DE3228536A1

DE3228536A1 - Verfahren zur herstellung von duennem schichtglas mit hoher qualitaet nach dem schwimmprozess

Info

Publication number: DE3228536A1
Application number: DE19823228536
Authority: DE
Inventors: Takayoshi Kandachi; Keizi Sueda; Minoru Matsusaka Suzuki
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 1981-07-31
Filing date: 1982-07-30
Publication date: 1983-02-10
Also published as: CA1189704A; DE3228536C2; US4439222A; GB2102790A; GB2102790B; FR2510542B1; FR2510542A1

Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Ausbildung von Glasschichten durch den Schwimmprozeß , bei dem geschmolzenes Glas auf die Oberfläche einer Metallschmelze eines Bades zugeführt wird und zu einer kontinuierlichen Schicht oder einem kontinuierlichen Band geformt wird, wobei das Glas schwimmt und auf der Metallschmelze vorgeschoben wird; das Verfahren ist besonders für die Herstellung von Glasschichten mit einer Stärke von weniger als etwa 1 mm geeignet.

Bei dem gutbekannten. Schwimmverfahren verteilt sich geschmolzenes Glas .auf der Oberfläche einer Metallschmelze, beispielsweise einer Zinnschmelze, um eine Glasschicht auszubilden, die sich allmählich beim Schwimmen auf der Metallschmelze abkühlt, bis sich eine dimensionsstabile, flache Schicht oder ein solches Band aus Glas bildet. Im Gleichgewichtszustand nimmt die auf der Metallschmelze schwimmende geschmolzene Glasschicht eine Gleichgewichtsstärke von ca. 6 bis 7 mm an.

Um mit dem Schwimmverfahren Glasschichten mit geringerer Stärke herzustellen, als sie im Gleichgewichtszustand erreichbar ist, wird üblicherweise ein noch nicht verfestigter Bereich des Glasbandes auf der Metallschmelze längs der Laufrichtung des Glasbandes dadurch gestreckt, daß eine Zugkraft auf den abgekühlten und verfestigten Bereich des Glasbandes von außerhalb des Auslaßendes des Metallschmelzebades her aufgebracht wird. In diesem Fall entsteht auf natürliche Weise eine in Seitenrichtung zusammenziehende Kraft auf das Glasband und es ist dementsprechend üblich, dieser zusammenziehenden Kraft mittels auf der Oberseite oder auf die Kante einwirkenden Walzen entgegenzuwirken, die längs und oberhalb der Metallschmelzenoberfläche so angeordnet sind, daß sie auf die seitlichen Randbereiche des Glasbandes einwirken.

Deshalb müssen die Randbereiche des Glasbandes in diesem Zustand stark genug sein, um ein gutes Erfassen durch die erwähnten Walzen sicherzustellen, es ist jedoch schwierig, diese Bedingung zu erfüllen, falls die Stärke des Glasbandes in seinem ebenen Hauptbereich unbegrenzt verringert wird. Aus diesem Grund erweist es sich als sehr schwierig, auf industrielle Weise ein Schichtglas mit einer Stärke von weniger als ca. 2 mm mit diesem Verfahren zu erzeugen.

Im Hinblick auf diese beschriebene Schwierigkeit ist in der JP-OS 54 (1979)-31012 vorgeschlagen, den Fluß des geschmolzenen Glases auf der Metallschmelze dadurch zu steuern, daß eine Art Schütz mit kurzem Abstand vom Einlaßende der MetalIbadschmelze ausgebildet und das geschmolzene Glas während seines Vorschubes durch den Schützspalt erhitzt wird. Genauer gesagt, wird der Schütz als ein länglicher massiver Block aus wärmebeständigem und elektrisch leitfähigem Material ausgebildet, der mit geringem Abstand über der Metallschmelzenoberfläche so befestigt ist, daß er sich quer zum Vorschubstrom des geschmolzenen Glases erstreckt, so daß das geschmolzene Glas auf der Metallschmelze in einem Bereich zwischen dem Einlaßende des Metallschmelzebades und dem länglichen massiven Block aufstaut und durch den Spalt zwischen der Unterfläche des massiven Blockes und der Oberfläche der Metallschmelze in Abflußrichtung hindurchzwängt. Das Aufheizen des geschmolzenen Glases wird dadurch bewirkt, daß ein elektrischer Strom durch das geschmolzene Glas zwischen dem Schützenblock und der Metallschmelze zum Fließen gebracht wird und Joule¹sehe Wärme erzeugt. Durch dieses Verfahren ist es möglich, Glasschichten mit sehr geringer Stärke zu erzeugen.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei einer Herstellung von Schichtglas mit einer Stärke von weniger als ca. 1 mm nach dem Verfahren der angeführten j.apanischen Offenlegungsschrift

sich Störungen in Form einer Anzahl von kontinuierlichen Linien in Laufrichtung des Glases auf der Metallschmelze und/oder eine Anzahl von kleinen Bläschen in der Glasmasse zeigen. Damit wird es sehr schwierig, Schichtglas mit zufriedenstellender Handelsqualität durch dieses Verfahren zu erzielen, wenn die Stärke der Glasschicht kleiner als ca. 1 mm betragen soll. Daneben ergibt die elektrische Aufheizung des geschmolzenen Glases an dem Schütz oder in seiner Nähe eine Vielzahl von Problemen für den Glasformungsvorgang, so daß sich die Ausbeute verringert.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Ausbildung von Glasschichten durch den Schwimmvorgang zu schaffen, welches, die Herstellung von ebenem Schichtglas mit relativ geringer Stärke und gleichmäßig guter Qualität auch dann erlaubt, wenn die zu erzielende Stärke kleiner als ca. 1 mm wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren gehört zu der Gattung, bei der eine relativ dünne Glasschicht in einer Glasformungskammer ausgebildet wird, welche ein Metallschmelzenbad~ enthält, das aus einem Bodenaufbau, zwei einander entgegengesetzt liegenden Seitenwänden, einem Glasschmelze-Einlaßaufbau an einem Ende, einem Glasschicht-Auslaßaufbau am anderen Ende und einem Dachaufbau zur Bestimmung eines Innenraumes oberhalb des Metallschmelzenbades gebildet wird, und es wird grundsätzlich geschmolzenes Glas auf die Oberfläche der Glasschmelze in dem Bad zugeführt; das geschmolzene Glas wird auf der Oberfläche der Metallschmelze zur Ausbildung einer Schicht aus geschmolzenem Glas zum Verteilen gebracht, die Schicht aus geschmolzenem Glas wird in einer Richtung im wesentlichen parallel zu den Seitenwänden gestreckt, um die Stärke der Schicht aus geschmolzenem Glas zu verringern und diese Schicht zu dem Auslaßaufbau hin vorzuschieben und die Schicht aus ge-

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schmolzenem Glas mit verringerter Stärke wird abgekühlt. Bei diesem Verfahren ist eine einen Schütz bildende Wand in dem Innenraum mit Abstand in Abströmungsrichtung von dem Glasschmelze-Einlaßaufbau so vorgesehen, daß die Wand sich in der Breite des Metallschmelzenbades erstreckt und in Vertikalrichtung einen schmalen Spalt zwischen dem unteren Ende der Schützwand und der Oberfläche der Metallschmelze in dem Bad läßt, so daß ein Stau der Glasschmelze auf der Metallschmelze in einem Bereich zwischen dem Einlaßaufbau und der Schützwand erzeugt wird, und die erwähnte Glasschmelzenschicht wird dadurch gebildet, daß die Glasschmelze zum Ausfließen aus dem Stau durch den vertikalen schmalen Spalt gebracht wird. Dabei wird die erfindungsgemäße Verbesserung dadurch erzielt, daß ein praktisch isotroper Graphit mit nicht mehr als 23 % Porositätsanteil zur Bildung der Schützwand zumindestens im unteren Endbereich verwendet wird, der in Berührung mit der Glasschmelze steht, und daß die Frontseite der Schützwand, die dem Glasschmelzestau zugewendet ist, mit einer geneigten Oberfläche, an das untere Ende dieser Wand anstoßend ausgebildet wird, so daß die Oberfläche der Glasschmelze in dem Stau an dieser geschrägten Oberfläche ansteht und der Vertikalabstand der schrägliegenden Oberfläche von der Oberfläche der Metallschmelze mit wachsendem Horizontalabstand der schrägliegenden Oberfläche von dem Einlaßaufbau abnimmt.

Die an der Frontseite der Schützwand ausgebildete schrägliegende Oberfläche läßt die Glasschmelze sanft in den Spalt zwischen der Schützwand und der Metallschmelzenoberfläche ohne Stillstand an der Vorderseite dieser Wand eintreten, ohne daß ein zunehmender Widerstand dieser Wand bei dem Fließen des Glases in Stromabwärtsrichtung ausgeübt wird. Die Verwendung von praktisch isotropem Graphit mit angemessener Porosität, einem Material, das von Glasschmelze

nicht leicht benetzt wird, als Material der Schutzwand ergibt eine hohe Wirksamkeit bei der Herstellung von dünnem Schichtglas, das weder Störungen noch Bläschen enthält.

Bevorzugterweise beträgt die Porosität des verwendeten Graphit mindestens 9 %.

Bevorzugterweise besitzt die Schützwand an ihrer Rückseite eine vertikale Fläche sowie eine weitere schrägliegende Fläche zwischen der unteren Kante der an der Vorderseite befindlichen schrägliegenden Fläche und der unteren Kante an der vertikalen Fläche an der Rückseite, so daß der Vertikalabstand dieser schrägliegenden Fläche von der Metallschmelzenoberfläche mit zunehmendem Abstand dieser schrägliegenden Oberfläche vom Einlaßende des Metallschmelzenbades ebenfalls zunimmt. Durch diese Ausbildung der Schützwand wird auch die Abtrennung der fließenden Glasschmelze von der Rückseite der Schützwand sehr glatt und gleichmäßig, so daß der Weiterlauf der durch ' die Schützwand in eine dünne Schicht geformten Glasschmelze auch dann nicht unregelmäßig gestört wird, wenn eine durch die Affinität der Glasschmelze an der Schützwand erzeugte Anziehungskraft nicht gleichmäßig über die Gesamtlänge der Schützwand wirkt, welche sich in Breitenrichtung der gegeschmolzenen Glasschicht erstreckt.

Durch die beschriebene Form und das beschriebene Material der Schützwand ergibt sich zusammen die Auswirkung, daß die Glasschmelze in eine dünne Schicht geformt und weiter gestreckt werden kann, ohne ihre Gleichförmigkeit zu verlieren, und deshalb wird durch dieses Verfahren erzeugtes Schichtglas frei von linearen Störungen und kleinen Bläschen auch dann, wenn Schichtglas mit einer Stärke von weniger als 1 min erzeugt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Formung der Glasschmelze zu einer dünnen Schicht unter Verwendung der Schützwand erzielt, o,jie die Glasschmelze besonders aufzuheizen, da nachgewiesen wurde, daß das Aufheizen der Glasschmelze in diesem Zustand sehr leicht in den Siedezustand für das Glas führen und dadurch die Erzeugung von Bläschen in der Glasschmelze befördern kann, und daß dann, wenn die Erhitzung durch die Glasschmelze durchtretenden elektrischen Strom erfolgt, zusätzliche Bläschenbildung in der Glasschmelze erfolgen kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht einer zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens brauchbaren Glasformungsvorrichtung ,

Fig. 2 eine Teildraufsicht auf die Vorrichtung nach Fig.1,

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Schützbereiches aus Fig. 1 zur Erläuterung grundlegender Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 4 und 5 zwei unterschiedlich ausgebildete Schützblöcke nach dem Stand der Technik in gleicher Abbildungsform wie Fig. 3,

Fig. 6 eine bevorzugte Abwandlung der Ausbildungsform der Schützwand nach Fig. 3 in etwa gleicher Schnittdarstellung, und

Fig. 7 eine weitere bevorzugte Abwandlung der Schützwandform aus Fig. 3 in gleichartiger Schnittdarstellung.

Fig. 1 und 2 zeigen eine Glasformkammer 10, in der durch ein erfindungsgemäßes Verfahren Schichtglas ausgebildet ist. Ein Zuleitungskanal 12 verbindet diese Glasformkammer 10 mit einem Glasschmelz- und -reinigungsofen (nicht dargestellt). In der Kammer 10 bilden eine hitzebeständige Bodenplatte 18, zwei hitzebeständige, sich in Längsrichtung der Kammer erstreckende Seitenwände 20 und eine am Einlaßende angeordnete Abschluß- oder Abdichtplatte ein Metallschmelzenbad 16, das mit Metallschmelze 25 aus Zinn oder Zinnlegierung gefüllt ist. Der Einlaß zum Metallschmelzenbad 16 wird durch eine wärmebeständige Lippenplatte 26 und einen Steuerschlitz 28 aus wärmebeständigem Material in bekannter Weise gebildet. Mit etwas Abstand vom Einlaßende und über dem wärmebeständigen Bodenaufbau 18 überspannt eine wärmeisolierende Wand 30 den Raum zwischen den beiden Seitenwänden 20 so, daß das untere Ende dieser Wand 30 einen gewissen Abstand von der Oberfläche der Metallschmelze 25 einhält. Ein Dachaufbau der Kammer 10 im Bereich zwischen dem Einlaßende und der wärmeisolierenden Wand 30 bildet ein flaches Gewölbe 32, das eine relativ weit oben gelegene Decke ergibt, während ein Dachaufbau 34 im Bereich in Strömungsrichtung hinter der Wand 30 eine relativ niedere Decke ergibt.

Stromauf benachbart zur wärmeisolierenden Wand 30 befindet sich eine wärmeisolierende Hilfswand 31, die ebenfalls zwischen den beiden Seitenwänden 20-aufgespannt ist, jedoch zwischen ihrem unteren Ende und der Oberfläche der Metallschmelze 25 einen beträchtlich großen Spalt läßt, und ein einen Schütz bildender Block 36 in Form einer Vertikalwand (von nun ab als Schützwand bezeichnet) ist an der wärmeisolierenden Hilfswand 31 befestigt. Die Schützwand 36 erstreckt sich quer zum Metallschmelzebad 16, endet jedoch, wie Fig. 2 zeigt, mit etwas Abstand von den jeweiligen Seitenwänden 20. Zwischen dem unteren Ende der

Schützwand 36 und der Oberfläche der Metallschmelze 25 besteht nur ein sehr geringer Vertikalabstand. Wenn Glasschmelze 15 in das Metallschmelzenbad 16 als nach unten gerichteter Strom über die Oberfläche der Lippenplatte mit angemessener Strömungsgeschwindigkeit eingeführt wird, welche durch die Vertikalstellung des Steuerschützen 28 bestimmt wird, bildet sich eineGlasschmelzenstaumenge 40 auf der Metallschmelze 25 zwischen der Abschlußplatte 22 und der Schützwand 36, wenn auch die Glasschmelze allmählich und kontinuierlich aus dieser Menge 40 durch den Spalt zwischen der Schützwand 36 und der Metallschmelze 25 sowie durch die Seitenspalte 52 zwischen der Schützwand 36 und den Seitenwänden 20 ausfließen kann.

Damit unterteilen die wärmeisolierende Wand 30 und die Schützwand 36 den Innenraum der Glasformkammer 10 in einen stromaufliegenden Raum 42 und einen stromabwärts liegenden Raum 44. In dem stromaufliegenden Raum 42 sind Heizerelemente 46 über der Glasschmelzenstaumenge angebracht, um die Gasatmosphäre in diesem Raum 42 aufzuheizen und dadurch eine unerwünschte Absenkung der Temperatur der Glasschmelze durch natürliche Hitzeabstrahlung zu verhindern. Im stromabgelegenen Raum 44 befindet sich ein Kühler 48, der die dort befindliche Gasatmosphäre abkühlt, um eine Oxidierung der Metallschmelze 25 zu vermeiden, wird ein nichtoxidierendes Gas, beispielsweise ein Gemisch aus Stickstoff und Wasserstoff in den stromabgelegenen Raum 44 der Glasformkammer 10 über (nicht dargestellte) Gasleitungen in dem Dachaufbau 34 eingeführt. Das Metallschmelzenbad 16 kann mit im wesentlichen gleichförmiger Tiefe versehen sein, doch wird vorzugsweise die hitzebeständige Bodenplatte 18 so geformt, daß das Metallschmelzebad 16 einen vergleichsweise tiefen Bereich besitzt, der sich vom Einlaßende bis zu der durch die wärmeisolierende Wand 30

bestimmten Stelle erstreckt/ sowie einen vergleichsweise flachen Bereich, von dort zum Auslaßende im Hinblick auf eine Unterdrückung einer Konvektion der Metallschmelze 25 durch die von der Glasschmelze übertragene Warme.

Da die Glasschmelze 15 kontinuierlich zu der Glasschmelzemenge 40 zugeliefert wird, fließt die Glasschmelze in der Menge oder Stau 40 allmählich nach unten ab, und zwar zum Teil durch den engen Spalt zwischen der Schützwand 36 und der Metallschmelze 25 und zum Teil durch die Seitenspalte 52 zwischen der Schützwand 36 und der jeweiligen Seitenwand 2O. Beim Durchtritt durch den engen Spalt zwischen der Schützwand 36 und der Metallschmelze 25 wird aus der Glasschmelze eine dünne Schicht oder ein dünnes Band 60, das auf der Metallschmelze 25 schwimmt. Eine Zugkraft wird auf das Glasband 60 durch (nicht dargestellte) außerhalb des Auslaßendes der Glasformkammer 10 angebrachte Austragwalzen und ebenfalls durch die Wirkung dahinter angebrachter (nicht dargestellter) Förderwalzen übertragen. Aus diesem Grund wird das Glasband 60 gestreckt und schreitet längs der Oberfläche der Metallschmelze 25 zum Auslaßende des Metallschmelzenbades hin fort. Bei dieser. Vorschubbewegung wird das Glasband 60 allmählich abgekühlt und dimensionsstabil, bevor es am Auslaßende ankommt. Wie zu verstehen ist, wird die Endstärke des Glasbandes 60 nicht direkt durch die Vertikalbreite des Spaltes •zwischen der Schützwand 36 und der Oberfläche der Metallschmelze bestimmt, sondern hängt auch noch von anderen Faktoren, wie der Viskosität der Glasschmelze, der Größe der genannten Zugkraft und/oder der Vorschubgeschwindigkeit des Glasbandes 60 ab.

Ea ein Art eil der Glasschmelze aus dem Stau 40 durch die Seitenspalte 52 zwischen der Schützwand 36 und der Seitenwand 20 ausfließt, ohne durch den engen Spalt zwischen der Schützwand 36 und der Metallschmelze 25 hindurahzu-

treten, besitzt das Glasband 60 seitliche Grenzbereiche 61, deren Stärke beträchtlich größer als die des Glasbandes im ebenen Hauptbereich ist. Dementsprechend kann die Glasformkammer 10 wahlweise noch mit an der Oberseite oder an der Kante angreifenden Walzen 64 versehen werden, die an den seitlichen Kantenbereichen 61 des Glasbandes 60 von der Oberseite her angreifen, um eine seitliche Zusammenziehung des Glasbandes 60 zu vermeiden.

Anhand der Fig. 3 wird die erfindungsgemäß eingesetzte Schützwand 36 im einzelnen näher erläutert. Als Grundeigenschaft für die Erfindung ist die Schützwand 36 entweder insgesamt oder nur in einem unteren Endabschnitt, der in Berührung mit der Glasschmelze 4O steht, aus einem isotropen Graphit gefertigt, der nicht mehr als 23 % Porosität besitzt und eine schräggestellte Oberfläche 36b in seinem unteren Endbereich besitzt. Wie sich aus der vorhergehenden Beschreibung und der Darstellung ergibt, steht nur ein unterer Endabschnitt der Schutzwand 36 mit der Glasschmelze in Berührung. Dementsprechend spielt weder das Material noch die Form des restlichen oberen Abschnittes der Wand 36 eine Rolle. An der dem Glasschmelzenstau 40 zugewendeten Frontseite besitzt die dargestellte Schützwand 36 eine vertikale ebene Oberfläche 36a im oberen Abschnitt, jedoch ist dies nur aus Vereinfachungsgründen so gezeigt.

Die schrägliegende Oberfläche 36b der Schützwand 36 ist so ausgebildet, daß die Oberfläche 41 des Glasschmelzenstaus 40 immer an diese schrägliegende Oberfläche 36b angrenzt und der Vertikalabstand zwischen dieser schrägliegenden Oberfläche 36b und der Oberfläche der Metallschmelze 25 mit wachsendem Horizontalabstand der schrägliegenden Oberfläche 36b vom Einlaßende des Metallschmel-

zenbades 16 abnimmt. Mit anderen Worten, die durch den Spalt zwischen der Schützwand 36 und der Metallschmelze 25 hindurchfließende Glasschmelze trifft auf einen zunehmenden Widerstand durch die Schützwand 36, wenn sie sich stromabwärts bewegt. An der Rückseite besitzt der untere Endabschnitt der Schützwand 36 eine vertikale ebene Oberfläche 36c, die bis zum oberen Ende der Schützwand 36 reicht. Die dargestellte Schützwand 36 besitzt eine flache und horizontale Oberfläche 36d als untere Endfläche zwischen der geneigten oder schrägliegenden Oberfläche 36b und der vertikalen Fläche 36c, das ist jedoch nicht unbedingt erforderlich.

Die beschriebene Form des unteren Endabschnittes der Schützwand 36 wurde auf Grundlage der Entdeckung ausgelegt, daß das Auftreten von linearen Störungen an dünnen Glasschichten, die nach dem Verfahren gemäß der JP-OS 54(1979)-31012 hergestellt wurde, zum großen Teil von der Form des als Schütz dienenden Blockes oder der Schützwand herrührt.

Zum Vergleich sind in den Fig. 4 und 5 zwei Formausbildungen von Schützwänden 66 gezeigt, wie sie in der genannten JP-OS empfohlen sind, und zwar in gleicher Schnittdarstellung wie die erfindungsgemäße Schützwand 36 in Fig. 3.

In Fig. 4 ist der untere Endabschnitt der Schützwand 66 mit einer Vertikalfläche 66a an der Frontseite ausgestattet, und einer schrägliegenden (und leicht gekrümmten) Oberfläche 66b, die sich vom unteren Ende der Vertikalfläche 66a bis zu einer an der Rückseite ausgebildeten Vertikalfläche 66c so erstreckt, daß der Vertikalabstand zwischen der geneigt und gekrümmt liegenden Oberfläche 66b und der Oberfläche der Metallschmelze 25 mit zunehmendem

Horizontalabstand dieser geneigten Fläche 66b vom Einlaßende des Metallschmelzenbades vergrößert. In diesem Fall liegt die Oberfläche 41 des Glasschmelzenstaus 40 an der vertikalen Frontfläche 66a der Schützwand 66 an. Aus diesem Grunde kann ein bestimmter Anteil der Glasschmelze in der Nähe der Stauoberfläche 41 nicht gleichmäßig in den Spalt zwischen dem unteren Ende der Wand 66 und der Metallschmelze 25 einfließen und stagniert deshalb längs der Frontfläche 66a der Wand 66, wie es durch Pfeile 71 und 73 angedeutet ist, so daß sich ein Aufstau 70 längs der Berührungslinie zwischen der Glasoberfläche 41 und der Wandoberfläche 66a ausbildet. Infolge dieses Phänomens verbleibt der obere Anteil der Glasschmelze langer im Stau 40 als der untere Anteil der Glasschmelze, so daß die durch den Spalt unterhalb der Schützwand 66 hindurchtretende Glasschmelze ungleichförmige Viskositätsstellen besitzt. Wenn das so entstehende Glasband 6OA zur Bildung einer dünnen Glasschicht gestreckt wird, erscheinen die Ungleichförmigkeiten der Viskosität der Glasschmelze als lineare Störungen in der Glasschicht.

In Fig. 5 ist das untere Ende einer bekannten Schützwand . 66 zu einer gerundeten und sehr wenig schrägliegenden Oberfläche 66d ausgebildet. Der Vertikalabstand zwischen dieser gerundeten Oberfläche 66d und der Oberfläche der Metallschmelze 25 nimmt mit wachsendem Horizontalabstand der gerundeten Oberfläche vom Einlaßende des Metallschmelzenbades zu. An der Rückseite ist diese Schützwand 66 mit einem Fortsatz oder einer Nase 66e versehen, die eine scharfe Kante 75 an der Auslaufstelle der gerundeten Oberfläche 66d besitzt. Wegen der gerundeten und glatt schrägliegenden Fläche der unteren Endfläche 66d wird sich in diesem Fall die Möglichkeit weniger zeigen, daß eine Stagnierung eines oberen Abschnittes der Glasschmelze auftritt, die einen kleinen Aufstau an der Frontseite der

-Λ ·

"Schutzwand 66 bildet. Jedoch treten bei einer unter Benutzung dieser¹ Schutzwand 66 erzeugten dünnen Glasschicht immer noch "lineare Störungen auf. Es sind dafür.wahrscheinlich zwei Gründe maßgebend. Der erste Grund besteht in der ungleichförmigen Streckung des Glasbandes 6OA infolge" der Nase 66e der Schützwand 66. Die Reaktionskraft auf die Zugkraft, die auf die oberen und unteren Flächen des Glasbandes 60A^ ausgeübt wird, verteilt sich nicht gleichmäßig über die Berührungsfläche zwischen der Glasschmelze und der Schutzwand 66, sondern konzentriert sich in einem beträchtlichen Maße an der scharfen Kante 75 der Nase 66e. Das Glasband 6OA wird unmittelbar nach dem Ablösen von der Schützwand 66 an der Kante 75- gestreckt, und eine besonders große Streckung des Glasbandes 6ÖA tritt an der an die Kante 75 der Wand" 66 anstoßenden oberen Fläche auf. Eine derartig lokal verstärkte Streckung führt in einem Oberflächenbereich der erhaltenen Glasschicht zu linearen Verzerrungen oder Störungen. Als zweiter Grund kann die Anziehungskraft genannt werden, die infolge der Affinität der Glasschmelze zur Schützwand 66 besteht, und die in ungünstigen Richtungen auf das Gl^fas-. band 6OA einwirkt. Da der Fortsatz oder die Nase 66e'der Schützwand 66 zwischen der scharfen Kante 75 und der verti-.kalen Oberfläche 66c eine geneigte Fläche besitzt, weist die durch den Pfeil A dargestellte Anziehungskraft eine Komponente auf, die umgekehrt zur Hauptstreckuhgsrichtung (Pfeil F) des Glasbandes 6OA liegt. Dadurch läßt -eine geringfügige Ungleichförmigkeit der Verteilung der Anziehungskraft über die Breite des Glasbandes 6OA die .Streckkraft ungleichförmig werden, und aus diesem Grunde bilden sich lineare Störungen oder Verzerrungen in der .ausgebildeten Glasschicht aus. Darüber hinaus läßt die Wirkung der Anziehungskraft in zur Zugrichtung umgekehrt liegender Richtung einen Anteil der Glasschmelze längs den Oberflächen des Fortsatzes oder der Nase 66e der Schützwand 66 stagnieren, und das führt zusätzlich zu weiteren linearen Störungen oder Verzerrungen .in der ausgebildeten Glasschicht.

Wie Fig. 3 zeigt, erlaubt die schrägliegende Oberfläche 36b der erfindungsgemäß eingesetzten Schutzwand 36 der Glasschmelze 40, sanft und gleichmäßig in den Spalt zwischen dem unteren Ende 36d der Schützwand 36 und der Metallschmelze 25 einzutreten. Dementsprechend fließt auch der obere Anteil der Glasschmelze im Stau 40 sanft, wie Pfeil 77 zeigt, in den Spalt ein und neigt kaum zum Stagnieren längs der Oberfläche der Schützwand 36. Als zusätzlicher Vorteil ergibt die geneigte Oberfläche 36d eine Erhöhung in der Geschwindigkeit der Glasschmelze, wenn sie sich dem stromabwärts gelegenen Ende des Spaltes zwischen der Schützwand 36 und der Metallschmelze 25 nähert, so daß hier ein beträchtlicher Viskositätswiderstand der Glasschmelze entsteht, der als Reaktionskraft zu der auf das Glasband 60 einwirkenden Streckkraft dient, so daß die Konzentration der Reaktionskräfte an der Schnittkante zwischen der Vertikaloberfläche 36c der Wand 36 und der Rückfläche der Glasschmelze aufgelöst wird. Es ist dazu in diesem Fall unnötig, das Glasband in einem Bereich unmittelbar stromabwärts von der Schutzwand 36 in großem Maße zu strecken, da die Stärke des Glases am stromabseitigen Ende des Spaltes zwischen der Wand 36 und der Metallschmelze 25 bereits sehr gering ist.

Die Berührung der Glasschmelze mit der Schützwand 36 endet am unteren Ende der vertikalen Rückfläche 36c der Wand 36. Aus diesem Grund wirkt die Anziehungskraft A, die sich durch die Affinität der Glasschmelze gegenüber der Schützwand 36 ergibt, auf das Glasband 60 nur in einer senkrecht zur Hauptrichtung F der Streckkraft liegenden Richtung ein. Das bedeutet, daß eine ungleichförmige Verteilung der Anziehungskraft A über die Breite des Glasbandes 60 keinen Einfluß auf die Gleichförmigkeit der Streckkraft F besitzt. Daneben besteht keine Möglichkeit einer Stagnierung von Glasschmelze längs der Rückfläche 36c der Schützwand 36 durch Wirkung der Anziehungskraft A. Aus diesen Gründen ist es möglich, eine

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dünne Glasschicht frei von linearen Störungen und Ver- ■' Zerrungen mit Hilfe dieser Schützwand 36 auszubilden.

Bezüglich des Materials der Schützwand 36 wurde ursprünglich angenommen, daß eine relativ große Auswahl ausüben wärmebeständigen Materialien getroffen werden könnte, die nicht leicht mit ^Glas schmelze¹ benetzt werden. Es zeigte sich jedoch * daß die „-Verwendung ^on praktisch isotropem Graphit mit-angemessener Porösität als: ^Schützwandmateriai ^⁰ sich bei der Verhinderung ?des -Aufträten©-"von· linearen Störungen ^oder-sVerjzerruögen ■ und/oder Kleinen Bläschen in der relativ dünnen^durch;-das beschriebene 'V^rfahren Ausgebildeten Glasschicht;;jals-äuße^ wirksam erweistv " -:-.:·-: -.;■ . ..:-..-■■■·

Die obere Begrenzung für diePorosität des Graphits wird bei 2ß-, JL festgesetzt;,:: da sowohl He Reaktivität- der aus" ' "· Graphit; bestehenden Schutzwand 36 an den Oberflächen zur Glasschmeilze; als'; auch die Benetzbarkeit des^: Graphits 'mit ■" Glasschme.lze mit, -Zunehmender Porosität- zühimmt/ so da\ß ^: die Verwendung- von;Sraphit mit" größerer Porosität als 23 .%; eiBf'Auftreten voix kleinen 'Welliingen ^:äh^: der-; Ober- -'■_' flächec^dear,/erzeugten 'Glasschicht;-ergeben kann.- Die Poren; der aus Graphit bestehenden Sehützwand 36 "dienen^;-dazu, '' eine bestimmte Menge an der Stoßfläche zwischen der töärid 36 und-der Glasschmelze entwickelten Gases'^abzufufir'ah-" und dadurch■das Auftreten von Bläschen in der ausgebildeten Glasschicht zu verhindern. Von diesem Gesichtspunkt aus η wird eine Porösität des verwendeten Graphites von mindestens 9 % bevorzugt.·. Es besteht eine^: definierte¹ Beziehung zwischen der Porqsität isotropen .Graphits üßd'seiner Raumdichte. Die Raumdichte -beaÄtzt .den Wert 2i 10,^wenn die Porosität 9 %-beträgt,;;un^; den.Wert 1,77> wenn<die Porosität 23 % beträgt.

Außerdem wird bevorzugt die Teilchengröße (Korngröße) der Kohlenstoff partikel in dem benutzten Graphit auf^; nicht melir

als 0,1 mm festgesetzt, da Kohlenstoffpartikel mit größeren Ausmaßen es erschweren, die Formwand 36 mit Wandoberflächen von ausreichend hoher Glätte auszubilden, so daß auch dadurch die Möglichkeit von kleinen Wellungen an der Oberfläche des unter Benutzung der Schützwand 36 ausgebildeten Schichtglases besteht.

Falls hochanisotroper Graphit als Material für die Schutzwand 36 eingesetzt wird, wird diese Wand 36 wahrscheinlich durch die fortgesetzte Einwirkung der Glasschmelze auf die Oberflächen ungleichmäßig verschleißen währenddes industriellen Einsatzes, auch wenn die Schützwand anfänglich hochpräzise bearbeitet wurde, und der ungleichmäßige Verschleiß der Schützwand 36 ergibt dann Schwierigkeiten, dünnes Schichtglas mit zufriedenstellend hoher Qualität zu erzielen. Bei der vorliegenden Erfindung wird deswegen praktisch isotroper Graphit verwendet, der in praktischer Hinsicht keine Anisotropie seiner physikalischen Eigenschaften, einschließlich Verschleißwiderstand, zeigt. Außer der genannten günstigen Auswirkung für die Qualität des erzeugten Schichtglases ermöglicht die Verwendung eines isotropen Graphits als Material für die Schutzwand einen kontinuierlichen langen Einsatz der Schützwand 36 bei der industriellen Herstellung dünnen Schichtglases.

Fig. 6 zeigt eine bevorzugte Abwandlung der Form des unteren Endabschnittes der Schützwand 36 nach Fig. 3. In Fig. 3 läuft das untere Ende der Schützwand 36 in die ebene horizontale Oberfläche 36d aus, während die abgewandelte Schützwand 36A nach Fig. 6 eine geneigte Oberfläche 36e besitzt, die zwischen der unteren Kante der geneigten Oberfläche 36b an der Frontseite und der unteren Kante der Vertikalfläche 36c an der Rückseite

sitzt, so daß die Schnittkante 37 der beiden geneigten Oberflächen 36b und 3 6e das untere Ende der Schutzwand 36A darstellt. In Flg. 6 ist die geneigte Oberfläche 36e leicht konvex ausgeführt, sie kann aber auch als ebene, geneigte Fläche ausgebildet sein.

Im Vergleich zur horizontalen unteren Endfläche 3 6d der Schützwand 36 nach Fig. 3 ist die geneigte Oberfläche 36e in Fig. 6 wirksamer zur Glättung einer nach oben gerichteten Bewegung der Metallschmelze 25, die durch das Gewicht der Glasschmelze im Stau 40 an dem Ort der Schützwand 36A nach unten gedrückt wird. Außerde m löst sich die Glasschmelze an dieser geneigten Oberfläche 36e und nicht an der vertikalen Rückfläche 36c von dieser Schützwand 36A, so daß die Möglichkeit einer Konzentration der oben erklärten Reaktionskraft infolge des Viskositätswiderstandes der Glasschmelze weiter verringert wird. Dementsprechend wird noch mehr sichergestellt, daß das durch dieses Verfahren erzeugte Schichtglas frei von kleinen Fehlern, wie linearen Störungen oder kleinen Bläschen, ist, auch wenn die Glasschicht dünner als 1 mm ist. Fig. 7 zeigt eine weitere Abwandlung der Schutzwand 36A der Fig.6. An der Frontseite der abgewandelten Schützwand 36B nach Fig. 7 befindet sich eine geneigte und konvex gerundete Oberfläche 36f statt der geneigten und ebenen Oberfläche 36b in Fig. 3 und 6. Diese geneigte und gerundete Fläche 36f geht glatt in die · untere geneigte Oberfläche 36e, die anhand von Fig. 6 beschrieben wurde, so über, daß das untere Ende 37 dieser Schützwand 36B keine scharfe Kante aufweist. Die Rundung der geneigten Frontfläche 36f bewirkt eine weitere Glättung des Einströmens der Glasschmelze aus dem Stau 40 in den schmalen Spalt zwischen der Schützwand 36B und der Metallschmelze 25, so daß sich eine günstige Auswirkung auf die Qualität der erzeugten Glasschicht ergibt.

Zi

Leerseite

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung einer relativ dünnen Glasschicht in einer Glasformkammer, die ein aus einem Bodenaufbau, zwei entgegengesetzt liegenden Seitenwänden, aus einem Glaseinlaßaufbau an einem Ende, einem Glasschicht-Auslaßaufbau am anderen Ende und einem einoi Innenraum bestimmenden Dachaufbau gebildeten Metallschmelzebad enthält, wobei Glasschmelze auf die Oberfläche der Metallschmelze in dem Bad zugeführt wird, die Glasschmelze zum Ausbreiten auf der Oberfläche der Metallschmelze zur Bildung einer Glasschmelzenschicht gebracht wird, die Glasschmelzenschicht in einer im wesentlichen zu den Seitenwänden parallelen Richtung gestreckt wird, um die Stärke der Glasschmelzenschicht zu verringern, die Glasschmelzenschicht zum Auslaßaufbau hin vorzuschieben und die Glasschmelzenschicht abzukühlen, und weiter eine Schützwand in dem Innen-

raum mit Abstand in Strömungsrichtung von dem Einlaßaufbau so vorgesehen wird, daß sie sich in Querrichtung des Metallschmelzebades erstreckt und einen engen Vertikalspalt zwischen einem unteren Ende der Schutzwand und der Oberfläche der Metallschmelze in dem Bad läßt, um so eine Glasschmelz anenge auf der Metallschmelze in einem Bereich zwischen dem Einlaßaufbau und der Schutzwand zu erzeugen, um die Glasschmelzenschicht dadurch zu bilden, daß ein Ausfließen der Glasschmelze aus dem Stau durch den engen Vertikalspalt zugelassen wird, dadurch gekennzeichnet , daß als Material der Schutzwand zumindestens für ihren unteren mit der Glasschmelze (40, 60) in Verbindung stehenden Endbereich ein praktisch isotroper Graphit mit nicht mehr als 23 % Porosität verwendet wird, daß die der "GJLasBchfhelzemenge (40) zugewendete Frontseite (36a) mit einer an das untere Ende (36d) der Schutzwand anstoßenden geneigten Fläche (36b) gebildet wird, so daß die Oberfläche der Glasschmelze (41) in der Menge (40) die geneigte Oberfläche (36b) schneidet und der Vertikalabstand der geneigten Oberfläche (36b) von der Oberfläche der Metallschmelze (25) mit zunehmendem Horizontalabstand der geneigten Oberfläche von dem Einlaßaufbau (12) abnimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet, daß Graphit mit einer Porosität von mindestens 9 % verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Partikelgröße der Kohlenstoffpartikel in dem Graphit nicht mehr als 0,1 mm beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die durchschnittliche Massendichte/.des Graphites im Bereich von 1,77 bis 2,10 liegt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennz eichnet , daß die Rückfläche der Schützwand

(36) mit einer vertikalen Oberfläche (36c) versehen ist, so daß die untere Kante der Vertikalfläche an der Rückseite sich hinter der unteren Kante der geneigten Oberfläche (36b) befindet.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß an der Schützwand (36A) eine weitere geneigte Oberfläche (36e) ausgebildet ist, die zwischen der unteren Kante der geneigten Oberfläche (36b) an der Frontseite und der unteren Kante der vertikalen Oberfläche (36c) an der Rückseite liegt, so daß der Vertikalabstand der weiteren geneigten Oberfläche (36e) von der Oberfläche der Metallschmelze (25) mit zunehmendem Horizontalabstand der weiteren geneigten Fläche (36e) vom Einlaßaufbau (12) zunimmt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennz eichnet, daß die weitere geneigte Oberfläche konvex gerundet ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß die geneigte Oberfläche (36b) an der Frontseite im wesentlichen eine ebene Oberfläche ist.
9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß die geneigte Oberfläche an der Frontseite eine konvex gerundete Oberfläche ist (Fig.7).

TO. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schützwand (36) mit einer im wesentlichen ebenen und horizontal liegenden Oberfläche zwischen der unteren Kante der ersten geneigten Oberfläche (36b) und der unteren Kante der vertikalen Rückfläche (36c) versehen ist, so daß diese die untere Endfläche (36d) der Schützwand bildet.