DE102008062359A1 - Manufacturing thermally hardened thin flat glasses, comprises portioning flat glass to glass plates after molding and/or forming the glass to glass plates by press molding, and subjecting the glass plates to strength-increasing treatments - Google Patents

Manufacturing thermally hardened thin flat glasses, comprises portioning flat glass to glass plates after molding and/or forming the glass to glass plates by press molding, and subjecting the glass plates to strength-increasing treatments Download PDF

Info

Publication number
DE102008062359A1
DE102008062359A1 DE200810062359 DE102008062359A DE102008062359A1 DE 102008062359 A1 DE102008062359 A1 DE 102008062359A1 DE 200810062359 DE200810062359 DE 200810062359 DE 102008062359 A DE102008062359 A DE 102008062359A DE 102008062359 A1 DE102008062359 A1 DE 102008062359A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
glass
temperature
cooling
glass plates
plates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200810062359
Other languages
German (de)
Inventor
Heiko Prof. Dr. Hessenkemper
Michael Hennig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technische Universitaet Bergakademie Freiberg
Original Assignee
Technische Universitaet Bergakademie Freiberg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technische Universitaet Bergakademie Freiberg filed Critical Technische Universitaet Bergakademie Freiberg
Priority to DE200810062359 priority Critical patent/DE102008062359A1/en
Publication of DE102008062359A1 publication Critical patent/DE102008062359A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B27/00—Tempering or quenching glass products
    • C03B27/004—Tempering or quenching glass products by bringing the hot glass product in contact with a solid cooling surface, e.g. sand grains
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B27/00—Tempering or quenching glass products
    • C03B27/02—Tempering or quenching glass products using liquid
    • C03B27/028—Tempering or quenching glass products using liquid the liquid being water-based
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B40/00—Preventing adhesion between glass and glass or between glass and the means used to shape it, hold it or support it
    • C03B40/02—Preventing adhesion between glass and glass or between glass and the means used to shape it, hold it or support it by lubrication; Use of materials as release or lubricating compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/335—Reverse coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/355—Temporary coating

Abstract

The method for manufacturing thermally hardened thin flat glasses with a thickness of less than 3 mm, comprises portioning a flat glass to glass plates at a temperature above a transformation temperature (T g) after molding and/or forming the glass to glass plates by press molding at a temperature above a transformation temperature (T g), where the material surfaces contacted with a glass melt have a maximum temperature, at which the glass as a viscosity of greater than 10 8>.>5>Pas, and subjecting the glass plates to strength-increasing treatments above the transformation temperature. The method for manufacturing thermally hardened thin flat glasses with a thickness of less than 3 mm, comprises portioning a flat glass to glass plates at a temperature above a transformation temperature (T g) after molding and/or forming the glass to glass plates by press molding at a temperature above a transformation temperature (T g), where the material surfaces contacted with a glass melt have a maximum temperature, at which the glass as a viscosity of greater than 10 8>.>5>Pas, and subjecting the glass plates to strength-increasing treatments above the transformation temperature, simultaneously or subsequently to a molding process and then to a controlled cooling with media, which have a thermal transition coefficient of larger than 400 W/m 2>K. The glass plates are subjected to a hot edge processing, a surface treatment increasing the basic stability, an aluminum chloride treatment of the gas phase, and a controlled liquid phase cooling, which is carried out with ammonium sulfate solution, sulfuric acid and aqueous silicon dioxide suspension. The glass plates are fed to a plate cooler made of metal, where the temperature differences between the glass surface and the glass center are measured during the cooling process and temperature difference parameters are used for controlling the cooling process independent of the glass thickness and the type of the glasses. During the cooling of the plates, a lubricant is used in the plate cooler.

Description

Oberflächenveredelte Gläser spielen wirtschaftlich eine immer größere Rolle, wobei thermisch gehärtete Gläser einen wesentlichen Teil dieser Gruppe ausmachen. Das erfindungsgemäße Verfahren findet Anwendung bei der Herstellung von Einscheibensicherheitsgläsern mit einer Dicke von deutlich kleiner als 3 mm. Eine Marktanalyse zeigt, dass Einscheibensicherheitsgläser nur mit einer Dicke von größer gleich 2,8 mm auf dem Markt erhältlich sind. Dünne thermisch gehärtete Gläser mit Dicken deutlich unter 2,8 mm, mit gleichen oder sogar deutlich verbesserten mechanischen Eigenschaften als Einscheibensicherheitsgläser würden eine strategische Optimierung in den verschiedensten Anwendungsfeldern zur Folge haben, von Gewichtsreduzierungen, Kostensenkungen, verbesserten Transmissionseigenschaften bis hin zu logistischen Vorteilen. Als Bestandteil von Produkten wie Verbundsicherheitsglas (VSG), Panzerglas oder Vakuumisoliergläsern sind wiederum eine große Anzahl neuer Anwendungsfelder, Märkte und Kostensenkungen vorstellbar.Coated Economically, glasses are playing an ever larger role Roll, wherein thermally tempered glasses a make up a substantial part of this group. The invention Method is used in the production of single-pane safety glass with a thickness of significantly less than 3 mm. A market analysis shows that single-pane safety glasses with only one Thickness greater than or equal to 2.8 mm available on the market are. Thin thermally tempered glasses with thicknesses well below 2,8 mm, with the same or even clear improved mechanical properties as single-pane safety glass would be a strategic optimization in the most diverse Fields of application, weight reduction, cost reduction, improved transmission properties up to logistic Benefits. As a component of products such as laminated safety glass (VSG), bulletproof glass or vacuum insulating glass are in turn a large number of new application fields, markets and cost reductions conceivable.

Das bisherige Verfahren des thermischen Härtens dünner Gläser lässt sich wie folgt beschreiben:
Einem Schmelzprozess schließt sich ein Formgebungsprozess, z. B. der Floatprozess oder ein Walzprozess an. Das Glas wird danach in einem Kühlofen entspannt und gezielt abgekühlt. Ein Portionieren bei Raumtemperatur ist der nächste Verarbeitungsschritt. Nach Lagerung und Transport werden dann die Gläser in einer Anlage zum thermischen Härten zunächst meist mechanisch einer Kantenbehandlung unterworfen, in einem Ofen bis über gut 100°C über die Transformationstemperatur erhitzt, bei typischen Standartfloatglas etwa 680°C, dann mittels Luftduschen schnell und gezielt schockgekühlt. Nachteilig bei dieser Technologie ist, dass die zugeschnittenen Glasscheiben nach der Kantenbehandlung erneut erhitzt werden müssen. Des Weiteren sind nach dieser Technologie nur Einscheibensicherheitsgläser mit Dicken größer als 2,8 mm herstellbar.The previous method of thermal curing of thin glasses can be described as follows:
A melting process is followed by a shaping process, eg. B. the float process or a rolling process. The glass is then relaxed in a cooling oven and selectively cooled. Portioning at room temperature is the next processing step. After storage and transport, the glasses are then first subjected to mechanical edge treatment in an apparatus for thermal curing, heated above 100 ° C in a furnace above the transformation temperature, at typical standard float glass about 680 ° C, then quickly and deliberately shock-cooled targeted by air showers , A disadvantage of this technology is that the cut glass sheets must be reheated after edge treatment. Furthermore, only single-pane safety glass with thicknesses greater than 2.8 mm can be produced by this technology.

Bei der Herstellung von dünnen Gläsern stellt insbesondere der Transport ein Problem dar, da eine unerwünschte Welligkeit auftreten kann. Hierzu existieren maschinenbauliche Lösungen, die z. B. auf Luftkissentechnologien setzten (Patent LISEC Österreich (Verfahren und Anlage zum Härten von Glastafeln AT 406 473 B ).In the manufacture of thin glasses in particular the transport is a problem because an undesirable ripple may occur. For this purpose exist mechanical engineering solutions that z. B. on air cushion technologies set (Patent LISEC Austria (method and system for curing glass panels AT 406 473 B ).

Nach dem Gebrauchsmuster DE 94 17 190 U1 ist eine Vorrichtung zum thermischen Vorspannen von Flachglas in Form eines Plattenkühlers bekannt. Allerdings sind den Wärmeübergang reduzierende Zwischenschichten erforderlich, um dünne Gläser zerstörungsfrei vorspannen zu können. Einscheibensicherheitsgläser mit einer Dicke von deutlich unter 3 mm sind mit dieser Vorrichtung nicht herstellbar. Verschiedene Methoden der Steuerung des Wärmeentzugs sind im Patent EP 312 441 B1 ( AT 73 741 E ) beschrieben.After the utility model DE 94 17 190 U1 a device for thermally tempering flat glass in the form of a plate cooler is known. However, the heat transfer reducing intermediate layers are required to bias thin glasses nondestructive can. Single-pane safety glass with a thickness of well below 3 mm can not be produced with this device. Various methods of controlling heat extraction are in the patent EP 312 441 B1 ( AT 73 741 E ).

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, einerseits den energetischen Aufwand bei der Herstellung von thermisch gehärteten Gläsern zu senken und andererseits ein Verfahren zur Herstellung von thermisch gehärteten Gläsern zu entwickeln, dass die Herstellung derartiger Gläser mit Dicken deutlich unter 3 mm gestattet.Of the Invention is based on the technical object, on the one hand the energetic effort in the production of thermally cured To reduce glasses and on the other hand, a method for manufacturing of thermally tempered glasses, that the production of such glasses with thicknesses significantly less than 3 mm.

Erfindungsgemäß wird die technische Aufgabe dadurch gelöst, dass im Prozess der Flachglasherstellung das Flachglas nach der Formgebung bei Temperaturen oberhalb der Transformationstemperatur Tg zu Glastafeln portioniert bzw. Glas bei Temperaturen oberhalb der Transformationstemperatur Tg durch Pressformgebung zu Glastafeln geformt wird, wobei die mit der Glasschmelze in Kontakt stehenden Werkstoffoberflächen eine maximale Temperatur haben dürfen, bei der das Glas eine Viskosität von größer 108,5 Pas hätte, die Glastafeln festigkeitssteigernden Behandlungen oberhalb der Transformationstemperatur Tg unterzogen und gleichzeitig oder danach einem Formgebungsprozess und anschließend einer gesteuerten Abkühlung mit Medien unterworfen werden, die einen Wärmeübergangskoeffizienten in der Anwendung von größer 400 W/m2K haben.According to the invention, the technical object is achieved in that in the process of flat glass production, the flat glass portioned after shaping at temperatures above the transformation temperature Tg to glass sheets or glass is formed at temperatures above the transformation temperature Tg by pressing molding into glass sheets, which in contact with the glass melt standing material surfaces may have a maximum temperature at which the glass would have a viscosity greater than 10 8.5 Pas, the glass sheets subjected to strength-enhancing treatments above the transformation temperature Tg and simultaneously or thereafter subjected to a shaping process and then a controlled cooling with media containing a Have heat transfer coefficients in the application of greater than 400 W / m 2 K.

Für klassisches Floatglas liegt der Temperaturbereich, in dem das geformte Glas heiß getrennt wird, oberhalb der Transformationstemperatur des Glases. Die Mindesttemperatur ist einzuhalten, um Sprödbrucheffekte zu vermeiden. Als Trennmethoden sind verschiedene Verfahren anwendbar. Die Glasportionierung kann durch Lasertrennen, im Walzprozess durch eingebaute Federn oder Nut und Federn, bzw. ein Trennen mit Drähten erfolgen. Hierzu sind die Trennwerkzeuge mit dem Glasband mitzubewegen und durch veränderte Bandgeschwindigkeiten nach dem Trennen die Glasscheiben zu separieren. Bei Einhalten des vorgenannten Temperaturbereiches ist es auch möglich, aus einem geschnittenen heißen Glastropfen kleinere Platten auch mit nicht planaren Geometrien durch Pressung zu formen und diese Produkte dem weiteren Verfahren zu unterwerfen, z. B. Ladentheken.For classic float glass lies the temperature range in which the molded Glass is hot separated, above the transformation temperature of the glass. The minimum temperature must be observed in order to achieve brittle fracture effects to avoid. As separation methods, various methods are applicable. The glass portioning can by laser cutting, in the rolling process by built-in springs or groove and springs, or a separation with wires respectively. For this purpose, the separating tools are to be moved along with the glass ribbon and by changing tape speeds after separation to separate the glass panes. When observing the aforementioned temperature range It is also possible to cut from a hot one Glass drops smaller plates also with non-planar geometries to form by pressing and these products the further procedure to subdue, for. B. shop counters.

Festigkeitssteigernde Behandlungen oberhalb der Transformationstemperatur des Glases sind eine heiße Kantenbearbeitung und/oder eine die Basisfestigkeit steigernde Oberflächenbehandlung, beispielsweise eine AlCl3-Behandlung aus der Gasphase nach WO 2004/096724 A1 .Strength-enhancing treatments above the glass transition temperature are one hot edge processing and / or a basic strength-enhancing surface treatment, for example, an AlCl 3 treatment from the gas phase after WO 2004/096724 A1 ,

Der Formgebungsprozess zum Ausgleich der Welligkeit bei der Abkühlung wird realisiert, indem die Schmelzscheiben in einem Kastensystem transportiert werden, wobei die Gravitation zum Welligkeitsausgleich genutzt werden kann. Der Welligkeitsausgleich kann über eine Deckplatte im Kastensystem beschleunigt werden. Das Kastensystem einschließlich der Deckblatte besteht aus einem porösen, mit Flüssigkeit angefüllten Material vorzugsweise auf Kohlenstoffbasis, wobei die äußere Hülle fest ist, z. B. auf Metallbasis, um beim Kontakt mit der Schmelze einen Gasfilm auszubilden, der ein Leidenfrostphänomen erzeugen soll. Dieser Gasfilm soll selbst redend nicht nach außen aus dem Transportkörper entweichen. Zur Verlängerung der Lebensdauer des Transportbehälters ist dieser Prozess gegebenenfalls in einer Inertgasatmosphäre unter leichtem Überdruck von der Formgebung bis zu Kühlen durchzuführen.Of the Shaping process to compensate for the ripple during cooling is realized by placing the fusion disks in a box system be transported, with the gravitational balance can be used. The ripple compensation can over a cover plate in the box system to be accelerated. The caste system including the cover sheet consists of a porous, preferably filled with liquid material based on carbon, the outer shell is fixed, z. On a metal basis to contact with the melt to train a gas film that is a Leidenfrost phenomenon should generate. This gas film should not even talk to the outside escape from the transport body. To extend the life of the transport container is this process optionally in an inert gas atmosphere under slight overpressure from shaping to cooling.

Mit beweglichen Seitenwänden kann oberhalb der Transformationstemperatur eine Kantenoptimierung endabmessungsnah erreicht werden. Eine vorgehende flammeninduzierte Kantenbehandlung ist gegebenenfalls sinnvoll. Es stellt sich damit ein Temperaturprofil ein mit einer kälteren Glasoberfläche, aber immer noch heißer als die Transformationstemperatur Tg, und einem sehr warmen Glaskern, was dem späteren thermischen Härten entgegenkommt. Diese Behandlungskammer wird optional beheizbar sein um das Temperaturregime zu steuern, falls die eingetragene Wärme des Glasstroms nicht ausreicht.With movable sidewalls can be above the transformation temperature An edge optimization can be achieved close to the final dimensions. An antecedent Flame-induced edge treatment may be useful. It adjusts itself to a temperature profile with a colder one Glass surface, but still hotter than that Transformation temperature Tg, and a very warm glass core, what meets the later thermal hardening. This treatment chamber will optionally be heatable by the temperature regime to control, if the registered heat of the glass stream not enough.

Mit diesen Maßnahmen der heißen Kantenbearbeitung und der Steigerung der Basisfestigkeit der Gläser durch die Oberflächenveredelung können diese Glasscheiben nun einer gesteuerten Flüssigphasenkühlung zugeführt werden. Verschiedene Kühlmethoden sind in W. Kiefer: Thermisches Vorspannen von Gläsern niedriger Wärmeausdehnung; Glastechnische Berichte 57 (1984) Nr. 9, S. 221–228 beschrieben, die einzeln oder in Kombination angewendet werden können. Sind Oberflächenveredelungen erwünscht, z. B. hinsichtlich der optischen Eigenschaften und der chemischen Beständig keit, so kann dies bekannterweise dauerhaft durch eine Anreicherung von SiO2 an der Oberfläche erreicht werden, wobei mit dem verringertem Brechungsindex die Reflexionsverluste verringert werden und die Transmission erhöht wird bei gleichzeitiger Steigerung der chemischen Beständigkeit. Die SiO2-Anreicherung an der Oberfläche kann durch zwei prinzipielle Maßnahmen erreicht werden. Die erste prinzipielle Maßnahme ist eine Abreicherung anderer Elemente, z. B. eine Entalkalisierung. Durch eine Kühlung mit einer 3% (Gewicht) Ammoniumsulfat Lösung kann die hydrolytische Beständigkeit verdoppelt werden bei gleichzeitiger Verbesserung der Transmission um 0,5% auf Kosten der Reflexion. Die zweite prinzipielle Maßnahme ist eine Zuführung von SiO2 Suspension mit der wässrigen Lösung während der Kühlung, wobei die aus der Sol-Gel Technologie bekannten Lösungen benutzt werden können, um eine zusätzliche Eigenschaftsoptimierung hinsichtlich mechanischer, chemischer und optischer Eigenschaften zu erreichen.With these measures of hot edge processing and the increase of the basic strength of the glasses by the surface finishing these glass panes can now be fed to a controlled liquid phase cooling. Various cooling methods are in W. Kiefer: Thermal tempering of low thermal expansion glasses; Glastechnische Berichte 57 (1984) No. 9, pp. 221-228 described, which can be used individually or in combination. Are surface finishes desired, eg. As in terms of optical properties and chemical resistance, it can be permanently achieved by an accumulation of SiO 2 at the surface, with the reduced refractive index, the reflection losses are reduced and the transmission is increased while increasing the chemical resistance. The SiO 2 enrichment at the surface can be achieved by two principal measures. The first principal measure is a depletion of other elements, eg. B. a dealkalization. By cooling with a 3% (weight) ammonium sulfate solution, the hydrolytic resistance can be doubled while improving the transmission by 0.5% at the expense of reflection. The second principal measure is a supply of SiO 2 suspension with the aqueous solution during cooling, wherein the solutions known from the sol-gel technology can be used to achieve additional property optimization with regard to mechanical, chemical and optical properties.

Der gesteuerten Flüssigphasenkühlung vorzuziehen ist die Kühlung in einem Plattenkühler aus Metall. Der Plattenkühler kann aus unterschiedlichen Metallen, z. B. Cu, Al, Stahl und anderen, auch Legierungen, bestehen. Dieser Plattenkühler sollte eine Erwärmungs- und Kühlmöglichkeit besitzen, um für unterschiedliche Gläser (chemische Zusammensetzung; Dicke) den jeweils benötigten Temperaturgradienten im Glas einstellen zu können. Das Material sollte neben einer entsprechenden Wärmeeindringzahl auch den permanenten Temperaturwechseln formstabil entgegentreten. Entweder als monolithisches Material oder als Materialkombination, z. B. als Klammer um das Basismaterial (Wärmeeindringzahlen [Ws0,5m–2K–1]: Stahl 14; Kupfer 36).Preferred for controlled liquid phase cooling is cooling in a metal plate cooler. The plate cooler can be made of different metals, eg. As Cu, Al, steel and others, including alloys exist. This plate cooler should have a heating and cooling possibility to adjust for different glasses (chemical composition, thickness) the respectively required temperature gradient in the glass. In addition to a corresponding heat penetration rate, the material should also resist the permanent temperature changes in a dimensionally stable manner. Either as a monolithic material or as a combination of materials, for. B. as a staple around the base material (heat penetration numbers [Ws 0.5 m -2 K -1 ]: steel 14, copper 36).

Zur Steuerung des Wärmeübergangs und mit dem Ziel eines gleichmäßigen Kontakts kann sich die Verwendung von speziellen „Schmiermitteln” empfehlen, die möglichst parallel eine Veredelung der Glasoberflächen ermöglichen, z. B. Aluseifen, entalkalisierende Stoffe, etc (Beispiel: Sulfate (Ammoniumsulfat) oder Chloride (Aluminiumchlorid)). Als Kühl- und Beheizungsmethoden kommen direkte und indirekte Methoden zur Anwendung, (Widerstandsheizung, induktive Erwärmung, Flammenbeheizung. Kühlung: Wasser, Salze (Nutzung der Aggregatsumwandlungswärme), Luftkühlung und Kombinationen der verschiedenen Methoden. Die Plattenkühlung würde darüber hinaus durch eine erzwungene parallele Formgebung das Welligkeitsproblem für dünne Glasscheiben eliminieren. Mit flexiblen Platten ist aber auch eine Formgebung möglich, bevor das thermische Härten durch Kühlung einsetzt. Dadurch werden nicht planare Geometrien mit einer thermischen Härtung möglich.to Control of heat transfer and with the destination a steady contact may be the use recommend special "lubricants" that as parallel as possible a refining of the glass surfaces allow, for. For example, aluminum soaps, decalcifying substances, etc (example: sulfates (ammonium sulfate) or chlorides (aluminum chloride)). As cooling and heating methods come direct and indirect Methods of use, (resistance heating, inductive heating, Flame heating. Cooling: water, salts (use of heat of aggregate conversion), Air cooling and combinations of different methods. The plate cooling would go beyond that by a forced parallel shaping the ripple problem for eliminate thin glass panes. With flexible plates is but also a shaping possible before the thermal Hardening caused by cooling. This will be non-planar geometries with thermal hardening possible.

Eine wesentliche Verbesserung zum Stand der Technik ist die Möglichkeit den Kühlprozess zu steuern. Heute wird der Kühlprozess so weit getragen, bis die Außenoberfläche in dem Zustand einer erhöhten Raumtemperatur ist. Der Prozess ist aber dann optimal, wenn die Temperaturdifferenz zwischen dem Inneren und der Oberfläche maximal ist. Der Kühlprozess ist dann nicht mehr für den Prozess des thermischen Härtens relevant, wenn die innere Temperatur der Glasscheibe die Transformationstemperatur unterschreitet. Die Oberflächentemperatur kann mittels Thermoelemente in der Oberfläche des Plattenkühlers oder mittels einer Pyrometermessung im Bereich von 5 μm festgestellt werden. Mit einem fokussierten hochauflösenden Pyrometer, das seitlich über die Glasdicke hin und her bewegt wird, kann eine maximale Temperatur während der Kühlung identifiziert werden, bzw. ein Temperaturprofil über den Querschnitt ermittelt werden. Die Glasplatte stellt in ihrer Dicke einen schwarzen Strahler dar, so dass unter der Annahme einer stabilen Temperaturverteilung über die Dicke, stabil über die ganze Fläche die Innentemperatur während des gesamten Abkühlprozesses gemessen werden kann. Ergebnisse der Schwenkpyrometermessungen an einer 8 mm Floatglasscheibe sind in Bild 6 dargestellt. Die gemessene Innentemperatur kann zur Steuerung des Kühlprozesses verwendet werden.A significant improvement over the prior art is the ability to control the cooling process. Today, the cooling process is carried so far until the outside surface is in the state of elevated room temperature. However, the process is optimal when the temperature difference between the interior and the surface is maximum. The cooling process is then no longer for the process of thermal curing relevant if the internal temperature of the glass pane is below the transformation temperature. The surface temperature can be determined by means of thermocouples in the surface of the plate cooler or by means of a pyrometer measurement in the range of 5 microns. With a focused high-resolution pyrometer, which is moved laterally across the glass thickness, a maximum temperature can be identified during cooling or a temperature profile can be determined across the cross-section. The thickness of the glass plate is a black radiator so that, assuming a stable temperature distribution across the thickness, stable over the entire surface, the internal temperature can be measured throughout the cooling process. Results of the pivoting pyrometer measurements on an 8 mm float glass pane are shown in Figure 6. The measured internal temperature can be used to control the cooling process.

Damit lassen sich auf die jeweilige Glasart und Glasdicke angepasste Prozessparameter realisieren zum thermischen Härten auch sehr dünner Gläser mit veränderten Glasoberflächeneigenschaften bis zu deutlich unter der Norm liegenden Glasdicken von 3 mm, wobei 1 mm Floatglas in Versuchsanlagen bereits gehärtet wurde. Damit werden gegenüber dem bekannten Stand der Technik der Kühlofen, die Kantenbearbeitung der abgekühlten Glasscheiben und das Wiederaufheizen der Glasscheiben eingespart.In order to can be adapted to the respective type of glass and glass thickness process parameters realize for thermal curing also very thin Glasses with altered glass surface properties up to well below the standard glass thickness of 3 mm, where 1 mm float glass was already hardened in experimental plants. This will be compared to the known prior art the cooling furnace, the edge processing of the cooled Glass panes and the reheating of the glass panes saved.

Die Erfindung soll anhand folgender Beispiele erläutert werden:The The invention will be explained by the following examples:

Beispiel 1example 1

Die Schmelz- und Formgebungsprozesse wurden dadurch simuliert, dass Floatglasscheiben auf kommerzieller Kalknatronsilikatglasbasis mit einer Dicke von 4 mm, zugeschnitten auf eine Größe von 100 mm × 100 mm, auf einer feuerfesten Unterlage in einem Muffelofen bis 850°C erhitzt wurden, womit eine thermische Kantenoptimierung zur Festigkeitssteigerung erreicht wurde. Danach wurden die Glasscheiben auf gut 700°C abgekühlt. Die Temperaturmessung erfolgte mit einem Thermoelement zwischen der Unterlage und der Scheibe. Danach wurden die Scheiben mit der Unterlage aus dem Ofen gezogen und zwischen die Kühlplatten geschoben. Dieser Vorgang muss, um möglichst wenig Wärme zu verlieren, sehr schnell gehen. Bei den durchgeführten Versuchen war die Zeitaufwendung zwischen der Position der Scheibe im Ofen und der Position zwischen den Kühlplatten weniger als vier Sekunden. Die Verweildauer zwischen den Kühlplatten war bei den 2 mm starken Scheiben 2 Minuten. Bei den Laborversuchen wurden Kühlplatten aus zwei verschiedenen Materialien eingesetzt, Graphit und Stahl. Die Stahlplatten wurden auf eine Temperatur von größer als 90°C aufgeheizt, um den Wärmeübergang vom Glas in die Kühlplatte nicht zu extrem werden zu lassen. Die Graphitplatten wurden nicht separat aufgeheizt, sondern erwärmten sich während weniger Versuchsdurchgänge von selbst recht gut. Um eine möglichst gute Oberflächenqualität der Scheiben und einen guten Kontakt des Glases zu den Platten sicherzustellen, waren die Kühlplatten (Graphit und Stahl) einseitig geschliffen bzw. poliert. Einige Scheiben wurden mit einem Federkörner zerstört, um das Bruchbild zu beurteilen. Dabei wurde eine Fehlstelle genau mittig in die Scheibe eingebracht.The Melting and shaping processes were simulated by: Float glass panes on commercial Kalknatronsilikatglasbasis with a thickness of 4 mm, tailored to a size of 100 mm × 100 mm, on a refractory base in a muffle furnace were heated to 850 ° C, resulting in a thermal edge optimization was achieved to increase strength. After that, the glass panes were cooled to well 700 ° C. The temperature measurement was done with a thermocouple between the pad and the Disc. After that, the slices with the base were removed from the oven pulled and pushed between the cooling plates. This In order to lose as little heat as possible, go very fast. In the experiments carried out was the time expenditure between the position of the disk in the oven and the position between the cooling plates less than four Seconds. The residence time between the cooling plates was with the 2 mm thick discs 2 minutes. In the laboratory experiments cold plates made of two different materials were used, Graphite and steel. The steel plates were heated to a temperature of greater than 90 ° C heated to the heat transfer from the glass into the cooling plate should not be too extreme. The graphite plates were not heated separately, but heated itself during fewer test runs pretty good. To get the best possible surface quality slices and to ensure good contact of the glass with the plates the cooling plates (graphite and steel) were ground on one side or polished. Some slices were made with a feather grains destroyed to judge the fracture pattern. This was a flaw placed exactly in the center of the disk.

Die erhaltenen Bruchbilder (Bilder 1 und 2) waren deutlich besser, als in der DIN für Einscheibensicherheitsglas vorgeschrieben ( DIN 12150 ; Thermisch vorgespanntes Kalknatron-Einscheibensicherheitsglas (ESG)).The resulting fracture images (Figures 1 and 2) were significantly better than those prescribed in DIN for tempered safety glass ( DIN 12150 ; Thermally toughened soda lime silicate safety glass (ESG)).

Beispiel 2:Example 2:

Eine Floatglasscheibe auf kommerzieller Kalknatronsilikatglasbasis mit einer Dicke von 2 mm wurde analog Beispiel 1 behandelt. Die Kühlplatten aus Stahl wurden dabei auf eine Temperatur von 80°C aufgeheizt. Einige Scheiben wurden mit einem Federkörner zerstört, um das Bruchbild zu beurteilen. Dabei wurde eine Fehlstelle genau mittig in die Scheibe eingebracht.A Float glass on commercial Kalknatronsilikatglasbasis with a thickness of 2 mm was treated analogously to Example 1. The cooling plates made of steel were heated to a temperature of 80 ° C. Some Slices were destroyed with a feather grains, to judge the fracture pattern. It was a flaw exactly centered in the disc.

Die erhaltenen Bruchbilder (Bilder 2 und 3) waren deutlich besser, als in der DIN für Einscheibensicherheitsglas vorgeschrieben ( DIN 12150 ; Thermisch vorgespanntes Kalknatron-Einscheibensicherheitsglas (ESG)). Bild 4 zeigt ein Spannungsprüfbild einer 2 mm Scheibe. Als Vergleichsbild zeigt das Bild 5 das Spannungsprüfbild einer konventionell behandelte Autoglasscheibe The resulting fracture images (Figures 2 and 3) were significantly better than prescribed in the DIN for tempered safety glass ( DIN 12150 ; Thermally toughened soda lime silicate safety glass (ESG)). Figure 4 shows a voltage test pattern of a 2 mm disk. As a comparison image, Figure 5 shows the voltage test pattern of a conventionally treated car window glass

Beispiel 3:Example 3:

Um die Scheiben einer chemischen Veredlung zu unterziehen, wurden zum einen die Kühlplatten mit einer Aluminiumseife bestrichen, zum anderen wurde dem Muffelofen Ammoniumsulfat zugegeben. Diese Möglichkeiten wurden gesondert ausprobiert, aber auch miteinander kombiniert. Um das Behandlungsergebnis zu beurteilen wurde die hydrolytische Beständigkeit der Gläser bestimmt. Die Testbedingungen waren: 48 h bei 90°C im Trockenschrank. Eine hohe Leitfähigkeit bedeutet eine schlechte chemische Beständigkeit. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt: Behandlung Leitfähigkeit in μS/cm keine 12,7 keine 17,2 keine 14,0 Aluminiumseife 6,1 Aluminiumseife 7,5 Aluminiumseife 6,6 (NH4)2SO4 9,7 (NH4)2SO4 8,5 Aluminiumseife + (NH4)2SO4 6,2 Aluminiumseife + (NH4)2SO4 6,3 Aluminiumseife + (NH4)2SO4 4,1 Aluminiumseife + (NH4)2SO4 5,1 In order to subject the panes to a chemical treatment, the cold plates were coated with an aluminum soap, and ammonium sulfate was added to the muffle furnace. These possibilities were tried out separately, but also combined with each other. To the treatment result To assess the hydrolytic resistance of the glasses was determined. The test conditions were: 48 h at 90 ° C in a drying oven. High conductivity means poor chemical resistance. The following results were achieved: treatment Conductivity in μS / cm none 12.7 none 17.2 none 14.0 aluminum soap 6.1 aluminum soap 7.5 aluminum soap 6.6 (NH 4 ) 2 SO 4 9.7 (NH 4 ) 2 SO 4 8.5 Aluminum soap + (NH 4) 2 SO 4 6.2 Aluminum soap + (NH 4) 2 SO 4 6.3 Aluminum soap + (NH 4) 2 SO 4 4.1 Aluminum soap + (NH 4) 2 SO 4 5.1

Es ist zu erkennen, dass die Leitfähigkeit durch die Behandlung deutlich abnimmt.It it can be seen that the conductivity through the treatment decreases significantly.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - AT 406473 [0003] - AT 406473 [0003]
  • - DE 9417190 U1 [0004] - DE 9417190 U1 [0004]
  • - EP 312441 B1 [0004] - EP 312441 B1 [0004]
  • - AT 73741 [0004] AT 73741 [0004]
  • - WO 2004/096724 A1 [0008] WO 2004/096724 A1 [0008]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - W. Kiefer: Thermisches Vorspannen von Gläsern niedriger Wärmeausdehnung; Glastechnische Berichte 57 (1984) Nr. 9, S. 221–228 [0011] - W. Kiefer: Thermal tempering of low thermal expansion glasses; Glastechnische Berichte 57 (1984) No. 9, pp. 221-228 [0011]
  • - DIN 12150 [0018] - DIN 12150 [0018]
  • - DIN 12150 [0020] - DIN 12150 [0020]

Claims (11)

Verfahren zur Herstellung thermisch gehärteter, insbesondere dünner Flachgläser mit einer Dicke von kleiner als 3 mm, gekennzeichnet dadurch, dass im Prozess der Flachglasherstellung das Flachglas nach der Formgebung bei Temperaturen oberhalb der Transformationstemperatur Tg zu Glastafeln portioniert bzw. Glas bei Temperaturen oberhalb der Transformationstemperatur Tg durch Pressformgebung zu Glastafeln geformt wird, wobei die mit der Glasschmelze in Kontakt stehenden Werkstoffoberflächen eine maximale Temperatur haben dürfen, bei der das Glas eine Viskosität von > 108,5 Pas hätte, die Glastafeln festigkeitssteigernden Behandlungen oberhalb der Transformationstemperatur Tg unterzogen und gleichzeitig oder danach einem Formgebungsprozess und anschließend einer gesteuerten Abkühlung mit Medien unterworfen werden, die einen Wärmeübergangskoeffizienten in der Anwendung von größer 400 W/m2K haben.Process for the preparation of thermally cured, in particular thin, flat glass with a thickness of less than 3 mm, characterized in that in the process of flat glass production, the flat glass portions after forming at temperatures above the transformation temperature Tg to glass panels or glass at temperatures above the transformation temperature Tg Press molding is formed into glass sheets, wherein the material surfaces in contact with the glass melt may have a maximum temperature at which the glass would have a viscosity of> 10 8.5 Pas, the glass sheets subjected to strength-enhancing treatments above the transformation temperature Tg and at the same time or after Shaping process and then subjected to a controlled cooling with media having a heat transfer coefficient in the application of greater than 400 W / m 2 K. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Glastafeln einer heißen Kantenbearbeitung unterzogen werden.Method according to claim 1, characterized in that that the glass panels subjected to hot edge processing become. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Glastafeln einer die Basisfestigkeit steigernden Oberflächenbehandlung unterworfen werden.Method according to claim 1, characterized in that that the glass sheets of a basic strength enhancing surface treatment be subjected. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, gekennzeichnet dadurch, dass die Glastafeln einer AlCl3 Behandlung aus der Gasphase unterworfen werden.A method according to claim 1 and 3, characterized in that the glass sheets are subjected to an AlCl 3 treatment from the gas phase. Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, dass die Glastafeln einer gesteuerten Flüssigphasenkühlung unterworfen werden.Method according to claim 1 characterized in that that the glass panels of a controlled liquid phase cooling be subjected. Verfahren nach Anspruch 1 und 5, gekennzeichnet dadurch, dass die gesteuerte Flüssigphasenkühlung mit einer Ammoniumsulfatlösung durchgeführt wird.Method according to claims 1 and 5, characterized by that the controlled liquid phase cooling with a Ammonium sulfate solution is performed. Verfahren nach Anspruch 1 und 5, gekennzeichnet dadurch, dass die gesteuerte Flüssigphasenkühlung mit schwefliger Säure durchgeführt wird.Method according to claims 1 and 5, characterized by that the controlled liquid phase cooling with sulfurous Acid is carried out. Verfahren nach Anspruch 1 und 5, gekennzeichnet dadurch, dass die gesteuerte Flüssigphasenkühlung mit einer wässrigen SiO2 – Suspension durchgeführt wird.A method according to claim 1 and 5, characterized in that the controlled liquid phase cooling is carried out with an aqueous SiO 2 - suspension. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Glastafeln einem Plattenkühler aus Metall zugeführt werden, wobei während des Abkühlvorganges die Temperaturdifferenzen zwischen Glasoberfläche und Glasmitte gemessen und diese Größe zur Steuerung des von der Glasdicke und der Art des Glases abhängigen Abkühlvorganges genutzt wird.Method according to claim 1, characterized in that the glass sheets are fed to a metal plate cooler be, during the cooling process the Temperature differences between glass surface and glass center measured and this size to control the of the glass thickness and the type of glass dependent cooling process is being used. Verfahren nach Anspruch 1 und 9, gekennzeichnet dadurch, dass bei der Abkühlung der Platten im Plattenkühler Schmiermittel eingesetzt werden.Process according to Claims 1 and 9 in that when cooling the plates in the plate cooler Lubricants are used. Verfahren nach Anspruch 1, 9 und 10, gekennzeichnet dadurch, dass als Schiermittel Aluseifen und entalkalisierende Stoffe wie Ammoniumsulfat oder Aluminiumchlorid eingesetzt werden.The method of claim 1, 9 and 10, characterized in that as skimmers aluminum soaps and decalcifying substances such as ammonium sulfate or aluminum chloride can be used.
DE200810062359 2008-12-17 2008-12-17 Manufacturing thermally hardened thin flat glasses, comprises portioning flat glass to glass plates after molding and/or forming the glass to glass plates by press molding, and subjecting the glass plates to strength-increasing treatments Withdrawn DE102008062359A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810062359 DE102008062359A1 (en) 2008-12-17 2008-12-17 Manufacturing thermally hardened thin flat glasses, comprises portioning flat glass to glass plates after molding and/or forming the glass to glass plates by press molding, and subjecting the glass plates to strength-increasing treatments

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810062359 DE102008062359A1 (en) 2008-12-17 2008-12-17 Manufacturing thermally hardened thin flat glasses, comprises portioning flat glass to glass plates after molding and/or forming the glass to glass plates by press molding, and subjecting the glass plates to strength-increasing treatments

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008062359A1 true DE102008062359A1 (en) 2010-06-24

Family

ID=42194019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200810062359 Withdrawn DE102008062359A1 (en) 2008-12-17 2008-12-17 Manufacturing thermally hardened thin flat glasses, comprises portioning flat glass to glass plates after molding and/or forming the glass to glass plates by press molding, and subjecting the glass plates to strength-increasing treatments

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008062359A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220289612A1 (en) * 2021-03-08 2022-09-15 Docter Optics Se Process for manufacturing an optical element from glass

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT73741B (en) 1913-08-18 1917-09-10 Aeg Electric incandescent lamp with metal filament and high pressure gas filling that does not attack the filament.
ATA406473A (en) 1973-05-08 1977-01-15 Eumig Process and installation for hardening glass plates
EP0312441B1 (en) 1987-10-14 1992-03-18 Saint-Gobain Vitrage International Tempering glass
DE9417190U1 (en) 1994-10-26 1995-07-27 Bunnenberg Fa A Device for the thermal tempering of flat glass
WO2004096724A1 (en) 2003-05-02 2004-11-11 Heiko Hessenkemper Alkaline glasses with modified surfaces and method for producing same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT73741B (en) 1913-08-18 1917-09-10 Aeg Electric incandescent lamp with metal filament and high pressure gas filling that does not attack the filament.
ATA406473A (en) 1973-05-08 1977-01-15 Eumig Process and installation for hardening glass plates
EP0312441B1 (en) 1987-10-14 1992-03-18 Saint-Gobain Vitrage International Tempering glass
DE9417190U1 (en) 1994-10-26 1995-07-27 Bunnenberg Fa A Device for the thermal tempering of flat glass
WO2004096724A1 (en) 2003-05-02 2004-11-11 Heiko Hessenkemper Alkaline glasses with modified surfaces and method for producing same

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DIN 12150
W. Kiefer: Thermisches Vorspannen von Gläsern niedriger Wärmeausdehnung; Glastechnische Berichte 57 (1984) Nr. 9, S. 221-228

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220289612A1 (en) * 2021-03-08 2022-09-15 Docter Optics Se Process for manufacturing an optical element from glass
US11932566B2 (en) * 2021-03-08 2024-03-19 Docter Optics Se Process for manufacturing an optical element from glass

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009036164B4 (en) Method for bending and thermally tempering radiation protection glass
DE2034393C3 (en) Application of the process to increase the mechanical strength of a glass by exchanging sodium ions for potassium ions on a glass, which enables shortened exchange times
DE102014205658B4 (en) Float process for the production of a float glass pane and float glass pane
DE1496627A1 (en) Process for the production of reinforced glass objects
EP1414762B1 (en) Method for thermally tempering glass panes
WO2006061243A2 (en) Method for producing glass or vitroceramics and especially glass or vitroceramic articles
DE2008724A1 (en) Opal glass
EP2334612B1 (en) Method for producing thermally tempered glasses
DE102006023078B4 (en) Process for the production of glass-ceramic articles with improved surface, device and use
DE102018125784A1 (en) Apparatus and method for producing a flat glass
DE2929071C2 (en)
DE2230506B2 (en) Process for generating the phototropy in correspondingly assembled raw glasses by means of a temperature treatment in a liquid
DE102022122843A1 (en) Chemically strengthened glass pane and manufacturing method for same
DE102008062359A1 (en) Manufacturing thermally hardened thin flat glasses, comprises portioning flat glass to glass plates after molding and/or forming the glass to glass plates by press molding, and subjecting the glass plates to strength-increasing treatments
WO2015000090A2 (en) Fire-resistant glass pane and fire-resistant glazing
DE2402913C3 (en) Method and device for toughening glass panes in a liquid bath
DE112019003319T5 (en) Method for bending various glass compositions
LU102043B1 (en) Method of increasing the strength and/or hardness of a glass article
DE102008046044A1 (en) Producing thermally tempered glasses, comprises heating the glasses in a first process stage and then subjecting to a sudden cooling with media in a second process stage
DE4200674A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING GLASS BALLS
EP2449067B1 (en) Lubricant for hot glass processes and use of the lubricant for the surface refinement of glass
WO2024068721A1 (en) Glass pane and assembly of glass panes with low degree of fine waviness, and methods for producing and using same
EP3838859A1 (en) Thermally prestressable borosilicate glasses
AT115361B (en) Device for pre-pressing hollow glass bodies.
DE1421842C (en) Solidified glass object made from an alkali aluminum Sihkat glass and process for its manufacture

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20140701