DE2342045A1

DE2342045A1 - Verfahren zur herstellung von filmen insbesondere aus glas

Info

Publication number: DE2342045A1
Application number: DE19732342045
Authority: DE
Inventors: Francois Maurice Hennequin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-08-21
Filing date: 1973-08-20
Publication date: 1974-03-07
Also published as: JPS4963719A; FR2196296B1; JPS5335576B2; CA1018354A; IT996608B; FR2196296A1; DE2342045C3; CH581586A5; NO136641B; BE803665A; DE2342045B2; ES417961A1; GB1436208A; SE408050B; NO136641C

Description

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MO 4311

FRANCOIS MAURICE HENNEQUIN Le Vesinet / Frankreich

Verfahren zur Herstellung von Filmen insbesondere

aus Glas

Die Erfindung betrifft die Herstellung von ebenen Folien geringer Dicke in Form eines Bandes großer Länge. In der folgenden Beschreibung werden die erfindungsgemäß hergestellten Produkte als "Filme" bezeichnet.

Derartige Filme, insbesondere aus Glas, können zahlreiche praktische Anwendungen haben, wie z.B. die folgenden:

Den Schutz von Kunststoffmaterialien in Folienform. Bestimmte Kunststoffmaterialien sind in ihrer Anwendung begrenzt, da ihre Oberfläche strahlungsempfindlich ist und sie der Abnutzung unterliegen, oder auch, da fette Materialien daran haften und es daher schwierig ist, sie sauber zu halten. Für diese Verwendung muß der Glasfilm auf der Oberfläche der Kunststoffolie angeordnet werden.

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Man verwendet vorzugsweise eine gegen die Abnutzung und gegen chemische Einwirkungen widerstandsfeste Glasart.

Die Verbindung mit Kunststoffolien zur Herstellung von Schichtverbundmaterialien. Im Unterschied zu dem vorherigen Fall befindet sich der Glasfilm nicht allgemein auf der Oberfläche des Verbandmaterials und man nutzt andere mechanische Eigenschaften des Glases, in erster Linie den Elastizitätsmodul und die Zugfestigkeit aus.

Die Herstellung von Windschutzscheiben für Kraftfahrzeuge. Wenn man das Glas für diesen Anwendungsfall verwendet, ist es unerläßlich, daß dieses Material beim Bruch nicht zu Splittern führt, die Schnittverletzungen verursachen oder auch in die Haut oder die Augen eindringen können. Die Verwendung von sehr dünnem Glas für die hintere Schicht der Windschutzscheibe kann dazu beitragen, ihr diese Eigenschaften zu verleihen.

Die Herstellung von Infrarotstrahlung reflektierenden Scheiben. Bei den bekannten Scheiben ordnet man die reflektierende Schicht außerhalb an, um die Erwärmung zu vermeiden, diese Anordnung setzt jedoch die reflektierende Schicht der Abnutzung und den Witterungseinflüssen aus. Die Verwendung eines Glasfilms ermöglicht es, die reflektierende Schicht an der Innenseite des Films ohne die Gefahr einer Erwärmung anzuordnen, wobei eine ausgezeichnete Schutzwirkung erreicht wird.

Die leichte und wirtschaftliche Herstellung von regelmäßigen Oberflächenformen infolge der Flexibilität des Glasfilms, die durch einfaches Biegen die Anpassung an diese Formen ermöglicht.

Trotz aller bisherigen Bemühungen zur Herstellung derartiger Filme mußte man erkennen, daß diese Herstellung

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auf große Schwierigkeiten stößt.

Das übliche Verfahren zur Herstellung ebenen Glases ermöglicht es nur sehr schwer, mit akzeptablem Wirkungsgrad ebene Folien mit einer Dicke von weniger als 500 u herzustellen.

Bestimmte besondere Verfahren ergeben durch Ziehen einen Glasfilm, dessen Gleichmäßigkeit, dessen Planheit und dessen Bereich innerer Spannungen nicht zufriedenstellend sind. Diese Nachteile schaden nicht nur der kommerziellen Qualität des Produkts, sondern machen außerdem die Handhabung oder Lagerung durch Stapeln oder Aufrollen ohne Beschädigung der Folie schwierig. Weiterhin ist eine vollkommene Planheit der Folie notwendig, wenn der Film wirksam auf eine ebene Unterlage aufgebracht werden soll.

Es sind außerdem Vakuumdampfverfahren bekannt, die es· ermöglichen, einen haftenden Glasfilm direkt auf zu schützende Kunststoffteile aufzubringen, jedoch sind die mit diesen Verfahren erzielten Ergebnisse für einige Zentimeter überschreitende Abmessungen nicht zufriedenstellend, da sich der Kunststoff und das Glas unter der Wirkung von physikalischen oder chemischen Vorgängen unterschiedlich dehnen, so daß sich die Glasschicht ablöst oder sogar reißt.

Die Herstellung von Filmen kann für zahlreiche andere Materialien als Glas, z.B. für Metalle, von Interesse sein. Es ist bekannt, dünne Metallablagerungen auf Bändern aus Glas, Kunststoffmaterialien oder anderen Metallen zu bilden. Weiterhin kann man auch sehr dünne Folien mit geringen Abmessungen aus Mitteln verschiedener Verfahren (Walzen, Hämmern usw.) streckbarer Metalle herstellen. Jedoch kann die Herstellung von Filmen großer Abmessungen aus bestimmten Metallen oder Metalloxiden,

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von jeder Unterlage unabhängigen Filmen, große Schwierigkeiten bereiten, obwohl ein derartiges Produkt von erheblichem praktischen Interesse sein kann, wenn man es als Film lagern will, um es später auf eine Unterlage aus einem anderen Metall aufzubringen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Films der oben angegebenen Art zu schaffen.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Verfahren zur Herstellung insbesondere aus Glas bestehender ebener Folien mit geringer, gleichmäßiger Dicke und vollkommener Planheit in Form von Bändern großer Länge gemäß der Erfindung dadurch, daß das den Film bildende Material im Vakuum verdampft wird, daß der Dampf auf der Oberfläche eines Flüssigkeitsbades in Form eines Films kondensiert und der Film von der Flüssigkeit getrennt wird.

Gemäß der Erfindung trennt man den Film von der Oberfläche der Flüssigkeit durch eine kontinuierliche horizontale Zugbewegung, während dieser Film auf der Oberfläche des Bades schwimmt.

Der Dampf wird durch ein bekanntes Verfahren hergestellt. Seine Moleküle können neutral oder ionisiert sein und sichin einem Vakuum mit einer nach Druck und/oder chemischer Zusammensetzung gesteuerten Atmosphäre befinden.

In einer ersten Stufe lagert sich der Dampf auf dem Flüssigkeitsbad in Form eines feinen Vlieses ab, das auf diesem Bad schwimmt. Eine zweite Stufe ist erreicht, wenn das Vlies eine Dicke hat, die ausreicht, um den kondensierten Dampf von dem Flüssigkeitsbad zu trennen und wenn die Konsistenz des Vlieses ausreicht, um es durch einen horizontalen Zug abzuziehen. Von diesem Moment an erfolgt

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die Ablagerung des Dampfes unter den gleichen physikalischen Bedingungen wie eine übliche Ablagerung auf einer festen Unterlage. Daher bietet die Verwendung eines Plüssigkeitsbades, auf dem das Vlies schwimmt, die Möglichkeit, ohne Beschädigung des noch sehr brüchigen Vlieses, es zum Transport in Zonen zu bewegen, in denen es dann verdickt und verstärkt wird.

Außerdem gibt die Verwendung des Plüssigkeitsbades ein geeignetes Mittel, um die Temperatur und allgemeiner die physikalischen Bedingungen der Ablagerung, insbesondere in der ersten Stufe zu bestimmen. Diese Bestimmung ist eine Bedingung der chemischen Homogenität, des Nichtvorhandenseins innerer Spannungen und damit der guten Planheit des hergestellten Filmes.

Das Material, das das Bad bildet, wird in jedem Fall in Abhängigkeit von einer bestimmten Anzahl.von Kriterien; wie z.B. den folgenden gewählt:

Eine geringe Dampfspannung bei der Verwendungstemperatur; keine Reaktion zwischen dem Material, das das Bad bildet, und demjenigen des Films, ebenso wie zwischen dem Bad und der Atmosphäre, die sich mit ihm in Kontakt befindet; die Homogenität des Materials, das das Bad bildet und die Sauberkeit seiner Oberfläche;

gegebenenfalls eine gute elektrische Leitfähigkeit der Oberfläche des Bades, um seine elektrische Spannung bezüglich derjenigen des Dampfes zu stabilisieren; eine Dichte des Bades im allgemeinen größer als die mittlere Dichte des Films, um ein Oberfließen der Flüssigkeit des Bades zu verhindern, das zu einem Eintauchen des Films nach seiner ersten Herstellungsstufe auf der Oberfläche des Bades führt. Um diesem Oberfließen entgegenzuwirken, wenn die Dichte des abgelagerten Materials größer als die Dichte der Flüssigkeit des Bades ist, kann man folgende Lösungen in Betracht ziehen:

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Ablagerung eines haftenden Wulstes auf dem Film nahe den beiden Rändern. Unter diesen Bedingungen schwimmt der
Film auf der Oberfläche des Bades, von dem Auftrieb
gleichmäßig unterstützt, und das Verfahren kann wie im
Falle einer Dichte des Films durchgeführt werden, die
geringer als diejenige des Bades ist?

Umschlagen des Randes des Films nach oben, wenn das ihn
bildende Material es ermöglicht. Dies führt zu einem dem vorherigen entsprechenden Ergebnis;

Anbringung eines derartigen Mittels an dem Rand des Films, daß die Oberflächenspannung der Flüssigkeit des Bades sie daran hindert, auf den Film vorzurücken und ihn einzutauchen.

Es kann von Vorteil sein, ein Bad mit Umgebungstemperatur zu verwenden. Man kann dadurch die Niederschläge auf den umgebenden Wänden verringern, deren Nachteile bekannt sind. Außerdem wird sichergestellt, daß der Film nach der Herstellung keine innere Spannung hat, die seine gute Planheit beeinträchtigen kann.

Selbst wenn das Bad eine mehr oder weniger hohe Temperatur hat, ermöglicht es sein flüssiger Zustand, die Temperatur leicht derart zu homogenisieren, daß sie auf jeder geraden Querlinie des Films konstant bleibt, so daß keine Verformung und innere Spannung erzeugt werden, die durch die Kontraktion beim Abkühlen verursacht werden.

Um die Gefahren von Auf- oder Abtrieben thermischen Ursprungs zu vermindern, muß vermieden werden, daß das Bad während des Betriebs an der Oberfläche kälter als in der Tiefe ist. Lokale Änderungen der Temperatur an der Oberfläche beeinträchtigen tatsächlich die regelmäßige Bildung des Films und seine Planheit. Ein derartiges Ergebnis kann durch Verwendung eines Bades erreicht werden,

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das aus verschiedenen übereinanderliegenden Schichten besteht.

Es ist zu beachten, daß das Verfahren gemäß der Erfindung nicht die vorherige Erzeugung eines homogenen Glases erfordert, das dann in der Umgebung verdampft wird» Es genügt tatsächlich, zugleich die verschiedenen Bestandteile des Glases zu verdampfen, sogar in Form von Gemischen, jedoch unter der Bedingung, daß die Verdampfungsgeschwindigkeiten,die konstant gehalten werden, dem Dampf die gewünschte mittlere Zusammensetzung verleihen. Unter axesen Bedingungen ermöglicht es das Verfahren gemä.G tier Erfindung, den üblichen Glasschmelzofen vollständig wegzulassen.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht die Herstellung von Produkten insbesondere aus Glas mit völlig ungewöhnlicher Zusammensetzung. Tatsächlich ist die Zusammensetzung der derzeit in der Industrie hergestellten Gläser stark von Überlegungen im Hinblick auf eine leichte Herstellung beeinflußt, wie insbesondere den Schmelztemperaturen und der Versteinung, der. Arbeitsstrecke« der Abgabe von schädlichen Dämpfen, der Korrosion der Ofenrefraktoren. Dies führt zu einer Wahl der Zusammensetzung des Glases, die nicht immer befriedigend ist, insbesondere vom Standpunkt der chemischen und mechanischen Widerstandsfähigkeit.

Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird die Wahl des zu verdampfenden Materials durch völlig andere Überlegungen bestimmt, wie insbesondere die leichte Verdampfung oder das Vorhandensein eines Flüssigkeitsbades, mit dem dieses Material kompatibel ist.

Schließlich ist der Gestehungspreis der Rohstoffe im allgemeinen bei Gläsern im Hinblick auf die einzusetzenden Förderleistungsmengen bei den Gläsern ein wichtiges Element. Die Verwendung von folienförmigem Glas kann diesen Gesichtspunkt im Hinblick auf sein geringes Gewicht pro

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Quadratmeter ändern.

Wenn man verlangt» daß der Film aus verschiedenen Schichten besteht, ist es möglich, ihn mit großer Genauigkeit dadurch zu erhalten, daß man über dem Bad Zellen getrennt voneinander anordnet, von denen jede einen Dampf unterschiedlicher Zusammensetzung enthält, wobei die Trennwand zwischen zwei Zellen senkrecht zu der Vorschubrichtung des Films verläuft.

Wenn man eine schnelle Änderung der Zusammensetzung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schichten erreichen will, hält die Trennwand eine unverfälschte Trennung zwischen den beiden entsprechenden Zellen aufrecht. Wenn man dagegen eine fortschreitende Änderung der Zusammensetzung will, läßt die Trennwand zwischen den beiden Zellen eine Übergangszone, in der sich die beiden Dämpfe mischen.

Die Änderung des verdampften Materials ist sehr leicht und kann schnell durchgeführt werden, unter der Bedingung, daß die Änderung nicht eine Änderung des Flüssigkeitsbades mit sich bringt.

Es ist mittels bekannter Vorrichtungen möglich, die Behälter zuwechselrijdiedißzuverdampfenden Produkte enthalten, ohne das Vakuum zu beseitigen. Es ist auch von Vorteil, stets zwei Behälter nebeneinander zu haben. Man hält dadurch einen absolut kontinuierlichen Ablauf der Produktion aufrecht, wenn die beiden Behälter eine gleiche Charge enthalten, indem man den entleerten Behälter ersetzt, während der andere in Betrieb ist. Wenn man dagegen die Herstellung ändern will, wird einer der beiden Behälter mit dem neuen, zu verdampfenden Prodiakt beladen, und der Übergang kann sehr schnell erfolgen.

Wenn die Herstellung auf einem Bad mit hoher Temperatur erfolgt und wenn die Verteilung der Schichten nicht

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symmetrisch bezüglich der mittleren Schicht ist, erfordert die Herstellung des Films Vorsichtsmaßnahmen, da eine ungleichmäßige Kontraktion der Schichten beim Abkühlen eine Verformung der Folie verursachen würde. Wenn der Film kalt hergestellt wird, ist eine derartige Vorsichtsmaßnahme selbstverständlich nicht notwendig.

Man kann eine Kompression der beiden Seiten des Films durch Anwendung einer bekannten Technik erreichen, indem man aus Lagen bestehende Schichten aufbringt, die derart gewählt sind, daß sich die Schichten der beiden Oberflächen weniger kontrahieren als die zentrale Schicht oder die zentralen Schichten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert. Es zeigt:

Figur 1 einen Längsschnitt der Vorrichtung und

Figur 2 und 3 in einem Vertikalschnitt die Einrichtungen, die vorgesehen sind, um ein überfließen der Flüssigkeit des Bades zu verhindern .

Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem
Gehäuse 10, das das gewünschte Vakuum aufrecht erhalten kann. Die Erfordernisse der Konstruktion dieses Behälters sind in dem vorliegenden Fall besonders einfach:

Das Gehäuse hat eine einzige öffnung 12 für den Austritt des Films 14. Diese öffnung hat die Form eines
geraden Schlitzes, da die ÖÜnne des Films ihm jede
Flexibilität verleiht, die notwendig ist, um sich daran anzupassen.

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Im allgemeinen kann man den Austrittsschlitz 12 mit weichen Bändern mit niedrigem Kontaktdruck, z.B. aus Gummi, ausstatten, um den Lufteintritt zu verringern. Unter diesen Bedingungen ist es nicht notwendig, zahlreiche Blenden einzubauen, um die Dichtheit aufrecht zu erhalten und die Lufteintritte werden auf einem sehr niedrigen Niveau gehalten.

Das Gehäuse weist bekannte Einrichtungen (nicht gezeigt) auf, um das Vakuum bzw. eine gesteuerte Atmosphäre herzustellen. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Einrichtung drei Zellen 18, 20, 22 auf, die durch Trennwände isoliert sind und von denen jede einen Dampf verschiedener Zusammensetzung enthält. Die zu verdampfenden Produkte sind in Behältern 24 enthalten, die paarweise angeordnet sind, um, wie oben erläutert wurde, einen geleerten zu ersetzen, während der andere in Betrieb ist.

Der durch eine kontinuierliche horizontale Zugbewegung herausgezogene Film wird auf einer Spule 16 gelagert.

Um zu verhindern, daß die Flüssigkeit des Bades 26, die z.B. Quecksilber sein kann, nicht überfließt und auf die Oberfläche des Films 14 strömt, kann man einen Wulst 28 aufbringen, der auf den Rändern (Fig. 2) haftet, die Ränder nach oben umbiegen (Fig. 3) oder auch auf den Rändern des Films eine Substanz aufbringen, die eine Oberflächenspannung erzeugt, die der der Flüssigkeit des Bades 26 angemessen ist.

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Claims

Patentansprüche

1.j Verfahren zur Herstellung insbesondere aus Glas bestehender ebener Folien mit geringer, gleichmäßiger Dicke und vollkommener Planheit in Form von Bändern großer Länge, dadurch gekennzeichnet, daß das den Film bildende Material im Vakuum verdampft wird, daß der Dampf auf der Oberfläche eines Flüssigkeitsbades in Form eines Films kondensiert und der Film von der Flüssigkeit getrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein einziges Material verdampft wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen ungelösten Komponenten, gegebenenfalls in Form von Gemischen, des Materials, das den Film bildet, in einem Verhältnis und in Mengen verdampft werden, daß ihre gleichzeitige Kondensation auf der Oberfläche des Flüssigkeitsbades den Film bildet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Materialien, die den Film bilden, getrennt verdampft und aufeinanderfolgend kondensiert werden, und zwar die erste auf der Flüssigkeit und die folgenden aufeinander, um einen aus Schichten bestehenden Film zu bilden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß kontinuierlich gearbeitet wird, wobei die Verwendung des Flüssigkeitsbades, auf dem der Film schwimmt, es ermöglicht, ohne Beschädigung des sehr brüchigen Films und ohne Beeinträchtigung

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seiner Planheit, ihn durch Zug zu bewegen, um ihn schwimmend in Zonen des Flüssigkeitsbades zu transportieren, wo er unter Aufrechterhaltung seiner völligen Planheit verdickt und verstärkt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung jeder Kontraktion, die die Planheit des Films am Ausgang des Herstellungsbehälters beeinträchtigen könnte, ein Flüssigkeitsbad mit Umgebungstemperatur verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Material des Films, das dichter als die Flüssigkeit des Bades ist, die Ränder des Films nach oben umgeschlagen werden, um zu verhindern, daß die Flüssigkeit des Bades über die Ränder übertritt und auf die Oberfläche des Films während seiner Verstärkung fließt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Material des Films, das dichter als die Flüssigkeit ist, ein an den Rändern des Films haftender Wulst aufgebracht wird, um zu verhindern, daß die Flüssigkeit des Bades über die Ränder übertritt und auf die Oberfläche des Films während dessen Verstärkung strömt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Material des Films, das dichter als die Flüssigkeit des Bades ist, auf die Ränder des Films eine Substanz aufgebracht wird, die der Flüssigkeit eine angemessene Oberflächenspannung verleiht, um zu verhindern, daß die Flüssigkeit über die Ränder übertritt und auf die Oberfläche des Films während seiner Verstärkung fließt.

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10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit, die das Bad bildet, das den Film während seiner Herstellung trägt, derart gewählt wird, daß das Material des Films in dieser nicht gelöst wird und mit dieser nicht reagiert.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit des Bades, das den Film trägt, Quecksilber ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die Größe des Restdruckes der Atmosphäre steuert.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine Gasquelle für die Erzeugung des niederzuschlagenden Dampfes.

14. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von Filmen aus anderen Materialien als Glas, wie z.B. Metall und metallischen Oxiden im glasähnlichen Zustand.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch ein langgestrecktes Gehäuse (10), in dem das Vakuum aufrecht erhalten wird, das an einer einzigen Seite mit einer Austrittsöffnung (12) des Films (14) versehen ist und in dem das Flüssigkeitsbad (26) angeordnet ist, Trennwände in dem Gehäuse, um Zellen (18,20,22) zu bilden, von denen jede einen Dampf unterschiedlicher Zusammensetzung enthält, wobei jede Trennwand senkrecht zu der Vorschubrichtung des Films verläuft, und durch Behälter (24) in den Zellen, die die zu verdampfenden Produkte enthalten.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung mit weichen Bändern mit niedrigem Kontaktdruck, insbesondere aus Gummi, versehen ist, um die Eintrittsluft zu verringern.

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