WO2010092284A1 - Fabrication de verre plat texture au flottage - Google Patents

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WO2010092284A1
WO2010092284A1 PCT/FR2010/050199 FR2010050199W WO2010092284A1 WO 2010092284 A1 WO2010092284 A1 WO 2010092284A1 FR 2010050199 W FR2010050199 W FR 2010050199W WO 2010092284 A1 WO2010092284 A1 WO 2010092284A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
glass
roll
downstream
texture
ribbon
Prior art date
Application number
PCT/FR2010/050199
Other languages
English (en)
Inventor
Frédéric LOPEPE
María Concepción MARCOS FERNÁNDEZ
Original Assignee
Saint-Gobain Glass France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint-Gobain Glass France filed Critical Saint-Gobain Glass France
Priority to EP10708299.2A priority Critical patent/EP2396285B1/fr
Priority to ES10708299.2T priority patent/ES2578734T3/es
Publication of WO2010092284A1 publication Critical patent/WO2010092284A1/fr

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B18/00—Shaping glass in contact with the surface of a liquid
    • C03B18/02—Forming sheets
    • C03B18/14—Changing the surface of the glass ribbon, e.g. roughening
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B13/00—Rolling molten glass, i.e. where the molten glass is shaped by rolling
    • C03B13/08—Rolling patterned sheets, e.g. sheets having a surface pattern

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing a relief texture on the surface of a flat glass during the course of the flat glass forming process.
  • non-textured flat glass is made by rolling or floating on a metal bath such as tin.
  • a metal bath such as tin.
  • the texture can better capture the light to transmit it to the photovoltaic cells.
  • This type of texture has been described in particular in WO03 / 046617, WO2005 / 111670, WO2006 / 134301, WO2006 / 134300, WO2007 / 015019.
  • the effective capture of light relies on a precise geometry of the textures printed on the surface of the glass.
  • a shallow corrugated texture (often referred to as "granite” or "rough”) provides an anti-glare property without improving the amount of light captured. This type of shallow texturing is also useful in photovoltaic applications.
  • US4746347 teaches a glass float device incorporating a texturizing roll for printing the top face of the glass. This roller is cooled by water running through it.
  • the inventors have tested this system and have found that it is indeed possible to texture the surface of a flat glass ribbon. Although the printing of more or less aesthetic figures is possible with this system, it has however proved impossible to correctly print specific geometric textures such as pyramids or other polygons with flat sides and sharp angles. Indeed, as a result of the softened state of the glass and surface tension, it has proved impossible to keep the sharp angles printed by the roller, said sharp corners inevitably rounding during the movement of the glass ribbon between the roll and the separation of the ribbon from the metal float bath, due to creep.
  • Figure 2 illustrates this phenomenon.
  • the inventors have now found that it is possible to keep the printed forms satisfactorily, even if they comprise sharp angles and flat surfaces as in the pyramids and even if they are shallow as in a rough surface (often called "Granite"), through the use of external cooling means to the roller and applying to the glass ribbon at least just after the roller.
  • This additional cooling can be convective, conductive or radiative type. It can be exerted via the upper face and / or the lower face of the glass.
  • These cooling means can either be directed directly towards the glass, or relate more generally to the floating chamber downstream of the printing roll, which indirectly affects the temperature of the ribbon printed downstream of the printing roll. The cooling exerted is such that it reduces the rise in temperature of the glass surface downstream of the printing roll.
  • upstream and downstream refer to the flow direction of the glass in the chamber, the glass being cast on the metal upstream of the enclosure while the flat glass ribbon is extracted downstream of the the enclosure.
  • the printing roll is a metal cylinder having on its surface the negative (or replica) of the texture to be applied to the glass and the axis of said cylinder is parallel to the glass ribbon and perpendicular to its direction of travel (the axis of the cylinder is transverse to the longitudinal axis of the enclosure corresponding to the transport direction of the tape).
  • the printing roll is traversed by a cooling fluid, usually water.
  • the cooling exerted is such that a temperature difference of at least 150 ° C. and preferably at least 200 ° C. is observed at the surface of the glass (glass skin temperature) between a point situated 50 cm before contact with the roller and a point 50 cm after contact with the roller.
  • the invention firstly relates to a method for manufacturing a plane glass comprising a surface texture floated on a molten metal in a floating vessel comprising a printing roll applying a texture to the upper surface of the glass, in which the glass ribbon is cooled downstream of the printer roll by a cooler atmosphere downstream than upstream of the printer roll or a colder metal bath downstream than upstream of the printer roll or a heat absorber placed below (in the metal bath) or above (in the atmosphere of the enclosure) of the glass ribbon, downstream of the printer roll, so that a temperature difference of at least 150 ° C and preferably at least 200 0 C is obtained at the surface of the glass between a point 50 cm before contact with the roller and a point 50 cm after contact with the roller.
  • the heat absorber may be a screen placed above the glass without contact with it and absorbing radiation from the glass, or may be a cooled roll in contact therewith.
  • a metal air cooler behind the marking roller This cooler can be in the form of a pipe or other shape. It is therefore a tube of any shape traversed by a cooling fluid.
  • the air cooler is traversed by a cooling fluid such as water or a gas.
  • the overhead cooler is placed above the glass ribbon and across (transversely) the tape running direction so as to abruptly lower the temperature of the glass after marking.
  • This air cooler is generally placed in the atmosphere of the enclosure between the vertical plane passing through the contact line of the printer roll with the glass and the transverse vertical plane passing 2 meters downstream of said line. In height, it is usually placed between the surface of the glass and the horizontal plane passing 300 mm above the top of the printer roll.
  • an inert gas or possibly a lower temperature reducing agent than the glass towards the glass surface can be nitrogen.
  • the blowing of the gas is done above the sheet of glass by means of a pipe (pipes or other) pierced or grooved.
  • the gas after impact with the glass surface, mixes with the float bath atmosphere (float bath) or is sucked up for evacuation.
  • This blowing is generally exerted between the vertical plane passing through the contact line of the printer roll with the glass and the transverse vertical plane passing 2 meters downstream of said line.
  • the gas is blown towards the glass ribbon downstream of the printing roll, the temperature of said gas being lower than that of the glass at the blowing point.
  • this screen is black or dark because the black body property allows it to be better absorbing radiation.
  • This screen is generally placed in the atmosphere of the enclosure between the vertical plane passing through the contact line of the printer roll with the glass and the transverse vertical plane passing 2 meters downstream of said line. Thus, about 2 m downstream from the axis of the printing roll, the glass ribbon is colder when this screen is in place, compared to the identical method without said screen.
  • This additional roll is placed downstream of the marker roll (i.e., printer) above the glass ribbon. It touches the surface of the glass to cool it without creating additional engraving.
  • This additional roll is generally placed in the atmosphere of the chamber between the vertical plane passing through the contact line of the printing roll with the glass and the transverse vertical plane passing 2 meters downstream of said line.
  • This additional roll is placed downstream of the printer roll above the glass ribbon. It touches the surface of the glass to cool it and creates an additional engraving. This additional roll is generally placed in the atmosphere of the enclosure between the vertical plane passing by the line of contact of the printer roll with the glass and the transverse vertical plane passing 2 meters downstream of said line.
  • An additional cooled textured or non-textured roll is preferably placed downstream of the printer roll.
  • This roller is in contact with the glass and is used primarily to limit the rise of the glass temperature. It may not be texture in which case it is smooth. It can be textured to create an additional engraving that could enhance an anti-glare effect already created by the printer roll.
  • Any cooled roll in contact with the glass downstream of the printing roll is preferably used in the context of the realization of a shallow texture such as that conferring an anti-glare property (anti-glare in English), in particular of roughness Ra included between 0.5 and 10 ⁇ m.
  • the water passing through a cooled roll in the context of the present invention is advantageously running water. Its temperature is generally between 4 and 20 ° C.
  • a compartmentalization of the atmosphere of the enclosure can be achieved through a partition (screen, wall, curtain) hanging from the vault of the floating chamber. It can also ensure the maintenance of this partition by a side wall, including passing said partition through an orifice in a side wall.
  • This subdivision placed substantially at the level of the printing roller, makes it possible to have a warmer atmosphere upstream of the printer roll and cooler downstream.
  • These partitions can be multiple, that is to say arranged in parallel one after the other, to obtain an accumulated thermal effect.
  • a compartmentalization of the molten metal bath can be obtained by at least one barrier immersed in the molten metal bath.
  • the objective is to have a temperature control of the tin below the glass sheet so as to have a warmer zone upstream of the printer roll and a colder zone downstream of the printer roll.
  • the partition is placed substantially below the printer roll so as to separate a hotter molten metal bath downstream from a downstream hot melt bath.
  • the partition (or barrier) cuts the tin currents between the hot zone and the cold zone. it allows to have the tin warmer upstream of the marking roll and colder downstream.
  • Other systems such as flags (FLAG in English) or others may also allow the control of the thermal of tin.
  • a cooling tube immersed in said bath, said tube being in the form of a pipe, screen or the like, traversed by a cooling fluid.
  • the cooling fluid may be water or a gas.
  • the cooler is immersed in the molten metal so as to reduce the temperature of the molten metal rapidly after the marking and to control it until the glass ribbon comes out of the bath.
  • a cooling of the molten metal bath is combined with a compartmentalization of the molten metal bath.
  • the cooling tube is generally placed in the bath of molten metal between the vertical plane passing through the contact line of the printing roll with the glass and the vertical plane passing 2 meters downstream of said line.
  • the glass is cast upstream on the molten metal at approximately a temperature of between 1000 and 1250 ° C.
  • the glass is discharged downstream of the floating vessel at a temperature of between 570 and 630 ° C.
  • the printing roll is placed at a place in the chamber where the glass substantially reaches a temperature of between 750 and 980 ° C and preferably between 810 and 87O 0 C, this temperature being measured 50 cm upstream of the transverse contact line of the roll with glass.
  • the glass arrives under the roll at a sufficiently high temperature for carrying out the printing by the roll.
  • the temperature drop is abrupt so that the temperature profile of the glass (temperature as a function of the longitudinal position in the enclosure) observes a point of inflection around the marking roller.
  • the glass ribbon has a thickness generally ranging from 0.8 to 10 mm and, particularly with regard to photovoltaic applications, 1 to 6 mm.
  • the glass is preferably extra-clear, that is to say having an energy transmission greater than 85% and even greater than 89% for a glass thickness of 3.2 mm (see in particular ISO9050 air mass 1.5). This does not mean that the glass necessarily has a thickness of 3.2 mm, it means that the energy transmission is measured with this thickness.
  • the glass marketed by Saint-Gobain Glass France under the Diamant brand is particularly suitable. The linear speed of the roller in contact with the glass is equal to the speed of the glass in this line of contact.
  • the printing roll is preferably located in the enclosure at a place where the tape has its thickness and its final width. In this case, the glass is no longer stretched downstream of the roll. The roll then has on its surface the exact replica of the finally desired pattern. However, it is also possible to provide a stretch after printing the texture, but in this case the roll has on its surface a slightly different texture that has been extrapolated taking into account the desired final texture and the stretch provided by glass ribbon downstream of the roll. After leaving the floating chamber, the glass ribbon passes through an outrigger to control its cooling temperature, then the ribbon is cut into panels. In the case of a deep texture (macroscopic pyramids), it is preferred to use the laser cutting technique.
  • the invention also relates to a glass sheet comprising two main faces, one main face comprises a relief texture and the other main face is enriched in tin.
  • the pane with a granite surface is generally such that for any profile (section along a plane orthogonal to the surface), its roughness Ra is between 0.5 and 10 microns.
  • z (x) is the profile corresponding to the mean deviation of each measurement point of abscissa x
  • the roughness Ra over a length I is defined as follows:
  • R Sm For a granite surface and a roughness Ra chosen between 0.5 and 10 microns.
  • the R Sm parameter is preferably chosen between 100 ⁇ m and 3 mm, for any profile (section along a plane orthogonal to the surface).
  • Rs m average period or average period
  • the relief texture may also be deeper and of lower frequency (larger patterns) as is the case with geometric patterns intended to trap incident light in the case of photovoltaic application.
  • these patterns may have surfaces inclined relative to the general plane of the sheet, as is the case of prisms, cones or pyramids polygonal bases. These inclined surfaces (curves or planes) preferably form an angle between 35 ° and 55 ° with the general plane of the plate (this is the plane of the plate itself).
  • the printing roll is usually placed in the area between
  • FIG. 1 represents a floating installation according to the invention. It comprises a tank provided with side walls 8 and end walls 9 and 10, respectively at the inlet and at the outlet of the tank.
  • This tank contains a bath of molten tin 5.
  • the molten glass is poured on the bath at its inlet, from a distribution channel 12 ending in the casting lip and disposed above the inlet wall of the tank.
  • the bath has several areas that can be distinguished as follows: - A zone I of spreading the glass following its casting on the molten metal bath, upstream;
  • Zones II and III together form the draw zone.
  • a ribbon 14 is formed which moves downstream under the effect of the traction of the outer extractor rollers 12 to the tank.
  • the desired thickness is then obtained by the combined action of the traction of the extractor rollers 12 and knurled edge rollers 13, generally made of steel, slightly oblique with respect to the perpendicular to the direction of advance of the tape.
  • These edge rollers are connected by shaft 15 to motors 16 which generally drive them at different speeds depending on their position, and growing downstream.
  • the extractor rollers 12 extract the glass ribbon from the floating vessel.
  • the roller 17 prints a surface pattern 18 of the ribbon 14.
  • FIG. 2a shows pyramidal patterns in section (said section passing through peaks of pyramids) that are sought to be ideally printed by a roller having on its surface the exact replica of these patterns and FIG. 2b represents what is obtained if the teaching of US4746347 (absence of cooling means downstream of the printing roll) is applied. The sharp angles of the pyramids are rounded under the effect of surface tension.
  • FIG. 3 shows a surface texture called "granite" of shallow depth. This texture gives an anti-glare property to the surface. Due to its shallow depth, this texture tends to fade and even disappear during the course of the ribbon downstream of the printing roll.
  • FIG. 4 represents the zone of the floating vessel comprising the printing roller 30, seen in side section, various cooling means according to the invention being combined. The cooling means have been combined within the same figure to not unnecessarily multiply the number of figures, but the invention also relates to the use of only one of these means associated with the engraving roller.
  • the roller 30 prints a pattern in relief on the surface of the glass ribbon 31 floating on a molten tin bath 32.
  • a metal screen 33 cooled by cooling water passing through cavities 34.
  • Air shield is at a distance from the glass surface between 5 and 30 cm.
  • a vertical screen 35 of refractory ceramic (or other suitable material) attached to the vault and compartmentalizing the floating vessel so that the atmosphere downstream of said screen and said roller can be kept colder than upstream.
  • a barrier 36 compartmentalizing the tin bath so that it can be warmer upstream than downstream.
  • the barrier is here cylindrical, which allows to move on the bottom and position it easily.
  • This barrier is made of graphite with a tungsten core to weigh it down (any other heavy material compatible with tin would be suitable).
  • An immersed parallelepiped wall could also be suitable.
  • This barrier 36 is placed on the sole 37 of the floating chamber.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Continuous Casting (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Printing Methods (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un verre plat comprenant une texture en surface par flottage d'un ruban dudit verre sur un métal fondu (32) dans une enceinte de flottage comprenant un rouleau imprimeur (30) appliquant une texture à la surface (31) supérieure du verre, caractérisé en ce que le ruban de verre est refroidi en aval du rouleau imprimeur (30) de sorte qu'une différence de température d'au moins 1500C est obtenue en surface du verre entre un point situé en surface du verre 50 cm avant contact avec le rouleau (30) et un point situé en surface du verre 50 cm après contact avec le rouleau (30). L'invention concerne également une feuille de verre de transmission énergétique supérieure à 85% pour une épaisseur de verre de 3,2 mm comprenant deux faces principales dont une face principale comprend une texture en relief et dont l'autre face principale est enrichie en étain.

Description

FABRICATION DE VERRE PLAT TEXTURE AU FLOTTAGE
L'invention concerne un procédé et un dispositif pour réaliser une texture en relief en surface d'un verre plat au cours même du processus de formage en verre plat.
De nos jours, le verre plat non texture (lisse en ses deux faces) est fabriqué par laminage ou flottage sur un bain de métal comme l'étain. Il existe un besoin en verre plat présentant à sa surface une texture, notamment pour application photovoltaïque. Dans certains cas, la texture permet de mieux capturer la lumière pour la transmettre aux cellules photovoltaïques. Ce type de texture a notamment été décrit dans les WO03/046617, WO2005/111670, WO2006/134301 , WO2006/134300, WO2007/015019. La capture efficace de la lumière repose sur une géométrie précise des textures imprimées en surface du verre. Dans d'autres cas, une texture ondulée peu profonde (souvent qualifiée de « granité » ou « rugueux ») confère une propriété anti-éblouissement (anti-glare en anglais) sans améliorer la quantité de lumière capturée. Ce type de texturation peu profonde est également utile en application photovoltaïque.
Le US4746347 enseigne un dispositif de flottage de verre intégrant un rouleau de texturation pour imprimer la face supérieure du verre. Ce rouleau est refroidi par de l'eau le parcourant à l'intérieur. Les inventeurs ont testé ce système et ont trouvé qu'il est effectivement possible de texturer la surface d'un ruban de verre plat. Si l'impression de figures à but plus ou moins esthétique est possible par ce système, il s'est cependant avéré impossible d'imprimer correctement certaines textures géométriques précises comme des pyramides ou autres polygones à flancs plans et angles vifs. En effet, en conséquence de l'état ramolli du verre et des tensions de surface, il s'est avéré impossible de conserver les angles vifs imprimés par le rouleau, lesdits angles vifs s'arrondissant inévitablement au cours du cheminement du ruban de verre entre le rouleau et la séparation du ruban du bain de flottage métallique, par cause de fluage. La figure 2 illustre ce phénomène. Egalement, des textures peu profondes disparaissent, le fluage du verre en surface aplanissant le relief. Cette difficulté à réaliser une texture au cours du flottage explique pourquoi aujourd'hui le verre plat texture est systématiquement fait par laminage. Sans que la présente explication ne puisse procurer une limitation à la présente demande, il semble que la forte transmission énergétique du verre conduit à une égalisation rapide de la température des deux faces du ruban, de sorte que la chaleur du bain de métal se transmet très rapidement à travers le verre à la face supérieure imprimée. C'est pourquoi malgré le refroidissement exercé par le rouleau d'impression, la face supérieure imprimée se réchauffe rapidement et son fluage conduit à la déformation des motifs. De tels verres à forte transmission énergétique sont utilisés pour les applications photovoltaïques dans lesquelles une plaque de verre reçoit les rayons solaires et les transmet à des cellules photovoltaïques.
Les inventeurs ont maintenant trouvé qu'il était possible de conserver de façon satisfaisante les formes imprimées, même si elles comportent des angles vifs et des surfaces planes comme dans les pyramides et même si elles sont de faible profondeur comme dans une surface rugueuse (souvent dite « granité »), grâce à l'utilisation de moyens de refroidissement extérieurs au rouleau et s'appliquant au ruban de verre au moins juste après le rouleau. Ce refroidissement supplémentaire peut être du type convectif, conductif ou radiatif. Il peut s'exercer par l'intermédiaire de la face supérieure et/ou de la face inférieure du verre. Ces moyens de refroidissement peuvent soit être directement dirigés vers le verre, ou concerner plus généralement l'enceinte de flottage en aval du rouleau imprimeur, ce qui joue indirectement sur la température du ruban imprimé en aval du rouleau imprimeur. Le refroidissement exercé est tel qu'il réduit la remontée en température de la surface du verre en aval du rouleau imprimeur.
Dans la demande, les termes amont et aval se réfèrent au sens d'écoulement du verre dans l'enceinte, le verre étant coulé sur le métal tout en amont de l'enceinte alors que le ruban de verre plat est extrait tout en aval de l'enceinte.
Le rouleau imprimeur est un cylindre métallique comportant à sa surface le négatif (ou réplique) de la texture à appliquer au verre et l'axe dudit cylindre est parallèle au ruban de verre et perpendiculaire à sa direction de défilement (l'axe du cylindre est transversal par rapport à l'axe longitudinal de l'enceinte correspondant à la direction de transport du ruban). Le rouleau imprimeur est parcouru par un fluide de refroidissement, généralement de l'eau. Le refroidissement exercé est tel qu'une différence de température d'au moins 1500C et de préférence d'au moins 2000C est observée en surface du verre (température de peau du verre) entre un point situé 50 cm avant contact avec le rouleau et un point situé 50 cm après contact avec le rouleau. Ainsi, l'invention concerne en premier lieu un procédé de fabrication d'un verre plan comprenant une texture en surface par flottage sur un métal fondu dans une enceinte de flottage comprenant un rouleau imprimeur appliquant une texture à la surface supérieure du verre, dans lequel le ruban de verre est refroidi en aval du rouleau imprimeur par une atmosphère plus froide en aval qu'en amont du rouleau imprimeur ou un bain de métal plus froid en aval qu'en amont du rouleau imprimeur ou un absorbeur de chaleur placé au-dessous (dans le bain de métal) ou au-dessus (dans l'atmosphère de l'enceinte) du ruban de verre, en aval du rouleau imprimeur, de sorte qu'une différence de température d'au moins 150°C et de préférence d'au moins 2000C est obtenue en surface du verre entre un point situé 50 cm avant contact avec le rouleau et un point situé 50 cm après contact avec le rouleau.
L'absorbeur de chaleur peut être un écran placé au-dessus du verre sans contact avec lui et absorbant les radiations émanant du verre, ou peut être un rouleau refroidi en contact avec lui. Pour exercer ce refroidissement, on peut par exemple placer un refroidisseur aérien métallique derrière le rouleau de marquage. Ce refroidisseur peut avoir la forme d'un tuyau ou une autre forme. Il s'agit donc d'un tube de forme quelconque parcouru par un fluide de refroidissement. Le refroidisseur aérien est parcouru par un fluide refroidisseur comme l'eau ou un gaz. Le refroidisseur aérien est placé au-dessus du ruban de verre et en travers (transversalement) de la direction de défilement du ruban de manière à descendre brusquement la température du verre après son marquage. Ce refroidisseur aérien est généralement placé dans l'atmosphère de l'enceinte entre le plan vertical passant par la ligne de contact du rouleau imprimeur avec le verre et le plan vertical transversal passant 2 mètres en aval de ladite ligne. En hauteur, il est généralement placé entre la surface du verre et le plan horizontal passant 300 mm au-dessus du sommet du rouleau imprimeur.
Pour exercer ce refroidissement, on peut également souffler un gaz inerte ou éventuellement réducteur de température plus basse que le verre vers la surface du verre. Ce peut être de l'azote. Le soufflage du gaz se fait au dessus de la feuille de verre au moyen d'une canalisation (tuyaux ou autre) percée ou rainurée. Le gaz, après impact avec la surface du verre, se mélange avec l'atmosphère du bain de flottage (bain float) ou est aspiré pour être évacué. Ce soufflage est généralement exercé entre le plan vertical passant par la ligne de contact du rouleau imprimeur avec le verre et le plan vertical transversal passant 2 mètres en aval de ladite ligne. Le gaz est soufflé vers le ruban de verre en aval du rouleau imprimeur, la température dudit gaz étant plus basse que celle du verre à l'endroit du soufflage. Pour exercer ce refroidissement, on peut également placer un écran au- dessus du ruban de verre en aval du rouleau d'impression, ledit écran remplissant une double fonction, d'une part l'absorption de la radiation de la feuille de verre et d'autre part, le rôle d'écran pour les radiations émises par l'ensemble de l'enceinte de flottage, et ce, de façon à limiter le réchauffement du verre postérieurement à l'impression. De préférence, cet écran est noir ou sombre, car la propriété de corps noir lui permet d'être mieux absorbant des radiations. Cet écran est généralement placé dans l'atmosphère de l'enceinte entre le plan vertical passant par la ligne de contact du rouleau imprimeur avec le verre et le plan vertical transversal passant 2 mètres en aval de ladite ligne. Ainsi, environ 2 m en aval de l'axe du rouleau d'impression, le ruban de verre est plus froid quand cet écran est en place, comparé au procédé identique sans ledit écran.
Pour exercer ce refroidissement, on peut également utiliser un rouleau supplémentaire refroidi non texture. Ce rouleau supplémentaire est placé en aval du rouleau marqueur (c'est-à-dire imprimeur) au-dessus du ruban de verre. Il touche la surface du verre pour la refroidir sans créer de gravure additionnel. Ce rouleau supplémentaire est généralement placé dans l'atmosphère de l'enceinte entre le plan vertical passant par la ligne de contact du rouleau imprimeur avec le verre et le plan vertical transversal passant 2 mètres en aval de ladite ligne.
Pour exercer ce refroidissement, on peut également utiliser un rouleau supplémentaire refroidi et texture. Ce rouleau supplémentaire est placé en aval du rouleau imprimeur au-dessus du ruban de verre. Il touche la surface du verre pour la refroidir et crée une gravure additionnel. Ce rouleau supplémentaire est généralement placé dans l'atmosphère de l'enceinte entre le plan vertical passant par la ligne de contact du rouleau imprimeur avec le verre et le plan vertical transversal passant 2 mètres en aval de ladite ligne.
Un rouleau supplémentaire refroidi texture ou non texture est de préférence placé en aval du rouleau imprimeur. Ce rouleau est en contact avec le verre et sert surtout à limiter la remontée du verre en température. Il peut ne pas être texture auquel cas il est lisse. Il peut être texture afin de créer une gravure additionnelle qui pourrait renforcer un effet anti-éblouissement déjà créé par le rouleau imprimeur. Tout rouleau refroidi en contact avec le verre en aval du rouleau imprimeur est de préférence utilisé dans le cadre de la réalisation d'une texture peu profonde comme celle conférant une propriété anti-éblouissement (anti-glare en anglais), notamment de rugosité Ra comprise entre 0,5 et 10 μm.
L'eau traversant un rouleau refroidi dans le cadre de la présente invention (rouleau imprimeur ou rouleau refroidisseur en aval du rouleau imprimeur) est avantageusement de l'eau courante. Sa température est généralement comprise entre 4 et 200C.
On peut aussi équiper l'enceinte de flottage de moyens de contrôle de sa thermique. Dans ce cadre, on peut notamment compartimenter l'atmosphère de l'enceinte, compartimenter le bain de métal fondu (étain), refroidir ledit bain.
Un compartimentage de l'atmosphère de l'enceinte peut être réalisé grâce à une cloison (écran, mur, rideau) pendue de la voûte de l'enceinte de flottage. On peut aussi assurer le maintien de cette cloison par une paroi latérale, notamment en passant ladite cloison à travers un orifice dans une paroi latérale. Ce compartimentage, placé sensiblement au niveau du rouleau d'impression, permet d'avoir une atmosphère plus chaude en amont du rouleau imprimeur et plus froide en aval. Ces cloisons peuvent être multiples, c'est-à-dire disposées parallèlement l'une après l'autre, pour obtenir un effet thermique accumulé.
Un compartimentage du bain de métal fondu peut être obtenu par au moins une barrière immergée dans le bain de métal fondu. L'objectif est d'avoir un contrôle de la température de l'étain en dessous de la feuille de verre de façon à avoir une zone plus chaude en amont du rouleau imprimeur et une zone plus froide en aval du rouleau imprimeur. La cloison est placée sensiblement en- dessous du rouleau imprimeur de façon à séparer un bain de métal fondu plus chaud en aval d'un bain de métal fondu moins chaud en aval. La cloison (ou barrière) coupe les courants d'étain entre la zone chaude et la zone froide. Cela permet d'avoir l'étain plus chaud en amont du rouleau de marquage et plus froid en aval. D'autres systèmes comme des drapeaux (FLAG en anglais) ou autres peuvent aussi permettre le contrôle de la thermique de l'étain.
On peut aussi refroidir le bain de métal fondu en aval du rouleau imprimeur à l'aide d'un tube refroidisseur plongé dans ledit bain, ledit tube étant en forme de tuyau, écran ou autres, parcouru par un fluide de refroidissement. Le fluide de refroidissement peut être de l'eau ou un gaz. Le refroidisseur est immergé dans le métal fondu de manière à descendre brusquement la température de celui-ci après le marquage et à la contrôler jusqu'à la sortie du ruban de verre du bain. Avantageusement, un refroidissement du bain de métal fondu est combiné avec un compartimentage du bain de métal fondu. Le tube refroidisseur est généralement placé dans le bain de métal fondu entre le plan vertical passant par la ligne de contact du rouleau imprimeur avec le verre et le plan vertical passant 2 mètres en aval de ladite ligne. Le verre est coulé en amont sur le métal fondu à environ à une température comprise entre 1000 et 12500C. Le verre est sorti en aval de l'enceinte de flottage à une température comprise entre 570 et 6300C. Le rouleau imprimeur est placé à un endroit dans l'enceinte où le verre arrive sensiblement à une température comprise entre 750 et 980°C et de préférence entre 810 et 87O0C, cette température étant mesurée 50 cm en amont de la ligne transversale de contact du rouleau avec le verre. Le verre arrive sous le rouleau à une température suffisamment élevée pour la réalisation de l'impression par le rouleau. L'abaissement de température est brusque de sorte que le profil de température du verre (température en fonction de la position longitudinale dans l'enceinte) observe un point d'inflexion aux alentours du rouleau de marquage.
Le ruban de verre a une épaisseur allant généralement de 0,8 à 10 mm et, particulièrement en ce qui concerne les applications photovoltaïques, 1 à 6 mm. Pour l'application photovoltaïque, le verre est de préférence extra-clair, c'est-à-dire présentant une transmission énergétique supérieure à 85% et même supérieur à 89% pour une épaisseur de verre de 3,2 mm (voir en particulier norme ISO9050 air mass 1.5). Cela ne signifie pas que le verre a nécessairement une épaisseur de 3,2 mm, cela signifie que la transmission énergétique est mesurée avec cette épaisseur. Le verre commercialisé par Saint-Gobain Glass France sous la marque Diamant est particulièrement adapté. La vitesse linéaire du rouleau au contact du verre est égale à la vitesse du verre en cette ligne de contact.
Le rouleau imprimeur est de préférence situé dans l'enceinte à un endroit ou le ruban a son épaisseur et sa largeur définitive. Dans ce cas, le verre n'est plus étiré en aval du rouleau. Le rouleau a alors à sa surface la réplique exacte du motif finalement souhaité. Il est cependant aussi possible de prévoir un étirement après impression de la texture, mais dans ce cas le rouleau a à sa surface une texture un peu différente que l'on a extrapolée compte tenu de la texture finale souhaitée et de l'étirement procuré au ruban de verre en aval du rouleau. Après sortie de l'enceinte de flottage, le ruban de verre traverse une étenderie pour contrôler sa température de refroidissement, puis le ruban est découpé en panneaux. Dans le cas d'une texture profonde (pyramides macroscopiques), on préfère utiliser la technique de découpe au laser. Il est possible de procéder à la découpe par des moyens classiques tels qu'une molette ou un diamant mais dans ce cas, il convient de le faire par la face du dessous, non-texturée. Dans le cas d'une texture peu profonde (notamment aspect granité), la texture ne gène pas et l'on peut utiliser les moyens de découpe habituels, ce qui inclut la découpe par une molette ou un diamant par la face du dessus, texturée.
L'invention concerne également une feuille de verre comprenant deux faces principales dont une face principale comprend une texture en relief et dont l'autre face principale est enrichie en étain.
La vitre à surface granitée est généralement telle que pour n'importe quel profil (coupe selon un plan orthogonal à la surface), sa rugosité Ra soit comprise entre 0,5 et 10 μm . Rappelons que si z(x) est le profil correspondant à l'écart à la moyenne de chaque point de mesure d'abscisse x, la rugosité Ra sur une longueur I est défini comme suit :
Figure imgf000009_0001
Pour une surface granité et une rugosité Ra choisi entre 0,5 et 10 μm. On choisi de préférence le paramètre RSm entre 100 μm et 3 mm, pour n'importe quel profil (coupe selon un plan orthogonal à la surface). On rappelle que Rsm (période moyenne ou pas moyen) est défini comme suit :
Figure imgf000010_0001
où Si est la distance entre deux passages par zéro (ligne médiane) et montants, n+1 étant le nombre de passage par zéro en montant dans le profil considéré. Ce paramètre RSm est représentatif de la distance entre pics c'est-à-dire du pas de la texture à l'horizontale. Les valeurs de Ra et de Rsm sont données après utilisation de filtres gaussiens avec coupures (ou longueur de base, cut-off en anglais) à 25μm et 8 mm (suppression des périodes supérieures à 8 mm et inférieures à 25 μm). Les mesures de Ra et Rsm sont réalisées sur une distance d'au moins 40 mm.
La texture en relief peut aussi être plus profonde et de périodicité plus faible (plus grand motifs) comme c'est le cas des motifs géométriques destinés à piéger la lumière incidente dans le cas de l'application photovoltaïque. Ainsi, ces motifs peuvent avoir des surfaces inclinées par rapport au plan général de la feuille, comme c'est le cas des prismes, cônes ou pyramides à bases polygonales. Ces surfaces inclinées (courbes ou planes) forment de préférence un angle compris entre 35° et 55° avec le plan général de la plaque (c'est le plan de la plaque elle- même). Pour l'application photovoltaïque, on préfère des motifs en relief pouvant s'inscrire dans un cercle de diamètre 100 μm à 6 mm. Le rouleau d'impression est généralement placé dans la zone située entre
% et 3A de la longueur du ruban de verre dans l'enceinte (entre le point le plus en amont où le verre touche le bain de métal et le point le plus en aval ou le verre est séparé de l'étain).
La figure 1 représente une installation de flottage selon l'invention. Elle comprend une cuve munie de parois latérales 8 et de parois d'extrémités 9 et 10, respectivement à l'entrée et à la sortie de la cuve. Cette cuve contient un bain d'étain 5 en fusion. Le verre fondu est déversé sur le bain à son entrée, à partir d'un canal de distribution 12 se finissant par la lèvre de coulée et disposé au- dessus de la paroi d'entrée de la cuve. Le bain comporte plusieurs zones que l'on peut distinguer de la façon suivante : - une zone I d'étalement du verre à la suite de sa coulée sur le bain de métal fondu, en amont ;
- une zone II dans laquelle le ruban de verre en formation subit des forces longitudinales et dirigées vers l'extérieur sous les actions des rouleaux extracteurs 12 et des rouleaux de bords 13. Dans cette zone, l'étirage du verre commence et celui-ci s'amincit ;
- une zone III où le ruban de verre prend sa forme définitive sous l'action des rouleaux extracteurs 12 ;
Les zones II et III forment ensemble la zone d'étirage. - une zone IV de consolidation où le ruban de verre figé se refroidit progressivement.
Après avoir été déversé sur le bain de métal fondu, le verre s'étale librement au maximum dans la zone I. Il se forme ainsi un ruban 14 qui se déplace vers l'aval sous l'effet de la traction des rouleaux extracteurs 12 extérieurs à la cuve. L'épaisseur désirée est ensuite obtenue par l'action combinée de la traction des rouleaux extracteurs 12 et des rouleaux de bord moletés 13, généralement en acier, légèrement obliques par rapport à la perpendiculaire à la direction d'avance du ruban. Ces rouleaux de bord sont reliés par arbre 15 à des moteurs 16 qui les entraînent généralement à des vitesses différentes selon leur position, et croissantes vers l'aval. Les rouleaux extracteurs 12 extraient le ruban de verre de l'enceinte de flottage. Le rouleau 17 imprime un motif en surface 18 du ruban 14. Ce rouleau est situé dans l'enceinte à un endroit où le ruban a son épaisseur et sa largeur définitive. Le déplacement du ruban de verre sur le bain provoque sous le ruban des courants de métal fondu représentés par des flèches en pointillés. La figure 2a représente des motifs pyramidaux en coupe (ladite coupe passant par des sommets de pyramides) que l'on cherche à imprimer idéalement par un rouleau ayant à sa surface la réplique exacte de ces motifs et la figure 2b représente ce qui est obtenu si l'on applique l'enseignement du US4746347 (absence de moyens de refroidissement en aval du rouleau imprimeur). Les angles vifs des pyramides se sont arrondis sous l'effet des tensions de surface.
La figure 3 représente une texture de surface dite « granité » de faible profondeur. Cette texture confère une propriété anti-éblouissante à la surface. Du fait de sa faible profondeur, cette texture a tendance à s'estomper et même disparaître au cours du cheminement du ruban en aval du rouleau d'impression. La figure 4 représente la zone de l'enceinte de flottage comprenant le rouleau d'impression 30, vu en coupe de côté, différents moyens de refroidissement selon l'invention étant combinés. Les moyens de refroidissement ont été combinés au sein de la même figure pour ne pas multiplier inutilement le nombre de figures, mais l'invention concerne aussi l'usage d'un seul de ces moyens associé au rouleau de gravure. Le rouleau 30 imprime un motif en relief à la surface du ruban de verre 31 flottant sur un bain d'étain fondu 32. Juste derrière le rouleau se trouve un écran métallique 33 refroidi par de l'eau de refroidissement parcourant des alvéoles 34. Cet écran aérien est à une distance de la surface de verre entre 5 et 30 cm. Au dessus du rouleau se trouve un écran vertical 35 en céramique réfractaire (ou autre matériau adapté) fixé à la voûte et compartimentant l'enceinte de flottage de façon à ce que l'atmosphère en aval dudit écran et dudit rouleau puisse être gardée plus froide qu'en amont. Sous le rouleau, immergé dans le bain d'étain se trouve une barrière 36 compartimentant le bain d'étain de sorte que celui-ci puisse être plus chaud en amont qu'en aval. La barrière est ici cylindrique, ce qui permet de la déplacer sur le fond et la positionner facilement. Cette barrière est en graphite avec un cœur en tungstène pour l'alourdir (tout autre matériau lourd compatible avec l'étain conviendrait). Un mur immergé parallélépipédique pourrait aussi convenir. Cette barrière 36 est posée sur la sole 37 de l'enceinte de flottage. Dans la partie du bain d'étain en aval se trouvent juste sous le ruban de verre en défilement des tuyaux 38 en matériaux céramiques (ou autre matériau compatible avec l'étain) parcourus par de l'eau de refroidissement. On a représenté par des flèches deux courroies de convection dans le bain de métal fondu, l'une en amont de la barrière 36, l'autre en aval de la barrière 36. Ces deux courroies sont le reflet de la séparation des deux parties du bain permettant de les avoir à des températures différentes.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un verre plat comprenant une texture en surface par flottage d'un ruban dudit verre sur un métal fondu dans une enceinte de flottage comprenant un rouleau imprimeur appliquant une texture à la surface supérieure du verre, caractérisé en ce que le ruban de verre est refroidi en aval du rouleau imprimeur de sorte qu'une différence de température d'au moins 1500C est obtenue en surface du verre entre un point situé en surface du verre 50 cm avant contact avec le rouleau et un point situé en surface du verre 50 cm après contact avec le rouleau.
2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que une différence de température d'au moins 2000C est obtenue en surface du verre entre un point situé en surface du verre 50 cm avant contact avec le rouleau et un point situé en surface du verre 50 cm après contact avec le rouleau.
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le refroidissement est exercé par une atmosphère plus froide en aval qu'en amont du rouleau imprimeur ou un bain de métal plus froid en aval qu'en amont du rouleau imprimeur ou un absorbeur de chaleur placé en aval du rouleau imprimeur.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un tube parcouru par un fluide de refroidissement est placé au- dessus du ruban de verre en aval du rouleau imprimeur.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un gaz est soufflé vers le ruban de verre en aval du rouleau imprimeur, la température dudit gaz étant plus basse que celle du verre à l'endroit du soufflage.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un écran est placé au-dessus du ruban de verre en aval du rouleau imprimeur.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un rouleau supplémentaire refroidi non texture est placé en aval du rouleau imprimeur au-dessus du ruban de verre et touche la surface du verre pour la refroidir sans créer de gravure additionnelle.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un rouleau supplémentaire refroidi texture est placé en aval du rouleau imprimeur au-dessus du ruban de verre et touche la surface du verre pour la refroidir en créant une gravure additionnelle.
9. Procédé selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé en ce que le rouleau supplémentaire est refroidi par de l'eau le parcourant.
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rouleau imprimeur est refroidi par de l'eau le parcourant.
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une cloison est placée sensiblement au-dessus du rouleau imprimeur de façon à séparer une atmosphère plus chaude en amont d'une atmosphère moins chaude en aval.
12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une cloison est placée sensiblement en-dessous du rouleau imprimeur de façon à séparer un bain de métal fondu plus chaud en amont d'un bain de métal fondu moins chaud en aval.
13. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le verre est à une température comprise entre 750 et 9800C, 50 cm en amont de la ligne transversale de contact du rouleau avec le verre.
14. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le verre est a une température comprise entre 810 et 8700C, 50 cm en amont de la ligne transversale de contact du rouleau avec le verre.
15. Feuille de verre de transmission énergétique supérieure à 85% pour une épaisseur de verre de 3,2 mm comprenant deux faces principales dont une face principale comprend une texture en relief et dont l'autre face principale est enrichie en étain.
16. Feuille selon la revendication précédente, caractérisé en ce que sa rugosité Ra est comprise entre 0,5 et 10 μm et sa période moyenne RSm est comprise entre 100 μm et 3 mm.
17. Feuille selon la revendication 15, caractérisé en ce que la texture comprend des motifs du type cônes ou pyramides ou prismes.
18. Feuille selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les motifs comprennent des surfaces inclinées formant un angle compris entre 35° et 55° avec le plan général de la plaque.
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