專(zhuān)利名稱(chēng)：帶有玻璃熱調(diào)節(jié)的平板玻璃表面處理單元和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特別通過(guò)改變化學(xué)、光學(xué)或機(jī)械性能或者沉積一個(gè)或多個(gè)薄層對(duì)平板 玻璃、特別是帶狀或板狀平板玻璃的表面進(jìn)行處理的處理單元，該設(shè)備帶有玻璃熱調(diào)節(jié)，這 種調(diào)節(jié)允許在得到有效的玻璃表面處理所需要的持續(xù)時(shí)間內(nèi)把玻璃的其中一表面的溫度 提高到需要的溫度。
背景技術(shù)：
這種玻璃調(diào)節(jié)在通過(guò)浮法(float)玻璃工藝、壓延工藝或拉伸工藝連續(xù)生產(chǎn)的玻 璃帶上進(jìn)行。該調(diào)節(jié)也在玻璃板的處理工藝中應(yīng)用，而無(wú)論這些玻璃板是行進(jìn)的還是間斷 的(批量)。玻璃可以已經(jīng)預(yù)先進(jìn)行過(guò)處理，例如通過(guò)在錫浴中沉積一層。本發(fā)明更特別地但非專(zhuān)一地涉及一種用以制造用于建筑、汽車(chē)或太陽(yáng)能應(yīng)用的平 板玻璃的處理單元。已知的是，某些上述應(yīng)用越來(lái)越需要通過(guò)沉積通常由多個(gè)相繼層構(gòu)成的薄層進(jìn)行 玻璃表面處理。這些層允許例如得到陽(yáng)光反射、弱發(fā)射率、導(dǎo)電性、顏色、防污垢的特性和其 它特性。為了簡(jiǎn)化描述，下面考慮在上表面上實(shí)施表面處理。但是，根據(jù)本發(fā)明，待處理的 表面可以無(wú)區(qū)別地是上表面或下表面或者這二者。玻璃表面的光學(xué)性能或機(jī)械性能的改變可以通過(guò)借助雕輥在玻璃帶的其中一表 面上形成一結(jié)構(gòu)的方法得到。其它應(yīng)用需要通過(guò)在玻璃的有限深度中改變化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)成的方法轉(zhuǎn)變玻 璃的機(jī)械、化學(xué)性能或光學(xué)特征。在大氣壓下使用的用于沉積薄層的主要方法為CVD (chemical vapord印osition， 即化學(xué)氣相沉積)、火焰CVD、大氣等離子體、SPkpraypyrolysis，即噴霧熱分解)。這些方 法可以將玻璃表面加熱或冷卻到不同程度。熱分解法需要很高的玻璃溫度，以便使反應(yīng)物 分解并形成層。因此在平板玻璃制造中或其轉(zhuǎn)變(例如玻璃淬火)中平板玻璃還處于高溫 時(shí)這些方法特別適合。浮法玻璃制造要求對(duì)于鈉鈣玻璃(verre sodocalcique)從1000°C的溫度到大約 620°C的溫度在液態(tài)錫浴上形成玻璃帶。在大約800°C停止形成厚度和寬度恒定的帶。在該 溫度以下，帶的幾何形狀保持穩(wěn)定，繼續(xù)在錫上受控冷卻帶。在620°C的最高溫度，通過(guò)機(jī)械 輥稍微抬起帶到浴槽外，以使帶進(jìn)到退火爐中。將帶切割成板片之前，在該退火爐中使帶從 620°C冷卻到大約50°C。等于大約2. 3xl010dPas黏度的大約620°C的最高溫度，允許得到符合EN或ASTM標(biāo) 準(zhǔn)的質(zhì)量。對(duì)于涉及玻璃支撐裝置形成的印記或平面度缺陷的更低質(zhì)量要求，浴槽出口溫 度可較高。對(duì)于不同于標(biāo)準(zhǔn)鈉鈣玻璃的成分的玻璃成分，浴槽出口最高溫度也可不同。CVD工藝的一部分實(shí)施在錫浴中，以得益于有利沉積的較高玻璃溫度，盡管帶表面很難觸及。為了防止液態(tài)錫氧化，通過(guò)N2+H2混合物構(gòu)成的還原氣氛對(duì)錫浴進(jìn)行保護(hù)。該 還原氣氛有利于沉積需要還原氣氛的層如金屬層。其它方法例如SP不能在錫浴中使用，因 為它們會(huì)污染浴槽以上的氣氛。在退火隧道如退火爐中，氣氛由空氣構(gòu)成，并且?guī)У妮斔鸵话阍谳伒郎线M(jìn)行。因此 對(duì)于沉積方法，玻璃表面更容易觸及。因此，所有SP系統(tǒng)和一部分CVD工藝實(shí)施在退火爐 的開(kāi)始部分中，在該開(kāi)始部分中，玻璃溫度限制在620°C的最大值。帶表面的溫度在例如通過(guò)擴(kuò)散的熱解沉積和表面轉(zhuǎn)變方法的效率和質(zhì)量中起重 要作用。例如，標(biāo)準(zhǔn)的CVD熱解處理在于沉積用作建筑中反射層的非晶Si的薄層。沉積 通過(guò)硅烷氣體的分解進(jìn)行。對(duì)于< 650°C的溫度，硅烷熱分解的動(dòng)力性是緩慢的，并在低于 610°C的溫度只是非常局部的。玻璃在退火爐中的有限溫度大大降低了沉積過(guò)程的效率。由 于被冷卻的反應(yīng)器非常接近玻璃，它還會(huì)導(dǎo)致玻璃的熱損失。SP處理比CVD工藝能更進(jìn)一步冷卻玻璃帶，對(duì)于鈉鈣玻璃，在玻璃溫度局部降低 到大約570°C以下時(shí)，這會(huì)導(dǎo)致玻璃變形的問(wèn)題。該低溫還導(dǎo)致反應(yīng)劑分解效率降低和層附
著性差。例如為獲得通過(guò)著色離子在玻璃中的擴(kuò)散上色或者獲得通過(guò)氧化鋁擴(kuò)散的化學(xué) 或機(jī)械固化的玻璃表面轉(zhuǎn)變方法，都需要較高的玻璃溫度。也可施加電場(chǎng)，以有利于離子在沉積層和/或玻璃中的擴(kuò)散?？梢酝ㄟ^(guò)不同方法例如在火焰中產(chǎn)生納米顆?；蛘咄ㄟ^(guò)在CVD反應(yīng)器中存在的 反應(yīng)劑的分解，實(shí)現(xiàn)在玻璃表面的化學(xué)物質(zhì)沉積。元素在玻璃中的擴(kuò)散率與溫度直接有關(guān)。 溫度在退火爐中是有限的，以致對(duì)于鈉鈣玻璃，玻璃仍保持在大約620°C以下。專(zhuān)利US 4536204描述了在鍍敷前對(duì)帶在上表面加熱，以降低在帶寬度上的溫度 的非均勻性。使用輻射加熱裝置。但是，注入到玻璃中的熱流必須保持有限，以避免超過(guò)可 接受的最高溫度。因此，在上表面達(dá)到的溫度水平和溫度保持持續(xù)時(shí)間都是有限的。專(zhuān)利US 402^01描述了位于錫浴槽與退火爐之間的SP鍍層裝置。對(duì)于生產(chǎn)的玻 璃和要求的質(zhì)量水平可接受的最高溫度是在浴槽出口為649°C。由于鍍層裝置導(dǎo)致玻璃急 劇冷卻，加熱裝置安裝于上表面，就在鍍層裝置的上游，以補(bǔ)償該冷卻并把玻璃帶回到它的 初始溫度。位于下表面在鍍層裝置處的第二加熱部件可以補(bǔ)償鍍層方法引起的冷卻，以避 免玻璃開(kāi)始凝固導(dǎo)致的變形。該發(fā)明不能把玻璃帶到高于其在浴槽出口的溫度的溫度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的尤其在于以比前面描述的方法更高效率允許提高玻璃的待處理表 面的溫度，而不會(huì)導(dǎo)致玻璃變形和/或不會(huì)導(dǎo)致由支撐裝置尤其是支撐輥對(duì)玻璃造成的印 記，所述支撐裝置位于與被處理表面相對(duì)的表面上。本發(fā)明主要在于尤其通過(guò)改變化學(xué)、光學(xué)或機(jī)械性能，或者通過(guò)沉積一個(gè)或多個(gè) 薄層對(duì)平板玻璃、特別是帶狀或板狀的玻璃的表面進(jìn)行處理的單元，其特征在于，該單元包 括用于在玻璃的厚度中產(chǎn)生受控溫度梯度的加熱和冷卻部件、加熱待處理表面以便該表面 在使玻璃表面得到有效處理所必需的持續(xù)時(shí)間期間始終處在所需的溫度的部件和冷卻相 對(duì)表面以使該相對(duì)表面的黏度在1013dpas到2. 3xl010dPas之間、并優(yōu)選約為1. 9xl012dPas的部件。有利的是，該單元相繼包括-帶有待處理表面加熱部件和相對(duì)表面冷卻部件以便在待處理表面和相對(duì)表面達(dá) 到目標(biāo)溫度的啟動(dòng)區(qū)；-帶有待處理表面的加熱部件和處理單元、以及與被處理表面相對(duì)的表面的冷卻 部件的處理區(qū)；-帶有冷卻部件的均質(zhì)化區(qū)；-并且一些裝置位于處理單元的入口和出口，用于限制熱散失和氣體交換。為了在待處理表面和在相對(duì)表面達(dá)到目標(biāo)溫度的所述啟動(dòng)區(qū)的長(zhǎng)度可以確定為 使佩克萊數(shù)Pe
權(quán)利要求
1.平板玻璃表面的處理單元，其尤其通過(guò)改變化學(xué)性能、光學(xué)性能或機(jī)械性能或者通 過(guò)沉積一個(gè)或多個(gè)薄層，對(duì)平板玻璃、特別是呈帶狀或板狀的平板玻璃的表面進(jìn)行處理，其 特征在于，所述處理單元包括用以在玻璃的厚度中產(chǎn)生受控溫度梯度的加熱和冷卻部件、 加熱待處理表面以使所述待處理表面在使玻璃表面得到有效處理所需要的持續(xù)時(shí)間期間 始終處于所需溫度的待處理表面加熱部件、和冷卻相對(duì)表面以使所述相對(duì)表面的黏度在 1013dPas與2. 3xl010dPas之間的相對(duì)表面冷卻部件。
2.如權(quán)利要求1所述的平板玻璃表面的處理單元，其特征在于，所述處理單元相繼包括-啟動(dòng)區(qū)(11)，所述啟動(dòng)區(qū)帶有待處理表面加熱部件和相對(duì)表面冷卻部件，用以在待 處理表面和相對(duì)表面達(dá)到目標(biāo)溫度；-處理區(qū)(12)，所述處理區(qū)帶有待處理表面的加熱部件和處理部件、以及與被處理表 面相對(duì)的表面的冷卻部件；-均質(zhì)化區(qū)(13)，所述均質(zhì)化區(qū)帶有冷卻部件；-其特征還在于，一些裝置(E)位于所述處理單元(8)的入口和出口，用以限制熱散失 和氣氛交換。
3.如權(quán)利要求2所述的平板玻璃表面的處理單元，其特征在于，為在待處理表面和相 對(duì)表面達(dá)到目標(biāo)溫度的所述啟動(dòng)區(qū)的長(zhǎng)度確定成使佩克萊數(shù)Pe
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的平板玻璃表面的處理單元，其特征在于，所述處理 單元包括一個(gè)或多個(gè)位于玻璃的同一表面上或玻璃的相對(duì)表面上的相繼的處理裝置。
5.平板玻璃表面的處理方法，其尤其通過(guò)改變化學(xué)性能、光學(xué)性能或機(jī)械性能或者通 過(guò)沉積一個(gè)或多個(gè)薄層，對(duì)平板玻璃、特別是呈帶狀或板狀的平板玻璃的表面進(jìn)行處理，其 特征在于，通過(guò)加熱待處理表面以便所述待處理表面在使玻璃表面得到有效處理所需要的 持續(xù)時(shí)間期間始終處于所需溫度的待處理表面加熱部件、和通過(guò)冷卻相對(duì)表面以便所述相 對(duì)表面的黏度在1013dpas與2. 3xl010dPas之間的相對(duì)表面冷卻部件，在玻璃的厚度中產(chǎn)生 受控的溫度梯度。
6.如權(quán)利要求5所述的平板玻璃表面的處理方法，其特征在于-在啟動(dòng)區(qū)(11)，加熱所述待處理表面并冷卻所述相對(duì)表面，以便在待處理表面和相 對(duì)表面達(dá)到目標(biāo)溫度；-在處理區(qū)(12)，加熱所述待處理表面并使所述待處理表面經(jīng)受處理，而冷卻與被處 理表面相對(duì)的所述相對(duì)表面；-在均質(zhì)化區(qū)(13)，冷卻與已經(jīng)過(guò)處理的表面相對(duì)的所述相對(duì)表面。
7.如權(quán)利要求5或6所述的平板玻璃表面的處理方法，其特征在于，在所述啟動(dòng)區(qū)，在 兩個(gè)表面上的正熱流和負(fù)熱流不平衡，這允許稍微提高帶的平均溫度。
8.如權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的平板玻璃表面的處理方法，其特征在于，在所述處 理區(qū)，在兩個(gè)表面上平衡所述加熱和所述冷卻，這允許保持穿過(guò)玻璃帶的穩(wěn)定的溫度梯度。
9.如權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)所述的平板玻璃表面的處理方法，其特征在于，在所述均 質(zhì)化區(qū)，停止加熱同時(shí)保持冷卻。
10.如權(quán)利要求5至9中任一項(xiàng)所述的平板玻璃表面的處理方法，其特征在于，玻璃一 表面的冷卻源自冷卻裝置或者與表面的處理單元的封殼設(shè)計(jì)相關(guān)的自然冷卻。
11.如權(quán)利要求5至10中任一項(xiàng)所述的平板玻璃表面的處理方法，其特征在于，沿表面 的處理單元調(diào)節(jié)玻璃上表面的溫度，以便優(yōu)化實(shí)施的處理。
12.如權(quán)利要求5至11中任一項(xiàng)所述的平板玻璃表面的處理方法，其特征在于，在由 機(jī)械部件如輥支撐的鈉鈣玻璃的情況下，在熱調(diào)節(jié)單元中，玻璃的待處理表面的溫度大于 620°C，而玻璃的相對(duì)表面的溫度介于550°C到620°C之間。
13.如權(quán)利要求5至12中任一項(xiàng)所述的平板玻璃表面的處理方法，其特征在于，上表面 的溫度在玻璃上的一點(diǎn)圍繞平均溫度在高值與低值之間交替。
14.如權(quán)利要求5至13中任一項(xiàng)所述的平板玻璃表面的處理方法，其特征在于，所述加 熱部件允許得到在不同溫度級(jí)之間交替的橫向的溫度輪廓。
15.如權(quán)利要求5至14中任一項(xiàng)所述的平板玻璃表面的處理方法，其特征在于，利用體 積加熱進(jìn)行待處理表面的加熱，所述體積加熱允許實(shí)現(xiàn)在待處理表面下面的熱量?jī)?chǔ)存，從 而導(dǎo)致在玻璃厚度中的非線性的溫度輪廓。
16.如權(quán)利要求5至15中任一項(xiàng)所述的平板玻璃表面的處理方法，其特征在于，待處理 表面加熱部件允許加熱預(yù)先沉積的層。
17.如權(quán)利要求5至16中任一項(xiàng)所述的平板玻璃表面的處理方法，其特征在于，待處理 表面加熱部件允許主要加熱預(yù)先沉積的層。
18.如權(quán)利要求5至17中任一項(xiàng)所述的平板玻璃表面的處理方法，其特征在于，待處理 表面加熱部件使得大部分發(fā)射的輻射是在其中玻璃是不通透的波長(zhǎng)中。
19.如權(quán)利要求5至18中任一項(xiàng)所述的平板玻璃表面的處理方法，其特征在于，在處理 單元中產(chǎn)生電場(chǎng)，以有利于離子擴(kuò)散在沉積層中和/或玻璃中。
20.如權(quán)利要求5至19中任一項(xiàng)所述的平板玻璃表面的處理方法，其特征在于，處理單 元內(nèi)氣氛的化學(xué)成分、壓力和溫度適應(yīng)于實(shí)施的每個(gè)處理。
全文摘要
尤其通過(guò)改變化學(xué)、光學(xué)或機(jī)械性能或者通過(guò)沉積一個(gè)或幾個(gè)薄層對(duì)平板玻璃、特別是帶狀或板狀平板玻璃進(jìn)行表面處理的單元，該單元包括在玻璃的厚度中產(chǎn)生受控溫度梯度的加熱和冷卻部件、加熱待處理表面以使該表面在使其表面得到有效處理所需要的持續(xù)時(shí)間期間始終處于所需的溫度的部件和冷卻相對(duì)表面以使該相對(duì)表面的黏度在1013dPas與2.3×1010dPas之間的部件。
文檔編號(hào)C03C17/00GK102112407SQ200980129747
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月30日
發(fā)明者W·S·庫(kù)恩 申請(qǐng)人:法孚斯坦因公司