DE102004004590B4

DE102004004590B4 - Fördereinrichtung für Glasschmelze sowie ein Verfahren zum Herstellen von Glasprodukten

Info

Publication number: DE102004004590B4
Application number: DE102004004590.9A
Authority: DE
Inventors: Tomamoto Masahiro; Shigeaki Aoki; Tatsuya Takaya
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2004-01-29
Publication date: 2014-06-12
Anticipated expiration: 2024-01-30
Also published as: DE102004004590A1; TW200420512A; CN1524811A; TWI342303B; KR101141231B1; US20040182113A1; KR20040072468A; US7017372B2; TW201116496A; CN100434377C

Abstract

Fördereinrichtung für Glasschmelze, mit: einem Schmelzofen, der als Förderquelle für Glasschmelze dient; und mit einem Förderkanal, durch den Glasschmelze vom Schmelzofen zu einer Formvorrichtung für Glasprodukte geleitet wird, wobei die Glasschmelze eine Eigenschaft aufweist, bei der eine Temperatur, bei der die Glasschmelze eine Viskosität von 1000 dPas aufweist, 1350°C oder mehr beträgt, und der Förderkanal einen Verteilungsbereich aufweist, der mit einem Strömungsausgang des Schmelzofens verbunden ist, und dass eine Vielzahl von abzweigenden Kanälen gegeben ist, die vom Verteilungsbereich abzweigen und zu einer Vielzahl von Formvorrichtungen verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Verteilungswiderstand liefernden Bereichen, die der durch den jeweiligen abzweigenden Kanal fließenden Glasschmelze einen Verteilungswiderstand entgegensetzen, jeweils in den abzweigenden Kanälen vorgesehen sind, und dass jeder der Verteilungswiderstand liefernden Bereiche eine Vielzahl von Ablenkplatten aufweist, die im abzweigenden Kanal vorgesehen sind.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fördertechnik für Glasschmelze. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Verbesserung einer Fördereinrichtung für Glasschmelze, wobei Glasschmelze hoher Viskosität, wie z. B. für Flachglas für Flüssigkristallanzeigen, von einem Schmelzofen zu einer Formvorrichtung geführt wird, sowie eine Verbesserung eines Verfahrens zur Herstellung von Glasprodukten wie z. B. Flachglas für Flüssigkristallanzeigen, wobei die Glasschmelze vom Schmelzofen aus zugeführt wird.
2. Stand der Verfahren
In den letzten Jahren hat es eine rapide ansteigende Nachfrage nach einem Glassubstrat für Flachbildschirme wie z. B. Flüssigkristallanzeigen (LCD) und Leuchtanzeigen (ELD), Abdeckglas für verschiedene Bildsensoren wie z. B. ladungsgekoppelte Bausteine (CCD), Vergrößerung auf natürliche Größe, Festkörper-Kontaktbildsensoren (CIS), und CMOS-Bildsensoren, sowie ein Glassubstrat für Festplatten und Filter gegeben.
Das für die vorstehend genannten sowie entsprechenden Elemente verwendete Glas ist hochviskoses Glas, während das für Elemente wie z. B. Glasplatten oder Glastrichter für Kathodenstrahlröhren (CRT), Fensterglas, Vasen und Haushaltsgeschirr sowie entsprechende Gegenstände verwendete Glas niedrige Viskosität aufweist. Diese Glasarten weisen sehr unterschiedliche Eigenschaften auf.
Betrachten wir nun beispielsweise Glas hoher Viskosität, nichtalkalisches Glas für Flüssigkristallanzeigen und typisches Glas mit niedriger Viskosität wie Natronkalkglas für Behälter. Gemäß 5 zeigt die Leistungskurve A des Glases für die Flüssigkristallanzeige, dass die Viskosität so lange nicht in passender Weise gemindert wird, bis die Temperatur einen extrem hohen Temperaturbereich von ca. 1400°C oder mehr erreicht hat, und der gleichmäßige Fluss der Glasschmelze in der zu beschreibenden Fördereinrichtung nicht aufrecht erhalten werden kann. Die Leistungskurve B des Natronkalkglases zeigt andererseits, dass die Viskosität in geeigneter Weise bei einer Temperatur von ca. 1200°C oder weniger niedriger geworden ist. Genauer gesagt: bei dem Glas für die Flüssigkristallanzeige (Leistungskurve A) beträgt die Viskosität 1000 dPas oder weniger bei einer Temperatur von ca. 1460°C oder mehr. Demgegenüber beträgt die Viskosität bei dem Natronkalkglas (Leistungskurve B) 1000 dPas oder weniger bei einer Temperatur von ca. 1180°C oder mehr.
Weist Glas hoher Viskosität eine Viskosität von 1000 dPas auf, beträgt die entsprechende Temperatur im Allgemeinen wenigstens 1350°C. Bei Glas mit besonders hoher Viskosität beträgt die Temperatur 1420°C oder mehr. Weist Glas mit niedriger Viskosität eine Viskosität von 1000 dPas auf, beträgt die entsprechende Temperatur 1250°C oder weniger. Bei Glas mit besonders niedriger Viskosität beträgt die Temperatur 1200°C oder weniger. Somit kann Glas hoher Viskosität und Glas niedriger Viskosität aufgrund des Verhältnisses zwischen Temperatur und Viskosität voneinander unterschieden werden.
Bei der Herstellung der vorstehend beschriebenen Elemente aus Glas hoher Viskosität wird das Glas hoher Viskosität in Form von Glasschmelze zu einer Formvorrichtung geführt, wo es zu einem Flachglassubstrat geformt wird. Daher wird bei der Herstellung derartiger Gegenstände ein Schmelzofen, der als Quelle für Glasschmelze dient, und eine Fördervorrichtung für Glasschmelze, die einen Förderkanal aufweist, durch den die Glasschmelze aus dem Brennofen zu der Formvorrichtung geleitet wird, eingesetzt.
Bei der Fördereinrichtung für Glasschmelze muss die Viskosität der Schmelze niedriger werden, damit die Schmelze gleichmäßig durch den Förderkanal vom Schmelzofen zur Formvorrichtung geführt werden kann. Wie aus vorstehendem Vergleich zwischen den Leistungskurven A und B gemäß 5 leicht zu erkennen ist, muss in diesem Fall die Temperatur von Glas hoher Viskosität viel höher sein als die von Glas niedriger Viskosität, so dass diese Glasarten die gleiche niedrige Viskosität aufweisen.
Daraus folgt, dass es bei einer Fördereinrichtung für Glasschmelze hoher Viskosität schwieriger ist, die Glasschmelze gleichmäßig fließen zu lassen als bei einer Fördereinrichtung für Glasschmelze niedriger Viskosität, so dass die erstgenannte Vorrichtung so ausgelegt sein sollte, dass das Fließvermögen der Schmelze nicht behindert wird. Wie z. B. in JP 2000185923 A (2) offenbart, wird bei Verwendung von Glas hoher Viskosität zum Beispiel die Vorrichtungsart verwendet, bei der die Glasschmelze vom Schmelzofen durch einen einzelnen Förderkanal (im Folgenden auch „Einzelförderer” genannt) in die Formvorrichtung geleitet wird.
Demgegenüber wird gemäß JP 48017845 A und JP 62176927 A , JP 06024752 A und JP 2000313623 A bei jeder der offenbarten Einrichtungen Glasschmelze aus einem Schmelzofen durch eine Verteilungskammer zu mehreren abzweigenden Kanälen befördert (im Folgenden auch „Mehrfachförderer” genannt). Mehrfachförderer sind jedoch eher für Glas niedriger als für Glas hoher Viskosität wie vorstehend beschrieben geeignet. Genauer gesagt: in JP 48017845 A ist ein „Fensterglas” offenbart, wohingegen in JP 62176927 A ein „Glasposten” und „Glas für Behälter” offenbart sind. JP 06024752 A umfasst eine Beschreibung einer „Glasflasche” und eine Beschreibung einer Glaszusammensetzung in Tabelle 1, in der Glas niedriger Viskosität eindeutig vorgeschlagen wird. JP 2000313623 A beschreibt „eine Glasflasche und Glaswaren”, und daher bezieht sich der in jedem der Dokumente offenbarte Mehrfachförderer eindeutig auf Glas niedriger Viskosität.
Aus der US 5 573 569 A ist eine Glasschmelzvorrichtung bekannt, bei der geschmolzenes Glas über eine Verteilerkammer in mehrere Kanäle einströmen kann, um von dort abgezogen und weiterwendet zu werden. Zur Abkühlung der Glasströmung sehen die einzelnen Kanäle unterschiedliche Formgebungen vor mit dem Ziel, die Kühlleistung möglichst zu erhöhen. Auch ein als Rührwerk ausgebildetes Kühlelement wird beschrieben, mit dem ein Temperaturausgleich in der Glasschmelze erzeugt werden soll.
Eine Fördereinrichtung für Glasschmelze hoher Viskosität muss die Glasschmelze im Schmelzofen auf extrem hohen Temperaturen (z. B. 1500°C oder mehr) unter Verwendung von Heizvorrichtungen halten. Bei der herkömmlichen Vorrichtung, bei der für jeden Förderkanal ein Schmelzofen vorgesehen ist, wird jedoch dann, wenn Glasschmelze durch die Vielzahl von Förderkanälen zu einer Vielzahl von Formvorrichtungen geleitet wird, Wärme von der gesamten Peripherie der Vielzahl von Schmelzöfen abgegeben, so dass die Menge der abgestrahlten Wärme pro Flächeneinheit zwangsläufig groß ist. Darüber hinaus kann der gesamte Bereich der Wärmestrahlung groß sein; genauer gesagt: der gesamte Bereich der Wärmestrahlung kann groß sein, wodurch die für die Erwärmung erforderlichen Kosten enorm ansteigen können.
Ferner erodiert ein feuerfestes Material (wie z. B. Schamottestein) für Schmelzöfen, da es bei hohen Temperaturen mit der Glasschmelze in Berührung kommt. Die Gründe hierfür sind folgende: Im niedrigen Temperaturbereich sind verschiedene Arten derartiger feuerfester Materialien erhältlich, und ein feuerfestes Material, das bei Kontakt mit Glasschmelze weniger erosionsanfällig ist, kann relativ einfach für den niedrigen Temperaturbereich ausgewählt werden. Demgegenüber kann das feuerfeste Material leicht erodieren, indem es mit Glasschmelze aus dem hohen Temperaturbereich in Berührung kommt, und das feuerfeste Material, das hohen Temperaturen im hohen Temperaturbereich widerstehen kann, ist auf ein Material mit hohem Zirkongehalt begrenzt. Somit ist die Auswahlmöglichkeit begrenzt bzw. die Wahl eines derartigen feuerfesten, weniger erosionsanfälligen Materials unmöglich.
Daher kommen dann, wie bei der herkömmlichen Vorrichtung, wenn bei einer Fördereinrichtung für Glasschmelze hochviskoser Art für jeden Förderkanal ein Schmelzofen vorhanden ist, die Innenwandflächen der Vielzahl von Schmelzöfen im Wesentlichen ganz mit Glasschmelze in Berührung, da die Glasschmelze durch die Vielzahl von Förderkanälen zu der Vielzahl von Formvorrichtungen geleitet wird. Daraus folgt, dass sich die Menge des erodierten Fremdmaterials in der Glasschmelze, das in die Förderkanäle gelangt, bzw. die Menge des heterogenen Glases, das aufgrund der Erosion produziert wird, erhöht. Durch das erodierte Fremdmaterial bzw. das heterogene Glas kann die Qualität der durch die Formvorrichtungen hergestellten Glasprodukte sowie der Ertrag gemindert werden.
Demgegenüber muss bei einer Fördereinrichtung für Glasschmelze niedriger Viskosität die Glasschmelze in ihren Schmelzöfen nur auf wesentlich niedrigeren Temperaturen gehalten zu werden, als bei hochviskosem Glas, wie vorstehend beschrieben. Selbst bei einem großen Wärmestrahlungsbereich ist die Gesamtmenge der Wärmestrahlung und sind auch die Energiekosten nicht zu groß, da in diesem Fall die Menge der Wärmestrahlung pro Flächeneinheit gering ist. Die Temperatur des Glases niedriger Viskosität verlässt während der Förderung von den Schmelzöfen zu den Formvorrichtungen den Niedrigtemperaturbereich nicht. Daher kann aus vorstehend genannten Gründen die Erosion der Schmelzöfen verhindert werden. Wenn daher der Kontaktbereich zwischen den Innenwandflächen der Schmelzöfen und der Glasschmelze groß ist, wird die Qualität der geformten Produkte bzw. der Ertrag aufgrund der erodierten Fremdmaterialien nicht gemindert.
Angesichts der Probleme, die auf übermäßige Wärmestrahlung und erodierte Fremdmaterialien zurückzuführen sind, kann die Anwendung der herkömmlichen Mehrfachförderer zum Weiterleiten von Glas niedriger Viskosität von Schmelzöfen zu Formvorrichtungen nicht vorteilhaft sein. Die Anwendung der Mehrfachförderer für Glas niedriger Viskosität, dessen Fließfähigkeit unvergleichbar höher ist als Glas hoher Viskosität, ist vorteilhaft, zum Beispiel für die Massenproduktion und andere Zwecke. Deshalb werden heutzutage Mehrfachförderer zum Weiterleiten von Glas niedriger Viskosität verwendet.
Genauer gesagt: Die bei übermäßiger Wärmestrahlung und erodierten Fremdmaterialien auftretenden Nachteile sind typisch bei Fördereinrichtungen Glasschmelze hoher Viskosität. Allerdings sind die Probleme hinsichtlich Wärmestrahlung oder erodierten Fremdmaterialien im Bereich der Glasherstellung aus hochviskosem Glas heutzutage nicht einmal erkannt worden. Dies ist so, weil man bei hochviskosem Glas allgemein der Ansicht ist, dass sich in dem Moment, in dem die Verwendung der Einfachförderer als wichtige Konfiguration aufgegeben wird, die Fließfähigkeit der Glasschmelze verringern würde, die Verformung unter Verwendung der Formvorrichtung nicht gleichmäßig durchgeführt werden könnte und die sich ergebenden Produkte erkennbare Fehler aufweisen müssten. Daher wäre eine Modifizierung der herkömmlichen Einfachförderer auf unterschiedliche Art und Weise die denkbar beste Verbesserung, um Glasschmelze auf optimale Weise zu den Formvorrichtungen transportieren zu können.
Aus den vorgenannten Gründen sind bei der herkömmlichen Fördereinrichtung für hochviskose Glasschmelze keine Gegenmaßnahmen ergriffen worden, um die Probleme der Wärmestrahlung bzw. der erodierten Fremdmaterialien in den Schmelzöfen zu lösen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lösung der vorstehend genannten Nachteile. Aufgabe der Erfindung ist es, die Probleme zu lösen, die typisch sind für die Weiterleitung von hochviskosem Glas, wie z. B. Zunahme der Energiekosten aufgrund der übermäßigen Wärmestrahlung von den Schmelzöfen, Qualitätsminderung der Produkte aufgrund einer übermäßigen Menge erodierter Fremdmaterialien und Reduzierung des Produktionsertrages in Verbindung mit dem herkömmlichen Förderverfahren von hochviskoser Glasschmelze.
Die vorstehend beschriebene Aufgabe wird erreicht, indem eine erfindungsgemäße Fördereinrichtung für Glasschmelze einen Schmelzofen, der als Quelle für die Schmelze dient, und einen Förderkanal aufweist, durch den Glasschmelze aus dem Schmelzofen zu einer Formvorrichtung für ein Glasprodukt geführt wird. Die Glasschmelze kann eine Temperatur von 1350°C oder höher aufweisen, bei der sie eine Viskosität von 1000 dPas aufweist, und der Förderkanal umfasst einen Verteilungsbereich, der mit einem Ausgang des Schmelzofens verbunden ist, und mehrere Kanäle zweigen von dem Verteilungsbereich ab und verlaufen zu mehreren Formvorrichtungen. Festzustellen ist, dass der Verteilungsbereich vorzugsweise als Speicherbereich dienen kann, in dem der Schmelzfluss vorübergehend aufgenommen werden kann; der Bereich kann jedoch ein einfacher Sammelbereich von abzweigenden Kanälen ohne eine derartige Funktion sein.
Die Vorrichtung ist hierbei für Glasschmelze gedacht, die einer Temperatur von 1350°C oder mehr ausgesetzt sein kann, wenn die Glasschmelze eine Viskosität von 1000 dPas aufweist, und daher ist das Glas hochviskoses Glas, wie eindeutig aus dem Vorstehenden ersichtlich, und unterscheidet sich von Glas niedriger Viskosität. Festzustellen ist, dass Glasschmelze, die einer Temperatur von wenigstens 1420°C ausgesetzt werden kann, bei der sie eine Viskosität von 1000 dPas aufweist, vorteilhaft von Glas niedriger Viskosität unterschieden werden kann. Das hochviskose Glas enthält nichtalkalisches Glas (mit einem Alkaligehalt, der beispielsweise 0,1% oder weniger beträgt, insbesondere 0,05% oder weniger).
Bei dieser Konfiguration verläuft die Vielzahl der abzweigenden Kanäle vom Schmelzofen durch den Verteilungsbereich, und im Schmelzofen befindliche Glasschmelze wird über die entsprechenden Kanäle zu den Formvorrichtungen weitergeleitet. Daher ist hier der durch Aufteilen des Wärmestrahlungsbereiches des Schmelzofens durch die Anzahl der abzweigenden Kanäle erzeugte Wert, d. h. der Wärmestrahlungsbereich des Schmelzofens pro Kanal, viel kleiner als der Wärmestrahlungsbereich eines Schmelzofens pro Förderkanal mehrerer Einfachförderer mit mehreren Schmelzöfen, deren Gesamtvolumen dem Volumen des erfindungsgemäßen Schmelzofens entspricht. Anders ausgedrückt: Wenn das Volumen des erfindungsgemäßen Schmelzofens dem Gesamtvolumen der Schmelzöfen der Vielzahl von herkömmlichen Einfachförderer gleicht, ist der Wärmestrahlungsbereich des Schmelzofens pro abzweigendem Kanal erfindungsgemäß viel kleiner als der Wärmestrahlungsbereich des Ofens pro Förderkanal der herkömmlichen Einfachfördereinrichtung. Auf diese Weise ist der Wärmestrahlungsbereich des Schmelzofens pro einem abzweigendem Kanal viel kleiner als der der herkömmlichen Vorrichtung (Einfachförderer), die Menge der Wärmestrahlung vom Schmelzofen pro abzweigendem Kanal ist nicht übermäßig, wodurch verhindert werden kann, dass die erforderlichen Energiekosten pro Fertigungslinie übermäßig ansteigen, was wiederum zu einer Reduzierung der Herstellungskosten führt.
Ferner ist bei dieser Konfiguration der durch Teilen des Innenwandbereichs des Schmelzofens, der mit der Glasschmelze in Berührung kommt, durch die Anzahl abzweigender Kanäle erzeugte Wert, in anderen Worten: der erodierte Bereich des Schmelzofens pro Kanal, viel kleiner als der erodierte Bereich des Schmelzofens pro Förderkanal bei einem Einzelförderer. Auf diese Weise wird die Menge des erodierten Fremdmaterials bzw. die Menge des heterogenen Glases, das mit der Glasschmelze vermischt wird, die durch die entsprechenden Kanäle zu den Formvorrichtungen geleitet wird, nicht zu groß, und die Verunreinigung der Glasschmelze bzw. die Minderung der Qualität fertiger Produkte aufgrund dieser Verunreinigung und somit eine Reduzierung des Produktertrages kann vermieden werden.
In diesem Fall können die abzweigenden Kanäle radial vom Verteilungsbereich bzw. parallel zueinander zu den Formvorrichtungen verlaufen, um jedoch mögliche Probleme wie z. B. ungleiche Viskosität der Glasschmelze oder Verringerung der Fließfähigkeit auszuschalten, verlaufen alle abzweigenden Kanäle von oben gesehen vorzugsweise geradeaus.
Als Verfahren, die sich auf die Erfindung beziehen, offenbaren die JP 48017845 A und JP 62176927 A , JP 06024752 A und JP 2000313623 A eine Mehrfachförderereinrichtung, die Glasschmelze aus einem Schmelzofen zu mehreren abzweigenden Kanälen über eine Verteilungskammer leitet. Die in den Schriften offenbarte Mehrfachförderereinrichtung leitet jedoch Glas niedriger Viskosität als Glasschmelze wie vorstehend beschrieben weiter. Die Mehrfachförderereinrichtung für Glas niedriger Viskosität braucht die Schmelze nur bei einer Temperatur weiter zu fördern, die viel niedriger ist als bei dem vorstehend beschriebenen Glas hoher Viskosität. Ist der Wärmestrahlungsbereich des Schmelzofens groß, ist die Wärmestrahlung pro Flächeneinheit daher gering, und daher steigen die Energiekosten nicht aufgrund übermäßiger Wärmestrahlung unmäßig an, bzw. die Herstellungskosten werden nicht erhöht. Darüber hinaus kann die Erosion des Schmelzofens im Niedrigtemperaturbereich aus den bereits beschriebenen Gründen verhindert werden, so dass es keine Probleme wie z. B. erodiertes Fremdmaterial oder heterogenes Glas gibt, die den Produktionsertrag mindem. Bei Glas niedriger Viskosität gibt es daher hinsichtlich der im Zusammenhang mit übermäßiger Wärmestrahlung vom Schmelzofen und den erodierten Fremdmaterialen auftretenden Probleme keinen großen Unterschied zwischen der Anwendung von Einfach- und Mehrfachförderern. Folglich verhindert die Anwendung der Mehrfachfördervorrichtung weder ein unmäßiges Ansteigen der Energiekosten noch ein Ansteigen der Herstellungskosten und verbessert auch nicht in vorteilhafter Weise die Qualität der Glasprodukte bzw. den Produktertrag, indem die Menge erodierter Fremdmaterialien oder dergleichen reduziert wird. Angesichts dessen basiert die Mehrfachfördervorrichtung für Glas niedriger Viskosität auf einem technologischen Konzept, das sich von der Erfindung vollkommen unterscheidet.
Ferner kann bei der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Konfiguration die vom gleichen Schmelzofen verteilte und weitergeleitete Glasschmelze in vorteilhafter Weise gleichzeitig zu Glasprodukten verschiedener Art geformt werden. Wenn darüber hinaus die Förderung der Glasschmelze durch einen der abzweigenden Kanäle unterbrochen wird, kann die Glasschmelze durch die anderen abzweigenden Kanäle zu den Formvorrichtungen geleitet werden, so dass der vorgeschriebene Formvorgang durchgeführt werden kann. Soll die Form des Glasproduktes eine andere Form erhalten, ist es somit nicht erforderlich, die Förderung der Glasschmelze bei allen Kanälen zu unterbrechen, sondem nur bei dem Kanal, welcher der zu ändemden Produktlinie entspricht, wobei die Formvorrichtung ausgetauscht wird, während die anderen Formvorrichtungen weiter in Betrieb sind. Dadurch wird die Produktivität wirksam erhöht.
Diese Konfiguration weist in jedem der abzweigenden Kanäle Bereiche auf, die der Glasschmelze einen Verteilungswiderstand entgegensetzen, während sie durch die Kanäle fließt. In diesem Fall sind die Verteilungswiderstand liefernden Bereiche vorzugsweise unmittelbar an der abwärts gerichteten Seite des Verteilungsbereiches in den jeweiligen abzweigenden Kanälen vorgesehen, genauer gesagt: an den jeweiligen aufwärts führenden Enden der abzweigenden Kanäle.
Diese Konfiguration bietet folgende Vorteile. Wenn die durch die abzweigenden Kanäle fließende Glasschmelze keinen Verteilwiderstand erfährt, kann der Teil der Schmelze relativ niedriger Viskosität mit relativ hoher Geschwindigkeit vom Verteilungsbereich durch die abzweigenden Kanäle fließen. Demgegenüber kann der Teil der Schmelze relativ hoher Viskosität mit relativ niedriger Geschwindigkeit vom Verteilungsbereich durch die abzweigenden Kanäle fließen. Daraus folgt, das der Förderdruck der Glasschmelze vom Verteilungsbereich zu den jeweiligen Kanälen ungleich ist. Ein der Glasschmelze durch die abzweigenden Kanäle entgegengesetzter Verteilungswiderstand bewirkt demgegenüber, dass sowohl der Teil der Schmelze relativ hoher Viskosität als auch der Teil der Schmelze relativ niedriger Viskosität seine Geschwindigkeit in den Kanälen sehr stark verringert, so dass ihre Fließgeschwindigkeit ungefähr gleich ist. Anders ausgedrückt: Ein für die Angleichung der Fließgeschwindigkeit erforderlicher Verteilungswiderstand sollte in jedem der abzweigenden Kanäle gegeben sein. Dadurch können die Förderdrücke der vom Verteilungsbereich zu den Kanälen geleiteten Glasschmelze einander angeglichen werden. Daher kann der Formvorgang gleichmäßig und störungsfrei durchgeführt werden und Änderungen bzw. eine Minderung der Qualität der Glasprodukte und eine Reduzierung des Produktionsertrages können somit verhindert werden.
Speziell in den letzten Jahren sind Flüssigkristallanzeigen in großem Umfang eingesetzt worden und die Anzeigen haben größere Bildschirme, so dass sich die Nachfrage nach Flachglas für Flüssigkristallanzeigen rapide erhöht hat. Bei Einsatz eines großen Bildschirmes entstehen wahrscheinlich selbst dann, wenn nur ein leichter Unterschied in der Zusammensetzung bzw. den Materialeigenschaften zwischen zwei Flachgläsern mit Flüssigkristallen bestehen, zum Zeitpunkt der Herstellung der Glasplatte Abstandsunterschiede. Daher wird verstärkt Glas vorgegebener Zusammensetzung und vorgegebener Materialeigenschaften benötigt, und der ansteigenden Nachfrage für diese Art von Flachglas kann durch Erhöhen der Anzahl der herkömmlichen Fördereinrichtungen für Glasschmelze (Einzelförderer) entsprochen werden. Durch dieses einfache Verfahren kann jedoch das durch die verschiedenen Einzelfördervorrichtungen erzeugte Flachglas selbst bei der gleichen Art unter Umständen nicht die gleiche Zusammensetzung oder die gleichen Materialeigenschaften aufweisen, da die Betriebs- und Herstellungsbedingungen unterschiedlich sind. Demgegenüber teilt sich bei der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung für Glasschmelze der vom Schmelzofen kommende Kanal in mehrere abzweigende Kanäle auf, und daher kann der in der letzten Zeit ansteigenden Nachfrage ohne weiteres entsprochen werden, und für Flachglas, das über verschiedene abzweigende Kanäle geformt wird, können die Betriebs- und Herstellungsbedingungen die gleichen sein und die Zusammensetzung und die Materialeigenschaften können entsprechend angeglichen werden. Somit kann Flachglas mit vorgegebener Zusammensetzung und vorgegebenen Materialeigenschaften in großen Mengen geliefert werden.
Ferner werden bei der vorstehend genannten Konfiguration die Förderdrücke bei der Verteilung der Glasschmelze vom Verteilungsbereich in die entsprechenden abzweigenden Kanäle vorzugsweise einander angeglichen.
Dabei bezieht sich die Angleichung des Förderdrucks auf den Zustand, bei dem keine unpassende Änderung der zu den abzweigenden Kanälen verteilten Schmelzmenge besteht, und die Fließfähigkeit der nach Verteilung und Forderung durch die Kanäle fließenden Glasschmelze wird angeglichen. Somit wird die Glasschmelze, die fortlaufend vom Schmelzofen in den Verteilungsbereich geleitet wird, über die abzweigenden Kanäle ohne große Mengenunterschiede zu den jeweiligen Formvorrichtungen geführt, und der Vorgang des Formens durch die Formvorrichtungen kann gleichmäßig und sicher durchgeführt werden. Auf diese Weise findet ein ausreichend gleichförmiger Formvorgang statt, während Qualitätsänderungen der geformten Produkte und eine Minderung der Qualität und des Produktertrages sicher vermieden werden kann.
Bei dieser Konfiguration besteht wenigstens eine Fläche einer Innenwand des den Verteilungswiderstand liefernden Bereichs, die mit der Glasschmelze in Berührung kommt, vorzugsweise aus Platin, Molybdän, Palladium, Rhodium bzw. einer Legierung daraus (im Folgenden mit „Platin oder dergleichen” bezeichnet), und insbesondere aus Platin oder einer Platinlegierung.
Dadurch kann, wenn hochviskoses Glas als Glasschmelze zugeführt wird, ein einen Verteilungswiderstand liefernder Bereich mit ausreichender Widerstandsfähigkeit erhalten werden. Genauer gesagt: Platin oder dergleichen mit einem hohen Wärmewiderstand und einem hohen Erosionswiderstand kann kaum durch Wärme oder Erosion zerstört werden, wenn es mit hochviskoser Glasschmelze extrem hoher Temperatur in Berührung kommt und somit kann der den Verteilungswiderstand liefernde Bereich eine lange Lebensdauer aufweisen. Auf diese Weise erodiert die Innenwandfläche des den Verteilungswiderstand liefernden Bereichs nicht bei Kontakt mit der hochviskosen Glasschmelze, so dass keine erodierten Fremdmaterialien in die Glasschmelze gelangen bzw. sich darin auflösen und keine Qualitätsminderung des geformten Produktes bzw. keine Reduzierung des Produktionsertrages bewirkt wird. In diesem Fall kann der gesamte Wandbereich des Berührungsbereichs des den Verteilungswiderstand liefernden Bereichs aus Platin oder dergleichen sein. Da Platin oder dergleichen jedoch teuer ist, besteht der Hauptteil des den Verteilungswiderstand liefernden Bereichs aus einem feuerfesten Material (wie z. B. Schamotteziegel) und zumindest die Fläche der Innenwand, die mit der Glasschmelze in Berührung kommt, ist vorzugsweise mit einer dünnen Platinschicht oder dergleichen überzogen. Die Verwendung von Platin oder dergleichen mit einem Wärmewiderstand von wenigstens 1350°C (vorzugsweise wenigstens 1420°C) und einem Erosionswiderstand ermöglicht sowohl eine Wärmewiderstandsbehandlung als auch eine Erosionswiderstandsbehandlung zur gleichen Zeit, so dass die für diese Behandlung erforderliche Arbeit und der Aufwand reduziert werden können.
Ferner ist vorzugsweise ein stromführendes (bzw. elektrisch arbeitendes) Heizelement zum Erwärmen der Glasschmelze vorgesehen, wobei der Strom durch das Platin oder dergleichen fließt.
Auf diese Weise wird unter Verwendung des stromführenden bzw. elektrisch arbeitenden Heizelements Strom an das Platin oder dergleichen angelegt, so dass die Glasschmelze im den Verteilungswiderstand liefernden Bereich erwärmt wird. Da die Glasschmelze durch den direkten Kontaktbereich des den Verteilungswiderstand liefernden Bereichs erwärmt wird, wird, verglichen mit der Erwärmung unter Verwendung von Brennem, die Wärmeleistung verbessert, so dass die Glasschmelze gleichmäßig erwärmt werden kann. Bei einer Erwärmung mittels stromführender (bzw. elektrisch arbeitender) Heizelemente kann, in Kombination mit einem Brenner, die Glasschmelze effizienter und gleichmäßiger erwärmt werden, als bei einer Erwärmung allein durch einen Brenner.
Wenn eine Temperaturerfassungseinrichtung gegeben ist, welche die Temperatur der Glasschmelze in jedem Verteilungswiderstand liefernden Bereich erfasst und der dem Platin oder dergleichen zugeführte Strom als Reaktion auf das Signal der Temperaturerfassungseinrichtung variabel geregelt wird, kann die Temperatur der Glasschmelze in jedem Verteilungswiderstand liefernden Bereich auf einem optimalen Pegel gehalten werden. Somit dient der den Verteilungswiderstand liefernde Bereich auch als Temperaturregelbereich, der die Temperatur der Glasschmelze regelt.
Wie bei der vorgenannten Konfiguration weist jeder der Verteilungswiderstand liefernden Bereiche vorzugsweise eine Ablenkplatte auf, die im abzweigenden Kanal vorgesehen ist. Zu beachten ist, dass jeder der Verteilungswiderstand liefernden Bereiche von der aufwärts bis zur abwärts gerichteten Seite vorzugsweise mit einer Vielzahl von Ablenkplatten versehen ist. Vorzugsweise sind mehrere Ablenkplatten an verschiedenen Stellen im Hinblick auf den Teil des Strömungspfades der Glasschmelze vorgesehen und/oder verschieden geformt.
Auf diese Weise können im Verteilungswiderstand liefernden Bereich Ablenkplatten angeordnet werden, indem sie einfach in den abzweigenden Kanälen befestigt werden, vorzugsweise unmittelbar an der abwärts gerichteten Seite des Verteilungsbereiches, wodurch die für die Herstellung erforderliche Arbeit bzw. der Aufwand gemindert wird und der Verteilungswiderstand für die Glasschmelze mit Sicherheit gegeben ist. Durch die Ablenkplatten kann die Strömungsrichtung der Glasschmelze verändert bzw. der Fluss eingeschränkt werden, so dass die Wärmeübertragung zwischen den Teilen der Glasschmelze unterschiedlicher Viskosität unterstützt wird. Der Fluss der in den Verteilungswiderstand liefernden Bereichen befindlichen Glasschmelze kann korrigiert und seine Viskosität angeglichen werden. Somit dient der Verteilungswiderstand liefernde Bereich auch als Viskositätsangleichsbereich für die Glasschmelze.
Bei dieser Konfiguration besteht zumindest die Oberfläche der Ablenkplatte, die mit der Glasschmelze in Berührung kommt, vorzugsweise aus Platin oder dergleichen. Dabei ist Platin oder dergleichen, insbesondere Platin oder eine Platinlegierung mit einer Hitzebeständigkeit von wenigstens 1350°C (vorzugsweise wenigstens 1420°C) und Erosionsbeständigkeit vorzuziehen. Der Hauptkörper der Ablenkplatten kann aus einem anderen hitzebeständigen Material bestehen, und die mit der Glasschmelze in Berührung kommende Fläche kann mit einer dünnen Schicht aus Platin oder dergleichen überzogen sein. Die Ablenkplatten müssen keine hohe Festigkeit aufweisen und benötigen nicht viel Platz und daher sind sie selbst vorzugsweise platiniert oder dergleichen.
Auf diese Weise können die Ablenkplatten eine verbesserte Hitzebeständigkeit gegen die Wärme der Glasschmelze und eine lange Lebensdauer aufweisen, und das durch den Kontakt mit geschmolzenem zähfließendem Glas erzeugte erodierte Fremdmaterial kann vermieden werden, so dass eine Qualitätsminderung eines geformten Produktes aufgrund des in der Glasschmelze aufgelösten erodierten Fremdmaterials bzw. einer Reduzierung des Produktionsertrages verhindert wird.
Bei der vorgenannten Konfiguration ist der Boden des Verteilungsbereiches vorzugsweise flacher als der des Schmelzofens.
Genauer gesagt: Die vom Schmelzofen zum Verteilungsbereich zu fördernde Glasschmelze weist im unteren Teil verglichen zum oberen Teil eine relativ hohe Viskosität auf, da der untere Teil niedrigere Temperaturen aufweist. In Anbetracht der Schwierigkeit, Glasschmelze auf extrem hohen Temperaturen (wie z. B. 1500°C oder mehr) halten zu können, könnte dies zwangsläufig aufgrund des Verhältnisses zwischen relativer Dichte und Temperatur hervorgerufen werden. Weist demgegenüber die Heizvorrichtung Brenner auf, werden von den Brennem abgegebene Flammen unweigerlich in den Raum über der Glasschmelze im Schmelzofen gerichtet. Daher kann der Temperaturunterschied zwischen den oberen und unteren Teilen der Glasschmelze und der durch den Temperaturunterschied hervorgerufene Viskositätsunterschied extrem groß sein. Daher verbleibt dann, wenn der Boden des Verteilungsbereiches flacher ist als der des Schmelzofens, der untere Teil, hochviskose Glasschmelze, im Schmelzofen und nur der obere Teil, Glasschmelze niedriger Viskosität, wird in den Verteilungsbereich geleitet. Auf diese Weise wird der Teil der Glasschmelze niedriger Viskosität effizient genutzt und nicht vergeudet, die Glasschmelze kann vom oberen bis zum unteren Teil im Verteilungsbereich gleiche Viskosität aufweisen und die in der Glasschmelze enthaltenen Blasen können sich leichter lösen. Die Heizvorrichtung arbeitet entweder elektrisch und/oder mit Brennern, der Temperaturunterschied zwischen dem oberen und dem unteren Teil der Glasschmelze kann etwas geringer sein als im Falle des Erwärmens allein mit Brennern, wie vorstehend beschrieben. Die Glasschmelze muss jedoch auf extrem hohe Temperaturen erhitzt werden und daher ist es schwierig, den Temperaturunterschied auf ein passendes Maß zu reduzieren. Findet der Schmelzvorgang elektrisch statt, ist es natürlich vorteilhaft, den Boden des Verteilungsbereiches flacher zu halten als den Schmelzofen.
Zusätzlich wird der Glasschmelze im Schmelzofen erodiertes Fremdmaterial wie Zirkondioxid beigemischt, wenn der Schmelzofen aus einem feuerfesten Material mit hohem Zirkondioxidgehalt besteht. Zirkondioxid mit einer größeren relativen Dichte als die Glasschmelze wird im unteren Teil der Glasschmelze abgesondert bzw. löst sich in der Glasschmelze auf, wodurch die Qualität des Glases gemindert wird.
Selbst wenn der Verteilungsbereich einen flacheren Boden als der Schmelzofen aufweist, gelangt nur der obere Teil der Glasschmelze, der weniger erodiertes Fremdmaterial oder heterogenes Glas aufweist, in den Verteilungsbereich. Wenn nur ein Teil des Verteilungsbereichs auf der Seite des Schmelzofens einen flachen Boden aufweist, ergibt sich der gleiche Vorteil. Ein derartiger teilweise flacher Boden kann an der Grenze zwischen dem Verteilungsbereich und dem Schmelzofen vorgesehen sein (einschließlich eines Teils des Schmelzofens).
Bei dieser Konfiguration beträgt die Tiefe des Verteilungsbereichs vorzugsweise 4/5 oder weniger der Tiefe des Schmelzofens. Hierbei bezieht sich „die Tiefe des Verteilungsbereichs” und „die Tiefe des Schmelzofens” jeweils auf die Tiefe vom Flüssigkeitspegel der Glasschmelze zu den jeweiligen Böden, wenn die Glasschmelze während des Formvorgangs durch die Formvorrichtung vom Schmelzofen in den Verteilungsbereich gelangt, so dass der Flüssigkeitspegel des Schmelzflusses vom Schmelzofen zum Verteilungsbereich ungefähr gleich ist.
Wenn die Tiefe des Verteilungsbereiches ungefähr gleich oder geringer als 4/5 der Tiefe des Schmelzofens ist, wird auf diese Weise wenigstens 1/5 der Schmelzmenge einschließlich des unteren Teils höchster Viskosität und im Schmelzofen t mit dem erodierten Fremdmaterial durchsetz daran gehindert, in den Verteilungsbereich zu gelangen. In anderen Worten: Höchstens 4/5 der Glasschmelzmenge einschließlich des Teils niedrigster Viskosität und nicht durchsetzt mit erodiertem Fremdmaterial kann in den Verteilungsbereich gelangen. Somit gelangt nur der saubere Teil der Glasschmelze mit der dazugehörigen niedrigen Viskosität in den Verteilungsbereich, so dass Glasschmelze mit vorzüglichen Eigenschaften im Schmelzofen effektiv verwendet werden kann. Darüber hinaus kann die Viskosität der Glasschmelze im Verteilungsbereich passend angeglichen werden, so dass sich die in der Glasschmelze enthaltenen Blasen leichter lösen. Demgegenüber gelangt dann, wenn das vorstehend genannte Verhältnis mehr als 4/5 beträgt, ein Teil des verunreinigten hochviskosen Glases, das im unteren Teil des Schmelzofens verblieben ist, ebenfalls in den Verteilungsbereich. Dadurch ist es wahrscheinlich, dass die Glasschmelze im Verteilungsbereich hinsichtlich ihrer Viskosität nicht angeglichen oder nicht entschäumt wird. Um den vorgenannten Vorteil gewährleisten zu können, ist in diesem Fall die Tiefe des Verteilungsbereichs vorzugsweise gleich oder geringer als 3/5 der Tiefe des Schmelzofens und vorzugsweise gleich oder geringer als ½ deren Tiefe. Für jede der vorgenannten Einstellungen sollte die Tiefe des Verteilungsbereichs vorzugsweise wenigstens 1/20 der des Schmelzofens betragen, so dass die für die Glasschmelze im Schmelzofen erforderliche Wärmemenge weder vergeudet noch verteuert wird.
In einigen Fällen kann Fremdmaterial wie z. B. Siliciumdioxid wie ein Stück Schicht auf der Flüssigkeitsoberfläche der Glasschmelze im Schmelzofen schwimmen und es können zwei oder mehr Schmelzöfen hintereinander und miteinander verbunden von der aufwärts zur abwärts gerichteten Seite angeordnet sein, damit die schichtartige schwimmende Substanz entfernt werden kann. Im Verhältnis zwischen den Schmelzöfen und dem Verteilungsbereich beträgt die Tiefe des Verteilungsbereichs vorzugsweise 4/5 oder weniger der Tiefe des tiefsten Schmelzofens (bzw. 3/5 oder ½ oder weniger) und weist einen Boden auf, der flacher ist als der des Schmelzofens direkt neben dem Verteilungsbereich.
Bei der vorgenannten Konfiguration beträgt die Tiefe des Verteilungsbereichs vorzugsweise 500 mm oder weniger.
Wenn die Tiefe des Verteilungsbereichs 500 mm oder weniger beträgt, ist der Abstand zwischen dem Boden und der Oberfläche der Flüssigkeit nicht zu groß, so dass der Temperaturunterschied zwischen dem oberen und dem unteren Teil der in den Verteilungsbereich gelangenden Glasschmelze in geeigneter Weise reduziert werden kann, was für die Angleichung der Viskosität der Glasschmelze im Verteilungsbereich vorteilhaft sein kann. Beträgt andererseits die Tiefe des Verteilungsbereichs mehr als 500 mm, ist der Abstand zwischen dem Boden zur Oberfläche der Flüssigkeit zu groß, wodurch ein Angleichen der Viskosität der Glasschmelze im Verteilungsbereich verhindert werden kann. Soll der vorstehend beschriebene Vorteil sicher gewährleistet sein, beträgt die Tiefe des Verteilungsbereichs 400 mm oder weniger. Zu beachten ist, dass dann, wenn ein großes Glasprodukt wie zum Beispiel ein Glassubstrat für eine Flachbildschirmanzeige wie z. B. eine Flüssigkristallanzeige durch die Formvorrichtung geformt wird, ein verhältnismäßig großer Teil der Glasschmelze vom Verteilungsbereich zum abzweigenden Kanal geleitet werden muss und daher die Tiefe des Verteilungsbereichs vorzugsweise nicht weniger als 50 mm betragen sollte.
Bei dieser Konfiguration ist vorzugsweise eine Heizvorrichtung vorgesehen, die die Glasschmelze im Verteilungsbereich erwärmt, so dass die Glasschmelze eine Viskosität von 1000 dPas oder weniger aufweist.
Genauer gesagt: Glasschmelze muss vom Verteilungsbereich gleichmäßig zu den abzweigenden Kanälen verteilt werden. Wird jedoch die Viskosität der vom Schmelzofen in den Verteilungsbereich kommenden Glasschmelze aufgrund der geringeren Temperatur hoch, bevor sie in die abzweigenden Kanäle gelangt, können Verteilung und Förderung nicht gleichmäßig erfolgen. Daher wird die Glasschmelze im Verteilungsbereich durch die Heizvorrichtung erwärmt, so dass die Viskosität des Glases auf 1000 dPas oder darunter gehalten wird, so dass die Glasschmelze vom Verteilungsbereich aus gleichmäßig verteilt und in die abzweigenden Kanäle geführt werden kann. In diesem Fall kann die Viskosität der Glasschmelze 1000 dPas geringfügig übersteigen, wenn die Fließrichtung entlang einer geraden Linie verläuft, so dass ein gleichmäßiger Fluss immer noch problemlos gewährleistet ist. Bei den Fließrichtungen im Verteilungsbereich kann es jedoch zu Komplikationen kommen, so dass die Viskosität 1000 dPas oder weniger betragen muss, um den gleichmäßigen Fluss aufrecht erhalten zu können.
Die Heizvorrichtung zum Erwärmen der Glasschmelze im Verteilungsbereich und die Heizvorrichtung zum Erwärmen der Glasschmelze im Schmelzofen werden dazu verwendet, die Viskosität der Glasschmelze im Verteilungsbereich niedriger zu halten als die Viskosität der Glasschmelze im Schmelzofen. Genauer gesagt: Die Temperatur der Glasschmelze im Verteilungsbereich ist vorzugsweise höher als die Temperatur der Glasschmelze im Schmelzofen. Auf diese Weise kann dem Schmelzfluss, der im Verteilungsbereich komplizierter ist als der Fluss im Schmelzofen, in geeigneter Weise entsprochen werden. Da darüber hinaus das Volumen des Verteilungsbereichs viel kleiner ist als das des Schmelzofens, kann die Temperatur der Glasschmelze leicht und kostengünstig durch die Heizvorrichtung angehoben werden.
Zu beachten ist, dass die Viskosität der Glasschmelze im Verteilungsbereich vorzugsweise niedriger ist als die Viskosität der Glasschmelze im Verteilungswiderstand liefernden Bereich, und von diesen Viskositäten und der Viskosität der Glasschmelze im Schmelzofen ist die Viskosität der Schmelze im Verteilungsbereich vorzugsweise die niedrigste. Die mit Brennem arbeitende Heizvorrichtung zum Erwärmen des Inneren des Schmelzofens und des Verteilungsbereichs, arbeitet vorzugsweise nach der Oxy-Fuel-Technik, so dass eine Erwärmung auf hohe Temperaturen (wie z. B. auf ca. 1700°C) möglich ist.
Bei dieser Konfiguration besteht zumindest die Innenwandfläche des Verteilungsbereiches dort, wo sie mit der Glasschmelze in Berührung kommt, vorzugsweise aus Platin oder dergleichen.
In diesem Fall ermöglicht die Verwendung von Platin oder dergleichen mit einer Hitzebeständigkeit von wenigstens bis zu 1350°C (vorzugsweise wenigstens 1420°C) sowie Erosionsbeständigkeit gleichzeitig sowohl eine Hitze- als auch eine Erosionsbeständigkeitsbehandlung, und die für diese Behandlung erforderliche Arbeit bzw. der Aufwand kann reduziert werden. Zu beachten ist, dass der gesamte Wandbereich des Berührungsbereichs des Verteilungsbereiches aus Platin oder dergleichen bestehen kann, allerdings ist Platin oder dergleichen teuer und daher besteht der Hauptkörper des Verteilungsbereiches aus einem hitzebeständigen Material (wie z. B. Schamottesteinen) und die Oberfläche der Innenwand, die mit der Glasschmelze in Berührung kommt ist vorzugsweise mit einer dünnen Schicht aus Platin oder dergleichen beschichtet.
Auf diese Weise wird der Verteilungsbereich sowohl einer Hitzebeständigkeits- als auch einer Erosionsbeständigkeitsbehandlung ausgesetzt, die Widerstandsfähigkeit des Verteilungsbereichs gegen Hitze ist verbessert und die Lebensdauer verlängert worden. Ferner kann verhindert werden, dass im Verteilungsbereich erodiertes Fremdmaterial oder heterogenes Glass erzeugt wird und eine Qualitätsminderung der Produkte oder Reduzierung des Ertrages aufgrund der Verunreinigung mit erodiertem Fremdmaterial eintritt. Zu beachten ist, dass der aus einem hitzebeständigen Material bestehende Schmelzofen der gleichen Behandlung ausgesetzt werden kann, jedoch ist das Volumen des Schmelzofens viel größer als das des Verteilungsbereiches und des Verteilungswiderstand liefernden Bereiches und daher ist eine derartige Behandlung nicht vorteilhaft und sollte angesichts der Kosten eher nicht erfolgen. Ferner kann die Maßnahme ergriffen werden, so dass das erodierte Fremdmaterial oder andere Substanzen wie vorstehend beschrieben vermieden werden können, und daher sollte die vorstehend genannte Behandlung nicht durchgeführt werden.
Bei der vorgenannten Konfiguration ist die Formvorrichtung vorzugsweise eine Formvorrichtung für Flachglas.
Von der Fördereinrichtung für Glasschmelze gleicher Konfiguration zugeführte Schmelze kann durch die Formvorrichtung zu hochwertigen Glasprodukten einschließlich Flachglas geformt werden.
In diesem Fall kann die Formvorrichtung für Flachglas eine nach unten ziehende, eine nach oben ziehende oder eine schwimmend formende Vorrichtung sein. Die nach unten ziehende Formvorrichtung kann eine Überlauf-Formvorrichtung und eine Formvorrichtung mit nach unten weisendem Schlitz sein. Von diesen Möglichkeiten wird die Überlauf-Formvorrichtung, bei der das Polieren der Oberfläche des geformten Flachglases nicht erforderlich ist, bevorzugt verwendet. Mittels der Formvorrichtungen geformtes Flachglas umfasst ein Glassubstrat für eine Flachbildschirmanzeige wie z. B. eine Flüssigkristallanzeige und eine Leuchtanzeige, Abdeckglas für verschiedene Bildsensoren mit ladungs-gekoppeltem Bauelement, Vergrößerungen auf natürliche Größe, Festkörper-Kontaktbildsensoren, und einen CMOS Bildsensor sowie ein Glassubstrat für eine Festplatte und einen Filter.
Beim Formen dieser Flachglasarten kann die der Formvorrichtung zugeführte Glasschmelze ungleicher Viskosität bewirken, dass das hergestellte Flachglas Mängel wie z. B. unterschiedliche Dicke und Welligkeit aufweist, wodurch sich der Ertrag verringert. Dies kann kritisch werden, wenn das Flachglas für ein Glassubstrat für eine Flüssigkristallanzeige verwendet wird, bei der eine besonders hohe Qualität erforderlich ist. Wie vorstehend beschrieben, kann dem Problem ungleicher Viskosität erfindungsgemäß in geeigneter Weise entsprochen werden, und die vorstehend beschriebenen Flachglasarten können in geeigneter Weise gemäß der Erfindung hergestellt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von Glasprodukten, das auf das vorstehend beschriebene technische Problem gerichtet ist, umfasst folgende Schritte:
Schmelzen von Rohmaterialien, um Glas hoher Viskosität in einem Schmelzofen zu erhalten, wobei das hochviskose Glas eine Eigenschaft aufweist, bei der eine Temperatur, bei der die Glasschmelze eine Viskosität von 1000 Poids aufweist, 1350°C oder mehr beträgt (vorzugsweise 1420°C oder mehr);
Verteilen von Glasschmelze, die durch einen mit einem Ausgang des Schmelzofens verbundenen Verteilungsbereich aus dem Schmelzofen geführt wird, um in eine Vielzahl von abzweigenden Kanälen geleitet zu werden;
und Weiterleiten der durch die Vielzahl von abzweigenden Kanälen geführten Glasschmelze zu Formvorrichtungen, die mit der Vielzahl von abzweigenden Kanälen verbunden sind, um Glasprodukte formen zu können.
Gemäß dem Herstellungsverfahren ist der Hauptvorteil gegeben, der sich durch die Anwendung der vorstehend beschriebenen Fördereinrichtung für Glasschmelze ergibt, genauer gesagt: der Vorteil, der sich ergibt, da die Fördereinrichtung für Glasschmelze einen Schmelzofen, einen Verteilungsbereich und abzweigende Kanäle umfasst.
Ferner umfasst das Herstellungsverfahren den Schritt, der durch die Vielzahl von abzweigenden Kanälen fließenden Glasschmelze einen Verteilungswiderstand entgegenzusetzen.
Gemäß dem Verfahren kann der oben beschriebene Vorteil in Form der in den abzweigenden Kanälen vorgesehenen Verteilungswiderstand liefernden Bereiche gegeben sein.
Bei Durchführung dieser Herstellungsverfahren wird der zum Verteilen der Glasschmelze vom Verteilungsbereich zu den abzweigenden Kanälen angewandte Förderdruck vorzugsweise angeglichen, so dass der weitere Vorteil, wie er vorstehend beschrieben worden ist, gegeben sein kann. Wenigstens die Oberfläche der Innenwand des Verteilungswiderstand liefernden Bereichs, die mit der Glasschmelze in Berührung kommt, besteht vorzugsweise aus Platin oder dergleichen, und die Hitzebeständigkeitsbehandlung auf wenigstens 1350°C und die Erosionsbeständigkeitsbehandlung sind durch Platin oder dergleichen vorzugsweise gegeben. Die Heizvorrichtung zum Erwärmen der Glasschmelze arbeitet vorzugsweise mit Strom (oder elektrisch), der an das Platin oder dergleichen angelegt wird. Der Verteilungswiderstand liefernde Bereich weist vorzugsweise in den abzweigenden Kanälen Ablenkplatten auf. Wenigstens die Oberfläche der Ablenkplatten, die mit der Glasschmelze in Berührung kommt, besteht vorzugsweise aus Platin oder dergleichen. Der Boden des Verteilungsbereichs ist vorzugsweise flacher als der des Schmelzofens. Die Tiefe des Verteilungsbereichs beträgt vorzugsweise 4/5 oder weniger der Tiefe des Schmelzofens und vorzugsweise 500 mm oder weniger. Vorzugsweise weist der Verteilungsbereich eine Heizvorrichtung für Glasschmelze auf, so dass das Glas eine Viskosität von 1000 dPas oder weniger aufweist. Wenigstens die Oberfläche der Innenwand des Verteilungsbereichs, die mit der Glasschmelze in Berührung kommt, besteht vorzugsweise aus Platin oder dergleichen. Die Formvorrichtung ist vorzugsweise eine Flachglasformvorrichtung (insbesondere für ein Glassubstrat für einen Flachbildschirm).
Wie vorstehend beschrieben wird bei der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung für Glasschmelze die Schmelze mit einer Eigenschaft, bei der eine Temperatur, bei der die Glasschmelze eine Viskosität von 1000 dPas aufweist, 1350°C oder mehr beträgt, durch den Schmelzofen, dem mit dem Ausgang des Schmelzofens verbundenen Verteilungsbereich und eine Vielzahl von Kanälen, die vom Verteilungsbereich abzweigen, zu den Formvorrichtungen geführt. Verglichen zu der herkömmlichen Vorrichtung (Einfachförderer) ist der Bereich der Wärmestrahlung des Schmelzofens pro abzweigendem Kanal viel kleiner, und die für einzelne Fertigungslinien erforderlichen Energiekosten können reduziert werden, wodurch sich die Produktionskosten verringern. Ferner ist der Erosionsbereich des Schmelzofens pro abzweigendem Kanal viel kleiner als bei der herkömmlichen Vorrichtung, und die Menge des erodierten Fremdmaterials bzw. heterogenen Glases kann in der durch die abzweigenden Kanäle zu den Formvorrichtungen geführten Glasschmelze reduziert werden. Dadurch kann eine Minderung der Produktqualität bzw. eine Reduzierung des Produktertrages verhindert werden, die aufgrund der Verunreinigungen der Glasschmelze hervorgerufen werden kann. Ferner kann von ein und demselben Schmelzofen zugeführte und verteilte Glasschmelze gleichzeitig zu verschiedenen Glasprodukten geformt werden. Wird die Glasschmelzzufuhr von einem der abzweigenden Kanäle unterbrochen, kann die Glasschmelze durch die anderen abzweigenden Kanäle zu den Formvorrichtungen geleitet und ein erforderlicher Formschritt durchgeführt werden. Zusätzlich verzweigt sich der vom Schmelzofen kommende Kanal zu einer Vielzahl von Kanälen und dadurch kann der seit neuestem ansteigenden Nachfrage für Flachglas leicht entsprochen werden, ohne dass weitere Fördereinrichtungen für Glasschmelze erforderlich werden. Mittels verschiedener abzweigender Kanäle geformtes Flachglas wird in gleicher Weise hergestellt und vorbereitet, und daher kann Flachglas gleicher Zusammensetzung und Materialeigenschaften in Mengen geliefert werden.
Da Verteilungswiderstand liefernde Bereiche vorhanden sind, die der in den abzweigenden Kanälen fließenden Glasschmelze einen Verteilungswiderstand entgegensetzen, hat die Fließgeschwindigkeit in den abzweigenden Kanälen sowohl für Schmelzteile hoher als auch niedriger Viskosität extrem abgenommen, so dass der Förderdruck der Glasschmelze vom Verteilungsbereich zu den abzweigenden Kanälen angeglichen werden kann, und der Formvorgang für hochviskoses Glas kann gleichmäßig und leicht durchgeführt werden und Änderungen sowie eine Qualitätsminderung der Glasprodukte bzw. eine Reduzierung des Produktertrages kann vermieden werden.
Ist der Boden des Verteilungsbereiches flacher als der des Schmelzofens, verbleibt hochviskose Schmelze sowie Schmelze, die mit erodiertem Fremdmaterial vermischt worden ist bzw. sich dann aufgelöst hat, im unteren Teil des Schmelzofens und nur der obere Teil, Glasschmelze niedriger Viskosität, sowie der Teil der Glasschmelze, der nicht durch das erodierte Fremdmaterial verunreinigt worden ist, wird in den Verteilungsbereich geführt, so dass die Viskosität der Glasschmelze vom oberen zum unteren Teil des Verteilungsbereiches angeglichen werden kann. In der Glasschmelze befindliche Blasen können sich leichter lösen und die Qualität und der Ertrag der geformten Produkte kann verbessert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische, perspektivische Teilschnittansicht der allgemeinen Konfiguration einer Fördereinrichtung für Glasschmelze gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
2 ist eine horizontale Draufsicht eines Hauptbestandteils der Fördereinrichtung für Glasschmelze gemäß der Ausführungsform, im Schnitt;
3 ist eine vertikale Schnittansicht des Hauptbestandteils der Fördereinrichtung für Glasschmelze gemäß der Ausführungsform;
4(a)–(e) sind vertikale Front-Schnittansichten des Hauptbestandteils, wobei Ablenkplatten im abzweigenden Kanal als ein Element der Fördereinrichtung für Glasschmelze vorgesehen sind; und
5 ist eine graphische Darstellung des Vergleichs der Eigenschaften von Glas hoher Viskosität gemäß der Erfindung mit Glas niedriger Viskosität gemäß der herkömmlichen Technik.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird nun anhand der begleitenden Zeichnungen eine erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben. 1 ist eine schematische, perspektivische Teilschnittansicht der allgemeinen Konfiguration einer Fördereinrichtung für Glasschmelze gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. 2 ist eine horizontale Draufsicht eines Hauptbestandteils der Fördereinrichtung für Glasschmelze im Schnitt und 3 ist eine vertikale Schnittansicht des Hauptbestandteils der Fördereinrichtung für Glasschmelze. Zu beachten ist, dass in der folgenden Beschreibung die Richtungen zwischen der aufwärts und der abwärts gerichteten Seite der Fördereinrichtung für Glasschmelze auch mit vorwärts und rückwärts bezeichnet werden, und die dazu orthogonale Richtung in der horizontalen Ebene wird auch mit Rechts-Links-Richtung bezeichnet.
Nun wird anhand der 1 und 2 die allgemeine Konfiguration einer Fördereinrichtung 1 für Glasschmelze gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform beschrieben. Die Fördereinrichtung 1 für Glasschmelze umfasst einen im Wesentlichen rechteckigen Schmelzofen 2, eine Verteilungskammer (Verteilungsbereich) 3, sowie eine Vielzahl von abzweigenden Kanälen 4. Der Schmelzofen 2 dient als Förderquelle für Glasschmelze, die Verteilungskammer 3 ist mit einem Strömungsausgang 2a des Schmelzofens 2 verbunden und die abzweigenden Kanäle 4 sind in ungefähr gleichen Abständen am abwärts gerichteten Ende der Verteilungskammer 3 angeordnet und miteinander verbunden. Die abwärts gerichteten Enden dieser abzweigenden Kanäle 4 sind mit einer Vielzahl von Formvorrichtungen 5 verbunden. Zu beachten ist, dass drei abzweigende Kanäle 4 dargestellt sind, es können jedoch zwei oder vier oder mehr sein. Es können zwei oder mehr Schmelzöfen 2 miteinander verbunden und hintereinander oder parallel zueinander von der aufwärts gerichteten zur abwärts gerichteten Seite vorgesehen sein.
Der Schmelzofen 2 weist eine Bodenwand 21, Seitenwände 22 bis 25 und eine gebogene Decke 26 auf, welche diese Wände vollkommen bedeckt. Die Wände bestehen aus einem feuerfesten Material mit hohem Zirkondioxidgehalt (wie z. B. Schamottestein), und Flammen F werden von einer Vielzahl von Brennem auf den Raum oberhalb der Glasschmelze von oben sowohl von der rechten als auch der linken Seitenwand 22 und 23 gerichtet. Die von den Brennem kommenden Flammen F erhitzen in den Schmelzofen 2 gefüllte Glasschmelze von oben und halten das Glas auf Temperaturen zwischen 1500°C und 1650°C.
Der Strömungsausgang 2a ist in der Mitte der Rechts-Links-Richtung in der Seitenwand 24 an der abwärts gerichteten Seite des Schmelzofens 2 ausgebildet. Der Schmelzofen 2 und die Verteilungskammer 3 sind über einen engen Strömungskanal 6 miteinander verbunden. Der Strömungsausgang 2a befindet sich am aufwärts gerichteten Ende des Kanals. Die Verteilungskammer 3 weist eine Bodenwand 31, Seitenwände 32 bis 35 und eine (nicht dargestellte) gebogene Decke auf, welche diese Wände vollkommen bedeckt. Diese Wände bestehen aus einem feuerfesten Material mit hohem Zirkondioxidgehalt (Schamottestein). Der Strömungskanal 6 weist eine Bodenwand 61, Seitenwände 62 und 63 sowie eine (nicht dargestellte) gebogene Decke auf, welche diese Wände vollkommen bedeckt. Diese Wände bestehen ebenfalls aus einem feuerfesten Material mit hohem Zirkondioxidgehalt (Schamottestein). Flammen F werden von einer Vielzahl von Brennem auf den Raum oberhalb der Glasschmelze von oben sowohl von der rechten als auch der linken Seitenwand 32 und 33 der Verteilungskammer 3 gerichtet. In diesem Fall wird die Glasschmelze in der Verteilungskammer 3 auf Temperaturen zwischen 1600°C und 1700°C gehalten.
Das Volumen der Verteilungskammer 3 ist geringer als das des Schmelzofens 2, eine dünne Schicht Platin oder eine Platinlegierung ist an der Innenfläche der Bodenwand 31 und der Seitenwände 32 bis 35 vorgesehen (wenigstens an dem Bereich der Innenwandfläche, die mit der Glasschmelze in Berührung kommt). In gleicher Weise befindet sich eine dünne Schicht Platin bzw. eine Platinlegierung an der Innenwandfläche einer Bodenwand 61 und der Seitenwände 62 und 63 des Strömungskanals 6. Die Verteilungskammer 3 verläuft von rechts nach links und das abwärts gerichtete Ende des Strömungskanals 6 öffnet sich in der Mitte der aufwärts gerichteten Seitenwand 34 in Rechts-Links-Richtung. Eine Korrekturplatte 37 verläuft von rechts nach links und ist mit einem Verteilungsraum verbunden, der zwischen allen Seitenwänden 32 bis 35 und der Platte selbst ausgebildet ist. Die Platte 37 besteht an ihrer Außenfläche ebenfalls aus einem feuerfesten Material mit hohem Zirkondioxidgehalt (Schamottestein) und einer dünnen Platinschicht bzw. einer Platinlegierung.
In diesem Fall weist, wie in 3 dargestellt, die Verteilungskammer 3 einen Boden auf, der flacher ist als der Schmelzofen 2. Genauer gesagt: Bezogen auf den Flüssigkeitspegel L der Glasschmelze während der Arbeit der Vorrichtung 1 ist die Tiefe X zum Boden 21a des Schmelzofens 2 größer als die Tiefe Y zum Boden 31a der Verteilungskammer 3. Genauer gesagt: Die Tiefe Y der Verteilungskammer 3 beträgt 4/5 oder weniger der Tiefe X des Schmelzofens 2, vorzugsweise 3/5 oder weniger der Tiefe, besser noch ½ oder weniger der Tiefe und wenigstens 1/20 der Tiefe. Die Tiefe Y der Verteilungskammer 3 beträgt 500 mm oder weniger, vorzugsweise 400 mm oder weniger und wenigstens 50 mm. Gemäß der Ausführungsform ist der Strömungskanal 6 ebenso tief wie die Verteilungskammer 3, und bei der Grenze zwischen dem Schmelzofen 2 und dem Strömungskanal 6 befindet sich eine Stufe D.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, ist an der abwärts gerichteten Seitenwand 35 der Verteilungskammer 3 eine Vielzahl von kleinen Strömungsausgängen 3a in ungefähr gleichen Abständen angeordnet. Die Vielzahl von abzweigenden Kanälen 4 ist jeweils mit der abwärts gerichteten Seite der Verteilungskammer 3 über kleine Strömungskanäle 7 verbunden und die kleinen Strömungsausgänge 3a befinden sich an den aufwärts gerichteten Enden der Kanäle. Die mehreren abzweigenden Kanäle 4 sind parallel zueinander angeordnet und verlaufen von oben gesehen alle auf einer geraden Linie.
Eine Vielzahl von Verteilungswiderstand liefernden Kammern (Verteilungswiderstand liefernden Bereichen) 8 ist am aufwärts gerichteten Ende der abzweigenden Kanäle 4 ausgebildet, in anderen Worten: gleich an der abwärts gerichteten Seite der Verteilungskammer 3. Die sich abwärts öffnenden Enden der kleinen Strömungskanäle 7 sind mit den Verteilungswiderstand liefernden Kammern 8 verbunden. Die Verteilungswiderstand liefernden Kammern 8 erstrecken sich von vorn nach hinten und weisen ein kleineres Volumen auf als die Verteilungskammer 3. Jede der Verteilungswiderstand liefernden Kammern 8 weist umgebende Wände 81, 82, 83, 84 und einen Strömungskanal 85 auf, wobei eine (nicht dargestellte) Decke das ganze oben abdeckt. Diese Wände bestehen aus einem feuerfesten Material mit hohem Zirkondioxidgehalt (wie z. B. Schamottestein). Jeder der kleinen Strömungskanäle 7 weist Wände 71, 72 und 73 und eine (nicht dargestellte) Decke auf, die das ganze oben abdeckt. Diese Wände bestehen ebenfalls aus einem feuerfesten Material mit hohem Zirkondioxidgehalt (wie z. B. Schamottestein). Der Boden jeder der Verteilungswiderstand liefernden Kammern 8 ist flacher als der der Verteilungskammer 3.
Eine dünne Platinschicht bzw. Platinlegierung befindet sich an der Innenwandfläche der umgebenden Wände 81, 82, 83, 84 und 85 der Verteilungswiderstand liefernden Kammern 8 (zumindest an dem Bereich der Innenwand, der mit der Glasschmelze in Berührung kommt). Ebenso ist die Innenwandfläche der Wände 71, 72 und 73 der kleinen Strömungskanäle 7 mit einer dünnen Platinschicht bzw. Platinlegierung versehen. Die in den Verteilungswiderstand liefernden Kammern 8 befindliche Glasschmelze wird durch Strom erwärmt, der, wie vorstehend beschrieben, mittels einer (nicht dargestellten) stromführenden (bzw. elektrisch arbeitenden) Heizvorrichtung durch die dünne Platinschicht bzw. -legierung läuft. Eine nicht dargestellte Temperaturerfassungseinrichtung (ein Temperatursensor) ist in jeder der Verteilungswiderstand liefernden Kammer 8 vorgesehen, um die Temperatur der Glasschmelze und somit deren Viskosität zu erfassen. Die Strommenge und somit die Wärmemenge wird während des Erwärmens durch Strom (bzw. elektrisch arbeitend) als Reaktion auf ein Signal von dieser Temperaturerfassungseinrichtung geregelt. Daher kann die Verteilungswiderstand liefernde Einrichtung 8 auch als Temperatureinstellkammer (Temperatureinstellbereich) dienen. Durch die vorstehend beschriebene Regelung wird die Temperatur der Glasschmelze in den Verteilungswiderstand liefernden Kammern 8 zwischen 1500°C und 1650°C gehalten.
Jede der Verteilungswiderstand liefernden Kammern 8 ist mit Ablenkplatten 9 aus Platin oder einer Platinlegierung versehen, um den Fluss der durch die Kammern strömenden Glasschmelze einzuengen, während sich die Strömungsrichtung ändert. Die Ablenkplatten 9 sind parallel zueinander von vorn nach hinten in vorbestimmten Abständen angeordnet. Schließlich setzen die Ablenkplatten 9 der durch die Verteilungswiderstand liefernden Kammern 8 strömenden Glasschmelze einen Widerstand entgegen. Anders ausgedrückt: Sowohl der Teil der Schmelze hoher Viskosität als auch der Teil niedriger Viskosität wird daran gehindert, so gut wie widerstandslos direkt durch das aufwärts gerichtete Ende der abzweigenden Kanäle 4 zu strömen. Daher dienen diese Ablenkplatten 9 und die Verteilungswiderstand liefernden Kammern 8 als Einstelleinrichtung für den Verteilungsdruck, um den Förderdruck anzugleichen, wenn Glasschmelze von der Verteilungskammer 3 zu den abzweigenden Kanälen 4 verteilt und geleitet wird.
Die 4(a) bis 4(e) sind Frontansichten, welche die Ablenkplatten 9 der Reihe nach von der aufwärts gerichteten Seite in der Verteilungswiderstand liefernden Kammer 8 zeigen. Die strichpunktierte Linie L in diesen Zeichnungen repräsentiert den Flüssigkeitspegel der Glasschmelze während der Arbeit der Vorrichtung 1.
Die Ablenkplatten 9 ganz oben an der aufwärts gerichteten Seite gemäß 4(a) weist eine rechtwinklige Form auf, die einen Teil bedeckt, der ungefähr der unteren Hälfte des Teils des rechtwinkligen Strömungskanals in der Verteilungswiderstand liefernden Kammer 8 bedeckt. Durch die Platte wird die Strömungsrichtung der Glasschmelze nach oben und dann nach unten geändert. Die in 4(b) gezeigte zweite Ablenkplatte 9 an der aufwärts gerichteten Seite ist rechteckig geformt und bedeckt einen Teil, der ungefähr der Hälfte des oberen einen Drittels des Teils des Strömungskanals der Verteilungswiderstand liefernden Kammer 8 entspricht. Durch die Platte wird die Strömungsrichtung der Glasschmelze nach unten hin geändert, so dass sich der Fluss verengt, und dann nach oben. Die in 4(c) gezeigte dritte Ablenkplatte 9 an der aufwärts gerichteten Seite ist rechteckig geformt und bedeckt den mittleren Teil des Teils des Strömungskanals der Verteilungswiderstand liefernden Kammer 8 von oben nach unten, mit Ausnahme der beiden Seiten in Querrichtung, so dass der Glasschmelzfluss zu beiden Seiten über die Breite getrennt und dann wieder vereint wird. Die in 4(d) gezeigte vierte Ablenkplatte 9 an der aufwärts gerichteten Seite weist eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 9a auf, wobei die oberen relativ groß sind und in einer Platte angeordnet sind, welche die gesamte Fläche des Teils des Strömungskanals der Verteilungswiderstand liefernden Kammer 8 bedeckt. Auf diese Weise wird der Glasschmelzfluss an vielen Stellen verengt, so dass er zwischen dem oberen und dem unteren Teil unterschiedlich ist und dann wieder zusammenläuft. Die in 4(e) gezeigte fünfte Ablenkplatte 9 an der aufwärts gerichteten Seite weist eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 9a auf, wobei die unteren relativ groß sind und in einer Platte angeordnet sind, welche die gesamte Fläche des Teils des Strömungskanals der Verteilungswiderstand liefernden Kammer 8 bedeckt. Auf diese Weise wird der Glasschmelzfluss an vielen Stellen verengt, so dass er zwischen dem oberen und dem unteren Teil unterschiedlich ist und dann wieder zusammenläuft. So wird die Richtung des Glasschmelzflusses geändert oder verengt, Wärme zwischen dem Teil niedriger Viskosität und dem Teil hoher Viskosität erfolgreich übertragen, wodurch die Wärmeübertragung effektiv verbessert wird. Daher kann der Glasschmelzfluss durch die Ablenkplatten 9 korrigiert bzw. die Viskosität in der Verteilungswiderstand liefernden Kammer 8 angeglichen werden. Daraus folgt, dass die Verteilungswiderstand liefernden Kammern 8 auch als Kammern für die Viskositätsangleichung (Viskositätsangleichungsbereich) dienen können.
Die vom Schmelzofen 2 gemäß den 1 und 2 über die Verteilungskammer 3 und die Verteilungswiderstand liefernden Kammern 8 zu den Formvorrichtungen 5 geleitete Glasschmelze weist vorzugsweise eine Eigenschaft auf, bei der eine Temperatur, bei der Glasschmelze eine Viskosität von 1000 dPas aufweist, 1350°C oder mehr beträgt, vorzugsweise 1420°C oder mehr. Das Glas ist vorzugsweise nichtalkalisch. Die untere Entspannungstemperatur von Glas beträgt 600°C oder mehr, vorzugsweise 630°C oder mehr, und die Liquidusviskosität von Glas beträgt 300000 dPas oder mehr, vorzugsweise 600000 dPas oder mehr. Die Glaszusammensetzung ist z. B. bezogen auf Gewichtsprozent wie folgt: SiO₂: 40% bis 70%, Al₂O₃: 6% bis 25%, B₂O₃: 5% bis 20%, MgO: 0% bis 10%, CaO: 0% bis 15%, BaO: 0% bis 30%, SrO: 0% bis 10%, ZnO: 0% bis 10%, Alkalimetalloxid: 0,1% oder weniger, und Läuterungsmittel: 0% bis 5%. In diesem Fall ist die Glaszusammensetzung vorzugsweise wie folgt: SiO₂: 55% bis 70%, Al₂O₃: 10% bis 20%, B₂O₃: 5% bis 15%, MgO: 0% bis 5%, CaO: 0% bis 10%, BaO: 0% bis 15%, SrO: 0% bis 10%, ZnO: 0% bis 5%, Alkalimetalloxid: 0,1% oder weniger, und Läuterungsmittel: 0% bis 3%.
Die Formvorrichtungen 5, denen Glasschmelze von den Verteilungswiderstand liefernden Kammern 8 durch die abwärts abzweigenden Kanäle 10 zugeführt wird, sind jeweils Formvorrichtungen für Flachglas wie z. B. Flachglas für Flüssigkristall (Glassubstrat für eine Flüssigkristallanzeige).
Zu beachten ist, dass die Wände der vorstehend beschriebenen Elemente alle aus feuerfestem Material mit hohem Zirkondioxidgehalt sind, allerdings können mit Ausnahme des Schmelzofens 2 die Wände der Elemente aus einem feuerfesten Material sein, das keinen hohen Zirkondioxidgehalt aufweist.
Bei der Fördereinrichtung 1 für Glasschmelze gemäß vorstehender Konfiguration verlaufen die abzweigenden Kanäle 4 zu den Formvorrichtungen 5 vom Schmelzofen 2 durch die Verteilungskammer 3. Daher wird Glasschmelze hoher Viskosität im Schmelzofen 2 zu den Formvorrichtungen 5 durch die entsprechenden abzweigenden Kanäle 4 geführt. Genauer gesagt: Der Prozess umfasst folgende Schritte:
Schmelzen von Rohmaterialien, um Glas hoher Viskosität in einem Schmelzofen 2 zu erhalten, wobei das hochviskose Glas eine Eigenschaft aufweist, bei der eine Temperatur, bei der die Glasschmelze eine Viskosität von 1000 dPas aufweist, 1350°C oder mehr beträgt;
Verteilen von Glasschmelze, die durch die mit einem Ausgang 2a des Schmelzofens 2 verbundenen Verteilungskammer 3 aus dem Schmelzofen 2 geführt wird, um in eine Vielzahl von abzweigenden Kanälen 4 geleitet zu werden;
Entgegensetzen eines Verteilungswiderstandes zur Glasschmelze, die durch die Vielzahl von abzweigenden Kanälen 4 fließt;
und Weiterleiten der durch die Vielzahl von abzweigenden Kanälen 4 geführten Glasschmelze zu Formvorrichtungen 5, die mit den entsprechenden abzweigenden Kanälen 4 verbunden sind, um Glasprodukte formen zu können.
Daher ist der durch Teilung des Wärmestrahlungsbereiches des Schmelzofens 2 erhaltene Wert (insbesondere der Wärmestrahlungsbereich der Seitenwände 22 bis 25) durch die Anzahl der abzweigenden Kanäle 4, das heißt der Wärmestrahlungsbereich des Schmelzofens 2 pro Kanal 4, viel kleiner als der Wärmestrahlungsbereich eines Schmelzofens pro Förderkanal einer Vielzahl von Einfachförderern, die eine Vielzahl von Schmelzöfen aufweisen, deren Gesamtvolumen dem Volumen des Schmelzofens 2 entspricht. Dadurch ist die vom Schmelzofen 2 pro Kanal 4 abgegebene Wärmemenge nicht zu groß, und die pro Fertigungslinie erforderlichen Energiekosten steigen nicht übermäßig an. Darüber hinaus ist der durch Teilung des Bereichs des Schmelzofens 2 an der Innenwandfläche, der mit der Glasschmelze in Berührung kommt, durch die Anzahl der abzweigenden Kanäle 4 erzeugte Wert, das heißt der Erosionsbereich des Schmelzofens 2 pro Kanal 4, viel kleiner als der Erosionsbereich des Schmelzofens pro Förderkanal in einer Einfachfördereinrichtung. Dadurch wird die Menge an erodiertem Fremdmaterial, das mit der durch die entsprechenden Kanäle zu den Formvorrichtungen 5 geführten Glasschmelze bzw. die Menge an durch Erosion erzeugtem heterogenen Glas nicht zu groß, und eine Verunreinigung der Glasschmelze oder eine Qualitätsminderung geformter Produkte, die auf die Verunreinigung zurückzuführen ist, und somit eine Reduzierung des Produktertrages kann daher verhindert werden.
Wenn ferner die Vielzahl von Formvorrichtungen 5 unterschiedlicher Art ist, können verschiedene Arten von Flachglas gleichzeitig geformt werden, wobei die Glasschmelze vom gleichen Schmelzofen 2 zu der Vielzahl von Formvorrichtungen 5 verteilt wird. Wenn darüber hinaus die Förderung von Glasschmelze von einem der abzweigenden Kanäle 4 unterbrochen wird, kann die Glasschmelze durch die anderen Kanäle 4 weiterhin zu den entsprechenden Formvorrichtungen 5 geleitet und der Formvorgang wie erforderlich durchgeführt werden. Wenn es erwünscht ist, eine der Produktlinien bei den Formvorrichtungen 5 dahingehend zu ändern, dass Flachglas in einer Form erzeugt wird, die sich von den anderen Linien unterscheidet, wird nur der der zu ändemden Linie entsprechende Kanal 4 ausgetauscht und die übrigen Formvorrichtungen 5 können weiter arbeiten wie bisher. Ferner wird hochviskoses Glas wie z. B. Glas für Flüssigkristallanzeigen bei hohen Temperaturen geformt und die Formvorrichtungen und andere Teile können leicht verschleißen. Wird einer der abzweigenden Kanäle 4 zu Reparaturzwecken angehalten, können die anderen Vorrichtungen weiterarbeiten.
Darüber hinaus verzweigt sich der vom Schmelzofen 2 kommende Kanal zu vielen Strömungskanälen 4 und daher sind keine weiteren Fördereinrichtungen für Glasschmelze erforderlich. Das System kann der seit neuestem ansteigenden Nachfrage nach Flachglas entsprechen. Flachglas wird gemäß der gleichen Arbeits- und Herstellungsbedingungen erstellt, obwohl es durch unterschiedliche Kanäle 4 geformt wird, und somit kann Flachglas mit der gleichen Zusammensetzung bzw. den gleichen Materialeigenschaften in großen Mengen hergestellt werden.
Die vom Schmelzofen 2 zu der Verteilungskammer 3 fließende Glasschmelze wird den Flammen F der Brenner ausgesetzt, die in den darüber liegenden Raum gerichtet sind, zusätzlich zu dem natürlichen Phänomen aufgrund des Verhältnisses zwischen relativer Dichte und Temperatur. Daher weist der untere Teil der Glasschmelze eine niedrigere Temperatur und eine relativ höhere Viskosität auf als der obere Teil, die Verteilungskammer 3, deren Boden flacher ist als der Schmelzofen 2, erlaubt es jedoch der Glasschmelze hoher Viskosität im unteren Teil im Schmelzofen 2 zu verbleiben, und nur die obere Glasschmelze niedriger Viskosität darf in die Verteilungskammer 3 fließen. So wird die Glasschmelze niedriger Viskosität effizient genutzt und nicht vergeudet, sie kann in der Verteilungskammer 3 vom oberen zum unteren Teil die gleiche Viskosität aufweisen und Blasen, die sich in der Glasschmelze befinden, können sich leichter lösen.
Zirkondioxid, ein Bestandteil des feuerfesten Materials, das aufgrund der den Schmelzofen 2 berührenden Glasschmelze erodiert, weist eine relative Dichte auf, die größer ist als die der Glasschmelz. Daher lagert sich verunreinigte Glasschmelze, die durch die Zirkondioxidbeimischung in die Glasschmelze erzeugt worden ist, im unteren Teil ab. Da die Verteilungskammer 3 flacher ist als der Schmelzofen 2, kann die verunreinigte Glasschmelze somit daran gehindert werden, in die Verteilungskammer 3 zu gelangen.
Die in die Verteilungskammer 3 gelangte Glasschmelze wird Flammen F ausgesetzt, die von Oxy-Fuel-Brennem abgegeben und dadurch erwärmt werden, so dass die Viskosität des Glases 1000 dPas oder weniger beträgt. Daher weist das Glas eine verbesserte Fluidität auf und kann gleichmäßig von der Verteilungskammer 3 zu den Verteilungswiderstand liefernden Kammern 8 der abzweigenden Kanäle 4 verteilt und zugeführt werden. Zu beachten ist, dass die vom Schmelzofen 2 in die Verteilungskammer 3 gelangte Glasschmelze durch die mittlere Korrekturplatte 37 der Verteilungskammer 3 daran gehindert wird, geradeaus zu fließen, sich von rechts nach links ausbreitet und dann zu den Verteilwiderstand liefernden Bereichen 8 geführt wird. Somit ist die Verteilung der Glasschmelze nicht auf die Verteilwiderstand liefernde Kammer 8 in der Mitte von rechts nach links konzentriert. Die Temperatur der Glasschmelze bleibt in dem Punkt zwischen 1600°C und 1700°C, höher als sowohl die Temperatur der Glasschmelze im Schmelzofen 2 (1500°C bis 1650°C) als auch die Temperatur der Glasschmelze in der Verteilungswiderstand liefernden Kammer 8 (1500°C bis 1650°C). Demgegenüber nimmt die Hitzebeständigkeit der mit Platin oder einer Platinlegierung beschichteten Innenwandfläche der Verteilungskammer 3 nicht ab und die Glasschmelze wird nicht durch erodiertes Fremdmaterial oder heterogenes Glas verunreinigt.
Ferner weisen die Verteilungswiderstand liefernden Kammern 8, in die die Glasschmelze von der Verteilungskammer 3 gelangt, eine Vielzahl von Ablenkplatten 9 auf, die der durch diese Kammern 8 fließenden Glasschmelze einen geeigneten Widerstand entgegensetzen. Wenn also die Viskosität und die Fließrichtung der Glasschmelze durch die Verteilungskammer 3 zu den Verteilungswiderstand liefernden Kammern 8 variiert, wird der Druck, der entsteht, wenn das Glas zu den Verteilungswiderstand liefernden Kammern 8 geleitet wird, durch den vorstehend beschriebenen geeigneten Widerstand angeglichen.
Ferner wird durch die Funktion der Ablenkplatten 9 die Fließrichtung der durch die Verteilungswiderstand liefernden Kammern 8 geleiteten Glasschmelze geändert oder verengt. Daher findet die Wärmeübertragung zwischen Teilen der Glasschmelze unterschiedlicher Viskosität in der Verteilungswiderstand liefernden Kammer 8 statt, und die Viskosität der Glasschmelze wird angeglichen. Darüber hinaus ist in den Verteilungswiderstand liefernden Kammern 8 eine Temperaturerfassungseinrichtung vorgesehen, um die Temperatur der Glasschmelze zu regeln, so dass Schmelze einer Viskosität, die den Anforderungen ziemlich genau entspricht, an die Formvorrichtungen 5 geleitet werden kann. Dadurch wird verhindert, dass das durch die Formvorrichtungen 5 geformte Flachglas unterschiedlich dick ist oder Mängel wie Welligkeit aufweist.

Claims

Fördereinrichtung für Glasschmelze, mit: einem Schmelzofen, der als Förderquelle für Glasschmelze dient; und mit einem Förderkanal, durch den Glasschmelze vom Schmelzofen zu einer Formvorrichtung für Glasprodukte geleitet wird, wobei die Glasschmelze eine Eigenschaft aufweist, bei der eine Temperatur, bei der die Glasschmelze eine Viskosität von 1000 dPas aufweist, 1350°C oder mehr beträgt, und der Förderkanal einen Verteilungsbereich aufweist, der mit einem Strömungsausgang des Schmelzofens verbunden ist, und dass eine Vielzahl von abzweigenden Kanälen gegeben ist, die vom Verteilungsbereich abzweigen und zu einer Vielzahl von Formvorrichtungen verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Verteilungswiderstand liefernden Bereichen, die der durch den jeweiligen abzweigenden Kanal fließenden Glasschmelze einen Verteilungswiderstand entgegensetzen, jeweils in den abzweigenden Kanälen vorgesehen sind, und dass jeder der Verteilungswiderstand liefernden Bereiche eine Vielzahl von Ablenkplatten aufweist, die im abzweigenden Kanal vorgesehen sind.
Fördereinrichtung für Glasschmelze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Förderdrücke der vom Verteilungsbereich zu den jeweiligen abzweigenden Kanälen verteilten Glasschmelze einander angeglichen werden.
Fördereinrichtung für Glasschmelze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Innenwandfläche des Verteilungswiderstand liefernden Bereiches, die mit der Glasschmelze in Berührung kommt, aus einem aus der Gruppe von Platin, Molybdän, Palladium, Rhodium und einer Legierung davon ausgewählten Material besteht.
Fördereinrichtung für Glasschmelze nach Anspruch 3, mit einer stromführenden Heizvorrichtung zum Erwärmen der Glasschmelze, indem Strom an das eine aus der Gruppe von Platin, Molybdän, Palladium, Rhodium und einer Legierung davon ausgewählten Material angelegt wird.
Fördereinrichtung für Glasschmelze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Fläche der Ablenkplatte, die mit der Glasschmelze in Berührung kommt, aus einem aus der Gruppe von Platin, Molybdän, Palladium, Rhodium und einer Legierung davon ausgewählten Material besteht.
Fördereinrichtung für Glasschmelze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des Verteilungsbereichs flacher ist als der des Schmelzofens.
Fördereinrichtung für Glasschmelze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe des Verteilungsbereiches 4/5 oder weniger der Tiefe des Schmelzofens beträgt.
Fördereinrichtung für Glasschmelze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe des Verteilungsbereichs 500 mm oder weniger beträgt.
Fördereinrichtung für Glasschmelze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizvorrichtung die Glasschmelze im Verteilungsbereich so aufwärmt, dass die Glasschmelze eine Viskosität von 1000 dPas oder weniger aufweist.
Fördereinrichtung für Glasschmelze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Innenwandfläche des Verteilungsbereiches, die mit der Glasschmelze in Berührung kommt, aus einem aus der Gruppe von Platin, Molybdän, Palladium, Rhodium und einer Legierung davon ausgewählten Material besteht.
Fördereinrichtung für Glasschmelze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formvorrichtung eine Formvorrichtung für Flachglas ist.
Fördereinrichtung für Glasschmelze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ablenkplatten an verschiedenen Stellen im Hinblick auf den Teil des Strömungspfades der Glasschmelze vorgesehen und/oder verschieden geformt sind.
Verfahren zum Herstellen eines Glasproduktes durch folgende Schritte: a) Schmelzen von Rohmaterialien, um Glas hoher Viskosität in einem Schmelzofen zu erhalten, wobei das hochviskose Glas eine Eigenschaft aufweist, bei der eine Temperatur, bei der die Glasschmelze eine Viskosität von 1000 dPas aufweist, 1350°C oder mehr aufweist; b) Verteilen von Glasschmelze, die durch einen mit einem Ausgang des Schmelzofens verbundenen Verteilungsbereich aus dem Schmelzofen geführt wird, um in eine Vielzahl von abzweigenden Kanälen geleitet zu werden; und c) Weiterleiten der durch die Vielzahl von abzweigenden Kanälen geführten Glasschmelze zu Formvorrichtungen, die mit der Vielzahl von abzweigenden Kanälen verbunden sind, um Glasprodukte formen zu können, wobei d) der durch die Vielzahl von abzweigenden Kanälen fließenden Glasschmelze ein Verteilungswiderstand entgegen gesetzt wird mit Hilfe einer Vielzahl von Ablenkplatten, welche in den abzweigenden Kanälen angeordnet sind.