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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Flachglas gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Floatbadvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
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Die Herstellung von Flachglas nach dem Floatverfahren, sog. Floatglas, ist seit dem vorigen Jahrhundert bekannt und basiert im Wesentlichen auf den grundlegenden Schutzrechten von Pilkington (
US 3,083,551 A ,
DE 147 19 50 A ).
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Beim Floatverfahren lässt man flüssiges Glas, das mittels einer Rinne aus der Arbeitswanne herbeigeführt wird, auf ein Bad aus geschmolzenem Metall, im allgemeinen Zinn fließen. Der Mengenstrom des Glases wird über einen beweglichen Schieber geregelt, mit dessen Einstellung unter anderem auch die Glasdicke eingestellt wird. In Flussrichtung des Glases gesehen hinter dem Schieber befindet sich die Gießlippe, von der aus die Glasschmelze kontinuierlich auf das Metallbad fließt, wo die Glasschmelze zu einem dimensionsstabilen Glasband geformt wird und erstarrt. Anschließend wird das erstarrte Glasband von dem Metallbad entfernt. Hierzu ist hinter der Floatbadwanne eine Aushebeeinrichtung angeordnet.
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Die auf diese Art und Weise hergestellten Floatgläser, die in der Regel ein Dicke von weniger als 1,5 mm aufweisen, werden als Dünnglassubstrate unter anderem benutzt zur Herstellung von Flachbildschirmen, z. B. von Plasmabildschirmen (PDP = Plasma Display Panel), Feld-Emissions-Bildschirmen (FED = Field Emission Display), TFT-Flüssigkristall-Bildschirmen (TFT = Thin Film Transistor), STN-Flüssigkristall-Bildschirmen (STN = Super Twisted Nematic), Plasmaunterstützten Flüssigkristall-Bildschirmen (PALC = Plasma Assisted Liquid Crystal), Electro-Lumineszenz-Displays (EL) und dergleichen oder zur Herstellung von Dünnschicht-Solarzellen.
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Bei den Flachbildschirmen wird je nach dem Typ des Displays zwischen zwei Glasscheiben entweder eine dünne Schicht einer Flüssigkristallverbindung eingebracht oder es werden auf Vorder- und Rückseite der rückwärtigen bzw. vorderseitigen Scheibe jeweils dielektrische Schichten aufgebracht, aus denen Zellen geformt werden, in denen Phosphore untergebracht sind.
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Es ist hierbei wichtig, dass die Schichtdicke der Flüssigkristallschicht bzw. die Dicke der dielektrischen Schicht genau eingehalten wird, damit insbesondere bei großen Abmessungen eines Bildschirms keine störenden Farbverfälschungen oder Ähnlichkeitsabweichungen auftreten. Da die Schichtdicken, derzeit ca. 30 μm, immer kleiner und die Bildschirme immer größer werden, kommt dieser Bedingung eine wachsende Bedeutung zu.
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Zum Schutz vor Oxidationen des flüssigen Metalls, insbesondere des Zinns, wird die Floatbadkammer ständig mit einem Formiergas gespült, das üblicherweise 5–8% Wasserstoff enthält.
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Der Boden 2 einer Floatbadwanne 7 einer Floatbadvorrichtung 1, der in der 1 im Teilschnitt schematisch dargestellt ist, ist üblicherweise aus Badbodensteinen 3 aus Feuerfestmaterial aufgebaut, die in einem gasdichten, gekühlten Metallkasten oder Metallmantel 12 mit einer Metallbodenwand 14 gehalten werden. Auf den Badbodensteinen 3 befindet sich das Metallbad 5, auf dem das Glasband 8 schwimmt. Zwischen der Metallbodenwand 14 und den Badbodensteinen 3 ist ein Zwischenraum 10 von wenigen Millimeter vorhanden. Beim ersten Befüllen dringt das flüssige Zinn in die Steinfugen 4 bis zur gekühlten Metallbodenwand 14 vor, wo es z. B. in Form eines Pfropfens 6 erstarrt.
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Zu Beginn der Formgebung ist die Viskosität des Glases so niedrig, dass sich bei Gasbildung unter dem Glas eine nach unten offene Blase in das Glas eindrückt. Beim Erstarrungsprozess bleibt die offene Blase erhalten und bildet einen unerwünschten Glasfehler.
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Alkalifreies Spezialglas, z. B. für LCD-Displayanwendungen, wird heute auch im Floatverfahren hergestellt. Aufgrund der kleinen elektronischen Strukturen, die auf das Glas aufgebracht werden, stören bereits kleinste Oberflächenfehler. Der Durchmesser der offenen Unterseitenblasen liegt typischerweise unter 50 μm und die Tiefe unter 10 μm. Durch Politur können die offenen Blasen entfernt werden. Dieser Nachbearbeitungsschritt bedeutet auch einen erheblichen Aufwand.
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Die
US 2004/0110625 A1 beschreibt die Bildung von Blasen an der Glasunterseite als ein Resultat der Wechselwirkung von aus dem Glas entweichendem Wasser, das durch zu hohe Wasserstoffkonzentration im Zinn nicht im Zinn gelöst werden kann. Die Diffusion von Wasser aus dem Glas wird durch die Feldstärken im Glas beeinflusst. Durch die Zugabe von TiO
2, Erbiumoxid oder Neodymium wird die Feldstärke erhöht und dadurch die Wasserdiffusion gemindert, was zu einer reduzierten Defektbildung führt.
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Die
US 2004/0107732 A1 schildert ein Verfahren, bei dem die in der
US 2004/0110625 A1 beschriebene Blasenbildung verhindert wird, in dem im heißen Bereich des Floatbades die Wasserstoffkonzentration im Formiergas unter 3% eingestellt wird. Dadurch wird die Wasserstoffkonzentration im Zinn soweit abgesenkt, dass der Wasserstoff aus dem Glas im Zinn gelöst werden kann und so die Blasenbildung verhindert wird.
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Die
DE 1496018 A ,
US 3334983 A und
DE 1496021 C beschreiben Verfahren, bei denen im Bodenbereich ein Vakuum angelegt wird, so dass überschüssige Gase aus dem Bodenbereich abgesaugt werden können.
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Gemäß der
DE 1496018 A sind die Feuerfeststeine, die als Ziegel bezeichnet werden, auf dem Metallmantel festgeschraubt und/oder in einer Zementschicht eingebettet. Um einen Unterdruck unterhalb der Oberfläche des Metallbades zu schaffen, sind Rohre vorgesehen, die sich durch den Metallmantel bis in den Zement erstrecken. Die Rohre können sogar bis in die Feuerfeststeine hineinragen, insbesondere dann, wenn keine Zementschicht vorgesehen ist.
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Das mittels dieser Rohre abgesaugte Gas kann auch einer Analyseeinrichtung zugeführt werden.
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In der
US 3,334,983 A hingegen befindet sich zwischen den Badbodensteinen und dem Metallmantel ein Zwischenraum, aus dem das Gas abgesaugt wird. Am Metallmantel sind zu diesem Zweck entsprechende Rohrstutzen angeordnet, die an eine Vakuumpumpe angeschlossen sind. Es hat sich gezeigt, dass durch eine Evakuierung des Zwischenraumes das Blasenproblem an der Unterseite des Glasbandes nicht zufrieden stellend gelöst werden kann. Durch das Anlegen eines Unterdrucks kann möglicherweise Luft und damit Sauerstoff über die Randbereiche der Floatbadwanne in den Zwischenraum angesaugt werden, der hierbei unter Umständen mit dem Zinnbad in Kontakt kommt.
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Gemäß der
DE 1496021 C wird dieser Zwischenraum ebenfalls einem Saugdruck ausgesetzt und ein direkter Zustrom der Schutzgasatmosphäre aus dem Raum über dem Metallbad zu dem Zwischenraum wird durch Abdichtung unterbunden. Da einerseits die Schutzgasatmosphäre unter Überdruck steht und andererseits in dem Raum zwischen den Blöcken und der Hülle ein Saugdruck aufrechterhalten wird, dessen Aufrechterhaltung durch die Abdichtung der offenen Verbindung dieses Raumes mit der Schutzgasatmosphäre unterstützt wird, entsteht ein ausreichendes Druckgefälle, so dass gasförmige Bestandteile im Bad zu den Flächen der Blöcke und durch die Spalte zwischen diesen Blöcken sowie auch durch den porösen Werkstoff der Blöcke selbst abgeführt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Floatbadvorrichtung bereitzustellen, so dass mindestens eine Abnahme der Anzahl und Große der Unterseitenblasen stattfindet.
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Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Herstellung von Flachglas, insbesondere von TFT-Glas, dadurch gelöst, dass der Zwischenraum zwischen den Badbodensteinen und dem Metallmantel mindestens in einem Bereich mindestens zeitweise mit H2-haltigem Gas durch Einleiten von außen gefüllt wird.
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Es wird vermutet, dass sich im Bodenbereich des Floatbades insbesondere vor inbetriebnahme des Floatbades langlebige Luft- und somit Sauerstoffdepots bilden, die durch alleiniges Absaugen nicht vollständig entfernt werden können. Das Einbringen von Gas mit einem Wasserstoffanteil in den Zwischenraum bindet den Sauerstoff und löst dadurch die Sauerstoffdepots auf, so dass eine fortgesetzte Zufuhr an Sauerstoff in das Zinnbad und eine dortige Oxidation sowie eine Blasenbildung im Glas verhindert wird. Außerdem wird ein Nachströmen von Luft über die Seitenwände des Floatbades verhindert.
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Es hat sich gezeigt, dass durch das Füllen des Zwischenraumes mit einem Wasserstoff enthaltenden Gas die Blasenbildung deutlich reduziert werden kann.
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Es kann ausreichen, wenn das H2-haltige Gas nur in einzelnen Bereichen eingebracht wird, wo die Bildung von Blasen am stärksten auftritt.
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Da das Floatbad unterschiedliche Temperaturbereiche besitzt, ist es bevorzugt, das Gas mindestens in den heißen Bereichen einzuleiten. Vorzugsweise umfasst ein Bereich einen so genannten Floatbadabschnitt auf, der auch als Bay bezeichnet wird
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Es ist bevorzugt, dass H2-haltige Gas ständig im Zwischenraum vorzuhalten. Bedingt durch den Überdruck kann das Gas über die Seitenwände nach außen ausströmen, wodurch ein Einströmen von Luft verhindert wird.
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Abhängig von den individuellen Bedingungen in den verschiedenen Bereichen des Zwischenraums kann es von Vorteil sein, von H2-haltigem Gas auf H2-freies Gas umzustellen, so dass der Zwischenraum nur für einen begrenzten Zeitraum während der Betriebsdauer der Floatbadvorrichtung mit dem H2-haltigen Gas gefüllt ist.
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Wenn beispielsweise der Feuchtigkeitsanteil in einzelnen Bereichen des Zwischenraums ansteigt oder zu hoch liegt, ist es von Vorteil. beispielsweise mit H2-freiem Gas, zum Beispiel ausschließlich mit Stickstoff zu spülen und anschließend wieder H2-haltiges Gas einzuleiten.
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Als weitere Inertgase kommen Argon und/oder Helium in Frage, die einzeln oder in Kombination z. B. auch mit Stickstoff verwendet werden können. Diese Gase können mit und ohne Wasserstoff eingesetzt wenden.
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Um Veränderungen im Zwischenraum feststellen zu können, wird die Zusammensetzung des Gases im Zwischenraum bzw. die Zusammensetzung des aus dem Zwischenraum abgeführten Gases gemessen.
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Dies eröffnet die Möglichkeit, zum Beispiel bei hohem Wasseranteil auf H2-freies Gas umzustellen, oder die Anteile des Gases zum Beispiel dem Wasserstoffanteil anzupassen.
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Vorzugsweise wird eine vorgegebene Zusammensetzung des Formiergases im Zwischenraum durch Zuführen und/oder Abführen von mindestens einem Bestandteil des Gases eingestellt und aufrechterhalten. Beispielsweise kann in dem bereits mit Gas gefüllten Zwischenraum zeitweise ausschließlich Wasserstoff eingeleitet werden, um den H2-Anteil zu erhöhen. An anderer Steile kann eine entsprechende Menge des Gases abgesaugt werden, um den Druck im Zwischenraum nicht zu stark ansteigen zu lassen.
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Vorzugsweise wird das übliche Formiergas mit 5% bis 8% H2 eingesetzt. Es hat sich gezeigt, dass höhere H2-Anteile die Ergebnisse bezüglich der Blasenbildung verbessern. Es sind daher Anteile von 5% bis 14% insbesondere > 12% bis 14% H2 bevorzugt.
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Vorzugsweise wird für das Gas dasjenige Gas verwendet, das auch in den Raum oberhalb des Metallbades eingeleitet wird. Es kann zur Versorgung des Floatbades des Zwischenraums auf ein gemeinsames Gasreservoir zurückgegriffen werden, wodurch das Verfahren kostengünstig durchgeführt werden kann.
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Zur Spülung des Zwischenraums ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das Gas an mindestens einer Stelle der Metallbodenwand zugeführt und an mindestens einer weiteren Stelle der Metallbodenwand abgeführt wird.
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In den Zwischenraum werden zum Spülen beispielsweise 50 bis 100 l/h Gas eingeleitet.
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Vorzugsweise wird das Flachglas am Ende des Herstellungsprozesses einem Poliervorgang unterzogen. Aufgrund der durch das erfindungsgemäße Verfahren bedingten hohen Oberflächenqualität, die durch keine oder allenfalls eine geringe Anzahl kleiner und kleinster offener Blasen gekennzeichnet ist, kann das Polieren auf einen Materialabtrag von max. 10 μm beschränkt werden.
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Das Verfahren eignet sich besonders für die Herstellung von Borosilikatgläsern, alkalifreien Gläsern, Alumosilikatgläsern, Alumolithiumsilikatgläsern und Vorläufergläsern für Glaskeramik.
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Besonders geeignet ist das Verfahren zur Herstellung von Borosilikatglas, z. B. für Brandschutzanwendungen, mit einer Zusammensetzung von (alle nachfolgenden Angaben in Gew.-% auf Oxidbasis):
SiO2 70–85, B2O3 7–13, Na2O + K2O + Li2O 3–8, MgO + CaO + SrO 0–3, Al2O3 2–7,
zur Herstellung von alkalifreiem Alumino(boro)silikatglas mit einer Zusammensetzung von
SiO2 50–70, B2O3 ≤ 15, Al2O3 10–25, MgO 0–10, CaO 0–12, SrO 0–12, BaO 0–15, mit MgO + CaO + SiO + BaO 8–26, ZnO 0–10, ZrO2 0–5,TiO2 0–5, SnO2 0–2,
z. B. für die Herstellung von Displayglas, insbesondere mit einer Zusammensetzung von
SiO2 > 55–65, B2O3 5–11, Al2O3 > 14–25, MgO 0–8, CaO 0–8, SrO 0–8, BaO ≤ 10 mit MgO + CaO + SrO + BaO 8–21, ZnO 0–5, ZrO2 0–2, TiO2 0–3, SnO2 0–2,
insbesondere SiO2 > 58–65, B2O3 > 6-10,5, Al2O3 > 14–25, MgO 0 – < 3, CaO 0–9, BaO > 3–8 mit MgO + CaO + BaO 8–18, ZnO 0 – < 2, As2O3-frei, Sb2O3-frei,
bevorzugt Zn-oxid-, Ce-oxid-, Zr-oxid-, Ti-oxid-frei
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Das Verfahren ist ferner besonders geeignet zur Herstellung von verschiedenen Grüngläsern für Glaskeramik, so z. B. mit
SiO
2 55–69, Al
2O
3 19–25, Li
2O 3–5, Na
2O 0–1,5, K
2O 0–1,5, Na
2O + K
2O 0,2–2, MgO 0,1–2,2, CaO 0–15, SrO 0–1,5, BaO 0–2,5, Σ MgO + CaO + SrO + BaO unter 6, ZnO 0–1,5, TiO
2 1–5, ZrO
2 1–2,5, SnO
2 0 bis unter 1, Σ TiO
2 + SrO
2 + SnO
2 2,5–5, P
2O
5 0–3
oder mit folgender der Zusammensetzung:
| SiO2 | 55–69 |
| Al2O3 | 19–25 |
| Li2O | 3,2–5 |
| Na2O | 0–1,5 |
| K2O | 0–1,5 |
| MgO | 0–2,2 |
| CaO | 0–2,0 |
| SrO | 0–2,0 |
| BaO | 0–2,5 |
| ZnO | 0–1,5 |
| TiO2 | 0–3 |
| ZrO2 | 1–2,5 |
| SnO2 | 0,1 – < 1 |
| Σ TiO2 + ZrO2 + SnO2 | 2,5–5 |
| P2O5 | 0–3 |
| F | 0–1 |
| B2O3 | 0–2 |
| Nd2O3 | 0,01–0,6 |
oder eines Glaskeramikvorläuferglases mit einer Zusammensetzung von
SiO
2 55–75, Al
2O
3 15–30, Li
2O 2,5–6, Σ Na
2O + K
2O kleiner 6, MgO + CaO + SrO + BaO kleiner 6, B
2O
3 0 bis kleiner 4, Σ TiO
2 + ZrO
2 kleiner 2
oder eines Glaskeramikvorläuferglases mit einer Zusammensetzung von
SiO
2 60–72, Al
2O
3 18–28, Li
2O 3–6, Σ Na
2O + K
2O 0,2–2, Σ MgO + CaO + SrO + BaO kleiner 6, ZnO 0–1,5, B
2O
3 0 bis kleiner 4, SnO 0,1–1,5, Σ TiO
2 + ZrO
2 kleiner 2, P
2O
5 0–3, F 0–2.
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Weitere bevorzugte Gläser, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden können, sind:
Aluminosilikatgläser mit mindestens 55 Gew.-% SiO2, wobei mindestens 60 Gew.-% und insbesondere mindestens 64 Gew.-% besonders bevorzugt sind. Die Höchstgrenze an SiO2 beträgt 70 Gew.-%, insbesondere weniger als 68 Gew.-%, wobei höchstens 67 Gew.-% ganz besonders bevorzugt sind. B2O3 ist im Glas in einer Menge von 0 Gew.-%, insbesondere mindestens 0,05 Gew.-% enthalten, wobei Mindestgehalte von 0,1 Gew.-% besonders bevorzugt sind. Die Höchstgehalte an B2O3 betragen im Glas 2 Gew.-%, wobei 1,5 Gew.-% bevorzugt sind.
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Al2O3 ist im Glas in einer Menge von mindestens 18 Gew.-%, insbesondere mindestens 19 Gew.-% und vorzugsweise mindestens 20 Gew.-% enthalten, wobei die Höchstmenge 25 Gew.-%, insbesondere 24,5 Gew.-% beträgt und besonders bevorzugt 24 Gew.-% ist.
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Li2O ist im Glas in einer Menge von 3 bis höchstens 5 Gew.-% enthalten, wobei Mindestmengen von 3,25 Gew.-% und insbesondere 3,5 Gew.-% bevorzugt sind. Die Höchstmenge an Li2O beträgt maximal 5 Gew.-%, insbesondere maximal 4,8 Gew.-%, wobei Höchstgrenzen von maximal 4,75 Gew.-% und insbesondere 4,6 Gew.-% besonders bevorzugt sind. Der Gehalt an Na2O und K2O beträgt im Glas 0 bis maximal 3 Gew.-%, wobei für Na2O eine Höchstgrenze von maximal 1,5 Gew.-%, vorzugsweise maximal 1 Gew.-% bevorzugt ist. Für K2O beträgt die bevorzugte Höchstmenge 1,5 Gew.-%, insbesondere 1 Gew.-%. Die Summe der Alkalioxide Na2O und K2O beträgt im Glas 0 Gew.-% und höchstens 3 Gew.-%, wobei Mindestmengen von 0,25 Gew.-%, insbesondere 0,5 Gew.-% und Höchstmengen von 3 Gew.-%, insbesondere 2,75 Gew.-% und vorzugsweise höchstens 2,5 Gew.-% noch geeignet sind.
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Der Gehalt an CaO und SrO beträgt im Glas jeweils unabhängig voneinander 0 bis maximal 2 Gew.-%. Eine bevorzugte Mindestmenge an SrO und CaO beträgt im Glas jeweils unabhängig voneinander 0,1 Gew.-%, wobei die bevorzugte Höchstmenge an SrO und CaO jeweils unabhängig voneinander 2 Gew.-% und vorzugsweise 1,5 Gew.-% beträgt. TiO2 und ZrO2 sind im Glas jeweils in Mengen von 0 bis maximal 3 Gew.-% und 1 bis maximal 2,5 Gew.-% enthalten. Wobei für TiO2 eine Mindestmenge von 0,5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,8 Gew.-% und eine Höchstgrenze von 2,75 Gew.-%, insbesondere 2,5 Gew.-% bevorzugt ist. Für ZrO2 ist eine Mindestmenge von 1,5 Gew.-%, insbesondere aber von 1,5 Gew.-% bevorzugt und eine Höchstmenge von 2,25 Gew.-%, insbesondere von 2 Gew.-%. SnO2 ist im Glas in Mengen von 0,1 bis maximal 1 Gew.-% enthalten, wobei eine Mindestmenge von 0,15 Gew.-%, vorzugsweise von 0,18 Gew.-% und eine Höchstmenge von 0,9 Gew.-%, insbesondere 0,8 Gew.-% bevorzugt ist. Die Summe der Oxide TiO2, ZrO2 und SnO2 beträgt im Glas 2,5 Gew.-% und höchstens 5 Gew.-%, wobei Mindestmengen von 3 Gew.-%, insbesondere 3,25 Gew.-% und Höchstmengen von 4,9 Gew.-%, insbesondere 4,8 Gew.-% bevorzugt sind.
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Das Glas enthält einen Gehalt an MgO und/oder BaO, wobei zweckmäßigerweise der Gehalt an MgO 0–2,2 Gew.-% und an BaO unabhängig davon 0–2,5 Gew.-% beträgt. Bevorzugt ist eine Mindestmenge von 0,05 Gew.-%, insbesondere eine Mindestmenge von 0,1 Gew.-%, und eine Höchstmenge von 2 Gew.-%. Des Weiteren enthält das Glas einen Gehalt an ZnO und/oder P2O5, wobei zweckmäßigerweise der Gehalt an ZnO 0 bis < 1,5 Gew.-% und an P2O5 unabhängig davon 0–3 Gew.-% beträgt. Bevorzugt ist eine Mindestmenge an ZnO von 0,05 Gew.-%, insbesondere eine Mindestmenge von 0,1 Gew.-%, und eine Höchstmenge von 1 Gew.-%, insbesondere 0,75 Gew.-%. An P2O5 ist eine Mindestmenge von 0,5 Gew.-%, insbesondere eine Mindestmenge von 1 Gew.-%, und eine Höchstmenge von 2,5 Gew.-%, insbesondere 2 Gew.-% bevorzugt. Das Glas enthält Nd2O3 in einem Gehalt von 0,01 bis 0,6 Gew.-%, wobei als Mindestmenge 0,05 Gew.-% bevorzugt und 0,1 Gew.-% besonders bevorzugt sind. Als Höchstmenge sind 0,55 Gew.-% bevorzugt und 0,5 Gew.-% besonders bevorzugt.
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Eine bevorzugte Verwendung des Flachglases ist für LCD-Anwendungen, insbesondere für LCD-Bildschirme.
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Die Floatbadvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Rohrstutzen an ein Gasreservoir und an eine Einrichtung zum Zuführen von H2-haltigem Gas angeschlossen ist.
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Vorzugsweise ist das Gasreservoir ein Formiergasreservoir.
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Um ein Spülen des Zwischenraumes durchführen zu können, ist mindestens ein Rohrstutzen an eine Absaugeinrichtung angeschlossen.
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Der Rohrstutzen weist vorzugsweise eine zentrale Bohrung auf, deren außen liegender Ausgang verschlossen ist. Zunächst wird ein den Rohrstutzen bildendes Metallbauteil an die Unterseite der Metallbodenwand angeschweißt und anschließend durchbohrt. Dadurch wird sichergestellt, dass beim Anbohren ein größtmöglicher Schutz gegen das Auslaufen flüssigen Zinns gewährleistet wird.
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Die dadurch erzeugte zentrale Bohrung wird anschließend am außen liegenden Ende zum Beispiel mittels eines Stopfens verschlossen.
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Die Anschlussmittel für die Zuführung und/oder Abführung von Gas sind vorzugsweise seitlich am Rohrstutzen angeordnet. Diese Ausgestaltung des Rohrstutzens hat den Vorteil, dass maximaler Auslaufschutz von flüssigem Zinn bei hoher Flexibilität in der Gaszuführung erreicht wird.
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Um zu verhindern, dass der Bereich, wo der Rohrstutzen angebracht ist, eine höhere Temperatur aufweist, als die ansonsten gekühlte Metallbodenwand, ist der Rohrstutzen vorzugsweise mit einem Kühlmantel versehen, der mit einem Kühlmedium beaufschlagt werden kann.
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Um die Temperatur des Rohrstutzens überwachen zu können, weist der Rohrstutzen vorzugsweise mindestens ein Thermoelement auf, das an eine Temperaturmesseinrichtung angeschlossen ist.
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Die Badbodensteine liegen vorzugsweise auf Distanzstücken mit einer Dicke von einigen Millimetern auf, um auf diese Weise ein definiertes Höhenniveau auf der Steinoberseite einzustellen.
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Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Flachglas weist vorzugsweise eine polierte Oberfläche auf.
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Bevorzugte Verwendungen des Flachglases sind für LCD-Bildschirme und für sicherheitstechnische Anwendungen, wie z. B. für Brandschutz, beschusssichere Applikationen oder Anwendungen von thermisch oder chemisch vorgespannten Floatgläsern.
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Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen Teilschnitt durch den Floatbadboden nach dem Stand der Technik,
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2 einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen Floatbadboden,
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3 eine vergrößerte Darstellung des Teilschnitts des Floatbadbodens mit Rohrstutzen,
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4 + 5 weitere Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Floatbadbodens und
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6 die Draufsicht auf ein Floatbad.
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In 2 ist ein Teilschnitt durch einen Floatbadboden 2 dargestellt, der sich von der Darstellung in 1 dadurch unterscheidet, dass die Badbodensteine 3 an ihren Ecken auf Distanzstücken 16 aufliegen. Die Distanzstücke 16 werden eingesetzt, um u. a. Unebenheiten an der Oberfläche der Badbodensteine, also im Zinnbad selber auszugleichen. Außerdem hat der Aufbau Vorteile bezüglich des Wärmehaushaltes des Floatbades. Ferner wird mit den Distanzstücken ein definierter Abstand zur Metallbodenwand 14 und somit ein definiertes Volumen des Zwischenraums 10 festgelegt. In der Metallbodenwand 14 sind Bohrungen 15 eingebracht, durch die der Zwischenraum 10 von außen zugänglich ist. An der Außenseite sind Rohrstutzen 20 angeschweißt, durch die Gas, insbesondere H2-haltiges Gas in den Zwischenraum 10 eingeleitet werden kann.
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In der 3 ist eine vergrößerte Darstellung eines solchen Rohrstutzens 20 zu sehen. Der Rohrstutzen 20 wird zunächst an der Unterseite der Metallbodenwand 14 angeschweißt. Anschließend wird die zentrale Bohrung 22 eingebracht, wobei gleichzeitig auch die Bohrung 15 hergestellt wird. Am ausgangsseitigen Ende der zentralen Bohrung 22 ist ein Verschlusselement in Form eines Stopfens 24 vorgesehen.
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Das Anschlussmittel 23 erstreckt sich seitlich vom Rohrstutzen 20.
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Der Rohrstutzen 20 besitzt im oberen Bereich einen Kühlmantel 25, der von einem nicht näher dargestellten Kühlmittel durchströmt wird. Zusätzlich ist in den Rohrstutzen 20 ein Thermoelement 40 eingelassen, das an eine Temperaturmesseinrichtung 42 angeschlossen ist. Durch die Kühlung des Rohrstutzens 20 soll erreicht werden, dass die Temperatur im Anschlussbereich an der Metallbodenwand 14 nicht zu stark ansteigt, damit der Schmelzpunkt von Zinn nicht überschritten wird. Eine Verflüssigung von Zinn im Bereich des Zwischenraums 10 soll vermieden werden, insbesondere auch deswegen, damit die Bohrung 15 nicht durch Zinn verstopft wird.
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In der 4 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, in der beispielhaft zwei Rohrstutzen 20 eingezeichnet sind. Beide Rohrstutzen 20 sind über Gasleitungen 33 und 34, in denen jeweils ein Ventil 35 angeordnet ist, an eine Zuführeinrichtung, z. B. eine Pumpe 32, angeschlossen. Diese Pumpe 32 steht mit einem Gasreservoir 30 in Verbindung. Die Pfeile deuten an, dass Gas in den Zwischenraum 10 eingeleitet wird.
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In der 5 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der eine Spülung des Zwischenraums 10 durchgeführt wird. Im linken Bereich ist der Rohrstutzen 20 über die Gasleitung 33, die ebenfalls ein Ventil 35 aufweist, mit einer Förderpumpe 32 verbunden, die wiederum an ein Gasreservoir 30 angeschlossen ist. Auf der rechten Seite ist der Rohrstutzen 20 über eine Gasleitung 34, in der ebenfalls ein Ventil 35 angeordnet ist, mit einer Absaugeinrichtung 36 verbunden, über die aus dem Zwischenraum 10 das zuvor eingeleitete Gas wieder abgesaugt wird.
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Um eine Überprüfung der Zusammensetzung des Gases im Zwischenraum 10 durchführen zu können, kann die Gasleitung 34 an eine Gasmesseinrichtung 38, beispielsweise an ein Massenspektrometer angeschlossen sein. Es ist auch möglich, Gasproben aus dem Zwischenraum 10 zu entnehmen und diese in einem entsprechenden Messgerät zu analysieren Hierzu können zusätzliche Öffnungen in der Metallbodenwand 14 vorgesehen sein.
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in der 6 ist die Draufsicht auf ein Floatbad 7 dargestellt. Das Floatbad ist in acht Abschnitte nämlich die Bays 101 bis 108 unterteilt. Es ist zu sehen, dass in den Bays 102 bis 104 jeweils drei Bohrungen 15 vorgesehen sind, an denen die Rohrstutzen angeschlossen werden können. Es können durchaus auch weniger oder mehr Anschlüsse vorgesehen sein, genauso wie auch alle Bays oder zusätzliche Bays mit solchen Anschlüssen versehen sein können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Floatbadvorrichtung
- 2
- Floatbadboden
- 3
- Badbodenstein
- 4
- Steinfuge
- 5
- Metallbad
- 6
- Zinnpfropfen
- 7
- Floatbadwanne
- 8
- Glasband
- 10
- Zwischenraum
- 12
- Metallmantel
- 14
- Metallbodenwand
- 15
- Bohrung
- 16
- Distanzstück
- 20
- Rohrstutzen
- 22
- zentrale Bohrung
- 23
- Anschlussmittel
- 24
- Stopfen
- 25
- Kühlmantel
- 30
- Gasreservoir
- 32
- Zuführeinrichtung
- 33
- Gasleitung
- 34
- Gasleitung
- 35
- Ventil
- 36
- Absaugeinrichtung
- 38
- Gasmesseinrichtung
- 40
- Thermoelement
- 42
- Temperaturmesseinrichtung
- 101–108
- Bay