MX2011001142A - Unidad y proceso de tratamiento de superficie de vidrio plano con acondicionamiento termico del vidrio. - Google Patents

Abstract

Unidad para el tratamiento de superficie de vidrio plano, en particular en forma de una cinta o una hoja, especialmente modificando las propiedades químicas, ópticas o mecánicas o la deposición de una o más películas delgadas, que comprende medios de calentamiento y enfriamiento para crear un gradiente de temperatura controlado a través del espesor del vidrio, medios para calentar la cara a ser tratada, para que ésta esté siempre a las temperaturas requeridas y durante el tiempo necesario para obtener tratamientos efectivos de la superficie de la misma y medios para enfriar la cara opuesta para que esta cara opuesta tenga una viscosidad de entre 1013 dPa.s y 2.3' 1010dPa.s.

Description

UNIDAD Y PROCESO DE TRATAMIENTO DE SUPERFICIE DE VIDRIO PLANO CON ACONDICIONAMIENTO TERMICO DEL VIDRIO CAMPO DE LA INVENCION La invención se relaciona con una unidad para tratar la superficie de vidrio plano, en particular en forma de un cinta o una placa, con un acondicionamiento térmico del vidrio para incrementar la temperatura de una de las caras del vidrio a las temperaturas requeridas y durante los periodos necesarios para obtener tratamientos efectivos de su superficie, en particular modificando las propiedades químicas, ópticas o mecánicas, o la deposición de una o más capas delgadas.

Este acondicionamiento del vidrio es llevado a cabo sobre una cinta de vidrio producida continuamente por el método de vidrio flotante, el método de laminado o el método de estirado. También se aplica durante procesos para tratar vidrio en placa, alimentado ya sea continuamente o por lotes. El vidrio pudo haber sido previamente tratado, por ejemplo, mediante la deposición de una capa preparada en el baño de estaño.

La invención se relaciona de manera más particular, pero no exclusivamente, con una unidad de tratamiento para la fabricación de vidrio plano que se pretende sirva para aplicaciones en arquitectura, automotrices o solares.

Se recuerda que algunas de las aplicaciones descritas más adelante requieren cada vez más el tratamiento de superficie del vidrio por deposición de capas delgadas, con frecuencia consistentes de una pluralidad de capas sucesivas. Esas capas sirven por ejemplo para obtener reflexión solar, baja emisividad, conductividad eléctrica, tinción, y otras propiedades.

Para simplificar la descripción, se considera más adelante que el tratamiento de la superficie se lleva a cabo sobre la cara superior. Sin embargo, de acuerdo con la invención, la cara a ser tratada puede ser igualmente la cara superior o la cara inferior o ambas.

Las modificaciones de las propiedades ópticas y mecánicas de la superficie de vidrio pueden ser obtenidas con un método para preparar una estructura usando un rodillo degradado sobre una de las caras de la cinta de vidrio .

Otras aplicaciones requieren la transformación de las propiedades mecánicas, químicas u ópticas del vidrio por métodos para cambiar la composición química y estructural en una profundidad limitada del vidrio.

Los métodos principales empleados a presión atmosférica para la deposición de película delgada son CVD (deposición de vapor químico) , CVD a la llama, plasma atmosférico, métodos SP (pirólisis por rocío) . Esos métodos pueden calentar o enfriar la superficie del vidrio, en grados variables. Los métodos de pirólisis requieren una temperatura de vidrio alta para obtener la descomposición de los reactivos y la formación de las capas, y por lo tanto son particularmente adecuadas cuando el vidrio plano está aún a temperatura alta durante su fabricación o durante su procesamiento (templado del vidrio, por ejemplo) .

La fabricación de vidrio flotante implica la formación de cintas de vidrio sobre un baño de estaño fundido de una temperatura de 1000°C a una temperatura de aproximadamente 620°C para el vidrio de sosa - cal. La formación de la cinta a un espesor y ancho constante se detiene a aproximadamente 800°C. Por debajo de esta temperatura, la geometría de la cinta permanece estable y entonces continua un enfriamiento controlado de la cinta sobre el estaño. La temperatura máxima de 620°C, la cinta es levantada ligeramente del baño por rodillos mecánicos para pasarla a su horno de enfriamiento. En este horno de enfriamiento, la cinta es enfriada de 620°C hasta aproximadamente 50°C antes de ser cortada en paneles.

La temperatura máxima de aproximadamente 620°C, equivalente a una viscosidad de aproximadamente 2.3 x 1010 dPas, sirve para obtener una calidad que satisface los estándares EN o ASTM. Para requerimientos de menor calidad relacionados con la marcación por los medios de soporte del vidrio o defectos de lisura, la temperatura de salida del baño puede ser mayor.

Para diferentes composiciones de vidrio de aquéllas del vidrio de sosa - cal estándar, la temperatura máxima de la salida del baño también puede ser diferente.

Parte de los procesos CVD se instalan en los baños de estaño para beneficiarse de la alta temperatura del vidrio que es favorable para la deposición y a pesar de la inaccesibilidad relativa de la superficie de la cinta. El baño de estaño es protegido por una atmósfera reductora consistente de una mezcla de N2 + H2 para evitar la oxidación del estaño fundido. La atmósfera promueve la deposición de capas que requieren una atmósfera reductora como las capas de metal. Otros métodos, por ejemplo el SP, no pueden ser usados en el baño de estaño debido a que contaminarían la atmósfera por encima del baño.

En el túnel de recocido como un horno de enfriamiento, la atmósfera consiste de aire y la cinta es normalmente transportada sobre rodillos. La superficie de vidrio está de este modo más accesible para un proceso de deposición. Todos los sistemas SP y parte de los procesos CVD son de este modo instalados en la sección inicial de los hornos de enfriamiento, en los cuales la temperatura del vidrio se limita a un valor máximo de 620°C.

La temperatura de la superficie de la cinta juega un papel crucial en la eficiencia y calidad, y los procesos de deposición pirolitica y transformación de la superficie, por ejemplo por difusión.

Por ejemplo, un tratamiento por CVD pirolitico estándar consiste de la deposición de una capa delgada de Si amorfo usada como una capa reflectora en arquitectura. La deposición se lleva cabo por descomposición de silano gaseoso. La velocidad de la descomposición pirolitica del silano es lenta para temperaturas < 650°C y es únicamente parcial a temperaturas inferiores a 610°C. La temperatura limitada del vidrio en un horno de enfriamiento reduce considerablemente la eficiencia de un proceso de deposición. Puesto que el reactor frió está muy cerca del vidrio, esto también hace que el vidrio pierda calor.

El tratamiento SP enfria la cinta de vidrio más que el proceso CVD, causando por lo tanto problemas de deformación de vidrio cuando la temperatura cae localmente por debajo de aproximadamente 570°C para el vidrio de sosa cal. Esta baja temperatura también produce una caída en la eficiencia de descomposición del reactivo y una pobre adhesión de la capa.

Los métodos para procesar la superficie de vidrio, por ejemplo para obtener una tinción por difusión de iones colorantes en el vidrio o un endurecimiento químico o mecánico por difusión de alúmina, requieren una temperatura del vidrio alta.

También puede ser aplicado un campo eléctrico para promover la difusión de iones en una capa depositada y/o en el vidrio.

La deposición de especies químicas sobre la superficie de vidrio puede ser llevado a cabo por varios métodos, como la creación de nanopartículas en una llama o la descomposición de un reactivo presente en un reactor de CVD. La velocidad de difusión de los elementos en el vidrio depende directamente de la temperatura. Esta última está limitada en el horno de enfriamiento, de modo que el vidrio permanece por debajo de aproximadamente 620°C para el vidrio de sosa - cal.

La Patente Estadounidense 4,536,204 describe el calentamiento de una cinta sobre la superficie superior antes del recubrimiento para reducir la temperatura heterogéneamente a través del ancho de la cinta. Se emplean medios de calentamiento radiante. Sin embargo, el flujo de calor inyectado en el vidrio debe permanecer limitado para evitar que se exceda la temperatura máxima permisible. El nivel de temperatura alcanzado sobre la cara superior y el periodo de conservación de la temperatura son por lo tanto limitados .

La Patente Estadounidense 4,022,601 describe un dispositivo de recubrimiento SP colocado entre el baño de estaño y el horno de enfriamiento. La temperatura máxima permisible para el vidrio producido y el nivel de calidad requerido es de 649°C en la salida del baño. Puesto que el dispositivo de recubrimiento produce un enfriamiento considerable del vidrio, se instala un dispositivo de calentamiento en la cara superior justo corriente arroba del dispositivo de recubrimiento, para compensar este enfriamiento y reestablecer el vidrio a su temperatura inicial. Segundos medios de calentamiento colocados en la cara inferior del dispositivo de recubrimiento sirven- para compensar el enfriamiento producido por el proceso de recubrimiento para evitar la deformación que resultaría del congelamiento incipiente del vidrio. Esta invención no permite el calentamiento del vidrio a una temperatura superior a una que esté en la salida del baño.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Es sobre todo el objetivo de la invención elevar la temperatura de la cara de vidrio a ser tratada para hacer más eficiente los métodos descritos anteriormente, pero sin causar deformaciones y/o marcas del vidrio por los medios de soporte colocados sobre la cara opuesta a la cara tratada, en particular los rodillos de soporte.

La invención consiste principalmente de una unidad para tratar la superficie del vidrio plano, en particular en forma de una cinta o placa, particularmente modificando las propiedades químicas, ópticas o mecánicas, o por la deposición de una o más capas delgadas, caracterizado porque comprende medios de calentamiento o enfriamiento para crear un gradiente térmico controlado en el espesor del vidrio, y medios para calentar la cara a ser tratada, de modo que ésta esté siempre a la temperatura requerida, y durante los periodos necesarios para obtener tratamientos efectivos de su superficie, y medios para enfriar la cara opuesta, de modo que esta cara opuesta tenga una viscosidad de entre 1013 dPas y 2.3 x 1010 dPas, preferiblemente aproximadamente 1.9 x 1012 dPas.

De manera ventajosa, la unidad comprende en sucesión : - una zona de inicio con medios para calentar la cara a ser tratada y medios para enfriar la cara opuesta para alcanzar las temperaturas objetivo en la cara a ser tratada y en la cara opuesta, una zona de tratamiento con medios para calentar y medios para tratar la cara a ser tratada, y medios para enfriar la cara opuesta a la cara tratada, - una zona de homogenización, con medios de enfriamiento, - y dispositivos colocados en la entrada y salida de la unidad de tratamiento para limitar las pérdidas de calor y el intercambio de atmósferas.

La longitud de la zona de inicio para alcanzar las temperaturas objetivo en la cara a ser tratada y en la cara opuesta es determinada de modo que el número de Peclet Pe (espesor-0.5)2 velocidad tconv difusividad _térmica longitud Es de entre 0.5 y 15, de manera favorable entre 3 y 5, con: ~ tdif = tiempo característico para la difusión del calor a una profundidad, estando dada tdif por tdif = (espesor 12 ) Vdifusividad térmica, ~ Conv = tiempo característico para el transporte horizontal de la cinta en la zona de inicio, siendo tCOnv dado por tCOnv = longitud de la zona/velocidad de la cinta.

La unidad puede integrar uno o más dispositivos de tratamiento sucesivos colocados sobre la misma cara de las caras opuestas del vidrio.

La unidad de tratamiento de la superficie de vidrio plano comprende medios de enfriamiento para mantener la cara opuesta a una temperatura que sirva para evitar la marcación del vidrio por los medios de soporte y/o la deformación del vidrio por una ausencia de resistencia mecánica, previniendo a la vez el congelamiento del vidrio que resultaría del enfriamiento excesivo.

La invención también se relaciona con un método para tratar la superficie de vidrio plano, en particular en forma de una cinta o una placa, particularmente modificando las propiedades químicas, ópticas o mecánicas, o por deposición de una o más capas delgadas, caracterizado porque se crea un gradiente crónico controlado en el espesor del vidrio, por medio del calentamiento de la cara a ser tratada, de modo que esta siempre esté a la temperatura requerida y durante los periodos necesarios para obtener tratamientos efectivos de su superficie, por medio del enfriamiento de la cara opuesta, de modo que esta cara opuesta tenga una viscosidad entre 1013 dPas y 2.3 x 1010 dPas, preferiblemente de alrededor de 1.9 x 1012 dPas.

De manera ventajosa, de acuerdo con el método: - en una zona de inicio, la cara a ser tratada es calentada y la cara opuesta es enfriada para alcanzar las temperaturas objetivas en la cara a ser tratada y en la cara opuesta, - en una zona de tratamiento, la cara a ser tratada es calentada y es sometida a un tratamiento, mientras que la cara opuesta a la cara tratada es enfriada, - en una zona de homogenización, la cara opuesta a la cara tratada es enfriada.

Preferiblemente, en la zona de inicio, los flujos de calor, positivo y negativo, sobre las dos caras, no están equilibrados, sirviendo por lo tanto para incrementar ligeramente la temperatura por medio de la cinta.

En la zona de tratamiento, el calentamiento y enfriamiento pueden ser equilibrados sobre ambas caras, subiendo por lo tanto para mantener un gradiente térmico estable a través de la cinta de vidrio.

En la zona de homogenización, el calentamiento puede ser detenido mientras el enfriamiento sea mantenido.

De acuerdo con el método, la cara opuesta es mantenida a una temperatura que sirve para evitar la marcación del vidrio con los medios de soporte y/o la deformación del vidrio por una falta de resistencia mecánica, evitando a la vez el congelamiento del vidrio que resultaría de un enfriamiento excesivo.

La implementación de la invención sirve para incrementar las temperaturas a las cuales son llevados los tratamientos para mejorar su desempeño. Este incremento de temperatura puede ser obtenido brevemente cuando sea necesario para llevar a cabo un tratamiento a corto plazo que puede mantenerse durante un periodo más prolongado de acuerdo a lo requerido por el tratamiento de la superficie.

Este incremento en la temperatura se vuelve posible debido al enfriamiento simultáneo obtenido sobre la cara opuesta a la cara a ser tratada de acuerdo con la invención. Este enfriamiento simultáneo sirve para limitar la temperatura de la cara opuesta para evitar la marcación y colapso del vidrio. Esto debe ser controlado para evitar efectos de lisura causados por un congelamiento parcial del vidrio.

El método de la invención también se caracteriza porque el acondicionamiento térmico del vidrio se lleva a cabo antes y/o después del dispositivo de tratamiento. Esto también puede ser aplicado durante el tratamiento.

En el caso en el cual el acondicionamiento térmico se lleve a cabo durante el tratamiento. El dispositivo de tratamiento puede integrar medios de calentamiento y/o enfriamiento.

El método de la invención también se caracteriza porque la temperatura de la cara superior del vidrio se ajusta a lo largo de la unidad de tratamiento de la superficie para optimizar los tratamientos llevados a cabo.

De acuerdo con el tipo de tratamiento, la cara superior es calentada a la temperatura objetivo y mantenida a esta temperatura durante el tiempo necesario para llevar a cabo el tratamiento.

El calentamiento en la cara superior y el enfriamiento en la cara opuesta conduce a un gradiente térmico alto en el vidrio. Después de finalizar el tratamiento, la homogenización de la temperatura en el espesor del vidrio es favorecida, por ejemplo, por medio del enfriamiento de la cara superior, para reestablecer las condiciones de temperatura usuales en la salida de la unidad de tratamiento y en la entrada del horno de enfriamiento .

De acuerdo con una modalidad alternativa de la invención, el vidrio no ha alcanzado su temperatura de entrada del horno de enfriamiento usual en la salida de la unidad de tratamiento. En este caso, es necesario ajusfar el enfriamiento inicial del horno de enfriamiento, por ejemplo por medio de un enfriamiento superior reforzado y/o por una prolongación de la primera zona.

De acuerdo con otro tratamiento ejemplar, la temperatura a la cual la superficie de la cinta es calentada y ajustada a lo largo de la unidad de acondicionamiento térmico para optimizar la eficiencia del tratamiento, siendo la temperatura de la cara a ser tratada mayor de 620°C, asegurando a la vez que la temperatura de la cara opuesta permanezca dentro del intervalo de temperatura recomendado, entre 550°C y 620°C para el vidrio de sosa - cal.

Para otros grados de vidrio, se obtiene una equivalencia de esos modelos de temperatura expresándolos por una viscosidad. La viscosidad de la cara a ser tratada es mayor de aproximadamente 2.3 x 10 dPas, asegurando a la vez que la temperatura de la cara opuesta permanezca dentro del intervalo de viscosidad recomendado, entre aproximadamente 1013 dPas y 2.3 x 1010 dPas.

De acuerdo con una modalidad ejemplar de la invención, la temperatura de la cara a ser tratada es alternada en un punto sobre el vidrio entre un valor alto y un valor bajo alrededor de una temperatura promedio, manteniendo a la vez la cara opuesta a una temperatura de aproximadamente 570°C para el vidrio de sosa - cal, correspondiente a una viscosidad de aproximadamente 1.9 x 1012. Esta modalidad sirve para reforzar los tratamientos de difusión en el espesor del vidrio cuando esta difusión obedezca a una ley del tipo de Arrhenius, debido a que los tipos de temperatura dan lugar a una mayor difusión que mantener simplemente a la temperatura promedio.

El método de la invención también se caracteriza porque la unidad de tratamiento integra uno o más dispositivos de tratamiento de vidrios sucesivos, por ejemplo para llevar una apilada de las diferentes capas, para combinar una capa con un método de difusión, o para producir una sola capa muy gruesa. Esos dispositivos de tratamiento sucesivo pueden ser de diferentes tipos, como un SP seguido por un CVD, entonces una CVD de llama. En este tratamiento de la superficie la unidad reclamada en la invención sirve para llevar a cabo en la unidad de tratamiento normalmente llevados a cabo en el baño de estaño o en el horno de enfriamiento. También sirve para superar las limitaciones de corriente invirtiendo el orden en el cual los métodos son implementados . De hecho es posible llevar a cabo primero un tratamiento SP como sigue por tratamiento por CVD a alta temperatura, como es llevado a cabo en el baño de estaño, aunque esto no ha sido posible hasta ahora, debido a que el uso de un SP en el baño está prohibido .

El método de la invención sirve para colocar dispositivos de tratamiento sobre una sola cara o sobre ambas caras del vidrio. La implementación del tratamiento sobre ambas caras sirve por ejemplo para combinar una capa funcional sobre una cara, por ejemplo antirreflexión, y una capa transparente eléctricamente conductora sobre la cara opuesta .

El tipo y orden de los métodos de tratamiento implementados se adaptarán al resultado pretendido por el tratamiento de vidrio.

Los requerimientos térmicos de los diferentes tratamientos pueden ser diferentes, requiriendo por lo tanto un ajuste de los flujos de calor impuestos sobre las dos caras del vidrio. El ajuste del flujo de fundente sobre la cara a ser tratada sirve para obtener la temperatura requerida para cada uno de los tratamientos. Es necesario por ejemplo calentar más intensamente corriente arriba que corriente debajo de un SP.

El método de la invención también se caracteriza porque la temperatura de la cara superior del vidrio se adapta a lo largo de la unidad de acondicionamiento térmico para optimizar cada tratamiento sucesivo.

El método de la invención también se caracteriza porque la temperatura de la cara del vidrio a ser tratada es mayor de 620°C, mientras que la temperatura de la cara opuesta del vidrio es de entre 550°C y 620°C en la unidad de acondicionamiento térmico en el caso de un vidrio de sosa - cal soportado por medios mecánicos como rodillos.

De acuerdo con una modalidad ejemplar de la invención, cuando son necesarios un flujo alto y una temperatura de superficie alta para llevar a cabo el tratamiento, también se proporciona un enfriamiento de la cara tratada después del tratamiento para remover más calor .

Los medios de calentamiento de acuerdo con la invención sirven para obtener un perfil de temperatura transversal con una alternancia entre diferentes niveles de temperatura. La intensidad del enfriamiento de la cara superior también se ajusta transversalmente . Esos diferentes niveles de temperatura en la cara superior sirven para obtener una . variación, a través de lo ancho del vidrio, del espesor de un depósito, de la escala de una difusión, o cualquier otra modificación. Por ejemplo, para la fabricación de células fotovoltaicas, es posible producir una deposición de metal de tiras sucesivas para entrar en contacto con varias células fotovoltaicas .

De acuerdo con la invención, la composición química, presión y temperatura de la atmósfera en la unidad de tratamiento se adaptan a cada tratamiento implementado .

Se requiere una atmósfera reductora para la deposición de ciertas capas, como las capas de metal. Por razones de seguridad, la presión en la unidad puede ser mayor o menor que la presión atmosférica de acuerdo con las especies presentes en la unidad de tratamiento. La unidad de tratamiento puede comprender secciones en las cuales la atmósfera sea diferente, de modo que se adapte al tratamiento llevado a cabo en cada sección. La atmósfera presente en la unidad de tratamiento puede ser proporcionada desde el baño de estaño, después de una filtración opcional. En general, la atmósfera en la unidad de tratamiento debe estar libre de polvo, y de este modo pueda requerir una filtración de los gases inyectados .

En el caso del proceso de vidrio flotante, en el tratamiento la unidad reclamada de la invención se coloca entre la salida del baño y el horno de enfriamiento o se integra al inicio del horno de enfriamiento. Esta puede estar separada de o unida al baño de estaño y/o el horno de enfriamiento .

Para definir los parámetros térmicos para el acondicionamiento térmico del vidrio, es necesario tomar en cuenta lo siguiente: • el espesor a ser calentado a la temperatura requerida para el tratamiento , • velocidad del vidrio, • difusividad térmica del vidrio, • entalpia del vidrio, • emisividad del vidrio.

En el tratamiento La unidad como se reclama en la invención es adecuada para tratar una amplia gama de espesores de vidrio, por ejemplo de 2 a 25 mm. La variedad de posibles tratamientos hasta ahora requiere un dimensionamiento térmico apropiado para obtener el resultado deseado, previniendo a la vez el sobrecalentamiento del vidrio, y la instalación excesivamente grande, o un consumo de energía excesivo.

El método como se reclama en la invención sirve simple y rápidamente para determinar las condiciones óptimas para el calentamiento y enfriamiento de la cinta a ser impresa a varias profundidades y para una vasta gama de productos de vidrio flotante. Este es descrito por una modalidad ejemplar.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Además de los arreglos discutidos anteriormente, la invención consiste de un número de otros arreglos los cuales son tratados más explícitamente más adelante con respecto a modalidades ejemplares para el vidrio de sosa -cal descrito con referencia a las figuras anexas, pero que no son del todo limitantes. En esas figuras: La Figura 1 es un corte longitudinal esquemático de una linea de producción de vidrio flotante, que emplea el método de la invención.

- La Figura 2 es una vista esquemática a escala más grande de la parte de la figura 1 que muestra detalles adicionales de la unidad de acondicionamiento térmico.

- La Figura 3 es un diagrama que muestra la temperatura de la cinta sobre el eje de las y como función de la posición longitudinal del eje de las x en el caso de una temperatura de tratamiento constante.

La Figura 4 es un diagrama que muestra la temperatura de la cinta sobre el eje de y como función de la posición del espesor sobre el eje x en el caso de una temperatura de tratamiento constante.

- La Figura 5 muestra una sección longitudinal de una unidad de tratamiento como se reclama en la invención que comprende cuatro dispositivos de tratamiento sucesivos en la cara superior.

- La Figura 6 es un diagrama que muestra el espectro de absorción de un vidrio flotante de sosa - cal claro y el espectro de un cuerpo negro.

La Figura 7 es un diagrama que muestra la temperatura de la cinta sobre el eje y como función de la posición longitudinal sobre el eje x en el caso de una temperatura de tratamiento ajustada con el uso de 4 reactores de CVD, incluyendo 3 en la cara superior y 1 en la cara inferior.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION El transporte de una cinta a una temperatura alta enfrenta problemas mayores, como la marcación de los rodillos del colapso y deformación del vidrio entre dos rodillos .

Para vidrio de sosa - cal, la experiencia muestra que para una velocidad de desplazamiento típica de 10 a 20 m/min, una temperatura de aproximadamente 620°C es el límite superior para evitar la marcación de la cinta por los rodillos de soporte o el colapso entre los rodillos. Para velocidades más bajas, como en los hornos de procesamiento de vidrio en placa, la temperatura máxima permisible es menor, aproximadamente 580°C.

Para el vidrio de sosa - cal, la experiencia también muestra que una temperatura de aproximadamente 570°C es el limite inferior debajo del cual el vidrio comienza a congelarse.

Durante un enfriamiento de una placa o cinta de vidrio, las dos caras deben ser enfriadas simétricamente. Para un vidrio a una temperatura superior a la temperatura de transición Tv, un enfriamiento simétrico produce primero un congelamiento simétrico de las dos caras, y entonces el congelamiento del volumen. Cuando el . congelamiento no ocurre simétricamente sobre ambas caras, esto causa la curvatura del vidrio. Si únicamente una cara comienza a congelarse, la placa o cinta de vidrio se deforma.

Para tomar en cuenta esos riesgos, la invención dispone mantener la cara opuesta en contacto con los rodillos a una temperatura de entre 550°C y 620°C para el vidrio de sosa - cal.

El colapso y deformación entre los rodillos dependen de la temperatura del vidrio. Una temperatura uniforme de aproximadamente 620°C para el vidrio de sosa -cal es el limite superior al cual se observa un colapso significativo del vidrio para una separación de rodillos de 500 mm, una distancia estándar en el horno de enfriamiento.

El colapso excesivo entre los rodillos seria responsable de formar ondulaciones permanentes en el vidrio.

Para ciertos tratamientos en el vidrio, como la deposición de una película delgada por CVD, es indispensable mantener una lisura excelente del vidrio debido al espacio reducido entre la superficie del vidrio y el reactor de CVD.

También se usan tablas de elevación para transportar el vidrio. La ausencia de contacto mecánico puede permitir una temperatura ligeramente mayor de 620°C. Sin embargo, la caída en la viscosidad hace disminuir rápidamente la resistencia mecánica del vidrio.

Una temperatura de aproximadamente 620°C es por lo tanto el límite superior de un vidrio de sosa - cal en un sistema de acondicionamiento térmico para vidrio plano con transporte mecánico.

Para mejorar el desempeño de un método de tratamiento de superficie, por ejemplo por CVD, la invención dispone incrementar la temperatura de la cara a ser tratada, por ejemplo a 650°C. Un calentador colocado justo corriente arriba del reactor de CVD sirve para incrementar la temperatura de la cara superior del vidrio, normalmente la cara a ser tratada, sin causar ningún incremento en la temperatura de la cara opuesta. Este flujo de calor debe ser removido rápidamente después del reactor CVD para evitar que se exceda la temperatura máxima permisible en la cara inferior. En el caso en el cual el reactor reduzca pérdidas de calor menores, lo cual es deseable para la deposición de la capa pretendida, puede ser llevado a cabo un enfriamiento de la cara tratada después del reactor. Sin embargo esta opción no es satisfactoria para un vidrio que tenga un espesor usual, de 3 a 5 mm, debido a que la difusión de calor que ocurre durante el calentamiento y durante la deposición produce un incremento rápido y excesivo de la temperatura de la cara opuesta, el cual es responsable de causar la marcación del vidrio por los rodillos. En el caso en el cual se han usado reactores de CVD consecutivos para producir una pila de capas, el problema de difusión de calor en el espesor de la cinta seria aún más pronunciado. Esta configuración también conduciría al colapso adicional de la cinta entre los rodillos, lo cual es perjudicial para el tratamiento de CVD.

La invención reclama un enfriamiento de la cara opuesta para mantener ésta a una temperatura tal para evitar la marcación del vidrio por los medios de soporte y/o la deformación del vidrio por falta de resistencia mecánica, previniendo a la vez el congelamiento del vidrio resultante del enfriamiento excesivo.

La Figura 1 de los dibujos muestra una primera modalidad ejemplar de la invención, con una representación esquemática de una instalación de producción de cinta de vidrio de acuerdo con el proceso de vidrio flotante.

La instalación comprende un horno 1 en el cual los materiales de vidrio, arena, fundente, desperdicios de vidrio rotos, etc, que sirven para la fabricación de vidrio, son introducidos. Una cinta de vidrio B en estado pastoso abandona el horno 1, soportada por un baño de estaño fundido 2, que ocupa la porción inferior de una cámara de flotación 3 bajo una atmósfera reductora, en particular una atmósfera de nitrógeno e hidrógeno. El vidrio se forma sobre el baño de' estaño a una temperatura de entre aproximadamente 1000°C y 600°C.

En el extremo de salida de la cámara 3, la cinta de vidrio B es levantada del baño de estaño y pasa a la caja de espumado DB (o baño de salida) en rodillos 4 llamados Rodillos de Salida de Elevación. La cinta B pasa entonces a través de un espacio 5 al aire abierto, por una longitud de unas cuantas decenas de centímetros. Este espacio algunas veces está cerrado y provisto con medios para remover gas del baño de estaño.

La cinta B entra entonces a una unidad de tratamiento de superficie A de acuerdo con la invención. Esta comprende los rebordes 6 como medios de transporte de vidrio, un dispositivo de calentamiento 7 y una unidad de tratamiento 8 en la cara superior del vidrio, y un dispositivo de enfriamiento 9 en la cara inferior, opuesto al dispositivo de calentamiento 7. Los dispositivos E colocados en la entrada y salida de la unidad de tratamiento 8 sirven para limitar las pérdidas de calor y el intercambio de atmósferas.

Después de la unidad de tratamiento, el vidrio entra al horno de enfriamiento L. A través del horno de enfriamiento, la cinta de vidrio es soportada horizontalmente por rodillos 10 que giran a la velocidad de alimentación de la cinta. Se aplica una fuerza de tensión F ajustable a la cinta B. La intensidad de la fuerza de tensión F sirve para actuar sobre la formación de la cinta B en el baño de estaño 3. Se proporcionan enfriadores K encima y debajo de la cinta.

Los datos considerados por esta modalidad ejemplar son los siguientes: • Una cinta de vidrio de sosa- cal clara sin capa delgada que tiene un ancho de 3.7 m, un espesor de 4 mm, y una velocidad de desplazamiento de 15 m/min.

• El tratamiento de la superficie se lleva a cabo después de los rodillos LOR 4 pero antes del inicio del recocido de la cinta, estando el vidrio a una temperatura de 610°C.

· El tratamiento de la superficie requiere calentar la cara superior a la temperatura de 650°C.

• El tratamiento de la superficie requiere el mantenimiento de esta temperatura durante 12 segundos, correspondiente a una longitud de 3 m a 15 m/min.

• El sistema de tratamiento de la superficie no tiene impacto sobre la transferencia de calor de la cinta, es decir, que no altera la temperatura de la cinta.

Otras modalidades ejemplares discutidas más adelante servirán para tratar el caso en el cual el sistema de tratamiento de la superficie tiene un impacto sobre la transferencia de calor de la cinta.

Ahora consideraremos esta modalidad ejemplar con mayor detalle.

Para obtener la temperatura y duración deseadas, se diseñó un sistema de calentamiento y enfriamiento de acuerdo con la invención como sigue, mostrado en la Figura 2.

Se impuso un flujo de calor positivo de 60 kW/m2 en la cara superior sobre una longitud de 0.7 (zona de inicio 11), en particular por calentamiento por combustión lia.

En la cara opuesta, se enfrió la misma longitud con un flujo de calor de -15 kW/m2, en particular por dispositivos de enfriamiento por convección 11b, soplando La superficie superior es entonces calentada con un flujo de 25 kW/m2 sobre una longitud de 3.1 m (zona de retención 12) , en particular con dispositivos de calentamiento radial 12a.

En la cara opuesta, desde la posición de 0.7 m, se proporciona enfriamiento con un flujo de -25 kW/m2 sobre una longitud de 4 m.

Una zona de homogenización 13 sigue a la zona de retención 12.

La Figura 3 muestra los perfiles de temperatura en la cinta de vidrio, con las curvas Tsup para la temperatura de la superficie superior, Tinf para la temperatura de la superficie inferior, Tcentro para la temperatura del centro. La temperatura en °C es graficada sobre el eje y, y la posición en metros es graficada sobre el eje x.

El flujo de calor del calentamiento reforzado al inicio del acondicionamiento sirve para establecer un gradiente térmico más rápidamente en la cinta. Los flujos de calor, positivo y negativo, sobre las dos caras, no están equilibradas en esta sección, por lo que sirven para incrementar ligeramente la temperatura promedio de la cinta .

La temperatura deseada de 650°C en la superficie de la cinta se obtiene rápidamente. El enfriamiento evita que la temperatura de la cara inferior aumente por encima de 620°C, la cual es una temperatura critica para la marcación de la cinta por los rodillos.

La temperatura en la cara inferior cae hasta aproximadamente 580°C. Esta temperatura es aún suficiente para evitar el congelamiento incipiente de la cinta con el riesgo de deformación.

El calentamiento y enfriamiento son entonces equilibrados sobre ambas caras sobre una distancia de 3.1 m, entre las posiciones 0.7 m y 3.8 m, sirviendo por lo tanto para mantener un gradiente térmico estable a través de la cinta de vidrio. A través del proceso de tratamiento de la superficie, se obtiene de este modo una temperatura de 650°C en la cara superior y de 580°C en la cara inferior .

En la posición de 3.8 m en el diagrama de la Figura 3, el calentamiento de la cara superior se detiene mientras se mantiene el enfriamiento para homogenizar la temperatura de la cinta en su espesor (zona de homogenización) . La temperatura de la cara superior disminuye entonces rápidamente aún sin enfriamiento de la cara superior, debido a la difusión profunda de calor desde la cinta. Un enfriamiento de esta cara superior serviría para acelerar esta homogenización de la temperatura. Un enfriamiento continúa sobre la cara inferior hasta la posición de 4.8 m. De esta manera, la temperatura promedio de la cinta disminuye, sirviendo por lo tanto para reestablecer la temperatura de la cinta inicial en la posición de aproximadamente 7 m, antes de la aplicación de acondicionamiento térmico de acuerdo con la invención.

La unidad de acondicionamiento térmico puede ser terminada en la posición de 3.8 m si la primera zona del horno de enfriamiento es adaptada térmicamente. En este caso, es importante compensar la diferencia de temperatura en la cinta en la entrada del horno de enfriamiento por enfriamiento reforzado de la cara superior sobre una distancia limitada. · El diagrama en la Figura 4 muestra el perfil de temperatura vertical de la cinta a lo largo de la zona de acondicionamiento térmico. La temperatura es graficada sobre el eje y, y la posición en el espesor se gráfica sobre el eje x. La linea sólida corresponde al perfil en la posición de 0.7 m en la unidad, y la linea punteada corresponde al perfil en la posición 1 m y la linea punteada a la posición de 3.8 m.

La temperatura de 650°C es alcanzada con un perfil que es aún curvo pero se linealiza rápidamente. En la posición de 1 m, el perfil de temperatura es aún ligeramente curvo. En la posición de 3.8 m, el perfil es lineal. Sin embargo, el tratamiento de la superficie del vidrio puede comenzar ya en la posición de 0.7 m debido a que se alcanza la temperatura objetivo.

Para determinar los flujos de calor requeridos para el acondicionamiento térmico de la cinta, es necesario determinar la conductividad del vidrio. El vidrio tiene la característica particular de ser conductor simultáneamente para los fonones y fotones: sin embargo, únicamente los fotones emitidos en la parte "opaca" del espectro de absorción contribuyen a la conductividad "activa".

La conductividad activa de un vidrio flotante de sosa - cal claro fue determinado en el intervalo de 600-700°C por medio de una aproximación lineal. ?(?) = (aO + al · T) [W / m-K] Con los coeficientes aO = 0.9 y al = 8.9* 10"4 * K"1.

La literatura contiene artículos que tratan con mayor detalle la conductividad, difusividad térmica, y su determinación para otros grados de vidrio, por ejemplo M. Lazard, S. André, D. Maillet, Int. J. of Heat and Mass Transfer 47(2004), páginas 477 a 487.

Con el espesor de la hoja de vidrio (4 mm) y la temperatura de la superficie requerida para el tratamiento (650°C) y la temperatura fijada para la cara inferior (580°C) , el flujo de calor a ser impuesto a través de la hoja es determinado entonces. _ sup)+ (Tm()(TSUf-Tm() 2 espesor Con los parámetros del ejemplo discutido anteriormente, se obtiene un flujo de 25 kW/m2 a ser establecido en la zona de retención. Este flujo fue usado en la simulación mostrada en la Figura 3. Las temperaturas cercanas a las temperaturas objetivo son obtenidas efectivamente .

Para determinar la longitud de la zona de inicio, es decir el tiempo requerido para alcanzar las temperaturas objetivo en las caras superior e inferior y el establecimiento de un gradiente más o menos lineal, es usado otro método para determinar la longitud de inicio para varias velocidades de vidrio, varios espesores o difusividades térmicas.

Un número adimensional llamado número de Peclet sirve para determinar las condiciones óptimas para un proceso de difusión térmica combinado con el transporte de masa de acuerdo a lo aplicado de conformidad a la invención para fabricar vidrio en movimiento. En nuestro caso, la dirección de difusión de temperatura es perpendicular a la dirección de transporte correspondiente al desplazamiento de la cinta. Esta característica en particular demanda una redefinición del número de Peclet convencional usando un método unidimensional con la misma dirección de difusión y transporte .

Esta redefinición se basa en 2 tiempos característicos, el tiempo característico para la difusión de calor en lo profundo y el tiempo característico para el transporte horizontal del vidrio.

El tiempo característico para la difusión de calor a la profundidad tdif está dado por tdif (espesor/2 ) 2/difusividad térmica .

El tiempo característico para el transporte horizontal de la cinta en la zona de inicio tCOnv está dado por tconv = longitud de la zona/velocidad de la cinta.

La relación entre tdif/tconv define el número de Peclet Pe. p _ i dif _ (espesor-05)2 velocidad tcom difusividad _térmica longitud La longitud de la zona de inicio es tal que el número de Peclet es de entre 0.5 y 15 y de manera favorable de entre 3 y 5. El perfil de temperatura es de este modo establecido lo suficiente a lo profundo para asegurar una buena estabilidad de temperatura sobre las caras inferior y superior .

En el ejemplo anterior, la longitud de la zona de inicio fue determinada en 0.7 m sobre la base del número de Peclet de 3. La figura 4 muestra que esta longitud conduce a un perfil de temperatura en el espesor del vidrio con una buena difusión de calor a lo profundo en la posición de 0.7 m. Por lo tanto es posible detener el tratamiento pretendido .

Después de haber' definido la longitud, el flujo de calor a ser inyectado en la zona de inicio es fácil de estimar. Se calcula la temperatura promedio entre la temperatura de vidrio inicial y la temperatura de la superficie objetivo. Entonces, con la velocidad, la densidad y calor especifico del vidrio, se calcula el flujo requerido para alcanzar esta temperatura promedio. La división de este grupo por la longitud de la zona de inicio da la densidad de flujo térmico a ser inyectada en el vidrio .

El mismo argumento es usado para determinar la densidad de flujo térmico para enfriar la cara inferior de la zona de inicio. El mismo método es usado entonces para la dimensión de la longitud y flujos de las zonas de acondicionamiento térmico sucesivas de la unidad de tratamiento .

La siguiente modalidad ejemplar de la invención mostrada en la Figura 5 muestra una unidad de tratamiento que comprende una zona de inicio térmico 11, una zona de tratamiento 12 y una zona de homogenización térmica 13.

La zona de inicialización 11 comprende el dispositivo de calentamiento por combustión lia.

En la zona de tratamiento 12, varias unidades sucesivas sirven para obtener una conversión térmica del vidrio y/o apilamiento de las capas. De acuerdo con el ejemplo en la Figura 5, la zona de tratamiento 12 comprende : encima de la cinta de vidrio soportada por los rodillos, en sucesión, una unidad de tratamiento de plasma 12bl, una unidad (o reactor) de CVD 12b2 y una unidad de SP 12b3, una unidad de CVD a la flama 12b4, entonces, para tratar la cara inferior de la cinta, y debajo de la cinta, una unidad de CVD 12b5 con medios para levantar y soplar un gas bajo la cinta para soportar ésta en ausencia de rodillos, medios de calentamiento 12a por ejemplo radiantes por infrarrojo o microondas.

Los dispositivos de enfriamiento 11b, en particular por soplado de aire, son proporcionados sobre la cara opuesta a la cara tratada.

La zona de homogenización 13 comprende un enfriador de agua con aislamiento 13b, seguida con un dispositivo 13c con vigas cruzadas superior e inferior provistas con medios de termopar para medir la temperatura de la cinta.

La temperatura de la superficie de la cara tratada es ajustada a la longitud de la zona de acuerdo con la invención para optimizar cada tratamiento, siendo la temperatura de la cara inferior mantenida en el intervalo objetivo, entre 550°C y 620°C para el vidrio de sosa-cal. Este ajuste de temperatura es llevado a cabo por medios de calentamiento, igualación o enfriamiento de acuerdo con la necesidad de calentar, igualar o enfriar la cara superior del vidrio como función de la temperatura de salida del tratamiento precedente y la temperatura objetivo para la siguiente entrada de tratamiento.

La Figura 5 muestra los medios de medición de temperatura 14, por ejemplo por pirómetro óptico o el uso de termopares integrados al equipo de deposición. También se muestran dispositivos 15 para recuperar los gases de calentamiento (gases de combustión) , sistemas de deposición y enfriadores. El aire de enfriamiento precalentado por la cinta podría ser recuperado en el horno de fusión. De acuerdo con el tipo de gas de tratamiento de la cinta, los gases pueden ser filtrados y/o recuperados por combustión del horno de fundición.

Ahora consideraremos las diferentes posibilidades de calentamiento del vidrio. Los métodos de calentamiento pueden ser clasificados como métodos de superficie, particularmente apropiados para inyectar calor a la superficie, y métodos volumétricos, conocidos por su capacidad para calentar materiales en volumen. 1. Métodos de superficie: Radiación (calentamiento por absorción de la radiación en el espectro opaco del vidrio) , por ejemplo resistencia eléctrica, llama o láser radiante, aire caliente (convección y conducción a la superficie del vidrio) , Gas caliente (radiación, convección y conducción de una combustión) , Plasma (gas ionizado en contacto con la hoja de vidrio) 2. Métodos Volumétricos Microondas (calentamiento dieléctrico) Inducción (calentamiento por disipación de corrientes eléctricas) .

Radiación, con longitudes de onda correspondientes a un espesor óptico de aproximadamente 1 de acuerdo con el tipo y espesor del vidrio.

En general, el calentamiento de placas de vidrio delgadas por microondas o inducción revela dos dificultades principales : • Pobre absorción y pobre rendimiento, particularmente para un vidrio a baja temperatura, • penetración profunda en el volumen (en lugar de una profundidad limitada) los medios de calentamiento volumétricos tienen la ventaja de proporcionar una "reserva" de calor bajo la superficie tratada con un perfil de temperatura no lineal en el espesor del vidrio. Este sirve para limitar la caída de temperatura de la superficie de la cara tratada durante un tratamiento de enfriamiento. Simultáneamente, el enfriamiento de la cara inferior sirve para mantener ésta a la temperatura objetivo.

Un recubrimiento eléctricamente conductor, un recubrimiento reflector o un recubrimiento de baja emisividad, conduce a la reflexión de una radiación infrarroja. Por lo tanto no sería posible calentar el vidrio lo suficiente con una radiación infrarroja a través de la cara recubierta. El vidrio o la capa podría ser calentada por radiación si esta última tuviera una longitud diferente, por ejemplo microondas o inducción. Los medios de calentamiento empleados también pueden ser convectivos.

Los medios de calentamiento también pueden ser seleccionados para explotar las propiedades de las capas previamente depositadas. De este modo, el calentamiento por inducción serviría principalmente para calentar una capa conductora, por ejemplo metálica.

Los medios de calentamiento podrían servir para obtener un perfil de temperatura transversal particular, por ejemplo, una alternación entre dos niveles de temperatura, para crear un tratamiento de intensidad variable a lo ancho del vidrio.

Los medios para calentar la cara pueden comprender una rampa de quemadores que se extienda transversalmente a través del ancho de la cinta y de los' cuales las llamas sean dirigidas a la cara de la cinta a ser gravada.

Los medios de calentamiento y enfriamiento para la cara superior del vidrio pueden integrarse a la unidad de tratamiento.

Los medios de enfriamiento pueden ser medios radiantes, por ejemplo, formado por un tubo que se extiende transversalmente a través del ancho del vidrio y que transportan internamente un fluido de enfriamiento, en particular aire o agua, estando este tubo localizado cerca de la cara tratada. Los medios de enfriamiento también pueden ser medios convectivos soplando un gas sobre el vidrio. Este gas puede ser diferente o idéntico al presente en la unidad de tratamiento.

El método de la invención también se caracteriza porque los medios de enfriamiento para la cara inferior del vidrio no conducen a un enfriamiento excesivo del equipo de soporte de vidrio mecánico.

Cuando sea necesario enfriar una cara, esto puede ser obtenido por el dispositivo de enfriamiento o por enfriamiento natural asociado con el diseño de la cámara de la unidad de tratamiento de la superficie. Por ejemplo, un aislamiento térmico delgado de la cámara o la abertura de hendiduras servirá para favorecer el enfriamiento natural del vidrio.

Ahora examinaremos el caso del calentamiento eléctrico con mayor detalle, es decir por radiación de resistencias eléctricas, el cual comúnmente es usado en hornos de enfriamiento. Si únicamente una superficie del vidrio va a ser calentada, los aspectos espectrales de ese calentamiento deben ser considerados.

La figura 6 muestra, en una linea sólida los espectros de absorción de un vidrio flotante de sosa-cal, de 4 mm de espesor, y en una linea punteada el espectro de un cuerpo negro a 825°C. Las longitudes de ondas expresadas en micrómetros son graficadas sobre el eje x. El espesor óptico se gráfica sobre el eje y en la escala de la izquierda, mientras que la radiación del cuerpo negro expresada en /m2 um es graficada sobre el eje y en la escala de la derecha.

Esta figura muestra que la radiación del emisor negro es absorbida esencialmente por la superficie de vidrio de longitudes de onda superiores a 2.7 µ??. El cálculo de un intercambio radiante entre dos placas infinitas sirve para determinar las condiciones necesarias para trasmitir la radiación térmica neta de 25 kW/m2 requerida en las condiciones de estado estacionario de acuerdo a la primera modalidad ejemplar. Para este propósito, el emisor negro debe tener una temperatura de superficie de 825°C. A esta temperatura, también emite 22 kW/m2 en la ventana óptica del vidrio. Esta radiación cruza la cinta y calienta los rodillos y otro equipo debajo. El emisor negro o gris es por lo tanto parcialmente adecuado solo para calentar la superficie del vidrio. Es preferible usar un emisor espectral con una reducción de la emisión por debajo de 2.7 um. Otra solución es usar calentamiento convectivo con aire o gases combustible de baja emisividad.

La Figura 7 muestra una simulación térmica de otra modalidad ejemplar de acuerdo con la invención con tres reactores de CVD colocados en la cara superior de un reactor de CVD colocado en la cara inferior. La cinta de vidrio flotante tiene un espesor de 3 mm y una velocidad de 15 m/min. El vidrio es del tipo de sosa-cal claro. Los reactores tienen la longitud de 800 mm y producen una pérdida de calor de la superficie de la cinta que varia entre 25 kW/m2 al inicio del reactor y finaliza en 10 kW/m2.

Rn la figura 7, la posición expresada en metros a lo largo de la unidad de tratamiento es graficada sobre el eje x, donde la temperatura en °C es graficada sobre el eje y. La curva sólida corresponde a la temperatura de la cara superior de la cinta de vidrio, mientras que la curva punteada gruesa corresponde a la temperatura de la cara inferior, y la curva punteada intermedia corresponde a la temperatura del centro en la cinta.

Una zona de inicio sirve para establecer el gradiente térmico en el espesor del vidrio, y como se describió en la primera modalidad ejemplar. Entonces, para anticipar la pérdida de calor los reactores de CVD, se aplica un calentamiento a corto plazo corriente arriba de cada reactor. Este calentamiento sirve para calentar la cara a ser tratada a una temperatura de aproximadamente 750°C, de modo que la temperatura de la superficie del vidrio en la posición central del reactor permanece por encima de 650°C. La posición del primer reactor (longitud de 0.8 m) se localiza entre 1 m (inicio del . reactor) y 1.8 m (fin del reactor) como se muestra en la Figura 7. Los otros reactores se localizan en las posiciones equivalentes después del calentamiento a largo plazo.

Después del tercer reactor colocado sobre la cara superior, una nueva zona de inicio sirve para invertir el gradiente térmico en el vidrio. La cara superior está ahora a una temperatura de aproximadamente 580 °C y de este modo asegura la estabilidad mecánica de la cinta. La superficie inferior debe ser calentada a aproximadamente 750°C para el tratamiento requerido, y entonces enfriada. La distancia usual disponible entre dos rodillos de soporte suficiente para este calentamiento, el tratamiento y el enfriamiento del vidrio. El reactor de CVD está de este modo también diseñado para elevar la cinta. Los dispositivos de calentamiento corriente arriba y enfriamiento corriente abajo del reactor también contribuyen a soportar el vidrio. En la posición 7 m, el soporte de la cinta es reasumido por los rodillos. En esta posición, la temperatura está casi homogeneizada en el espesor y es cercana a 610°C, la temperatura de entrada de la cinta en la unidad de tratamiento .

Los medios para calentar la cara a ser tratada sirve para calentar las capas depositadas previamente.

Los medios para calentar la cara a ser tratada sirven principalmente para calentar las capas depositadas previamente .

Los medios para calentar la cara a ser tratada son tales que la mayoría de la radiación emitida está en longitudes de onda en las cuales el vidrio es opaco.

Se aplica un campo eléctrico en la unidad de tratamiento para favorecer la difusión de iones en una capa depositada y/o en el vidrio.

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1. Una unidad para tratar la superficie de vidrio plano, en particular en forma de una cinta o una placa, particularmente modificando las propiedades químicas, ópticas o mecánicas, o por deposición de una o más capas delgadas, caracterizado porque comprende medios de calentamiento y enfriamiento para crear flujo de calor a través del vidrio, medios para calentar la cara a ser tratada para llevar ésta a las temperaturas requeridas y durante los periodos necesarios para obtener los tratamientos efectivos de su superficie, y medios para enfriar la cara opuesta para bajar su temperatura a un nivel correspondiente a una viscosidad de entre 1013 dPas y 2.3xl010 dPas, y preferiblemente 1.9 x 1012 dPas.

2. La unidad de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende en sucesión: una zona de inicio con medios para calentar la cara a ser tratada y medios para enfriar la cara opuesta para crear un flujo de calor a través del vidrio y para alcanzar las temperaturas objetivas en la cara a ser tratada y la cara opuesta, una zona de tratamiento con medios para calentar y medios para tratar la cara a ser tratada, y medios para enfriar la cara opuesta para mantener un gradiente térmico estable a través de la cinta de vidrio a través del proceso de tratamiento de la superficie, una zona de homogenización con medio de enfriamiento, de modo que la temperatura sobre la cara a ser tratada disminuya rápidamente.

3. La unidad de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque los dispositivos (E) son colocados en la entrada y salida de la unidad de tratamiento para limitar las pérdidas de calor y el intercambio de atmósferas.

4. La unidad de conformidad con la reivindicación 2 ó 3, caracterizada porque la longitud de la zona de inicio para alcanzar las temperaturas objetivo en la cara a ser tratada y en la cara opuesta es determinada de modo que el número de Peclet Pe _ tdif _ (espesor-0.5)2 velocidad tconv difusividad térmica longitud Es de entre 0.5 y 15, de manera favorable entre 3 y 5 , con : - tdif = tiempo característico para la difusión del calor a una profundidad, siendo tdif por tdif = (espesor/2 ) 2/difusividad térmica, - tConv = tiempo característico para el transporte horizontal de la cinta en la zona de inicio, siendo tconv dado por tCOnv = longitud de la zona/velocidad de la cinta.

5. La unidad de conformidad con la reivindicación 1 a 4, caracterizada porque integra uno o más dispositivos de tratamiento sucesivos colocados sobre la misma cara o sobre las caras opuestas del vidrio.

6. Un método para tratar la superficie de vidrio plano, en particular en forma de una cinta o placa, particularmente modificando las propiedades químicas, ópticas o mecánicas, o por la deposición de una o más capas delgadas, caracterizado porque es creado un gradiente térmico controlado en el espesor del vidrio por medio del calentamiento de la cara a ser tratada, de modo que ésta esté siempre a la temperatura requerida y durante los periodos necesarios para obtener tratamientos efectivos sobre su superficie, por medios para enfriar la cara opuesta, de modo que esta cara opuesta tenga una viscosidad de entre 1013 dPas y 2.3 x 1010 dPas .

7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque: en una zona de inicio la cara a ser tratada es calentada y la cara opuesta es enfriada para alcanzar las temperaturas objetivo en la cara a ser tratada y en la cara opuesta, en una zona de tratamiento la cara a ser tratada es calentada y sometida a un tratamiento, mientras que la cara opuesta a la cara tratada es enfriada, en una zona de homogenización, la cara opuesta a la cara tratada es enfriada.

8. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 6 y 7, caracterizado porque en la zona de inicio, los flujos de calor, positivo y negativo, sobre la dos caras, no están equilibradas, sirviendo por lo tanto para incrementar ligeramente la temperatura promedio de la cinta .

9. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque en la zona de tratamiento el calentamiento y enfriamiento están equilibrados sobre ambas caras, sirviendo por lo tanto para mantener un gradiente térmico estable a través de la cinta de vidrio.

10. El método de conformidad con una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque en la zona de homogenización de calentamiento es detenido mientras el enfriamiento es mantenido.

11. El método de conformidad con una de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizado porque el enfriamiento de una cara del vidrio resulta de un dispositivo de enfriamiento o un enfriamiento asociado con el diseño de la cámara de la unidad de tratamiento de la superficie .

12. El método de conformidad con una de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizado porque la temperatura de la cara superior del vidrio se ajusta a lo largo de la unidad de tratamiento de la superficie para optimizar los tratamientos llevados a cabo.

13. El método de conformidad con una de las reivindicaciones 6 a 12, caracterizado porque la temperatura de la cara del vidrio a ser tratado es mayor de 620°C, mientras que la temperatura de la cara opuesta del vidrio es de entre 550°C y 620°C en la unidad de acondicionamiento térmico en el caso de un vidrio de soda-cal soportado por medios mecánicos como rodillos.

14. El método de conformidad con una de las reivindicaciones 6 a 13, caracterizado porque la temperatura de la cara superior es alternada en un punto sobre el vidrio entre un valor alto y un valor bajo alrededor de una temperatura promedio.

15. El método de conformidad con una de las reivindicaciones 6 a 14, caracterizado porque los medios de calentamiento sirven para obtener un perfil de temperatura transversal con una alternación entre diferentes niveles de temperatura .

16. El método de conformidad con una de las reivindicaciones 6 a 15, caracterizado porque el calentamiento de la cara a ser tratada es llevada a cabo por medio de un calentamiento que sirve para producir una reserva de calor bajo la superficie a ser tratada, dando lugar a un perfil de temperatura no lineal en un espesor del vidrio.

17. El método de conformidad con una de las reivindicaciones 6 a 16, caracterizado porque los medios para calentar la cara a ser tratada sirven para calentar las capas previamente depositadas.

18. El método de conformidad con una de las reivindicaciones 6 a 17, caracterizado porque los medios para conectar la cara a ser tratada sirven para conectar principalmente las capas previamente depositadas.

19. El método de conformidad con una de las reivindicaciones 6 a 18, caracterizado porque los medios para calentar la cara a ser tratada son tales que la mayoría de la radiación emitida está en una longitud de onda en las que el vidrio es opaco.

20. El método de conformidad con una de las reivindicaciones 6 a 19, caracterizado porque se crea el campo eléctrico en la unidad de tratamiento para promover la difusión de iones en una capa depositada o en el vidrio.

21. El método de conformidad con una de las reivindicaciones 6 a 20, caracterizado porque la presión de la composición química y la temperatura de la atmósfera en la unidad están adaptadas para cada tratamiento llevado a cabo.