CN1899998A - 平板玻璃在线镀膜的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在平板玻璃上、特别是热的平板玻璃上进行镀膜的方法和设备，适用于在浮法玻璃生产线锡槽出口处，在线生产液态或固态镀膜玻璃，特别适用于阳光控制镀膜，而且是膜层中含有金属氧化物的镀膜。本发明在锡槽出口处的镀膜区域添加一独立的气氛控制室，使镀膜机、排气装置位于气氛控制室内，该气氛控制室是单独的、不与锡槽相连通的，在气氛控制室内充满有氧化气体氛围，并保持氧化气体的压力一定。经过这样改进的平板玻璃膜具有以下优点，如原材料利用率的提高、生产成本的降低、沉积效率的提高、排气装置的清洗或吹扫周期长等。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种在平板玻璃带上，特别是热的平板玻璃带上，最好是热的浮法玻璃带上镀膜的方法和装置，属于玻璃镀膜领域。
【背景技术】
浮法玻璃在线镀膜，是在浮法玻璃生产线上实现的。
按照功能分类，玻璃在线镀膜技术可以分为阳光控制镀膜和低辐射镀膜两类。阳光控制镀膜又叫热反射镀膜，一般是在玻璃表面镀一层或多层如铬、钛或不锈钢等金属或非金属或其化合物组成的薄膜，使产品成丰富颜色，对可见光有适当的透过率，对近红外线有较高的反射率，对紫外线有很低的透过率，大大提高了遮阳性能。低辐射镀膜又叫Low-E镀膜，Low-E镀膜玻璃，对可见光有较高的透过率；对红外线，特别是中远红外线有很高的反射率，具有良好的隔热功能。Low-E镀膜玻璃，特别适用于寒冷的北方地区，冬季太阳能热辐射透过玻璃进入室内增加市内的热能，而室内的暖气、家电、人体等发出的远红外线被阻隔反射回室内，有效地降低了暖气能耗。
而根据所用的镀膜原材料的状态不同，在线镀膜技术可以分为气态镀膜技术、液态镀膜技术和固态镀膜技术。
气态镀膜技术包括低辐射镀膜和阳光控制镀膜，主要包括低辐射镀膜。其中在线低辐射镀膜，又叫在线low-E镀膜，指的是在浮法生产线上、即移动的热的玻璃带表面沉积多层掺杂的或未掺杂的金属氧化物或金属化合物的膜层技术。其中气态的阳光控制镀膜，主要指的是以气态硅烷为主要原料的金属膜层的镀膜玻璃。
液态镀膜技术包括阳光控制镀膜和低辐射镀膜，主要包括阳光控制镀膜，膜层主要由金属氧化物组成。如现有技术中的高温热解法、喷液法等。
固态镀膜技术主要为阳光控制镀膜，膜层主要由金属氧化物组成，如喷粉法等。
现有的阳光控制镀膜技术的缺陷：原材料利用率不高、沉积效率低、排气系统负担过重、排气罩清洗或吹扫周期短等。
中国专利第90100637.8号公开了一种制造平板玻璃的镀膜方法和设备，它所公开的方法和设备适用于在浮法玻璃生产线上进行在线Low-E镀膜，该专利在锡槽出口处提供了一受控气氛小室，受控气氛小室内充满了氮气、并且受控气氛小室空间与锡槽空间直接相连通，以保证该镀膜过程处在实质上无氧的气氛中，在受控气氛小室内布置1-2台气体在线镀膜设备。这样可以防止在受控气氛小室内形成不希望的氧化物，提高了在线镀膜沉积效率。但是该专利中，受控气氛小室空间与锡槽空间直接相连通，则受控气氛小室内的气氛与锡槽空间内的气氛相同，都为还原气氛，且该专利申请适用于低辐射镀膜，即Low-E镀膜。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种浮法玻璃在线镀膜方法和设备，适用于在浮法玻璃生产线锡槽出口处，在线生产液态或固态，如粉末状的镀膜玻璃，特别适用于阳光控制镀膜玻璃，而且是膜层中含有金属氧化物的阳光控制镀膜玻璃。
为实现上述第一目的，本发明提供一种平板玻璃在线镀膜的方法，该方法包括：给含有一定锡液的锡槽内锡液面上方空间充满保护性气体；从熔窑中流出的熔融玻璃液流到锡槽中；熔融玻璃液浮在锡液表面向前运动，逐渐冷却形成玻璃带；玻璃带离开锡槽后，进入气氛控制室，在气氛控制室内，在玻璃带向上表面沉积至少一层膜层；镀膜后的玻璃带进行逐步的降温、退火，再进行切割、下片、包装，并且在玻璃带开始镀膜之前，给气氛控制室内通入氧气，使气氛控制室保持一定的氧化气体氛围，所通入的氧化气体与锡槽中所通入的保护性气体是不同的，气体种类不同，起的作用也不同。
玻璃带离开锡槽出口时是托在一系列过渡辊上，并经过过渡辊的牵引。
所述气氛控制室与锡槽的位置是相对独立的。
保持所述气氛控制室的内部压力高于外部环境的压力、同时低于锡槽内上方空间的压力。
所述至少一层膜层是由至少一镀膜装置来施加的，该镀膜装置向所述玻璃带的上表面供应镀膜原料，并将膜层上游和下游的镀膜废弃物排空。
为实现上述第二目的，本发明提供一种平板玻璃在线镀膜的设备，包括：一含有熔融锡液的锡槽，所述锡槽包括入口及出口；在所述锡槽入口端向槽内送入熔融玻璃液的装置，以及使熔融玻璃沿着锡液表面前进至所述锡槽出口端的装置；安装在锡槽出口与锡槽出口端相邻的复数个过渡辊；在锡槽出口之外、过渡辊之上的位置的一密闭的气氛控制室；在所述气氛控制室内安装的镀膜装置以及排气装置；还包括位于锡槽以及气氛控制室之间的复数个挡帘，所述锡槽以及气氛控制室相互独立密闭的。
本发明平板玻璃在线镀膜的方法和设备的优点在于：1)在锡槽出口处的气氛控制室是单独的、不与锡槽相连通的，在气氛控制室内充满有氧化气体氛围，以代替原有气体氛围(如空气等)，这样就能够使镀膜区域的氧化反应更加完全，提高了沉积效率，也提高了原材料的利用率，降低了生产成本；2)本发明适用于不同的镀膜类型，特别是生产液态和固态的阳光控制镀膜玻璃；3)保持气氛控制室内的氧化气体的压力一定，这样既不会对锡槽气氛造成影响，也不会使锡槽内的还原气氛对镀膜区域造成不利影响；3)气氛控制室内的氧化气氛有助于膜层中氧化物的结晶生长，从而提高了膜层在热的玻璃板上的附着性；4)沉积效率和原材料利用率的提高，反过来使镀膜生产过程中产生的镀膜废弃物特别是固体废弃物的量就会减少，延长了排气装置的清洗或吹扫的周期。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1是实施本发明所用设备的中心纵剖立面图。
图2是图1中所示设备出口端相邻处的相对独立的受控气氛小室的第一实施例的中央纵剖立面图。
图3是图1中所示设备出口端相邻处的相对独立的受控气氛小室的第二实施例的中央纵剖立面图。
【具体实施方式】
在浮法玻璃的生产过程中，热的玻璃液或玻璃带依次流经熔窑、流槽、锡槽、过渡辊和退火窑，再到冷端的切割、下片和包装等工序，才能得到成品。
如图1所示，示出了热的玻璃液或玻璃带流经锡槽的结构。玻璃原料在熔窑的窑头处投入，为了结构简化，熔窑的结构在图中未示出。经过熔融、均化、澄清等阶段，熔融的玻璃液1流至流槽2，流槽2起到连接熔窑和锡槽的作用。玻璃液1从流槽2流入锡槽的流量是通过调节闸板3来调节的，玻璃液1通过闸板缝隙4流入锡槽中锡液19的表面上，闸板缝隙4的大小决定了玻璃液1流量的大小，与玻璃带的成型有着密切的关系。该锡槽包括入口端墙6’，池底20以及出口端墙13’，锡槽的两侧侧墙图中未示出，顶结构12是支持在锡槽的上方并使锡液19的上方成为限定的锡槽空间21，起到密封和隔热的作用，顶结构12包括向下延伸的一前墙6以及一后墙13，前墙6向下延伸至接近锡液19的表面，从而将锡槽的入口限定在一定的高度，顶结构12的延伸部分5延长至调节闸板3处，使锡槽成为一个密闭的空间。
从流槽2流出的玻璃液1流入到锡槽中，在锡液19的表面平铺、扩展，在机械力(图中未示出)的作用下形成均匀的所需的厚度的玻璃带18，锡液19并继续推动玻璃带18前进。经过整个锡槽，玻璃带18的温度逐渐降低，大约从1150度降到620度，温度在玻璃带18的成型过程中起着至关重要的作用，为了保持锡槽内空间的温度，锡槽内还安装有多个加热器7以及冷却装置(图中未示出)。
另外，由于锡液19很易被空气中的氧气所氧化，所以整个锡槽空间21尽量保持密封，并通过在锡槽的顶结构12上插入多个分管8、10、11来通入保护性气体，而使整个锡槽空间21保持一种还原性气氛，分管8、10、11与外部的总管9相连通，所通入的保护性气体一般为氮气和氢气的混合物，氮气的体积百分比大约为94-99％，氢气的体积百分比为1-5％。
顶结构12的后墙13与锡槽的出口端墙13′的上表面之间限定了在锡液19上所形成热的玻璃带18的出口22。带驱动的牵引辊或过渡辊17安装在出口22之外。在安装过渡辊17时，使其上表面稍高于出口端墙13′的上部表面，从而使热玻璃带18从锡槽出来时被稍稍抬起，以便沿着水平方向从出口22牵引到达过渡辊17上。由于在出口22位置的玻璃带18已经足够硬化，所以与过渡辊17接触而不致损坏，但仍可以如图1所示从锡液19表面将玻璃带提起来。
玻璃带从出口22出来后，马上经过挡帘14，然后进入气氛控制室16，挡帘14上端固定在顶墙23上，并保持自然下垂，该顶墙23同时作为气氛控制室23的顶墙。挡帘14主要由耐高温的玻璃纤维布构成，挡帘14的总数量为3-4道，其作用就是为了最大程度的保持锡槽空间21的密封，保持锡槽空间的还原性气氛。在挡帘14与气氛控制室16之间设置一封闭墙15，该封闭墙同时作为气氛控制室16的前墙15，进一步起到隔离气氛控制室16与锡槽空间21的作用，使气氛控制室16相对于锡槽为一封闭的独立的空间。
请参阅图2，标示出气氛控制室16的结构的第一实施例，玻璃带18经过挡帘14之后，在过渡辊17的支撑下进入气氛控制室16，它由前墙15、后墙24、顶墙23构成，另外，气氛控制室11还应该包括底部结构(图未示)，由上述构件相配合构成气氛控制室16并将过渡辊17以及通过的玻璃带18完全包围在内。通过导管26向气氛控制室16内通入保护性气体，例如氧气，使气氛控制室16保持一定的氧化气氛，这样，才能形成所期望的金属氧化物镀膜。现有技术是将镀膜设备及镀膜区域完全敞开在大气中，或者将镀膜区域与锡槽连通，使镀膜区域与锡槽区域同为还原气氛，就会导致原料利用率不高，镀膜反应不够充分，排气系统负担过重、排气罩清洗或吹扫周期短等问题。
使用时，气氛控制室16要保持在比外部压力稍高的内部压力，但最好要低于锡槽空间21的还原气氛的压力，这样，就不会对锡槽产生任何不利的影响。给气氛控制室16通入氧气，是通过导管26实现的。图2中导管26从前墙15处通入，当然，导管26也可以从顶墙23通入，也可以同时从前墙15和顶墙23通入，只要保证气氛控制室16内的氧气的均匀分布即可。
在气氛控制室16内还安装有镀膜装置27、喷枪28和排气装置29。喷枪28倾斜放置，限定在镀膜装置27上，并且可以作往复运动。喷枪28通过导管30与镀膜原料31相连，镀膜原料31盛在容器32中。喷枪28还连接有一雾化气导管(图中未示出)，在雾化气的带动下，通过喷枪28将镀膜原料31镀到热的玻璃带18表面，镀膜原料31在热的玻璃带18表面高温反应，在氧化气氛下，很易生成一层金属氧化物膜层。
未发生反应的镀膜原料、镀膜反应所生成的副产物统称为镀膜废弃物。通过位于下游的与外部风机相连的两个排气装置29将镀膜废弃物排出，排出后连接到回收装置中进行回收处理。
气氛控制室16内还设置有加热装置33，通过加热装置33可以维持镀膜原料31反应所需的温度范围。
请参阅图3，为气氛控制室16的第二实施例，其与图2的不同之处在于：喷枪28不是倾斜的，是竖直向下的；两个排气装置29不是都位于镀膜装置27的下游位置，而是一个位于镀膜装置27的上游，一个位于其下游。这样能够达到将镀膜废弃物彻底排除的效果。
热的玻璃带18经过气氛控制室16后，移至退火窑35进行逐步的降温、退火，再进行切割、下片、包装等工序，即可制成最终镀膜玻璃产品。
本发明所述的方法适用于在线的液态或固态镀膜玻璃，特别适用于阳光控制镀膜玻璃的生产。该方法可用来制造多种用途的镀膜玻璃。
本发明与中国专利第90100637.8号公开的一种制造平板玻璃的镀膜方法和设备的相同点为：均设置一密封的气氛控制室，并保持密封的气氛控制室内一定的气体氛围。不同点包括：1)本发明中密封的气氛控制室与锡槽是相对独立的，分开的，而对比专利中密封的气氛控制室与锡槽是连通的；2)本发明中密封的气氛控制室内的气体氛围与锡槽内的气体氛围是截然不同的，密封的气氛控制室内的为氧化气氛，锡槽内为还原气氛，而且锡槽气氛如果出现在镀膜区域，会对膜层的质量造成严重影响，导致镀膜材料的反应不完全，以及膜层材料与玻璃的附着性差等，而对比专利的密封的气氛控制室内的气体氛围与锡槽的气体氛围是一样的，均为还原气氛；3)本发明适合不同的镀膜类型，主要适用于阳光控制镀膜；而对比专利适用于低辐射镀膜，即Low-E镀膜。
我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (10)
1、一种平板玻璃在线镀膜的方法，该方法包括：给含有一定锡液的锡槽内锡液面上方空间充满保护性气体；从熔窑中流出的熔融玻璃液流到锡槽中；熔融玻璃液浮在锡液表面向前运动，逐渐冷却形成玻璃带；玻璃带离开锡槽后，进入气氛控制室，在气氛控制室内玻璃带向上表面沉积至少一层膜层；镀膜后的玻璃带进行逐步的降温、退火，再进行切割、下片、包装，其特征在于：在每一次玻璃带开始镀膜之前，给气氛控制室内通入氧气。
2、如权利要求1所述的平板玻璃在线镀膜的方法，其特征在于：玻璃带离开锡槽出口时是托在一系列过渡辊上，并经过过渡辊的牵引。
3、如权利要求1所述的平板玻璃在线镀膜的方法，其特征在于：所述气氛控制室与锡槽的位置是相对独立的。
4、如权利要求1所述的平板玻璃在线镀膜的方法，其特征在于：保持所述气氛控制室的内部压力高于外部环境的压力、同时低于锡槽内上方空间的压力。
5、如权利要求1所述的平板玻璃在线镀膜的方法，其特征在于：所述至少一层膜层是由至少一镀膜装置来施加的，该镀膜装置向所述玻璃带的上表面供应镀膜原料，并将膜层上游和下游的镀膜废弃物排空。
6、如权利要求1所述的平板玻璃在线镀膜的方法，其特征在于：在所述气氛控制室内补充镀膜所需的热能。
7、一种平板玻璃在线镀膜的设备，包括：一含有熔融锡液的锡槽，所述锡槽包括入口及出口；在所述锡槽入口端向槽内送入熔融玻璃液的装置，以及使熔融玻璃沿着锡液表面前进至所述锡槽出口端的装置安装在锡槽出口与锡槽出口端相邻的复数个过渡辊；在锡槽出口之外、过渡辊之上的位置的一密闭的气氛控制室；在所述气氛控制室内安装的镀膜装置以及排气装置，其特征在于：还包括位于锡槽以及气氛控制室之间的复数个挡帘，所述锡槽以及气氛控制室相互独立密闭。
8、如权利要求7所述的平板玻璃在线镀膜的设备，其特征在于：所述气氛控制室包括前墙和后墙，相对面的侧墙，一个顶墙和一个底部结构，所述前墙与所述锡槽出口端的挡帘是分开的，且位于挡帘之后。
9、如权利要求7所述的平板玻璃在线镀膜的设备，其特征在于：气氛控制室内安装的镀膜装置位于气氛控制室内的玻璃带之上，且横向延伸，所述镀膜装置上设置一延玻璃带的横向方向做往复移动的喷枪，所述喷枪是竖直向下的，或者是倾斜的。
10、如权利要求7所述的平板玻璃在线镀膜的设备，其特征在于：所述气氛控制室内的排气装置全部位于所述镀膜装置的下游位置，或者镀膜装置的上游设置一个以上的排气装置，镀膜装置的下游设置一个以上的排气装置。
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