TW202235386A - 用於拉拔薄玻璃帶的方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關於一種自玻璃熔體拉拔出薄玻璃帶的方法,採用具有噴嘴的裝置,噴嘴具有抑制玻璃帶收窄的突出部。此種裝置具有用於容納玻璃熔體的拉拔罐,其具有帶有貫通口的噴嘴,玻璃熔體能夠透過貫通口向下流出。貫通口構建為具有兩個端部的噴嘴狹縫,其中,噴嘴狹縫之長度大於其寬度。噴嘴狹縫在第一及第二側區域中朝向噴嘴狹縫之端部,特別是連貫地或連續地向下彎曲,使得端部較噴嘴狹縫之佈置在端部之間的中間區域為低,且其中,噴嘴狹縫之寬度係自中心朝向端部變化。

Description

用於拉拔薄玻璃帶的方法及裝置
本發明係有關於一種用於自玻璃熔體拉拔出玻璃帶的裝置,其中,此種裝置具有用於容納玻璃熔體的拉拔罐,該拉拔罐具有帶有貫通口的噴嘴,玻璃熔體可透過該貫通口向下流出,其中,該貫通口是狹縫形且形成噴嘴狹縫,該噴嘴狹縫在至少一個側區域中在至少一個方向上彎曲地構建。
大面積地製造厚度例如小於250 μm的非常薄的玻璃一直是一項特別的挑戰,特別是當對表面質量、最大厚度變化及均勻寬度提出高要求時。製造非常薄的玻璃之一種方案例如是透過所謂的下拉法製造薄玻璃帶。
標準的下拉法係使用狹縫噴嘴以生產薄的平板玻璃。在此種情況下,在熔爐中熔化的玻璃被引導透過管道系統,並且在經過不同的工藝步驟之後被供應到拉拔罐中。具有狹縫的噴嘴形成拉制罐之下端部,玻璃透過該狹縫自拉制罐中膨脹,並且藉由拉拔輥向下拉拔。在此種情況下,係以拉拔速度調節所要生產的薄玻璃帶之最終厚度。玻璃被拉拔得愈快,玻璃就愈薄。玻璃厚度亦會受到狹縫寬度的影響。
此外,可在拉拔罐上設定溫度梯度,其中,狹縫端部處的邊緣溫度應該較狹縫中心處的溫度為低。由此,向下拉拔的玻璃帶在外部總是具有較其在中間為高的黏度,此點導致玻璃之在玻璃帶之諸邊緣之間的夾緊,即,所謂的邊框。以此種方式,可在製造過程中控制及確定平板玻璃之寬度。在黏度在玻璃帶之寬度上均勻分佈的情況下,會導致收窄,並因此導致玻璃帶之寬度不受控制地減小。
然而,由於在玻璃帶之邊緣區域中的較高的黏度,成形力在為了設定較薄的玻璃厚度而提高拉拔速度時比在帶中心中增加更多。此點導致帶材之邊緣區域中的流量小幅增加,由此,自狹縫中拉拔出的玻璃會多於在沒有拉拔力的情況下流出的玻璃。透過此種不均勻的流量增加,玻璃帶中之厚度分佈會改變,使得邊緣區域相對於中心變厚且厚度分佈形成凹形。透過放置在噴嘴下方的邊緣輥,可事後補償此種不均勻性。在製造厚度小於約250 μm的極薄的玻璃帶時,此類邊緣輥會導致玻璃帶斷裂。
為了解決此等問題,在US 1626382A中提出了一種漏斗形的噴嘴狹縫,其中,平行的狹縫形狀在狹縫端部處相對於中間的狹縫區域構建得較窄。相反,漏斗形狀在狹縫端部處不太明顯,從而在狹縫端部處提供較多熱的玻璃物質,並且,玻璃在狹縫端部處冷卻的速度較慢,且溫度實質上在整個狹縫長度上保持一致。另一方面,藉由狹縫端部處的變窄的狹縫,提高了拉拔阻力。然而,此種狹縫形狀不太實用。一方面,在同一狹縫之長度上非常特別地選擇兩個不同的狹縫寬度而以機械的方式預設的比例,並且僅適用於由玻璃成分、預定義的玻璃厚度及與之匹配的拉拔力構成的非常確定的組合,並且,另一方面,玻璃之拉拔特性及厚度比即便在拉拔力發生極小變化的情況下仍會發生改變。因此,當所需的玻璃厚度發生任何變化時,或當工藝引起的拉拔力波動時,應更換噴嘴,並且,要獲得最佳效果,所允許的公差極小。此外,兩個不同的狹縫寬度之組合若不能補償梯度,從而不能可靠地補償透過溫度梯度在玻璃帶之寬度上產生的不均勻的厚度分佈。
在CN 110590132 A中描述了類似的狹縫形狀,其中,噴嘴狹縫在中間區域中係平行地構建,並且在側面上非線性地變窄,從而應實現較有利的厚度分佈。然而,仍然存在的問題是,每次玻璃厚度變化時都必須更換噴嘴,並且溫度梯度會導致邊框處的較高黏度。
US 3473911描述了一種漏斗形噴嘴,其開口之寬度係可變。然而,要實現此點較為麻煩,因為,為了手動改變其寬度必須中斷玻璃成型過程。現有之黏度梯度亦無法以此種方式補償。
在US 2422466 A中亦提出了一種噴嘴,然而,該噴嘴僅在中央區域中是漏斗形。類似地,如在US 1626382 A中所述,噴嘴狹縫在側面上係較在中央區域中為窄地形成。此外,在側面上同樣提供了額外的體積,由此,玻璃在狹縫端部處冷卻速度較慢。然而,噴嘴在側面上不是漏斗形,而是袋形。此點導致,玻璃儘管冷卻速度較慢,但亦無法再自狹縫中流出,而是必須主動地被拉拔出。因此,在均勻的拉拔力的情況下存在如下問題:一定量的玻璃殘留在袋中,由此,在袋內產生不均勻的溫度分佈。此外,狹縫中的彎折導致被拉拔的玻璃帶之拉拔力在噴嘴狹縫之寬度上局部不均勻地分佈。因此,玻璃帶之均勻的寬度難以或甚至根本無法實現。
有鑒於此,本發明之目的在於提供一種用於拉拔非常薄的玻璃帶的下拉方法及裝置,利用該下拉方法可在拉拔槽溫度無大幅變化的情況下製造不同的玻璃厚度,且因此亦可補償由工藝引起的公差,並且確保玻璃帶一致的厚度及均勻且可控的寬度。由此應實現較穩定的工藝控制。此外,應儘可能好地抑制玻璃帶之收窄,特別是在高拉拔速度的情況下。
本發明用以達成上述目的之解決方案即為申請專利範圍之主題。有利的改進方案參閱相應的附屬項。
因此,本發明係有關於一種用於自玻璃熔體拉拔出玻璃帶的裝置。此種裝置具有用於容納玻璃熔體的拉拔罐,該拉拔罐具有帶有貫通口的噴嘴,玻璃熔體可透過該貫通口向下流出。其貫通口係構建為具有兩個端部的噴嘴狹縫,其中,該噴嘴狹縫之長度係大於其寬度。噴嘴狹縫係在第一及第二側區域中朝向噴嘴狹縫之端部,特別是連貫地或連續地沿拉拔方向向下彎曲,使得端部較噴嘴狹縫之佈置在諸端部之間而特別是直線延伸的一中間區域為低,且其中,噴嘴狹縫之寬度係自其中心朝向端部變化。
噴嘴狹縫特別是在長度、寬度及高度上延伸,其中,其高度係平行於玻璃帶之拉拔方向延伸。其寬度及長度分別垂直於彼此,並且垂直於高度延伸。噴嘴狹縫之長度因此亦可理解為橫向於寬度及高度之長度。在此,噴嘴狹縫之長度係大於其寬度及高度。在下文中,噴嘴或噴嘴狹縫之高度指的是沿著拉拔方向的延伸,而該拉拔方向係較佳地與重力相反地延伸。因此,噴嘴或噴嘴狹縫之高度係自噴嘴之上壁之上表面延伸至一下端部。與此相應地,噴嘴或噴嘴狹縫之寬度及長度係水平地、即特別是垂直於玻璃之拉拔方向延伸,其中,噴嘴狹縫之長度較佳係透過第一端部到第二端部的間距而定義。
噴嘴狹縫之寬度之改變可理解為:噴嘴狹縫係在第一及/或第二側區域中沿著長度且相關於其寬度連續地非直線地或較佳為彎曲地構建。向下彎曲可理解為:噴嘴狹縫係在第一及/或第二側區域中沿著其高度較佳為連續地非直線地或特別是彎曲地構建,使得第一及/或第二端部較中間區域為低。
需要說明的是,貫通口具有出口面,玻璃熔體係透過該出口面流出。具體而言,噴嘴狹縫通入狹縫形的噴嘴開口中,而該噴嘴開口較佳係相應於出口面。在此,該出口面係佈置在噴嘴狹縫之下端部處,並且被噴嘴之下表面包圍。與噴嘴狹縫一樣,其出口面係在長度、寬度及高度上平行於玻璃帶之拉拔方向延伸,其中,該出口面較佳係在中間區域中延伸,特別是平行於噴嘴狹縫之長度及寬度延伸。在第一及/或第二側區域中,出口面理想地係沿著出口面之長度且相關於其高度連續地非直線地或特別是彎曲地延伸,並且較佳地亦相關於其高度連續地非直線地或特別是彎曲地延伸。因此,噴嘴狹縫之形狀亦指涉出口面之設計方案,透過該出口面之設計方案以界定噴嘴之下側上的噴嘴狹縫。
透過改變噴嘴狹縫之寬度,可影響玻璃熔體之局部流量。由此,可調整沿著噴嘴狹縫長度的流量,使其減少玻璃帶之收窄,並且在加厚的諸邊框之間的帶之有效寬度變得儘可能大。有利地,玻璃帶之在寬度方面的收窄係透過至少部分地彎曲的噴嘴狹縫或至少部分地彎曲的出口面而得以強烈地抑制。特別地,噴嘴狹縫之在高度上向下彎曲的形狀導致了在拉拔玻璃帶期間的力分佈的改善,使得玻璃帶透過水平作用的力在寬度上亦得以拉拔。
較佳地,貫通口、特別是噴嘴狹縫係自其中心朝向端部逐漸變窄,使得噴嘴狹縫之寬度在中間區域中大於在其端部處。噴嘴狹縫朝向端部漸縮有利地導致透過噴嘴狹縫的玻璃之流量減少,同時,玻璃之黏度在狹縫之長度上保持不變。然而,經常存在的溫度梯度會導致玻璃在噴嘴狹縫端部處之黏度由於低溫而增加,並且,由此增加的拉拔力會作用在玻璃上,導致流量增加。此點亦意味著,在逐漸變窄的噴嘴狹縫端部上的流量,可在溫度梯度的情況下與中間區域中的流量相匹配,從而可實現玻璃帶之儘可能一致的厚度。
同樣有利的是,貫通口、特別是噴嘴狹縫係自其中心較佳為連續地沿著其長度而朝側端部之方向逐漸變窄,或者自側端部沿著其長度朝中心單調地上升地構建。以此種方式,可調節流量以使得玻璃之流量在溫度梯度及因此還有黏度梯度的情況下沿著噴嘴狹縫之長度是均勻的,特別是一致的。
因此,亦可考慮的是,貫通口、特別是噴嘴狹縫係在俯視圖中或在拉拔方向上、即在長度及寬度方面具有卵形、橢圓形、凹形或透鏡形的形狀。其形狀在此可理解為:噴嘴狹縫係構成凸形,即,特別是在中間較在其端部處為寬。在該形狀中,噴嘴狹縫係逐漸地、或者線性地或指數地變窄,且因此能以特別的程度適配於溫度梯度。
在一個有利的實施方式中,噴嘴狹縫係在第一及第二側區域中相關於其高度具有連續的、或者較佳地具有漸變而具有半徑的彎曲部,其中,該高度係平行於拉拔方向延伸。噴嘴狹縫之在高度上向下彎曲的形狀導致了在拉拔玻璃帶期間的力分佈的改善,使得玻璃帶透過水平作用的力在寬度上亦得以拉拔。在噴嘴狹縫之高度連續變化的情況下,其出口面相對於噴嘴狹縫端部同樣連續地彎曲,使得水平作用的力分量朝向狹縫端部連續地增加。此點意味著,玻璃帶收窄之傾向愈強,抑制收窄的力之作用亦愈強,從而實現玻璃帶之一致的寬度。理想地,自較佳為線性地及/或垂直於高度延伸的中間區域到向下彎曲的側區域中之過渡,亦係漸變地或線性地實施,從而特別是不產生彎折,並且確保撓性的過渡或作用力的逐漸變化。以此種方式,可避免玻璃帶之厚度及寬度之變化。因此,亦可考慮的是,中間區域特別是略微朝側區域之方向或朝端部之方向以向下彎曲。較佳地,在此種情況下,其最高點係位於中間區域之中間。
在另一實施方式中,噴嘴狹縫具有以下特徵中之至少一者: 噴嘴狹縫直至端部持續地彎曲,其中,該噴嘴狹縫特別是自中間區域直至端部持續地彎曲,並且較佳係在中間區域中直線地延伸或者僅輕微地彎曲, 噴嘴狹縫彎曲至端部,並且該彎曲部具有拐點。
可理解的是,噴嘴狹縫亦可構建成在其寬度及高度方面逐漸變窄,較佳地構建為漏斗形或槽形。噴嘴狹縫之寬度上的漸窄部在此可線性地或非線性地、特別是彎曲地延伸,以便支持玻璃透過噴嘴狹縫的拉出或流出,並且相應地減小為此必須施加的拉拔力。
可設置為:噴嘴在第一及第二側區域中分別具有用於容納玻璃熔體的附加通過體積的突出部,並且,突出部係沿著拉拔方向延伸,即,向下突出,其中突出部之內部空間界定了附加通過體積之大小。突出部亦可被視為在噴嘴狹縫端部處的凹部,特別是在第一及第二噴嘴狹縫端部處的凹部。透過該凹部或該突出部,可提供噴嘴狹縫之向下彎曲的走向,而且較佳地還提供突出部之內部空間。其中,該內部空間較佳係透過包圍噴嘴狹縫的壁而界定,即,噴嘴之壁,特別是在突出部之側向區域中的壁。較佳地,其內部空間被配置為提供用於容納玻璃熔體的附加體積,其中,內部空間或噴嘴狹縫之壁提供了較大的表面積,且因此可加速玻璃熔體之冷卻。玻璃熔體可透過擴大的表面釋放熱量。由此,玻璃在離開噴嘴狹縫時具有較沒有此等突出部/凹部時為低的溫度。較低的溫度導致較高的黏度,遂抑制玻璃帶之強烈收窄。因此,透過選擇合適的附加體積或內部空間,可有針對性地控制玻璃熔體之溫度梯度及黏度。
此外,突出部之內部空間之高度與突出部之內部空間之寬度之比係大於0.2,較佳地大於0.5,較佳地大於0.8及/或小於2,較佳地小於1.6,較佳地小於1.2。此種關係設置很重要。因為,寬度愈小,所流入的玻璃必須克服的壓力損失就愈高。另一方面,若內部空間太寬,則其玻璃體積之冷卻變得較差,因為,在此情況下透過玻璃直至噴嘴狹縫或內部空間之冷卻的壁的熱傳導路徑變得較長。因此,內部空間之高度與寬度之此種比例是壓力損失與玻璃熔體冷卻之間的最佳關係。
在一個有利的實施方式中,噴嘴狹縫之彎曲部之半徑,特別是最小的半徑係透過突出部之高度及突出部之長度而界定,使得噴嘴狹縫、特別是其出口面係向下彎曲。
亦可設計為:噴嘴狹縫之彎曲部之半徑大於100 mm,較佳地大於130 mm,較佳地大於160 mm及/或小於260 mm,較佳地小於230 mm,較佳地小於200 mm。由此可實現具有朝向端部上升的水平分量的最佳的力位移。較佳地,其平均半徑係在100 mm及260 mm之間。根據一個實施方式,其半徑係隨著噴嘴狹縫之長度的增加或朝向其端部特別是線性地或指數地減小,以便確保水平的力分量相對於垂直的力分量的連續增大。因此,可防止玻璃帶在特別高的拉拔速度下過度收窄,例如用於厚度小於100 μm的玻璃帶,並且,玻璃帶特別是在端部處被大範圍地張緊。
同樣有利的是,突出部之長度與突出部之高度之比係小於2.8,較佳地小於2.6,較佳地小於2.4。此係實現合適的力分配的最佳比例。若水平部分與垂直部分差不多大或者甚至更大,即,當相對於噴嘴狹縫的垂線相對於拉拔方向為>=45°時,突出部之長度與高度之比便低於2.4,此點會對玻璃帶之寬度產生不利影響,因為水平分量之過高的比例可能導致收窄。
亦可設計為:第一側區域之突出部之彎曲的區段係與第二側區域之突出部之彎曲的區段相對立。特別地,具有突出部或凹部的噴嘴狹縫係構建成在至少一個方向上、但較佳地在長度及/或寬度上呈鏡像對稱。以此種方式,可在玻璃帶之整個寬度上產生一致的厚度及寬度。
可設置成為:突出部之內部空間之高度大於10 mm,較佳地大於15 mm,較佳地大於20 mm及/或小於80 mm,較佳地小於60 mm,較佳地小於40 mm。
在一個有利的實施方式中,突出部之寬度界定為噴嘴狹縫之寬度,特別是其貫通口之剖面與大於1 mm、較佳地大於1.5 mm、較佳地大於2 mm及/或小於15 mm、較佳地小於10 mm、較佳地小於5 mm的值之乘積。突出部之高度連同其寬度、或突出部之內部空間都界定了可用於容納玻璃熔體的附加體積,且因此界定了調節玻璃之溫度及黏度的可能性。因此,利用上述數值,可在噴嘴狹縫之寬度上實現玻璃熔體之最佳的溫度梯度或黏度梯度,從而在均勻的拉拔力下亦確保玻璃帶之一致的寬度及厚度。
可設置為:突出部具有下壁,其係沿拉拔方向封閉突出部之內部空間,其中,貫通口或出口面係佈置在下壁中。較佳地,噴嘴除了下壁之外還包括了與下壁對置的上壁,並且,特別是在第一及第二側區域中包括側壁,透過該側壁界定突出部之內部空間。理想地,突出部之下壁沿拉拔方向特別是連貫地或連續地彎曲構建,從而能夠在下壁及上壁之間提供其內部空間。由於下壁之彎曲,其內部空間在朝向噴嘴的中間區域的方向上係逐漸變窄。
本發明用以達成上述目的之另一解決方案為一種自玻璃熔體拉拔出薄玻璃帶的方法,其中玻璃被熔化,且自引導玻璃熔體而具有貫通口的拉拔罐中流出,並且沿拉拔方向向下拉出以形成薄玻璃帶。薄玻璃帶在離開貫通口後可透過至少一個冷卻裝置冷卻,直至其低於其玻璃化轉變溫度Tg。透過與將拉拔力傳遞到薄玻璃帶上的諸多拉拔輥相接觸,將薄玻璃帶沿拉拔方向拉出。拉拔輥係在溫度低於玻璃化轉變溫度Tg的位置接觸玻璃。在此亦可對玻璃進行被動冷卻。將前述裝置應用於此方法,其中,該裝置具有噴嘴,其具有抑制玻璃帶之收窄的突出部。具有突出部的噴嘴之特徵在於其兩種作用方式。一方面,突出部被設計成使得玻璃熔體向溫度較低的端部流出,由此產生黏度梯度,而該黏度梯度係導致玻璃熔體之在噴嘴之端部處的黏度增加,且因此亦導致對玻璃帶的拉拔力增加。由此,玻璃帶在寬度上受到較強的拉拔作用。因此,在噴嘴之寬度上產生溫度梯度,其中,玻璃熔體之溫度係朝向端部降低。
此外,在噴嘴狹縫之中心流出的玻璃經過了由突出部之高度所確定的距離,直到其與噴嘴狹縫之端部或端點處於相同的高度上。因此,當玻璃在相同的高度上自噴嘴狹縫之端部流出時,自其中心出來的玻璃已經稍微冷卻了。因此,其中心處的薄玻璃在此點上獲得較高的黏度,從而抑制玻璃帶之收窄。
另一方面,噴嘴係構建成使得玻璃帶之在貫通口下方產生的拉拔力在突出部上分成垂直的力分量及水平的力分量,其中,在玻璃帶中產生與之對其作用的成形力,並且,水平的成形力分量之比例相對於垂直的成形力分量的比例係朝向第一端部及第二端部上升。在此,水平的成形力分量抑制了玻璃帶在邊框處的收縮。該水平的成形力分量在水平方向上張緊玻璃帶,從而減小了收窄。透過噴嘴狹縫之特別是在側區域中的特殊形狀或設計,有針對性地控制了水平及垂直的成形力分量之比例,例如,透過噴嘴狹縫之相關於噴嘴狹縫的高度,較佳地相關於突出部之高度的彎曲。在此,其彎曲部之半徑理想地連續地線性或指數地朝向端部減小,然而,亦明確地確保到噴嘴之特別是水平的及/或延展的中間區域的漸變過渡,以便防止玻璃帶之厚度及寬度方面的不規則性。
藉由所示出的方法連同特別是亦藉由此裝置便能製造特別薄的玻璃帶。透過使用具有噴嘴狹縫及突出部的特殊成形的噴嘴,其透過該突出部可有針對性地且特別是分區域地調節作用在玻璃帶上的在其寬度上的拉拔力,可省去可能導致玻璃帶斷裂的邊帶輥。
此裝置及此方法特別適用於製造薄玻璃及超薄玻璃。因此,根據一個實施方案,拉拔厚度不超過200 μm、較佳地不超過100 μm的薄玻璃帶。亦可拉拔薄得多的玻璃帶,例如具有最高70 μm、較佳地最高50 μm、特別較佳地最高20 μm的厚度。亦可實現至少5 μm、較佳地至少10 μm的厚度。此種玻璃帶厚度在多層的、撓性的或可彎曲的覆蓋物、例如撓性顯示器方面是特別有利的。拉拔噴嘴之特殊設計方案特別是允許在不改變噴嘴間隙的情況下製造具有大範圍不同厚度的玻璃帶。在此,可依次自相同的噴嘴中拉拔出厚度相差至少1.5倍、較佳至少2倍的玻璃帶。以此種方式,可製造具有不同厚度或強度的玻璃帶,而毋需更換噴嘴,且因此亦毋需中斷製造過程。
下面根據附圖進一步對本發明進行說明。在附圖中,相同的附圖標記分別表示相同的或相應的元件。圖1示出了用於自玻璃熔體9拉拔出玻璃帶10的裝置1之示意圖。此裝置包括拉拔罐2,其具有佈置在其下方的噴嘴4及冷卻裝置3,而在該冷卻裝置中冷卻玻璃帶10。首先,將玻璃熔體9通入拉拔罐2中,在當中進行溫度控制,或者在拉拔罐之長度及寬度上調節玻璃熔體9之溫度。隨後,玻璃熔體9進入噴嘴4中,玻璃熔體9透過噴嘴之開口自拉拔罐2中流出。在透過噴嘴的過程中,特別是在離開噴嘴的時間點,玻璃熔體9在成型區域14中形成其最終的形狀,即,玻璃帶10。玻璃帶10係在邊緣處由玻璃帶邊緣或邊框11界定其邊界。
在離開噴嘴4之後,玻璃帶10在成型區域14中或其下方被冷卻,直至其低於玻璃化轉變溫度Tg。較佳地,在冷卻裝置3下方,即,較佳地在冷區域中,佈置有諸多拉拔輥15,透過該等拉拔輥以將拉拔力傳遞到玻璃帶10上。較佳地,玻璃在與拉拔輥的接觸部位處的溫度為最高200℃,特別較佳為最高100℃。玻璃僅在冷範圍內、即低於Tg、特別較佳地在最高200℃的溫度下與拉拔輥接觸,已被證明是有利的,以便降低斷裂概率。在低溫下,在選擇拉拔輥之材料方面亦有更大的自由度。因此,拉拔輥可具有防滑效果較好的彈性體表面。
較佳地,至少兩對拉拔輥15橫向於拉拔方向Z間隔開地佈置,其中,該等拉拔輥對偶在邊框11之區域分別在兩個拉拔輥15之間包圍玻璃帶10兩側。根據玻璃帶10之期望的厚度以調整或調節透過拉拔輥15傳遞的拉拔力。根據一個實施方式,在厚度較小的情況下,與在期望的厚度較大的情況下、即在玻璃帶10較厚的情況下相比,拉拔力因此可設置得更高。因此,較佳地透過由拉拔輥15傳遞的拉拔力以將玻璃帶10調節到所期望的厚度,並且作為玻璃熔體9而自噴嘴4中拉出。
圖2及圖3分別以俯視圖示出了噴嘴狹縫輪廓,連同沿薄玻璃帶之寬度的典型的厚度分佈。噴嘴4沿著寬度B、長度L及高度H沿拉拔方向Z延伸,並且具有較佳為狹縫形的貫通口,該貫通口特別是構建為噴嘴狹縫5。噴嘴狹縫係由噴嘴4之壁6所包圍。在此,噴嘴狹縫5具有第一端部7a及第二端部7b,其中,第一端部7a係佈置在噴嘴狹縫5之第一側區域8a中,且第二端部7b係佈置在第二側區域8b中,並且,兩個側區域8a、8b實質上係沿著長度L延伸。在此,第一側區域8a及第二側區域8b之間佈置有中間區域8c。
在圖2及圖3的下部區域中,分別示出了在平行構建的噴嘴狹縫5的情況下沿薄玻璃帶10之寬度之厚度分佈,其中,在圖2中示出了沿厚度小於300 μm的薄玻璃帶10之典型的厚度分佈,圖3示出了厚度大於300 μm的薄玻璃帶之典型的厚度分佈。可看出,厚度低於300 μm的玻璃帶10(圖2)在邊框11處較在邊框之間的中間處為厚。相反,在厚度大於300 μm的玻璃帶10(圖3)中觀察到相反的效果。厚度分佈中的最大值位於其中心。此點主要是由於不同的冷卻特性、或者不同厚度的玻璃帶10之在寬度上形成的溫度梯度結合拉拔速度的結果。為了在存在玻璃熔體之溫度梯度或在噴嘴4中有針對性地引起溫度梯度的情況下,使拉拔速度或透過噴嘴狹縫5的玻璃之流量統一,故而彎曲地構建噴嘴狹縫5。然而,較佳地,溫度梯度亦可有針對性地設定為:使得溫度梯度自中心向外延伸,即,特別是自中心向噴嘴狹縫之端部7a、7b增加或減小。特別地,第一側區域8a及/或第二側區域8b係沿著噴嘴狹縫5之長度L且相關於其高度H連續地非直線地或較佳為彎曲地構建。理想地,特別是對於厚度低於300 μm的玻璃帶10,噴嘴狹縫5因此具有垂直於高度的卵形、橢球形或透鏡形或一般凸形的剖面,以便減小邊緣11上的流量。此點特別是應理解為:噴嘴狹縫5之寬度Bs自中心朝向端部7a、7b減小。相反,在厚度在300 μm以上的玻璃帶10的情況下,較佳為骨形剖面以減小玻璃帶10之中心處相對於邊框11的流量,其中,骨形剖面較佳係被理解為構建為凹形的剖面,特別是使得噴嘴狹縫5之寬度Bs自中心朝向端部7a、7b增加。因此,在該二情況下,透過根據噴嘴狹縫輪廓調以節流量,可在玻璃帶10之寬度上或在噴嘴狹縫5之長度L上實現統一的玻璃帶厚度。較佳地,其彎曲部係連貫地或甚至連續地且特別是線性地或指數地延伸,以便能夠沿著長度L均勻地成形。
圖4及5分別示出側區域8b之示意性剖面。圖4在此示出具有突出部20的噴嘴4之側區域8b,其中,突出部20可理解為噴嘴狹縫5之凹部,或者理解為提供用於容納玻璃熔體9的附加體積的凹部。突出部較佳係透過下壁21、端壁22連同較佳地亦透過至少一個而較佳為兩個或更多個側壁25所界定。側壁可相關於噴嘴4之高度H、突出部20之寬度Bv連同必要時亦有關於突出部20之長度而線性地或彎曲地成形。下壁21較佳地在諸側壁25之間向寬度Bv延伸,且特別是在長度上由端壁22界定。
然而,為了實現對在拉拔玻璃帶10時作用的力的影響,下壁21係彎曲地、特別是連續地、較佳地亦線性地或指數地沿著長度L且相關於高度H彎曲地成形。以此種方式可實現均勻彎曲的輪廓,其中,突出部20之下壁21理想地形成了到噴嘴狹縫5之中間區域8c之下邊界30的撓性的過渡。在最佳情況下,下壁21以及中間區域8c之下邊界30構成統一的面,從而較佳地,下壁21之彎曲部係在側區域8b中開始,並且延伸直至突出部之下端部23。在下端部23處,下壁21鄰接於端壁22,並且可與端壁一體式或兩件式地連接。
較佳地,下壁21及/或下邊界30係向下封閉噴嘴4或拉拔罐2,其中,特別是下邊界30係水平地延伸。在此,噴嘴狹縫係佈置在下邊界30及下壁21中,特別是使得玻璃熔體9可自下端部23流出,或者至少可被拉出,從而玻璃帶10可在下端部23之邊框11處朝向寬度方向拉拔。因此,噴嘴狹縫5亦可在其長度L上延伸超過其下端部,如在圖7中所示。
噴嘴4之自下端部23直至噴嘴4之上壁24的高度H,連同突出部20之在側區域8a,8b中的長度Lv,確定了半徑R。為了將噴嘴狹縫5或下壁21之彎曲部之半徑R設定為理想地朝向下端部23減小而較佳地在160 mm及200 mm之間的值,突出部20之高度係在20 mm及40 mm之間。另一個重要的關係設置是噴嘴4之高度H與突出部20之寬度Bv的比例,圖5亦以示意性俯視圖示出該突出部。寬度Bv愈小,所流入的玻璃必須克服的壓力損失愈高。另一方面,若突出部20太寬,則其玻璃體積之冷卻變得較差,因為,在此情況下透過玻璃直至突出部之冷卻的壁21、22的熱傳導路徑變得較長。因此,噴嘴4之高度H與突出部20之內部空間中之寬度Bv的比例理想地在0.8及1.2之間。因為噴嘴狹縫5實質上呈卵形或橢球形,所以噴嘴狹縫5可透過寬度Bs之變化以界定。例如,為了生產50 μm厚的玻璃,噴嘴狹縫寬度Bs中之自其中心到外側的差異可設為超過3 mm。在此,噴嘴狹縫之寬度不僅可在側區域8a、8b中、即在突出部20之區域中改變,而且亦可在噴嘴4之中間區域8c中改變。
為了界定或提供突出部20之最佳的內部空間並且由此調節玻璃熔體9之黏度,根據噴嘴狹縫寬度Bs計算突出部20之寬度Bv。 Bv = 2×Bs 至 5×Bs
沿著其長度,突出部20較佳係延伸超過下端部23,從而端壁22可傾斜地及/或彎曲地自上壁24延伸。較佳地,噴嘴4之上壁24中的上開口係較下壁21更寬及/或為長,但特別是較噴嘴狹縫之寬度Bs為寬及/或長。
圖6及7以透視立體圖示出噴嘴4之噴嘴狹縫5之兩個實施方式。在一個實施例(圖6)中,與圖7的實施方式相比,噴嘴狹縫5形成得略短,從而噴嘴狹縫5還在突出部20之向下彎曲的區域中終止。在該實施方式中,噴嘴狹縫5因此持續向下彎曲直至其端部。在圖7中示出的實施方式中,噴嘴狹縫形成得略長。因此,噴嘴狹縫5經由突出部20之下壁21延伸到其下端部23中,或者甚至延伸到超過其下端部。較佳地,噴嘴狹縫5之彎曲部在下壁21至下端部23的過渡區域中具有拐點W,使得特別是斜率再次減小或甚至下降。噴嘴狹縫5亦可在拐點處具有彎折部。
圖8示例性地示出在突出部20處的力分佈。由玻璃帶10沿拉拔方向的拉拔產生的力係在一個突出部20或多個突出部20處被噴嘴狹縫5之彎曲部被分成垂直的力分量Fv及水平的力分量Fh。此種情形在噴嘴狹縫5或下壁21之向下彎曲的區段8b中導致拉拔力之橫向分量在朝向噴嘴端部的方向連續地增大。遂使半徑R在下端部23之方向上變得愈小,成形力在拉拔玻璃帶10時的水平分量Uh若變得愈大,該水平分量對於張緊玻璃帶10並且保持玻璃帶之寬度是非常重要的。在具有較高韌性的玻璃中的反作用力實現了成型,即,玻璃物質之更薄的拉拔。在此,水平分量Uh再次將處於成形中的玻璃特別是在邊框11處向外拉拔,即,在寬度上,且因此若對收窄起到抑制作用,而成形力之垂直分量Uv沿拉拔方向Z向下拉拔玻璃。由水平的力分量及垂直的力分量之和所產生的力係記為玻璃帶10中的拉拔力Fz及表示成形力的Uz。
根據玻璃帶10之期望的寬度及/或拉拔力,噴嘴狹縫5之彎曲部之半徑R亦可以是一致的,即,較佳地不朝向其下端部減小。然而,特別重要的是,在下壁21至中間區域8c之下邊界30的過渡處不產生「彎折」,因為「彎折」會導致類點式的不均勻性或不均勻的力分佈。特別地,成形力分量Uh及Uv之不均勻的力分佈可能導致韌性較高的玻璃之厚度或寬度之局部變化,從而不再能夠確保穩定的成形過程或在玻璃帶10之寬度上一致的參數或玻璃特性。
總體而言,與在沒有彎曲部的情況下相比,具有在長度L、寬度B及高度H上彎曲的噴嘴狹縫5的噴嘴4,能夠在預定的拉拔罐寬度情況下生產出較寬的玻璃帶。甚至可將玻璃厚度拉到100 μm以下,亦可拉到50 μm以下。在圖9中示例性地示出了與在所有方向上平行延伸的噴嘴狹縫5相比的由彎曲的狹縫所生產的玻璃帶10之寬度之變化。在此,虛線邊框線11示出利用平行的噴嘴狹縫5生產的玻璃帶10之寬度Bp,實線邊框線11示出可藉由彎曲的噴嘴狹縫5生產的玻璃帶10之寬度Bk。作為單純的示例,下面給出了具有不同厚度的玻璃帶10之用700 mm長的噴嘴狹縫5產生的總寬度的一些典型值,以及在使用彎曲的噴嘴狹縫5時之寬度的可能變化。
表1:使用具有突出部的噴嘴狹縫時玻璃帶寬度之變化
玻璃厚度(μm) 無突出部情況下之寬度(mm) 有突出部情況下之寬度(mm)
1000 560 640
500 490 620
100 400 590
與圖1所示的裝置1之實施方式相比,圖10示出了具有相關於冷卻裝置3及/或拉拔罐2的另外的實施方式的裝置1之示意圖。根據此等實施方式之一,冷卻裝置3具有至少一個冷卻爐40,玻璃帶10係移動穿過該冷卻爐,特別是移動穿過冷卻爐40之入口及出口。冷卻爐40較佳地佈置在玻璃帶10之成型區域14下方,特別是為了在成型之後將成型的玻璃帶10冷卻到所期望的溫度,例如室溫,特別是若受控地及緩慢地冷卻,以便例如避免或減少玻璃帶10中的應力。
為了在玻璃帶10之寬度上特別精確地冷卻,可設置為:使得冷卻爐40具有多個冷卻及/或加熱區段41,該等冷卻及/或加熱區段係彼此並排地/上下且較佳為彼此鄰接地佈置。至少一個冷卻及/或加熱區段41、較佳地多個、更較佳地所有的冷卻及/或加熱區段41包括用於量測及調節溫度的熱電偶42。較佳地,冷卻及/或加熱區段41係平鋪式地且特別是按照平鋪的方式並排地佈置。此點可理解為:冷卻及/或加熱區段係被構建為小塊,或者成型為矩形、方形或六邊形,特別是使得冷卻及/或加熱區段41可彼此鄰接地佈置,而沒有中間的空隙。此種實施方式例如在圖11中示出。可設置為:使得冷卻及/或加熱區段41具有不同的尺寸。因此,例如特別是佈置在邊框11或冷卻爐邊緣之區域中的冷卻及/或加熱區段41,可較佈置在冷卻爐40或玻璃帶10之中心的冷卻及/或加熱區段構建得為大或小。以此種方式,玻璃帶10之某些區域可局部地較強或較弱地冷卻及/或加熱,以便能夠為各種玻璃帶寬度及玻璃帶形狀提供個別的冷卻及/或加熱可能性。因此亦可設置為:使得冷卻及/或加熱區段41在冷卻爐40之下部區域中比在冷卻爐40之上部區域中構建得較大或較小。
為了控制玻璃帶10之溫度,裝置1具有至少一個溫度量測裝置45。溫度量測裝置45特別是構建成使得玻璃帶10之溫度能夠在玻璃帶之較佳地整個寬度上被偵測或量測。如圖10所示,溫度量測裝置45可佈置在成型區域14中,特別是在冷卻爐40上方,使得,例如在藉由冷卻爐40對玻璃帶10進行冷卻之前可偵測玻璃帶之溫度。以此種方式,可實現對於玻璃帶10最佳的冷卻程式。同樣地,溫度量測裝置45或至少一個或多個另外的溫度量測裝置45亦可以是冷卻爐40之一部分及/或在冷卻爐內,例如居中地佈置。
在一些情況下,例如當針對特定玻璃厚度最佳化的噴嘴4用於製造不同的玻璃厚度時,可能需要已經在成型區域14中影響玻璃帶10的溫度。在另一實施方式中,裝置1因此具有至少一個、特別是多個空間分佈地佈置的冷卻及/或加熱單元50,其較佳係佈置在成型區域14中。在此,冷卻及/或加熱單元50可設計成使得冷卻及/或加熱單元50可分別有針對性地至少局部地加熱及/或冷卻玻璃帶10,而使得玻璃帶10在成型區域14中之寬度可有針對性地調節。由此理解為:冷卻或加熱不是在玻璃帶10之整個寬度上進行,而是玻璃帶10之溫度可局部地在所期望的區域內改變。因此,可實現在玻璃帶寬上不均勻及/或均勻的冷卻或加熱。
因此,特別較佳的是,在空間上分佈地、特別是橫向於玻璃帶10分佈地,佈置不同的加熱及/或冷卻單元50,以便影響玻璃帶10中之局部的玻璃分佈,並且能夠對玻璃分佈進行較小的調整。在此,加熱及/或冷卻單元50例如係分佈在成型區域14之整個面上,較佳係佈置在大於成型區域14之長度的5%、較佳地大於10%、較佳地大於15%之高度上及/或小於50%、較佳地小於30%之高度上,其中成型區域14之長度特別是橫向於玻璃帶10之寬度佈置。在此,成型區域14之長度可在100 mm及300 mm之間。換言之,加熱及/或冷卻單元50可佈置在噴嘴4與冷卻爐40之間,使其例如允許微調玻璃帶10之厚度。由此實現了利用噴嘴狹縫5拉拔出不同的玻璃帶,而其玻璃帶具有比噴嘴狹縫5之實際上的最佳化所針對的範圍為較廣的不同玻璃厚度之範圍。
透過此種方式,例如在玻璃帶10之中心處具有凹形的厚度分佈的較薄玻璃的情況下,可使用不同的加熱及/或冷卻單元50,以便降低玻璃化溫度或增加玻璃之黏度。由此,成型係較早地結束,並且,玻璃在其區域中不像在沒有此等加熱及/或冷卻單元50的情況下那樣薄地被拉拔出。為了能夠在玻璃帶10之所期望的位置處個別地調節溫度,可設置為:使得多個加熱及/或冷卻單元50可沿著、或相關於玻璃帶10之寬度並排地及/或對角地或橫向地佈置。同樣可設置為:使得多個加熱及/或冷卻單元50特別是沿拉拔方向而上下佈置。根據應用,例如可設置為:使得在兩個及六個加熱及/或冷卻單元50之間並排地、上下及/或彼此對角地佈置。
有利地,加熱及/或冷卻單元50可分別構建為空氣或水冷卻器且特別是產生空氣流、水射流、水滴、霧及/或氣溶膠,例如在圖12中所示。此等介質特別是可局部地且必要時直接地作用於玻璃帶10。
但,若可設置為使得加熱及/或冷卻單元50構建為間接的加熱及/或冷卻單元50,例如,構建為封閉的管路系統,則至少一種介質在該管路系統中循環,使得玻璃帶10特別是不與另外的介質、例如水相接觸。在此種情況下,加熱及/或冷卻單元50係構建成使得它們可分別釋放或吸收熱能或帶走熱能。可設置為:使得此種管路系統之至少一個管路相關於拉拔方向而橫向或平行地定向。為了偵測較佳是介質及/或玻璃帶之溫度,可設置溫度量測裝置45,該溫度量測裝置特別是佈置在至少一個加熱及/或冷卻單元、較佳地分別佈置在一個加熱及/或冷卻單元50上,從而例如亦可量測自玻璃帶10中帶走的熱能。在不侷限於上述實施方式的情況下,亦可使用直接及間接加熱及/或冷卻單元50之組合。與加熱及/或冷卻單元50是間接冷卻還是直接冷卻或加熱無關,加熱及/或冷卻單元50之剖面可設計為不同形狀,例如圓形、卵形,或是多邊形形狀,例如矩形或六邊形。
在此,可分別改變加熱及/或冷卻單元50與玻璃帶10的間距。因此,透過調節空氣量以實現例如空氣冷卻式的冷卻之精細調節。在此種情況下,每單位時間透過的空氣量愈大,玻璃就愈厚。空氣冷卻之另一個非常有效的變型方案是添加霧化水,從而形成氣溶膠。根據水量,氣溶膠可傳輸比純乾燥空氣明顯更多的熱能,其中,氣溶膠或者霧化的水或其它霧化的液體亦可與空氣或特殊的氣體組合物混合,以實現有效的冷卻。
在使用例如水冷卻器及/或空氣冷卻器形式的加熱及/或冷卻單元50的情況下,加熱及/或冷卻單元之位置中或其與玻璃帶10之間的間距係可改變。在此,水冷卻器與玻璃帶10的間距愈小,玻璃變得愈厚。加熱單元具有相同的效果,僅方向相反,利用加熱單元可使玻璃帶10在所期望的區域中較薄地成形。在此,加熱單元可構建為基於空氣及/或加熱線圈的加熱單元。為了能夠精確地調節加熱及/或冷卻單元50,可設置溫度量測裝置45,其係佈置在噴嘴4與加熱及/或冷卻單元50之間。
在另一實施例中,裝置1具有用於容置及均勻化經精煉玻璃的坩堝55,在該坩堝上較佳地佈置有至少一個具有特別適配的直徑的出料管56,而該出料管特別是通入拉拔罐2中。因此,玻璃可透過出料管56自坩堝55輸送到拉拔罐2中。在此種情況下,此裝置可具有至少一個、較佳多個或甚至大量的加熱元件60,其中,至少一個加熱元件60係佈置在至少拉拔罐2、出料管56及/或坩堝55上。在圖13所示的示例中,亦可分別在拉拔罐2上、在出料管56上及/或在坩堝55上佈置多個加熱元件60,以便能夠精確地調節拉拔罐2中的玻璃之溫度及分佈。
在本發明中,加熱元件60被理解為適合於及設置用於將能量輸出到拉拔罐2、出料管56及/或坩堝55及/或其內容物的裝置。其能量例如可採用熱能或電能或例如磁能之形式輸出。在此,加熱元件60可具有一或多個加熱線圈及/或法蘭(flange),加熱線圈及/或法蘭可在至少一個方向上至少部分地或完全地包圍拉拔罐2、出料管56及/或坩堝55。通常,拉拔罐2、出料管56、坩堝55及/或其內容物因此可透過由加熱元件60供應的熱能以直接加熱,或者,拉拔罐2、出料管56及/或坩堝55可例如透過感應或電流供應、較佳地透過至少一或多個特別是法蘭以進行自我加熱。在此種情況下,可透過至少兩個法蘭以產生流過拉拔罐2、出料管56及/或坩堝55的電流,或者透過至少一個法蘭以產生磁場,而該磁場係透過感應的方式向拉拔罐2、出料管56及/或坩堝55提供能量。有利地,拉拔罐2、出料管56及/或坩堝55因此可具有導熱及/或導電材料,例如金屬。通常,可特別是間接地並且較佳係在較大的面積上進行藉由加熱元件60的加熱,且因此例如減少玻璃缺陷之形成。亦可進行溫度之微調,特別是局部的微調。
在坩堝55上,加熱元件60分別佈置在上方進料口及下方出料口處,使得玻璃能以期望的溫度進入出料管56中,但不限於如圖13所示的示例。出料管56具有三個加熱元件60,其中,分別一個加熱元件60佈置在上三分之一處,一個佈置在中間三分之一處,且一個佈置在下三分之一處。較佳地,出料管56係以此種方式被分成兩個至四個電力的加熱迴路61,特別是使其可實現非常精細的溫度調節,並且,玻璃在進入拉拔罐中時已經可均勻地分佈。
在另一實施方式中,拉拔罐2具有多個、特別是至少四個加熱元件60,較佳係使得拉拔罐(2)之加熱被分成較佳地三個電力的加熱迴路。加熱迴路亦可理解為拉拔罐2之特別是在空間上不同方式佈置的或不同的加熱區,諸加熱區例如可分別加熱在拉拔罐中之界定的體積範圍的玻璃。在此,拉拔罐2之加熱迴路62較佳係相關於噴嘴狹縫5之長度L串聯地佈置,以便在橫向方向上或沿噴嘴狹縫5之長度L影響拉拔罐2中的玻璃分佈。因此,可透過出料管56及拉拔罐2之溫度控制,以調節噴嘴狹縫5上的玻璃分佈及噴嘴4上的玻璃流量。較佳地,加熱元件60係佈置成使其形成至少兩個或三個、特別是多個加熱迴路62。在此,加熱迴路62及/或加熱元件60中之至少二者可佈置在拉拔罐2之側面,特別是使其形成至少三個加熱迴路62,其中至少一個另外的加熱迴路62係佈置在拉拔罐2之中心。在此,每個加熱迴路62可被至少兩個加熱元件60包圍或是限界或圍繞。
因此,本發明之目的亦可通常地在不侷限於特定實施方式的特殊特徵的情況下,由用於自玻璃熔體9中拉拔出玻璃帶10的裝置1來達成,其中,裝置1具有用於容納經精煉的玻璃熔體的坩堝55、及用於將玻璃熔體輸送到拉拔罐2中的出料管56,其中,至少拉拔罐2具有多個加熱元件60,而諸加熱元件較佳係橫向於噴嘴4之噴嘴狹縫5之長度L佈置,玻璃熔體9則可透過噴嘴向下流出,其中,裝置1具有至少一個、特別是多個冷卻及/或加熱單元50,而諸冷卻及/或加熱單元係佈置在成型區域14中。較佳地,在該實施方式中,噴嘴狹縫5係在第一側區域8a及第二側區域8b中朝向噴嘴狹縫5之端部7a、7b,特別是連貫地或連續地沿拉拔方向Z向下彎曲,使得端部7a、7b較噴嘴狹縫5之佈置在端部7a、7b之間的一中間區域8c為低。為了使玻璃均勻化,可在坩堝55中設置攪拌單元,特別是單位時間的轉數可調節的攪拌單元。
1:(拉拔玻璃帶)裝置 2:拉拔罐 3:冷卻裝置 4:噴嘴 5:噴嘴狹縫 6:(噴嘴/噴嘴狹縫)壁 7a:(第一)端部 7b:(第二)端部 8a:(噴嘴狹縫)(第一)側區域 8b:(噴嘴狹縫)(第二)側區域 8c:(噴嘴狹縫)中間區域 9:玻璃熔體 10:(薄)玻璃帶 11:邊框;邊框線 14:成型區域 15:拉拔輥 20:突出部 21:(突出部)(下)壁 22:(突出部)(端)壁 23:(突出部)下端部 24:(噴嘴)上壁 25:側壁 30:(中間區域)下邊界 40:冷卻爐 41:冷卻及/或加熱區段 42:熱電偶 45:溫度量測裝置 50:冷卻及/或加熱單元 55:坩堝 56:出料管 60:加熱元件 61:(出料管)加熱迴路 62:(拉拔罐)加熱迴路 B:(噴嘴狹縫)寬度 Bk:(彎曲的噴嘴狹縫生產)(玻璃帶)寬度 Bp:(平行的噴嘴狹縫生產)(玻璃帶)寬度 Bs:(噴嘴狹縫)寬度 Bv:(突出部)寬度 Fh:(拉拔力)水平分量 Fv:(拉拔力)垂直分量 Fz:拉拔力 H:(突出部)高度;(噴嘴)高度 Hv:(突出部內部空間)高度 L:(噴嘴狹縫)長度 Lv:(突出部)長度 R:(彎曲部)半徑 Uh:(成形力)水平分量 Uv:(成形力)垂直分量 Uz:成形力 W:(彎曲部)拐點 Z:拉拔方向
圖1示出用於自玻璃熔體拉拔出玻璃帶的裝置之示意圖。 圖2示出噴嘴狹縫之俯視圖及沿薄玻璃帶寬度之厚度分佈之示意圖。 圖3示出噴嘴狹縫之俯視圖及沿薄玻璃帶寬度之厚度分佈之示意圖。 圖4示出具有突出部的噴嘴之側區域的剖面示意圖。 圖5示出噴嘴之俯視示意圖。 圖6示出具有突出部及短的噴嘴狹縫的噴嘴之側區域之透視立體示意圖。 圖7示出具有突出部及短的噴嘴狹縫的噴嘴之側區域之透視立體示意圖。 圖8示出具有突出部的噴嘴之側向的區域之剖面示意圖。 圖9示出噴嘴之剖面示意圖。 圖10示出用於自玻璃熔體拉拔出玻璃帶的裝置之示意圖。 圖11示出冷卻爐之示意圖。 圖12示出具有加熱或冷卻單元的成型區域之示意圖。 圖13示出坩堝、出料管及拉拔罐之示意圖。
4:噴嘴
5:噴嘴狹縫
20:突出部
21:(突出部)(下)壁
22:(突出部)(端)壁
23:(突出部)下端部
24:(噴嘴)上壁
25:側壁
30:(中間區域)下邊界
B:(噴嘴狹縫)寬度
L:(噴嘴狹縫)長度
R:(彎曲部)半徑
Z:拉拔方向

Claims (19)

  1. 一種用於自玻璃熔體拉拔出玻璃帶的裝置,其中,此裝置(1)具有用於容納玻璃熔體(9)的一拉拔罐(2),該拉拔罐具有帶有一貫通口的一噴嘴(4),而該玻璃熔體(9)能夠透過該貫通口向下流出,其中,該貫通口係構建為具有兩個端部(7a、7b)的一噴嘴狹縫(5),其中,該噴嘴狹縫(5)之長度(L)係大於其寬度(B),其中,該噴嘴狹縫(5)在一第一側區域(8a)及一第二側區域(8b)中係朝向該噴嘴狹縫(5)之該等端部(7a、7b),特別是連貫地或連續地沿拉拔方向(Z)向下彎曲,使得該等端部(7a、7b)較該噴嘴狹縫(5)之佈置在該等端部(7a、7b)之間的一中間區域(8c)為低,且其中,該噴嘴狹縫(5)之寬度係自其中心朝向該等端部(7a、7b)變化。
  2. 如請求項1之裝置,其中,該噴嘴狹縫(5)係自其中心朝向該等端部逐漸變窄,使得該噴嘴狹縫(5)在該中間區域(8c)中之寬度大於在其端部(7a、7b)處之寬度。
  3. 如請求項1或2之裝置,其中,該噴嘴狹縫(5)在該第一側區域(8a)及該第二側區域(8b)中係相對於其高度(H)具有帶有半徑(R)的一連續的彎曲部,而其中,該高度(H)係平行於該拉拔方向(Z)延伸。
  4. 如請求項1至3中任一項之裝置,其中,該噴嘴狹縫具有以下特徵中之至少一者: 該噴嘴狹縫(5)係持續彎曲直至該端部(7a、7b), 該噴嘴狹縫(5)係彎曲到該端部(7a、7b)中,並且該彎曲部具有一拐點(W)。
  5. 如請求項1至4中任一項之裝置,其中,該噴嘴狹縫(5)在俯視圖中、即相對於其長度(L)及寬度(B)具有卵形、橢圓形、凹形或透鏡形的形狀。
  6. 如請求項1至5中任一項之裝置,其中,該噴嘴(4)係在該第一側區域(8a)及該第二側區域(8b)中分別具有一個用於容納玻璃熔體(9)的一附加通過體積的突出部(20),並且,該突出部(20)係沿著其拉拔方向(Z)延伸,而其中,該突出部(20)之內部空間界定了該附加通過體積之大小。
  7. 如請求項6之裝置,其中,該突出部(20)之內部空間之高度(H)與該突出部(20)之內部空間之寬度(B)之比係大於0.2,較佳地大於0.5,較佳地大於0.8及/或小於2,較佳地小於1.6,較佳地小於1.2。
  8. 如請求項7之裝置,其中,該噴嘴狹縫(5)之彎曲部之半徑(R)係由該突出部(20)之高度(H)及該突出部(20)之長度(Lv)所界定。
  9. 如請求項7或8之裝置,其中,該突出部(20)之長度(Lv)與該突出部(20)之高度(H)之比係小於2.8,較佳地小於2.6,較佳地小於2.4。
  10. 如請求項1至9中任一項之裝置,其中,該第一側區域(8a)之該突出部(20)之彎曲的區段係與該第二側區域(8b)之該突出部(20)之彎曲的區段相對立。
  11. 如請求項7至10中任一項之裝置,其中,該突出部(20)之內部空間之高度(Hv)係大於10 mm,較佳地大於15 mm,較佳地大於20 mm及/或小於80 mm,較佳地小於60 mm,較佳地小於40 mm。
  12. 如請求項7至11中任一項之裝置,其中,該突出部(20)之寬度(Bv)係界定為該噴嘴狹縫(5)之寬度(B),特別是該貫通口之剖面與大於1 mm、較佳地大於1.5 mm、較佳地大於2 mm及/或小於15 mm、較佳地小於10 mm、較佳地小於5 mm的值之乘積。
  13. 如請求項7至12中任一項之裝置,其中,該噴嘴狹縫(5)之彎曲部之半徑(R)係大於100 mm,較佳地大於130 mm,較佳地大於160 mm及/或小於260 mm,較佳地小於230 mm,較佳地小於200 mm。
  14. 如請求項6至12中任一項之裝置,其中,該突出部(20)具有一下壁(21),其係沿該拉拔方向(Z)封閉該突出部(20)之內部空間,而其中,該貫通口係佈置在該下壁(21)中。
  15. 如請求項1至14中任一項之裝置,其中,在該拉拔罐(2)上佈置有多個加熱元件(60),使得該拉拔罐(2)之加熱被分成若干電力的加熱迴路(62),而其中,該拉拔罐(2)之加熱迴路(62)較佳係相關於該噴嘴狹縫(5)之長度L串聯地佈置。
  16. 如請求項1至15中任一項之裝置,其中,此裝置(1)具有至少一個、特別是多個空間分佈地佈置的冷卻及/或加熱單元(50),而該等冷卻及/或加熱單元係佈置在一成型區域(14)中。
  17. 一種自玻璃熔體拉拔出薄玻璃帶的方法,其中玻璃被熔化,且自引導該玻璃熔體(9)而具有一貫通口的一拉拔罐(2)中流出,並且沿拉拔方向(Z)向下拉拔成其薄玻璃帶(10),其中,該薄玻璃帶(10)在離開該貫通口後係被冷卻,直至該薄玻璃帶低於其玻璃化轉變溫度Tg,並且,該薄玻璃帶(10)係透過與諸多拉拔輥(15)接觸而沿拉拔方向(Z)拉出,而該等拉拔輥係將拉拔力傳遞至該薄玻璃帶(10),其中,該等拉拔輥(15)係在該玻璃之溫度低於該玻璃化轉變溫度Tg時與玻璃接觸, 其中,使用請求項1至16中任一項之裝置(1),並且,該裝置(1)具有帶有諸多突出部(20)的一噴嘴(4),而該等突出部抑制了該玻璃帶(10)之收窄。
  18. 如請求項17之方法,其中,該噴嘴係構建成使得該玻璃帶(10)之在該貫通口下方產生的拉拔力在該突出部(20)上被分成垂直的(Fv)及水平的(Fh)力分量,而其中,在該玻璃帶(10)中產生對其作用的成形力(Uz),並且,水平的成形力分量(Uh)之比例相對於垂直的成形力分量(Uv)的比例係朝向第一端部(7a)及第二端部(7b)上升。
  19. 如請求項17或18之方法,其中,具有以下特徵中之至少一者: 所拉拔的薄玻璃帶(10)之厚度係不超過70 μm,較佳地不超過50 μm,較佳地不超過20 μm, 將厚度相差至少1.5倍、較佳地至少2倍的玻璃帶依次自相同的噴嘴中拉拔出。
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