TWI477460B - 用於在玻璃帶狀物之其中一面上創造一結構的方法與裝置 - Google Patents

Description

用於在玻璃帶狀物之其中一面上創造一結構的方法與裝置

本發明係關於一種在一連續生產之玻璃帶狀物其中一面上使用一銘刻輥創造一結構的方法。

術語「結構」表示銘刻於該玻璃帶狀物之相關面上之凹紋及凸紋的集合。

本發明更特定言之(但未排他地)係關於一種諸如用於製造意欲用於裝備有光電電池之模組的平板玻璃的此種方法的方法。

應想到，光電電池允許將光能(尤其日光之能量)轉化成電能。該等電池呈薄膜之形式或呈圓片之形式且為易碎的。不僅需要保護其免受機械損害，且亦需要保護其免受潮濕及腐蝕損害。為此目的，通常將呈圓片形式之光電電池結合至一保護性玻璃板之下側，且將呈薄膜形式之光電電池直接沈積於該玻璃之下側上。該等電池之作用表面壓抵此平坦面，使得其經由該玻璃板接收光。

當然，希望該等電池捕獲落在該板之遠離該等電池的彼面上的光之最大可能量。為此目的，嘗試減少歸因於遠離該等電池之該面上之寄生反射之光損失。

為製造薄膜光電模組，特別利用藉由在錫浴上形成而獲得之浮式玻璃之薄片或帶狀物。該浮式玻璃法使得有可能創造瑕疵非常少的非常平坦之面。然而，一浮式玻璃板之平滑面(遠離光電電池之面)造成寄生反射及作用光之損失。

為了減少此光損失，某些製造商將抗反射塗層施加至所述平滑面，但此等塗層相對昂貴且構成生產線上該方法之額外步驟。

亦可能藉由將一合適結構壓印於其上來獲得一抗反射表面。專利FR 2832814提供此類結構之實例。

因此，希望能夠在同一個製程期間連續地製造具有一極平滑面及一展現一抗反射結構之第二面的平坦玻璃。

專利US 4 746 347提出，在一浮式玻璃製程中，藉由在含有錫浴之腔室中將一銘刻輥按壓至一玻璃帶狀物之頂部上來銘刻該帶狀物之上方面(upper face)。一諸如此配置之配置相對複雜且使得難以對該銘刻輥進行干預(尤其對於清潔及/或改變其)。

專利申請案EP 1 057 791 A2提出用於在一浮式玻璃帶狀物之下方面(lower face)上創造不平整性的各種解決方案。詳言之，可使用在浮式浴結束時提昇帶狀物的輥或藉由在該浮式浴後繼續下去的退火爐的輥中之一者來創造不平整性。根據此最後配置創造結構或銘刻時所處的條件不完全令人滿意，因為玻璃帶狀物之條件可能不對應於良好銘刻之最佳條件及/或可能要求施加銘刻輥之過大壓力。

此外，使用帶狀物提昇輥中之一者具有其他缺點，例如帶狀物上殘存之錫快速污染銘刻輥或錫蒸氣冷凝於此輥上。

專利EP 1 057 791 A2所提出之解決方案不完全解決所述問題，因為其不能夠創造某些結構，特別是將需要過高壓力的具有明顯彎曲的結構。

必需將帶狀物之在將受壓印之面上之足夠厚度升高至比該帶狀物在離開錫浴時之溫度高的溫度T2以便允許其在良好條件下受壓印。

視將壓印之輪廓、必須由壓印輥施加至帶狀物的壓力及壓印之持續時間而定，有可能判定該溫度T2及將加熱之厚度，尤其藉由計算或(針對更複雜之情況)使用數值模擬或實驗室實驗。

為了界定用於壓印帶狀物之熱參數，必需考慮：

‧待加熱至接近於T2之溫度的厚度，

‧帶狀物之速度，

‧玻璃之熱擴散率，

‧玻璃之焓(enthalpy)。

浮式玻璃生產線能夠製造寬範圍之玻璃厚度，例如0.5mm至25mm。壓印於層狀玻璃生產線上之輪廓亦具有變動極大之深度及形態，例如0.1mm至4mm的深度。一給定浮式玻璃生產線上之產品的此等範圍之多樣性因此需要複雜熱管理以便在獲得所要壓印的同時避免使玻璃過熱、使設施過大，或造成過多功率消耗。

本發明使得有可能藉由提出一種方法來界定適當參數，該方法使得有可能簡單且快速地判定用於加熱及冷卻待於大範圍之浮式玻璃產品上壓印至各種深度的帶狀物之最佳條件。

首先，本發明之目標為提供一種為上文所界定之種類的方法，其使得有可能在最佳條件下連續地創造至少一面具有一精確結構的玻璃帶狀物，其使得有可能避免或至少大大減少寄生反射，且其對於寬範圍之生產參數亦能夠如此。

根據本發明，該種在一連續生產之玻璃(尤其浮式玻璃)帶狀物其中一面上使用一壓印裝置(尤其一銘刻輥)創造一結構的方法的特徵在於：

-該壓印裝置定位於該帶狀物在其處處於平均溫度T1的一區域中，根據待銘刻之圖案的性質、該壓印裝置與該帶狀物之間的壓力及該帶狀物與該壓印裝置之間接觸的持續時間，該平均溫度T1不足以將該壓印裝置之圖案壓印至該帶狀物上；

-在該壓印裝置上游加熱待銘刻之面以便將該帶狀物之有限且足夠的厚度升高至一大於T1之溫度T2，該溫度T2為根據該待銘刻之圖案的性質及該壓印裝置與該帶狀物之間的壓力以及該帶狀物與該壓印裝置之間接觸的持續時間將該圖案自該壓印裝置壓印至該帶狀物上所需的溫度；

-且由加熱裝置傳輸至該帶狀物之熱通量使得「壓印數」在0.05mm^-1 與2.00mm^-1 之間的範圍內且較佳為0.3mm^-1 ，該「壓印數」N _imp 由下式界定：

在鹼石灰玻璃之情況下，該溫度T2有利地在650℃與1100℃之間、較佳在750℃與950℃之間的範圍內，而該溫度T1為620℃或620℃以下，且高於570℃。

該結構可在該帶狀物之上方面或下方面上創造。

在該壓印裝置後快速地冷卻該帶狀物之受銘刻面，以便使所銘刻結構快速地穩定且使該帶狀物貫穿該帶狀物之厚度回復至接近於T1之溫度。當對該帶狀物之該下方面(其接著越過承載輥)執行銘刻時，在鹼石灰玻璃之情況下，在該帶狀物之該受銘刻面與一承載輥接觸之前，在該壓印裝置後使該帶狀物之該受銘刻面快速地冷卻至620℃或620℃以下但高於570℃之溫度。

有利地，升高至溫度T2的該帶狀物之厚度使得升高至該溫度T2之玻璃的體積至少等於該銘刻所替換的體積。

上文所界定之方法可有利地實施於一用於生產浮式玻璃之設施中，尤其在自該浴退出後或在繼浮式槽之後的徐冷窯中。

本發明亦係關於一種用於在一連續生產之玻璃帶狀物其中一面上使用一壓印裝置創造一結構的裝置，該裝置特徵在於：

‧該壓印裝置定位於該帶狀物在其中處於平均溫度T1的一區域中，根據待銘刻之圖案的性質、該壓印裝置與該帶狀物之間的壓力以及該帶狀物與該壓印裝置之間接觸的持續時間，該平均溫度T1不足以將該壓印裝置之圖案壓印至該帶狀物上；

‧一加熱該待銘刻面之構件安裝於該壓印裝置上游以便將該帶狀物之一有限且足夠的厚度升高至一大於T1之溫度T2，而同時使該帶狀物之剩餘部分保持於一接近於T1之溫度，該溫度T2為根據該待銘刻之圖案的性質及該壓印裝置與該帶狀物之間的該壓力以及該帶狀物與該壓印裝置之間接觸的持續時間將該壓印裝置之該圖案壓印至該帶狀物上所需的溫度；

‧由該加熱構件傳輸至該帶狀物的熱量使得「壓印數」N _imp 在0.05mm^-1 與2.00mm^-1 之間的範圍內且較佳等於0.3mm^-1 。

根據本發明，以以下方式冷卻該帶狀物：使得該帶狀物之與承載輥接觸的下方面維持於T1或T1以下但高於溫度T3的溫度下，該溫度T3對應於玻璃所設定至之溫度。在鹼石灰玻璃之情況下，該溫度T3為約570℃。

根據本發明，在銘刻輥後快速地冷卻帶狀物之受銘刻面，以便使所銘刻結構快速地穩定且使該帶狀物回復至接近於T1之溫度。

有利地，該裝置包含一吹入氣體(特別是空氣)之構件，其在與該銘刻輥相對之側上以便藉由一適當壓力將該帶狀物壓抵該輥。

該銘刻輥可定位於該玻璃帶狀物上方以便銘刻該帶狀物之上方面，且該吹氣構件可由一支撐該帶狀物之下方面的吹氣懸置台組成。

該裝置有利地經設計使得在該帶狀物與該輥之間建立一接觸弧，角展度(angular spread)足夠大以延長接觸時間。

加熱表面層之構件可包含橫跨該帶狀物之寬度延伸且火焰對準該帶狀物之待銘刻面的燃燒器之一陣列。

冷卻構件可為一(例如)由管形成之輻射構件，該管橫跨該帶狀物之寬度延伸且一冷卻劑(尤其空氣或水)在其內部流動，此管位於接近於該受銘刻面處。

該冷卻構件亦可為一藉由將氣體吹至該帶狀物上來工作的對流構件。

根據本發明，存在一與受熱長度、壓印深度、帶狀物行進速度及玻璃之熱擴散率相關的特徵數。此數(下文稱作「壓印數」)使得有可能判定加熱之參數以便將帶狀物之所需深度升至一溫度T2。此數對非常寬範圍之生產參數及壓印深度維持有效。壓印數N _imp 由下式給出：

其中所用之所有量係以SI單位給出。

在此式中：深度 _T2 表示待升高至溫度T2以便壓印該結構的玻璃之厚度。

速度 表示該玻璃帶狀物之行進速度。該速度參數係根據該帶狀物之生產及該帶狀物之厚度而由「浮式」製程設定。

擴散率 _thermal 表示玻璃之熱擴散率，其為玻璃之性質所固有之特性。在鹼石灰玻璃之情況下，此值在壓印所需之溫度範圍中改變非常小。因此，其在700℃時為4.2×10^-7 m² /sec，且在1000℃時為4.6×10^-7 m² /sec。因此，有可能使用一平均值4.4×10^-7 m² /sec，使在判定該壓印數方面達成令人滿意的精確度。

長度 _heated 表示加熱該帶狀物所跨之長度(在行進方向上)。

根據本發明，該壓印數使得有可能界定適於寬範圍之生產參數(例如，對於2m/min至30m/min之帶狀物速度的0.2mm至4mm之壓印深度)的加熱設備。

現描述本發明之一例示性實施例。

對於0.4mm之T2深度、15m/min之帶狀物速度及4.4×10^-7 m² /sec之熱擴散率，對於0.3mm^-1 之壓印數，得出0.76m之加熱長度。

下一步驟為計算該帶狀物之受熱面所達到的溫度，以檢查其不超過對玻璃之品質有害的臨界溫度。使用下式來執行該計算：

在此式中，距離_imp 為加熱結束端與該帶狀物與該壓印輥之間的接觸點之間的距離。將此距離選為儘可能短以便減少加熱點與壓印點之間的熱損失為有利的，此距離較佳小於20cm。

對於600℃之溫度T1及830℃之溫度T2及19cm之距離，得出995℃之熱面溫度。

若在鹼石灰玻璃之情況下此溫度超過一臨界值(例如，1100℃)，則將必需使用略小之壓印數(例如，0.2)來重複該計算。

下一步驟為判定每米帶狀物寬度將注入之熱通量。使用下式來獲得此：

Q_imp =ER-(Hg(T2)-Hg(T1))‧速度‧深度_T2 ‧密度_glass

在此式中，Q_imp 為每米帶狀物寬度將注入之熱量，Hg為玻璃之焓，且密度_glass 為玻璃之平均密度。

項ER表示能量比，亦即，裝置之實際消耗與將厚度「深度_T2 」升高至溫度T2所需的能量之比。自以下方程式獲得ER：

因此具有一ER因數4.5。此因數與受熱長度密切相關。其在壓印數變小時降低。為最佳化該裝置，因此宜增加該壓印數，直至達到一極限值(例如，關於面溫度(face temperature)或熱通量密度)為止。

在此ER值等於4.5之情況下，得出遍及該帶狀物之寬度將注入354kW/ml(千瓦每公尺(kilowatts per linear metre))的熱通量。

現得知受熱長度及必須注入之能量，便能夠使用以下方程式來計算熱通量密度q_ht ：

所需之通量密度因此為454kW/m² 。再次，若所需通量密度大於可用加熱構件可達成之通量密度，則必需略微減少該壓印數以便增加受熱長度。

此處陳述之方程式在不需要複雜數值模擬之情況下使用一簡化方法來提供對該等量之良好估計。

藉由改變各種變數而使用根據本發明之規測方法執行的所有模擬導致該壓印數之有效性範圍限於0.05mm^-1 與2mm^-1 之間，該等各種變數為(例如)壓印深度、行進速度、溫度T1及T2、根據玻璃等級之最大可接受溫度。在此範圍外之壓印數會導致異常，諸如過高通量密度、過長受熱長度、過高熱面溫度或糟糕之能量效率。

舉例而言，一小於0.05mm^-1 之壓印數會導致受熱區域之不可接受的長度及過低而造成顯著過多能量消耗的熱通量。一大於2mm^-1 之壓印數會導致使用習知加熱構件不再可達成的過高通量密度值。同時，表面溫度過度增加且導致玻璃表面過熱，使其經由起泡及汽化而劣化。

對於壓印數0.3mm^-1 可獲得最佳之折衷，其允許非常合理之通量及長度。

本發明亦關於一種在一浮式玻璃帶狀物其中一面上使用一壓印裝置連續地創造一結構之方法，該壓印裝置位於該帶狀物在其處處於一平均溫度T1下的位於錫浴後的一區域中，根據待銘刻之圖案的性質、該壓印裝置(詳言之，一銘刻輥)與該帶狀物之間的壓力以及該帶狀物與該壓印裝置之間接觸的持續時間，該平均溫度T1不足以將該壓印裝置之圖案壓印至該帶狀物上，該方法特徵在於：

-在該壓印裝置上游加熱該待銘刻之面以便在壓印開始時將該帶狀物之一有限且足夠的厚度升高至一大於T1之溫度T2，該溫度T2為根據該待銘刻之圖案的性質及該壓印裝置與該帶狀物之間的該壓力以及該帶狀物與該壓印裝置之間接觸的持續時間將該壓印裝置之該圖案壓印至該帶狀物上所需的溫度；

-藉由感應(induction)或藉由處於一頻率的微波將熱通量傳輸至帶狀物，該頻率經合適地選擇以將吸收限於該層之將接受該壓印之厚度。

除上文所陳述之物外，本發明亦關於某數目之其他配置，將在下文關於針對鹼石灰玻璃之一些例示性實施例來對該等其他配置進行更充分論述，參看所附但非限制性之圖式描述該等例示性實施例。

圖1為示意性地描繪一用於根據浮式玻璃法生產玻璃帶狀物的設施之圖式。

該設施包含一熔爐1，用以製造玻璃之材料、石英砂、助熔劑、石灰石等引入至其中。一玻璃帶狀物B以糊狀離開熔爐1且由熔融錫浴2支撐，該熔融錫浴2佔據處於一還原氣氛，尤其氮氣或氫氣氣氛下的浮式腔室3之下部。玻璃在約1000℃與600℃之間的溫度下在該錫浴上形成。

在腔室3之出口端處，玻璃帶狀物B被提昇出該錫浴且進入在稱作「LOR」(提昇滾筒)之金屬輥4上的「除渣盒(drossbox)」(或浴出口)中。帶狀物B接著通過一跨幾十公分之長度的開放氣隙5。

帶狀物B接著進入一徐冷窯6，此處，該玻璃帶狀物之溫度逐漸減小直至其降至玻璃轉移溫度Tgtt以下，在鹼石灰玻璃之情況下玻璃轉移溫度為550℃。在離開徐冷窯6時，玻璃處於允許切割及處理玻璃的適中溫度(100℃以下)。

在其在徐冷窯中之整個時段，該玻璃帶狀物由以該帶狀物之行進速度旋轉的輥7水平地支撐。將一可調拉力F施加至帶狀物B。拉力F之振幅允許帶狀物B之厚度受影響。

該浮式玻璃法具有在帶狀物B之下方面及上方面上創造瑕疵非常少的非常平坦之表面的優點。然而，由於來自在帶狀物B仍處於黏彈狀態時帶狀物B擱置於其上的輥4之污染的可能性，該下方面更有可能蒙受瑕疵。

本發明旨在連續地提供玻璃帶狀物B，其至少一面具有一能夠造成防止光反射之效應的結構(亦即，凸紋及凹紋之集合)，另一面較佳為平滑的，尤其在至光電電池之應用中。

根據本發明在一玻璃帶狀物之一面上銘刻一結構要考慮以下參數：

-玻璃是否處於有利於良好銘刻之塑性狀態下，

-帶狀物與銘刻輥之間接觸的壓力，

-所銘刻結構之凝固，避免臨界應力，

-非壓印面之表面修整的保存，

-帶狀物之平坦度的保存。

為了在良好條件下在玻璃帶狀物其中一面上創造該結構，利用下文所解釋之程序。

將一較佳由銘刻輥8組成之壓印裝置定位於點A處，在此處，帶狀物B處於一平均溫度T1，根據以下各者，該平均溫度T1不足以將該銘刻輥之圖案壓印至玻璃帶狀物上：

-待銘刻之圖案的性質(尤其圖案之形狀、其大小及其深度)；

-銘刻輥8與帶狀物B之間的壓力；

-及帶狀物與銘刻輥之間接觸的持續時間。

該壓印裝置可由不同於輥之一些構件組成，尤其可由在平行於該帶狀物之行進方向的垂直平面中界定一閉環的帶子或一壓印板組成。

在鹼石灰玻璃之情況下，將溫度T1選為620℃或620℃以下。該銘刻輥所處之點A因此可位於徐冷窯6上游、在該徐冷窯中，或甚至在該徐冷窯外(其下游)。

在該壓印裝置上游(特別是銘刻輥8上游)加熱待銘刻之面以便在壓印開始時將帶狀物B之一有限且足夠的厚度升高至一大於T1之溫度T2，該溫度T2為根據待銘刻之圖案的性質及銘刻輥8與帶狀物B之間的壓力以及帶狀物B與銘刻輥8之間接觸的持續時間將銘刻輥8之圖案銘刻於帶狀物B上所需的溫度。

此加熱係在以下條件下執行的：使得帶狀物B之剩餘部分維持接近於T1之溫度，且僅加熱該銘刻所涉及之帶狀物B厚度。

因為在銘刻期間除了該銘刻所涉及之表面層外該玻璃帶狀物皆維持於相對低之平均溫度T1，所以該帶狀物之機械特性能夠避免該帶狀物之永久變形。

溫度T2小於1000℃，有利地為約800℃。較佳地，溫度T2經選擇使得銘刻所需之壓力維持在2MPa以下。

帶狀物之升高至溫度T2的厚度使得升高至此溫度T2之玻璃的體積至少等於該銘刻所替換的體積。通常，帶狀物之升高至溫度T2的厚度至少等於凸紋之高度，尤其至少等於此高度的1.5倍。

在已銘刻帶狀物之該面後，在銘刻輥8下游快速地冷卻此受銘刻面以便藉由使所銘刻圖案凝固來保存該所銘刻圖案。

有利地，該帶狀物之非壓印面的冷卻有助於限制該帶狀物之中心處溫度的增加以便防止該帶狀物再次軟化。將計量此冷卻，使得該帶狀物之非壓印面之溫度不低於玻璃開始固化的溫度T3，即約570℃(在鹼石灰玻璃之情況下)。

此冷卻可為輻射型的。

銘刻輥8可定位於帶狀物B上方(如圖2所說明)或下方(如圖3所說明)。

可藉由恰安裝在銘刻輥8上游且跨越帶狀物B之寬度延伸的加熱構件9來加熱該待銘刻之面。此加熱構件9與銘刻輥8位於帶狀物B之同一側上。可藉由感應、微波、吹熱風、輻射、電漿氣體或任何其他已知方式來執行加熱。

一種有利之解決方案為使加熱構件9以垂直燃燒器10a之一陣列10(圖4)的形式生產，該等燃燒器之火焰對準待加熱之面，陣列10橫跨帶狀物B而定位(主要與其行進方向成直角)。有利地，使用H₂ /O₂ 燃燒來獲得非常高之熱傳遞。

亦可藉由用一加熱構件裝備銘刻輥8來藉由銘刻輥8直接加熱待銘刻之面，該加熱構件允許輥台之溫度升高至一足夠程度。

如圖2所說明，經受銘刻之面可為帶狀物B之下方面。在此種情況下，通常相對於與同一個上水平平面H相切的其他上游及下游輥7來抬升銘刻輥8。輥8之輪廓突出於平面H上方以便提昇帶狀物B，帶狀物B因此在其自身重量下壓抵輥8，此可足以造成銘刻所需之壓力。為了增加此壓力，有可能更改施加至帶狀物B之拉力F的振幅，但在進行此行為時，存在帶狀物之厚度被修改之風險。亦有可能在與經受銘刻之面相對之面上提供一支承輥(backing roll)。

用於影響銘刻輥8藉以壓抵帶狀物B之壓力的另一種解決方案為在輥8之區中在帶狀物B之與輥8相對的側上提供一吹入加壓氣體的構件11。在圖2之情況下(其中輥8在帶狀物下)，一吹氣盒11配置於帶狀物B上方及滾筒8上方且跨越整個寬度延伸。有利地對饋入至該吹氣構件之氣體預熱以避免使帶狀物冷卻至低於其開始固化之溫度的溫度。

一冷卻構件12在銘刻輥8附近安裝於銘刻輥8後，以便快速地冷卻帶狀物B以藉由使受銘刻面凝固來保存所銘刻圖案。冷卻構件12可由用於吹入冷卻空氣之陣列組成。一種在冷卻區域中避免湍流式空氣移動之有利解決方案因此為提供一輻射元件13(圖5)，一冷卻流體(通常為水)行進穿過其中(橫過帶狀物B跨越其整個寬度來流動)一段短距離。元件13可位於約幾公分之距離d處。

根據圖3之替代形式，銘刻輥8定位於帶狀物B上方，帶狀物B由一吹氣件(通常為支撐該帶狀物之吹氣懸置台14)支撐。該吹氣係在足夠壓力下執行以使該帶狀物保持壓抵輥8。懸置台14定位於兩個間隔開之輥7之間。

帶狀物B藉以壓抵輥8之壓力按一比率高於吹入空氣時之壓力，該比率大致對應於該懸置台之面積與銘刻輥8與該帶狀物的待銘刻面之間接觸的面積的比率。

該台之壓力集中於銘刻輥與玻璃帶狀物之間接觸的有限面積上。當在平坦帶狀物中進行壓印時，此接觸面積由待壓印之結構的深度及幾何形狀判定。

對於直徑400mm且接觸高度0.2mm之輥而言，發現18mm之接觸段。在此段之第一半通過時，執行壓印，因此將接觸長度限於9mm。對於15m/min之帶狀物速度而言，用於壓印的接觸持續時間限於0.03秒。

可藉由使該帶狀物順應該輥之形式來達成對該接觸持續時間的延長。以使得輥8與帶狀物B之間的接觸弧K(在圖2之情況下及在圖3之情況下)具有一足夠角展度α之方式來判定吹氣壓力、銘刻輥8之直徑及位於輥8側面之輥7之間的空間。對於α=0.2弧度(11°)之角展度而言，該輥之一平坦表面之接觸長度為αR=40mm，從而導致15m/min下為0.16s之接觸持續時間。此時間將添加至由該輥之結構與該帶狀物之結構之相交給出的半段之接觸時間。

增加銘刻輥8之直徑使得有可能對於相同角展度α增加接觸持續時間。

有利地，該懸置台之上壁15具有一凹入形狀，其順應銘刻輥8之凸出弧以使帶狀物與輥之間的接觸區域加長。

使接觸持續時間加長的另一種方式為使壓印模具有可變形幾何形狀，諸如為由輥導引之可撓性薄片。

冷卻構件12允許在銘刻後將熱快速地移除以便使該結構凝固且防止該帶狀物之平均溫度升高。較佳地，冷卻構件12經設計以移除的熱的量實質上等於在銘刻之前供應給表面層之量。

亦可在該帶狀物之與冷卻構件12所處之壓印面相對的面上提供一輻射或對流冷卻構件。

在下文給出一可能之例示性實施例，其中：

‧一透明玻璃帶狀物為3.5m寬、3mm厚且以15m/min之速度行進；

‧待壓印於該帶狀物上之結構需要將0.2mm之深度加熱至830℃之溫度T2。

‧對該帶狀物之上方面執行壓印；

‧在LOR之後但在該帶狀物之退火開始之前執行壓印，玻璃處於600℃之溫度T1下；

‧一懸置台置於該壓印輥下。其施加約5MPa至10MPa之壓力。

‧該壓印輥係由陶瓷製成，其具有400mm之直徑且總體絕熱。

‧加熱區域與壓印點之間的距離為10cm。

根據本發明所提出之方法，使用壓印數0.3mm^-1 來計算受熱長度，給出為0.38m。

接著計算表面溫度且發現其為968℃。接著計算能量比ER且發現其為5.7。接著使用600℃下為609kJ/kg且830℃下為930kJ/kg之焓來計算該帶狀物之寬度上注入至玻璃中的總熱通量且發現其為223kW/ml。接著計算通量密度且發現其為588kW/m² ，以便獲得830℃之所要溫度。

所獲得之值為合理的且在技術上係可行的。因此不需要改變壓印數。

為了移除注入至帶狀物中之熱能，需要冷卻該帶狀物之兩側。在下文更詳細地描述此冷卻。

為證明根據本發明之簡化方法的有效性，圖6陳述對用如上文所述之裝置參數獲得之溫度範圍的數值模擬。

圖6之圖表示施加於帶狀物之兩個面上的熱通量。

在此圖中，壓印點係沿著橫座標軸在1.45m處。曲線Fimp表示該帶狀物之壓印面上的熱通量，且虛曲線Fopp表示相對面之熱通量。可見熱通量係幾乎恆定地傳輸。在加熱結束後對該相對面執行少量之冷卻，而壓印一結束便對該壓印面執行快速冷卻。

圖7之曲線圖表示玻璃帶狀物之溫度分布，曲線Tupp關於上方面之溫度，Tlwr關於下方面之溫度，Tcentre關於中心處之溫度，且Tdimp關於壓印深度處之溫度。

可見，在壓印點處，帶狀物在壓印深度處處於800℃之溫度下(與所要830℃相比)。上文所描述之判定受熱長度及熱通量的方法因此使得有可能快速地找到用於加熱帶狀物之適當參數。在將設施交付使用時，30℃之差異將僅需要小調整。根據本發明之方法判定之0.38m及588kW/m² 之值為合理的且在技術上係可行的。

在圖8中示意性地描繪本發明之另一例示性實施例。此實例之與先前所描述之元件相同或與先前所描述之元件起類似作用的元件由相同參考符號表示且不再次加以描述。

直徑為40cm之銘刻輥8定位於帶狀物B上方以便銘刻上方面。加熱構件9包含一系列燃燒器10a，該等燃燒器10a相對於垂直方向略微傾斜、定位於輥8上游、在帶狀物B上方。來自該等燃燒器之火焰向下對準該帶狀物。承載輥7具有35cm之直徑。位於帶狀物B下的與輥8在垂直方向上成直線的懸置台14在行進方向上延伸24cm之距離。在輥8下游對帶狀物B之冷卻藉由跨約100cm之長度吹入空氣12(由箭頭示意性地描繪)對上方面執行，且藉由空氣射流12a在下方面下執行。

根據此實例：

‧在約200kW/m² 的通量下跨約100cm之長度藉由對流且接著在約30kW/m² 的移除通量下跨50cm之長度藉由輻射(元件13)來對壓印面執行冷卻。

‧在約50kW/m² 的移除通量下跨3m之長度在該等輥下對下方面執行藉由使用元件13a進行輻射及藉由使用空氣射流12a進行少量對流來進行的冷卻。此裝置以使得冷卻在圖6之圖中的位置1.3m處開始之方式定位。

根據本發明之此例示性實施例，置於壓印輥下之懸置台14施加約5MPa至10MPa之壓力。

用於此例示性實施例之懸置台14具有一壓抵帶狀物之面積，該面積等於壓印輥與帶狀物之間接觸的面積(即240mm乘以帶狀物寬度3.5m)的20倍。該懸置台必須施加至該帶狀物的壓力因此比該壓印輥與該帶狀物之間所需之壓力小20倍。懸置台通常具有約50%之效率(懸置台之效率被定義為作用於該物件之氣壓與進入該台之壓力的比率)。其因此將由能夠以0.5MPa至1MPa(5巴至10巴)之壓力供應空氣的泵或吹風機型之系統來供應。

通常，將在該設施上之各個點處提供用於量測玻璃帶狀物之溫度的構件(特別是高溫計或熱電偶)以便監控該帶狀物之溫度。

現考慮用於加熱玻璃帶狀物之各種選項。可將加熱方法分成：

1/「表面」法：

紅外線(藉由玻璃吸收不透明部分中之輻射而加熱)

熱空氣(在玻璃表面處的對流及傳導)

熱氣體(燃燒之輻射、對流及傳導)

電漿(與玻璃薄片接觸之電離氣體)

此等方法尤其很好地適於經由表面注入熱。

2/體積法

微波(介電質加熱)

感應(耗散電流來加熱)

此等方法因其在材料體積內加熱材料的能力而聞名。通常，使用微波或感應加熱薄玻璃板造成兩個主要困難：

1.不良吸收及不良效率，尤其對於處於低溫之玻璃而言2.深深穿透至體積中(而非有限深度)。

下述方法提出對此等問題之解決方案。

玻璃所吸收之功率密度由下式給出：

P=2π‧f‧ε₀ ε"‧E²

所吸收功率密度(P)因此取決於微波發射器之頻率f、虛部介電常數(imaginary permittivity)ε''(其表示玻璃之吸收功率，ε₀ 為真空之介電常數)，及電場之強度E。

作為材料之玻璃為對微波之不良吸收體，類似於其中偶極子設定成矩陣之凍結水。現在，已處於600℃之溫度的玻璃帶狀物具有能夠更佳地吸收微波的行動離子(經由離子之共振及經由矩陣之變形而造成損失)。因此，藉由微波加熱已高於轉變點之玻璃帶狀物為特別有利的。

微波穿透玻璃之深度遵照指數律。穿透之深度的衰減由值1/e表徵，e為數學常數2.7。

在37%的衰減下的穿透深度d_1/e 可由下式判定：

其因此由真空中之波長λ ₀ 及實部介電常數ε'與虛部介電常數ε''判定。玻璃之介電常數取決於頻率、組合物及溫度。

目標有利地為使穿透深度d_1/e 小於或等於壓印深度。此深度接著判定將選擇之頻率及波長。

因此將用下式判定頻率：

在此式中，c為光在真空中之速度。

針對所欲玻璃及所欲溫度預先量測實部及虛部介電常數譜。接著識別對於獲得可接受功率密度為可接受之頻率的範圍(在鹼石灰玻璃之情況下，微波頻率有利地高於10GHz，感應頻率有利地維持在1kHz以下)。

接下來，使用迭代過程，判定最佳地對應於所要壓印深度之頻率。

餘下之事為檢查該頻率及所要功率對於一發射器(磁電管、磁旋管或其類似者)之設計而言是否為可行的。最後，餘下之事為檢查所採用之頻率在法律上是否可供使用。

接著在銘刻壓印輥之前將該等發射器沈積成一直線以便跨越帶狀物之寬度來均一地加熱。選擇一高功率密度(恰好在壓印帶狀物之前注入)以便將熱之擴散限於該薄片之深度中為特別有利的。

應用實例：

量測玻璃帶狀物之介電常數顯示對於30GHz之頻率及600℃之溫度的以下值：ε'=8，ε''=12。

對於30GHz之頻率，深度d _1/e 之計算給出0.38mm。所要壓印深度為0.4mm。對該頻率略作校正使之為28GHz允許此深度被觀測到。檢查介電常數產生該等值之可忽略的變化。在此種情況下不再需要用於判定頻率之連續迭代。

作為溫度之函數的玻璃介電常數的變化可能需要對該等值進行校正，特別是在壓印溫度遠高於600℃時。

已關於浮式玻璃之水平帶狀物給出該描述。然而，本發明之銘刻方法不限於水平帶狀物，且亦可應用於銘刻使用不同方法生產之玻璃的垂直帶狀物的一面。

本發明使得有可能獲得一玻璃帶狀物，其具有一平滑面及裝備有一精確且有組織之結構的另一面以便提供抗反射效應且允許最大量之光通量進入該帶狀物且到達該另一面。

如此獲得之玻璃板意欲主要用於生產光電模組，其亦可用於創造太陽能加熱板、平板螢幕、光電子基板及裝飾玻璃。

1．．．熔爐

2．．．熔融錫浴

3．．．浮式腔室

4．．．輥

5．．．氣隙

6．．．徐冷窯

7．．．輥

8．．．銘刻輥/壓印裝置

9．．．加熱構件

10．．．燃燒器陣列

10a．．．燃燒器

11．．．吹氣構件

12．．．冷卻構件/空氣

12a．．．空氣射流

13．．．輻射元件

13a．．．輻射元件

14．．．吹氣懸置台

15．．．懸置台之上壁

A．．．區域

B．．．玻璃帶狀物

圖1為穿過實施本發明之方法的浮式玻璃製造生產線的示意性縱剖面；

圖2為上面有銘刻輥之玻璃帶狀物部分的比例較大之示意圖；

圖3類似於圖2展示銘刻輥位於玻璃帶狀物上方的實施例之替代形式；

圖4為穿過上面有燃燒器陣列之玻璃帶狀物的示意性橫剖面；

圖5為穿過上面有輻射冷卻構件之玻璃帶狀物的示意性剖面；

圖6為在縱座標軸上表示外加於帶狀物之兩個面上的熱通量密度(作為沿著橫座標軸之縱向位置的函數)的圖；

圖7為沿著縱座標軸表示帶狀物之溫度分布(作為沿著橫座標軸之縱向位置的函數)的圖；及

圖8為本發明之一例示性實施例的縱向垂直剖面之圖。

7．．．輥

8．．．銘刻輥/壓印裝置

9．．．加熱構件

10a．．．燃燒器

12．．．冷卻構件/空氣

12a．．．空氣射流

13．．．輻射元件

13a．．．輻射元件

14．．．懸置台

A．．．區域

B．．．玻璃帶狀物

Claims (10)

1. 一種用於在玻璃之一帶狀物其中一面上使用一壓印裝置(8)連續地創造一結構之方法，該方法的特徵在於：該壓印裝置(8)係定位於該帶狀物(B)在其處處於一平均溫度T1的位於錫浴後的一區域(A)中，根據待銘刻之圖案的性質、該壓印裝置與該帶狀物之間的壓力以及該帶狀物與該壓印裝置之間接觸的持續時間，該平均溫度T1不足以將該壓印裝置之圖案壓印至該帶狀物上；在該壓印裝置上游加熱該待銘刻之面以便在壓印開始時將該帶狀物之一有限且足夠的厚度升高至一大於T1之溫度T2，該溫度T2為根據該待銘刻之圖案的該性質及該壓印裝置與該帶狀物之間的該壓力以及該帶狀物與該壓印裝置之間接觸的該持續時間將來自該壓印裝置之該圖案壓印至該帶狀物上所需的溫度；且由加熱裝置傳輸至該帶狀物之熱通量使得「壓印數」N _imp 在0.05mm^-1 與2.00mm^-1 之間的範圍內，該「壓印數」N _imp 由下式定義：
2. 如請求項1之方法，其特徵在於該結構係在該帶狀物之上方面(upper face)或下方面(lower face)上創造，且在於在該壓印裝置後快速地冷卻該帶狀物之該受銘刻面以便使該所銘刻結構快速地穩定且使該帶狀物回復至一接近於T1之溫度。
3. 如請求項1之方法，其中該壓印數N _imp 為0.3mm^-1 。
4. 一種在一浮式玻璃帶狀物其中一面上使用一壓印裝置(8)連續地創造一結構之方法，該壓印裝置(8)位於該帶狀物(B)在其處處於一平均溫度T1的位於錫浴後的一區域(A)中，根據待銘刻之圖案的性質、該壓印裝置與該帶狀物之間的壓力以及該帶狀物與該壓印裝置之間接觸的持續時間，該平均溫度T1不足以將該壓印裝置之圖案壓印至該帶狀物上，該方法特徵在於：在該壓印裝置上游加熱該待銘刻之面以便在壓印開始時將該帶狀物之一有限且足夠的厚度升高至一大於T1之溫度T2，該溫度T2為根據該待銘刻之圖案的該性質及該壓印裝置與該帶狀物之間的該壓力以及該帶狀物與該壓印裝置之間接觸的該持續時間將該壓印裝置之該圖案壓印至該帶狀物上所需的溫度；藉由感應或藉由處於一頻率的微波將熱通量傳輸至該帶狀物，該頻率經合適地選擇以將吸收限於該層之將接受該壓印的厚度。
5. 如請求項1至4中任一項之方法，其特徵在於，在一鹼石灰玻璃之情況下，該溫度T2在650℃與1100℃之間的範圍內。
6. 如請求項1至4中任一項之方法，其特徵在於，對於鹼石灰玻璃而言，該溫度T1為620℃或620℃以下，且高於570℃。
7. 一種用於在一連續生產之玻璃帶狀物其中一面上使用一 壓印裝置創造一結構之裝置，該裝置特徵在於：該壓印裝置(8)係定位於該帶狀物在其中處於一平均溫度T1的一區域中，根據待銘刻之圖案的性質、該壓印裝置與該帶狀物之間的壓力以及該帶狀物與該壓印裝置之間接觸的持續時間，該平均溫度T1不足以將該壓印裝置之圖案壓印至該帶狀物上；一加熱該待銘刻面之構件(9)係恰安裝於該壓印裝置上游以便將該帶狀物之一有限且足夠的厚度升高至一大於T1之溫度T2，而同時使該帶狀物之剩餘部分保持於一接近於T1之溫度，該溫度T2為根據該待銘刻之圖案的該性質及該壓印裝置與該帶狀物之間的該壓力以及該帶狀物與該壓印裝置之間接觸的該持續時間將該壓印裝置之該圖案壓印至該帶狀物上所需的溫度；且一快速地冷卻該帶狀物之該受銘刻面的構件(12)係安裝於該壓印裝置後以便將該帶狀物冷卻至一接近於T1，但高於該玻璃開始固化之溫度T3的溫度。
8. 如請求項7之裝置，其特徵在於，其包含一將氣體吹至該帶狀物之位於與該壓印裝置相對之側上的彼面以便藉由一合適壓力使該帶狀物(B)壓抵該輥(8)的構件(11)。
9. 如請求項8之裝置，其特徵在於，該壓印裝置(8)係定位於該玻璃帶狀物(B)上方以便銘刻該帶狀物之上方面，且該吹氣構件(11)係由一支撐該帶狀物之下方面的吹氣懸置台(14)組成。
10. 如請求項9之裝置，其特徵在於，其包含一在該與該銘 刻輥相對之側上的吹氣構件(11)以便藉由一適當壓力使該帶狀物壓抵該壓印裝置。