[发明专利]带有玻璃热调节的平板玻璃表面处理单元和方法

说明书

技术领域

本发明涉及特别通过改变化学、光学或机械性能或者沉积一个或多个薄层对平板玻璃、特别是带状或板状平板玻璃的表面进行处理的处理单元，该设备带有玻璃热调节，这种调节允许在得到有效的玻璃表面处理所需要的持续时间内把玻璃的其中一表面的温度提高到需要的温度。

背景技术

这种玻璃调节在通过浮法(float)玻璃工艺、压延工艺或拉伸工艺连续生产的玻璃带上进行。该调节也在玻璃板的处理工艺中应用，而无论这些玻璃板是行进的还是间断的(批量)。玻璃可以已经预先进行过处理，例如通过在锡浴中沉积一层。

本发明更特别地但非专一地涉及一种用以制造用于建筑、汽车或太阳能应用的平板玻璃的处理单元。

已知的是，某些上述应用越来越需要通过沉积通常由多个相继层构成的薄层进行玻璃表面处理。这些层允许例如得到阳光反射、弱发射率、导电性、颜色、防污垢的特性和其它特性。

为了简化描述，下面考虑在上表面上实施表面处理。但是，根据本发明，待处理的表面可以无区别地是上表面或下表面或者这二者。

玻璃表面的光学性能或机械性能的改变可以通过借助雕辊在玻璃带的其中一表面上形成一结构的方法得到。

其它应用需要通过在玻璃的有限深度中改变化学组成和结构构成的方法转变玻璃的机械、化学性能或光学特征。

在大气压下使用的用于沉积薄层的主要方法为CVD(chemical vapordeposition，即化学气相沉积)、火焰CVD、大气等离子体、SP(spraypyrolysis，即喷雾热分解)。这些方法可以将玻璃表面加热或冷却到不同程度。热分解法需要很高的玻璃温度，以便使反应物分解并形成层。因此在平板玻璃制造中或其转变(例如玻璃淬火)中平板玻璃还处于高温时这些方法特别适合。

浮法玻璃制造要求对于钠钙玻璃(verre sodocalcique)从1000℃的温度到大约620℃的温度在液态锡浴上形成玻璃带。在大约800℃停止形成厚度和宽度恒定的带。在该温度以下，带的几何形状保持稳定，继续在锡上受控冷却带。在620℃的最高温度，通过机械辊稍微抬起带到浴槽外，以使带进到退火炉中。将带切割成板片之前，在该退火炉中使带从620℃冷却到大约50℃。

等于大约2.3x10¹⁰dPas黏度的大约620℃的最高温度，允许得到符合EN或ASTM标准的质量。对于涉及玻璃支撑装置形成的印记或平面度缺陷的更低质量要求，浴槽出口温度可较高。

对于不同于标准钠钙玻璃的成分的玻璃成分，浴槽出口最高温度也可不同。

CVD工艺的一部分实施在锡浴中，以得益于有利沉积的较高玻璃温度，尽管带表面很难触及。为了防止液态锡氧化，通过N2+H2混合物构成的还原气氛对锡浴进行保护。该还原气氛有利于沉积需要还原气氛的层如金属层。其它方法例如SP不能在锡浴中使用，因为它们会污染浴槽以上的气氛。

在退火隧道如退火炉中，气氛由空气构成，并且带的输送一般在辊道上进行。因此对于沉积方法，玻璃表面更容易触及。因此，所有SP系统和一部分CVD工艺实施在退火炉的开始部分中，在该开始部分中，玻璃温度限制在620℃的最大值。

带表面的温度在例如通过扩散的热解沉积和表面转变方法的效率和质量中起重要作用。

例如，标准的CVD热解处理在于沉积用作建筑中反射层的非晶Si的薄层。沉积通过硅烷气体的分解进行。对于＜650℃的温度，硅烷热分解的动力性是缓慢的，并在低于610℃的温度只是非常局部的。玻璃在退火炉中的有限温度大大降低了沉积过程的效率。由于被冷却的反应器非常接近玻璃，它还会导致玻璃的热损失。

SP处理比CVD工艺能更进一步冷却玻璃带，对于钠钙玻璃，在玻璃温度局部降低到大约570℃以下时，这会导致玻璃变形的问题。该低温还导致反应剂分解效率降低和层附着性差。

例如为获得通过着色离子在玻璃中的扩散上色或者获得通过氧化铝扩散的化学或机械固化的玻璃表面转变方法，都需要较高的玻璃温度。

也可施加电场，以有利于离子在沉积层和/或玻璃中的扩散。

可以通过不同方法例如在火焰中产生纳米颗粒或者通过在CVD反应器中存在的反应剂的分解，实现在玻璃表面的化学物质沉积。元素在玻璃中的扩散率与温度直接有关。温度在退火炉中是有限的，以致对于钠钙玻璃，玻璃仍保持在大约620℃以下。