璃存储器，
至少一个热成形区（6），
至少一个拉伸设备，其适于在所述装置中的玻璃带（1）上施加拉力，
其中所述热成形区（6）包括至少一个用于所述热成形区（6）的气室的热分隔的隔板（2），其中所述隔板（2）形成开口，所述玻璃带（1）能够被引导通过所述开口，
其特征在于
所述隔板包括接触部分（3、11），所述接触部分（3、11）构造成分别在至少两侧上的至少一点处接触玻璃带（1），
其中，所述隔板（2）包括间距部分，所述间距部分与所述玻璃带（1）成距离地布置，
其中所述隔板接触的侧是具有最大表面的侧，其中所述隔板是滑动的，使得隔板跟随玻璃带的运动而不改变间隙宽度。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，隔板（2）布置在所述热成形区（6）的壳体的玻璃出口处和/或隔板（2）布置在所述热成形区（6）的壳体的玻璃入口处。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其中，所述装置是再拉伸装置、下拉装置或溢流熔融装置。
11.根据权利要求8或9所述的装置，其中，所述隔板（2）包括布置在支撑件（10）上的一个或多个圆柱形隔板元件（9），并且其中，所述支撑件在所述玻璃带的方向上具有斜面。
12.根据权利要求8或9所述的装置，其中，所述隔板（2）能够至少部分地相对于所述热成形区（6）的壳体移动。
13.根据权利要求8或9所述的装置，其中，每个接触部分在玻璃带的宽度方向的接触区域的尺寸小于10cm，并且每个接触部分在玻璃带的长度方向的接触区域的尺寸小于10cm。
14.根据权利要求8或9所述的装置，其中，所述隔板（2）在玻璃带的边缘处在从玻璃带的边缘延伸过对应于至多30％的宽度的区域中接触玻璃带。
15.根据权利要求8或9所述的装置，在所述玻璃带和所述隔板的间距部分之间形成间隙，其中所述间隙的宽度为至多5mm。
16.根据权利要求8或9所述的装置，其中所述隔板的间距部分和玻璃带之间的间隙是均匀的。
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