DE3045603C2

DE3045603C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen eines dünnen Glasfilmes

Info

Publication number: DE3045603C2
Application number: DE3045603A
Authority: DE
Inventors: Lawrence Vernon Toledo Ohio Pfaender
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1979-12-03
Filing date: 1980-12-03
Publication date: 1983-01-20
Also published as: IT8050241A0; DE3045603A1; GB2066803A; US4268296A; JPS5684325A; AU518412B2; GB2066803B; CA1155302A; IT1128640B; FR2471352A1; AU6458980A

Description

60

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ziehen eines dünnen Glasfilmes aus einer schlitzähnlichen Öffnung mit Wänden aus elektrisch leitendem Material, die eine Breite aufweist, die 1,016 mm nicht übersteigt, bei dem die Wände der schli.tzähniichen Öffnung durch Hindurchleiten von elektrischem Strom erhitzt werden. Die Erfindung ist ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens gerichtet.

Ein Verfahren der vorstehend beschriebenen Art ist aus der CH-PS 1 17 955 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird mit einer Lippenplatte gearbeitet, die erhitzt wird. Dies geschient über die Zuführung eines elektrischen Stromes, der über Leitungen zu elektrisch leitenden Stangen geführt wird, die mit der Lippenplatte in Verbindung stehen. Bei diesem bekannten Verfahren wird die Lippenplatte gleichmäßig erhitzt; eine differentielle Beheizung wird nicht vorgeschlagen.

Es ist ferner bekannt, die Ränder einer gezogenen Glasbahn beträchtlich unter der Temperatur der Mittelabschnitte der Bahn zu halten, um Oberflächenspannungen in den Randbereichen der Bahn zu vermeiden. Um ein derartiges differentielles Kühlen der gezogenen Bahn zu ermöglichen, ist bislang eine Reihe von Verfahren und Vorrichtungen vorgeschlagen worden. Alle diese bekannten Verfahren und Vorrichtungen haben sich jedoch als unwirksam erwiesen, wenn man sie beim Ziehen eines Glasfilmes einsetzte, dessen Dicke nicht über 0,0762 mm lag. Beispielsweise wird vorgeschlagen, die Ränder der gezogenen Glasbahn zu kühlen, indem kalte Luft auf diese Ränder geblasen wird. Ein solches Blasen von gekühlter Luft auf einen GläsFriffi der vorgenannten Dicke führt jedoch zu einer vollständigen Zerstörung des Filmes. Ein weiterer Vorschlag bezieht sich auf die Anordnung von Elektroden innerhalb des geschmolzenen Glaskörpers in einer Position unmittelbar zu den Pankten benachbart, an denen die Ränder der Glasbahn aus dem geschmolzenen Glas gezogen werden. Durch das Einsetzen von derartigen Elektroden wird jedoch kein wirksamer differen'.ieller Heizeffekt erzielt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der angegebenen Art zu schaffen, das für Glasfilme einer Dicke unter 0.0762 mm geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß der elektrische Strom derart durch die Wände der schlitzähnlichen öffnung geleitet wird, daß zwischen den mittleren Abschnitten und den seitlichen Endabschnitten der Öffnung, wändv. "ine Temperaturdifferenz erzeugt wird, wobei die Temperatur der mittleren Abschnitte über der der seitlichen Endabschnitte liegt, und daß ein Glasfilm mit einer endgültigen Dicke von nicht mehr als 0.07'j2 mm durch die Öffnung gezogen v/ird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden somit die seitlichen Endabschnitte der Öffnungswande auf einer niedrigeren Temperatur als die mittleren Abschnitte gehalten. Da das Volumen des durch die Öffnung tretenden geschmolzenen Glases sehr gering ist. wird dieser Temperaturunterschied in den Öffnungswandungen unmittelbar in einen Temperaturunter schied im gezogenen Glasfilm umgewandelt. Vorzugsweise wird zwischen den mittleren Abschnitten und den seitlichen Abschnitten des gezogenen Glasfilmes eine Temperaturdifferenz im Bereich von 22^ C erzeugt.

Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, durch die mittleren Abschnitte und durch jeden der seitlichen Endabschnitte der öffnungswande separate elektrische Ströme zu leiten und diese Ströme derart zu regulieren, daß die gewünschte Temperaturdifferenz erzeugt wird.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung ist mit einem Teil aus einem gegenüber heißem Glas resistenten Material, das eine längliche, schlitzähnliche öffnung mit einer Breite im Bereich von 2,54 mm bis 10,16 mm zum Ziehen des Glasfilmes aufweist, mit Einrichtungen zur Montage des Teiles unter einem

SchrP^pI?bad aus Cr, einer Stromquelle und einem damit verbundenen elektrischen Anschluß zum Beheizen der Öffnungswände versehen und dadurch gekennzeichnet, daB mehrere elektrische Anschlüsse vorgesehen sind, die an Abstand voneinander aufweisende Bereiche der Öffnungswände angeschlossen sind.

Um die Zuführung von separaten, unterschiedlich großen Strömen zu den Anschlüssen zu ermöglichen, stehen diese mit einer entsprechend ausgebildeten elektrischen Schaltung in Verbindung. Die Schaltung ist mit Einrichtungen zur Regulierung der elektrischen Ströme versehen.

Das Teil aus einem gegenüber heißen Glas resistenten Material besteht bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung aus feuerfestem Material und weist auf den die öffnung begrenzenden Flächen einen glasresistenten Metallüberzug auf.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbebpiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Glasfilmziehvorrichtung; und

Fig. 2 eine schematische elektrische Schaltung, die eine Art und Weise verdeutlicht, in der dirterentielle Heizströme an die Glasziehöffnung der Fig.: angelegt werden können.

In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 10 ein länglicher Block bezeichnet, der eine schlitzähnliche Öffnung aufweist und der in einem Schmelzbad aus Glas montiert werden kann, so daß ein dünner Glasfilm in einem Dickenbereich von 0,0127 mm bis 0,0762 mm durch das offene Bodenschlitzende 10a der Öffnung über eine rotierende Ziehrolle 20. die in Vertikalrichtung unter der schlitzähnlichen öffnung 10a angeordnet ist. gezogen werden kann. Die Ziehrolle 20 besitzt eine herkömmliche Konstruktion und weist eine perforierte zylindrische Außenfläche 21 auf. an der der Glasfilm über einen Winkel von etwa 90" der Oberfläche durch die Aufbringung eines Vakuums anhaftet. Dieses Vakuum wird über einen stationären Saugkasten 22 aufgebracht, der in herkömmlicher Weise innerhalb der perforierten Ziehrolle 20 montiert ist. Nachdem der gezogene Glasfilm die Ziehrolle 20 verlassen hat, wird er zu einer geeigneten Wickeltrommel (nicht gezeigt) geführt, mit der er zu Rollen aufgewickelt wird, die zur Weiterverarbeitung dienen.

In der einfachsten Form kann der die Öffnung aufweisende Block 10 vollständig aus einem glasresistenten, elektrisch leitenden Metall, wie beispielsweise Platin oder einer Molybdänlegierung, hergestelh sein. Eine minimale Dicke von 0.762 mm ist erforderlich. Eine Vielzahl von elektrischen Polklemmen TX. T2. Ti. T4. T5 und T6 ist vorgesehen, um den mittleren Abschnitt und die seitlichen Randabschnitte des die Öffnung aufweisenden Blockes 10 separat an eine elektrische Energiequelle mi' niedriger Spannung und hoher Stromstärke anzuschließen. Die an die jeweiligen Polklemmen angelegten Spannungen bewirken, daß in den mittleren Abschnitten des die Öffnung aufweisenden Blocks 10 ein wesentlich größerer Stromfluß und somit Heizeffekt erzeugt wird, wie beispielsweise zwischen den Elektroden 7"2 und Γ4 sowie T3 und T5, als in den seitlichen Endabschnitten des Blockes 10a, beispielsweise durch die Elektroden Tl und T6<

In Fig.2 ist eine elektrische Schaltung dargestellt,65 mit der sich in bequemer Weise die unterschiedlichen Heizströme an die verschiedenen Abschnitte des die Öffnung aufweisenden Blocks 20 anlegen lassen. Eine herkömmliche elektrische Energiequelle, beispielsweise eine Stromquelle von 440 Volt und 60 Hz, versorgt einen Transformator 15, der eine Sekundärwicklung \5n aufweist, die eine mittlere Abgriffsstelle 15Z> besitzt, die zwei reduzierte Spannungen mit jeweils 115 Volt sowie eine Spannung von 230 Volt über die gesamte Sekundärwicklung 15a zur Verfügung stellt.

Desweiteren sind drei Nebentransformatoren 16a, 16b und 16c vorgesehen. Die Primärwicklung des Transformators 16ό ist an die Enden der Sekundärwicklung iSa angeschlossen, und der Ausgang des Transformators 16Zj besitzt eine Seite, die an die Elektroden T2 und TR 3 angeschlossen ist, und eine andere Seite, die an die Elektroden T4 und T5 angeschlossen ist. Der Sekundärtransformator 16a wird von einer Hälfte der Sekundärwicklung 15a über einen variablen Autotransformator 17a versorgt. Der Ausgang des Sekundärtransformators 16a besitzt eine Seite, die an die Elektroden T2 und 7*3 angeschlossen ist, und eine andere Seite, die an die Elektrode Ti des Öffnungsblokkes angeschlossen ist. In ähnlicher Weise ist der dritte Sekundärtransformator 16c an die <ndere Hälfte der Sekundärwicklung iSa über einen vanar :en Autotran;>formator 17c angeschlossen, und die Ausgangswicklung des Sekundärtransformators 16c besitzt eine Seite, die an die Elektroden 7"4 und TS angeschlossen ist, und eine a'-dere Seite, die an die Endelektroden 76 des Öffnungsblockes angeschlossen ist.

Es ist daher offensichtlich, daß die durch die Endabschnitte des Öffnungsblockes 10 fließenden Strommengen durch die durch die Endelektroden TX und Γ6 fließenden Strommengen verkörpert werden. Diese Strommenge kann in bequemer Weise variiert werden, indem die Einstellung der Autotransformatoren 17a und 17c verändert wird. Eine derartige Einstellung wird durchgeführt, um zu einer Öffnungsblocktemperaturdifferenz gegenüber den mittleren Abschnitten zu gelangen, die primär durch Strom beheiz! werden, der von dem Sekundärtransformator 166 geliefert wird, so daß sich zwischen den seitlichen Ränder -, des gezogenen Glasfilmes, der sich durch den Öffnungsblock 10 erstreckt, und den mittleren Abschnitt eines dei artigen Glasfilmes eine Temperaturdifferenz von etwa 22.2^C C ergibt.

Mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens sowie der entsprechenden Vorrichtung wird der Glasfilm im wesentlichen mit einer Geschwindigkeit gezogen, bei der das Volumen des hergestellten Glusfilmes dem aus der Öffnung 10a austretenden Glasvolumen entspricht. Der Vorgang läuft auf dieser Basis kontinuierlich ab, und die relativ breite Bahn im Bereich von 30.5 —61,0 cm. was normalerweise bis zu 90% der Länge der Öffnung 10a entspricht, bleibt auf dieser Breite aufgrund der genau gesteuerten Temperatur der seitlichen Ränder des Clisfilmes. Für ein Natron-Kalk-Glas beträgt die bevorzugte Randviskosität etwa log 4,2. wenn die Viskosität des mi'deren Abschnittes des Glasfilmes etwa bei log 4 liegt. Dies entspricht einer Temperatur different von etv/a 22.2⁰C. Mit dieser Temperaturdifferenz können d^:e Filmränder den Oberflächenspannungskräften widerstehen, so daß ein breiter dünner Glasfilm hergestellt werden kann, Der Randteil des Filmes ist dabei im wesentlichen mit den restlichen Filmteilen identisch und wird nur am äußersten Rand etwas dünner. Somit müssen die Ränder vor dem Gebrauch nicht zugerichtet werden.

Bei einem typischen Pail wird die gewünschte Öffnungstemperaturdifferenz durch Verwendung eines

Wechselstromes von etwa 2550 A erreicht, der mit einer Spannung von 2 V angelegt wird. Dadurch wird etwa eine Gesamtenergie von 5 KVA an den Öffnungsblock 10 angelegt. Durch die Anordnung der beiden variablen Autotransformaloren 17a und 17c kann nicht nur die gewünschte Temperaturdifferenz zwischen den seitlichen Rändern des gezogenen Glasfilmes aufrechterhalten werden, sondern dadurch kann auch der eine oder andere Rand des Glasfilmes stärker erhitzt werden als das gegenüberliegende Ende, um damit einseitige Heizoder Kühlbedingungen, die auftreten können, auszugleichen. Wenn einmal die unterschiedlichen Öffnungstemperaturen und somit die Unterschiedlichen Glasfilmtemperaturen erreicht worden sind, bleiben sie unbegrenzt lange in dem gewünschten Zustand, so daß somit ein wirksames und zuverlässiges Verfahren zur GlasfÜmherstellung gewonnen wird.

Obwohl die Vorrichtung schematisch so dargestellt worden ist, daß sie einen einstückigeii Öffnungsblock äufweisU kann aueh ?in Bk)Gk ans mehreren Stücken eines feuerfesten Materials Verwendung finden kann, bei dem nur die Glaskontaktflächen der Öffnung von einer dünnen Bahn oder einem dünnen Überzug aus Platin oder einem ähnlichen glasresistenten, elektrisch leitenden Material gebildet werden. Beispielsweise kann ι eine in der US-PS 34 73 911 beschriebene einstellbare Öffnungskonstruktion vorteilhafterweise eingesetzt werden. Die die öffnung begrenzenden Flächen der in dieser Veröffentlichung beschriebenen einstellbaren Öffnungskonstruktion können entweder mit einem

in Überzug oder einer anstoßenden dünnen Platte aus Platin oder einem ähnlichen glasresistenten. elektrisch leitenden Metall versehen sein. Der metallische Überzug sollte eine Minimaldicke im Bereich von 0,508 mm aufweisen, um ausreichend Metall zur Leitung

des Heizstromes zur Verfügung zu stellen. Getrennte elektrische Anschlüsse können vorgesehen sein, um einen gesteuerten elektrischen Stromfluß durch die Mittelabschnitte und die beiden seitlichen Endabschnitte des Metalls vorzusehen, das die Ziehöffnung

2u begrenzt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ziehen eines dünnen Glasfilmes aus einer schlitzähnlichen öffnung mil Wänden aus elektrisch leitendem Material, die eine Breite aufweist, die 1,016 mm nicht übersteigt, bei dem die Wände der schlitzähnlichen öffnung durch Hindurchleiten von elektrischem Strom erhitzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Strom derart durch die Wände der schlitzähnlichen Öffnung geleitet wird, daß zwischen den mittleren Abschnitten und den seitlichen Endabschnitten der Öffnungswände eine Temperaturdifferenz erzeugt wird, wobei die Temperatur der mittleren Abschnitte über der der seitlichen Endabschnitte liegt, und daß ein Glasfilm mit einer endgültigen Dicke von nicht mehr als 0,0762 mm durch die Öffnung gezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die mittleren Abschnitte und durch jeden der seitlichen Endabschnitte der Öffnungswande separate elektrische Ströme geleitet und daß diese Ströme derart reguliert werden, daß die gewünschte Temperaturdifferenz erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Ströme derart reguliert werden, daß zwischen den mittleren Abschnitten und den seitlichen Endabschnitten des gezogenen Glasfilmes eine Temperaturdifferenz im Bereich von 22° C erzeugt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem Teil aus einem gege.. Jber heißem Glas resistenten Material, das eine längliche, sch'itzähnl'-he öffnung mit einer Breite im Bereich von 234 mm bis 10,16 mm zum Ziehen des Glaslilmes auiweif Einrichtungen zur Montage des Teiles unter einem Schmelzbad aus Glas, einer Stromquelle und einem damit verbundenen elektrischen Anschluß zum Beheizen der Öffnungswande. dadurch gekennzeichnet, daß mehrere elektrische Anschlüsse (Ti — 7"6) vorgesehen sind, die an Abstand voneinander aufweisende Bereiche der öffnungswande angeschlossen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekenr. ■ zeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse (Ti — Tb) mit einer elektrischen Schaltung zur Zuführung von separaten, unterschiedlich großen Strömen zu den Anschlüssen in Verbindung stehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung mit Einrichtungen zur Regulierung der elektrischen Ströme versehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 —6, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (10) aus feuerfestem Material besteht und auf den die Öffnung begrenzenden Flächen einen glasresistenten Metallüberzug aufweist.