DE3417597A1

DE3417597A1 - Verfahren zur herstellung von beschichtetem flachglas

Info

Publication number: DE3417597A1
Application number: DE19843417597
Authority: DE
Inventors: Albert van Charleroi Cauter; Robert Van Loverval Laethem; Robert Thiméon Terneu
Original assignee: Glaverbel Belgium SA
Current assignee: AGC Glass Europe SA
Priority date: 1983-05-13
Filing date: 1984-05-11
Publication date: 1984-11-15
Anticipated expiration: 2004-05-12
Also published as: AT391130B; FR2545814B1; ES532795A0; ATA153284A; IT1178940B; IT8467449A1; BE899591A; DE3417597C2; US4536204A; GB8313283D0; GB2143518B; SE8402530D0; SE461038B; IT8467449A0; SE8402530L; LU85351A1; FR2545814A1; NL8401502A; JPH0623078B2; GB2143518A

Description

Beschreibung
π Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung

von beschichtetem Flachglas, wobei ein Überzug aus Metall oder Metallverbindung auf einer Seite eines frischgebildeten Bandes von heißem Glas abgeschieden wird, während es von einer Flachglasziehmaschine zu _: einer Kühlreinrichtung vorwärtsläuft, indem diese Seite an einer Beschichtungsstation mit einem fluiden Medium in Berührung gebracht wird, das eine Substanz oder mehrere Substanzen enthält, aus welcher dieser Überzug auf dieser Bandseite gebildet wird.

Das Beschichten von Glas wird in ausgedehntem Umfang durchgeführt, um dem Produkt Absorptions- und_/oder Reflexionseigenschaften für Strahlung zu verleihen, wenn es für Verglasungszwecke verwendet werden soll. Die Steuerung der Beschichtungsstufe ist sehr wichtig, um einen Überzug zu erzielen, der diese gewünschten Eigenschaften hat und der gleichzeitig von hoher und gleichmäßiger optischer Qualität ist.!

Es ist bekannt, daß die Dicke und Qualität des auf dem Glasband gebildeten Überzuges durch die Temperaturbedingungen an der Beschichtungsstation oder den Beschichtungsstationen beeinflußt wird. Ein besonders wichtiger beeinflussender Faktor ist die Temperatur des Glases an der Stelle längs des Bandweges, wo es mit dem fluiden Beschichtungsmaterial in Kontakt gebracht wird, und es gibt viele bekannte Vorschläge, um eine thermische Konditionierung des Glases als Vorbereitung zur Abscheidung eines solchen Mediums zu erzielen.

So schlägt z.B. die GB-OS 2 016 444A vor, das zu beschichtende Band mit einer Flamme zu fächern, um das Glas auf eine geeignete Temperatur für den Beschichtunasvorgang zu bringen. Da sich die Seitenränder, des Glasbandes das die Formeinrichtung (z.B. eine Floatwanne) verläßt, rascher abzukühlen neigen als der mittlere Teil, umfaßt der bekannte Stand der Technik auch Verfahren, wobei das Glas thermisch konditioniert wird, indem das Band stärker oder nur an seinen Rändern erhitzt wird, um den Temperaturgradienten über das Band vor dem Beschichten zu vermindern (siehe z.B. GB-OS 20 78 710A und EU-OS 0 025 738A1).

In vielen industriellen Anlagen, in welchen beschichtetes Flachglas erzeugt wird, wird nur ein Teil des gebildeten Flachglas beschichtet. Die Produktion muß somit periodisch von beschichtetem auf nicht beschichtetes Glas und umgekehrt umgestellt werden. Die Umstellunq von einer Art von Produkt zur anderen hat sich als recht zeitraubend erwiesen. Dies ist so, weil das Umstellen die Neueinstellung der Kühleinrichtung zur Folge hat, wenn das Kühlen in zufriedenstellender Weise ablaufen soll. Das Erfordernis für die Einstellung der Kühleinrichtung ergibt sich wegen des Kühleffektes, der mit der Bildung eines Überzuges auf dem Glasband verbunden ist. Es wurde sogar gefunden, daß die Einstellung der Kühleinrichtung manchmal erforderlich ist, wenn man von einer Art oder Dicke von Überzug zu einer anderen Art oder Dicke umstellt, dessen Bildung einen unterschiedlichen Effekt auf die Temperatur des Glases hat.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Erleichterung der Produktionsumstellung, wie sie oben erläutert ist.j

Es wurde gefunden, daß durch geeignetes selektives Heizen einer verhältnismäßig dünnen Oberflächenschicht des Glasbandes der zu beschichtenden Seite der Kühleffekt der Beschichtungsoperation wenigstens teilweise kompensiert werden kann, ßie Bildung eines Überzuges von .ausreichender Gleichmäßigkeit über die Breite des Bandes hängt jedoch von der Verminderung der Temperaturgradienten über das Band ab, die in natürlicher Weise auftreten, wenn es gegen die Beschichtungsstation wandert, und wenn die Oberflächenschicht nicht gleichmäßig erhitzt wird, um diese Verminderung zu bewirken, bleibt dieses Problem der mühsamen Einstellung des Kühltunnels die mit der vorher erwähnten Produktionsumstellung verbunden ist.

Gemäß der Erfindung besteht ein Verfahren zur Erzeugung von beschichtetem Flachglas, wobei ein überzug eines Metalls oder einer Metallverbindung auf einer Seite eines frischgebildeten Bandes von heißem Glas während seiner Vorwärtsbewegung von einer Flachglasbildungseinrichtung zu einer Kühleinrichtung abgeschieden wird, darin, daß man diese Seite an einer Überzugsstation mit einem fluiden Medium in Berührung bringt, das eine oder mehrere Substanzen enthält, aus welcher dieser überzug auf dieser Bandseite gebildet ist, wobei vorher, d.h. vorbereitend für die Beschichtungsstufe, das Glasband durch aufeinanderfolgende thermische Konditionierzonen läuft, welche eine Zone umfassen, in welcher Temperaturgradienten quer über das Band vermindert werden und eine folgende Zone, in welcher Wärme ganz oder praktisch ganz eine Oberflächenschicht des Glases auf der zu beschichtenden Seite zugeführt wird, indem man diese Seite einem oder mehreren Strahlheizern aussetzt, die eine Schwarzkörpertemperatur unterhalb 1100-⁹C haben, um wenigstens teilweise den Abkühleffekt der Beschichtungsstufe zu kompensieren.

Die Erfindung liefert eine Kombination von Vorteilen.

Die von einem Strahler mit einer Schwarzkörpertemperatur unter 1100⁰C emittierte Strahlungsheizung wird stark vom Glas absorbiert und folglich wird praktisch die Gesamtheit der einfallenden Strahlungsenergie von einer dünnen Oberflächenschicht des Bandes absorbiert. Die Wirkung dieser oberflächlichen Erhitzung in Kombination mit dem Kühleffekt des Beschichtungsmaterials, das bei der Beschichtungsstation aufgebracht wird, besteht darin,' daß das Temperaturprofil durch die Dicke des Bandes beim Erreichen der Kühleinrichtung näher an dem liegt, das es beim Fehlen der Oberflächenheizung und der Beschichtungsstufe hätte. Wenn es demgemäß erwünscht ist, die Zusammensetzung oder Dicke der Beschichtung zu verändern oder wenn man die Beschichtung des Glasbandes beenden will, falls dies durch Beendigung der Zufuhr des Beschichtungsmaterials und Abschalten der Oberflächenheizer erfolgt, benötigt die Kühleinrichtung keine oder nur minimale Anpassung. Da die transversalen Temperaturgradienten, die über das die Formeinrichtuncr verlassende Band existieren, in einer getrennten thermischen Konditionierzone vermindert werden, welche derjenigen vorangeht, in welcher die Oberflächenheizung erfolgt, verbleibt diese thermische Konditionierbehandlung in dieser vorhergehenden Zone praktisch unverändert, wenn eine solche Produktionsumstellung durchgeführt wird.

Die vorliegende Erfindung kann so durchgeführt werden, daß praktisch alle Unterschiede zwischen den mittleren Temperaturen der zwei Seiten des Bandes nach der Beschichtung und vor der Kühlung beseitigt werden. Es sei darauf hingewiesen, daß merkliche Unterschiede zwischen den mittleren Temperaturen der oberen und der unteren Seite des Bandes zu Beginn der Kühlung zu einem Ver-

-δι ziehen, insbesondere konvexem oder konkavem Verziehen des Bandes beim Abkühlen führen kann. Da die Wärmeenergie, die zum Kompensieren des Kühleffektes der Beschichtungsoperation zugeführt wird, praktisch ganz in einer Oberflächenschicht des Glasbandes absorbiert wird, können die Glasbandoberflächen, falls erforderlich, auf eine höhere Temperatur ohne Risiko des Durchsenkens des Bandes erhitzt werden, als dies möglich wäre, wenn es in gleichem Ausmaß durch seine gesamte Dicke erhitzt würde. ^;

Da Glas kein guter Wärmeleiter ist, erfolgt kein wesentlicher Wärmeübergang von der erhitzten Oberflächenschicht zu unteren Schichten des Glases in der Zeit, die zwischen der Oberflächenheizuna und dem Aufbringen des '

Beschichtungsmaterials zur Verfügung steht. Es ist offenbar erwünscht, den oder die für die oberflächliche Heizung benutzten Strahlheizer so nahe wie möglich an die Beschichtungsstation zu plazieren.

Selbstverständlich muß die Oberflächenheizung nicht gleichmäßig über die Breite des Bandes sein. Die zugeführte Heizenergie kann in ungleichmäßiger Form verteilt werden, wenn dies erforderlich ist, um jeden

ungleichmäßigen Kühleffekt der Beschichtuncrsstufe zu 25

kompensieren, wie dies noch erläutert wird.

Selbstverständlich kann auch die dem .Band durch die Oberflächenheizung zugeführte Wärme tatsächlich größer sein als die Wärmemenge, die bei der Beschichtungsstufe

verloren geht, vorausgesetzt daß das Temperaturprofil durch

die Dicke des Bandes beim Erreichen der Kühleinrichtung näher dem eines unbeschichteten Bandes ist als dem eines in entsprechender Weise beschichteten Bandes beim Fehlen dieser Oberflächenheizuna.
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Es ist ersichtlich, daß die erste thermische Konditionierzone, in welcher Temperaturgradienten über das Band vermindert werden, auf die unterschiedliche bzw. differenzielle Heizung des Bandes über seine Breite oder auf einer gut isolierten Kammer von ausreichender Länge beruhen kann,so daß solche Gradienten durch thermische Leitung innerhalb des Bandes vermindert werden.

Vorzugsweise wird die Temperatur der beschichteten Oberfläche des Bandes nach der Beschichtung gemessen und der oder die Strahlungsheizer so gesteuert, daß die beschichtete Seite vorbestimmten Temperaturbedingungen entspricht. Zum Beispiel kann die Temperatur der beschichteten Seite des Bandes mit einer vorher gemessenen Temperatur der entsprechenden Seite eines unbeschichteten Bandes verglichen werden, das längs des gleichen Weaes läuft und die Strahlungsheizeinrichtuna kann gesteuert werden, um die Differenz zwischen solchen Temperaturen auf ein Minimum zu bringen.

Vorteilhafterweise werden die Temperaturen entgegengesetzter Punkte auf beiden Oberflächen des Bandes nach dem Beschichten gemessen und dieser oder diese Strahlungsheizer wird oder werden in Abhängigkeit von jedem Unterschied zwischen diesen Temperaturen gesteuert. Auf diese Weise kann die Temperaturdifferenz, falls vorhanden, zwischen den Seiten des beschichteten Bandes auf gleiche Höhe zu einer vorher gemessenen Temperaturdifferenz, falls vorhanden, zwischen den Seiten eines unbeschichteten Bandes gebracht werden. Es wurde gefunden, vorausgesetzt daß die Bandtemperatur hoch genug ist, daß das Entspannen erfolgt, die Temperaturverteilung innerhalb de-s· Bandes ebenso wichtig für die Bestimmung der Entspannungs- bzw. Kühlbedingungen ist, die die tatsächliche Temperatur.

Es wurde schon Bezug genommen auf den transversalen Temperaturgradienten über die Bandbreite. Insbesondere die Ränder des Bandes sind im allgemeinen bei tieferer Temperatur als seine Mitte wegen der Abkühlung von den Seitenwänden des Durchgangs zwischen der Form- und Kühleinrichtung. Um einen gleichmäßigen überzug über die volle Breite des Bandes zu erzielen, ist es wünschenswert, daß die Temperatur der zu beschichtenden Seite praktisch gleichmäßig über die Bandbreite sein sollte, so daß die während der Beschichtung ablaufenden Reaktionen mit gleichmäßiger Geschwindigkeit erfolgen können. Es wird demgemäß bevorzugt, daß die zu beschichtende Bandseite differentiell über ihre Breite erhitzt wird, vorzugsweise derart, daß die Temperatur über ihre

Breite um nicht mehr als 15⁰C schwankt. Eine solche differentielle Erhitzung kann am besten bewirkt werden, indem man Heizeinrichtungen zusätzlich zu den Strahlheizern vorsieht, obwohl die letzteren gewünschtenfalls so angeordnet werden können, daß eine differentielle

Erhitzung möglich ist.

Die zu beschichtende Bandseite wird vorzugsweise auf eine mittlere Temperatur im Bereich von 570⁰C bis 630⁰C

erhitzt.
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Eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung wird nun beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische Zeichnung beschrieben, welche eine zur Durchführung der Erfindung geeignete Vorrichtung zeigt.

In der Zeichnung wird ein Band von heißem Glas (1) durch Rollen (2) von einer Bandbildungsmaschine (3), z.B. einer FloatglaswanHe , _zu einem horizontalen Kühlkanal (4) über eine Beschichtungsstation (5) geführt, wo eine Beschichtung (6) auf die obere Fläche des Glas-

bandes (1) aufgebracht wird. Das Ende der Bandbildungsmaschine (3) ist durch Scheidewände (7) definiert, welche durch einen horizontalen Schlitz (8) für den Austritt des Bandes getrennt sind, während der Beginn des Kühlkanals durch Trennwände (9) abgeschlossen ist, die wieder durch einen Schlitz (10) für den Durchtritt des Bandes getrennt sind. Der Raum zwischen dem Ende der Bandbildungsmaschine (3) und dem Beginn des Kühlkanals (4) ist durch Boden- und Deckenwände (11), (12) und durch Seitenwände (nicht gezeigt) abgeschlossen, welche ein Tunnel umgrenzen. Von der Deckenwand (12) hängt eine Vorhangwand (13), welche den Beginn der Beschichtungsstation (5) begrenzt. An der Beschichtungsstation (5) ist die Deckenwand (12) mit einem Schlitz versehen, der von einem Gleis (15) begrenzt ist, welches einen Schlitten oder Wagen (16) abstützt, der einen Sprühkopf (17) so trägt, daß der Sprühkopf quer über den Weg des Bandes hin und her bewegt werden kann, um Beschichtungsvorläufermaterial auf das Glas zu sprühen. Die Reaktionsprodukte werden am stromabwärtigen Ende der Beschichtungsstation (5) mittels einer Absaugleitung (18) abgesaugt.

Eine thermische Konditionierzone (19), welche Heizmittel (20) enthält, ist stromabwärts von der Trennwand (7) angeordnet, um das Band (1) differentiell quer zu seinerBreite aufzuheizen, so daß transversale (in Querrichtung verlaufende) Temperaturgradienten im Band vermindert werden. Eine Strahlheizeinrichtung (22) ist über dem Band unmittelbar stromaufwärts zu der Vorhangwand (13) am Beginn der Beschichtungsstation (5) vorgesehen und diese Heizeinrichtung wird während der Erzeugung des „laeschichteten Glases bei einer Schwarzkörpertemperatur von unter 1100⁰C gehalten. Ein Reflektor (23) ist über dem Strahlheizer (22) vorgesehen, so

daß die Strahlung davon praktisch auf einen Abschnitt der Länge des Bandweges begrenzt ist. Die maximal zulässige Länge des bestrahlten Abschnittes des Bandweges hängt von der Bandgeschwindigkeit ab. Zum Beispiel in einer Flachglasanlage, wo das Glasband mit 12 m pro Minute abgezogen wird, darf dieser Abschnitt, damit das Glas für weniger als 10 Sekunden erhitzt wird, nicht 2 m Länge übersteigen. Gewünschtenfalls kann das Heizen auf einen gegebenen Abschnitt der Länge des Bandweges begrenzt werden, indem eine zweite, wahlweise Vorhangwand (21),wie die Vorhangwand (13), stromaufwärts vom Strahlheizer (22) angeordnet ist. Die Steuerung der Heizung kann bewirkt werden, indem der Strahlheizer (22) erhöht oder gesenkt wird, oder indem der Zustrom von Brennstoff oder Strom geeignet gesteuert wird. Gewünschtenfalls kann ein oder können mehrere Heizer, die sich über den Bandweg erstrecken, vorgesehen sein und eine zusätzliche Steuerung kann bewirkt werden, indem ausgewählte Heizer angeschaltet oder abgeschaltet werden (oder stärker oder schwächer geschaltet werden).

Überdies kann der Strahlheizer (22) oder jede weitere Heinzeinrichtung eine Mehrzahl von Einzelheizern enthalten, von denen jeder über einen Abschnitt der Breite des Bandweges geht, so daß die obere Oberfläche des Bandes differentiell über seine Breite erhitzt werden kann.

Die Steuerung der Heizung wird stark erleichtert, wenn die Temperatur des Glasbandes stromabwärts von der Beschichtungsstation (5) bei dem Eingang zum Kühltunnel (4) gemessen wird. Dazu wird wenigstens ein Paar Pyroneter (-34) in diesem Bereich angeordnet, wobei die Pyrometer senkrecht übereinander angeordnet sind, eins über und eines unter dem Band, so daß die Tempera-

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tür entgegengesetzte Bereiche auf den zwei Bandoberflächen gemessen wird. Wenn der Heizer über die Breite des Bandweges zur differentiellen Erhitzung unterschiedlicher Abschnitte der Bandbreite geteilt ist_f sollte zweckmäßig ein Paar von Pyrometern für jeden solchen Breitenabschnitt vorgesehen sein.

Bei einer speziellen praktischen Ausfuhrungsform erzeugt die Anlage unbeschichtetes Glas einer besonderen Dicke und somit einer besonderen Bandgeschwindigkeit, und die Kühl- bzw. Entspannungsbedingungen in Kanal (4) sind in üblicher Weise festgelegt. Die Temperaturen der oberen und unteren Oberfläche von zumindest einem Abschnitt der Breite des Bandes werden gemessen, wenn das Band in den Kühlkanal einläuft. Um beschichtetes Glas zu erzeugen, wird die Beschichtungsanlage eingeschaltet und die Heizer (20), (22) werden angeschaltet. Der Strahlheizer (22) wird dann in Abhängigkeit von der dauernd gemessenen Bandoberflächentemperatur so gesteuert, daß der Temperaturgradient durch die Dicke des beschichteten Bandes so wenig wie möglich von der des unbeschichteten Bandes verschieden ist.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von beschichtetem Flachalas, wobei ein Überzug aus einem Metall oder einer Metallverbindunq auf einer Seite eines frischgebildeten Bandes von heißem Glas während dessen Vorwärtsbewegung von einer Flachalasbildunaseinrichtung zu einer Kühleinrichtung abaeschieden wird, indem diese Seite an einer Beschichtungsstation mit einem fluiden Medium in Berührung gebracht wird, das eine oder mehrere Substanzen enthält, von welchen dieser Überzua auf dieser Bandseite qebildet wird, dadurch gekennzeichnet ,,„daß vor dieser Beschichtungsstufe das Glasband durch aufeinanderfolaende thermische Konditionierzonen läuft, welche eine Zone umfassen, in welcher Temperaturgradienten über das Band.vermindert

D-8000 München 2
Isartorplatz 6

POB 26 02 47 D-8000 München 26

Kabel: Telefon Telecopier Infotec 6400 B Telex

Muebopat 089/221483-7 GII+ III (089)229643 5-24

werden und eine folgende Zone, in welcher Wärme ganz oder praktisch ganz einer Oberflächenschicht des Glases auf der zu beschichtenden Seite zugeführt wird, indem diese Seite einem oder mehreren Strahlheizern mit einer Schwarzkörpertemperatur unter 1100⁰C ausgesetzt wird und wenigstens teilweise der Kühleffekt der Beschichtungsstufe kompensiert wird. ^:
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich

net, daß die Temperatur der beschichteten Oberfläche des Bandes nach der Beschichtung überwacht und der Strahlheizer oder die Strahlheizer gesteuert wird bzw. werden, so daß die beschichtete Seite mit vorbestimmten Temperaturbedingungen übereinstimmt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet , daß die Temperaturen entgegengesetzter Punkte auf beiden Oberflächen des Bandes nach dem Beschichten überwacht werden und der Strahlheizer oder die Strahlheizer in Abhängigkeit von jedem Unterschied zwischen diesen Temperaturen gesteuert wird bzw. werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die zu beschichtende Bandseite über ihre Breite differenziell erwärmt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die zu beschichtende Bandseite so geheizt wird, daß die Temperatur über ihre Breite sich um nicht mehr als 15⁰C unterscheidet.

β · Φ
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die zu beschichtende Bandseite auf eine mittlere Temperatur im Bereich von 570⁰C bis 630⁰C erhitzt wird.