FI20185513A1 - Menetelmä lasilevyjen karkaisemiseksi - Google Patents
Menetelmä lasilevyjen karkaisemiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI20185513A1 FI20185513A1 FI20185513A FI20185513A FI20185513A1 FI 20185513 A1 FI20185513 A1 FI 20185513A1 FI 20185513 A FI20185513 A FI 20185513A FI 20185513 A FI20185513 A FI 20185513A FI 20185513 A1 FI20185513 A1 FI 20185513A1
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- glass
- blowing
- sheets
- glass sheets
- edges
- Prior art date
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 375
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000005496 tempering Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 134
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 75
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 23
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 17
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 claims description 16
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 9
- 238000001723 curing Methods 0.000 abstract 3
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 abstract 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 25
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 5
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 101000620359 Homo sapiens Melanocyte protein PMEL Proteins 0.000 description 1
- 102100022430 Melanocyte protein PMEL Human genes 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 238000007511 glassblowing Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000005340 laminated glass Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 239000005336 safety glass Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 description 1
- 230000003827 upregulation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B27/00—Tempering or quenching glass products
- C03B27/04—Tempering or quenching glass products using gas
- C03B27/0404—Nozzles, blow heads, blowing units or their arrangements, specially adapted for flat or bent glass sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B27/00—Tempering or quenching glass products
- C03B27/04—Tempering or quenching glass products using gas
- C03B27/0413—Stresses, e.g. patterns, values or formulae for flat or bent glass sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B27/00—Tempering or quenching glass products
- C03B27/04—Tempering or quenching glass products using gas
- C03B27/0417—Controlling or regulating for flat or bent glass sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B27/00—Tempering or quenching glass products
- C03B27/04—Tempering or quenching glass products using gas
- C03B27/044—Tempering or quenching glass products using gas for flat or bent glass sheets being in a horizontal position
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
Menetelmä useita lasilevyjä sisältävän lasilastauksen lasilevyjen lämpölujittamiseksi tai karkaisemiseksi, jossa lasilevyt lämmitetään uunissa karkaisulämpötilaan ja siirretään lasilastaus siirtonopeudella (W) pois uunista karkaisuyksikköön, jossa suoritetaan varsinainen karkaisujäähdytys puhaltamalla jäähdytysilmaa lasilevyjen molempiin pintoihin. Uunin ja karkaisujäähdytysyksikön välissä olevalla lasin liikkeelle poikittaisessa suunnassa esipuhallusvyöhykkeisiin jaetulla esipuhallusyksiköllä puhalletaan paineistettua ilmaa siihen lasilevyn etu- ja takapäädyn pintaan, jonka normaalin suuntaan päätyä halutaan päätytaipuman vähentämiseksi oikaista.
Description
Menetelmä lasilevyjen karkaisemiseksi
Keksinnön kohteena on menetelmä lasilevyjen karkaisemiseksi, jossa lasilevy lämmitetään karkaisulämpötilaan ja suoritetaan karkaisujäähdytys puhalta5 maila jäähdytysilmaa suihkuina kohti lasilevyä.
Lasilevyjen karkaisu-uunit, joissa lasilevyt liikkuvat yhteen suuntaan tai edestakaisin pyörivien keraamisten telojen päällä, ja josta ne karkaisulämpötilassa siirtyvät peräkkäin, vierekkäin tai sekalaisina lasilastauksina telarataa pitkin 10 uunin perässä olevaan karkaisujäähdytysyksikköön, jossa karkaisujäähdytys suoritetaan ilmasuihkuilla, ovat yleisesti tunnettuja ja käytettyjä. Telaradalla varustettua uunia nimitetään alalla esimerkiksi telauuniksi. Uunin tyypillinen lämpötila on 700°C ja tyypillisesti jäähdytykseen käytettävän ilman lämpötila on noin sama kuin ilman lämpötila ulkona tai tehdassalissa. Jäähdytysilmaa 15 syöttää puhallin tai kompressori. Ilmakannatustekniikkaan perustuvissa uuneissa ja karkaisujäähdytysyksiköissä lasilevy leijuu ohuen ilmapatjan kannattamana ja koskettaa kuljetinradan rullia tai muita kuljetuselimiä vain toiselta sivusärmältään. Ilmakannatustekniikkaan perustuvat lasilevyn karkaisukoneet ovat selvästi telaradallisia karkaisu koneita harvinaisempia. Ilmakannatustek20 nilkkaan perustuvaa uunia nimitetään alalla esimerkiksi ilmakannatusuuniksi.
Karkaisuprosessin tavoite on lasilevyn tuentatavasta riippumatta sama. Lasilevyn tuentapata ei poista myöhemmin selostettavaa päätytaipuma ongelmaa, joka keksinnöllä ratkaistaan.
Tyypillinen 4 mm paksuisen lasilevyn karkaisulämpötila, eli lämpötila jossa lasi siirtyy uunista karkaisujäähdytinyksikköön, on 640 °C. Lasin karkaisulämpötilaa voidaan hieman laskea lasin paksuuden kasvaessa. Karkaisulämpötilan nosto mahdollistaa yhä ohuemman lasin karkaisun ja vähentää karkaisujäähdytykseen vaadittavaa jäähdytystehoa. Toisaalta pelkkä kar30 kaisulämpötilan nosto esimerkiksi 640°C:sta 670°C:seen tuo 4 mm paksuiseen lasiin selvästi suuremman lujitus- eli karkaisuasteen, eli lasin pinnan
20185513 prh 05 -06- 2018 puristusjännitys nousee. Esimerkiksi ohuella 2 mm paksuisella lasilla karkaisulämpötila tulee nostaa ainakin 660°C:seen, jotta karkaisu onnistuu. Lasin paksuuden väheneminen ja karkaisulämpötilan nosto molemmat lisäävät päätytaipuma ongelmaa, joka keksinnöllä ratkaistaan.
Karkaisu prosessi in tuleva lasi on suoruudeltaan ja optisilta ominaisuuksiltaan erinomainen. Siinä lasin pinnan puristusjännitys on tyypillisesti 1-4 MPa. Ratkaisuprosessissa lasilevyyn tavoitellaan riittävää lujuuden lisäystä sen suoruutta ja optisia ominaisuuksia mahdollisimman vähän huonontaen. Lujuuden 10 lisäksi toinen karkaistun lasin tavoiteltu ominaisuus on sen turvallisuus rikkoutuessaan. Karkaisematon lasi rikkoutuu suuriksi viiltovaarallisiksi palasiksi. Karkaistu lasi rikkoutuu lähes vaarattomiksi murusiksi.
Lasin pintaan karkaisussa syntyvä puristusjännitys (lujitus- eli karkaisuaste) 15 on riippuvainen lasin paksuussuuntaisesta lämpötilaprofiilista lasin jäähtyessä lasille ominaisen transitio—lämpötila vyöhykkeen (noin 600—>500 °C) läpi.
Ohuempi lasi vaatii enemmän jäähdytystehoa, jotta siihen saadaan sama em. lämpötilaero. Esimerkiksi 4 mm paksuiseen lasilevyyn tavoitellaan karkaisussa noin 100 MPa pintapuristusta, jolloin lasipaksuuden keskellä on noin 46 MPa 20 vetojännitys. Tällainen lasilevy rikkoutuu sellaisiksi murusiksi, jotka täyttävät turvalasi standardien vaatimukset. Ns. FRG-laseihin (fire resistant glass) karkaisussa tavoitellaan selvästi suurempaa pinnan puristusjännitystä. Ns. lämpölujitettuun lasiin ei tavoitella turvallista rikkoutumistapaa, eikä niin suurta lujuutta (noin 50 MPa:n pintapuristus riittää) kuin karkaistuun lasiin. Lämpö25 lujitus onnistuu, kun ilmasuihkujen jäähdytystehoa karkaisujäähdytysyksikössä vähennetään selvästi suhteessa karkaisuun. Muutoin prosessina lämpölujitus ja karkaisu ovat samanlaisia. Kyseessä oleva keksintö ratkaisee samaa ongelmaa molemmissa. Edellä mainitut karkaisulämpötilat sopivat esimerkkeinä myös lämpölujitukseen, eli karkaisulämpötila tarkoittaa yhtä lailla myös 30 lämpölujituslämpötilaa. Päätytaipuma ongelma ei juurikaan ole riippuvainen siitä tavoitellaanko lasiin 50, 100 MPa vai sitäkin suurempaa pinnan puristus
20185513 prh 05 -06- 2018 jännitystä, jos karkaisulämpötila pysyy samana. Käytännössä etenkin ohuita alle 2,5 mm paksuisia laseja karkaistaessa karkaisulämpötilaa nostetaan karkaisuaste tavoitteen noustessa.
Alaspäin suuntautuneen päätytä i puma n muodostuminen alkaa lasin päädyn alkaessa painovoiman vuoksi virua alaspäin lämmityksen aikana. Pääty viruu koska lasi lämmitetään uunissa yli 500°C lämpötilaan, jolloin lasin mekaaniset aineominaisuudet alkavat suhteellisen jyrkästi muuttua. Lasi alkaa samalla muuttuu elastisesta plastiseksi. Tällöin lasin mekaaninen jäykkyys voimak10 kaasti vähenee, eli se taipuu helpommin. Virumisnopeus on lämmitysaikaan suhteutettuna hidasta vielä 600°C lämpötilassa, mutta lämpötilassa 650°C se on jo varsin nopeaa. Lasin muodonmuutokset palautuvat plastisuuden noustessa yhä heikommin. Lasin päädyn taipumista ja virumista ei tapahtuisi, jos lasi olisi uunissa tasaisesti tuettu. Telauunissa lasin tuentapisteitä (linjoja) on kuitenkin vain telajaon (tyypillisesti 100-150 mm) välimatkoin. Ilmakannatusuunissa ylipaineinen (suhteessa paineeseen uunin ilmatilassa) ilmapatja tukee lasin reunoja muuta lasialaa heikommin, koska ilmapatjassa lasia kannatteleva staattinen ylipaine on lasin reunoilla pienempi. Näin on, koska lasin reunoilla ilmapatjan ilma pääsee poistumaan ilmakannatuspöydässä lasin alla olevien poistoaukkojen lisäksi myös lasin ja ilmakannatuspöydän tasopinnan välistä. Uunissa päädyiltään taipunut lasi ei itsestään suoristu karkaisujäähdytyksessä, joka jähmettää lasin muutamassa sekunnissa lopulliseen elastiseen muotoonsa. Alaspäin suuntautunut (kohti alempia esijäähdytysilmakoteloita) päätytaipuma alkaa tyypillisesti noin 50 - 200 mm päästä lasin päädyistä, mm. lasin paksuudesta, telajaosta ja karkaisukoneen tyypistä riippuen. Päätytaipuman pituus on sen alkamiskohdan ja päädyn välinen etäisyys. Kuvion lasissa (pituus 1095 mm) etupäätytaipuma alkaa 80 mm (= päätytaipuman pituus) etäisyydellä lasin etupäädystä, ja on syvyydeltään 0,415 mm. Takapäätytaipuma alkaa 70 mm etäisyydellä lasin takapäädystä, ja on syvyydel30 tään 0,326 mm. Yleisin päätytaipuman alkamiskohta on etäisyydellä 60 - 150 mm lasin päädystä. Huomioi, että edelliset arvot on luettu lasin muoto
20185513 prh 05 -06- 2018 datasta kuvion 3 päätytaipuman mittaustavan sijaan. Luettu päätytä i puma n syvyys oli päätytaipuman alkamiskohdan ja päädyn välinen pystysuora etäisyys, joka ei täysin vastaa kuviossa 3 esitetyn mittaustavan päätytaipumaa. Vastaavuus on kuitenkin erittäin hyvä.
Yleisesti päätytäipumaksi kutsutaan lasin päätyjen alaspäin taipunutta muotoa, joka johtuu em. virumisesta.
Joissakin yläpinnaltaan pinnoitetuissa laseissa, voi alaspäin taipuneen päädyn lopussa olla myös ylöspäin taipunut osuus. Tällaista ylöspäin suuntautuvaa (kohti ylempiä esijäähdytysilmakoteloita) päätytaipuma esiintyy tietyn tyyppisillä pinnoitteilla (esim, pyrolyyttinen matala emissiviteetti pinnoite) yläpinnaltaan pinnoitetuissa karkaistuissa (tai lämpölujitetuissa) laseissa. Sen muodostuminen liittynee lasin ja pinnoitteen väliseen lämpölaajenemiseroon, eli uu15 nissa ja/tai karkaisujäähdytyksessä pinnoite pyrkii laajentumaan tai kutistumaan eri mittaan kuin lasi, jonka seurauksena karkaistun lasin päädyt kääntyvät ylöspäin tyypillisesti noin 10-50 mm matkalta. Tällaisessa lasissa päätytaipuma alkaa yleensä ensin alaspäin (noin siitä kohtaa mistä em. alaspäin taipuma alkaa) ja kääntyy sitten ylöspäin em. etäisyyden päässä päädystä, kuten kuvion 2 lasissa. Kuvion 2 lasissa (pituus 1505 mm) etupäätytaipuma alaspäin alkaa 130 mm etäisyydellä lasin etupäädystä, ja kääntyy ylöspäin taipumaksi 35 mm etäisyydellä etupäädystä. Tästä kohdasta se nousee ylöspäin 0,115 mm. Takapäädyssä vastaavat arvot ovat 93, 28 ja 0,04 mm. Lisäksi tällaisessa lasissa etu- ja takapäätyjen lisäksi myös lasin sivut ovat usein ylöspäin taipuneita noin 10-50 mm päästä sivureunasta alkaen.
Kuvioissa 1 ja 2 päätyjen sisäpuolella olevat aaltomaiset lasin muodot ovat ns. tela-aaltoja, joita lasiin syntyy teloilla varustetuissa karkaisu-uuneissa (niitä ei synny ilmakannatusuunissa). Keksinnön menetelmä parantaa vain lasin päätyjen suoruutta, eli se ei vaikuta tela-aaltoihin. Kuvion 1 muoto
20185513 prh 05 -06- 2018 datan aallonhuippujen ja kuvion 2 aallonpohjien koordinaattien suuruuksien vaihtelu, johtuu mittauslaitteen tuentatason epäsuoruudesta.
Kuvio 3 kuvaa standardin EN 12150-1 mukaista tapaa mitata lasin päätytai5 puma. Siinä lasin yläpinta on vastakkainen pinta päätytaipuman suunnan suhteen. Lasi on asetettu mittaustasolle niin, että sen pääty ylittää tason 50 mm verran. Lasin päädyn päälle asetetaan suora 300-400 mm pituinen viivain, siten että viivaimen toisessa päässä oleva mittakello on aivan lasin mitattavassa päädyssä. Mittakellon lukema on lasin päätytaipuma, eli päätytai10 puman syvyys. Em. standardin mukaan esim. 4 mm paksuiselle lasille sallittu päätytaipuma on 0,4 mm. Käytännössä karkaistun lasin tuottajien vaatimukset päätytaipumalle ovat jonkin verran standardia kireämpiä. Lasin yhä paremmat laatuarvot ovat karkaisukone valmistajalle, ja edelleen karkaistun lasin tuottajalle, kilpailuetu.
Päätytaipuma ongelma kasvaa lasin paksuuden vähetessä, ja on erityisen suurta 4 mm paksuisilla ja sitä ohuemmilla laseilla. Yli 8 mm paksuisilla laseilla päätytaipumaongelma on vähäinen. Lasin pituus uunin liikesuunnassa ei juurikaan vaikuta päätytaipumaongelmaan, mutta alle 300 mm pitkistä laseis20 ta sen em. standardin mukainen mittaaminen on hankalaa. Keksinnön voidaan sanoa rajoittuvan laseihin, joiden pituus on suurempi kuin neljä kertaa alaspäin suuntauneen päätytaipuman pituus. Esim, edellä mainitulla päätytaipuman pituuden tyypillisellä alaraja-arvolla lasin minimi pituudeksi saadaan 4 x 50 mm = 200 mm.
Edellä kuvattu päätytaipuma on alalla yleisesti tunnettu karkaistun lasin laatuongelma. Päätytaipuma on käytännössä ongelmallista mm. koska se vääristää lasista heijastuneen näkymän. Vääristymä esim, rakennuksen ikkunan heijastumassa on esteettinen haitta. Lisäksi päätytaipuman vuoksi lasin la30 minoiminen (kaksi lasia liitetään toisiinsa niiden välissä olevan laminointikalvon avulla) on vaikeampaa, eli se vaatii erityistoimenpiteitä ja/tai paksum
20185513 prh 05 -06- 2018 man (kalliimman) la m i noi nti ka Ivon. Laminoidun lasin reunojen tiiveys on erityisen tärkeää, jotta ulkoilman kosteus ei pääse tunkeutumaan siihen.
On käytännössä havaittu, että keksinnön mukaisella menetelmällä päätytai5 puman arvoja voidaan pienentää. Päätytaipuman vähentämiseksi on oleellista, että esipuhallus kohdistetaan lasin päädyn yläpintaan, kun oletettu päätytaipuman suunta on alaspäin, eli kohti alempia jäähdytysilmakoteloita. Yleensä se siis kohdistetaan yläpintaan, koska viruminen taivuttaa lasin päätyä alaspäin. Tällöin esipuhalluksen seurauksena lasin päädyn yläpinta jäähtyy, 10 jolloin se pyrkii supistumaan suhteessa alapintaan. Löysä plastinen alapinta ei kykene vastustamaan yläpinnan supistumispyrkimystä. Täten esipuhallus nostaa lasin päätyä ylöspäin, eli päätytaipuma oikenee. Välittömästi esipuhalluksen jälkeen alkava karkaisujäähdytys lasin molemmille pinnoille jähmettää lasin muotoonsa.
Em. pyrolyyttisen matala emissiviteetti lasin tapauksessa esipuhallus kohdistetaan aluksi alapintaan, koska päädyn alun taipuma on ylöspäin. Ylöspäin taipuneen osuuden (10 - 50 mm) jälkeen esipuhallus loppuu tai vaihtuu yläpintaan, jonne se jatkuu noin oletetun alaspäin taipuman alkukohtaan asti.
Yleisesti ilmaistuna keksinnön mukainen esipuhallus kohdistetaan lasin sen puolen pintaan, jonka normaalin suuntaan päätyä halutaan oikaista. Esipuhallus esipuhallusvyöhykkeessä kohdistetaan siis lasin yläpintaan, kun oletetun päätytaipuman suunta lasilevyssä on kohti alempia esijäähdytysilmakote25 loita, ja esipuhallus esipuhallusvyöhykkeessä kohdistetaan lasin alapintaan, kun oletetun päätytaipuman suunta lasilevyssä on kohti ylempiä esijäähdytysilmakoteloita.
Julkaisusta GB 1 071 555 tunnetaan menetelmä ja laite taivutetun karkaistun 30 lasilevyn valmistamiseksi käyttämällä taivutuksessa hyväksi lasilevyn eri alueille ja vastakkaisille pinnoille tarkoituksella synnytettyjä erilaisia jännityksiä.
20185513 prh 05 -06- 2018
Esijäähdytysosastossa jäähdytetään vain lasilevyn sivureunakaistojen yläpintoja aikaansaamaan näiden alueiden väliaikainen ylöspäin kaareutuminen, jonka kerrotaan suoristuvan koko lasin siirtyessä molemmin puoliseen jäähdytykseen. Sivureunakaistoja jäähdytetään esijäähdytysosastossa koko lasin 5 pituudelta, ja keskikaistoja ei lainkaan. Julkaisussa kuvatulla laitteella ei ole mahdollista kohdistaa esijäähdytystä lasilevyn keskikaistalle, eikä kohdistaa sitä vain lasin etu- ja takapäätyihin. Julkaisussa ei siis pyritä ratkaisemaan tasomaisen lasilevyn päätytaipuma ongelmaa, johon tämän patenttihakemuksen keksintö antaa ratkaisun.
Julkaisussa FI 20155730A lasilevyn sivureunakaistojen karkaisu jäähdytys alkaa hetken aikaisemmin kuin keskikaistojen. Sivureunakaistoja jäähdytetään karkaisujäähdytyksen alussa koko lasin pituudelta, ja keskikaistoja ei lainkaan. Julkaisussa ei siis ratkaista tasomaisen lasilevyn päätytaipuma on15 gelmaa.
Julkaisu US 3 923 488 esittää tekniikan lasin etupäädyn ylöspäin taipuman vähentämiseksi. Siinä lasin alapintaan etupäädyn ulkopuolelle puhalletaan esijäähdyttävää ilmaa ennen varsinaista karkaisujäähdytystä. Puhallus alkaa 20 lasin etupäädystä lukien kohdassa 305-610mm (1-2 jalkaa) ja jatkuu takapäätyyn asti. Lasin etupääty jää siis 305-610mm pituudelta ilman alapinnan esijäädytystä. Lasin takapäätytaipuma ongelmaa ei tuoda lainkaan esiin, eikä yllä kuvatulla puhalluksella siihen voida edes vaikuttaa. Ei ainakaan samanaikaisesti etupäädyn ongelman kanssa. Julkaisu ei siis ratkaise virumisen ai25 kaansaamaa lasin päädyn alaspäin taipuma ongelmaa, joka esiintyy lasin molemmissa päädyissä, ja jota vaatimuksen 1 menetelmä ratkaisee.
Julkaisu US 4 261 723 ratkaisee samaa ongelmaa kuin US 3 923 488, mutta tekniikassa on selvä ero. Julkaisussa US 4 261 723 vain lasilevyn etupäädyn 30 yläpintaa (eli juuri sitä osaa jota julkaisussa US 3 923 488 ei esi jäähdytetty) esijäähdytetään uunin jälkeen ennen karkaisujäähdytysyksikköä lasilevyn
20185513 prh 05 -06- 2018 etupään ylöspäin taipuneen osuuden oikaisemiseksi. Taipuma on siis vastakkaiseen suuntaan kuin ongelmassa, jota vaatimuksen 1 menetelmä ratkaisee. Lisäksi päätytaipuman suunnan suhteen esipuhallus kohdistetaan vastakkaiseen pintaan kuin patentoitavalle menetelmälle on olennaista. Esipuhallus ei 5 siis kohdistu lasin sen puolen pintaan, jonka normaalin suuntaan päätyä halutaan oikaista. Julkaisun opetus on siis selvässä ristiriidassa patentoitavan menetelmän kanssa. Julkaisun opetuksen mukainen puhallussuunta lisäisi sitä päätytaipumaongelmaa jota patentoitava menetelmä vähentää. Julkaisussa esijäähdytys kohdistetaan etupäädyn ensimmäisen 305 mm (1 jalka) matkalle, eikä tarvetta lyhemmällä puhallusmatkalle esitetä. Lasin takapäätyä ei esijäähdytetä lainkaan, eikä takapäätytaipuma ongelmaa tuoda lainkaan esiin. Julkaisu ei siis ratkaise virumisen aikaansaamaa lasin päädyn alaspäin taipuma ongelmaa, joka esiintyy lasin molemmissa päädyissä, ja jota vaatimuksen 1 menetelmä ratkaisee. Julkaisussa esijäähdytyspuhalluksen virtaa15 ma on lasin sivureunakaistoilla heikompaa kuin lasin keskikaistalla, koska esijäähdytysilmakotelon puhallusaukot ovat lasin keskikaistan kohdalla suurempia ja puhalluspaine on sama. Lasilevyn leveyden muuttuessa esijäähdytysilmakotelo täytyisi vaihtaa, jotta lasilevyn sivureuna- ja keskikaistan leveydet pysyisivät lasilevyn leveyteen suhteutettuna samoina, tai jos puhallus johonkin lasilevyn kaistaan haluttaisiin kokonaan poistaa. Esipuhalluksen kesto ja esipuhallusmatkan pituus ovat koko lasin leveydellä samoja. Julkaisun laitteella lasia ei ole mahdollista esijäähdyttää alapinnastaan.
Käytännössä em. alaspäin suuntautuvaa päätytaipuma ongelmaa on pyritty 25 vähentämään myös mm. pyrkimällä käyttämään mahdollisimman alhaisia karkaisulämpötiloja ja mahdollisimman tiheää telajakoa telauunissa ja karkaisujäähdytysyksikössä.
Viitteessä US 6 410 887 edellä kuvattua ylöspäin suuntautuvaa päätytaipu30 maa pyrolyyttisesti pinnoitetussa karkaistussa lasissa on pyritty vähentämään käyttämällä uunissa lämmityksen alussa voimakkaampaa ylä- kuin alakonvektiota ja lämmityksen lopussa päinvastoin.
Keksinnön tavoitteena on menetelmä, jolla voidaan tehdä ohuista (paksuus alle 9 mm, erityisesti alle 5 mm) lämpölujitetuista ja karkaistusta lasilevyistä etu- ja ta ka päädyiltään suorempia. Keksinnön tavoitteena on siis parantaa lasin laatua pienentämällä sen (esim, standardin EN12150-1 mukaisesti mitattua) päätytaipumaa.
Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä oheisessa patenttivaatimuksessa 1 esitettyjen tunnusmerkkien perusteella. Epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa on esitetty keksinnön edullisia suoritusmuotoja. Vaatimuksissa karkaisulla tarkoitetaan yleisesti lasin merkittävää lämpökäsittelyyn perustuvaa lujittamista.
Seuraavassa keksintöä selostetaan tarkemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa
20185513 prh 05 -06- 2018
| Kuvio 1 | esittää lasin mitatun muodon, jossa alaspäin suuntautuvat pääty- |
| 20 | taipumat näkyvät lasin molemmissa päädyissä. |
| Kuvio 2 | esittää yläpinnastaan pyrolyyttisesti pinnoitetun lasin mitatun muodon. |
| 25 Kuvio 3 | esittää lasin päätytaipuman mittaustapaa EN12150-1 standardissa. |
| Kuvio 4 | esittää menetelmässä tarvittavan laitteen osastoja kaavioilisesti sivusta päin nähtynä. |
| Kuvio 5 | esittää kaavallisesti menetelmässä tarvittavan laitteen esijäähdytysilmakoteloita puhallusaukkoineen lasin altapäin katsottuna. |
20185513 prh 05 -06- 2018
Kuvio 6 esittää esijäähdytysvyöhykkeiden esipuhalluksien ohjaukseen tarvittavia laitteita kaaviollisesti.
Kuvio 7 esittää menetelmän yksinkertaisimman suoritusmuodon mukai5 sen esipuhalluksen vaikutusalueen kahdessa peräkkäisessä lasissa.
Kuvio 8 esittää vyöhykkeisiin jaetun esipuhalluksen vaikutusalueet kaikissa yhden lasilastauksen laseissa.
Kuvio 9 esittää lasin etu- ja takapäädyistä mitattuja päätytaipumia ja esipuhalluksen vaikutusalueita lasissa mitattujen päätytä ipu m ien suoristamiseksi, kun vyöhykekohtainen säätö suoritetaan puhallusajalla.
Kuvio 10 esittää lasin etu- ja takapäädyistä mitattuja päätytaipumia ja esipuhalluksen puhalluspaineita lasissa mitattujen päätytaipumien suoristamiseksi, kun vyöhykekohtainen säätö suoritetaan puhalluspaineella.
Kuvio 11 esittää esimerkkejä (a-d) menetelmälle mahdollisista esipuhalluksen aikaansaamista vaikutusalueista lasissa sen päätytaipumien suoristamiseksi.
Laitteeseen kuuluu uuni 1 ja karkaisujäähdytysyksikkö 2, jotka ovat lasilevyn kulkusuunnassa peräkkäin mainitussa järjestyksessä kuvion 4 mukaisesti. Uuni 1 on varustettu tyypillisesti vaakatasossa olevilla teloilla 5 tai ilmakannatuspöydällä kuljetinelimineen. Nämä muodostavat lasilevyn kuljetin radan. Lämmitettävää lasilevyä G kuljetetaan uunissa jatkuvatoimisesti vakio30 nopeudella samaan suuntaan tai edestakaisin lämmitysajan verran. Karkaisulämpötilaan lämminnyt lasilevy siirtyy uunista 1 karkaisujäähdytysyksik
20185513 prh 05 -06- 2018 köön 2 siirtonopeudella W, joka on tyypillisesti suurempi kuin lasin liikenopeus uunissa 1. Tyypillisesti siirtonopeus W on 200 - 800 mm/s.
Karkaisujäähdytysyksikkö 2 on varustettu tyypillisesti vaakatasossa olevilla teloilla 5 ja jäähdytysilmakoteloilla 3 telojen ylä- ja alapuolella, kuten kuviossa 2. Uunin 1 ollessa ilmakannatusuuni, telat 5 tai ilmakannatuspöytä kuljetinelimineen ovat karkaisujäähdytinyksikössä 2 tyypillisesti lasin G liikesuunnalle poikittaisen vaakasuunnan suhteen lievästi vinossa. Jää hdytysil ma kotelot 3 on varustettu puhallusaukoilla 4, joista jäähdytysilma purkautuu suih10 kuina lasia G kohti. Puhallusaukot 4 ovat tyypillisesti pyöreitä reikiä ja ne on tyypillisesti asetettu peräkkäin riveihin, kuten kuviossa 5. Puhallusaukot 4 voivat olla myös muun muotoisia, esimerkiksi rakomaisia. Esimerkiksi 3 mm paksuisen lasin joka kohdan tulee viipyä karkaisujäähdytyksessä vähintään noin 3 sekunnin ajan. Esimerkiksi siirtonopeudella 600 mm/s tämä vaatisi vähintään noin 1800 mm pitkän läpiajo-tyyppisen karkaisujäähdytysyksikön
2. Läpiajo-tyyppisessä karkaisujäähdytysyksikössä lasit liikkuvat vain yhteen suuntaan siirtonopeudella W. Ns. oskilloiva karkaisujäähdytysyksikkö on yleensä noin 1 m pidempi kuin pisin sallittu lasilastauksen pituus. Tällöin lasilastaus siirtyy siirtonopeudella W kokonaisuudessaan karkaisujäähdytysyksi- köön, ja kääntyy takaisinpäin lastauksen etupään saavuttaessa karkaisujäähdytysyksikön lopun. Tämän jälkeen lasilastaus liikkuu edestakaisin karkaisujäähdytysyksikössä, kunnes karkaisu- ja yleensä myös loppujäähdytys on ohi.
Karkaisujäähdytysyksikön 2 alussa heti uunin 1 jälkeen on esijäähdytysyksikkö 8, jossa paineistettua ilmaa puhalletaan kohti lasilevyn ylä- ja/tai alapintaa. Ilman paineistava laite 13 (kuviossa 6) on esim, puhallin tai paineilmakompressori. Edullisessa ratkaisussa esijäähdytykseen käytetty ilma paineistetaan paineilmakompressorilla. Esijäähdytysyksikkö 8 koostuu karkaisulinjan 30 leveyssuunnassa (= lasin liikkeelle poikittainen vaakasuunta) esipuhallusvyöhykkeisiin (yläpuoliset 6.1-6.Ϊ ja alapuoliset 6b.l-6b.i) jaetuista esijäähdy
20185513 prh 05 -06- 2018 tysilmakoteloista (yläpuolella 6 ja alapuolella 6b) lasilevyn molemmin puolin. Esijäähdytysilmakoteloissa 6 ja 6b on tyypillisesti pyöreitä puhallusaukkoja, ja puhallusaukotus eri vyöhykkeissä on edullisesti samanlaista (sama sijoittelu ja halkaisija). Tyypillinen yhden esipuhallusvyöhykkeen leveys on 20 - 250 mm, ja edullinen leveys on 30 - 130 mm. Esijäähdytysyksikön 8 puhallusalueen pituus lasilevyn liikesuunnassa on edullisimmin yhden suutinaukon halkaisijan mittainen, eli se koostuu yhdestä lasin liikkeelle poikkisuuntaisesta suutinaukkorivistä. Edullisesti esijäähdytysyksikkö 8 muodostuu 1-3 peräkkäisestä suutinaukkorivistä, ja tyypillisesti 1-6 suutinaukkorivistä tai suutinauk10 koalueesta, jonka pituus lasin liikesuunnassa on yhden suutinaukon halkaisijan ja 100 mm välillä. Edullisesti em. pituus on alle 50 mm. Su uti nau kkojen välinen etäisyys yhdessä suutinaukkorivissä on tyypillisesti alle 20 mm ja edullisesti alle 10 mm. Puhallusaukon ja lasin pinnan välinen etäisyys (puhallusetäisyys) esijäähdytysyksikössä on tyypillisesti 5 - 70 mm, ja edullisesti 10
- 40 mm. Esijäähdytysilmakotelon su uti nau koista purkautuvat ilmasuihkut osuvat lasiin edullisesti kohtisuorasti, tai siitä alle 10 astetta vinossa kulmassa. Puhallusaukon halkaisija esijäähdytysilmakoteloissa 6 ja 6b on tyypillisesti 0,5 - 3 mm, ja edullisesti 0,8 - 2 mm. Puhalluspaine esijäähdytysyksikössä on tyypillisesti 0,1 - 8 bar, ja edullisesti 0,5 - 4 bar. Painetta voidaan säätää esim, lasin paksuuden muuttuessa. Edullisessa ratkaisussa vyöhykekohtaiset venttiilit 7 ovat kaksiasentoisia, eli auki/kiinni -tyyppiä. Ylä- ja alapuolisissa esipuhallusvyöhykkeissä on omat venttiilinsä 7. Puhalluspainetta säädetään ilmakanavissa ennen ilman vyöhykkeisiin jakavaa haaroitusta olevalla paineensäätöventtiilillä 14. Esipuhalluksen lopun ja karkaisujäähdytyspuhalluk25 sen alun välissä on matkaa edullisesti yksi telaväli, eli 8-14 cm. Tyypillisesti em. matka on 1 - 25 cm.
Kuvio 5 kuvaa lasilevyä siirtymässä keksinnön mukaiseen esijäähdytinyksikköön 8. Laseja voi olla myös useampia vierekkäin, ne voivat olla eri kokoisia, ja niiden etureunat voivat saapua esijäähdytysyksikköön eri aikaan, kuten
20185513 prh 05 -06- 2018 kuvassa 8. Puhallus esijäähdytysyksiköön 8 saapuvaan lasiin alkaa mahdollisimman tarkasti juuri sillä hetkellä kuin lasin etureuna saapuu sinne.
Menetelmän yhdessä suoritusmuodossa puhalluspaineet ja puhallusajat lasin etu- ja takapäätyihin ovat samoja kaikissa esijäähdyttimen yläpuolisissa esipuhallusvyöhykkeissä 6.1-6J, ja esipuhallus alapuolisiin esipuhallusvyöhykkeisiin 6b.l-6b.i on estetty vyöhykekohtaiset alapuoliset venttiilit 7 sulkemalla. Tällöin, jos päätytaipuman (oletettu) pituus ja/tai syvyys on lasin takapäädyssä etupäätyä lyhempi, niin puhallusajan lyhentäminen (eli puhallus10 matkan lasin päätyyn lyhentämien) nopeudella W liikkuvan lasin takapäätyyn estää esipuhalluksen liian suuren vaikutuksen lasiin, joka oikaisisi takapäätyä ylöspäin liikaa. Tällainen menetelmän suoritusmuoto onnistuu ilman esipuhalluksen vyöhykejakoa, kun lasit saapuvat esipuhallukseen peräkkäin. Kuvio 7 esittää puhalluskuvioita tässä tapauksessa. Kuviossa 7 esipuhallus etupäädyl15 tään jäljempänä kulkevaan lasilevyyn G2 alkaa ajan At = AS/W myöhemmin kuin etupäädyltään edempänä kulkevaan lasilevyyn Gl, jossa AS on lasin liikkeensuuntainen etäisyysero lasien Gl ja G2 etupäätyjen välillä, joka (AS) on suurempi kuin edempänä kulkevaan lasilevyn Gl pituus lasin liikesuunnassa. Kuvion 7 tapaus on menetelmän yksinkertaisin sovellutusmuoto. Me20 netelmän yksinkertaisin sovellutusmuoto on tunnettu siitä, että karkaisujäähdytyksen alussa esipuhalluksena lasilevyn etu- ja takapäädyn sen puolen pintaan, jonka normaalin suuntaan päätyä halutaan oikaista, puhalletaan esipuhalluspaineeseen paineistettua ilmaa vain yhdellä koko lasin leveyden kattavalla puhallusvyöhykkeellä. Tällöin esipuhallusmatka lasilevyn etureunasta lukien kohti lasilevyn takareunaa, (Sh = Wtn), on tyypillisesti 10 - 250 mm ja edullisesti 50 - 150 mm. Myös esipuhallusmatka lasilevyn takareunasta lukien kohti lasilevyn etureunaa, (Sr, = WtRi), on tyypillisesti 10 - 250 mm ja edullisesti 50 - 150 mm. Valittu esipuhallusmatka ja esipuhalluspaine ovat riippuvaisia arvioidusta päätytaipumasta lasilevyssä ilman esipuhallusta ja/tai edellisistä oleellisesti samanlaisista lasilevystä mitatusta päätytaipumasta. Esipuhallusmatka on riippuvainen etenkin arvioidusta päätytaipuman aika14
20185513 prh 05 -06- 2018 miskohdasta (pituudesta) ja esipuhalluspaine arvioidusta päätytä i puma n arvosta (syvyydestä).
Kuvion 6 esipuhalluslaitteen vyöhykejako tarjoaa yhä edullisempia säätötapo5 ja, joita kuvataan seuraavaksi.
Kehittyneemmässä menetelmän suoritusmuodossa puhallusaika lasin leveyden sisällä olevissa esijäähdytysyksikön 8 yläpuolisissa esipuhallusvyöhykkeissä 6.1-6.Ϊ on riippuvainen arvioiduista paikallisista päätytaipumista lasile10 vyssä ilman esipuhallusta ja/tai edellisistä oleellisesti samanlaisista lasilevyistä mitatuista päätytaipumista. Puhallusaika siis vaihtelee esipuhallusvyöhykkeiden 6.1-6.Ϊ kesken. Jos arvioitu päätytaipuma lasilevyn kaistassa esipuhallusvyöhykkeen vaikutusalueella on syvempi ja/tai pidempi, niin puhallusaika on suurempi. Tyypillisesti etenkin ilmakannatusuunilla lämmitettyyn lasile15 vyyn puhallusaika lasilevyn keskikaistaan puhaltavassa esipuhallusvyöhykkeessä on lyhyempi kuin lasilevyn sivureunaan puhaltavassa esipuhallusvyöhykkeessä, koska on yleistä, että päätytaipumat ovat hieman suurempia lasin kulmissa. On myös tyypillistä, että päätytaipumat ovat suurempia lasilevyn etu- kuin takapäädyssä. Tyypillisesti puhallusaika on siis lasin etupäätyi20 hin puhallettaessa suurempi kuin takapäätyihin puhallettaessa. Myös laseja, joissa takapäätytaipuma on etupäätytaipumaa suurempi, esiintyy.
Puhallusajan sijaan tai lisäksi myös puhalluspaine lasin leveyden sisällä olevissa esijäähdytysyksikön 8 yläpuolisissa esipuhallusvyöhykkeissä 6.1-6.Ϊ voi 25 olla riippuvainen arvioiduista paikallisista päätytaipumista lasilevyssä ilman esipuhallusta ja/tai edellisistä oleellisesti samanlaisista lasilevyistä mitatuista päätytaipumista. Tällöin puhalluspaine suurenee etenkin päätytaipuman syvyyden, mutta välillä myös sen pituuden kasvaessa. Puhalluspaineen suureneminen lisää esipuhalluksen jäähdytysvaikutusta, joka lisää esipuhalluksen 30 aikaansaamaa lasin päätyä oikaisevaa vaikutusta. Tällainen säätötapa vaatii, että vyöhykekohtaiset venttiilit 7 ovat paineensäätöventtiileitä auki/kiinni 15
20185513 prh 05 -06- 2018 venttiilien sijaan. Paineensäätöventtiilit eivät ole yhtä varmatoimisia kuin auki/kiinni -venttiilit, ja niissä esiintyy venttiilikohtaisia eroja, vaikka säätöpaineet olisivat kaikissa samoja. Myös niiden (kokonaan) auki/kiinni säätämisen ajoitus on epätarkkaa, joka paranee, kun venttiili 7 koostuu sekä- paineen5 säätö- että auki/kiinni -venttiilistä. Paineensäätöventtiilit ovat myös auki/kiinni -venttiileitä kalliimpia.
Kolmas tapa säätää vaikutukseltaan erilainen esipuhallus vyöhykekohtaisesti on puhaltaa lasin päätyihin, sekä ylä- että alapuolisilla vyöhykkeillä. Tällöin kaikki vyöhykekohtaiset venttiilit 7 ovat auki/kiinni -venttiileitä. Yläpuolella esipuhalluspaine on kaikissa esipuhallusvyöhykkeissä 6.1-6.Ϊ sama, mutta niihin päädyn kaistoihin, joissa on matalampi päätytaipuma, puhalletaan myös alapuolisilla esipuhallusvyöhykkeillä 6b.l-6b.i. Alapuolinen puhallusaika (puhallusmatka) on lyhempi ja/tai puhalluspaine pienempi kuin yläpuolella, jotta esipuhalluksen jäähdytysvaikutus ja edelleen sen lasia oikaiseva vaikutus on alapuolella pienempi. Alapuolinen esipuhalluspaine saadaan pienemmäksi lisäventtiilin 15 avulla. Tällöin alapuolinen esipuhallus kompensoi pois osan yläpuolisen esipuhalluksen vaikutuksesta, jolloin esipuhalluksen lasin päätyä ylöspäin oikaiseva vaikutus on pienempi.
Edellä vyöhykekohtaisen esipuhalluksen erilaisia säätötapoja kuvattiin normaalin alaspäin taipuneen päätytaipuman oikaisemiseksi. Pyrolyyttisesti pinnoitetun lasin tapauksessa lasin päädyn alun päätytaipuma suuntautuu ylöspäin, jolloin esipuhallus (em. kolmannen säätötavan tapauksessa jäähdytys25 vaikutukseltaan voimakkaampi esipuhallus) kohdistetaan lasin päädyn alapintaan yläpinnan sijaan.
Alapuoliset esipuhallusvälineet ovat tarpeen vain, edellä kuvatun kolmannen säätötavan tapauksessa ja pyrolyyttisesti pinnoitetun lasin tapauksessa, kun 30 lasin päädyn alun päätytaipuma suuntautuu ylöspäin. Täten vain yläpuoliset esipuhallusvälineet ovat pakollisia keksinnön mukaisen menetelmän laajalle
20185513 prh 05 -06- 2018 hyödyntämiselle lasin laadun parantamisessa. Alapuolisia välineitä voidaan pitää yläpuolisten välineiden kanssa myytävänä lisäoptiona.
Vyöhykekohtaisesti säädettävissä oleva esipuhalluslaitteisto mahdollistaa, että myös rinnakkain kulkevien lasien päätyjä voidaan puhaltaa, vaikka lasien päädyt saapuvat esipuhallusalueelle eri aikaan. Kuvion 8 lasilastauksessa on useita laseja ja lasien koko vaihtelee. Kuviossa 8 esipuhallus kohdistuu jokaisen lasin etu- ja takapäätyyn yhtä pitkänä, eli esipuhallusmatkat Sh ja Sr, ovat samoja jokaisessa lasissa ja jokaisessa vyöhykkeessä i. Esipuhalluslai10 teen vyöhykejako on kuitenkin välttämätön, koska lasilastauksen lasit kulkevat rinnakkain ja niiden etu- ja takapäädyt saapuvat eri aikaan esipuhalluslaitteen alle. Kuviossa 8 lasilevyjen G1 ja G2 etupäädyt saapuvat esipuhallusalueelle eri aikaan, ja esipuhallus etupäädyltään jäljempänä kulkevaan lasilevyyn G2 alkaa ajan At = AS/W myöhemmin kuin etupäädyltään edempänä kulkevaan lasilevyyn Gl, jossa AS on lasin liikkeensuuntainen etäisyysero lasien Gl ja G2 etupäätyjen välillä, joka (AS) on pienempi kuin edempänä kulkevaan lasilevyn Gl pituus lasin liikesuunnassa. Koko puhallusalueen levyisellä, eli vyöhykkeettä mä llä, esipuhalluslaiteella kuvion 8 kaltainen koko lasilastauksen esipuhalluskäsittely ei onnistuisi. Toisin kuin kuviossa 8 lasilas20 tauksen lasien päätyjen puhallusmatkat voivat vaihdella vyöhyke-, lasi- ja päätykohtaisesti.
Kuvio 6 kuvaa esijäähdytysyksikön 8 ohjaukseen liittyviä laitteita kaaviollisesti. Menetelmällä on välttämätöntä, että tieto lasilevyjen etureunojen sijainnis25 ta saadaan ohjauslaitteeseen 10, jotta se avaa venttiilit 7 esipuhaliusvyöhykkeistä 6.1-6.Ϊ oikeaan aikaan. Venttiilit 7 suljetaan esipuhallusmatkan täyttymiseen tarvittavan puhallusajan jälkeen. Ohjauslaite 10 tarvitsee myös tiedon lasilevyjen takareunojen sijainnista, jotta esipuhallus lasin takapäätyyn kohdistuu oikein. Tarvitaan myös tieto jonka perusteella ne lasilevyn liikkeen30 suuntaiset kaistat, joissa ennalta arvioitu tai edellisistä oleellisesti samanlaisista lasilevyistä mitattu paikallinen päätytaipuma sijaitsee, saadaan lasin
20185513 prh 05 -06- 2018 liikkeelle poikittaisessa suunnassa paikoiteltua oikein esipuhallusvyöhykkeiden 6.1-6.Ϊ 0a 6b.l-6b.i) suhteen. Laitteet tällaiseen lasin paikoittamiseen, eli lasilevyjen koko- ja sijaintitiedon automaattiseen määrittämiseen ja syöttämiseen ohjauslaitteeseen 10, karkaisussa, ovat jo yleisesti tunnettuja. Tosin, erilaisten laiteratkaisujen tarkkuuksissa on merkittäviä eroja. Kuviossa 6 nuoli 9 kuvaa lasin paikoitta mi sen tarvittavaa tietoa, jota automaattinen lasin paikoituslaitteisto tuottaa. Lasilevyjen mittoihin liittyvät tiedot voidaan myös syöttää käsin näppäimistöllä 11 ohjauslaitteelle 10. Tällainen manuaalinen ratkaisu tulee kysymykseen lähinnä vain tuotannossa, jossa karkaistaan jat10 kuvasti (pitkinä sarjoina) samanlaisia lasilevyjä ja yhtä lasilevyä kerrallaan.
Lasilevyn arvioitujen päätytä ipu m ien suoristamiseksi sopivat puhalluspituudet ja puhalluspaineet syötetään käsin näppäimistöllä 11 ohjauslaitteelle 10. Niiden syöttämistä nopeuttaa, jos ohjauslaitteessa 10 on valmiina laaja valikko 15 erilaisia reseptejä päätypuhalluksille. Ohjauslaite 10 voi myös valita lasin kokoon, tyyppiin ja paksuuteen sopivimman reseptin valikoista itse, tai muodostaa sen sille annettujen yhtälöiden ja lasin mittatietojen perusteella. Menetelmälle on edullista, että karkaistujen lasilevyn päätyjen taipumia mitataan esim, heti karkaisujäähdytysyksikön 2 tai sen jälkeisen loppujäähdytysyksikön 20 jälkeen sijoitetulla päätytaipuman automaattisella mittauslaitteella 12, joka syöttää tiedon ohjauslaitteeseen 10. Ohjauslaite 10 säätää venttiilejä 7 ja paineensäätöventtiiliä 14 tähän mittaustietoon perustuen. Täten esipuhallusvyöhykkeiden vyöhykekohtaiset puhallusajat säätyvät automaattisesti edellisen samanlaisen lasin päätytaipumien mittaustietoon perustuen. Mittauslait25 teen 12 toiminta perustuu esim, lasista heijastuvan lasersäteen suunnan muutokseen tai valokuvion vääristymään päätytaipuman vuoksi. Mittauslaitteen 12 kaltaiset laitteet lasilevyn päätytaipuman nopeaan mittaamiseen ovat olemassa, mutta lasin päätytaipuman automaattiseen ajantasaiseen säätöön niitä ei vielä käytetä.
20185513 prh 05 -06- 2018
Esipuhallukseen tarvittavan ilman ohjaaminen lasin molemmille puolille onnistuu esimerkiksi kahdella erillisellä ilman paineistavasta laitteesta 13 lähtevällä ilman syöttöputkistolla. Ilman syöttö voidaan haaroittaa lasin eri puolille myös paineensäätöventtiilin 14 jälkeen esimerkiksi lisäventtiiIin avulla, joka ohjaa ilmaa vain halutulle lasin puolelle.
Kuviossa 9 on esimerkki mitatuista lasin paikallisista päätytaipumista (numerot lasilevyn päädyissä, yksikkö on mm) ja suhteellisista puhalluspituuksista lasiin mitattujen paikallisten päätytä ipu m ien vähentämiseksi. Kuvan päätytai10 pumien suunta on alaspäin, eli kohti alempia esijäähdytysilmakoteloita. Lasien etu- ja takareunojen sijainnin sekä lasien nopeuden tunnistava ohjausjärjestelmä aloittaa ja lopettaa esipuhalluksen lasin etupäädyn vyöhykkeeseen siten, että se puhaltaa lasin yläpintaan ajan tn = Sh / W, joka alkaa kulua lasin etureunan saapuessa esijäähdytysyksikön suihkujen alle. Edellä W on 15 lasin siirtonopeus, ja Sh on ohjausjärjestelmälle annettu esipuhallusmatka, joka on määritetty kokemusperäiseen tietoon ja/tai ohjausjärjestelmän edellisestä lasista mittaamaan tietoon perustuen. Lasin takapäädyssä esipuhallusvyöhyke puhaltaa lasiin ajan tR, = Sr, / W, joka alkaa kulua lasin takareunan lähestyessä etäisyyden Sr, päässä esijäähdytysyksikön puhallusalueen alusta.
Lasilastauksen liikkeen poikkisuunnassa lasittomalla leveydellä sijaitsevat esijäähdytysyksikön esipuhallusvyöhykkeet eivät puhalla lainkaan. Esipuhallusmatka esipuhallusvyöhykkeellä lasin päätyyn on edullisesti pisimmillään (lasin kohtaan, jossa on suurin päätytaipuma) päätyvekin ennalta arvioitu vyöhykekohtainen pituus, eli 50 - 150 mm. Tyypillisesti esipuhallusmatka esipuhallus25 vyöhykkeellä lasin päätyyn on 0 - 250 mm, eli jokin lasin vyöhyke voi jäädä myös kokonaan vaille esipuhallusta (kuten esim, kuvion 11 lasin a keskikaistat). Täten em. tyypillisellä siirtonopeudella (200 - 800 mm/s) puhallusaika lasin päätyyn on 0 - 1,25 s. Puhallusajat, ja edelleen esipuhallusmatkat, ovat esipuhallusvyöhykekohtaisia ja ne vähenevät arvioitujen päätytä ipu m ien pie30 nentyessä.
20185513 prh 05 -06- 2018
Kuviossa 10 on sama lasi kuin kuviossa 9, mutta nyt paikallisten päätytaipumien vyöhykekohtainen oikaisu suoritetaan puhallusajan (puhallusmatkan) sijaan puhalluspaineita säätämällä. Kuviossa 10 ohjausjärjestelmälle annettu vyöhykekohtainen esipuhalluspaine on merkitty vyöhykkeen viereen. Puhal5 luspaineen arvojen valinta perustuu kokemusperäiseen ja/tai ohjausjärjestelmän edellisestä lasista mittaamaan tietoon.
Kuviossa 11 on esimerkkinä erilaisia puhalluskuvioita, joita lasilevyyn voidaan esipuhallusvyöhykkeillä muodostaa. Puhalluskuviossa a esipuhallus osuu vain 10 lasin kulma-alueisiin, eli lasin keskikaistojen päätyjä ei esijäähdytetä lainkaan.
Puhalluskuviossa b esipuhallusmatkat lasin takapäädyssä ovat vakioita ja etupäädyssä ne ovat keskikaistoilla pidempiä kuin reunakaistoilla. Puhalluskuviossa c esipuhallusmatkat ovat lasin etu- ja takapäädyissä vakioita, mutta etupäädyssä ne ovat pidempiä. Tällainen puhalluskuvio voidaan muodostaa 15 yksittäiseen lasiin, jonka rinnalla ei ole toista lasia, myös ilman esipuhalluksen vyöhykejakoa. Yleisimmissä lasin karkaisulinjatyypeissä karkaistavat lasit ovat sekalaisina lastauksina, jolloin puhalluskuvio c ei onnistu lasilastauksen laseihin ilman esipuhalluksen vyöhykejakoa. Puhalluskuvio d kattaa päätyjen lisäksi myös lasin sivureunakaistat. Tällainen puhalluskuvio tulee kysymyk20 seen em. pinnoitetun lasinlaadun tapauksessa. Kuvion 6 puhalluskuviot a-d voidaan muodostaa lasin ylä- ja/tai alapinnoille. Esipuhallus esipuhallusvyöhykkeellä kohdistetaan vastakkaiseen lasin pintaan oletetun päätytaipuman suunnan suhteen. Eli esimerkiksi yläpintaan, kun oletetun päätytaipuman suunta lasilevyssä on alaspäin, eli kohti alempia esijäähdytysilmakoteloi25 ta. Kuvioiden 11 esipuhalluskuviot voidaan suorittaa eri - tai samanlaisena kuvion 8 lasilastauksen jokaiseen lasiin.
Seuraavaksi selostetaan vielä edellä mainitsemattomia keksinnön edullisia tai vaihtoehtoisia toteutustapoja, jotka koskevat soveltuvin osin kaikkia edellä 30 selostettuja suoritusmuotoja.
20185513 prh 05 -06- 2018
Esipuhalluksen lasin päätyyn ei tarvitse olla jatkuvaa koko esipuhallusmatkan (Sh, Sr,) vaan se voidaan keskeyttää ja aloittaa uudelleen (pulssittaa). Edullisesti esipuhallus lasilevyn reunakaistaan alkaa uudestaan aikaisemmin, kuin lasilevyn keskikaistaan. Tyypillisesti esipuhallus keskikaistaan lopetetaan ko5 konaan esipuhallusmatkan täyttyessä, ja vähintäänkin sen voimakkuus tällöin oleellisesti heikkenee, jotta esipuhallusmatkan pituiseen alueeseen lasin päädyssä kohdistuu merkittävästi voimakkaampi jäähdytysvaikutus kuin alueen ulkopuolelle.
Karkaisuun tarvittavat jäähdytystehot (yksikkö W/m2) vaihtelevat suuresti lasilevyn paksuudesta ja tavoitellusta karkaisuasteesta riippuen. Siitä syystä keksinnössä tarkastellaan suhteellisia jäähdytystehoja karkaisujäähdytysyksikön eri alueilla. Koska kyseessä eivät siis ole absoluuttiset vaan suhteelliset jäähdytystehot, voidaan yhtä hyvin puhua myös jäähdytysvaikutuksista lasi15 levyn eri alueilla. Näin ollen puhuttaessa jäähdytystehosta, tarkoitetaan samalla jäähdytystehokkuutta ja jäähdytysvaikutusta. Lämmönsiirtokerroin saadaan jakamalla jäähdytysteho lasin ja ilman välisellä lämpötilaerolla. Mm. puhalluspaineen nostaminen ja puhallusetäisyyden lyhentäminen lisäävät lämmönsiirtokerrointa, joka lisää jäähdytysvaikutusta. Esipuhalluksen puhal20 luspaine riippuu suhteellisen vähän karkaistavan lasin paksuudesta, kun siirtonopeus W vähenee paksuuden kasvaessa normaaliin tapaan. Normaalisti siirtonopeus esim. 8 mm paksulla lasilla on noin 200 mm/s ja 3 paksulla mm lasilla noin 500 mm/s. Siirtonopeuden vähetessä esipuhallettavan päädyn viipymäaika esipuhalluksessa pitenee, joka lisää esipuhalluksen aikaansaa25 maa jäähdytysvaikutusta lasiin. Esipuhalluksen ja varsinaisen karkaisujäähdytyksen lämmönsiirtokertoimien suhteesta voidaan todeta seuraavaa. Paksun yli 5 mm lasin karkaisussa esipuhalluksen aikaansaama keskimääräinen lämmönsiirtokerroin esipuhallussuihkujen osumisalueella lasilevyn pinnalla on suurempi kuin esipuhallusalueen jälkeen varsinaisessa karkaisujäähdytykses30 sä. Karkaisujäähdytyksen lämmönsiirtokerroin kasvaa lasin ohetessa, jolloin
20185513 prh 05 -06- 2018 lämmönsiirtokerroin suhde, karkaisun lämmönsiirtokerroin / esipuhalluksen lämmönsiirtokerroin, kasvaa.
Tässä esityksessä karkaisujäähdytysyksikön tai lasilevyn pituussuunta on lasi5 levyn liikkeen suuntainen suunta. Esijäähdytysyksikön alku on se osa esijäähdytysyksikköä, johon lasilevy ensin saapuu. Lasilevyn tai esijäähdytysyksikön leveyssuunta on lasilevyn liikesuuntaan nähden poikittainen vaakasuunta. Edellä lasilevyn keskikaistalla tarkoitetaan lasilevyn päädyn liikkeen suuntaista keskialueen osaa ja reunakaistalla lasilevyn liikkeen suuntaista sivureu10 nan osaa. Lasilevyn etupäädyllä tarkoitetaan rajatun pituista lasin liikesuuntaista aluetta lasin etureunasta alkaen. Lasilevyn takapäädyllä tarkoitetaan rajatun pituista lasin liikesuuntaista aluetta lasin takareunasta alkaen.
Edellä ja vaatimuksissa on käytetty mm. sanoja esipuhallus, esipuhallus15 vyöhyke ja esipuhallusmatka. Sanat ovat lyhennettyjä versioita sanoista esijäähdytyspuhallus, esijäähdytyspuhallusvyöhyke ja esijäähdytyspuhallusmatka. Myös lyhennetyillä sanoilla tarkoitetaan siis lasia jäähdyttävää puhallusta.
Vaatimuksissa päätytaipumalla tarkoitetaan virumisen aikaansaamaa 50 20 250 mm (yleensä 50-150 mm) päästä lasin etu- tai takapäädystä alkavaa päätyjen taipumista alaspäin, jonka syntymistä on tarkemmin kuvattu selityksessä ja jota EN12150-1 standardissa mitataan selityksessä kuvatulla tavalla.
Yläpinnastaan pyrolyyttisesti pinnoitetun lasin tapauksessa vaatimuksissa päätytaipumalla tarkoitetaan pinnoitteen (esim, pyrolyyttinen matala emissiviteetti pinnoite) ja lasin lämpölaajenemiseroista aiheutuvaa lasin etu- ja takapäätyjen ylöspäin taipumista noin 10 - 50 mm matkalta, jonka syntymistä on tarkemmin kuvattu selityksessä.
Claims (15)
- Patenttivaatimukset1. Menetelmä useita lasilevyjä sisältävän lasilastauksen lasilevyjen lämpölujittamiseksi tai karkaisemiseksi, jossa lasilastauksessa on ainakin kaksi lasilevyä5 rinnakkain, ja jossa menetelmässä lasilevyt lämmitetään uunissa karkaisulämpötilaan ja siirretään lasilastaus siirtonopeudella (W) pois uunista karkaisujäähdytysyksikköön, jossa suoritetaan varsinainen karkaisujäähdytys puhaltamalla jäähdytysilmaa lasilevyjen molempiin pintoihin, ja jossa uunin ja karkaisujäähdytysyksikön välissä olevalla lasin liikkeelle poikittaisessa suun10 nassa erikseen säädettävissä oleviin esipuhallusvyöhykkeisiin jaetulla esipuhallusyksiköllä esipuhalluksena lasilevyn etu- ja takapäätyihin puhalletaan paineistettua ilmaa, tunnettu siitä, että esipuhallus kohdistetaan lasilevyn sen puolen pintaan, jonka normaalin suuntaan päätyä halutaan päätytaipuman vähentämiseksi oikaista, ja että esipuhallusmatkat lasilevyjen etureu15 noista lukien kohti lasilevyjen takareunoja, (Sh = Wtn), ja lasilevyjen takareunoista lukien kohti lasilevyjen etureunoja, (Sr, = WtRi), ovat 10 - 250 mm.
- 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lasilevy-20 jen etupäädyt saapuvat esipuhallusalueelle eri aikaan, ja esipuhallus etupäädyltään jäljempänä kulkevaan lasilevyyn alkaa ajan At = AS/W myöhemmin kuin etupäädyltään edempänä kulkevaan lasilevyyn, jossa AS on lasin liikkeensuuntainen etäisyysero lasien etupäätyjen välillä, joka (AS) on pienempi kuin edempänä kulkevaan lasilevyn pituus lasin liikesuunnassa.
- 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, esipuhalluksena lasilevyjen etu- ja takapäätyjen yläpintaan puhalletaan paineistettua ilmaa lasilevyjen etu- ja takapäätyjen alaspäin, eli kohti alempia esijäähdytysilmakoteloita, suuntautuvien päätytaipumien vähentämiseksi, ja esipuhal-30 lusmatkat lasilevyjen etureunoista lukien kohti lasilevyjen takareunoja, (Sh = Wtn), ja lasilevyjen takareunoista lukien kohti lasilevyjen etureunoja, (Sr, = WtRi), ovat 50 - 250 mm.20185513 prh 05 -06- 2018
- 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, jossa esipuhallusmatkat lasilevyjen etureunoista lukien kohti lasilevyjen takareunoja, (Sh = Wtn), ja lasilevyjen takareunoista lukien kohti lasilevyjen etureunoja, (Sr, = WtRi),
- 5 ovat 50 - 150 mm.5. Patenttivaatimuksen 1 ja 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yhden esipuhallusvyöhykkeen leveys on 30-130 mm.10
- 6. Patenttivaatimuksen 1 ja 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esipuhallusmatka lasin takapäädyssä on lyhempi kuin lasin etupäädyssä.
- 7. Patenttivaatimuksen 1 ja 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esipuhalluspaine lasin takapäädyssä on alhaisempi kuin lasin etupäädyssä.
- 8. Patenttivaatimuksen 1 ja 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esipuhalluspaine kasvaa päätytaipuman syvetessä ja esipuhallusmatka pitenee päätytaipuman pidetessä.20
- 9. Patenttivaatimuksen 1 ja 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että myös lasin takapäädyn alapintaan puhalletaan paineistettua ilmaa, jonka lasin alapintaan aikaansaama jäähdytysvaikutus on alhaisempi ja/tai esipuhallusmatka lyhempi kuin lasin yläpinnassa.25
- 10. Patenttivaatimuksen 1 ja 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lasilevyyn etu- ja takapäätyyn osuvan esipuhalluksen kestoa (tn, t^) säädetään paikallisesti lasilevyn liikkeelle poikittaisessa suunnassa vähintään kolmella esipuhallusvyöhykkeellä siten, että esipuhallusmatka lasilevyn etureunasta lukien kohti lasilevyn takareunaa, (Sh = Wtn), ja/tai lasilevyn takareu30 nasta lukien kohti lasilevyn etureunaa (Sr, = Wt^) vaihtelee esipuhallusvyöhykkeiden kesken.20185513 prh 05 -06- 2018
- 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esipuhallusmatkat ovat pidempiä lasilevyn sivureunoja lähellä olevilla lasin liikesuuntaisilla vyöhykkeillä kuin lasileveyden keskialueella olevilla lasin lii-5 kesuuntaisilla vyöhykkeillä.
- 12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lasilevyyn osuvan esipuhalluksen kestoa säädetään paikallisesti lasin liikkeelle poikittaisessa suunnassa vähintään viidellä esipuhallusvyöhykkeellä.
- 13. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että karkaistujen lasilevyn päätyjen muotoa mitataan automaattisella mittauslaitteella ajantasaisesti (on-line), ja esipuhallusvyöhykkeiden vyöhykekohtaiset puhallusajat säätyvät automaattisesti tähän mittaustietoon perustuen.
- 14. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esipuhalluksena yläpinnastaan pinnoitettujen lasilevyjen etu- ja takapäätyjen alapintaan puhalletaan paineistettua ilmaa lasilevyjen etu- ja takapäätyjen ylöspäin, eli kohti ylempiä esijäähdytysilmakoteloita, suuntautuvien päätytaipu-20 mien vähentämiseksi, ja esipuhallusmatkat lasilevyjen etureunoista lukien kohti lasilevyjen takareunoja, (Sh = Wtn), ja lasilevyjen takareunoista lukien kohti lasilevyjen etureunoja, (Sr, = WtRi), ovat 10 - 50 mm.
- 15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, jossa esipuhallus lasile-25 vyn sivureunojen 10 - 50 mm leveään vyöhykkeeseen jatkuu yli koko lasin pituuden.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20185513A FI128669B (fi) | 2018-06-05 | 2018-06-05 | Menetelmä lasilevyjen karkaisemiseksi |
| CN201880038576.3A CN110730764B (zh) | 2017-06-27 | 2018-06-13 | 用于回火玻璃板的方法 |
| EP18824578.1A EP3645473B1 (en) | 2017-06-27 | 2018-06-13 | Method for tempering glass sheets |
| PCT/FI2018/050459 WO2019002672A1 (en) | 2017-06-27 | 2018-06-13 | PROCESS FOR TEMPERING GLASS SHEETS |
| US16/606,472 US11584676B2 (en) | 2017-06-27 | 2018-06-13 | Method for tempering glass sheets |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20185513A FI128669B (fi) | 2018-06-05 | 2018-06-05 | Menetelmä lasilevyjen karkaisemiseksi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20185513A1 true FI20185513A1 (fi) | 2019-12-06 |
| FI128669B FI128669B (fi) | 2020-09-30 |
Family
ID=69187001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20185513A FI128669B (fi) | 2017-06-27 | 2018-06-05 | Menetelmä lasilevyjen karkaisemiseksi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI128669B (fi) |
-
2018
- 2018-06-05 FI FI20185513A patent/FI128669B/fi active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI128669B (fi) | 2020-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1112454A (en) | Method and apparatus for shaping glass sheets by roll forming | |
| EP3645473B1 (en) | Method for tempering glass sheets | |
| EP0010854B1 (en) | Process for heat treating moving glass sheets on a modified gas bed | |
| FI66165C (fi) | Anordning foer kroekning av glasskivor | |
| US10370282B2 (en) | Method and apparatus for tempering glass sheets | |
| FI20195208A1 (fi) | Lasilevyn karkaisu-uuni | |
| US10519058B2 (en) | Method for tempering glass sheets | |
| US4236909A (en) | Producing glass sheets having improved break patterns | |
| US20170029314A1 (en) | Method of heating a glass sheet for tempering | |
| US11332402B2 (en) | Tempering frame for thermal tempering of glass panes | |
| FI20185513A1 (fi) | Menetelmä lasilevyjen karkaisemiseksi | |
| EP3922611B1 (en) | Method and device for tempering glass sheets | |
| FI20195604A1 (fi) | Lasilevyn karkaisu-uuni | |
| EP0499026B1 (en) | Apparatus for heat-strengthening glass sheet | |
| FI128064B (fi) | Menetelmä lasilevyjen karkaisemiseksi | |
| EP3109207B1 (en) | Method of heating a glass sheet for tempering | |
| FI127879B (fi) | Laite tasomaisten lasilevyjen karkaisemiseksi |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 128669 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |