FI85580B - Foerfarande och anordning foer framstaellning av planglas. - Google Patents

Description

1 85580

Menetelmä ja laite tasolasin valmistamiseksi

Keksintö koskee menetelmää ja laitetta tasolasin valmistamiseksi.

5 Lasilla, jota käytetään näköaukkojen, kuten raken nusten ja autojen ikkunoiden lasitukseen, on korkeat vaatimukset optisen yhtenäisyyden suhteen. Tämänlaatuiselta lasilta, joka yleensä tunnetaan "tasolasina" vaikka tämä lasituote voikin olla hieman kaareva, vaaditaan, että se 10 välittää kuvat ilman vääristymiä, jotka voisivat vaikuttaa epämiellyttävästi ihmisen silmään. On siten toivottavaa, että valmistetun tasolasin koostumus olisi suuressa määrin yhdenmukainen paikallisten taittokykyerojen välttämiseksi, jotka voisivat aiheuttaa vääristymiä välite-15 tyssä kuvassa. Tasolasille asetetut vaatimukset ovat huomattavasti korkeammat kuin muiden lasityyppien, kuten puristettujen ja puhallettujen lasituotteiden (esimerkiksi pullojen) tai kuitujen, yhteydessä, joissa välitetyn kuvan laatu ei ole päätekijänä niiden normaaleissa sovellutus-20 muodoissa.

On tunnettua, että pääsyynä lasin epähomogeenisuu-teen on sulatetun lasin likaantuminen tulenkestävien materiaalien vaikutuksesta, jotka joutuvat kosketukseen lasin kanssa sulatusprosessin aikana. Sulatetun lasin ai-25 heuttama keraamisten tulenkestävien materiaalien hidas mutta jatkuva kuluminen synnyttää koostumukseltaan erilaisia viiruja sulatettuun lasiin. Näiden epähomogeeni-suuksien määrän minimoimiseksi sulatusuunista poisvede-tyssä lasivirtauksessa käytetään tasolasin valmistuspro-30 sessin yhteydessä suurta sulatetun lasin määrää sulatus-uunissa, jolloin siitä poisvedettävän lasivirtauksen pin-taosa joutuu vain vähäiseen kosketukseen tulenkestävien materiaalien kanssa, tai ei ollenkaan, välittömästi ennen poisvetoa, ja lasimassa kierrätetään uudelleen tulenkestä-35 vien materiaalien aiheuttaman likaantumisen hajottamisek-si. Tämän tekniikan avulla on saavutettu vain rajoitettua 2 85580 menestystä ja se on kallis vaadittavien sulatusastioiden suuren koon ja sulatetun lasin kierrättämisen ylläpitämistä varten tarvittavan energian johdosta. Olisi suotavaa vähentää näitä kustannuksia ja parantaa tasolasin homogee-5 nisuutta.

Hämmennystä on käytetty kauan homogeenisuuden parantamiseksi lasinsulatusprosessien yhteydessä. Pullola-sia tai vastaavaa valmistettaessa sulaa lasia hämmennetään tavallisesti esiahjossa välittömästi ennen lasituot-10 teen muodostamista, mutta hämmennyksen suorittamisen taso-lasin valmistusprosessin vastaavassa vaiheessa on havaittu aikaisemmin pikemminkin huonontavan tuotteena olevan lasin laatua vääristymien suhteen. Tämä ero ei johdu pelkästään siitä, että pullolasissa tai vastaavassa salli-15 taan suurempi vääristymätoleranssi, vaan myös siitä tosi asiasta, että tasolasi valmistetaan yleensä pullolasia alhaisemmissa lämpötiloissa, ja että hämmentäminen on ilmeisesti tehotonta näissä alhaisemmissa lämpötiloissa. Tasolasia hämmennetään toisinaan, kuten on selostettu US-20 patenttijulkaisuissa n:ot 4 046 546 ja 4 047 918, mutta hämmennys tapahtuu tällöin yleensä sulatusuunin kuumemmilla alueilla, jotka ovat huomattavasti ylävirtaan päin siitä alueesta, jossa tasolasin muodostaminen aloitetaan. Siten tällaisissa tapauksissa on järjestettävä huomattava 25 etäisyys hämmennys- ja tasomuodostusalueiden välille sula-• , tetun lasin jäähdyttämiseksi muodostuslämpötilaan, ja tä män johdosta kosketus tulenkestäviin materiaaleihin tapahtuu hämmenysoperaation jälkeen. Olisi suotavaa hämmentää tasolasia välittömästi ennen sen muodostamista lasin homo-- 30 geenisuuden parantamiseksi ja heikentämättä muulla tavoin lasin laatua vääristymien suhteen.

Mahdollisuus hämmentää säiliölasia välittömästi ____ ennen sen muodostamista tarjoaa myös mahdollisuuden lisätä väriaineita lasiin tässä kohdassa. Tämä on edullista 35 sen johdosta, että sen avulla lasin väriä voidaan muuttaa nopeasti ja halvalla, koska vain pieni määrä jäämälasia on 3 85580 mukana tässä värinvaihdoksessa. Koska vaikeuksia esiintyy tasolasia hämmennettäessä myötävirtaan olevassa kohdassa, kuten edellä on selostettu, ei tätä lasin värin vaihtome-netelmää ole yleensä voitu käyttää tasolasia valmistet-5 taessa. Sen sijaan väriaineet tasolasia varten on tavallisesti syötetty sulatusuuniin sekoitettuina yhteen muiden raaka-aineiden kanssa. Tämän johdosta kaikella sulatusuunissa olevalla sulatetulla lasilla on tietty väri, ja värin muuttamiseksi on pääasiassa koko sulatusuunin sisältö 10 poistettava uunista. Tällainen värinvaihtomenetelmä on aikaavievä ja kallis, ja olisi suotavaa saada aikaan tehokkaampi tapa värien muuttamiseksi tasolasin muodostus-prosessin aikana.

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää tasolasin 15 valmistamiseksi, jossa menetelmässä sulatettua lasia sekoitetaan ennen kuin sen lämpötila on laskenut muodostu-mislämpötilansa alapuolelle niin, että lasi oleellisesti homogenisoituu, ja homogenisoitu lasi johdetaan muodostus-vyöhykkeessä olevalle sulatetun metallin muodostamalle 20 kerrokselle, jolloin lasi pidetään lasin muodostuslämpöti-lassa muodostuvyöhykkeessä niin, että muodostuu tasolasi-levy. Menetelmälle on tunnusomaista, että sulatetun lasin sekoittaminen suoritetaan sen ollessa sulatetun metallin kannattamana ja että lasi on sulatetun metallin kannattama 25 sekoittamisen aloittamisesta kunnes lasista on muodostunut ; . tasolasilevy.

; Keksintö koskee myös laitetta, joka käsittää astian sulatetun lasin vastaanottamista ja säilyttämistä varten, välineen astiassa olevan sulateun lasin sekoittamiseksi, '-· 30 muodostuskammion, joka sisältää sulatettua metallia, jonka päälle astiasta tuleva lasi saatetaan kellumaan tasolasi-levyn muodostamiseksi. Laitteelle on tunnusomaista, että • astia pitää sisällään sulametallilammikon, joka on yhtey dessä muodostuskammiossa olevan sulatetun metallin kanssa. 35 Esillä oleva keksintö tarjoaa käyttöön menetelmän ja laitteen tasolasin sekoittamiseksi välittömästi ennen 4 85580 lasin muodostamista optisesti korkealaatuiseksi tasolasi-tuotteeksi. Sulatetussa lasissa olevat epähomogeenisuudet, jotka voivat aiheutua kosketuksesta tulenkestävistä materiaaleista tehtyihin pintoihin, tulevat täten lievenne-5 tyiksi sekoituksen avulla kohdassa, jossa on vain vähäinen tai olematon mahdollisuus sen suhteen, että lisää epähomo-geenisuuksia ilmenisi ennen lasin muodostamista levyksi. Esillä olevan keksinnön yhteydessä tasolasin optista laatua parannetaan sekoittamalla sulatettua lasia ennen kuin 10 sen lämpötila on pudonnut puhdistuslämpötilasta muodosta-mislämpötilaansa. Tavallista natronkalkki-piitasolasiseos-ta varten on havaittu suositeltavaksi suorittaa sekoitus lasin lämpötilan ollessa vähintään 2200 °F (1200 °C). Koska tämä lämpötila esiintyy huomattavasti ylävirtaan siitä 15 kohdasta, jossa muodostaminen alkaa tavallisessa tasolasi-prosessissa, vaaditaan erityisiä toimenpiteitä vääristymistä aiheuttavan likaantumisen välttämiseksi hämmennys-kohdan ja muodostusoperaation aloituskohdan välillä. Nämä toimenpiteet käsittävät kaksi vaihtoehtoa: muodostusope-20 raation aloittamisen erittäin korkeissa lämpötiloissa tai likaavan kosketuksen estämisen tulenkestäviin materiaaleihin lasin jäähtyessä tavanomaisempaan muodostuslämpöti-laan.

Lasin muodostamisen aloittaminen tasolasilevyksi ... 25 lasin hämmennykseen esillä olevan keksinnön yhteydessä • · 1 •1t käytetyissä lämpötiloissa tai lähellä niitä on ongelmal- • 1 1 •V lista tavanomaista kelluntamuodostusprosessia käytettäes- : ’** sä, koska lasin viskoosius tällaisissa lämpötiloissa on : liian alhainen mekaanisten oheunnuslaitteiden tehokasta : -· 30 käyttöä varten. Esiintyvät suhteellisen korkeat lämpöti-lat vaikuttaisivat myös negatiivisesti tavanomaisten kel-luntamuodostusoperaatioiden yhteydessä käytettyjen syöt-törakenteiden kulumisnopeuteen, joihin rakenteisiin sula-.·;·. tettu lasi tavallisesti syötetään alle noin 2000 °F:en 35 (1100 °C) lämpötiloissa. Nyt on kuitenkin havaittu, että • · homogenointi tuotteen laatua huonontamatta tasolasille « • · ♦ • · ·

II

· 5 85580 asetettujen standardivaatimuksien alapuolelle voidaan saavuttaa, jos sulatettua lasia hämmennetään suhteellisen korkeissa lämpötiloissa ja siirrytään välittömästi muodos-tusoperaatioon, jonka yhteydessä lasia voidaan käsitellä 5 tällaisissa lämpötiloissa. Esimerkki sopivasta tasolasin muodostusprosessista on selostettu US-patenttijulkaisussa no 4 395 272 (Kunkle et ai), ja sen yhteydessä käytetään paineistettua kammiota lasin ohentamiseksi haluttuun paksuuteen. Koska tällaisen muodostusprosessin avulla voi-10 daan käsitellä lasia hämmennyslämpötilassa tai hieman sen alapuolella, voidaan lasin muodostaminen tasaiseksi nauhaksi aloittaa lyhyen etäisyyden päässä myötävirtaan häm-mennysoperaation suorituskohdasta, jolloin ei tarvita pituudeltaan huomattavaa väliväylää, jossa lasin yhtenäisyys 15 voisi heikentyä. Esillä olevan keksinnön mukaan sulatetun metallin muodostama tukikerros alkaa ylävirtaan päin muo-dostuskammiosta ja ulottua sopivimmin hämmennysvyöhykkeen kautta muodostuskammioon, jolloin pääasiallinen koskestus-alue tulenkestävien materiaalien kanssa tulee eliminoiduk-20 si. Tällainen järjestely mahdollistaa myös edullisella tavalla huulen tai kynnyksen poistamisen sulatetun lasin tulokohdasta muodostuskammioon, jolloin eliminoidaan elementti, joka on altis suhteellisen suurelle kulumiselle tavanomaisen kelluntamuodostusoperaation yhteydessä.

25 Esillä olevan keksinnön mukaisena vaihtoehtoisena ratkaisutapana, joka on erilainen kuin lasin muodostaminen korkeissa lämpötiloissa, on välttää likaavaa kosketusta tulenkestävien materiaalien kanssa alavirtaan hämmenny s vyöhykkeeltä lasin jäähtyessä sopivaan muodostus-30 lämpötilaan virratessaan kohti muodostuskammiota. Siten hämmennysvyöhykkeen ja muodostuskammion välinen kanava voidaan päällystää sulametallikerroksella, kuten tinalla, joka on muodostuskammiossa olevan sulatetun metallin jatkeena. Myös hämmennysvyöhyke voidaan varustaa tällaisella 35 suojakerroksella, vaikka se ei olekaan olennaisen tärkeää. On erityisesti havaittu olevan edullista varustaa sulate- 6 85580 tun metallin muodostama tukipinta hämmennysvyöhykkeelle lasia varten, koska se vähentää kitkaa sulatetun lasin säiliössä. Tämän ansiosta saavutetaan suurempi keskimääräinen syöttönopeus hämmennysvyöhykkeen kautta, jolloin 5 tuote- tai värimuutokset voidaan suorittaa nopeammin.

Esillä oleva keksintö on periaatteeltaan riippumaton käytetystä erityisestä tasolasin muodostusteknii-kasta, mutta sitä voidaan kuitenkin käyttää erityisen edullisella tavalla kelluntamuodostusprosessin yhteydessä, 10 jossa jatkuva tasolasinauha muodostetaan valamalla sulatettu lasi sulametallilammikon pinnalle.

Esillä olevan keksinnön mukaiseen hämmennyskammioon syötettävä sulatettu lasi voidaan sulattaa ja puhdistaa minkä tahansa tasolasin valmistusta varten sopivan teknii-15 kan avulla, mutta koska hämmennys- ja sopivimmin myös muo-dostusprosessi aloitetaan poikkeuksellisen korkeissa lämpötiloissa, voi sulatusuunin lämpötilakäsittelyosasto olla lyhyempi kuin tavallisesti. On edullista, että esillä olevan keksinnön yhteydessä hämmennys kohdistetaan muodostus-20 kammioon eteenpäin virtaavaan lasivirtaukseen kierrätetyn lasimassan sijasta. Tästä syystä on suositeltavaa käyttää laitteita lasin paluuvirtauksen estämiseksi hämmennysvyö-hykkeeltä sulatuslaitetta kohti. Täten edullisimpana järjestelynä, jonka yhteydessä lasin paluuvirtausta ei ta-25 pahdu, on kaataa sulatettu lasi pystysuorasti hämmennys-vyöhykkeelle. Tämän hämmennysvyöhykkeelle tapahtuvan pystysuoran syötön avulla vältetään materiaaliongelmat jotka liittyvät esteen käyttöön paluuvirtauksen torjumiseksi ja jotka olisivat olemassa vaakasuoraa syöttötapaa käytet-30 täessä. Lisäksi pystysuora syöttötapa sopii hyvin yhteen puhdistustekniikoiden kanssa, jollainen on esimerkiksi selostettu US-patenttijulkaisussa 4 600 426 (Schwen--:--j ninger). Tässä järjestelyssä lasi kulkee alaspäin pysty suoran pitkänomaisen astian läpi ja se poistetaan pohja-* 35 osan kautta. Tällaisen järjestelyn avulla voidaan puhdis- li 7 85580 tettu lasi edullisesti syöttää suoraan esillä olevan keksinnön mukaiseen hämmennyskammioon.

Esillä olevan keksinnön mukainen hämmennysjärjeste-ly ei vain paranna tasolasin optista laatua, vaan sitä 5 voidaan myös käyttää lasiin lisättyjen väri- tai muiden aineiden homogenointiin lasin puhdistamisen jälkeen. Tämän ansiosta lasin väriä tai koostumusta voidaan muuttaa nopeasti ja halvalla jäämälasin pienen määrän ansiosta, johon vaikutetaan tuotemuutoksen aikana.

10 Keksinnön mukainen hämmennykseen sulametallin muo dostamalla tukialustalla liittyvä ominaispiirre sisältää etuja, jotka eivät ole rajoitettuja korkeampilaatuisten lasituotteiden, kuten tasolasin, valmistukseen. Lasin virtauksen alhainen kitkavastus ja siitä aiheutuva tuotemuu-15 tosten helppous ovat edullisia myös muiden lasityyppien, kuten säiliölasin tai pöytäastioiden valmistuksessa.

Esillä olevan keksinnön lisäyksityiskohdat ja muut edut käyvät ilmi oheisista piirustuksista ja seuraavasta yksityiskohtaisesta selostuksesta. Piirustuksissa: 20 Kuvio 1 esittää pituussuuntaista poikkileikkausku- vantoa esillä olevan keksinnön eräästä suositeltavasta sovellutusmuodosta, jossa sulametallilammikko muodostaa tukipinnan sulatettua lasia varten ulottuen jatkuvana häm-mennyskammion läpi lämpötilaltaan korkeaan tasolasin muo-... 25 dostuskammioon;

Kuvio 2 esittää pituussuuntaista poikkileikkausku-vantoa esillä olevan keksinnön mukaisesta sovellutusmuodosta, joka sisältää hämmennys- ja muodostuskammiossa olevan sulametallin muodostaman tukipinnan sekä niiden välis-30 sä olevan jäähdytysvyöhykkeen sulatetun lasin lämpötilan vähentämiseksi tavanomaiseen tasolasin muodostuslämpöti-laan; ·; ; Kuvio 3 esittää pituussuuntaista poikkileikkausku- vantoa keksinnön mukaisesta vaihtoehtoisesta järjestelys-.35 tä puhdistetun sulatetun lasin syöttämistä varten esillä olevan keksinnön mukaiseen hämmennyskammioon, jolloin ta- β 85580 vanomaisesta säiliötyyppisestä sulatus- ja puhdistusuu-nista voidaan syöttää sulatettu lasi hämmennyskammioon pystysuoran kaatamisen avulla;

Kuvio 4 esittää pituussuuntaista poikkileikkausku-5 vantoa kuvion 3 kaltaisesta toisesta vaihtoehtoisesta sulatetun lasin syöttöjärjestelystä, jossa käytetään uppo-männän avulla valvottua pohjapoistoaukkoa;

Kuvio 5 esittää pituussuuntaista poikkileikkausku-vantoa eräästä toisesta järjestelystä sulatetun lasin 10 syöttämiseksi esillä olevan keksinnön mukaiseen hämmennys-kammioon, jolloin puhdistettu sulatettu lasi syötetään vaakasuorasta hämmennyskammioon kynnyselimen yli.

Kuviossa 1 esitetään esillä olevan keksinnön so-vellutusmuoto sisältäen hämmennyskammion 10, johon puhdis-15 tettu sulatettu lasi 11 virtaa jatkuvasti mistä tahansa alalla tunnetusta sopivasta sulatus- ja puhdistusuunista. Kuten kuviosta näkyy, tässä suositeltavassa järjestelyssä lasin syöttövirtaus kulkee pystysuorasti hämmennyskammion 10 sisälle, jolloin paluuvirtaus tulee estetyksi. Kuva-20 tunlaisessa erityisessä esimerkissä tämä pystysuora virtaus tapahtuu puhdistusastian 12 tai muun ylävirran puolella olevan säiliön pohja-aukon kautta. Astiasta 12 tapahtuvaa virtausta voidaan esitetyssä järjestelyssä säätää venttiilielimen 13 välityksellä, joka voi olla US-25 patenttijulkaisussa 4 604 121 (Schwenninger) selostettua tyyppiä. Kuviossa näkyvänä käyttökelpoisena yksityiskohtana, joka ei muodosta osaa esillä olevasta keksinnöstä, on venttiilielimestä 13 alaspäin ulottuva tanko 14, joka varmistaa säännöllisen virtaviivaisen radan pystysuorasti 30 virtaavaa lasimassaa varten ilmasulkeumien välttämiseksi lasissa sen tullessa hämmennyskammion sisällä olevaan lasimassaan 11.

Kuten kaikissa muissakin esillä olevan keksinnön sovellutusmuodoissa lasi on nytkin sopivimmin yli 2200 °F 35 (1200 °C) lämpötilassa hämmentämisen aikana. Siten hämmen nyskammioon 15 tuleva lasivirtaus on vähintään tässä läm- I: 9 85580 pötilassa. Sopivimmin mitään huomattavampaa kuumennusmää-rää ei käytetä hämmennyskammiossa ja siten tuleva lasi-virtaus 15 on tavallisesti hieman hämmennyksen minimilämpötilaa korkeammassa lämpötilassa lasin jäähtyessä jonkin 5 verran kulkiessaan puhdistuslaitteesta 12 muodostuskam- mioon 16. Ei ole olemassa mitään varsinaista ylärajaa hämmenny skammioon tulevan lasin lämpötilalle, mutta käytännössä on mitä todennäköisintä, että lasi olisi hieman siihen ylävirran puolella tapahtuvan puhdistusprosessin yh-10 teydessä kohdistettua huippupuhdistuslämpötilaa alhaisem massa lämpötilassa, joka on yleensä alle noin 2800 °F (1500 °C). Käytännössä voisi lisäksi joissain tapauksissa olla suotavaa antaa lasin jäähtyä huomattavasti ennen tuloaan hämmennyskammioon, esimerkiksi noin arvoon 2400 °F 15 (1300 °C) tai sen alle sulatetun lasin kanssa kosketukseen tulevien elementtien, kuten hämmentimien, käyttöiän lisäämiseksi .

Esillä oleva keksintö ei ole rajoitettu hämmenti-men mihinkään erityiseen rakenteeseen, vaan mitä tahansa 20 aikaisemmin ehdotettua laitetta sulatetun lasin hämmentämistä varten voidaan käyttää. Jotkut laitejärjestelyt voivat olla muita tehokkaampia lasin homogenoinnissa, mutta hämmentimien lukumäärä ja niiden kiertonopeus voidaan kuitenkin valita tehokkuusvaihtelujen kompensoimiseksi. Kus-25 sakin piirustuksessa esitetty erityinen hämmenninrakenne muodostaa suositeltavan esimerkin siinä suhteessa, että sillä on voimakas sekoitusvaikutus ja sitä on helposti saatavissa. Toinen mahdollisesti sopiva sovellutusmuoto on selostettu US-patenttijulkaisussa no 4 493 557 (Nayak et 30 ai). Jokainen kuviossa 1 esitetty hämmennin 20 käsittää kierukkamaisen hämmenninosan asetettuna akselin pohjaosaan, kummankin osan voidessa olla valettuina keraamisesta tulenkestävästä materiaalista. Ilman vetämisen estämiseksi sulamassaan on suositeltavaa pyörittää kierukkamai-35 siä hämmentimiä sellaiseen suuntaan, että ne vetävät sulatettua lasimassaa ylöspäin pintaa kohti. Tämä pyöritys- ίο 8 5 5 80 suuntaa estää myös hämmennyskammiossa olevan sulamassan pintaan mahdollisesti kerrostuneiden lisäaineiden pyyhkiy-tymisen pois ennen aikojaan, ja niiden ollessa keskitettyinä juovina, aktiiviselle hämmennysvyöhykkeelle. Hämmen-5 timien pyörittämistä varten tarkoitetut käyttölaitteet voivat olla mitä tahansa tätä tarkoitusta varten sopivaa tyyppiä jä hämmentimiä voidaan käyttää erikseen tai ryhmissä. Mukavuuden vuoksi voidaan esimerkiksi poikittaisessa rivissä olevia hämmentimiä pyörittää samaan suun-10 taan ja lasiin kohdistuvien leikkausvoimien lisäämiseksi on suositeltavaa pyörittää vierekkäistä poikittaista riviä vastakkaiseen suuntaan, kuten kuvioissa on esitetty. On kuitenkin selvää, että mitä tahansa pyörityskuviota voidaan käyttää esillä olevan keksinnön yhteydessä, kun-15 hän vain riittävä homogenointi saavutetaan. Hyvän homo-genoinnin saavuttamiseksi pidetään suotavana, että pääasiassa koko hämmennyskammiossa olevan sulatetun lasin poikittainen poikkileikkausala hämmennetään ja hämmenti-mien lukumäärä ja koko voidaan valita vastaavalla taval-20 la. Siten kuvion 1 mukaisessa sovellutusmuodossa vastaa jokaisen hämmentimen kierukkamainen osa pääasiassa sulatetun lasin syvyyttä, ja käytössä on sarja lähekkäin asetettuja hämmentimiä, jotka vaikuttavat aktiivisesti hämmennyskammiossa olevan sulatetun materiaalin koko levey-25 deltä. Homogenointiasteeseen vaikuttaa myös sulamassan kunkin lisäyksen ja virtausnopeuden aiheuttama hämmennys-tekijä. Siten on suositeltavaa käyttää useita hämmennin-rivejä, niin että lasin kukin lisäysmassa joutuu toistuvasti sekoitusvoimien alaiseksi kulkiessaan hämmennyskam-30 miossa. Hämmenninrivien määrä on riippuvainen halutusta homogenointiasteesta ja lasin virtausnopeudesta. Yleisenä ohjeena voidaan mainita, että yhtä hämmennintä voidaan käyttää laadultaan keskimääräisen tasolasin kutakin 10 tonnin päivittäistä tuotantomäärää varten. Ilmeisestikin 35 joidenkin sovellutusten yhteydessä alhaisemmat laatuvaatimukset voivat sallia harvempien hämmentimien käytön.

η 85580

Toisaalta suuren hämmenninmäärän käyttö saa tavallisesti aikaan parempia tuloksia. Vaadittua suuremman hämmennin-määrän käytöllä ei taas ole muita merkittävämpiä haittoja kuin niiden aiheuttamat kustannukset.

5 Kuvion 1 esittämän sovellutusmuodon hämmennyskam- mion 10 seinät voidaan tehdä sulavaletusta keraamisesta tulenkestävästä materiaalista, jonka kosketus voi liata sulatetun lasin siihen määrään asti, että huomattavia optisia vääristymiä saattaa syntyä tasolasituotteeseen. 10 Siten tässä sovellutusmuodossa sulatettu lasi syötetään muodostuskammioon 16 välittömästi hämmennyksensä jälkeen lasin kanssa hämmennyksen jälkeen kosketukseen joutuvan tulenkestävän materiaalin pinta-alan minimoimiseksi. Kuviossa 1 pystysuorassa suunnassa säädettävä estelevy 21 15 säätää sulatetun lasin virtausta hämrnennyskammiosta sula-metallilammikon 23 pinnalle, tämän lammikon ollessa useimmiten sulatettua tinaa. Lasimassa muodostaa nauhan 24, joka on paksuudeltaan vähäisempi ja jäähtyy sitä vedettäessä sulametallilammikkoa pitkin, kunnes se jäähtyy 20 riittävästi poisvetoa varten sulametallin pinnasta lasi-nauhan pintaa vaurioittamatta. Koska sulatettua lasia hämmennetään suhteellisen korkeissa lämpötiloissa ja se syötetään välittömästi tämän jälkeen muodostuskammioon, tulee lasi muodostuskammioon lämpötilassa, joka on korkeampi 25 tavanomaiseen kelluntatyyppiseen muodostusprosessiin verrattuna. Lasin lämpötila voi hieman pudota hämmennyslämpötilasta, joka on yli 2200 °F (1200 °C), mutta lasi tulee kuitenkin yleensä muodostuskammioon ennen jäähtymistään tavanomaisen kelluntaprosessin syöttölämpötilaan, joka on 30 noin 1900 - 2000 °F (1040 - 1090 °C). Tavallisesti esillä olevan keksinnön mukaisen kuviossa 1 esitetyn sovellutuksen muodostuskammioon tuleva lasi on ainakin 2100 °F:en (1150 °C) lämpötilassa, jossa lasin viskoosius ei ole riittävä lasinauhan ohentamiseksi mekaanisten laitteiden avul-: 35 la haluttuun paksuuteen muodostuskammiossa. Siten muodos-tusprosessi, jonka yhteydessä käytetään korkeampaa lämpö- i2 85580 tilaa muodostuskammion sisällä, sopivimmin US-patentti-julkaisussa no 4 395 272 (Kunkle et ai) selostettu prosessi, on käyttökelpoinen esillä olevan keksinnön niissä sovellutusmuodoissa, joissa hämmennetty lasi syötetään 5 suhteellisen korkeassa lämpötilassa muodostuskammioon. Myös muitakin paineistettuja lasinmuodostusprosesseja voidaan käyttää, vaikka se ei olekaan yhtä edullista, esimerkiksi US-patenttijulkaisuissa n:ot 3 241 937 (Mivhalik et ai) tai 3 432 283 (Galey) selostettuja prosesseja.

10 Väriaineiden tai muiden lisäaineiden lisäämiseksi sulatettuun lasiin hämmennyskammiossa voidaan käyttää ruu-visyöttölaitetta 29, joka voi esimerkiksi ulottua vaaka-suorasti sivuseinästä lähellä sitä kohtaa, jossa lasivir-taus 15 tulee hämmennyskammioon. Sopivia väriaineita on 15 saatavana helposti ja ne ovat tavallisesti konsentraattien muodossa sisältäen mahdollisesti väriaineseoksen, kuten jonkin metallioksidin, sekoitettuna yhteen juoksutinjau-heen kanssa ja sidottuna natriumsilikaatin tai jonkin muun sideaineen avulla. Muita tarkoituksia kuin värinvaihtoa 20 varten tarkoitettuja lisäaineita voidaan syöttää sulatettuun lasiin hämmennyskammiossa. Siten voitaisiin muodostaa erilainen lasiseos ilman sen koostumuksen muuttamistarvetta sulatus- ja puhdistusvaiheissa.

Kuviossa 1 sulatettu metalli 30 ulottuu koko häm-25 mennyskammion 10 sekä muodostuskammion 16 kautta. Tämä järjestely on suositeltava, koska sen avulla eliminoidaan kosketus tulenkestävään materiaaliin hämmennyskammion pohjan ja kynnyksen kanssa, jolloin saavutetaan lisävarmistus sille, että epähomogeenisuuksia ei pääse uudelleen synty-30 mään hämmennettyyn lasiin. Lisäksi kynnyksen eliminoiminen poistaa elementin, jota on huollettava ja joka on ajoittain korvattava uudella erityisesti niissä korkeissa lämpötiloissa, joita esiintyy tässä selostettujen suositeltavien sovellutusmuotojen yhteydessä. On selvää, että sula-35 metallikerrosta 30 ei tarvitse ulottaa kulkemaan koko häm- • mennyskammion läpi kosketuksen välttämiseksi edullisella li i3 85580 tavalla tulenkestävään materiaaliin, vaan että vain osat hämmennyskammiosta voidaan peittää sillä, erityisesti häm-mentimistä 20 myötärvirtaan oleva osa.

Likaamattoman pinnan muodostamisen lisäksi sula-5 tetun lasin kanssa kosketuksessa oleva pääasiallista aluetta varten on sulatetun metallin käytöllä tukipintana hämmennyskammiossa muitakin etuja. On havaittu, että su-lametallipinta muodostaa erittäin pienen kitkavastuksen sen päällä liikkuvalle sulatetulle lasille. Tämän ansios-10 ta lasi liikkuu myötävirtaan hämmennyskammion kautta suhteellisen yhtenäisenä koko poikkipinta-alaltaan, niin että mahdolliset muutokset lasin värissä tai koostumuksessa voidaan toteuttaa suhteellisen nopeasti vain pienellä la-sihäviöllä siirtymävaiheen aikana.

15 Hämmennetyn lasin johtamista muodostuskammioon kor keissa lämpötiloissa pidetään esillä olevan keksinnön suositeltavien sovellutusmuotojen eräänä edullisena ominaispiirteenä, vaikka jotkut keksinnön eduista voidaankin saavuttaa syöttämällä lasi muodostuskammioon tavanomaisemmis-20 sa muodostuslämpötiloissa, jos haitallinen likaantuminen kosketuksen johdosta tulenkestävään materiaaliin voidaan välttää hämmentämisen jälkeen lasin jäähtyessä tavanomaiseen muodostuslämpötilaan. Esimerkki tällaisesta järjestelystä on esitetty kuviossa 2, jonka yhteydessä jäähdytys-25 vyöhyke 40 on muodostettu hämmenny s vyöhykkeen 10 ja muo-dostuskammion 16 väliin. Pöhjakosketus tulenkestävään materiaaliin vältetään muodostamalla sulametallikerros 41 (esimerkiksi sulatettua tinaa oleva kerros), joka voi ulota jatkuvasti hämmennyskammiosta jäähdytysvyöhykkeen 30 kautta muodostuskammioon kuvion 2 esittämällä tavalla.

Koska tasolasiin liityvien optisten laatustandardien ylläpitäminen edellyttää lasin hämmentämistä suhteellisen korkeissa lämpötiloissa esillä olevan keksinnön mukaisesti, on kuvion 2 mukaisen jäähdytysvyöhykkeen 40 teh-'35 tävänä sallia lasin lämpötilan putoaminen hämmennyslämpötilasta muodostuslämpötilaan. Kuten edellä on mainittu, on i4 85580 hämmennyslämpötila tavanomaista natronkalkki-piitasolasi-seosta varten sopivimmin yli 2200 °F (1200 °C) ja muodos-tuslämpötila yleensä alle 2000 °F (1100 °C). Siten jääh-dytysvyöhykkeen pituus valitaan siten, että saavutetaan 5 riittävä kestoaika lasin lämpötilalle vaaditun lasimäärän putoamista varten. Pelkästään jäähdytysvyöhykkeen tulenkestävien seinien välityksellä aikaansaatu jäähdytys voi olla riittävä, mutta joissakin tapauksissa voi kuitenkin olla suotavaa lyhentää jäähdytysvyöhykkeen pituutta käyt-10 tämällä jäähdytyslaitteita, kuten kuviossa 2 esitettyjä jäähdytysputkia 42, jäähdytysvyöhykkeellä 40 olevan sulatetun lasin yläpuolella. Vaihtoehtoisesti voidaaan käyttää myös paineilmavirtauksia lasin jäähdyttämiseksi muodos-tuslämpötilaan. Tässä esimerkissä prosessin sulatetun la-15 sin muodostamiseksi tasaiseksi nauhaksi ei tarvitse sisältää korkeaa painetta, vaan käytössä voi olla mikä tahansa tavanomainen tasolasin muodostustekniikka, kuten tavanomainen kelluntamuodostustekniikka, jonka yhteydessä käytetään mekaanisia vaimennuslaitteita, jotka tarttuvat 20 kiinni nauhan sivureunaosiin. Tulojärjestely kuvion 2 mukaiseen muodostuskammioon 16 voi edullisesti sisältää pelkästään estelevyn 21, joka säätää sulametallisen tukipin-nan 41 päällä tapahtuvaa lasivirtausta.

Kuvion 1 yhteydessä selostettua järjestelyä sula-25 tetun lasin pystysuoraa syöttämistä varten voidaan käyttää kussakin kuvatussa sovellutusmuodossa, ja kuvioissa 3, 4 ja 5 on esitetty esimerkkejä vaihtoehtoisia järjestelyjä lasin syöttämiseksi hämmennyskammioon, ja näitä järjestelyjä voidaan käyttää minkä tahansa edellä kuvatun sovel-30 lutusmuodon yhteydessä. Kuviossa 6 näkyvä sulatetun lasin syöttöjärjestely sisältää suositeltavana ominaispiirteenä sulatetun lasin virtauksen 50 johtamisen pystysuorasti hämmennyskammioon 10. Toisin kuin kuviossa 1, ei pystysuora lasivirtaus kuitenkaan lähde puhdistusastian pohja-au-35 kosta, vaan tavanomaisemman vaakasuoran säiliötyyppisen puhdistusastian 52 poistoaukosta 51. Porttiventtiilin 53 li * is 85580 avulla voidaan säädellä sulatetun lasin virtausta puhdis-tusastiasta 52.

Kuvio 4 esittää sulatetun lasin samanlaista pystysuoraa siirtoa tavanomaisesta puhdistusastiasta 55 hämmen-5 nyskammioon 10. Tässä sovellutusmuodossa lasivirtausta valvotaan uppomännän 56 välityksellä, joka toimii yhdessä astian 55 pohjan kautta kulkevan poistoputken 57 kanssa. Tämä poistoputki voidaan valmistaa tulenkestävästä materiaalista, kuten platinasta.

10 Esimerkki järjestelystä, joka käsittää sulatetun lasin vaakasuoran syötön hämmennyskammioon 10, on esitetty kuviossa 5. Tässä järjestelyssä hämmennyskammio 10 on asetettu vaakasuorasti samaan linjaan tavanomaisen säi-liötyyppisen puhdistusastian 60 pään kanssa upotetun vä- 15 liseinän 61 erottaessa kammiot toisistaan ja estäessä sulatetun lasin paluuvirtauksen ulos hänunennyskammiosta. Väliseinä 61 voidaan varustaa jäähdytystiehyeillä 62. Kuvion 5 esittämä sovellutusmuoto on muutoin samanlainen kuin kuvion 1 esittämä sovellutus.

20 Tässä yhteydessä viitatun natronkalkki-piilasin tunnusmerkillinen koostumus on yleensä seuraavanlainen:

Paino %

Si02 70-74 25 Na20 12-16

CaO 8-12

MgO 0- 5 a12°3 °- 3 K20 0- 3 30 BaO 0- 1

Fe2°3 °- 1

Pieniä määriä väriaineita, puhdistusaineita tai epäpuhtauksia voi myös sisältyä lasin koostumukseen.

35 Useimpien tasolasien koostumus on seuraavissa rajoissa: i6 85580

Paino % S102 72-74

Na20 12-14

CaO 8-10 5 MgO 3- 5 a12°3 °- 2 K.o o- i

Fe2°3 °- 1 10 Esillä olevan keksinnön yhteydessä selostetut käyt tölämpötilat liittyvät ylläolevaan tasolasikoostumukseen. Muita koostumuksia varten tarkoitetut hämmennys- ja muo-dostuslämpötilat vaihtelevat kyseisen lasiseoksen lämpötilan ja viskoosiuden välisen suhteen mukaisesti. Tässä yh- 15 teydessä ilmoitettujen lämpötilojen ekstrapoloimiseksi toisia lasikoostumuksia varten on seuraavassa esitetty esimerkin tavoin natronkalkki-piitasolasin lämpötilojen ja viskoosiuksien välinen suhde: 20 Vlskoosius (Poisea) _Lämpötila_

100 2630 °F, 1443 °C

1000 2164 °F, 1184 °C

10000 1876 °F, 1024 °C

100000 1663 °F, 906 °C

25

Alaan perehtyneet henkilöt voivat tehdä muitakin muutoksia esillä olevaan keksintöön oheisissa patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnön suojapiirin puitteissa.

30

Claims (12)

1. Menetelmä tasolasin valmistamiseksi, jossa menetelmässä sulatettua lasia sekoitetaan ennen kuin sen läm-5 pötila on laskenut muodostumislämpötilansa alapuolelle niin, että lasi oleellisesti homogenisoituu, ja homogenisoitu lasi johdetaan muodostusvyöhykkeessä olevalle sulatetun metallin muodostamalle kerrokselle, jolloin lasi pidetään lasin muodostuslämpötilassa muodostusvyöhykkeessä 10 niin, että muodostuu tasolasilevy, tunnettu siitä, että sulatetun lasin sekoittaminen suoritetaan sen ollessa sulatetun metallin kannattamana ja että lasi on sulatetun metallin kannattama sekoittamisen aloittamisesta kunnes lasista on muodostunut tasolasilevy.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lasia sekoitetaan yli 2200 °F:en (1200 °C) lämpötilassa ja että muodostusproses-si aloitetaan lasin lämpötilan ollessa ainakin 2100 °F (1150 °C).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lasi on rauodostusprosessin aikana yli ilmakehän olevan paineen alaisena sen paksuuden vähentämiseksi.

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukai- 25 nen menetelmä, tunnettu siitä, että välittömästi ennen sekoittamista sulatettuun lasiin lisätään ainetta lasin ominaisuuksien modifioimiseksi.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulatettuun 30 lasiin lisätään väriainetta sen jälkeen kun sulatettu lasi on johdettu sulatetun metallin muodostamalle kantajalle ja ennenkuin sekoittaminen on päättynyt.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulatettu lasi 35 sekoittamisen jälkeen ja ennen muodostamisen aloittamista i8 85580 johdetaan kanavan läpi, jossa sulatettu lasi pidetään kosketuksessa sulatetun metallin kanssa.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukaisessa menetelmässä käytettävä laite, joka käsittää astian (10) sulatetun la- 5 sin vastaanottamista ja säilyttämistä varten, välineen (20) astiassa (10) olevan sulatetun lasin sekoittamiseksi, muodostuskammion (16), joka sisältää sulatettua metallia, jonka päälle astiasta (10) tuleva lasi saatetaan kellumaan tasolasilevyn muodostamiseksi, tunnettu siitä, 10 että astia (10) pitää sisällään sulametallilammikon (30), joka on yhteydessä muodostuskammiossa (16) olevan sulatetun metallin kanssa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että sekoitusväline käsittää useita se- 15 koittimia (21), jotka on asetettu useisiin riveihin.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että sekoittimet ovat varustettuja kierukkamaisilla siivillä.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 7-9 mukainen laite, 20 tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi välineet lisäaineiden syöttämiseksi sekoitusastiassa olevaan sulatettuun lasiin.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 7-10 mukainen laite, tunnettu siitä, että sekoitusastia (10) sisältää 25 jäähdytyslaitteen (42).

12. Jonkin patenttivaatimuksen 7-11 mukainen laite, tunnettu siitä, että se käsittää sekoitusastian (10) ja muodostuskammion (16) väliin sovitetun esteen (21) , joka säätää sulatetun lasin virtausta sekoitusas- 30 tiasta muodostuskammioon. Il 19 85580