在炉中加热饰面玻璃板的加热方法

专利名称：在炉中加热饰面玻璃板的加热方法
技术领域：
本发明涉及一种在炉中加热玻璃板的加热方法，特别是为了其以后淬火。更确切地说，本发明涉及一种在炉中加热具有以有机物质为主要成分的涂料类型的装饰饰面(revetement)的玻璃板的加热方法。
背景技术：
具有涂料类型装饰的饰面的玻璃板具有各种各样的用途。例如，其可用作分隔件、台面、架子或墙饰面(内墙饰面或外墙饰面)。这些用途越来越需要为安全起见而进行淬火的玻璃板，因为这种淬火玻璃具有增加的抗冲击强度。公知的玻璃淬火方法之一是“热淬火”(极快冷却)，其需要预先在炉中以约560-750° C的温度加热玻璃板。为了玻璃板以后淬火，公知的玻璃板加热炉具有一个辊式输送装置，其通常覆以陶瓷，在其上面和下面布置有电阻，电阻用于对所述输送装置上输送的玻璃板通过辐射进 行加热。全部组件布置在一个隔离室中。在电阻加热时，输送装置的辊聚集热能，使之通过传导向与辊接触的玻璃快速释出。由于在下部电阻和上部电阻的相等的加热功率，玻璃板的下表面比上表面接收更大量的单位时间热能。这可能引起这种玻璃板相对于输送装置的平面凸起地弯曲，由于玻璃板的重量集中在辊表面的一小部分上，因此可能导致其平面度的损害及其表面缺陷。玻璃板的不均匀加热还会引起玻璃的光学畸变，一旦淬火，在其被打破时，会影响其裂解的均匀性。当在炉中加热的玻璃板覆以低辐射率层时，这种现象更突出，低辐射率层具有反射大部分电阻辐射热的特性。这些低辐射率层是无机物类型的低辐射率层，以金属、氧化物和/或氮化物为主要成分的低辐射率层。公知的一实施例是ZnSnOx/Ag/ZnSnOx叠层。低辐射率层的饰面通常是这样的饰面其不与输送装置的辊接触，以使辊不会由于机械接触而对玻璃板的饰面产生损坏。因此，上部电阻辐射的热的主要部分没有加热玻璃板的上表面。在现有技术中，有人提出通过使在炉中输送的玻璃板的温度分布图平衡，弥补玻璃板的弯曲现象。特别是，尤其根据专利US4390359的教导，为此可在加热炉中，在所述加热炉内输送的玻璃板的上表面上面配置一个热气体注入装置。气流和玻璃板的上表面之间进行强制对流传热。在这种情况下，当玻璃的温度充分增大时，必须在加热周期中中止气体注入，否则，玻璃板会发生凸起弯曲。必须限制向玻璃板上表面强制对流供热的及时控制难度很大，因此，除上表面上面的热气体注入装置外，还提出在输送装置下面布置一个相对于玻璃板垂直(见EP058529A1)或倾斜地(见EP1377529B1)注入热气体的装置(双对流式炉)。这种装置可平衡施加于玻璃板上表面和下表面的总热效应，从而消除弯曲现象，恢复玻璃板的平面度。实际上，在输送装置下面注入热气体，不从玻璃板进入炉时起开始所述玻璃板的下表面首先仅由布置在输送装置下面的电阻的辐射热加热，而上表面由布置在输送装置上面的电阻的辐射热加热，以及由位于输送装置上面的引向所述表面的热气流进行强制对流加热。当供给玻璃板的每个表面的热量的热平衡不利于其下表面时，并因此当玻璃板在输送装置上面凸起地弯曲时，开始向玻璃板的下表面注入热气体。这由图I示意地示出，其相应于在炉中加热的不饰有低辐射率层的玻璃板(a)和饰有低辐射率层的玻璃板(b)上面注入的热气体压力(上部压力)和下面注入的热气体压力(下部压力)的比较示图在玻璃板上面注入热气体，从玻璃板进入炉时起开始，且在总加热时间T的大部分期间中予以保持，而在玻璃板下面注入热气体，仅在供给玻璃板的每个表面的热量的热平衡不利于下表面、因而玻璃板弯曲时开始。这种现象经常发生在加热周期将近结束时，例如发生在总加热时间T的将近80%时。当在玻璃板下面注入热气体开始时，还经常停止在玻璃板上面注入热气体。此外，由于上述原因，在饰有低辐射率层的玻璃板的情况下(突出的弯曲现象)，玻璃板上面的热气体压力必须较之无饰面的玻璃板大很多。现有技术中的解决方案完全是从恢复在炉中加热的玻璃板的平面度的观点研发出来的，其涉及到无饰面(无覆层)玻璃板，或者饰有具有低辐射率特定性能的无机物类型的覆层的玻璃板。在这两种情况下，玻璃及可能的覆层由于在炉中的热处理而不经受任何大的化学变化。
为了以后淬火在对具有以釉和有机物质为主要成分的涂料类型的装饰饰面的玻璃板进行热处理的特定情况下，例如专利申请W02007/104752A1中所述的玻璃板，不期望的现象由于存在有机物质而发生。实际上，在温度经常达到700° C的炉中，这种有机物质经受急剧的热分解，特别是快速、剧烈的燃烧(由于炉中存在空气)。这种燃烧提供大量热量，经常产生燃烧火焰。当覆盖玻璃板的装饰饰面包括数量不可忽略的有机物质时(从按质量约10%起)，因而有机物质在加热炉中转变成燃烧气体伴随有火焰，该火焰在玻璃板的表面产生，有时可达到很大高度，约数十厘米的高度。这些火焰具有严重缺陷，因此是不期望的，因为一火焰造成在淬火之后成品的质量下降。实际上，一旦淬火，由于燃烧太剧烈和不均匀地分布在玻璃板的表面，饰面显示不太好的表面均匀性，因而不美观(有痕迹、有黑色淀积物、颜色不均匀等等);一火焰会损坏加热炉，因为加热炉的某些元件(热电偶、电阻、气体注入器等等)靠近输送的玻璃板，这比玻璃板的尺寸影响更大。发明目的本发明尤其旨在通过解决技术问题即解决快速、剧烈的燃烧来弥补这些缺陷，特别是为了以后淬火而在炉中加热具有以有机物质为主要成分的饰面的玻璃板时，快速、剧烈的燃烧特别经常伴随有火焰。更确切地说，在其实施方式的至少一个实施方式中，本发明的一个目的是提供在炉中加热具有以有机物质为主要成分的饰面的玻璃板的加热方法，其能够获得淬火后的这样的成品其外观上均匀，具有所需的美观性。本发明的另一目的是提供在炉中加热具有以有机物质为主要成分的饰面的玻璃板的加热方法，其能够保护加热工具。最后，本发明的最后一个目的是提供解决现有技术中的缺陷的技术方案，该技术方案简单且经济。根据一特定的实施方式，本发明涉及一种在炉中加热具有以有机物质为主要成分的饰面的玻璃板的加热方法，其中，(i)所述玻璃板由一个棍式输送装置输送，(ii)玻璃板的表面在时间T期间由布置在所述玻璃板上面和下面的辐射加热部件加热，(iii)在给定的时刻和给定的时间段所述表面通过在所述玻璃板上面和下面注入热气体而经受强制热对流作用。根据本发明的方法，至少在饰面的所述有机物质燃烧期间，在玻璃板上面开始注入热气体。特别是，热气体至少在^和t2之间在玻璃板上面注入，是产生于有机物质燃烧的火焰出现的时刻，t2是所述火焰消失的时刻。燃烧，是指燃料和助燃剂之间的氧化还原反应在目前的情况下是有机物质的燃料，借助于存在于炉的周围空气中氧化助燃剂如氧气被氧化。燃烧产生(i)热量和(ii)燃烧产物，其经常是气体，例如C02、C0和1120。当燃烧产物不再氧化时，即其不再与助燃剂起反应时，燃烧称为完全燃烧。
因此，本发明涉及一种完全新颖的和有创造性的方法，因为其能够通过与现有技术中对不饰有无机物类型的覆层的玻璃或饰有无机物类型的覆层的玻璃进行热处理的已知的控制方法不同的特定控制，控制大量存在的有机物质的燃烧，来对具有以有机物质为主要成分的饰面的玻璃板进行热处理。特别是，至少在饰面的有机物质燃烧期间，尤其至少在^和t2之间，在玻璃板上面注入热气体的作用是在玻璃的整个表面上产生更为均匀的因而是改进的燃烧。此外，气流一方面能够(i )吹拂火焰，能够使其尺寸显著缩小直至去除火焰。根据本发明的方法，在玻璃板上面注入的热气体包括至少一种助燃剂，其添加于在炉的周围空气中存在的空气的氧。因此，燃烧过程由于助燃剂的补充而得到改善，这更有利于获得淬火的成品的均匀美观结果。助燃剂，是指在燃烧反应期间进行还原、因而能使燃料氧化的任何化合物。除此之外，根据本发明，在玻璃板上面注入热气体，也可在燃烧过程期间之外进行，特别是在火焰存在期间之外进行(因而在时间范围^^2之外进行)。在这种特定情况下，在玻璃板上面注入热气体，起保持或恢复玻璃板的平面度的一般辅助作用。根据本发明的有利的第一实施例或实施变型，在玻璃板上面注入的热气体的最小压力为5毫巴。该最小压力能够良好地补充助燃剂，且能够使燃烧过程特别是其均匀性大为改善。根据本发明的有利的实施例或实施变型，在玻璃板上面注入的热气体的最大压力为15巴。该最大值能够避免由于在短时间段的极大热量供给而会突然产生的对玻璃板的热冲击。饰面中由于存在有机物质而产生的燃烧，由于燃烧反应的放热性，导致玻璃板的上表面额外加热。因此，根据本发明和根据公知方法，在所述玻璃板下面向其下表面注入热气体，能够恢复玻璃板的每个表面之间的热平衡，从而限制或避免其弯曲以及带来的对成品的不期望的结果。根据本发明，当玻璃板在输送装置上面凸起地弯曲时，在玻璃板下面开始注入热气体。因此，在玻璃板下面注入热气体的优点与现有技术中的优点相同，即保持玻璃板的平面度，因而这不再进行详细描述。


通过阅读以下对仅作为示例性实例和非限制性实例给出的一优选实施方式并参照附图进行的描述，发明的其它特征和优点将更清楚地显示出来，在附图中
图I是根据现有技术的在总时间T期间在炉中加热的不饰有低辐射率层的玻璃板Ca)和饰有低辐射率层的玻璃板(b)的上面注入的热气体的压力(上部压力)和在其下面注入的热气体的压力(下部压力)的比较示意图；图2是根据本发明的三个实施方式(压力分布图1、2和3)的在总时间T期间在炉中加热的具有以有机物质为主要成分的饰面的玻璃板的上面注入的热气体压力(上部压力)的比较示意图。
具体实施例方式例如，本发明的以有机物质为主要成分的饰面是涂料类型的饰面。“涂料类型的饰面”，尤其是指一层或多层涂料层、漆层、清漆层或釉层。这些饰面经常具有大量不同的有机成分(从按质量约10%起，直至按质量90%)，例如，通常为粘结剂(聚合物)、固化剂(低聚物)、增塑剂、以及其它添加剂。 根据本发明，玻璃板由一个辊式输送装置输送穿过炉，优选地，所述玻璃板是基本水平的。作为例子，本发明的辐射加热部件通常是电阻辐射加热部件或等同的辐射加热部件。热气体可不论是在所述玻璃板上面还是下面，由与热气体供给装置连接的注入器，沿玻璃板的方向注入到炉的室(enceinte)中，所述热气体供给装置例如是供给坡道，布置在输送装置上面或下面，其本身连接于至少一个压缩机。优选使布置在输送装置下面的注入器的热气体供给装置单独地由布置在输送装置上面的注入器的热气体供给装置例如通过其打开和关闭阀加以控制。射束形热气体的注入可垂直于玻璃板进行，如专利US4390359所述，或者沿玻璃板的方向倾斜地进行，如专利EP1377529B1所述。注入到炉中的热气体可在其进入供给装置直至注入器期间，从其进入注入器的供给装置时的环境温度开始加热，供给装置本身由布置在炉中的电阻加热。或者，气体可在炉外部预热，再输入到注入器的供给装置中。优选地，热气体在玻璃板上面以大于400° C的温度注入。根据本发明，在玻璃板上面注入的热气体具有至少一种助燃剂。优选地，助燃剂是氧。因为经济的原因，特别优选地，在玻璃板上面注入的热气体是空气。在玻璃板上面注入的热气体可具有与在玻璃板下面注入的热气体相同的成分。或者，这两种气体可以是不同的成分。同样,在玻璃板上面注入的热气体可具有与在玻璃板下面注入的热气体相同或不同的温度。根据本发明，热气体至少在h和t2之间在玻璃板上面注入，是产生于有机物质燃烧的火焰出现的时刻，t2是所述火焰消失的时刻。具有以有机物质为主要成分的饰面的玻璃板在空气下的热解重量分析测定表明，其燃烧通常开始于玻璃和饰面达到约250° C的温度之时。因此，一旦玻璃和饰面至少达到该温度，就出现火焰，其为所述燃烧的结果。火焰通常出现于温度达到“自燃点”之时，自燃点是在不存在引燃火焰或火花的情况下气体或蒸汽自发燃烧的温度。相应于来自有机物质燃烧的火焰出现的时刻的时间ti，显然，可以根据炉室中的温度、玻璃的厚度等等予以改变。根据本发明的特别优选的一实施方式，在玻璃板上面注入的热气体的压力在h和t2之间经历最大值,时间&和t2包括在内。最大压力值可位于在tptyh和t2、或者时间范围trh内。这种特征可进一步改善有机物质的燃烧，也可更有效地吹拂火焰。作为示例，图2示意地和比较地示出根据本发明的该实施方式在玻璃板上面注入的热气体(上部压力)的三种压力分布图(profil) 1、2和3。 根据本发明的一实施方式，如图2示出的分布图I所示，在玻璃板上面注入的热气 体的压力在h增大，在I1和t2之间基本上保持在相同的数值，然后，在t2减小，直至与在h之前的初始压力值相同或不相同的数值。根据该实施方式，初始压力值可为非零。在这种情况下，玻璃板上面的热气体也在h和t2之间的时间段以外注入，目的是为了保持或恢复玻璃板的平面度。根据本发明的一附加实施方式，如图2的分布图2所示，热气体的压力在h和t2之间具有峰值分布图，在h和t2之外的上部压力基本上等于零。根据本发明的另一附加实施方式，如图2的分布图3所示，在玻璃板上面注入的热气体的压力在^和t2之间增大，以便在t2以外达到一个水平段。优选地，在玻璃板上面注入的热气体的压力在h和t2之间增加至少5%。根据本发明的一实施方式，在玻璃板上面注入的热气体的最小压力为5毫巴。优选地，所述最小压力为10毫巴。根据本发明的另一实施方式，在玻璃板上面注入的热气体的最大压力为15巴。优选地，所述最大压力为10巴。优选地，气体的压力在热气体供给装置或注入器的端部测得。根据本发明的一优选实施方式，相应于火焰出现的时间h从总加热时间T的1%变化到20%。更优选地，时间h从总加热时间T的5%变化到15%。公知地，在玻璃板下面热气体的注入开始于供给玻璃板的每个表面的热量的热平衡不利于其下表面之时，和/或玻璃板在输送装置上面凸起地弯曲之时。根据本发明的一优选实施方式，在输送装置下面注入热气体的开始，可由输送装置上面的一个玻璃板弯曲检测系统控制。根据下面对本发明的实施例和现有技术的比较实施例的说明，其它细节和有利的特征将显不出来。比较实施例I (非本发明的)具有以有机物质为主要成分的涂料类型的饰面的浅色玻璃板经历加热周期，该加热周期通常是用于饰有无机物类型的低辐射率层的玻璃板的加热周期，玻璃板上面和下面的热气体注入控制成保持或恢复所述玻璃板的平面度。根据本实施例的玻璃板具有4毫米的厚度、100厘米X 200厘米的尺寸。其覆有釉饰面。这种饰面是以聚丙烯酸树脂为主要成分的白色釉。这种釉包括按重量约为25%的有机物质，和按重量约为75%的玻璃料。这种饰面一旦淀积在玻璃板上和干燥后，厚度为50微米。
这种玻璃板输送到ー个普通的双对流式加热炉中，如专利EP1377529B1所述，以便使玻璃板在以后淬火エ序之前预先进行加热处理。所述加热炉具有ー个水平辊式输送装置，且配有电阻，电阻布置在输送装置上面和下面，以便在炉中确立约670° C的温度。炉也配有注入器向输送的玻璃板供给热空气的坡道。这些坡道布置成彼此平行且平行于玻璃板，以及正交于玻璃板在炉中的移动方向。这些坡道的数量在输送装置上面为9个，在输送装置下面为5个。每个上部坡道与相邻的坡道以550毫米的距离分开，每个下部坡道布置在输送装置的一个辊的下面，按8个布置。每个坡道配有45个等距离的注入器，其输出部分为0.7晕米,该部分与玻璃板以150晕米的距尚分开。上部注入器布置成其对称轴线正交于玻璃板上表面的平面，下部注入器布置成其对称轴线相对于玻璃板在炉中的移动方向进行倾斜，且在分开两个相邻辊的轴的距离的四分之三，相切于该玻璃板的下表面的平面。供给坡道由ー个内径为50毫米的管构成，供给坡道本身每个都由一个蛇形管供给空气，所述蛇形管的长度为12毫米，其围绕坡道的盘绕直径为15毫米。因此，坡道内的空气温度保持在670° C，下部坡道和上部坡道的空气供给压カ可单独调节。从玻璃板进入起，注入器的上部供给坡道承受的空气压カ为6巴，下部坡道本身不被供给空气。 在炉中存在10秒钟之后，出现很大的(数十厘米)剧烈燃烧火焰U1X其发生在玻璃板的表面。在炉中存在14秒钟之后，玻璃板在输送装置上面凸起地弯曲。因此，注入器的下部热气体供给坡道在I巴的压カ下供给空气，以恢复所述玻璃板的平面度。在玻璃板进入炉中之后180秒钟，加热周期结束(总时间T)。在这种加热周期结束时获得的产品具有ー饰面，该饰面包括烧结的但具有完全不均匀的外观的釉。由于燃烧太快、太剧烈和在玻璃板的整个表面上不均匀，因此产品的饰面具有不美观的黒色痕迹。因此，现有技术中公知的方法和注入器启动(enclenchement)所要求的定时(timing),不适用于具有以有机物质为主要成分的饰面的玻璃板的情况。如果这种方法可通过加热有效地使有机物质燃烧，那么，燃烧是不均匀的且导致前述缺陷，这主要由于存在火焰。此外，由于很多这种玻璃板连续在输送装置上通过，淬火炉反复暴露于这些火焰，必定快速和不可逆转地损坏所述淬火炉，这是完全不能接受的。实施例2 (根据本发明)其特征与比较实施例I相同的另ー个浅色玻璃板输送到与比较实施例I中的炉相同的炉中。从玻璃板进入加热炉中起，没有任何供给坡道被供给空气。在炉中存在10秒钟之后(O，出现很大的(数十厘米)剧烈燃烧火焰。注入器的上部供给坡道就在此时刻承受8巴的空气压力，而下部坡道本身依然不被供给空气。11秒钟之后(t2)，火焰完全消失，注入器的上部坡道的供给因而被切断。然后，通常，通过单独地使用下部和上部供给坡道的压力，控制玻璃板的平面度。在玻璃板进入炉中之后180秒钟，加热周期结束(总时间T)。在这种加热周期结束时获得的产品的饰面具有均匀的白色烧结釉和期望的美观性。
因此，显然，要求注入器(特别是上部注入器)启动特定定时的本发明的方法，可使具有以有机物质为主要成分的饰面的玻璃板有效淬火，且可获得均匀外观、令人满意的美观性的淬火产品。此外，根据本发明，控制火焰的出现或者至少控制其大小，可很好地保护加热工具不被损坏。最后，本发明提供一种解决技术问题的办法，其简单且经济，因为其不需要附加投资(研制和/或重新购置加热炉)，而是提出新颖的和有创造性的适用使用现有的为解决任何其它技术问题(玻璃板的弯曲问题)而研制的双对流式加热炉。
显然，本发明不局限于上述的该实施例。
权利要求
1.在炉中加热具有以有机物质为主要成分的饰面的玻璃板的加热方法，其中，(i)所述玻璃板由一个棍式输送装置输送，(ii)玻璃板的表面在时间T期间由布置在所述玻璃板上面和下面的辐射加热部件加热，(iii)在给定的时刻和给定的时间段所述表面通过在所述玻璃板上面和下面注入热气体而经受强制热对流作用， 其特征在于，所述热气体至少在和t2之间在所述玻璃板上面注入，是产生于有机物质燃烧的火焰出现的时刻，t2是所述火焰消失的时刻； 并且，在所述玻璃板上面注入的热气体包括至少一种助燃剂。
2.根据权利要求I所述的在炉中的加热方法，其特征在于，在所述玻璃板上面注入的热气体的压力在h和t2之间经历最大值。
3.根据权利要求2所述的在炉中的加热方法，其特征在于，在所述玻璃板上面注入的热气体的压力在h和t2之间增加至少5%。
4.根据前述权利要求中任一项所述的在炉中的加热方法，其特征在于，所述热气体在所述玻璃板上面以大于400° C的温度注入。
5.根据前述权利要求中任一项所述的在炉中的加热方法，其特征在于，在所述玻璃板上面注入的热气体为空气。
6.根据前述权利要求中任一项所述的在炉中的加热方法，其特征在于，在所述玻璃板上面注入的热气体的最小压力为5毫巴。
7.根据权利要求6所述的在炉中的加热方法，其特征在于，在所述玻璃板上面注入的热气体的最小压力为10毫巴。
8.根据前述权利要求中任一项所述的在炉中的加热方法，其特征在于，在所述玻璃板上面注入的热气体的最大压力为15巴。
9.根据权利要求8所述的在炉中的加热方法，其特征在于，在所述玻璃板上面注入的热气体的最大压力为10巴。
10.根据前述权利要求中任一项所述的在炉中的加热方法，其特征在于，当所述玻璃板在所述输送装置上面凸起地弯曲时，在所述玻璃板下面开始注入热气体。
全文摘要
本发明涉及一种在炉中加热具有以有机物质为主要成分的饰面的玻璃板的加热方法，特别是为了其以后淬火。更确切地说，本发明提出一种方法，该方法能够借助由至少在t1和t2之间在玻璃板上面注入包括助燃剂的热气体产生的强制热对流作用，通过控制所述有机物质在加热炉中的快速、剧烈的燃烧，来对具有以有机物质为主要成分的饰面的玻璃板进行热处理，t1是产生于有机物质燃烧的火焰出现的时刻，t2是所述火焰消失的时刻。
文档编号C03B32/00GK102741178SQ201180008222
公开日2012年10月17日 申请日期2011年2月1日 优先权日2010年2月3日
发明者D·皮埃尔, J-M·塞利耶, R·皮特尔 申请人:旭硝子欧洲玻璃公司