EP2326600A1 - Procede et dispositif de realisation d'une structure sur l'une des faces d'un ruban de verre. - Google Patents

Procede et dispositif de realisation d'une structure sur l'une des faces d'un ruban de verre.

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Publication number
EP2326600A1
EP2326600A1 EP09786486A EP09786486A EP2326600A1 EP 2326600 A1 EP2326600 A1 EP 2326600A1 EP 09786486 A EP09786486 A EP 09786486A EP 09786486 A EP09786486 A EP 09786486A EP 2326600 A1 EP2326600 A1 EP 2326600A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ribbon
printing device
printing
temperature
glass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09786486A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Wolf Stefan Kuhn
Bertrand Strock
François Pahmer
Eric Bleuset
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fives Stein SA
Original Assignee
Fives Stein SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fives Stein SA filed Critical Fives Stein SA
Publication of EP2326600A1 publication Critical patent/EP2326600A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B18/00—Shaping glass in contact with the surface of a liquid
    • C03B18/02—Forming sheets
    • C03B18/14—Changing the surface of the glass ribbon, e.g. roughening
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00—Re-forming shaped glass
    • C03B23/02—Re-forming glass sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B25/00—Annealing glass products
    • C03B25/04—Annealing glass products in a continuous way
    • C03B25/06—Annealing glass products in a continuous way with horizontal displacement of the glass products
    • C03B25/08—Annealing glass products in a continuous way with horizontal displacement of the glass products of glass sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B29/00—Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins
    • C03B29/04—Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins in a continuous way
    • C03B29/06—Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins in a continuous way with horizontal displacement of the products
    • C03B29/08—Glass sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B32/00—Thermal after-treatment of glass products not provided for in groups C03B19/00, C03B25/00 - C03B31/00 or C03B37/00, e.g. crystallisation, eliminating gas inclusions or other impurities; Hot-pressing vitrified, non-porous, shaped glass products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/001—General methods for coating; Devices therefor
    • C03C17/002—General methods for coating; Devices therefor for flat glass, e.g. float glass

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a structure using an engraving roller on one of the faces of a glass ribbon, manufactured continuously.
  • structure designates a set of recesses and reliefs engraved on the considered face of the glass ribbon.
  • the invention relates more particularly, but not exclusively, to such a process for manufacturing flat glass for modules equipped with photovoltaic cells.
  • photovoltaic cells make it possible to transform the light energy, in particular the solar light, into electrical energy.
  • the cells are in a thin layer or in the form of platelets and are fragile. They must be protected not only mechanically, but also against moisture and corrosion.
  • photovoltaic cells in the form of platelets are generally fixed by gluing against the underside of a glass protective plate, those in the form of a thin layer being deposited directly on the underside of the glass. The active surface of the cells is applied against this planar face so as to receive light through the glass plate.
  • sheets or tapes of float glass obtained by forming on a tin bath, are used in particular.
  • the float glass process creates very flat faces with few defects.
  • the smooth face of a float glass plate remote from the photovoltaic cells, causes parasitic reflections and active light loss.
  • Patent FR 2832814 gives examples of this type of structure.
  • US Pat. No. 4,746,347 proposes, in a float glass process, to etch the top face of a glass ribbon by placing an engraving roller above the ribbon in the chamber containing the tin bath. Such an arrangement is relatively complicated and makes it difficult to work on the engraving roll, in particular to clean and / or change it.
  • the patent application EP 1 057 791A2 proposes various solutions for producing unevenness on the underside of a float glass ribbon.
  • the unevenness can be achieved either with a ribbon dewatering roll at the exit of the flotation bath, or by one of the rollers of an annealing furnace which is following the flotation bath.
  • the conditions of realization of the structure or the etching according to this last provision are not entirely satisfactory, because the state of the glass ribbon may not correspond to the optimum state for good etching and / or may require a pressure of 20 ° C. application of the engraver roll too high.
  • the use of one of the ribbon lifting rollers has other disadvantages, for example the rapid fouling of the engraving roller by the tin residues present on the ribbon or by the condensation of tin vapors. on this one.
  • the solution proposed by the patent EP 1 057 791A2 does not fully address the problem posed because it does not allow to achieve certain structures, including structures with pronounced curvatures that require too high pressures.
  • the pressure applicable on the ribbon by the printing roll and the printing duration, the temperature T2 and the thickness to be heated are determined, in particular by calculation or, for more complex cases by means of simulations. digital or laboratory experiments.
  • the thickness to be heated to a temperature close to T2 The speed of the ribbon,.
  • the float glass lines allow a wide range of glass thicknesses, for example from 0.5 to 25 mm.
  • the profiles printed on the laminated glass lines also have very different depths and morphologies, for example depths of 0.1 to 4 mm. The variety of these ranges of products on a float glass line therefore requires a complex thermal dimensioning to obtain the desired impression while avoiding overheating of the glass, installation too large or excessive energy consumption.
  • the invention makes it possible to define the appropriate parameters by proposing a method which makes it possible in a simple and rapid manner to determine the optimal conditions for heating and cooling the ribbon to be printed at different depths for a wide range of productions of the float glass.
  • the object of the invention is, above all, to provide a method of the kind defined above which makes it possible, in optimal conditions, to produce a glass ribbon at least one face of which has a precise structure, which makes it possible to avoid, or at least to significantly reduce parasitic reflections, and this for a wide range of production parameters.
  • the method of producing a structure using a printing device, in particular an engraving roller, on one of the faces of a ribbon of glass, in particular floated, made continuously is characterized in that
  • the printing device is arranged in an area where the ribbon is at an average temperature T1 insufficient to print on the ribbon the pattern of the printing device, according to the nature of the pattern to be engraved, the pressure between the printing device and the ribbon and the contact time between the ribbon and the printing device,
  • the face to be etched is heated upstream of the printing device so as to bring a limited and sufficient thickness of the ribbon to a temperature T2> T1 required to print on the ribbon the pattern of the printing device according to the nature of the pattern to be etched and the pressure between the printing device and the ribbon, and the contact time between the ribbon and the printing device, . and the heat flux transmitted to the ribbon by the heating means is such that the "printing number" is between 0.05 mm -1 and 2.00 mm -1 and preferably 0.3 mm -1 , the "printing number" N mp being defined by the formula:
  • the temperature T2 is advantageously between 650 ° C. and 1100 ° C., preferably between 750 ° C. and 950 ° C., while the temperature T1 is less than or equal to 620 ° C., and greater than 570 ° C.
  • the structure can be made on the upper or lower side of the ribbon.
  • the thickness of the ribbon brought to the temperature T2 is such that the volume of glass brought to the temperature T2 is at least equal to the volume displaced during the etching.
  • the process defined above is advantageously implemented in a float glass production plant, in particular after leaving the bath or in the lehr following the flotation pond.
  • the invention also relates to a device for producing a structure on one of the faces of a glass ribbon, manufactured continuously, with the aid of a printing device, characterized in that: the printing device is arranged in an area where the ribbon is at an average temperature T1 insufficient to print on the ribbon the pattern of the printing device according to the nature of the pattern to be engraved, the pressure between the printing device and the ribbon, and the contact time between the ribbon and the printing device, .
  • a heating means of the face to be engraved is installed upstream of the printing device so as to bring a limited and sufficient thickness of the ribbon to a temperature T2> T1 required to print on the ribbon the pattern of the printing device according to the nature of the pattern to be etched and the pressure between the printing device and the ribbon, and the contact time between the ribbon and the printing device while keeping the remainder of the ribbon at a temperature close to T1,
  • the power transmitted to the ribbon by the heating means is such that the "number of printing" N ⁇ mp is between 0.05 mm “1 and 2.00mm “ 1 and preferably equal to 0.3 mm "1 .
  • the ribbon is cooled so that the lower face of the ribbon in contact with the support rollers remains at a temperature less than or equal to T1 but greater than the temperature T3 corresponding to the setting temperature of the glass.
  • T3 is about 570 ° C.
  • rapid cooling of the etched side of the ribbon after the engraving roller is carried out in order to rapidly stabilize the etched structure and bring the ribbon to a temperature close to T1.
  • the device comprises means for blowing gas, in particular air, on the opposite side to the gravure roller in order to apply the ribbon against the roller at an appropriate pressure.
  • the engraving roller may be disposed above the glass ribbon to etch the upper face of the ribbon, and the blowing means may be constituted by an air-blowing levitation table which supports the underside of the ribbon.
  • the device is advantageously provided so that a contact arc is established between the ribbon and the roller at an angular extent sufficient to prolong the contact time.
  • the heating means of the surface layer may comprise a ramp of burners extending transversely across the width of the strip and whose flames are directed on the side to be etched of the strip.
  • the cooling means may be a radiative means, for example formed by a tube extending transversely across the width of the strip and internally traversed by a cooling fluid, in particular air or water, this tube being located at near the engraved face.
  • the cooling means can also be a convective means by blowing a gas on the ribbon.
  • a characteristic number connects the heating length, the printing depth, the running speed of the ribbon and the thermal diffusivity of the glass. This number, hereafter referred to as the "print number”, makes it possible to determine the heating parameters to bring the required depth of the ribbon to a temperature T2. This number is valid for a very wide range of production parameters and print depths.
  • the print number N, mp is given by the formula:
  • Prof T2 designates the thickness of glass to be brought to the temperature T2 for the printing of the structure
  • speed refers to the speed of advance of the glass ribbon.
  • the speed parameter is imposed by the float process as a function of the production and the thickness of the ribbon.
  • diffusivity therm ic denotes the thermal diffusivity of the glass which is a property intrinsic to the nature of the glass. For soda-glass, this value varies little in the temperature range required for printing. It is thus 4.2 x10 "7 m 2 / sec at 700 0 C. and 4.6 x 10 -7 m 2 / sec to 1000 0 C. It can therefore use an average value of 4.4 x10" 7 m 2 / sec for a precision satisfactory for determining the number of prints.
  • long heatin g e denotes the length, in the direction of advance of heating of the ribbon.
  • the number of prints according to the invention makes it possible to define the appropriate heating equipment for a wide production range, for example a printing depth of 0.2 to 4 mm for a ribbon speed of 2 to 30 m / min.
  • An exemplary embodiment of the invention is now described.
  • the next step is to calculate the temperature reached by the heated side of the ribbon so as to verify that it does not exceed a critical temperature detrimental to the quality of the glass.
  • distj mp is the distance between the end of the heating and the point of contact between the ribbon and the printer roll. It is advantageous to choose this as short as possible so as to reduce the heat loss between the heating and the printing point, preferably less than 20 cm.
  • this temperature exceeds a critical value, for example 1100 ° C for a soda water glass, it would be necessary to repeat the calculation with a slightly reduced printing number, for example 0.2.
  • the next step is to determine the thermal flow to be injected per meter of ribbon width. I! is obtained using the following formula:
  • Q, mp is the thermal power to be injected per meter width of the ribbon
  • H v is the enthalpy of the glass
  • glass density is the average density of the glass.
  • RE expresses the energy ratio, that is the actual consumption of the device compared to the energy required to bring the thickness profe to the temperature T2. RE is obtained by the following equation:
  • the required flux density is thus 454 kW / m 2 . Again, if the required flow density is greater than that achievable by the available heating means, it is necessary to slightly decrease the print number so as to increase the heating length.
  • a print number ⁇ 0.05 mm "1 would lead to unacceptable lengths for the heating zone and too low heat fluxes that would generate significant energy consumption.
  • a print number> 2 mm " 1 would lead to excessive heat flux values that are no longer achievable with conventional heating means.
  • the surface temperature increases at the same time excessively and leads to overheating of the glass surface with its degradation by bubbling and evaporation. The best compromise is obtained for a print number of
  • the invention also consists in a method for continuously producing a structure on one of the faces of a float glass ribbon using a printing device in an area located after the tin bath. where the ribbon is at an average temperature T1 insufficient to print on the ribbon the pattern of the printing device according to the nature of the pattern to be engraved, the pressure between the printing device, in particular a gravure roller, and the ribbon, and the contact time between the ribbon and the printing device characterized in that:
  • a heating of the face to be etched upstream of the printing device is carried out so as to bring at the beginning of printing a limited and sufficient thickness of the ribbon to a temperature T2> T1 necessary to print on the ribbon the pattern of the device of printing, according to the nature of the pattern to be etched and the pressure between the printing device, and the tape, and the contact time between the tape and the printing device, - the heat flux is transmitted to the tape by induction or by microwaves with a frequency adapted to limit the absorption to the thickness of the layer to be printed.
  • FIG. 1 is a schematic longitudinal section of a float glass production line, implementing the method of the invention
  • FIG. 2 is a schematic view on a larger scale of a portion of the glass ribbon with an engraving roller underneath.
  • FIG. 3 shows, similarly to FIG. 2, an alternative embodiment with gravure roller located above the glass ribbon.
  • - Fig. 4 is a schematic cross section of the glass ribbon with, above, a burner ramp.
  • - Fig.5 is a schematic section of the glass ribbon, with, above, a radiative cooling means.
  • FIG. 6 is a diagram representing on the ordinate the heat flow density imposed on the two faces of the ribbon, as a function of the longitudinal position on the abscissa.
  • Fig. 7 is a diagram representing ordinates of the temperature profiles of the ribbon, as a function of the longitudinal position on the abscissa
  • Fig.8 is a longitudinal vertical sectional diagram of an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG.1 of the drawings schematically shown, a glass ribbon production facility according to the float glass method.
  • the installation comprises an oven 1 in which the material is introduced, silica sand, flux, cullet, etc., used for the manufacture of glass.
  • a pasty glass ribbon B leaves the oven 1 while being supported by a molten tin bath 2 occupying the lower part of a flotation chamber 3 under a reducing atmosphere, in particular a nitrogen and hydrogen atmosphere. .
  • the forming of the glass on the tin bath takes place at a temperature of between approximately 1000 ° C. and 600 ° C.
  • the glass ribbon B is lifted from the tin bath and passes into the "drossbox" (or bath outlet) on metal rollers 4 called “LOR rollers” (Lift Out Rolîers ).
  • the ribbon B then passes through a space 5 in the open air, over a length of a few tens of centimeters.
  • the ribbon B then enters a lehr 6 where the temperature of the glass ribbon decreases gradually passing below the glass transition temperature Tg, 550 ° C for soda-lime glass.
  • Tg glass transition temperature
  • 550 ° C soda-lime glass
  • the glass ribbon is supported horizontally by rollers 7 rotated at the speed of advance of the ribbon.
  • An adjustable traction force F is exerted on the ribbon B.
  • the intensity of the traction F makes it possible to act on the thickness of the ribbon B.
  • the float glass process has the advantage of creating very flat surfaces with few defects both on the lower face and on the upper face of the ribbon B.
  • the lower face is however more exposed to the risk of defects because of the possible clogging of the rollers 4 on which the ribbon B supports while still in a viscoelastic state.
  • the invention aims to provide, continuously, a glass ribbon B whose at least one face comprises a structure, that is to say a set of reliefs and recesses, capable of creating an anti-reflective effect of the light the other face is preferably kept smooth, in particular for the application of photovoltaic cells.
  • the etching of a structure on one side of a glass ribbon according to the invention takes into account the following parameters:
  • a printing device preferably consisting of an engraving roller 8 is placed at a point A where the ribbon B is at an average temperature T1 insufficient to print on the glass ribbon the pattern of the engraving roller according to:
  • the printing device could be constituted by means other than a roll, in particular by ribbons describing a closed loop in a vertical plane parallel to the direction of advance of the ribbon, or by a printing plate.
  • the temperature T1 is chosen to be less than or equal to 620 ° C.
  • the point A where the engraving roll is placed can thus be located upstream of the lehr 6, in the lehr, or even outside the 'lehr downstream of it.
  • the face to be etched is heated upstream of the printing device, in particular upstream of the engraving roll 8, so as to bring a limited and sufficient thickness of the ribbon B to a temperature T2 at the beginning of printing, greater than T1 , necessary to engrave on the ribbon B the pattern of the engraving roll 8, according to the nature of the pattern to be etched and the pressure between the engraving roll 8 and ribbon B, and the contact time between the ribbon B and the engraving roll 8.
  • This heating is performed under conditions such that the remainder of the ribbon B maintains a temperature close to T1 and that only the thickness of the ribbon B concerned by the etching is heated.
  • the glass ribbon remains at a relatively low average temperature T1
  • the mechanical properties of the ribbon make it possible to avoid permanent deformations of the ribbon
  • the temperature T2 is less than 1000 D C, preferably about 800 ° C.
  • the temperature T2 is chosen so that the pressure required for etching remains less than 2 MPa.
  • the thickness of the tape brought to the temperature T2 is such that the volume of glass brought to this temperature T2 is at least equal to the volume displaced during the etching.
  • the thickness of the ribbon brought to temperature T2 is at least equal to the height of the reliefs, in particular at least equal to 1.5 times this height.
  • this etched face is rapidly cooled downstream of the etching roll 8 to preserve the engraved pattern by freezing it.
  • cooling the unprinted ribbon face contributes to limiting the increase in temperature in the center of the ribbon so as to prevent the ribbon from becoming softened.
  • This cooling will be dimensioned so that the temperature of the unprinted ribbon face is not lower than the temperature T3 of the beginning of solidification of the glass, about 570 0 C for a soda-lime glass.
  • This cooling may be radiative type.
  • the engraving roll 8 may be disposed above the ribbon B as illustrated in Fig.2, or below as shown in Fig.3.
  • the heating of the side to be etched can be provided by a heating means 9 installed just upstream of the gravure roller 8 and extending along the width of the ribbon B.
  • This heating means 9 is located on the same side of the ribbon B as the 8.
  • the heating may be performed by induction, microwave, hot air blown, radiation, plasma gas or other known means.
  • An advantageous solution consists in producing the heating means 9 in the form of a ramp 10 of burners 10a (FIG. 4), vertical, whose flame is directed towards the face to be heated, the ramp 10 being arranged transversely to the ribbon B, mainly perpendicular to its direction in advance.
  • an H2 / O2 combustion is implemented to obtain a very high heat transfer.
  • the heating of the face to be engraved can also be provided directly by the engraver roll 8 by equipping it with a heating means to raise the temperature of the roll table to a sufficient level.
  • the face subjected to etching may be the lower face of the ribbon B as illustrated in FIG.
  • the engraving roll 8 is generally raised relative to the other rollers 7 upstream and downstream, which are tangent to the same horizontal plane H.
  • the contour of the roll 8 overflows above the plane H so as to lift the ribbon B which is thus applied by its weight against the roller 8, which may be sufficient to create the pressure for etching.
  • the thickness of the ribbon may be modified. It is also possible to provide a counter roll on the face opposite to that subjected to etching.
  • Another solution for acting on the application pressure of the gravure roller 8 against the ribbon B is to provide a means for blowing the pressurized gas 11 on the side of the ribbon B opposite the roller 8, at the level of this roll.
  • a blower box 11 is disposed above the ribbon B and the roller 8 and extends over the entire width.
  • the gas supplying the blowing means is advantageously preheated so as to avoid cooling the ribbon to a temperature below the starting point of solidification.
  • a cooling means 12 is installed after the engraving roll 8, in its vicinity, to rapidly cool the tape B to preserve the engraved pattern by freezing the engraved side.
  • the cooling means 12 may be constituted by a cooling air blowing ramp.
  • An advantageous solution which avoids turbulent air movements in the cooling zone consists in providing a radiative element 13 (FIG. 5) traversed by a cooling fluid, generally water, extending transversely to the ribbon B over all its width, at a reduced distance.
  • the element 13 may be located at a distance d of the order of a few centimeters.
  • the engraving roller 8 is disposed above the ribbon B, which is supported by a gas-blowing levitation table 14, generally of air, which holds the ribbon. Blowing is performed at a pressure sufficient to apply the tape against the roller 8.
  • the levitation table 14 is disposed between two spaced rollers 7.
  • the application pressure of the ribbon B against the roller 8 is greater than the air blowing pressure in a ratio which substantially corresponds to the ratio of the surface of the levitation table to the contact surface between the gravure roller 8 and the side to engrave ribbon.
  • the pressure of the table is thus concentrated on the limited surface of the contact between the engraving roll and the glass ribbon.
  • This contact surface when printing on a ribbon plane is determined by the depth and geometry of the structure to be printed.
  • An extension of the contact time is obtained by marrying the roll by the tape.
  • the blowing pressure, the diameter of the engraving roll 8 and the space between the rollers 7 surrounding the roll 8, are determined so that the contact arc K between the roll 8 and the ribbon B, both in the case of Fig. 2 that in the case of Fig.3, has a sufficient angular extent ⁇ .
  • the upper wall 15 of the levitation table has a concave shape which matches the convex arc of the engraving roll 8 to lengthen the contact area between ribbon and roll.
  • Another means for prolonging the contact time lies in a deformable geometry of the printing die such as a flexible sheet guided by rollers.
  • the cooling means 12 makes it possible to rapidly remove the heat after the etching so as to freeze the structure and to prevent an increase in the average temperature of the ribbon.
  • the cooling means 12 is provided to evacuate a quantity of heat substantially equal to that which has been provided to the surface layer before etching.
  • Radiative or convective cooling means may also be provided on the face of the ribbon opposite to the printing face where the cooling means 12 is located.
  • An example of possible embodiment is given below, with:
  • the structure to be printed on the ribbon requires a depth of 0.2 mm to be heated to the T2 temperature of 830 ° C.
  • the printing is carried out after the rolls LOR but before the beginning of the annealing of the ribbon, the glass being at a temperature T1 of 600 0 C.
  • a levitation table is placed under the printer roll. It exerts a pressure of the order of 5-10 MPa.
  • the printing roll is made of ceramic material, it has a diameter of 400mm and is globally adiabatic. . The distance between the heating zone and the printing point is 10 cm.
  • the heating length is calculated with a printing number of 0.3 mm -1 , which gives 0.38 m, then the surface temperature is calculated and 968 ° C. is found.
  • the total thermal flux to be injected to the glass over the width of the ribbon is then calculated by taking an enthalpy of 609 kJ / kg at 600 ° C. and 930 kj / kg at 830 ° C. and 223kW / ml, the flow density is then calculated and 588 kW / m 2 is found to obtain the desired temperature of 830 ° C.
  • FIG. 6 shows a numerical simulation of the temperature field obtained with parameters of the device as described above.
  • the diagram of Fig. 6 shows the heat flux imposed on both sides of the ribbon.
  • the printing point is at 1.45m.
  • the curve Fimp represents the heat flux on the printed side of the ribbon, the dashed curve F opp, the curve on the opposite side. We see that the heating flow is transmitted almost continuously. A slight cooling is achieved on the opposite side from the end of the heating while rapid cooling on the printed side is achieved at the end of printing.
  • the graph of FIG. 7 represents the temperature profiles in the glass ribbon, with the Tsup curves for the upper surface temperature, Tr ⁇ f for the lower surface temperature, Tcentre for the center temperature, and Tdimp for the temperature. at the print depth.
  • the ribbon is at a temperature of 800 ° C. at the printing depth (to be compared to the desired 830 ° C.).
  • the method of determining the heating length and heat flow described above thus makes it possible to quickly find the appropriate parameters for heating the ribbon.
  • the difference of 30 ° C. will simply require a slight adjustment during commissioning of the installation.
  • the values of 0.38 m and 588 kW / m 2 found according to the method of the invention are reasonable and technically feasible.
  • FIG. 1 Another embodiment of the invention is diagrammatically shown in FIG. Elements of this example that are identical or play roles similar to elements described above are designated by the same references, without their description being repeated.
  • the engraving roller 8, with a diameter of 40 cm, is disposed above the ribbon B to engrave the upper face.
  • the heating means 9 comprises a series of burners 10a slightly inclined in the vertical direction, arranged upstream of the roll 8, above the ribbon B. The flame of the burners is directed downwards on the ribbon.
  • the support rollers 7 have a diameter of 35 cm.
  • the levitation table 14, located under the ribbon B at the vertical of the roller 8, extends at a distance of 24cm in the direction of advance.
  • the cooling of the ribbon B, downstream of the roller 8, is ensured on the upper face by air blowing 12, schematized by arrows, over a length of about 100 cm, and under the underside by air jets 12a. . According to this example.
  • Cooling is performed on the printed surface by convection over a length of about 100 cm with a fiux of about 20OkVWm 2 and then by radiation (element 13) over a length of 50 cm with an evacuated flow of about 30kW / m 2 .
  • Radiative cooling using element 13a and low convection with air jets 12a is performed on the underside below the rollers over a length of 3m with an evacuated flow of about 5OkVvVm 2 .
  • This device is placed so that the cooling starts at the position 1.3 m of the diagram of Fig.6.
  • the levitation table 14 placed under the printing roll exerts a pressure of the order of 5-10 MPa.
  • the levitation table 14 used for this exemplary embodiment has an application area on the ribbon equal to 20 times the contact area between the printing roll and the ribbon, ie 240 mm multiplied by 3.5 m ribbon width.
  • the pressure to be supplied by the levitation table on the ribbon is thus 20 times less than that required between the printing roll and the ribbon.
  • a levitation table generally has a yield of the order of 50% (the efficiency of the levitation table is defined as the ratio of the active air pressure to the object, to the inlet pressure in the table) . It will therefore be powered by a pump or fan type system that can provide air at a pressure of 0.5 to 1 MPa (5 to 10 bar).
  • thermocoupes means for measuring the temperature of the glass ribbon, in particular pyrometers or thermocoupes, are provided at various points of the installation for controlling the temperature of the ribbon.
  • the various possibilities of heating the glass ribbon are now considered.
  • the heating methods can be classified in: 1 / Surface methods:
  • Hot air convection and conduction on the glass surface
  • Hot gas radiation, convection and conduction of a combustion
  • Plasma ionized gas in contact with the glass sheet
  • the power density absorbed by the glass is given by:
  • the absorbed power density (P) therefore depends on the frequency f of the microwave transmitter, the imaginary permittivity ⁇ which represents the absorption power of the glass, ⁇ 0 being the permittivity of the vacuum, and the electric field strength E.
  • the glass material is a bad absorber of microwaves, similar to ice water where the dipoles are fixed in the matrix.
  • a glass ribbon already at a temperature of 600 ° C., has mobile ions which make it possible to better absorb the microwaves (losses by ion resonance and by deformation of the matrix), it is therefore particularly advantageous to heat microwaves a glass ribbon already above the transformation temperature.
  • the depth of penetration of microwaves into the glass follows an exponential law.
  • the attenuation of the penetration depth is characterized by the value 1 / e, where e is the mathematical constant of value 2.7.
  • the depth of penetration or attenuation of the e at 37% can be determined by
  • the permittivities of glass depend on the frequency, the composition and the temperature. It is advantageous to have a penetration depth di / e less than or equal to the printing depth. This depth then determines the frequency and the wavelength to choose.
  • the frequency will be determined with:
  • the real and imaginary permittivity spectrum for the glass and the target temperatures are measured beforehand.
  • the range of acceptable frequencies is then identified to obtain an acceptable power density (in the case of soda-lime glass, the microwave frequency is advantageously greater than 10 GHz, the frequency of the induction advantageously remains below 1 kHz).
  • the frequency and the desired power is achievable by the construction of a transmitter (magnetron, gyrotron or other). And finally, it remains to be seen whether the frequency selected is free to use at the legislative level.
  • the emitters are then arranged in line before the printing engraver roll to ensure uniform heating over the width of the tape. It is particularly advantageous to choose a high power density, injected just before printing the ribbon to limit the heat diffusion depth of the sheet.
  • the di / e depth calculation gives 0.38mm for the 30 GHz frequency.
  • the desired print depth is 0.4mm.
  • a slight correction of the frequency to 28GHz makes it possible to respect this depth.
  • the verification of the permittivity gives a negligible variation of the values. A successive iteration of the frequency determination is no longer necessary in this case.
  • the change in the glass permittivity as a function of temperature may demand correction values particularly if the temperature of the print is higher than 600 0 C.
  • the etching process of the invention is not limited to a horizontal ribbon, but can also be applied to the etching of one side of a vertical glass ribbon produced by another method.
  • the invention makes it possible to obtain a glass ribbon having a smooth face and the other face provided with a precise and organized structure to ensure an anti-reflective effect and to allow a maximum of luminous flux to enter the ribbon and to reach the other side.
  • Glass plates thus obtained are intended mainly for the production of photovoltaic modules but can also be used for the production of solar heating panels, flat screens, optoelectronic substrates, decorative glasses.

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Abstract

Procédé de réalisation d'une structure sur l'une des faces d'un ruban de verre réalisé en continu à l'aide d'un dispositif d'impression, selon lequel : - on dispose le dispositif d'impression (8) dans une zone (A) où le ruban (B) est à une température moyenne T1 insuffisante pour imprimer sur le ruban le motif du dispositif d'impression selon la nature du motif à graver, la pression entre le dispositif d'impression et le ruban, et la durée de contact entre le ruban et le dispositif d'impression, - on effectue un chauffage de la face à graver en amont du dispositif d'impression (8) de sorte de porter une épaisseur limitée et suffisante du ruban à une température T2>T1 nécessaire pour imprimer sur le ruban le motif du dispositif d'impression selon la nature du motif à graver et la pression entre le dispositif d'impression et le ruban, et la durée de contact entre le ruban et le dispositif d'impression tout en conservant le reste du ruban à une température voisine de T1, - le flux thermique transmis au ruban par !e moyen de chauffage est tel que le « nombre d'impression » soit compris entre 0.05 mm"1 et 2.00 mm"1 et de préférence 0.3 mm"1.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE REALISATION D'UNE STRUCTURE SUR L'UNE DES FACES D'UN RUBAN DE VERRE.
L'invention est relative à un procédé de réalisation d'une structure à l'aide d'un rouleau graveur sur l'une des faces d'un ruban de verre, fabriqué en continu.
Le terme « structure » désigne un ensemble de creux et de reliefs gravés sur la face considérée du ruban de verre.
L'invention concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, un tel procédé pour la fabrication de verre plat destiné à des modules équipés de cellules photovoltaïques.
On rappelle que les cellules photovoltaïques permettent de transformer l'énergie lumineuse, notamment ceile de la lumière solaire, en énergie électrique. Les cellules se présentent en couche mince ou sous forme de plaquettes et sont fragiles. Il faut les protéger non seulement mécaniquement, mais aussi contre l'humidité et la corrosion. Dans ce but, les cellules photovoltaïques sous forme de plaquettes sont fixées généralement par collage contre la face inférieure d'une plaque protectrice de verre, celles sous forme de couche mince étant déposées directement sur la face inférieure du verre. La surface active des cellules est appliquée contre cette face plane de manière à recevoir la lumière à travers la plaque de verre.
Bien entendu, on souhaite récupérer au niveau des cellules un maximum de la lumière qui tombe sur la face de la plaque éloignée des cellules. A cet effet, on cherche à réduire les pertes de lumière dues à des réflexions parasites sur ladite face éloignée des cellules.
Pour la fabrication de modules photovoltaïques en couche mince, on utilise notamment des feuilles ou rubans de verre flotté, obtenu par formage sur un bain d'étain. Le procédé de verre flotté permet de créer des faces très planes avec peu de défauts. Toutefois, la face lisse d'une plaque de verre flotté, éloignée des cellules photovoltaïques, entraîne des réflexions parasites et une perte de lumière active.
Pour réduire cette perte de lumière, certains fabricants déposent sur ia face lisse en question des couches anti-réflexion, mais un tel dépôt est relativement onéreux et constitue une étape supplémentaire de procédé dans la chaîne de production. Ii est également possible d'obtenir une surface anti-réfléchissante en imprimant sur celle-ci une structure adaptée. Le brevet FR 2832814 donne des exemples de ce type de structure.
Il est donc souhaitable de pouvoir fabriquer au cours d'un seul procédé, en continu, un verre plat avec une face parfaitement lisse et une deuxième face présentant une structure anti-réfléchissante.
Le brevet US 4 746 347 propose, dans un procédé de verre flotté, de graver la face supérieure d'un ruban de verre en plaçant un rouleau graveur au- dessus du ruban, dans la chambre contenant le bain d'étain. Une telle disposition est relativement compliquée et rend difficile les interventions sur le rouleau graveur, notamment pour le nettoyer et/ou le changer.
La demande de brevet EP 1 057 791A2 propose diverses solutions pour réaliser des inégalités sur la face inférieure d'un ruban de verre flotté. En particulier, les inégalités peuvent être réalisées soit avec un rouleau de souièvement du ruban à la sortie du bain de flottation, soit par l'un des rouleaux d'un four de recuit qui se trouve à la suite du bain de flottation. Les conditions de réalisation de la structure ou de la gravure selon cette dernière disposition ne sont pas entièrement satisfaisantes, car l'état du ruban de verre peut ne pas correspondre à l'état optimum pour une bonne gravure et/ou peut nécessiter une pression d'application du rouleau graveur trop élevée.
Par ailleurs, l'utilisation de l'un des rouleaux de soulèvement du ruban présente d'autres inconvénients, par exemple l'encrassement rapide du rouleau graveur par les résidus d'étain présents sur le ruban ou par la condensation de vapeurs d'étain sur celui-ci. La solution proposée par le brevet EP 1 057 791A2 ne répond pas pleinement au problème posé car elle ne permet pas de réaliser certaines structures, notamment des structures avec courbures prononcées qui nécessiteraient des pressions trop élevées.
Il est nécessaire de porter une épaisseur suffisante du ruban sur la face à imprimer à une température T2 supérieure à celle du ruban à la sortie du bain d'étain pour permettre son impression dans de bonnes conditions.
Selon le profil à imprimer, la pression applicable sur le ruban par le rouleau imprimeur et la durée d'impression, on détermine la température T2 et l'épaisseur à chauffer, notamment par le calcul ou, pour des cas plus complexes au moyen de simulations numériques ou d'expériences en laboratoire.
Afin de définir les paramètres thermiques pour l'impression du ruban, il est nécessaire de prendre en compte : . L'épaisseur à chauffer à une température voisine de T2, . La vitesse du ruban, . La diffusivité thermique du verre, . L'enthalpie du verre. Les lignes de verre flotté permettent une large gamme d'épaisseurs de verre, par exemple de 0.5 à 25 mm. Les profils imprimés sur les lignes de verre laminé ont également des profondeurs et des morphologies très variées, par exemple des profondeurs de 0.1 à 4 mm. La variété de ces gammes de produits sur une ligne de verre flotté nécessite donc un dimensionnement thermique complexe pour obtenir l'impression souhaitée tout en évitant une surchauffe du verre, une installation de trop grande taille ou une consommation énergétique excessive.
L'invention permet de définir les paramètres appropriés en proposant une méthode qui permet d'une manière simple et rapide de déterminer les conditions optimales pour le chauffage et le refroidissement du ruban à imprimer à différentes profondeurs pour une vaste gamme de productions du verre flotté.
L'invention a pour but, surtout, de fournir un procédé du genre défini précédemment qui permet de réaliser en continu, dans des conditions optimales, un ruban de verre dont au moins une face comporte une structure précise, qui permet d'éviter, ou tout au moins de réduire sensiblement, les réflexions parasites, et ceci pour une large gamme de paramètres de production.
Selon l'invention, le procédé de réalisation d'une structure à l'aide d'un dispositif d'impression, en particulier un rouleau graveur, sur Tune des faces d'un ruban de verre, en particulier flotté, réalisé en continu, est caractérisé en ce que :
. le dispositif d'impression est disposé dans une zone où le ruban est à une température moyenne T1 insuffisante pour imprimer sur le ruban le motif du dispositif d'impression, selon la nature du motif à graver, la pression entre le dispositif d'impression et le ruban et la durée de contact entre le ruban et le dispositif d'impression,
. on effectue un chauffage de la face à graver en amont du dispositif d'impression de sorte de porter une épaisseur limitée et suffisante du ruban à une température T2>T1 nécessaire pour imprimer sur le ruban le motif du dispositif d'impression selon la nature du motif à graver et la pression entre le dispositif d'impression et le ruban, et la durée de contact entre le ruban et le dispositif d'impression, . et le flux thermique transmis au ruban par le moyen de chauffage est telle que le « nombre d'impression » soit compris entre 0.05 mm"1 et 2.00mm"1 et de préférence 0.3 mm"1, le « nombre d'impression » N ;mp étant défini par la formule :
profr2 vitesse
J NV imp - " diffusivitéllκrιmque longchmι//a!ζe
Pour du verre sodocalcique la température T2 est avantageusement comprise entre 6500C et 11000C, de préférence entre 750°C et 9500C, tandis que la température T1 est inférieure ou égale à 6200C, et supérieure à 5700C. On peut réaliser ia structure sur la face supérieure ou inférieure du ruban.
On réalise un refroidissement rapide de la face gravée du ruban après le dispositif d'impression afin de stabiliser rapidement la structure gravée et ramener le ruban à une température voisine de T1 , dans toute l'épaisseur du ruban. Lorsque la gravure est effectuée sur ia face inférieure du ruban, qui passe ensuite sur des rouleaux porteurs, on effectue le refroidissement rapide de la face gravée du ruban après le dispositif d'impression à une température inférieure ou égale à 62O0C mais supérieure à 5700C pour du verre sodocalcique avant que la face gravée du ruban ne vienne au contact d'un rouleau porteur.
Avantageusement, i'épaisseur du ruban portée à la température T2 est telle que le volume de verre porté à la température T2 est au moins égal au volume déplacé lors de la gravure.
Le procédé défini précédemment est avantageusement mis en œuvre dans une installation de production de verre flotté, en particulier après la sortie du bain ou dans l'étenderie à la suite du bassin de flottation.
L'invention est également relative à un dispositif pour réaliser une structure sur l'une des faces d'un ruban de verre, fabriqué en continu, à l'aide d'un dispositif d'impression, caractérisé en ce que : . le dispositif d'impression est disposé dans une zone où le ruban est à une température moyenne T1 insuffisante pour imprimer sur le ruban le motif du dispositif d'impression selon la nature du motif à graver, la pression entre le dispositif d'impression et le ruban, et la durée de contact entre le ruban et le dispositif d'impression, . un moyen de chauffage de la face à graver est installé en amont du dispositif d'impression de sorte de porter une épaisseur limitée et suffisante du ruban à une température T2>T1 nécessaire pour imprimer sur le ruban le motif du dispositif d'impression selon la nature du motif à graver et la pression entre ie dispositif d'impression et le ruban, et la durée de contact entre le ruban et le dispositif d'impression tout en conservant le reste du ruban à une température voisine de T1 ,
. la puissance transmise au ruban par le moyen de chauffage est telle que le « nombre d'impression » N ιmp soit compris entre 0.05 mm"1 et 2.00mm"1et de préférence égal à 0.3 mm"1.
Selon l'invention, on réalise un refroidissement du ruban de sorte que la face inférieure du ruban en contact avec les rouleaux supports reste à une température inférieure ou égale à T1 mais supérieure à la température T3 correspondant à la température de figeage du verre. Pour du verre sodocalcique, la température T3 est d'environ 57O0C.
Selon l'invention, on réalise un refroidissement rapide de la face gravée du ruban après le rouleau graveur afin de stabiliser rapidement la structure gravée et ramener le ruban à une température voisine de T1.
Avantageusement, le dispositif comporte un moyen de soufflage de gaz, notamment d'air, du côté opposé au rouleau graveur pour appliquer le ruban contre ie rouleau selon une pression appropriée.
Le rouleau graveur peut être disposé au-dessus du ruban de verre pour graver la face supérieure du ruban, et le moyen de soufflage peut être constitué par une table à lévitation à soufflage d'air qui soutient la face inférieure du ruban.
Le dispositif est avantageusement prévu pour qu'un arc de contact soit établi entre le ruban et le rouleau selon une étendue angulaire suffisante pour prolonger le temps de contact.
Le moyen de chauffage de la couche superficielle peut comprendre une rampe de brûleurs s'étendant transversalement sur la largeur du ruban et dont les flammes sont dirigées sur la face à graver du ruban.
Le moyen de refroidissement peut être un moyen radiatif, par exemple formé par un tube s'étendant transversalement sur la largeur du ruban et parcouru intérieurement par un fluide de refroidissement, notamment de l'air ou de l'eau, ce tube étant situé à proximité de la face gravée.
Le moyen de refroidissement peut également être un moyen convectif par soufflage d'un gaz sur le ruban. Selon l'invention, un nombre caractéristique relie la longueur de chauffage, la profondeur d'impression, la vitesse de défilement du ruban et la diffusivité thermique du verre. Ce nombre appelé dans la suite « nombre d'impression » permet de déterminer les paramètres du chauffage pour porter la profondeur requise du ruban à une température T2. Ce nombre est valable pour une très vaste gamme de paramètres de production et de profondeurs d'impression. Le nombre d'impression N ,mp est donné par ia formule :
prof, -, vitesse
N m...φ.^ = - diffusivité " tthheemrmmiqmue iong 6Cc:hauffage
dans laquelle toutes les grandeurs utilisées sont prises en unités SI. Dans cette formule : prof T2 désigne l'épaisseur de verre à porter à la température T2 pour l'impression de ia structure, vitesse désigne la vitesse d'avance du ruban de verre. Le paramètre vitesse est imposé par le procédé 'float' en fonction de la production et de l'épaisseur du ruban. diffusivité thermique désigne la diffusivité thermique du verre qui est une propriété intrinsèque à la nature du verre. Pour le verre sodocaicique, cette valeur varie peu dans la gamme de température requise pour l'impression. Elle est ainsi de 4.2 x10"7 m2/sec à 7000C et de 4.6 x10~7 m2/sec à 10000C. On peut donc utiliser une valeur moyenne de 4.4 x10"7 m2/sec pour une précision satisfaisante pour déterminer le nombre d'impression. long chauffage désigne la longueur, selon la direction d'avance, de chauffage du ruban.
Le nombre d'impression selon l'invention permet de définir l'équipement de chauffage approprié pour une large gamme de production, par exemple une profondeur d'impression de 0.2 à 4 mm pour une vitesse de ruban de 2 à 30 m/min. Un exemple de réalisation de l'invention est maintenant décrit.
Pour une profondeur T2 de 0.4 mm, une vitesse du ruban de 15 m/min et une diffusivité thermique de 4.4 x10"7 πvVsec, nous obtenons pour un nombre d'impression de 0.3 mm"1, une longueur de chauffage de 0.76 m.
L'étape suivante consiste à calculer la température atteinte par la face chauffée du ruban de sorte de vérifier qu'elle ne dépasse pas une température critique préjudiciable à la qualité du verre. Le calcul est réalisé en utilisant la formule suivante : Tmax = 71 +1.023 • • (T2 - Tl)
Dans cette formule, distjmp est la distance entre la fin du chauffage et le point de contact entre le ruban et ie rouleau imprimeur. El est avantageux de choisir celle-ci aussi courte que possible de sorte de réduire la perte de chaleur entre ie chauffage et le point d'impression, de préférence inférieure à 20 cm.
Pour une température T1 de 600°C et une température T2 de 8300C et une distance de 19 cm, nous obtenons une température en face chaude de 995°C.
Dans le cas où cette température dépasserait une vaieur critique, par exemple 1100°C pour un verre sodocaicique, il serait nécessaire de renouveler le calcul avec un nombre d'impression légèrement réduit, par exemple 0.2.
L'étape suivante consiste à déterminer le flux thermique à injecter par mètre de largeur du ruban. I! est obtenu en utilisant la formule suivante :
Qwψ = RE • (HV(T2)- H9(Tl)) • vitesse • prof, 2 • demïtéveιie
Dans cette formule, Q,mp est la puissance thermique à injecter par mètre de largeur du ruban, Hv est l'enthalpie du verre et densitéverre est la densité moyenne du verre.
Le terme RE exprime ie rapport énergétique, c'est-à-dire la consommation réelle du dispositif comparée à l'énergie requise pour porter l'épaisseur profe à la température T2. RE est obtenu par l'équation suivante :
Nous avons ainsi un facteur RE égal à 4.5. Ce facteur est étroitement lié à la longueur de chauffage. El se dégrade lorsque l'on diminue le nombre d'impression. Pour l'optimisation du dispositif, il est donc conseillé d'augmenter le nombre d'impression jusqu'à ce l'on atteigne une valeur limite par exemple sur la température de surface ou la densité de flux thermique. Avec cette valeur RE égaie à 4.5, nous obtenons un flux thermique à injecter de 354 kW/ml (kilowatt par mètre linéaire), suivant la largeur du ruban.
Connaissant à présent la longueur de chauffage et l'énergie à injecter, nous pouvons calculer la densité du flux thermique qch à l'aide de l'équation :
La densité de flux requise est ainsi de 454 kW/m2. A nouveau, si ia densité de flux requise est supérieure à celle pouvant être réalisée par le moyen de chauffage disponible, il est nécessaire de diminuer légèrement le nombre d'impression de sorte d'augmenter la longueur de chauffe.
Les équations présentées ici permettent de réaliser une bonne estimation des grandeurs par une approche simplifiée sans nécessiter une simulation numérique complexe.
L'ensemble des simulations réalisées en mettant en œuvre la méthode de dimensionnement selon l'invention en faisant varier les différentes variables que sont par exemple la profondeur d'impression, la vitesse de défilement, ies températures T1 et T2, la température maximale acceptable selon la qualité du verre, conduit à limiter le champ de validité du nombre d'impression entre 0.05 mm"1 et 2 mm"1 . Un nombre d'impression extérieur à ce champ conduirait à des anomalies comme une densité de flux excessive, une longueur de chauffe trop importante, une température face chaude excessive ou un rendement énergétique déplorable.
Par exemple, un nombre d'impression <0.05 mm"1 conduirait à des longueurs inacceptables pour la zone de chauffage et des flux de chaleur trop faibles qui engendreraient une surconsommation énergétique importante. Un nombre d'impression > 2 mm"1 conduirait à des valeurs de flux de chaleur excessifs qui ne sont plus atteignables avec des moyens de chauffage classiques. La température de surface augmente en même temps d'une manière excessive et amène à une surchauffe de la surface du verre avec sa dégradation par bullage et évaporation. Le meilleur compromis est obtenu pour un nombre d'impression de
0.3 mm"1 ce qui permet des flux et des longueurs très raisonnables. L'invention consiste également en un procédé de réalisation en continu d'une structure sur l'une des faces d'un ruban de verre flotté à l'aide d'un dispositif d'impression dans une zone située après le bain d'étain où le ruban est à une température moyenne T1 insuffisante pour imprimer sur le ruban le motif du dispositif d'impression selon la nature du motif à graver, la pression entre le dispositif d'impression, en particulier un rouleau graveur, et le ruban, et la durée de contact entre le ruban et ie dispositif d'impression caractérisé en ce que :
- on effectue un chauffage de la face à graver en amont du dispositif d'impression de sorte de porter en début d'impression une épaisseur limitée et suffisante du ruban à une température T2>T1 nécessaire pour imprimer sur le ruban le motif du dispositif d'impression, selon la nature du motif à graver et la pression entre le dispositif d'impression, et le ruban, et la durée de contact entre Ie ruban et le dispositif d'impression, - le flux thermique est transmis au ruban par induction ou par microondes avec une fréquence adaptée pour limiter l'absorption à l'épaisseur de la couche à imprimer.
L'invention consiste, mise à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont i! sera plus explicitement question ci-après à propos d'exemples de réalisation pour du verre sodocalcique décrits avec références aux dessins annexés, mais qui ne sont nuilement limitatifs. Sur ces dessins :
- Fig. 1 est une coupe longitudinale schématique d'une ligne de fabrication de verre flotté, mettant en œuvre ie procédé de l'invention - Fig. 2 est une vue schématique à plus grande échelle d'une partie du ruban de verre avec au-dessous un rouleau graveur.
- Fig. 3 montre, sembîablement à Fig. 2, une variante de réalisation avec rouleau graveur situé au-dessus du ruban de verre.
- Fig. 4 est une coupe schématique transversale du ruban de verre avec, au-dessus, une rampe de brûleurs.
- Fig.5 est une coupe schématique du ruban de verre, avec, au-dessus, un moyen de refroidissement radiatif.
- Fig.6 est un diagramme représentant en ordonnée la densité de flux thermique imposée sur les deux faces du ruban, en fonction de la position longitudinale en abscisse.
- Fig. 7 est un diagramme représentant en ordonnée les profils de température du ruban, en fonction de la position longitudinale en abscisse, et Fig.8 est un schéma en coupe verticale longitudinale d'un exemple de réalisation de l'invention.
En se reportant à Fig.1 des dessins, on peut voir, schématiquement représentée, une installation de production de ruban de verre selon le procédé de verre flotté.
L'installation comprend un four 1 dans lequel est introduite la matière, sable de silice, fondant, calcin, etc., servant à la fabrication du verre. Un ruban de verre B à l'état pâteux sort du four 1 en étant supporté par un bain d'étain en fusion 2 occupant ia partie inférieure d'une chambre de flottation 3 sous atmosphère réductrice, notamment atmosphère d'azote et d'hydrogène. Le formage du verre sur le bain d'étain a lieu à une température comprise environ entre 10000C et 6000C
A l'extrémité de sortie de la chambre 3, le ruban de verre B est soulevé du bain d'étain et passe dans la « drossbox » (ou sortie du bain) sur des rouleaux 4 métalliques appelés « rouleaux LOR » (Lift Out Rolîers). Le ruban B traverse ensuite un espace 5 à l'air libre, sur une longueur de quelques dizaines de centimètres.
Le ruban B entre alors dans une étenderie 6 où la température du ruban de verre diminue progressivement en passant en dessous de la température Tg de transition vitreuse, 550°C pour du verre sodocalcique. En sortie de l'étenderie 6, le verre est à une température modérée (inférieure à
100°C) permettant Sa découpe et la manipulation du verre.
Tout le long de i'étenderie le ruban de verre est supporté à l'horizontale par des rouleaux 7 entraînés en rotation à la vitesse d'avance du ruban. Un effort de traction réglable F est exercé sur le ruban B. L'intensité de la traction F permet d'agir sur l'épaisseur du ruban B.
Le procédé de verre flotté a l'avantage de créer des surfaces très planes avec peu de défauts aussi bien sur la face inférieure que sur la face supérieure du ruban B. La face inférieure est toutefois davantage exposée aux risques de défauts en raison de l'encrassement possible des rouleaux 4 sur lesquels le ruban B appuie alors qu'il est encore dans un état viscoélastique.
L'invention vise à fournir, en continu, un ruban de verre B dont au moins une face comporte une structure, c'est-à-dire un ensemble de reliefs et de creux, propre à créer un effet anti-réfléchissant de la lumière, l'autre face étant de préférence conservée lisse, en particulier pour l'application de cellules photovoltaïques. La gravure d'une structure sur une face d'un ruban de verre, selon l'invention, tient compte des paramètres suivants :
- condition de plasticité du verre favorable à une bonne gravure,
- pression de contact entre le ruban et !e rouleau graveur, - figeage de la structure gravée, en évitant les contraintes critiques,
- conservation de l'état de surface de la face non imprimée,
- conservation de la planéité du ruban.
Pour réaliser ia structure sur l'une des faces du ruban de verre, dans de bonnes conditions, on procède comme exposé ci-après. Un dispositif d'impression, de préférence constitué par un rouleau graveur 8, est placé en un point A où le ruban B est à une température moyenne T1 insuffisante pour imprimer sur le ruban de verre ie motif du rouleau graveur selon :
- la nature du motif à graver (notamment forme du motif, dimension et profondeur) ;
- la pression entre le rouleau graveur 8 et le ruban B ;
- et la durée de contact entre le ruban et le rouleau graveur.
Le dispositif d'impression pourrait être constitué par un moyen autre qu'un rouleau, notamment par des rubans décrivant une boucle fermée dans un plan vertical parallèle à la direction d'avance du ruban, ou par une plaque d'impression.
Pour du verre sodocalcique, la température T1 est choisie inférieure ou égale à 6200C. Le point A où est disposé le rouleau graveur peut ainsi se trouver en amont de l'étenderie 6, dans l'étenderie, ou même en dehors de l'étenderie, en aval de celle-ci.
On effectue un chauffage de la face à graver en amont du dispositif d'impression, notamment en amont du rouleau graveur 8, de sorte de porter une épaisseur limitée et suffisante du ruban B à une température T2 en début d'impression, supérieure à T1, nécessaire pour graver sur le ruban B le motif du rouleau graveur 8, selon la nature du motif à graver et la pression entre le rouleau graveur 8 et ruban B, et la durée de contact entre le ruban B et le rouleau graveur 8.
Ce chauffage est effectué dans des conditions telles que le reste du ruban B conserve une température voisine de T1 et que seule l'épaisseur du ruban B concernée par la gravure est chauffée.
Du fait que, lors de la gravure, le ruban de verre reste à une température moyenne T1 relativement basse, à l'exception de la couche superficielle concernée par la gravure, les propriétés mécaniques du ruban permettent d'éviter des déformations permanentes du rubanT
La température T2 est inférieure à 1000DC, avantageusement d'environ 800°C. De préférence, la température T2 est choisie de manière que la pression nécessaire à la gravure reste inférieure à 2 MPa.
L'épaisseur du ruban portée à la température T2 est telle que le volume de verre porté à cette température T2 est au moins égal au volume déplacé lors de la gravure. En général l'épaisseur du ruban portée à la température T2 est au moins égale à la hauteur des reliefs, en particulier au moins égaie à 1 ,5 fois cette hauteur.
Après la gravure de la face du ruban, on effectue un refroidissement rapide de cette face gravée, en aval du rouleau graveur 8, pour préserver le motif gravé, en le figeant.
Avantageusement un refroidissement de la face du ruban non imprimée contribue à limiter l'augmentation de température au centre du ruban de sorte d'éviter que le ruban ne se ramollisse. Ce refroidissement sera dimensionné de sorte que la température de la face du ruban non imprimée ne soit pas inférieure à la température T3 de début de solidification du verre, soit environ 5700C pour un verre sodocalcique. Ce refroidissement pourra être de type radiatif.
Le rouleau graveur 8 peut être disposé au-dessus du ruban B comme illustré sur Fig.2, ou au-dessous comme illustré sur Fig.3.
Le chauffage de la face à graver peut être assuré par un moyen de chauffage 9 installé juste en amont du rouleau graveur 8 et s'étendant suivant la largeur du ruban B. Ce moyen de chauffage 9 est situé du même côté du ruban B que le rouleau graveur 8. Le chauffage peut être réalisé par induction, micro-ondes, air chaud soufflé, rayonnement, gaz plasma ou autre moyen connu.
Une solution avantageuse consiste à réaliser le moyen de chauffage 9 sous forme d'une rampe 10 de brûleurs 10a (Fig.4), verticaux, dont la flamme est dirigée vers la face à chauffer, la rampe 10 étant disposée transversalement au ruban B, principalement perpendiculairement à sa direction d'avance. Avantageusement, une combustion H2/O2 est mise en œuvre pour obtenir un transfert de chaleur très élevé. Le chauffage de la face à graver peut également être assuré directement par le rouieau graveur 8 en équipant celui-ci d'un moyen de chauffage permettant de porter la température de la table du rouleau à un niveau suffisant. La face soumise à la gravure peut être la face inférieure du ruban B comme illustré sur Fig.2. Dans ce cas, le rouleau graveur 8 est généralement surélevé par rapport aux autres rouleaux 7 amont et aval, qui sont tangents à un même plan horizontal supérieur H. Le contour du rouleau 8 déborde au- dessus du plan H de manière à soulever le ruban B qui est ainsi appliqué par son poids contre le rouleau 8, ce qui peut suffire à créer la pression pour la gravure. Pour augmenter cette pression il est possible d'agir sur l'intensité de l'effort de traction F exercé sur ie ruban B, mais dans ce cas, l'épaisseur du ruban risque d'être modifiée. On peut également prévoir un contre-rouleau sur la face opposée à celle soumise à la gravure.
Une autre solution pour agir sur ia pression d'application du rouleau graveur 8 contre le ruban B consiste à prévoir un moyen de soufflage 11 de gaz sous pression du côté du ruban B opposé au rouleau 8, au niveau de ce rouieau. Dans le cas de Fig.2, où le rouleau 8 se trouve au-dessous du ruban, une boîte de soufflage 11 est disposée au-dessus du ruban B et du rouleau 8 et s'étend sur toute la largeur. Le gaz alimentant le moyen de soufflage est avantageusement préchauffé de sorte d'éviter de refroidir le ruban à une température inférieure à ceile de début de solidification.
Un moyen de refroidissement 12 est installé après le rouieau graveur 8, à son voisinage, pour refroidir rapidement le ruban B afin de préserver le motif gravé par un figeage de la face gravée. Le moyen de refroidissement 12 peut être constitué par une rampe de soufflage d'air refroidi. Une solution avantageuse qui évite des mouvements d'air turbulents dans la zone de refroidissement consiste à prévoir un élément radiatif 13 (Fig.5) parcouru par un fluide de refroidissement, généralement de l'eau, s'étendant transversalement au ruban B sur toute sa largeur, à distance réduite. L'élément 13 peut être situé à une distance d de l'ordre de quelques centimètres.
Selon !a variante de Fig.3, le rouleau graveur 8 est disposé au- dessus du ruban B lequel est soutenu par une table à lévitation 14 à soufflage de gaz, généralement d'air, qui maintient le ruban. Le soufflage est effectué à une pression suffisante pour appliquer le ruban contre le rouleau 8. La table à lévitation 14 est disposée entre deux rouleaux espacés 7.
La pression d'application du ruban B contre le rouleau 8 est supérieure à la pression de soufflage de l'air dans un rapport qui correspond sensiblement au rapport de la surface de la table à lévitation à la surface de contact entre le rouleau graveur 8 et la face à graver du ruban.
On concentre ainsi la pression de la table sur la surface limitée du contact entre le rouieau graveur et le ruban de verre. Cette surface de contact lors de l'impression sur un ruban plan est déterminée par la profondeur et la géométrie de la structure à imprimer.
Pour un rouleau de 400mm de diamètre et une hauteur de contact de
0.2mm, on trouve un segment de contact de 18mm. L'impression s'effectue pendant le passage de la première moitié du segment ce qui limite la longueur du contact à 9mm. Pour une vitesse de ruban de 15m/min la durée de contact pour l'impression se limite à 0.03sec.
Une prolongation de la durée de contact est obtenue en faisant épouser le rouleau par le ruban. La pression de soufflage, le diamètre du rouleau graveur 8 et l'espace entre les rouleaux 7 encadrant le rouleau 8, sont déterminés de manière que l'arc de contact K entre le rouleau 8 et le ruban B, aussi bien dans le cas de Fig. 2 que dans le cas de Fig.3, présente une étendue angulaire α suffisante. Pour une étendue angulaire de α=0.2 rad (11 °), la longueur de contact pour une surface plane du rouleau est de αR = 40 mm ce qui résulte en une durée de contact de 0.16 s à 15m/min. Ce temps est à additionner au temps de contact du demi-segment donné par l'intersection de la structure du rouleau et du ruban.
Une augmentation du diamètre du rouleau graveur 8 permet d'augmenter la durée de contact pour une même étendue angulaire α. Avantageusement, la paroi supérieure 15 de la table à lévitation a une forme concave qui épouse l'arc convexe du rouleau graveur 8 pour allonger la zone de contact entre ruban et rouleau.
Un autre moyen pour prolonger la durée de contact réside dans une géométrie déformable de la matrice d'impression telle qu'une tôle souple guidée par des rouleaux.
Le moyen de refroidissement 12 permet d'évacuer rapidement la chaleur après la gravure de manière à figer la structure et à empêcher une élévation de la température moyenne du ruban. De préférence, le moyen de refroidissement 12 est prévu pour évacuer une quantité de chaleur sensiblement égale à celle qui a été apportée à la couche superficielle avant la gravure.
Un moyen de refroidissement, radiatif ou convectif, peut aussi être prévu sur la face du ruban opposée à la face d'impression où se trouve le moyen de refroidissement 12. Un exemple de réalisation possible est donné ci-après, avec :
. Un ruban de verre clair d'une largeur de 3.5 m, d'une épaisseur de 3 mm, et une vitesse de défilement de 15 m/min, . La structure à imprimer sur le ruban nécessite une profondeur de 0.2 mm à chauffer à la température T2 de 8300C.
. L'impression est réalisée sur la face supérieure du ruban,
. L'impression est réalisée après les rouleaux LOR mais avant le début de la recuisson du ruban, le verre étant à une température T1 de 6000C
. Une table de lévitation est placée sous ie rouleau imprimeur. Elle exerce une pression de l'ordre de 5-10 MPa.
. Le rouleau imprimeur est en matériau céramique, il a un diamètre de 400mm et est globalement adiabatique. . La distance entre la zone de chauffage et le point d'impression est de 10 cm.
Selon la méthode proposée selon l'invention, on calcule la longueur de chauffage avec un nombre d'impression de 0.3 mm"1, ce qui donne 0.38m. Ensuite on calcule la température de surface et on trouve 9680C. On calcule ensuite le rapport énergétique RE et on trouve 5.7. On calcule ensuite le flux thermique total à injecter au verre sur la largeur du ruban en prenant une enthalpie de 609 kJ/kg à 6000C et de 930 kj/kg à 8300C et on trouve 223kW/ml. On calcule ensuite la densité de flux et on trouve 588 kW/m2 pour obtenir la température souhaitée de 8300C.
Les valeurs obtenues sont raisonnables et techniquement réalisables. Il n'est donc pas nécessaire de faire varier le nombre d'impression. Pour évacuer les calories injectées dans le ruban, un refroidissement est nécessaire sur les deux faces du ruban. Ce refroidissement est décrit plus en détail ci-après.
Pour témoigner de la validité de l'approche simplifiée selon l'invention, Fig. 6 présente une simulation numérique du champ de température obtenu avec paramètres du dispositif tels que décrits ci-dessus. Le diagramme de Fig, 6 représente les flux de chaleur imposés sur les deux faces du ruban.
Sur ce diagramme, le point d'impression se trouve à l'abscisse 1.45m. La courbe Fimp représente le flux de chaleur sur la face imprimée du ruban, la courbe en tirets F opp, celui sur la face opposée. Nous voyons que le flux de chauffage est transmis de manière pratiquement constante. Un léger refroidissement est réalisé sur la face opposée à partir de la fin du chauffage alors qu'un refroidissement rapide sur la face imprimée est réalisé dès la fin de l'impression. Le graphique de Fig.7 représente les profils de température dans le ruban de verre, avec les courbes Tsup pour la température de la surface supérieure, Trπf pour la température de la surface inférieure, Tcentre pour la température au centre, et Tdimp pour la température à la profondeur d'impression.
Nous constatons qu'au point d'impression, le ruban est à une température de 8000C à la profondeur d'impression (à comparer aux 830°C souhaités). La méthode de détermination de ia longueur de chauffe et du flux thermique décrite ci-dessus permet donc de trouver rapidement les paramètres appropriés pour le chauffage du ruban. L'écart de 3O0C nécessitera simplement un léger ajustement lors de la mise en service de l'installation. Les valeurs de 0.38 m et de 588 kW/m2 trouvées selon la méthode de l'invention sont raisonnables et techniquement réalisables.
Un autre exemple de réalisation de l'invention est schématiquement représenté sur Fig.8. Les éléments de cet exemple identiques ou jouant des rôles analogues à des éléments décrits précédemment sont désignés par les mêmes références, sans que leur description soit reprise.
Le rouleau graveur 8, d'un diamètre de 40cm, est disposé au-dessus du ruban B pour graver la face supérieure. Le moyen de chauffage 9 comprend une série de brûleurs 10a légèrement inclinés sur la direction verticale, disposés en amont du rouleau 8, au-dessus du ruban B. La flamme des brûleurs est dirigée vers le bas, sur le ruban. Les rouleaux supports 7 ont un diamètre de 35cm. La table de lévitation 14, située sous le ruban B à la verticale du rouleau 8, s'étend selon une distance de 24cm suivant la direction d'avance. Le refroidissement du ruban B, en aval du rouleau 8, est assuré sur la face supérieure par soufflage d'air 12, schématisé par des flèches, sur une longueur d'environ 100cm , et sous ia face inférieure par des jets d'air 12a. Selon cet exemple . Un refroidissement est réalisé sur la face imprimée par convection sur une longueur d'environ 100 cm avec un fiux d'environ 20OkVWm2 puis par rayonnement (élément 13) sur une longueur de 50 cm avec un flux évacué d'environ 30kW/m2.
. Un refroidissement par rayonnement à l'aide de l'élément 13a et par faible convection avec jets d'air 12a est réalisé sur la face inférieure en dessous des rouleaux sur une longueur de 3m avec un flux évacué d'environ 5OkVvVm2. Ce dispositif est placé de sorte que le refroidissement débute à la position 1.3 m du diagramme de Fig.6. Selon cet exemple de réalisation de l'invention, la table de lévitation 14 placée sous le rouleau imprimeur exerce une pression de l'ordre de 5-10 MPa.
La table à lévitation 14 utilisée pour cet exemple de réalisation présente une surface d'application sur le ruban égale à 20 fois la surface de contact entre le rouleau imprimeur et le ruban, soit 240 mm multiplié par 3.5 m de largeur de ruban. La pression à fournir par la table à lévitation sur le ruban est ainsi 20 fois inférieure à celle requise entre le rouleau imprimeur et le ruban.
Une table à lévitation a généralement un rendement de l'ordre de 50% (le rendement de la table à lévitation est défini comme le rapport de la pression d'air active sur i'objet, à la pression d'entrée dans la table). Elle sera donc alimentée par un système du type pompe ou soufflante qui peut fournir de î'air sous une pression de 0.5 à 1 MPa (5 à 10 bars).
D'une manière généraie, on prévoit des moyens de mesure de la température du ruban de verre, notamment pyromètres ou thermocoupîes, en différents points de l'installation pour le contrôle de la température du ruban.
On considère maintenant les diverses possibilités de chauffage du ruban de verre. On peut classer les méthodes de chauffage en : 1/ Méthodes 'surfaciques' :
Infrarouge (chauffage par absorption du rayonnement dans le spectre opaque du verre)
Air chaud (convection et conduction à la surface du verre) Gaz chaud (rayonnement, convection et conduction d'une combustion)
Plasma (gaz ionisé en contact avec la feuille de verre)
Ces méthodes sont particulièrement appropriées pour injecter la chaleur par la surface
2/ Méthodes volumiques
Micro-ondes (chauffage diélectrique)
Induction (chauffage pour dissipation des courants électriques)
Ces méthodes sont connues pour leur aptitude à chauffer des matériaux dans le volume. D'une manière générale, le chauffage des plaques minces de verre par micro-ondes ou induction révèle deux grandes difficultés : 1. mauvaise absorption et mauvais rendement, notamment pour un verre à basse température
2. pénétration profonde dans le volume (au lieu d'une profondeur limitée)
Le procédé décrit ci-après propose une solution à ces problèmes.
La densité de puissance absorbée par le verre est donnée par:
P = 2π - f - ε^ε" - E2
La densité de puissance absorbée (P) dépend donc de la fréquence f de l'émetteur de micro-ondes, de la permittivité imaginaire ε qui représente le pouvoir d'absorption du verre, ε0 étant la permittivité du vide, et de l'intensité du champ électrique E.
Le matériau verre est un mauvais absorbeur des micro-ondes, analogue à l'eau glacée où les dipôles sont figés dans la matrice. Or, un ruban de verre, déjà à la température de 6000C, possède des ions mobiles qui permettent de mieux absorber les micro-ondes (pertes par résonance des ions et par déformation de la matrice), il est donc particulièrement avantageux de chauffer par micro-ondes un ruban de verre se trouvant déjà au-dessus de la température de transformation.
La profondeur de pénétration des micro-ondes dans le verre suit une loi exponentielle. L'atténuation de la profondeur de pénétration est caractérisée par la valeur 1/e, e étant la constante mathématique de valeur 2.7.
La profondeur de pénétration ou de l'atténuation due à 37% peut être déterminée par
Elle est donc déterminée par la longueur d'onde λ0 dans le vide, et la permittivité réelle ε et imaginaires' . Les permittivités du verre dépendent de la fréquence, de la composition et de la température. On vise avantageusement une profondeur de pénétration di/e inférieure ou égale à la profondeur d'impression. Cette profondeur détermine ensuite la fréquence et la longueur d'onde à choisir. La fréquence sera donc déterminée avec :
Dans cette formule, c est la vitesse de la lumière dans le vide.
On mesure préalablement le spectre de permittivité réelle et imaginaire pour ie verre et les températures visées. On identifie ensuite la gamme des fréquences acceptables pour obtenir une densité de puissance acceptable (dans le cas du verre sodocalcique, la fréquence micro-onde est avantageusement supérieure à 10 GHz, la fréquence de l'induction reste avantageusement inférieure à 1 kHz).
Ensuite, on détermine dans un processus itératif la fréquence qui correspond au mieux à la profondeur d'impression souhaité.
Reste ensuite à vérifier si la fréquence et la puissance souhaitée est réalisable par la construction d'un émetteur (magnétron, gyrotron ou autre). Et finalement, il reste à vérifier si la fréquence retenue est libre d'utilisation au niveau Ségislatif. Les émetteurs sont ensuite disposés en ligne avant le rouleau graveur d'impression pour assurer un chauffage homogène sur la largeur du ruban. Il est particulièrement avantageux de choisir une densité de puissance élevée, injectée juste avant l'impression du ruban pour limiter la diffusion de la chaleur en profondeur de la feuille.
Exemple d'application :
La mesure de la permittivité d'un ruban de verre révèle les valeurs suivantes pour la fréquence de 30 GHz et la température de 6000C : ε ' = 8 , ε = 12
Le calcul de la profondeur di/e donne 0.38mm pour la fréquence de 30 GHz. La profondeur d'impression souhaitée est de 0.4mm. Une légère correction de la fréquence à 28GHz permet de respecter cette profondeur. La vérification de la permittivité donne une variation négligeable des valeurs. Une itération successive de la détermination de la fréquence n'est plus nécessaire dans ce cas.
La variation de la permittivité du verre en fonction de la température demande éventuellement une correction des valeurs notamment si la température de l'impression est bien supérieure à 6000C.
La description a été effectuée à propos d'une production de ruban de verre flotté horizontal. Toutefois le procédé de gravure de l'invention n'est pas limité à un ruban horizontal, mais peut également s'appliquer à la gravure d'une face d'un ruban de verre vertical produit selon une autre méthode.
L'invention permet d'obtenir un ruban de verre présentant une face lisse et l'autre face munie d'une structure précise et organisée pour assurer un effet anti-réfléchissant et permettre à un maximum de flux lumineux d'entrer dans le ruban et d'atteindre l'autre face.
Des plaques de verre ainsi obtenues sont destinées principalement à la réalisation de modules photovoltaïques mais peuvent également servir à la réalisation de panneaux solaires de chauffage, d'écrans plats, de substrats optoélectroniques, de verres décoratifs.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de réalisation en continu d'une structure sur l'une des faces d'un ruban de verre, en particulier flotté, à l'aide d'un dispositif d'impression (8) caractérisé en ce que :
- ie dispositif d'impression (8) est disposé dans une zone (A) située après le bain d'étain où le ruban (B) est à une température moyenne T1 insuffisante pour imprimer sur le ruban le motif du dispositif d'impression selon la nature du motif à graver, la pression entre ie dispositif d'impression et le ruban, et la durée de contact entre le ruban et le dispositif d'impression,
- on effectue un chauffage de la face à graver en amont du dispositif d'impression de sorte de porter en début d'impression une épaisseur limitée et suffisante du ruban à une température T2>T1 nécessaire pour imprimer sur le ruban le motif du dispositif d'impression selon la nature du motif à graver et la pression entre le dispositif d'impression et le ruban, et ia durée de contact entre le ruban et le dispositif d'impression,
- et le flux thermique transmis au ruban par le moyen de chauffage est tel que le « nombre d'impression » N imp soit compris entre 0.05 mm"1 et 2.00 mm"1 et de préférence 0.3 mm"1, le « nombre d'impression » N imp étant défini par la formule :
N = . profτ2 vitesse
""p diffusivité "ll/!ικcιιm iniique lon 1gScchhauffage
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on réalise la structure sur la face supérieure ou inférieure du ruban et en ce que Ton réalise un refroidissement rapide de la face gravée du ruban après le dispositif d'impression afin de stabiliser rapidement la structure gravée et ramener le ruban à une température voisine de T1.
3. Procédé de réalisation en continu d'une structure sur Tune des faces d'un ruban de verre flotté à l'aide d'un dispositif d'impression (8) dans une zone (A) située après le bain d'étain où le ruban (B) est à une température moyenne T1 insuffisante pour imprimer sur le ruban le motif du dispositif d'impression selon la nature du motif à graver, la pression entre le dispositif d'impression et le ruban, et la durée de contact entre le ruban et le dispositif d'impression, caractérisé en ce que : - on effectue un chauffage de la face à graver en amont du dispositif d'impression de sorte de porter en début d'impression une épaisseur limitée et suffisante du ruban à une température T2>T1 nécessaire pour imprimer sur le ruban le motif du dispositif d'impression selon la nature du motif à graver et la pression entre le dispositif d'impression et le ruban, et la durée de contact entre ie ruban et ie dispositif d'impression,
- ie flux thermique est transmis au ruban par induction ou par micro-ondes avec une fréquence adaptée pour limiter i'absorption à l'épaisseur de la couche à imprimer.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour du verre sodocalcique, la température T2 est comprise entre 6500C et 11000C .
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour du verre sodocalcique, la température T1 est inférieure ou égale à 6200C et supérieure à 5700C.
6. Dispositif pour réaliser une structure sur l'une des faces d'un ruban de verre produit en continu à l'aide d'un dispositif d'impression, caractérisé en ce que :
. Ie dispositif d'impression (8) est disposé dans une zone où le ruban est à une température moyenne T1 insuffisante pour imprimer sur le ruban le motif du dispositif d'impression selon la nature du motif à graver, la pression entre le dispositif d'impression et le ruban et la durée de contact entre le ruban et le dispositif d'impression,
. un moyen de chauffage (9) de la face à graver est installé juste en amont du dispositif d'impression de sorte de porter une épaisseur limitée et suffisante du ruban à une température T2>T1 nécessaire pour imprimer sur le ruban le motif du dispositif d'impression selon la nature du motif à graver et la pression entre le dispositif d'impression et le ruban et la durée de contact entre le ruban et le dispositif d'impression tout en conservant le reste du ruban à une température voisine de T1 ,
. et un moyen de refroidissement rapide (12) de la face gravée du ruban est installé après le dispositif d'impression pour refroidir le ruban à une température proche de T1 , mais supérieure à la température T3 de début de solidification du verre.
7. Dispositif selon ia revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de soufflage de gaz (11) sur la face du ruban situé du côté opposé au dispositif d'impression pour appliquer ie ruban (B) contre le rouleau (8) selon une pression appropriée.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif d'impression (8) est disposé au-dessus du ruban de verre (B) pour graver ia face supérieure du ruban, et le moyen de soufflage (11) est constitué par une table à lévitation (14) à soufflage d'air qui soutient la face inférieure du ruban.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de soufflage de gaz (11) du côté opposé au rouleau graveur pour appliquer le ruban contre le dispositif d'impression selon une pression appropriée.
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