DE1596605A1 - Verfahren zur Herstellung von Glas - Google Patents

Description

Dr. Walter Beil

Alfred Lo^ppener

Dr.Ka-is JoatLia: V/olff 15. j_u|j 1966

Dr. V.O.DS Chr. Beil

Iieci Lsa.-.wUite

Frankfurt a. M.-Höchst

Adeionstraße 58 - TeL 31 26 49

Unsere Nr. 12 847

Pittsburgh Plate Glass Company Pitts-burgh, Pa., Y.St.A.

Verfahren zur Herstellung von Glas

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Fl-Ohglas und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Flachglas durch Flotation des Glases auf einer Flüssigkeit, die eine größere DichLe hat als das Gla3.

Es wurde bereits vorgeschlagen, Flachglas herzustellen, indem man das Glas auf der Oberfläche eines Bades aus einer Flüssigkeit \7ie geschmolzenem Zinn schwimmen läßt. Ein derartiges Verfahren ist als "Flotationsverfahren" bekannt und liefert ein Produkt, das feuerpolierte Oberflächen oder Oberflächen besitzt,die feuerbehandelten Oberflächen nahekommen, und das als "Flotatlonsglau" bekannt ist. Zur Herstellung eines Q,ualitätsproduktes ist, wenn überhaupt, nur ein geringfügiges Schleifen der Oberfläche erforderlich.

Wenn Glas der üblichen Soda-Kalk-Kieselsäure-Zusammenaetzung auf einem Bad aus geschmolzenem Zinn oder

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einer Legierung, die zum größeren Teil aus Zinn besteht, zur Flotation aufgebracht viird, und man das Glas ungehindert und bis zur Erreichung einer Gleichgewicht sd icke ausfließen läßt, sodaß die Oberflachen eben und parallel sind, dann hat das Glas eine Dicke von etwa 6 mm. Glas dieser Dicke, die als Gleichgewichtsdicke bekannt ist, läßt sich zur Herstellung von Spiegeln verwenden, ist jedoch für andere Verwendungszwecke unerwünscht, bei denen dünneres Glas zweckmäßiger ist. Automobilwindschutzscheiben werden beispielsweise im allgemeinen aus einem Paar etwa j5 mm dicken Scheiben hergestellt, die durch eine plastische Zwischenschicht voneinander -getrennt und aneinander gebunden sind. Die Seiten- und Rückfenster von Automobilen werden in einer Dicke von 4,5 ^rp< ^ oder weniger gewünscht. So wie die Grlastec-hnologie verbessert wird, steigt der Wunsch zur Verwendung von dünnerem, jedoch in seiner Festigkeit verbesserter/i Glas.

Bei der üblichen Herstellung von Flotationsglan wird geschmolzene.'3 Glas aus einem Auslauf direkt auf die Oberfläche eines Bades aus geschmolzenem Zinn aufgebracht und breitet sich etwa kreisförmig aus und nimmt dabei quer zum Behälter eine Dimension ein, die über die Breite der gebildeten Glasstreifen hinausgeht; und dünnes Glas, d.h. Glas mit ein^r Dicke, die kleiner ist als die Gleichgewichtsdicke, kann zwar hergestellt werden, es wird jedoch gegenwärtig durch ein Zinsverfahren hergestellt, bei dem die Ränder des Glasutreifens durch Greifrollen erfaßt werden und das Glasband mit einer Geschwindigkeit abgezogen wird, die über der normalerweise angewendeten Geschwindigkeit liegt, Zirisverfahren ergeben

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fehlerhaftes'-Glas infolge ungleichmäßiger Abkühlung quer zur Glasbewegung-und erzeugen ferner ein Glasband mit geringerer Breite als normalerweise hergestellt wird«, So wird'-sogar bei einer Erhöhung der Bandgeschwindigkeit der Durchsatz des Systems im allgemeinen herabgesetzt, sodaß weniger Quadratmeter Glas hergestellt werden. Erhö-hte Akzugsgeschwindigkeitsn setzen die Zeit herab, während der das Glas sich auf der Flüssigkeit befindet, d. h. die Verwellzeit, und können eine schlechte Oberflächenqualität des Glases zur Folge haben, da das Flotationsverfahren im wesentlichen ein Oberfläclienbehanälungsverfaliren ist; das zur Herstellung von Glas mit Qualitätsoberfläche eine Verweilzeit erfordert. Unabhängig von der Dicke des Glasstreifens oder seiner Breite hat der Glasstreifen die -Neigung, sich zu "se hl angeln¹^ d.h. die 'gewünschte Bahn zu verlassen, während er sich auf dem Metallbad, entlang bewegt_o Dies führt zu einem ungleichmäiSigen Verfahren. .

Bs.v'urde bereits ein Verfahren zur Herstellung von Glas vorgeschlagen, das von einem flüssigen Bad getrogen wird und eine Dicke lu>t, die von der üblichen Gleichgewichtsdicke abweicht. Un dies zu erreichen, v;ixd' eine Masse . aus geschmolzenem Glas auf einem Teil der Oberfläche eines Flüssigkeitslcorpers, wie z.B. geschmolzenem Zinn, aufgebracht, und auf einen zentralen Bereich des Glases ein Druck angewendet, der von de-i Druck auf das Zinn an einer Kante des Glases, die in Berührung mit dem Glas steht, verschieden ist. Wenn der Druck auf das Glas größer ist eis der auf das Zinn wirkende Druck, wird-ein Glas einer Dicke hergestellt, die gerin "er ist als die übliche Gleichgewichtsdicke. . · '

Die Erfindung ist eine Verbesserung.gegenüber dem zuleLzt 'beschriebenen Verfahren. Glnr; wird aus einem

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Schmelzbehälter auf äie Oberfläche äes geschmolzenen Zinns und zwischen ein Paar divergierender Wände abgelegt, wo es auf die gewünschte Dicke oder auf eine Dicke dimensioniert wird, die der endgültigen Dicke nahekommt, und wird mit einer Breite ausgetragen, die schließlich seine endgültige Breite werden wird. Dadurch, daß man das Glas zwischen den divergierenden "Wänden dimensioniert, die nachstehend auch als "Restriktionsbereich" bezeichnet werden, ist es möglich, das Fertigungsband wesentlich zu verkürzen, weil der Glasstreifen im .Hauptteil der Anlage in der gewünschten Breite und Dicke vorliegt. Die einzige Zeit, die vor der Entfernung vom Bad erforderlich ist, ist die Zeit für den Einebnungsvorgang oder das Glätten, wofür Verweilzeit auf dem Bad und fernereine Temperatursteuerung des Bandes erforderlich sind. Etwas anders ausgedrücktj/daß es sich mit seinem mittleren Teil mit einer im wesentlichen konstanten Ge-. schwindigkeit auf dem Zinnbad entlang bewegt, wird die Glasmasse nach einer bestimmten Zeitspanne zu ihrer Gleichgewiohtsdicke auseinanderfließen. Wenn Druck zur Dimensionierung des Glases angewendet wird, während im mittleren Teil eine im wesentlichen konstante Geschwindigkeit aufrecht gehalten wird, wird das Glas innerhalb einer sehr verkürzten Zeitspanne auf seine Gleichgewiohtsdicke oder eine geringere Dioke eingestellt. So kann ein unter Druck stehender Reststriktionsbereioh, wie er vorstehend beschrieben wird verwendet werden, um die Geschwindigkeit der Ausbreitung einer auf die Oberfläche eines Bades aus geschmolzenem Zinn aufgebrachten Glasmasse zu verändern.

Die Erfindung hat gewisse Vorteile gegenüber dem Verfahren zur Herstellung von Glas mit tion der Gleichgewicht sdicke abweichender Dicke, bei dem das Glas durch Formwalzen vorgeformt und danaoh auf dem Flüssigkeitsbad niedergeschlagen wird. Formwalzen haben im allgemei-

/Wenn ein gegebenes Volumen Glas so auf geschmolzenes Zinn abgelegt wird/

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nen die Neigung, das Glas abzukühlen, wodurch zusätzliches Erwärmen für die Oberflächenbehandlung erforderlich wird, und sind ferner gewöhnlich geöffnet, so-' daß sie auf dem. Glas ein eingepreßtes Muster hinterlassen. Zur Herstellung eines oberflächenbehandelten Qualitätsproduktes muß das Riffelmuster entfernt wer-• den, wozu eine längere Verweilzeit auf dem Flüssigkeitsbad erforderlich wird.

Durch die Erfindung wird die Beständigkeit des Flotationsverfahrens wesentlich verbessert, da die divergierenden Wände das Glasband verankern und im wesentlichen die endgültige Bandbreite bestimmen, wodurch das Schlängeln des Bandes beseitigt oder wesentlich verringert wird.

Weiterhin wird daa übliche Ausmaß der Ausbreitung des auf dem Bad beim üblichen Flotationsverfahren abgelagerten Glases verringert, sodaß keine spezielle Behälterbildung erforderlich ist, was bei dem üblichen Verfahren zur flerr stellung eines Bandes bestimmter Größe der Fall wäre. Selbst bei einer gewissen Ausbreitung des Glases auf dem Bad bestimmen die divergierenden Wände im allgemeinen die endgültige Bandbreite des herzustellenden Glases.

Weitere Torteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in. Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.

Fig. 1 ist ein Aufriß einer Anlage zur Durchführung des irfindungsgemäßen Verfahrens.

B¹Ig. 2 ist ein Längsschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1.

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Fig. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie 3-3 der Fig.l und zeigt Einzelheiten der Anlage.

In den Zeichnungen ist das Beschickungsende eines allgemein mit Io bezeichneten Glasschmelzbehälters, dem Glasmaterial zugeführt, in dem es geschmolzen und geläutert und aus dem Glas durch einen Hals 12 auf die Oberfläche eines Bades einer Flüssigkeit 14, wie z.B. geschmolzenem Zink,abgegeben wird, die eine größere Dichte hat als das Giss. Die Abgabe des Glases über einen Auslaß 16 im Hals wird durch einen Schieber 18 geregelt und kann durch einen Schieber 2o vollständig unterbrochen werden» Beide Schieber 18 und 2o sind senkrecht verstellbar.

Das Flüssigkeitsbad 14 ist in einem Behälter 22 enthalten und wird durch verschiedene Heizvorrichtungen flüssig gehalten, die nicht gezeigt sind, jedoch von üblicher Art sind. Das Glas fließt aus dem Auslaß 16 auf die Flüssigkeit 14 als Glaseinsatz, aus dem das Glasband 26 entwickelt wird. Das Glas wird zunächst zwischen einem Paar divergierender feuerfester Wände 28 auf die Flüssigkeit in dem sogenannten Restriktionsbereich abgelassen. Das in Strömung&richtung hintere Ende der Wände 28 wird durch die Blöcke 3o gebildet. {Kiss-Off"-Blöcke). Die Wände 28 des Reststriktionsbereichs können aus feuerfestem Material gefertigt sein, daß duroh das Glas benetzt wird. Die Blöcke 30 bestehen aus einem feuerfestem Material, das Graphit sein kann. Die Breite des Abstands der Blöoke 30 bestimmt im wesentlichen die äußerste Breite des endgültigen oder fertigen Glasbandes; jedooh kann sloh das Glas des Bandes unmittelbar naoh dem Austritt aus dem Reststriktionsbereioh und den Blöoken 30 verbreitern oder ausbreiten, verengt sioh jedooh, wenn dies der Fall ist, kurz

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danach im wesentlichen auf die Breite, die es zwischen den Blöcken jo hatte.

Der Behälter 22 für das Flüssigkeitsbad 14 ist Vorzugsweise so ausgebildet_r daß er einen ersten Teil 32 über dem Bßtxiktionsbereich, einen zweiten Teil y± und einen dritten Teil 36 umfaßt, wobei d4r erste Teil und der dritte Teil vorzugsweise in der Nähe des Eingangs end es' bzw. des Ausgangsendes des Behälters 22 angeordnet sind.

Der erste Teil 32 des Behälters 22 ist von dem Schmelzbehälter durch die Sohleber 18 und 2o, insbesondere durch den Schieber 18, getrennt, der sich bis zum Glas erstreckt und ist vom zweiten Teil 34 durch eine Querwand 38 abgetrennt , die sich von der Deckenwand bis zu einer Stelle unmittelbar über dem Glas erstreckt. Der Teil 32 umfaßt daher eine mit der Bezugszahl 4o, bezeichnete Kammer, in die ein Gas unter Druck mittels eines Einlaßrohres oder mehrerer Einlaßrohre 42 eingeführt werden kann. Fer neu/sind Pump vorrichtungen 44 und eine Gaszuführung 46 vorgesehen.

Wie aus der Zeichnung (insbesondere aus Ii .22) ersichtlich ist, ist der Behälter 22 brei er als der Abstand zwischen den Blöcken 3o, und der zweite Teil 3^ 'des Behälters 22 ist von dem dritten Teil 36 des Behälters 22 durch eine Querwand 48 abgetrennt, die sich von der Deckenwandung bis zu einer Stelle unmittelbar über dem Glas 26 auf etwa die gleiche Weise erstreckt wie die Wand 38. Ferner sind Längswände 5° vorgesehen, die sich von Bereichen unmittelbar über dem Glas und zwischen den Wänden 38 und 48 innerhalb der Seitenwände des Behälter s 22 erstrecken. Die Wände 5>o hängen von der Decke des Behälters 22 herab. Die Wände 38, 48, 5o und 5o bilden daher eine zweite Kammer 54, in die mittels eines

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Rohres 56 und einer Pumpe 58 aus einer Quelle 46 Gas unter Druck eingeführt werden kann.

Der dritte Teil 36 ist das Ausgangsende des Behälters 22 und.hndet in einer Austrittsöffnung 56, durch die sich das Glasband 26 bewegt. Die Zugkraft, durch die das Glasband auf dem Flüssigkeitsbad entlang bewegt wird, wird .durch eine Reihe von Austragswalzen 59 bewirkt, die das Glas in einen Glühofen 6o fördern, der ebenfalls eine Reihe von Zugwalzen enthält.

Gas aus Quelle 46 wird, den Kammer 62, 62, die durch die Seitenwände des Behälters und die Wände 5o gebildet werden, und der Kammer 64, die durch den dritten Teil 36 des Behälters 22 gebildet wird, durch die Rohre 65 zugeführt. Daß den Kammern 4o, 54, 62, 62 und 64 zugeführte Gas ergibt eine schützende Atmosphäre innerhalb des Behälters * 22, sodaß die Oxydation der Flüssigkeit des Bades 14 im wesentlichen Verhindert wird.. Darüberhinaus steht das den Kammern 4o und 54 zugeführte Gas zu dem nachfolgend beschriebenen Zwecken unter Druck.

Weil das Gas den Kammern 4o und 54 unter Druck zugeführt wird und infolgedessen einen anderen Druck hat als das den Kammern 62, 62 und 64 zugeführte Gas, sind vorzugsweise Abdichtungsvorrichtungen vorgesehen, die mit den Wänden 38, 48, 5o und 5o verbunden sind. Die Abdiohtungsvorrichtungen können so ausgebildet sein, wie es in der U.S»A.Patentanmeldung 191 833 vom 2* Mai 1962 vorgeschlagen wor¹-den ist. Eine ähnliche Abdichtungsvorrichtung kann am Ausgang 66 des Behälters 22 vorgesehen sein, um das Eintreten von atmosphärischer Luft in die Kammer 64 zu verhindern. Zusätzlich kann ein Vorhang 68 oder eine Reihe von Vorhängen verwendet werden, um das Ausströmen der schützenden Atmosphäre aus der Kammer 64 zu verringern.

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Wie in der U.S*Α·-Patentanmeldung 188 664 ausgeführt ist, erzeugt ein Druok, der auf einen zentralen Ber-eioh eines auf einem Teil eines Flüssigkeitsbades getragenen geschmolzenen Glases angewendet wird, und der von dem Drude auf dem Flüssigkeitsbad außerhalb des Glases und in Berührung mit dem Glas verschieden ist,, ein Glas einer Dicke, die von der Gleichgewichtsdicke verschieden ist, d.h. von der Dicke, die auf normale Weise erhalten wird, wenn ge-' schmolzenes Glas auf einem Teil eines Flüssigkeitsbades getragen wird und sich ungehindert ausbreiten kann. Wenn der Druok auf dem zentralen.Bereich des Glases über dem auf die Flüssigkeit einwirkenden Druck liegt, hat das Glas eine Dicke, die geringer ist als die GIeichgewich1}£dicke { wenn der Druck auf dem Glas geringer ist als der Druok euf der Flüssigkeit, dann wird das Glas eine Dicke haben, die über der Gleichgewichtsdicke liegt. Nach der vorgenannten U.S.A.-Anmeldung 188 664 wird das Glas in einer einzigen Druckkammer hlnsiohtlich seiner Dicke dimensioniert, und diese Dicke wird in der Druckkammer stabilisiert, indem man das Glas darin abkühlen läßt, bevor es aus der Kämmet ausgetragen wird. Selbstverständlich muß das Glas die gewünschte Dicke beibehalten, während es sich in geschmolzenen Zustand befindet, um eben zu werden, d.h. um flache und parallele Oberflächen feuerpolierter Qualität 2u errelohen«; HlttfUr IsIr eine Druckkammer beträchtlicher Länge und eine beträchtliche Zeit erforderlioh. Gemäß der Erfindung wird das gtschmolssene Glas zu einem Band geformt und/ im ReBtriktlonibereieh auf dl· endgültige Breite und jede gewüneohte Dioke vordimensioniert, und das vordimeη-eionlerte Band wird dann in und durch eine Druckkammer ge» führt, %ti der das Glas geglättet und oberfläohenbehandelis · wird. "

Im fjQll gerne inen ist das aus dem Restrikt ionsbereioh und seiner Kammer austretende Glasband auf eine gewünschte

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- Io -

Dioke vordimensioniert, und diese Dicke wird beibehalten und fixiert während das Glas sich durch die Druckkammer bewegt. Weil das Glas erstarrt ist, wenn es aud er Druckkammer austritt, kann es dann ohne ©ruck zum Aimsgang und in den Vergütungsofen weiterbefordert werden₀ Das Glas kann in der Restriktionskammer auf eine Dicke vordimensioniert werden, die unter der schließlich gewünschten. Dicke liegt, und man kann dann zulassen, daß das Glas in der Druckkammer auf die gewünschte Dicke wächst.

Das Glas kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auuh in einer Dicke hergestellt werden,.die über der Gleichgewiohtsdicke liegt.

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Claims (5)

1. PATENTANSPRUCH E ' ..

   I. Verfahren zur Herstellung τοπ Glas, bei dem geschmolzenes Glas auf einem Teil der Oberfläche eines Flüssigkeitskörpers feetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man

   geschmolzenes Glas auf die Oberfläche der Flüssigkeit ablagert,

   das abgelagerte Glas an seinen Kanten begrenzt ,

   auf das begrenzte geschmolzene Glas Druck anwendet, der verschieden ist' von dem Druck, der auf die Flüssigkeit außerhalb und in Berufung mit dem geschmolzenen Glas einwirkt, wodurch das geschmolzene.Glas auf eine gewünschte Dicke dimensioniert wird,

   . das dimensionierte, begrenzte Glas austrägt,

   das ausgetragene.GIas längs und auf der Flüssigkeit fördert,

   -.die Dicke des vorwärts bewegten Glases beibehält,

   das vorwärts bewegte Glas kühlt, wodurch die Dicke fixiert wird, und

   das gekühlte Glas von der Flüssigkeit entfernte

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2. 2.\ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß d;;S Glas zwischen divergierenden Wänden begrenzt und mit einer gewünschten Breite ausgetragen wird.
3. 3.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gekühlte Glas im wesentlichen die gleiche
   Breite hat vie das ausgetragene Glas«
4. 4.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiclmet, daß es als Druck durch eines fließenden Materials
   angewendet wird.
5. 5.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des fließenden Materials auf dem geschmolzenen Glas über aber unter dem Druck auf der Flüssigkeit liegt.

   Für

   Pittsburgh Plate Glass Conroany
   Pittsburgh, Pa., V.St.A.

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