-
Die
Erfindung betrifft eine Abdeckung eines aus flüssigem Metall
bestehenden Floatbades gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Floatbadvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 16 und
auf ein Verfahren zum Herstellen von Flachglas gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 38.
-
Die
Herstellung von Flachglas nach dem Floatverfahren, sog. Floatglas,
ist seit dem vorigen Jahrhundert bekannt und basiert im Wesentlichen
auf den grundlegenden Schutzrechten von Pilkington (
US 3,083,551 ,
DE 147 19 50 ).
-
Beim
Floatverfahren lässt man flüssiges Glas, das mittels
einer Rinne aus der Arbeitswanne herbeigeführt wird, auf
ein Bad aus geschmolzenem Metall, im allgemeinen Zinn fließen.
Der Mengenstrom des Glases wird über einen beweglichen Schieber,
geregelt, mit dessen Einstellung unter anderem auch die Glasdicke
eingestellt wird. In Flussrichtung des Glases gesehen hinter dem
Schieber befindet sich die Gießlippe, von der aus die Glasschmelze
kontinuierlich auf das Metallbad fließt, wo die Glasschmelze
zu einem dimensionsstabilen Glasband geformt wird und erstarrt.
Anschließend wird das erstarrte Glasband von dem Metallbad
entfernt.
-
Die
auf diese Art und Weise hergestellten Floatgläser, die
in der Regel ein Dicke von weniger als 1,5 mm aufweisen, werden
als Dünnglassubstrate unter anderem benutzt zur Herstellung
von Flachbildschirmen, z. B. von Plasmabildschirmen (PDP = Plasma
Display Panel), Feld- Emissions-Bildschirmen (FED = Field Emission
Display), TFT-Flüssigkristall-Bildschirmen (TFT = Thin
Film Transistor), STN-Flüssigkristall-Bildschirmen (STN
= Super Twisted Nematic), Plasmaunterstützten Flüssigkristall-Bildschirmen
(PALC = Plasma Assisted Liquid Crystal), Electro-Lumineszenz-Displays
(EL) und dergleichen oder zur Herstellung von Dünnschicht-Solarzellen.
-
Bei
den Flachbildschirmen wird je nach dem Typ des Displays zwischen
zwei Glasscheiben entweder eine dünne Schicht einer Flüssigkristallverbindung
eingebracht oder es werden auf Vorder- und Rückseite der
rückwärtigen bzw. vorderseitigen Scheibe jeweils
dielektrische Schichten aufgebracht, aus denen Zellen geformt werden,
in denen Phosphore untergebracht sind.
-
Es
ist hierbei wichtig, dass die Schichtdicke der Flüssigkristallschicht
bzw. die Dicke der dielektrischen Schicht genau eingehalten wird,
damit insbesondere bei großen Abmessungen eines Bildschirms keine
störenden Farbverfälschungen oder Ähnlichkeitsabweichungen
auftreten. Da die Schichtdicken, derzeit ca. 30 μm, immer
kleiner und die Bildschirme immer größer werden,
kommt dieser Bedingung eine wachsende Bedeutung zu.
-
Obwohl
Floatglas aufgrund seiner feuerpolierten Oberfläche vorzüglich
für Displayanwendungen geeignet ist, ist es bei den heutzutage
geforderten großen Substratformaten mit Kantenlängen
von oberhalb 1800 mm noch nicht möglich, Displayglas nach
dem Floatverfahren herzustellen, dessen Dickendifferenzen unter
50 μm liegen.
-
Eine
Erklärung für die Entstehung von Dickenschwankungen
bei Floatglas ist das Vorhandensein von Strömungen im Floatbad.
Diese sehr komplexen Strömungen sind das Ergebnis von sich gegenseitig
beeinflussenden mechanisch und thermisch induzierten Strömungen.
Inso fern kommt der Temperaturführung innerhalb der Floatbadvorrichtung
erhebliche Bedeutung zu.
-
Die
Oberflächenqualität des Floatglases wird durch
Oberflächendefekte, die als Top-Specks bezeichnet werden,
beeinträchtigt, die bei Verwendung eines Zinnbades durch
Ablagerungen von zinnhaltigen Partikeln, wie z. B. Zinn- oder Zinnoxid-Partikel, auf
dem Glasband hervorgerufen werden. Die Atmosphäre über
dem Floatbad enthält trotz des Flutens des Innenraums mit
Formiergas (typische Zusammensetzung 12% H2,
88% N2) Restmengen an Sauerstoff, der in
das Zinnbad eindringt und dort SnO2-Partikel
bildet. Mit zunehmender Badtemperatur verdampft das Zinnoxid bzw.
Zinn und reichert die Atmosphäre an, mit der Folge, dass
sich zinnhaltige Partikel auf dem Glasband niederschlagen können.
-
Um
diese Oberflächendefekte zu vermeiden, müssen
verschiedene Maßnahmen ergriffen werden, um eine kontaminierte
Atmosphäre über dem Glasband zu verhindern. Zum
einen darf insbesondere kein Sauerstoff von außen in das
Innere des Floatbadgehäuses eindringen und zum anderen
darf eventuell vorhandener Sauerstoff nicht mit der Zinnbadoberfläche
in Kontakt kommen.
-
In
der
JP 11-278856 wird
zur Verhinderung der Zinnoxidation vorgeschlagen, die freie Floatbadoberfläche
durch Platten abzudecken, die O
2-undurchlässig
sein sollen und Temperaturen von 1300°C oder mehr aushalten.
Als Material werden Karbide, wie zum Beispiel Siliziumkarbid, vorgeschlagen.
-
Die
Platten werden unmittelbar auf die Zinnbadoberfläche aufgelegt,
so dass sich unter der Abdeckung keine Atmosphäre befindet.
Da bei einer solchen schwimmenden Abdeckung ein Abstand zur Glasbandkante
einzuhalten ist, gibt es seitlich des Glasbandes freie Oberflächenberei che
des Floatbades, wo nach wie vor Zinnoxidationen stattfinden können.
-
Aus
der
WO 2005-097692 ist
es bekannt, die Atmosphäre und damit die Zinnoxidpartikel
mittels Absaugrohren, die in der Seitenwand angeordnet sind, abzusaugen.
Der Nachteil dieser Absaugrohre besteht darin, das der Wirkungsbereich äußerst
eingeschränkt ist. Im allgemeinen wird eine nennenswerte
Saugwirkung allenfalls in einem Umkreis von ca. 20 cm um die Einlassöffnung
des Absaugrohres erzielt. Wesentliche Anteile an Zinnoxid oder anderen Kontaminationen
in der Atmosphäre werden dadurch nicht erfasst.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Abdeckung und eine Floatbadvorrichtung
anzugeben, mit denen die Anzahl der Oberflächendefekte
auf dem Glasband, das nach dem Floatverfahren hergestellt wird,
verringert werden kann. Es ist auch Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes
Verfahren zur Herstellung von Flachglas anzugeben.
-
Diese
Aufgabe wird mit einer Abdeckung gelöst, bei der das Abdeckelement
mindestens in einem Teilbereich der freien Floatbadoberfläche,
die sich zwischen dem Glasband und der Seitenwand befindet, mit
einem Zwischenraum beabstandet zum Floatbadspiegel angeordnet ist.
-
Unter
einem Abdeckelement werden vorzugsweise alle Elemente verstanden,
die die freie Floatbadoberfläche in vertikaler Richtung
vom darüberliegenden Raum abgrenzt.
-
Die
beabstandete Anordnung von Abdeckelementen unter Ausbildung eines
Zwischenraums zwischen dem Abdeckelement und dem Floatbadspiegel
eröffnet die Möglichkeit, eine Atmosphärenströmung
einzustellen, wie dies im Zusammenhang mit der Floatbadvorrichtung
und dem Verfahren zur Herstellung von Flachglas im einzelnen beschrieben wird.
-
Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass der insbesondere mit Metalloxid
kontaminierte Atmosphärenraum auf den Zwischenraum beschränkt
und somit klein gehalten wird.
-
Außerdem
können die Strömungsgeschwindigkeiten unter den
Abdeckelementen deutlich höher eingestellt werden, als
dies zum Beispiel bei der Anordnung von Vorhängen innerhalb
des Innenraums des Floatbadgehäuses möglich ist.
-
Ein
weiterer Vorteil besteht darin, das die Abdeckung die freie Sicht
auf das Glasband und insbesondere auf den Rand des Glasbandes während
der Herstellung nicht beeinträchtigt.
-
Weitere
Vorteile der erfindungsgemäßen Abdeckung bestehen
darin, dass die kontaminierte Atmosphäre daran gehindert
wird, von der freien Floatbadoberfläche aufzusteigen und
in den Raum über dem Glasband zu gelangen.
-
Vorzugweise
besteht das Abdeckelement aus Quarzal. Quarzal hat den Vorteil,
dass es während des Betriebs, also in heißer Atmosphäre
einbaubar ist, weil es eine gute Temperaturwechselbeständigkeit
aufweist. Weitere Vorteile sind in der mechanischen Stabilität
begründet sowie in der Eigenschaft, dass es thermisch nicht
isoliert und insofern keine Temperaturunterschiede innerhalb des
Floatbadgehäuses verursacht.
-
Weitere
geeignete Materialien für die Abdeckung sind Keramiken,
wie z. B. Mullit, Silimanit, SiC, Si3N4, AlTi, C, Al2O3 oder mit SiC überzogener Graphit.
-
Gemäß einer
ersten Ausführungsform weist das Abdeckelement mindestens
eine Stütze auf, die auf der Bodenwand der Floatbadwanne
aufliegt. Die Länge der Stütze wird so gewählt,
dass der gewünschte Zwischenraum zwischen dem Floatbadspiegel
und der Unterseite des Abdeckelementes eingehalten wird.
-
Gemäß einer
zweiten Ausführungsform weist das Abdeckelement mindestens
einen Schwimmkörper auf, mit dem das Abdeckelement beabstandet
auf dem Floatbad schwimmt. Die Größe des Schwimmkörpers
und dessen Auftrieb werden so eingestellt, dass der gewünschte
Abstand des Abdeckelementes von der Floatbadoberfläche
eingehalten wird.
-
Sowohl
die Stütze als auch der Schwimmkörper bestehen
vorzugsweise aus Mullit. Weitere bevorzugte Materialien sind mit
SiC überzogener Graphit, Quarzal, Schamotte, Al2O3 oder Keramiken,
die auch für die Abdeckung Verwendung finden.
-
Das
mit dem Schwimmkörper versehene Abdeckelement wird vorzugsweise
mittels einer Halteeinrichtung fixiert. Aufgrund von unvermeidlichen Strömungen
im Floatbad könnte es ansonsten zu Verschiebungen des Abdeckelementes
kommen.
-
Vorzugsweise
erstreckt sich das Abdeckelement bis zur Seitenwand. Damit werden
Rückströmungen des Atmosphärengases,
insbesondere Strömungen in Richtung Floatbaddecke und zum
Glasband vermieden.
-
Vorzugsweise
liegt das Abdeckelement abdichtend an der Seitenwand an. Durch diese
Ausführungsform wird wirksam verhindert, dass durch die Seitenwand
durchdringender Sauerstoff, der an der Innenseite der Seitenwand
nach unten kriecht, mit dem Metallbad in Kontakt kommt und auf diese
Weise Metalloxidpartikel erzeugt.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform kann das Abdeckelement zwischen
Seitenwandkästen und der Seitenwand der Floatbadwanne gehalten sein.
Die Abdeckelemente können bespielsweise zwischen den Seitenwandkästen
und der Seitenwand eingeklemmt sein.
-
Eine
andere Ausführungsform sieht vor, dass das Abdeckelement
an der Decke des Floatbadgehäuses aufgehängt ist.
-
Vorzugsweise
beträgt der Abstand A1 zwischen
dem Rand des Glasbandes und dem Rand des Abdeckelementes 0 ≤ A1 ≤ 500 mm. Besonders bevorzugt
ist ein Abstand A mit 150 mm ≤ A1 ≤ 300
mm, insbesondere 200 mm ≤ A1 ≤ 300
mm.
-
Bevorzugte
Ausführungsformen der Abdeckelemente sind Abdeckplatten
und Abdeckhauben. Der Abstand A2 zwischen
der Unterseite der Abdeckplatte und dem Floatbadspiegel beträgt
vorzugsweise 25 mm bis 100 mm, besonders bevorzugt 50 mm bis 100
mm. Über den Abstand der Abdeckplatte zum Floatbadspiegel
kann bei vorgegebener Saugleistung der Absaugvorrichtung, die im
Zusammenhang mit der Floatbadvorrichtung beschrieben wird, die Strömungsgeschwindigkeit
in diesen Zwischenraum eingestellt werden.
-
Die
Abdeckhaube kann dachartig oder halbpyramidenförmig ausgebildet
sein und wird insbesondere dort als Abdeckung eingesetzt, wo die
Absaugrohre der Absaugeinrichtung in den Innenraum des Floatbadgehäuses
münden. Der Zwischenraum unter den Abdeckhauben ist deutlich
größer als unter den Abdeckplatten.
-
Die
erfindungsgemäße Floatbadvorrichtung sieht vor,
dass das Abdeckelement mindestens in einem Teilbereich der freien
Floatbadoberfläche, die sich zwischen dem Rand des Glasbandes
und der Seiten wand befindet, mit einem Zwischenraum beabstandet
zum Floatbadspiegel angeordnet ist, und dass eine Einrichtung zum
Absaugen einer im Inneren der Vorrichtung befindlichen Atmosphäre
mit mindestens einer Absaugleitung in der Seitenwand vorgesehen
ist, wobei die Absaugöffnung der Absaugleitung in den Zwischenraum
mündet.
-
Mittels
der Absaugeinrichtung wird die im wesentlichen aus Formiergas bestehende
Atmosphäre aus dem Innenraum des Floatbadgehäuses
in den Zwischenraum abgesaugt. Durch die dadurch erzeugte Strömung
im Zwischenraum werden Partikel im gesamten Bereich zwischen Glasband
und der Seitenwand abgesaugt. Je nach dem, wie weit sich die Abdeckung
an den Rand oder sogar über den Rand des Glasbandes erstreckt,
wird auch eine horizontale Strömung zumindest über
Teilbereichen des Glasbandes erzeugt und auf diese Art und Weise auch
die schädlichen Partikel abgesaugt, die sich in der Atmosphäre über
dem Glasband befinden.
-
Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass aufgrund der verbesserten Saugwirkung
und Strömungsführung insgesamt weniger Formiergas
benötigt wird, um die Metalloxidbildung zu verhindern bzw. die
schädlichen Partikel zu entfernen.
-
Vorzugsweise
ist mindestens eine Absaugleitung in einem Seitenwandkasten angeordnet,
der in die Seitenwand einsetzbar ist. Die Anordnung des oder der
Absaugrohre in den Seitenwandkästen ermöglicht
einen schnellen Austausch der Absaugrohre, wenn zum Beispiel kleinere
oder größere Rohrquerschnitte oder eine größere
oder kleinere Anzahl von Absaugrohren benötigt wird. Eine
solche Anpassung kann dann notwendig werden, wenn sich unter Umständen
die Temperaturverhältnisse innerhalb des Floatbadgehäuses ändern
sollten.
-
Vorzugsweise
ist die Absaugöffnung eine sich in horizontaler Richtung
erstreckende Schlitzöffnung.
-
Der
Vorteil besteht darin, dass die Formiergasatmosphäre über
einen großräumigen, zusammenhängenden
Bereich über dem Floatbad abgesaugt wird. Schädliche
Partikel in der Formiergasatmosphäre werden wirksamer und
vollständiger erfasst als mit runden Absaugrohren, die über
größere Abstände längs der Seitenwände
des Floatbadgehäuses verteilt angeordnet sind.
-
Eine
solche schlitzförmige Absaugöffnung kann mit geringerem
Abstand über dem Floatbadspiegel angeordnet werden, so
dass sich die Möglichkeit eröffnet, die Atmosphäre
unmittelbar aus dem Zwischenraum zwischen der Floatbadoberfläche
und der Unterseite eines Abdeckelements abzusaugen, ohne dass Abdeckhauben
vorgesehen werden müssen, wie dies beispielsweise bei runden
Absaugrohren mit relativ großem Querschnitt notwendig ist.
-
Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass mittels einer Schlitzdüsöffnung
eine laminare Strömung erzeugt wird, so dass Turbulenzen
in dem Zwischenraum zwischen der Floatbadoberfläche und
der Unterseite des Abdeckelementes vermieden werden.
-
Vorzugsweise
ist in mindestens zwei Floatbadabschnitten in den beiden gegenüberliegenden Seitenwänden
jeweils mindestens eine Schlitzöffnung angeordnet. Die
Atmosphäre über dem Glasband wird weitaus effektiver
abgesaugt, weil zwei Strömungen in entgegen gesetzte Richtungen
erzeugt werden, die die schädlichen Partikel vorzeitig vor
dem Auftreffen auf dem Glasband erfassen.
-
Vorzugsweise
sind die Schlitzöffnungen mindestens in den beiden ersten
Floatbadabschnitten angeordnet. In den Floatbadabschnitten, in denen die
Heißformgebung stattfindet – dies sind insbesondere
die Flo atbadabschnitte 1 und 2, gegebenenfalls auch
Floatbadabschnitt 3 – ist die Temperatur des Floatbades
am höchsten, so dass dort die Anreicherung der Atmosphäre
mit schädlichen Partikeln am größten
ist. Mittels der Absaugung über Schlitzöffnungen
insbesondere in diesen Floatbadabschnitten kann die Effektivität
der Dekontamination der Atmosphäre deutlich erhöht
werden.
-
Vorzugsweise
sind mindestens zwei Schlitzöffnungen in horizontaler Richtung
nebeneinander angeordnet.
-
Der
Abstand zwischen zwei Schlitzöffnungen wird möglichst
minimiert und sollten unter 10 cm liegen, um keine Toträume
zuzulassen, in denen schädliche Partikel durch die Absaugung
nicht erfasst werden können.
-
Vorzugsweise
erstrecken sich die Schlitzöffnungen insgesamt über
mindestens 50% der Länge eines Floatbadabschnittes. Vorzugsweise
erstrecken sich die Schlitzöffnungen über mindestens
70%, besonders bevorzugt über mindestens 80% der Länge des
Floatbadabschnittes.
-
Vorzugsweise
erstrecken sich die Schlitzöffnungen insgesamt über
mindestens 50% der Länge des gesamten Floatbades. Vorzugsweise
erstrecken sich die Schlitzöffnungen über 70%,
insbesondere über 80% der Länge des gesamten Floatbades.
-
Bei
dieser Anordnung der Absaugöffnungen wird die Formiergasatmosphäre über
der gesamten Metallbadoberfläche abgesaugt, so dass keine
Toträume entstehen können, in denen sich die schädlichen
Partikel ansammeln und eventuell innerhalb des Floatbadgehäuses
nach oben aufsteigen können. Von dort gelangen die Partikel
in der Regel in der Gehäusemitte wieder nach unten und
lagern sich auf dem Glasband ab. Eine großräumige
Absaugung über nahezu die gesamte Län ge der Seitenwand,
insbesondere über beide Seitenwände, verhindert
diesen nachteiligen Effekt und führt zu einer deutlichen Abnahme
der so genannten Top-Specks.
-
Flachglas,
das in einer erfindungsgemäßen Floatbadvorrichtung
hergestellt wird, zeigt eine deutlich geringere Anzahl von Oberflächendefekten.
Die Anzahl der Oberflächendefekte pro m2 konnte
im Mittel von 50–100 Top-Specks/m2 auf
0–20 Top-Specks/m2 reduziert werden.
Außerdem hat sich gezeigt, dass sich die Verteilung der
Größe der Oberflächendefekte zu kleinen
Durchmessern verschiebt.
-
Vorzugsweise
beträgt die horizontale Länge der Schlitzöffnung
30 cm bis 150 cm.
-
Die
Querschnittsfläche der Schlitzöffnung liegt vorteilhafterweise
bei 20 bis 40 cm2. Dies bedeutet, dass bei
den beanspruchten Längen der Schlitzöffnungen
die vertikale Breite der Schlitzöffnung im Bereich von
2 bis 10 mm liegen darf. Bei Einhaltung dieser Werte wird innerhalb
der Schlitzöffnung eine laminare Strömung aufrechterhalten.
-
Die
Schlitzöffnung sollte möglichst dicht über der
Metallbadoberfläche angeordnet sein, um möglichst
alle Partikel absaugen zu können.
-
Vorzugsweise
ist die Unterkante der Schlitzöffnung zwischen 4 cm und
8 cm oberhalb des Spiegels des Floatbades angeordnet.
-
Vorzugsweise
weist die Absaugleitung in der Seitenwand ein Gefälle von
innen nach außen auf. Dies hat den Vorteil, dass in der
Absaugleitung kondensierte Partikel nach außen ablaufen
und somit das Metallbad nicht kontaminieren können.
-
Vorzugsweise
weist die Absaugleitung eine Schlitzdüse auf. Schlitzdüsen
besitzen im Wesentlichen eine in Draufsicht dreieckige Gestalt.
In Richtung nach außen verjüngt sich der Querschnitt
und geht in den Querschnitt der angeschlossenen Absaugleitung über.
Die Schlitzdüse kann ein separates Bauteil sein oder an
das die Absaugleitung bildende Absaugrohr angeformt sein.
-
Eine
schlitzförmige Düse kann mit geringem Abstand über
dem Floatbadspiegel angeordnet werden, so dass sich die Möglichkeit
eröffnet, die Gasatmosphäre unmittelbar über
dem Floatbad abzusaugen.
-
Vorzugsweise
ist bei der Schlitzdüse ein Öffnungswinkel α von
14° bis 20° einzuhalten, um eine laminare Strömung
innerhalb der Schlitzdüse zu gewährleisten. Der
Winkel α ist hierbei der Winkel zwischen den konisch zulaufenden
Seitenwänden der Schlitzdüse.
-
Vorzugsweise
ist die Schlitzdüse in einem Seitenwandkasten angeordnet.
-
Der
Seitenwandkasten weist vorzugsweise zwei Formsteine, insbesondere
aus Feuerfestmaterial auf, die mindestens die Schlitzdüse
begrenzen. Die Schlitzdüse ist in diesem Fall in die Formsteine eingeformt,
wobei vorzugsweise die Trennlinie zwischen den beiden Formsteinen
durch die Schlitzdüse verläuft.
-
Vorzugsweise
sind mehrere Absaugleitungen längs der beiden Seitenwände
verteilt angeordnet. Die Saugleistung durch die Absaugleitungen
ist vorzugsweise über die entsprechenden Saugmittel individuell
einstellbar. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil,
dass auf einfache Weise den unterschiedlichen Temperaturbedingungen
im Inneren des Floatbadgehäuses Rechnung getragen werden kann.
So kann in den heißeren Bereichen ein größeres
Gasvolumen pro Zeiteinheit abgesaugt werden, als dies in den kälteren
Abschnitten notwendig ist.
-
Die
Anordnung des oder der Absaugleitungen im Seitenwandkasten ermöglicht
einen schnellen Austausch der Absaugleitungen, wenn zum Beispiel kleinere
oder größere Querschnitte oder eine größere
oder kleinere Anzahl von Absaugleitungen in dem betreffenden Seitenwandbereich
benötigt werden. Eine solche Anpassung kann dann notwendig
werden, wenn sich unter Umständen die Temperaturverhältnisse
innerhalb des Floatbadgehäuses und damit die Konzentration
der Partikel ändern sollte.
-
Vorzugsweise
weist die Absaugeinrichtung eine Injektorpumpe auf. Die Injektorpumpe
erzeugt am Ausgang der Absaugleitung einen Unterdruck.
-
Injektorpumpen
besitzen zwei Eingänge und einen Ausgang und bestehen im
Prinzip aus zwei ineinander gesteckten Rohren, die als Innenrohr
und als Außenrohr bezeichnet werden. Das Innenrohr endet
im Außenrohr und besitzt eine Austrittsdüse. Das Saugfluid
tritt unter dem vollem Leitungsdruck aus der Austrittsdüse
in das Außenrohr aus und reißt dabei das abzusaugende
Fluid, d. h. die Formiergasatmosphäre vom zweiten Eingang
mit. Dies geschieht aufgrund des erzeugten Unterdrucks. Nach diesem Prinzip
funktioniert zum Beispiel auch eine Wasserstrahlpumpe.
-
Da
die Saugleistung der Injektorpumpe über den Druck des Saugfluids
auf einfache Weise mit hoher Genauigkeit eingestellt werden kann,
ist die gewünschte Anpassung an die unterschiedlichen Konzentrationen
der Partikel im Inneren des Floatbadgehäuses möglich.
Die Genauigkeit liegt bei ±5 m3 (i. N.)/h.
Unter der Bezeichnung m3 (i. N.) wird ein Normkubikmeter
verstanden, der in der DIN 1343 festgelegt ist. Ein Normkubikmeter
ist die Menge, die einem Kubikmeter Gas bei einem Druck von 1,01325 bar,
einer Luftfeuchtigkeit von 0% (trockenes Gas) und einer Temperatur
von 0°C entspricht.
-
Vorzugsweise
wird die Injektorpumpe mit Druckluft als Saugfluid betrieben. Dementsprechend ist
die Injektorpumpe vorzugsweise an mindestens einen Drucklufterzeuger
angeschlossen.
-
Ferner
kann der Drucklufterzeuger an eine Steuereinrichtung zur Steuerung
des Drucks der Druckluft angeschlossen sein oder der Drucklufterzeuger
weist eine solche Steuereinrichtung auf.
-
Es
ist auch möglich, dass zwischen der Injektorpumpe und dem
Drucklufterzeuger eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Drucks
der Druckluft angeordnet ist. Eine solche Steuereinrichtung kann beispielsweise
ein Druckluftventil sein. Vorzugsweise ist vor jeder Injektorpumpe
ein solches Druckluftventil angeordnet, damit jede Injektorpumpe
individuell eingestellt werden kann
-
An
eine Injektorpumpe können ein oder mehrere Absaugleitungen
angeschlossen sein. Die gruppenweise Anordnung von Absaugleitungen
bietet sich an, wenn die Saugleistung jedes Floatbadabschnittes
individuell eingestellt werden soll. Wenn innerhalb eines Floatbadabschnittes
mehrere Absaugleitungen vorgesehen sind, durch die individuell eingestellte
Gasmengen pro Zeiteinheit abgesaugt werden sollen, ist vorzugsweise
jede Absaugleitung an eine eigene Injektorpumpe angeschlossen.
-
Die
Steuereinrichtung ist vorzugsweise an mindestens einen Temperaturfühler
angeschlossen, der im Inneren des Floatbades angeordnet ist. Die entsprechenden
Temperaturänderungen können somit unmittelbar über
die Steuereinrichtung in die betreffende Absaugleistung umgesetzt werden,
die notwendig ist, um eine optimale Absaugung der Partikel zu gewährleisten.
-
Vorzugsweise
sind im Bereich der Öffnungen der Absaugrohre Abdeckhauben
angeordnet, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn der Durchmesser
der Öffnung der Absaugrohre größer ist
als der Abstand der Abdeckplatten von der Floatbadoberfläche.
-
Das
Verfahren zum Herstellen von Flachglas, insbesondere von TFT-Glas,
in einer solchen Floatbadvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein Teil der freien Floatbadoberfläche, die
sich zwischen dem Rand des Glasbandes und der benachbarten Seitenwand
befindet, mittels einer Abdeckung unter Ausbildung eines Zwischenraums
abgedeckt wird, und dass in dem Zwischenraum eine Strömung
der Atmosphäre erzeugt wird.
-
Die
Strömung ist vorzugsweise vom Glasband weg gerichtet, damit
Metalloxidpartikel von der Glasbandoberfläche abgesaugt
werden.
-
Die
Atmosphäre wird aus dem Zwischenraum nach außen
abgesaugt, damit diese nicht in den Innenraum zurückströmen
kann.
-
Vorzugsweise
wird die Geschwindigkeit der Strömung im Zwischenraum auf
5 m/s bis 10 m/s eingestellt.
-
Vorzugsweise
wird die Atmosphäre in horizontaler Richtung schlitzförmig
abgesaugt.
-
Vorzugsweise
wird die Atmosphäre über mindestens eine Schlitzöffnung
abgesaugt.
-
Es
ist bevorzugt, die Absaugung an mehreren Stellen längs
der Floatbadvorrichtung vorzunehmen, wobei in mindestens zwei Floatbadabschnitten (Bay)
der Floatbadwanne die Formiergasatmosphäre abgesaugt wird.
-
Vorzugsweise
wird die Atmosphäre, vorzugsweise an beiden Seitenwänden
des Floatbadgehäuses, über mindestens 50%, insbesondere
mindestens 70%, besonders bevorzugt über mindestens 80%
der Floatbadlänge abgesaugt.
-
Es
ist weiterhin von Vorteil, dass die in jedem Floatbadabschnitt abgesaugte
Gasmenge pro Zeiteinheit in Abhängigkeit der Temperatur
des Floatbadabschnittes eingestellt wird.
-
Das
Verfahren eignet sich besonders für die Herstellung von
Borosilikatgläsern, alkalifreien Gläsern, Alumosilikatgläsern,
Alumolithiumsilikatgläsern und Vorläufergläsern
für Glaskeramik.
-
Besonders
geeignet ist das Verfahren zur Herstellung von Borosilikatglas,
z. B. für Brandschutzanwendungen, mit einer Zusammensetzung von
(alle nachfolgenden Angaben in Gew.-% auf Oxidbasis):
SiO2 70-85, B2O3 7-13, Na2O + K2O + Li2O 3-8, MgO +
CaO + SrO 0-3, Al2O3 2-7,
zur
Herstellung von alkalifreiem Alumino(boro)silikatglas mit einer
Zusammensetzung von
SiO2 50-70, B2O3 ≤ 15,
Al2O3 10-25, MgO
0-10, CaO 0-12, SrO 0-12, BaO 0-15, mit MgO + CaO + SiO + BaO 8-26,
ZnO 0-10, ZrO2 0-5, TiO2 0-5,
SnO2 0-2,
z. B. für die Herstellung
von Displayglas, insbesondere mit einer Zusammensetzung von
SiO2 > 55-65,
B2O3 5-11, Al2O3 > 14-25, MgO 0-8, CaO
0-8, SrO 0-8, BaO ≤ 10 mit MgO + CaO + SrO + BaO 8-21,
ZnO 0-5, ZrO2 0-2, TiO2 0-3,
SnO2 0-2,
insbesondere SiO2 > 58-65, B2O3 > 6-10,5,
Al2O3 > 14-25, MgO 0 -< 3, CaO 0-9, BaO > 3-8 mit MgO + CaO
+ BaO 8-18, ZnO 0 -< 2,
As2O3-frei, Sb2O3-frei,
bevorzugt
Zn-Oxid-, Ce-Oxid-, Zr-Oxid-, Ti-oxid frei.
-
Es
ist ferner besonders geeignet zur Herstellung von verschiedenen
Grüngläsern für Glaskeramik, so z. B.
mit
SiO2 55-69, Al2O3 19-25, Li2O 3-5,
Na2O 0-1,5, K2O 0-1,5, Σ Na2O + K2O 0,2-2, MgO
0,1-2,2, CaO 0-15, SrO 0-1,5, BaO 0-2,5, Σ MgO + CaO +
SrO + BaO unter 6, ZnO 0-1,5, TiO2 1-5,
ZrO2 1-2,5, SnO2 0
bis unter 1, Σ TiO2 + SrO2 + SnO2 2,5-5, P2O5 0-3
oder
eines Glaskeramikvorläuferglases mit einer Zusammensetzung
von
SiO2 55-75, Al2O3 15-30, Li2O 2,5-6, Σ Na2O + K2O kleiner
6, Σ MgO + CaO + SrO + BaO kleiner 6, B2O3 0 bis kleiner 4, Σ TiO2 + ZrO2 kleiner
2
oder eines Glaskeramikvorläuferglases mit einer
Zusammensetzung von
SiO2 60-72, Al2O3 18-28, Li2O 3-6, Σ Na2O
+ K2O 0,2-2, Σ MgO + CaO + SrO
+ BaO kleiner 6, ZnO 0-1,5, B2O3 0
bis kleiner 4, SnO 0,1-1,5, Σ TiO2 +
ZrO2 kleiner 2, P2O5 0-3, F 0-2.
-
Beispielhafte
Ausführungsform der Erfindung werden nachfolgend anhand
der Abbildungen näher erläutert.
-
Es
zeigen:
-
1 eine
Draufsicht auf ein Floatbad mit Glasband und Abdeckung;
-
2a einen
Schnitt durch die in 1 gezeigte Floatbadwanne längs
der Linie A-A, wobei zusätzlich das Floatbaddach dargestellt
ist;
-
2b einen
Schnitt durch die in 1 gezeigte Floatbadwanne längs
der Linie B-B, wobei zusätzlich das Floatbaddach dargestellt
ist;
-
3 eine
vergrößerte Darstellung einer Abdeckung im Schnitt;
-
4 eine
vergrößerte Darstellung einer Abdeckung im Schnitt
gemäß einer weiteren Ausführungsform;
-
5 eine
perspektivische Darstellung eines Teils einer erfindungsgemäßen
Abdeckung;
-
6 einen
Schnitt längs der Linie C-C der in 5 gezeigten
Abdeckung;
-
7 eine
Draufsicht auf ein Floatbad mit Glasband mit Absaugeinrichtung;
-
8 eine
Draufsicht auf einen Ausschnitt auf eine Seitenwand eines Floatbadgehäuses;
-
9 einen
Schnitt längs der Linie D-D in der 8;
-
10 einen
Querschnitt entsprechend 9 gemäß einer
weiteren Ausführungsform;
-
11 eine
perspektivische Darstellung eines Seitenwandkastens;
-
12 eine
Draufsicht auf die in 11 gezeigte Schlitzdüse;
und
-
13 einen
Teilvertikalschnitt durch den Rand einer Floatbadvorrichtung mit
einer Injektorpumpe.
-
In
der 1 ist die Draufsicht auf eine Floatbadwanne 12 dargestellt,
die in Abschnitte unterteilt ist, die mit so genannten Bay-Nummern 1 bis 8 versehen
sind. Die Floatbadwanne 12 ist mit einem Floatbad 16 aus
flüssigem Metall, insbesondere Zinn, gefüllt.
Auf dem Floatbad 16 schwimmt ein Glasband 28,
das in Pfeilrichtung abgezogen wird. Der Bereich zwischen dem Rand 29 des
Glasbandes 28 und den Seitenwänden 14 der
Floatbadwanne 12 ist mittels einer Abdeckung abgedeckt.
Diese Abdeckung besteht aus Abdeckelementen in Form von Abdeckplatten 30.
Zusätzlich sind in den Seitenwänden 14 Absaugleitungen 40 einer
Absaugeinrichtung dargestellt.
-
In
der 2a ist ein Schnitt durch die in 1 gezeigte
Floatbadwanne 12 einer Floatbadvorrichtung 10 längs
der Linie A-A dargestellt, wobei zusätzlich ein Schnitt
durch das Floatbaddach 18 mit Deckenwand 19 und
Seitenwänden 20 zu sehen ist. In der Deckenwand 19 sind
Formiergaszuführungen 22 vorgesehen, durch die
Formiergas in den Innenraum der Floatbadvorrichtung 10 eingeleitet
wird.
-
Zusätzlich
zu der Darstellung der 1 sind Toproller 26 eingezeichnet,
die zum Auseinanderziehen des Glasbandes 28 in Richtung
senkrecht zur Bewegungsrichtung des Glasbandes 28 benötigt werden.
Es ist zu sehen, dass die Abdeckplatten 30 unterhalb der
Toproller-Achsen angeordnet sind. Ferner ist zu sehen, das der Rand
des Abdeckelementes 30 beabstandet zum Rand des Glasbandes 28 angeordnet
ist.
-
Die
Abdeckplatten 30 sind beabstandet zum Floatbadspiegel 17 angeordnet,
so dass zwischen dem Floatbadspiegel 17 und der Unterseite
der Abdeckplatten 30 ein Zwischenraum 36 gebildet
wird.
-
In
der 2b ist ein Schnitt längs der Linie B-B
der in 1 gezeigten Floatbadwanne 12 dargestellt,
wobei der Schnitt durch die Absaugrohre verläuft, die in
den Seitenwandkästen 24 angeordnet sind und die
Absaugleitungen 40 bilden. Da die Absaugrohre in einem
größeren Abstand von der Floatbadoberfläche
angeordnet sind als der Zwischenraum 36 zulässt,
sind besondere Abdeckelemente in Form von Abdeckhauben 32 vorgesehen,
die die Anbindung der Absaugrohre an den Zwischenraum 36 ermöglichen.
-
In
der 3 ist eine vergrößerte Darstellung einer
Abdeckplatte 30 zu sehen. Zusätzlich ist der Abstand
A1 zwischen dem Rand 34 der Abdeckplatte 30 und
dem Rand 29 des Glasbandes 28 dargestellt. Der
Abstand zwischen dem Floatbadspiegel 17 und der Unterseite
des Abdeckelements 30 ist mit A2 gekennzeichnet.
Aufgrund des Abstandes A1 ist es möglich,
den Glasbandrand 28 während der Produktion z.
B. mittels einer Kamera zu beobachten, was für den Herstellungsprozess
unter Umständen von Bedeutung ist.
-
Es
ist aber auch möglich die Abdeckplatte 30 bis
an den Rand 29 des Glasbandes 28 oder darüber hinaus
zu erstrecken, wenn eine besonde re Strömung, die durch
die Pfeile angedeutet wird, in den Zwischenraum oder im Zwischenraum 36 eingestellt werden
soll. In der in 3 gezeigten Ausführungsform
besitzt die Abdeckplatte 30 Stützen 38,
die auf der Bodenwand 13 der Floatbadwanne 12 aufliegen. Die
Längen der Stützen 38 sind so gewählt,
dass der gewünschte Abstand A2 eingehalten
wird.
-
In
der 4 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt,
bei der die Abdeckplatte 30 mit einem Schwimmkörper 39 versehen
ist, so dass die Abdeckplatte in einem vorgegebenen Abstand A2 auf dem Zinnbad 16 schwimmt. Zur
Fixierung ist eine Halteeinrichtung 31 vorgesehen, die
von oben auf die Abdeckplatte 30 drückt und die
an der Seitenwand 14 befestigt ist.
-
In
der 5 ist eine perspektivische Darstellung eines Ausschnittes
der Abdeckung dargestellt. Zusätzlich zu den Abdeckplatten 30,
die zwischen der Seitenwand 14 und dem Seitenwandkasten 24 gehalten
sind, sind Abdeckhauben 32 dargestellt, die teilpyramidenförmig
ausgebildet sind und im Wesentlichen aus zwei aufgestellten dreieckförmigen
Platten bestehen. Dadurch wird es möglich, die in dem Seitenwandkasten 24 angeordneten
Absaugleitungen 40 in einem größeren
Abstand von dem Floatbadspiegel 17 anzuordnen und trotzdem
eine Anbindung zwischen dem Zwischenraum 36 unter der Abdeckplatte 30 zu
ermöglichen, so dass eine Absaugung der Atmosphäre
aus dem Zwischenraum 36 möglich ist.
-
In
der 6 ist ein Schnitt längs der Linie C-C
durch die in 5 gezeigte Anordnung dargestellt.
Es ist zu sehen, dass der Zwischenraum 36 unter der Abdeckplatte 30 sich
in den Zwischenraum 36 unter der Abdeckhaube 32 fortsetzt,
so dass eine Strömung aus dem Zwischenraum 36 in
den Zwischenraum 36' und von dort durch die Einlassöffnung 41 in
das Absaugrohr 40 ermöglicht wird.
-
In
der 7 ist nochmals eine Draufsicht auf eine Floatbadwanne 12 dargestellt,
um die Absaugeinrichtung 50 zu erläutern. In den
Seitenwänden der Floatbadvorrichtung 10 sind Absaugleitungen 40 der Absaugeinrichtung 50 in
Form von Absaugrohren angeordnet, wobei nur ein Teil der Absaugleitungen 40 der Übersichtlichkeit
halber eingezeichnet sind. In Bay-Nummer 2 ist in der rechten
Seitenwand stellvertretend für weitere Absaugleitungen
eine Absaugleitung 40 eingezeichnet, die an eine Injektorpumpe 60 angeschlossen
ist, die von einem Drucklufterzeuger 80 über eine
Druckluftleitung 69 versorgt wird. Zur Steuerung der Druckluft
ist vor der Injektorpumpe 60 als Steuereinrichtung ein
Steuerventil 84 vorgesehen. Die Steuerung des Ventils 84 kann
manuell oder elektrisch erfolgen.
-
In
Bay Nummer 3 ist ebenfalls eine Absaugleitung 40 und
in Bay Nummer 4 sind zwei Absaugleitungen 40 dargestellt.
Die beiden Absaugleitungen 40 aus Bay 4 sind an
eine gemeinsame Injektorpumpe 60 angeschlossen. Beide Injektorpumpen 60 für Bay 3 und
Bay 4 sind über eine gemeinsame Druckluftleitung 69 an
den Drucklufterzeuger 80 angeschlossen, der elektrisch
mit einer Steuereinrichtung 82 verbunden ist. Diese Steuereinrichtung 82 ist über eine
elektrische Verbindungsleitung 72 mit Temperaturmessfühlern 70 verbunden,
die an der Innenseite der Seitenwände 14 des Floatbadgehäuses 11 angeordnet
sind. Die in der 1 gezeigten Ausführungsformen
stellen lediglich Beispiele für Anwendungen von Absaugleitungen 40 und
Injektorpumpen 60 sowie von Steuerventilen 84 und
Steuereinrichtungen 82 dar.
-
In
der 8 ist ein Ausschnitt aus einer Seitenwand 20 des
Floatbadgehäuses 11 dargestellt. Es handelt sich
um die Draufsicht auf die Innenfläche der Seitenwand 20,
die in dem gezeigten Bereich aus Seitenwandkästen 24 besteht,
die auf der Seitenwand 14 der Floatbadwanne angeordnet
sind. Jeder Seitenwandkasten 24 weist eine schlitz förmige
Absaugöffnung 41 auf. Die schlitzförmigen
Absaugöffnungen 41 sind dicht nebeneinander mit
einem Abstand von weniger als 10 cm und dicht über dem Spiegel 17 des
Metallbades 16 mit einem Abstand von ca. 5 cm angeordnet.
Die Absaugöffnungen 41 befinden sich im unteren
Bereich der Seitenwandkästen. Die dichte Anordnung der
schlitzförmigen Absaugöffnungen 41 hat
den Vorteil, das nahezu über den gesamten Bereich der Seitenwand
die Formiergasatmosphäre abgesaugt werden kann, ohne dass Toträume
entstehen, in denen sich die schädlichen Partikel anreichern
können.
-
In
der 9 ist ein Schnitt längs der Linie D-D
durch die in 8 gezeigte Seitenwand 20 dargestellt.
Die schlitzförmige Absaugöffnung 41 gehört zu
der Absaugleitung 40, die sich hinsichtlich des Querschnitts
auf den Querschnitt des äußeren Absaugrohr 53 verjüngt.
-
In
der 10 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt,
bei der die Absaugleitung 40 innerhalb des Seitenwandkastens 24 ein
Gefälle nach außen aufweist. Abgesaugte Partikel
können innerhalb des Seitenwandkastens 24 und
somit innerhalb der Absaugleitung 40 zu Tröpfchen
kondensieren. Aufgrund des Gefälles können diese
kondensierten Partikel nicht zurück in das Floatbadgehäuse 11 und
damit in das Metallbad 16 gelangen, sondern diese kondensierten
Tröpfchen fließen nach außen in das äußere
Absaugrohr 53 ab.
-
In
der 11 ist eine perspektivische Darstellung eines
Seitenwandkastens 24 dargestellt, der in der hier gezeigten
Ausführungsform aus zwei Feuerfestformsteinen 123 und 124 gebildet
wird. In diese Steine 123, 124 ist eine Schlitzdüse 42 eingeformt. Die
Trennlinie 125 zwischen den beiden Formsteinen 123, 124 verläuft
durch die Schlitzdüse 42, was entsprechende fertigungstechnische
Vorteile mit sich bringt. Ein Horizontalschnitt durch die Schlitzdüse 42 ist
in der 12 dargestellt. Es ist zu sehen,
dass der Öffnungswinkel α der Schlitzdüse 42 durch
die beiden Begrenzungswände der Schlitzdüse 42 definiert wird.
Dieser Winkel liegt in der hier gezeigten Darstellung bei α =
20°.
-
In
der 13 ist ein Teilvertikalschnitt durch eine Floatbadwanne 12 mit
Bodenwand 13 und Seitenwand 14 dargestellt. Auf
der Seitenwand 14 der Floatbadwanne 12 ist ein
Seitenwandkasten 24 mit Absaugleitung 40 dargestellt.
-
Die
Absaugleitung 40 mündet oberhalb des Floatbades 16 in
das Innere des Floatbadgehäuses 11. Nach außen
mündet die Absaugleitung 40 in die Injektorpumpe 60,
die aus einem Außenrohr 62 und einem Innenrohr 64 besteht,
an dessen oberen Ende eine Düse 66 angeordnet
ist. Das Innenrohr 64 ist an einen Drucklufterzeuger 80 angeschlossen,
der wiederum an eine Steuereinrichtung 82 elektrisch abgeschlossen
ist. Über die elektrische Verbindungsleitung 72 ist
die Steuereinrichtung 82 mit der dem an der Innenseite
der Seitenwand 20 angeordneten Temperaturmessfehler 70 verbunden.
Die im Druckerzeuger 80 erzeugte Druckluft strömt
in das Innenrohr 64 und anschließend aus der Düse 66 in
den Innenraum des Außenrohrs 62 ein. Es wird daher
im Außenrohr 62 im Mündungsbereich der
Absaugleitung 40 ein Unterdruck erzeugt, aufgrund dessen
die Formiergasatmosphäre aus dem Inneren des Floatbadgehäuses 11 abgesaugt
wird. Druckluft und Gasatmosphäre aus dem Inneren des Floatbadgehäuses 11 werden
nach oben gemeinsam durch das Ablassrohr 68 ausgetragen.
-
- 1
- Bay
Nummer
- 2
- Bay
Nummer
- 3
- Bay
Nummer
- 4
- Bay
Nummer
- 5
- Bay
Nummer
- 6
- Bay
Nummer
- 7
- Bay
Nummer
- 8
- Bay
Nummer
- 10
- Floatbadvorrichtung
- 11
- Floatbadgehäuse
- 12
- Floatbadwanne
- 13
- Bodenwand
- 14
- Seitenwand
- 16
- Floatbad
- 17
- Floatbadspiegel
- 18
- Floatbaddach
- 19
- Deckenwand
- 20
- Seitenwand
- 22
- Formiergaszuführung
- 24
- Seitenwandkasten
- 26
- Toproller
- 28
- Glasband
- 29
- Glasbandrand
- 30
- Abdeckplatte
- 31
- Halteeinrichtung
- 32
- Abdeckhaube
- 34
- Rand
der Abdeckplatte
- 36,
36'
- Zwischenraum
- 38
- Stütze
- 39
- Schwimmkörper
- 40
- Absaugleitung
- 41
- Absaugöffnung
- 42
- Schlitzdüse
- 50
- Absaugeinrichtung
- 53
- äußeres
Absaugrohr
- 60
- Injektorpumpe
- 62
- Außenrohr
- 64
- Innenrohr
- 66
- Düse
- 68
- Ablassrohr
- 69
- Druckluftleitung
- 70
- Temperaturmessfühler
- 72
- elektrische
Verbindungsleitung
- 80
- Drucklufterzeuger
- 82
- Steuereinrichtung
- 84
- Steuerventil
- 123
- Formstein
- 124
- Formstein
- 125
- Trennlinie
- A1
- Abstand
Rand Glasband/Rand Abdeckplatte
- A2
- Abstand
Floatbadspiegel/Unterseite
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 3083551 [0002]
- - DE 1471950 [0002]
- - JP 11-278856 [0011]
- - WO 2005-097692 [0013]