Diese Erfindung hat das Ziel einer
starken Milderung der Einschränkungen
des bisherigen Standes der Technik, wobei Glas mit Entglasungen
nicht geformt werden konnte und das Ziel, eine Vorrichtung zu entwickeln
für die
Produktion von solchem Flachglas, welches die Fertigformung von
Spezialglas mit hoher Entglasungstemperatur ermöglicht, wie es z.B. für LCD-Glas
oder Substrate für
Informationsaufzeichnungsmedien verwendet wird.
Mittel zur Lösung des
Problems
Um die Ziele der Erfindung zu erreichen
umfaßt
die Erfindung eine Vorrichtung für
die Herstellung von dünnem
Flachglas, bestehend aus einem Formkörper mit einem Hauptteil mit
einem sich nach unten zu einer Kante verjüngenden Querschnitt, wobei
das geschmolzene Glas an beiden Oberflächen herabfließt und sich
an der Unterkante dieses Körpers
vereinigt und ein Glasband bildet, wobei an den Seitenkanten des
Formkörpers
besondere Einrichtungen angeordnet sind, welche die Dicke der Glasschicht
regulieren, wobei an der unteren Kante des Formkörpers eine Wärmequelle
angeordnet ist und die Temperatur der inneren Schicht des herabfließenden Glases
in Kontakt mit dieser unteren Kante mindestens auf der Entglasungstemperatur
des Glases gehalten wird und gleichzeitig infolge der Kühlung der Außenoberfläche des
herabfließenden
Glases dessen Oberflächentemperatur
bei Temperaturen gehalten wird, die einer Viskosität des Glases
von 30000 bis 1000000 dPas entsprechen.
Entglasung von Glas tritt im Grunde
genommen nicht bei Temperaturen höher als die Liquidustemperatur
auf, wie sie durch die Glaszusammensetzung bestimmt ist. Entglasung
tritt selten sofort auf und entwickelt sich normalerweise nachdem
eine Zeit von mehreren Minuten bis zu mehreren Tagen vergangenen
ist. Außerdem
tritt Entglasung bereitwilliger an einer Grenzfläche in Kontakt mit fremden Substanzen
auf als im Inneren des Glases.
Deshalb wird in der Produktionseinrichtung, die
das "Overflow – Schwert" – Verfahren
verwendet, Entglasung leichter an den Kontaktoberflächen des Formkörpers, der
den Keilformquerschnitt hat, hervorgerufen, wo die Aufenthaltszeit
bei langsamster Strömung
hoch ist. Mit anderen Worten, wenn Glas, das eine hohe Entglasungstemperatur
hat, mit Hilfe eines Produktionsapparats mit Hilfe einer "Overflow – Schwert" – Verfahren
geformt wird, ist es notwendig, daß die Oberflächentemperatur
des Formkörpers
da, wo er mit dem Glas in Kontakt steht, auf dieser gesamten Fläche wenigstens
auf Liquidustemperatur ist. Andererseits, um zu erreichen, daß das Glas
kurz nach dem Zusammenfließen
der beiden Glasströme unter
der unteren Kante des Formkörpers
weitestgehend fertig geformt ist und anschließend fast keine weitere Verformung
verursacht wird, muß die
Viskosität
des Glases an der unteren Kante des Formkörpers einen bestimmten Wert
haben, der normalerweise bei 30000 bis 1000000 dPas liegt. Die Erfinder fanden,
daß ,
wenn die Oberflächentemperatur
des Formkörpers über der
ganzen Fläche
bei einem Wert liegt, der einer Viskosität des Glases von 30000 dPas oder
weniger entspricht, wenn die Temperatur der äußeren Oberfläche in der
Nähe der
unteren Kante des Formkörpers
bei Temperaturen lag, die Viskositäten von 30000 bis 1000000 dPas
entsprechen, die Formgebung fast abgeschlossen war, nachdem sich
die beiden Glasströme
unter der Unterkante des Formkörpers
vereinigt hatten und daß eine
nachfolgende Verformung des Glasbandes verhindert wurde.
Außerdem wurde auch entdeckt,
daß es
genügt,
wenn das beschriebene Temperaturfeld in einem Bereich von ungefähr 50 mm
Länge ab
Unterkante des Formkörpers
ausgebildet wurde.
Aufbauend auf solchen Befunden entsprechend
Anspruch 1, ist diese Erfindung dadurch charakterisiert, daß eine Wärmequelle
an der Unterkante des Formkörpers
angeordnet ist, und die Temperatur der Innenschicht des Glases,
das unten in Kontakt mit der besagten Unterkante steht, mindestens
auf der Entglasungstemperatur des besagten Glases gehalten wird,
und gleichzeitig aufgrund der Kühlung der äußeren Oberfläche des
nach unten fließenden Glases,
dessen Oberflächentemperatur
auf einem Wert gehalten wird, der einer Viskosität für das besagte Glas von 30000-1000000
dPas entspricht.
Was das Wärmegleichgewicht betrifft,
wird der Betrag des Wärmeverlustes
des Glases infolge Kühlung
der äußeren Oberfläche ausgeglichen
durch Wärme
aus der Wärmequelle
an der Unterkante des Formkörpers,
und als Ergebnis wird ein Temperaturgradient über der Dicke des herabfließenden Glases hervorgerufen.
Außerdem
kann im Bereich der Unterkante unabhängig von der Viskosität, die durch das
Halten der Temperatur des Glases in Kontakt mit der Oberfläche des
Formkörpers
auf einer Temperatur, bei der Entglasung nicht verursacht wird,
ein Zustand hoher Viskosität
an der äußeren Oberfläche des
Glases ausgebildet werden bei einer Temperatur, bei der bei der
ursprünglichen
Technik Entglasung verursacht worden wäre.
Die äußere Oberfläche vom Glas kommt nicht in
Kontakt mit irgend etwas anderem außer der Luft und ist außerdemauf
eine Temperatur abgekühlt, bei
der die Verfestigung nach einer kurzen Zeit beendet ist. Als ein
Ergebnis kann die Formgebung ausgeführt werden, ohne Entglasung
an der Oberfläche hervorzurufen.
Deshalb kann sogar Spezialglas mit hoher Entglasungstemperatur,
wie es für
LCD oder Substrate für
Informationsaufzeichnungsmedien verwendet wird, mit der Vorrichtung
gemäß dieser
Erfindung leicht ohne Qualitätsprobleme
geformt werden.
Entsprechend Anspruch 2 dieser Erfindung wird
die besagte Wärmequelle
durch Anordnen eines elektrisch leitfähigen Metalls an der Unterkante
des besagten Formkörpers
gebildet, und die besagte Unterkante wird durch Hindurchleiten eines
elektrischen Stroms durch das besagte elektrisch leitfähige Metall erhitzt.
In Folge dessen kann der Unterkante des Formkörpers mit einer Wärmequelle
beheizt sein, die einfach gebaut ist.
Entsprechend Anspruch 3 dieser Erfindung in
Bezug auf das Glas, das unten in Kontakt mit der besagten Unterkante
des Hauptkörpers
fließt,
wird die äußere Oberfläche des
unten fließenden
Glases sehr stark von einer Kühleinrichtung
abgekühlt,
und die äußere Oberflächentemperatur
des nach unten fließenden
Glases ist auf einen niedrigeren Wert vermindert, der einer Viskosität von 30000-1000000 dPas
entspricht. Dadurch, daß die
Innentemperatur der Glasschicht, die sich an die Oberfläche der
Formgebungseinrichtung befindet, mindestens auf der Liquidus-Temperatur
gehalten wird, kann ein Glas, das eine hohe Entglasungstemperatur
aufweist, geformt werden, ohne Entglasung zu verursachen.
Entsprechend Anspruch 4 dieser Erfindung wird
ein Platin- oder Platinlegierungskörper als das elektrisch leitfähige Metall
verwendet, und deshalb kann die Wärmequelle auf bis zu 1300° C oder mehr beheizt
werden. Deshalb kann diese Vorrichtung für ein leicht entglasendes Glas
verwendet werden mit einer Entglasungstemperatur bis zu 1300° C und höher.
Entsprechend Anspruch 5 dieser Erfindung ist
die Vorrichtung charakterisiert durch die Möglichkeit des Formens von Glas
, das eine hohe Entglasungstemperatur hat, wobei die Entglasungstemperatur
im Bereich der Viskosität
von 3000-30000 dPas liegen darf.
Der Produktionsapparat dieser Erfindung kann
natürlich
angewandt werden im Falle von Glas mit einer niedrigen Entglasungstemperatur,
jedoch, weil diese Erfindung die Merkmale von Ansprüchen 1-4
hat, ist die besagte Vorrichtung für Glas, das eine hohe Entglasungstemperatur
hat, besonders geeignet.
Praktische Form der Erfindung
Der Produktionsapparat für dünnes Flachglas
dieser Erfindung wird jetzt detaillierter aufgrund von Abbildungen
beschrieben.
1 ist
eine Vorderansicht der Vorrichtung für die Produktion von dünnem Flachglas
dieser Erfindung und
2 ist
eine perspektivische Ansicht vom Formkörper des Produktionsapparats
von 1.
Wie in den Abbildungen gezeigt, ist
der Formkörper
aus einem Hauptkörper
1 mit einem Keilformquerschnitt, der abwärts konvergiert, gebaut und die
Teile 2 an den Seitenkanten auf beiden Seiten des besagten Hauptkörpers 1
regulieren die Breite des Bandes des geschmolzenen Glases. Eine
Einströmungszone
3 für das
geschmolzene Glas ist feststehend angeordnet auf dem Seitenkantenteil
2 an der linken Seite der Abbildung.
Obwohl in der Abbildung nicht eingezeichnet,
ist die Einströmungszone
mit einem Behälter
verbunden, welcher geschmolzenes und geläutertes Glas von einem Schmelzaggregat
bis hin zum rinnenförmigen
Teil 5 des Hauptkörpers
liefert.
Wie in 1 zu
sehen, wird der rinnenförmige
Teil 5 des Hauptkörpers
mit geschmolzenen Glas versorgt, welches von der linken Seite Seite nach
rechts entlang des Rinne 5 fließt
und an beiden Seiten über
die oberen Kanten 4 fließt
.
Das so übergeströmte geschmolzene Glas fließt abwärts entlang
beider Oberflächen
9 auf dem Hauptkörper
1 wie in 2 gezeigt, vereinigt
sich zu einem Glasstrom an der Unterkante des Formkörpers und
bildet ein plattenähnliches
Glasband .
Eine abwärts ziehende Kraft wird auf
das Glasband von einer (nicht gezeigten) Rolle angewendet, die das
Glasband im Abwärtsrichtung
transportiert, wobei das Glasband zu dem angestrebten dünnen Flachglas
geformt wird.
Der Hauptkörper 1 wird hergestellt aus
feuerfestem Material, z.B. aus Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid und ähnlichen
Materialien.
An der Unterkante des Hauptkörpers 1
ist eine Wärmequelle
6 entlang der Unterkante angeordnet. Diese Wärmequelle 6 umfaßt einen
Körper
des elektrisch leitfähigen
Metalls Platin oder einer Platinlegierung und ist mit einer (nicht
gezeigten) Stromversorgung verbunden. Wenn ein Strom von der Stromversorgung
der Wärmequelle
6 geliefert wird, erzeugt die Wärmequelle
6 Wärme
und die Temperatur kann bis auf 1300° C oder mehr gesteigert werden.
Dabei kann die Temperatur der Innenschicht des
Glases im Kontakt mit der Wärmequelle
6 auf einem Wert wie dem der Wärmequelle
6 gehalten werden.
Außerdem sind Kühleinrichtungen
8 von zylindrischer Form oder eckiger Form auf beiden Seiten der
Unterkante des Hauptkörpers
1 in festgelegten Abständen
angeordnet. Diese Kühleinrichtungen
8 sind nicht länger
augebildet als die gesamte Länge der
Unterkante, so daß die äußere Oberfläche des geschmolzenen
Glases G, welches den Bereich der Unterkante passiert gleichmäßig abgekühlt wird. Eine
(nicht gezeigte) Kühlmittelversorgungsröhre ist außerdem mit
den Kühleinrichtungen
8 verbunden, und ein Kühlmittel
(Gas oder Flüssigkeit)
wird aus einer (nicht gezeigten) Kühlmittelversorgungsquelle über diese
Kühlmittelversorgungsröhre geliefert.
Dadurch werden die Kühleinrichtungen
8 auf die geplante Temperatur abgekühlt, und die äußere Oberfläche des
geschmolzenen Glases G, welches die Unterkante passiert, wird abgekühlt.
Die Kühlfähigkeit der Kühleinrichtungen
8 kann leicht durch Ändern
des Abstandes zwischen den Kühleinrichtungen
und der Glasoberfläche
justiert werden.
Wenn ein Glas, das eine hohe Entglasungstemperatur
besitzt, (ein Glas, das eine Entglasungstemperatur für einen
Bereich mit der Viskosität 3000-30000
dPas hat) von einem auf diese Weise gebautem Apparat für die Produktion
von dünnem Flachglas
geformt wird, dann ist die Wärmequelle
6 an der Unterkante des Formkörpers
1 angeordnet, der Formkörper
1 ist beheizt und die Temperatur der inneren Schicht des geschmolzenen
Glases G in Kontakt mit der Wärmequelle
6 wird mindestens auf der Liquidustemperatur des Glases gehalten.
Außerdem wird die äußere Oberfläche des geschmolzenen
Glases G in Kontakt mit der Unterkante des Hauptkörpers 1
abgekühlt
durch die Kühleinrichtungen
8 und die Viskosität
an der äußeren Oberfläche des
geschmolzenen Glas G kann auf Werte von 30000-1000000 dPas eingestellt
werden.
Deshalb kann sogar Spezialglas, das
eine hohe Entglasungstemperatur besitzt, wie es für LCD-Glas
oder Substrate für
Informationsaufzeichnungsmedien verwendet wird, geformt werden,
ohne Entglasung zu verursachen, und ein dünnes Flachglas, das die gewünschten
Oberflächenqualitäten besitzt,
kann ohne Problem produziert werden.
Außerdem kann im besagten Produktionsapparat
die Wärmequelle
6 durch Anordnen eines elektrisch leitfähigen Metalls an der Unterkante
des Hauptkörpers
1 aufgebaut werden und die Unterkante kann durch Hindurchleiten
eines elektrischen Stroms durch dieses elektrisch leitfähige Metall
erhitzt werden, und die Unterkante des Hauptkörpers 1 kann mit einer Wärmequelle
6 einfacher Bauweise geheizt werden.
Außerdem wird ein Körper aus
Platin oder einer Platinlegierung im Produktionsapparat als das elektrisch
leitfähige
Metall an der Unterkante verwendet, so daß diese Wärmequelle auf 1300°C oder mehr
geheizt werden kann. Als ein Ergebnis dessen kann die Vorrichtung
sogar auf Glas angewandt werden, das eine hohe Entglasungstemperatur
von 1300° C
hat.
Nutzen der Erfindung
Wie oben beschrieben, ist bei der
Vorrichtung für
die Produktion von dünnem
Flachglas gemäß dieser
Erfindung eine Wärmequelle
an der Unterkante des Formkörpers
angeordnet. Dadurch wird die Temperatur der Innenschicht des Glases,
das unten in Kontakt mit dem Unterkante fließt, gleichzeitig mindestens
auf der Liquidustemperatur des besagten Glases gehalten. Zur gleichen
Zeit wird die Temperatur der äußeren Oberfläche vom
Glas, das unten fließt,
ist auf einer Temperatur gehalten, die einer Viskosität von 30000-1000000
dPas entspricht, die für das
"Overflow – Schwert" – Verfahren
geeignet ist. Im Ergebnis dessen kann sogar ein Glas mit hoher Entglasungstemperatur,
das für
LCD oder Substrate für Informationsaufzeichnungsmedien
verwendet wird, leicht ohne Qualitätsprobleme geformt werden.
Außerdem wird entsprechend dieser
Erfindung die besagte Wärmequelle
durch Anordnung eines elektrisch leitfähigen Metalls an der Unterkante des
Formkörpers
gebildet und die besagte Unterkante wird erhitzt durch Hindurchleiten
eines elektrischen Stroms durch das besagte elektrisch leitfähige Metall
und deshalb wird die Unterkante des Formkörpers mit einer einfach gebauten
Energiequelle beheizt.
Weiterhin wird entsprechend dieser
Erfindung ein Körper
aus Platin oder einer Platinlegierung als das elektrisch leitfähige Metall
verwendet und die Wärmequelle
kann bis zu 1300° C
oder mehr beheizt werden. Deshalb kann Flachglas ohne Probleme geformt
werden, sogar wenn es eine hohe Entglasungstemperatur von 1300°C hat.
Erklärung der Bilder [1] Eine Vorderansicht des
Apparats für
die Produktion von dünnem Flachglas
dieser Erfindung.
[2]
Eine perspektivische Ansicht des Formkörpers des in 1 gezeigten Produktionsapparats.