Brevet FR2004841A1 — publié le 19691205

la présente invention apporte des perfectionnements à la fabrication de verre doté en surface d'une caractéristique déterminée. On connaît déjà des procédés de fabrication de verre doté en 5 surface d'une caractéristique autre que celle résultant du mode de formation du verre. Suivant ces procédés, on maintient une masse fondue, contenant un élément capable d'imprimer au verre,en s'y incorporant, la caractéristique voulue, en contact avec une face du verre, dans des conditions-comportant, par exemple, le 10 passage d'un courant électrique de ladite masse dans le verre -de nature à provoquer la migration contrôlée dudit élément dans le verre, et l'on assure un mouvement relatif entre le verre et ladite masse, parallèlement à la surface du verre, pour traiter des régions superficielles successives du verre. 15 La masse électriquement conductrice fondue est habituelle ment formée d'un métal, alliage ou sel métallique fondu. Aux hautes températures, typiquement de l'ordre de 750°C, auxquelles on opère le traitement superficiel du verre, la masse fondue dégage une certaine quantité de vapeurs. Par exemple, quand cette 20 masse est en plomb ou alliage de plomb, elle peut engendrer des vapeurs de plomb ou d'oxyde de plomb. Ces vapeurs métalliques émanant de la masse fondue tendent à se condenser sur la face du verre qui émerge après contact avec la masse fondue. La condensation a lieu en très fines gouttelet-25 tes qui donnent un aspect trouble indésirable à la surface du verre. De plus, le traitement du verre ayant lieu dans un espace confiné, l'émission continuelle de vapeurs et la condensation de ces vapeurs sur les parois délimitant l'espace confiné provoquent à la longue l'apparition sur ces parois de formations adhé-30 rentes; quand ces adhérences se détachent et tombent sur la surface du verre, elles risquent aussi d'abîmer cette surface. La présente invention a pour but d'éviter que la surface du verre ne soit ainsi abîmée, pendant mise en oeuvre d'un procédé du genre décrit, en assurant l'élimination en continu des vapeurs 35 émises par la masse fondue. Suivant la présente invention, pendant fabrication de verre par procédé du genre décrit, on établit une circulation de gaz continue au voisinage de la face du verre qui émerge après contact avec la masse fondue, cette circulation étant de nature à 40 chasser du voisinage de ladite face la quasi-totalité des vapeurs 69 08833 2 2004841 émises par la masse fondue. On peut établir ladite circulation de gaz au moyen d'un dispositif aspirant, évacuant en continu des gaz, par succion, du voisinage de ladite face. En variante, on peut établir cette cir-5 culation en soufflant du gaz sur ladite face du verre; on peut par exemple opérer ce soufflage transversalement à la direction de mouvement relatif entre le verre et la masse fondue. L'invention vise encore un appareil pour la mise en oeuvre d» ce procédé, comprenant des moyens propres à soutenir le verre à 10 traiter, des moyens moteurs propres à imprimer au verre ledit mouvement relatif, un organe positionneur auquel adhère ladite masse fondue, cet organe s'étendant en travers de ladite face du verre, transversalement à la direction de mouvement relatif du verre, et des moyens propres à établir une circulation de gaz sur toute la 15 partie de la surface du verre qui émerge après contact avec la masse fondue. Suivant un mode de réalisation, l'organe positionneur comprend une structure d'électrode agencée pour être connectée à une source de courant électrique. 20 De préférence, les moyens de soutien du verre comprennent un bain de métal sur lequel le verre flotte, les moyens moteurs déplaçant par traction le verre sur la surface du bain, sous ladite masse fondue que l'organe positionneur maintient en position fixe. 25 Les moyens qui établissent une circulation de gaz peuvent comprendre un ou plusieurs ajutages fixes par rapport à l'organe positionneur et agencés pour faire circuler du gaz, sur la surface du verre, transversalement à la direction de mouvement relatif du verre, du côté de la masse fondue par lequel ressort le verre 30 traité. En variante, les moyens qui établissent la circulation peuvent comprendre une structure de poutrelle creuse s'étendant en travers de la surface du verre, parallèlement .à l'organe positionneur et du côté de ce dernier par lequel ressort le verre traité, cette structure de poutrelle comportant un collecteur qui 35 communique avec une ou plusieurs sorties allongées qui s'étendent le long de la structure de poutrelle et sont dirigées vers la surface du verre et vers la masse fondue, ce collecteur communiquant avec une source de gaz comprimé. Suivant une autre variante, les moyens établissant une circulation comprennent une structure de 4-0 poutrelle creuse qui s'étend en travers de la surface du verre,pa 69 08833 3 2004841 rallèlement à l'organe positionneur et du côté de ce dernier par lequel ressort le verre traité, cette structure de poutrelle comportant un collecteur qui communique avec une entrée allongée ou une série d'entrées espacées, s'étendant le long de la structure 5 de poutrelle et dirigées vers le lierre et vers la masse fondue, et une pompe aspirante reliée au collecteur pour soutirer en continu du gaz du voisinage de la surface du verre, à travers ladite ou lesdites entrées. Ladite structure de poutrelle peut être traversée par au 10 moins un canal de réfrigérant, des moyens étant prévus pour faire passer du liquide réfrigérant, commodément eau, à travers ce canal. En variante, l'organe positionneur peut être porté par un support creux traversé par au moins un canal de réfrigérant liquide, ladite structure de poutrelle étant en contact d'échange 15 de chaleur avec ledit support creux. Pour faire plus clairement comprendre l'invention, on va maintenant en décrire à titre d'exemple certains modes de réalisation, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 montre en coupe de profil un appareil, pour la 20 fabrication de verre plat doté en surface d'une caractéristique déterminée, perfectionné suivant l'invention; la figure 2 est une vue schématique en perspective d'une partie de l'appareil montré sur la figure 1, comportant une variante de l'invention suivant laquelle on établit une circula-25 tion de gaz bilatérale; la figure 3 est une vue schématique en perspective, correspondant à la figure 2, illustrant un autre mode d'établissement de circulation de gaz transversale; la figure 4 est une vue schématique en perspective, corres-30 pondant à la figure 2, illustrant une variante suivant laquelle on soutire du gaz au voisinage de la surface du verre; les figures '5 et 6 sont cLcs vues en coupe transversale illustrant d'autres variantes suivant lesquelles on soutire des gaz au voisinage de la surface du verre. 35 Sur les dessins, les pièces identiques ou analogues portent sur toutes les figures les mêmes références numériques. Sur la figure 1, on voit en 1 l'avant-corps d'un four pour la fusion de verre en continu et en 2 une porte d'ouvreau. L'a-vant-corps 1 se termine par un canal de distribution 3 comprenant 40 une lèvre 4 et des piédroits 5, dont l'un est représenté sur la BAD ORIGINAL 69 08833 4 2004841 figure 1. La lèvre 4 et les piédroits 5 constituent ensemble un canal de distribution à section de forme générale rectangulaire. Le canal 3 est disposé au-dessus du plancher 6 d'une structure de cuve allongée qui contient un bain de métal 10. Le bain 10 5 est formé, par exemple, d'étain ou d'alliage d'étain à prédominance d'étain et à densité supérieure à celle du verre. Une structure de toit 12 solidaire de parois d'extrémité 14 et 15 est portée au-dessus de la structure de t?uve et définit une chambre d'expansion 16 au-dessus de la surface du bain 10, 10 ses parois d'extrémité 14 et 15 définissant des ouvertures d'entrée et de sortie respectivement aux extrémités opposées du bain. Un prolongement 17 cLe la structure de toit 12 s'étend jusqu'à la porte d'ouvreau 2 et définit avec les parois latérales 18 une chambre contenant le canal 3. 15 Du verre sodocalcique fondu 21 se déverse du canal 3 sur le bain de métal 10 et la porte d'ouvreau 2 règle le débit de verre fondu 21 qui franchit la lèvre de coulée 4. Cette lèvre est verticalement espa,cée de la surface du bain 10, de sorte que le verre fondu parcourt en chute libre une distance de l'ordre d'une 20 dizaine de centimètres, exagérée sur la figure 1, pour.atteindre la surface 11 du bain. Cette chute libre est de nature à assurer la formation d'un talon 22 de verre fondu en amont du verre 21 qui se déverse par le canal 3» ce talon s'étendant vers l'amont jusqu'à la paroi d'extrémité d'entrée 8 de la structure de 25 cuve. Pendant que le verre avance le long du bain 10, sa température est réglée par des régulateurs de température 23» immergés dans le bain 10, et par des régulateurs de température 24, montés dans la chambre d'expansion 16. Du gaz protecteur, par exem-30 pie azote, arrive dans la chambre d'expansion 16 par des conduits 25. Ainsi, du gaz protecteur est maintenu en excès dans la chambre d'expansion, une partie de ce gaz s'échappant de cette chambre par ses extrémités d'entrée et de sortie. Les régulateurs de température- 23 - et 24 règlent la tempéra-35 ture du verre fondu pendant que ce dernier avance le long du bain de manière à ce qu'il se forme sur le bain une couche de verre fondu 26. Cette couche est tirée.à travers l'extrémité de sortie de la structure de cuve par des rouleaux entraîneurs menés 27» montés en aval de cette extrémité. Pendant que la couche 26 avan-4° ce le long du.bain, le verre s'étale librement vers les côtés, 69 08833 5 2004841 ■ous l'action de la pesanteur, pour former un ruban 8 de larg«mr uniforme inférieure à celle du bain 10. L'écoulement transversal a lieu librement jusqu'à une limite d'équilibre déterminée par la tension de surface et par la viscosité du verre. 5 La présente invention concerne le traitement superficiel im primé au ruban de verre 28, pendant son avance sur la surface du bain, pour lui conférer en surface une caractéristique autre que celle résultant du mode de formation du verre. Dans une région du bain 10 où. le verre est à une température déterminée, par ex-10 emple de 750 à 800°C, telle que le verre est électriquement conducteur, on maintient une masse 30 de matière électriquement conductrice fondue, par exemple métal fondu, en contact avec la face supérieure du verre. la masse 30 s'étend en travers du ruban de verre 28, en un 15 point fixe de la longueur du bain. Elle demeure en place du fait qu'elle adhère à une face d'un organe positionneur, formé par une barre-électrode 31 soutenue par un support allongé 32 qui s'étend horizontalement au-dessus du bain 10, en travers du ruban 28. La masse 30 est formée par un élément ou contient un 20 élément de nature à imprimer au verre, en s'y incorporant, la caractéristique superficielle voulue. On provoque par voie élec-trolytique la migration contrôlée de cet élément dans la surface du verre en faisant passer du courant électrique de la masse 30 dans le verre. 25 On établit commodément le courant électrolytique en connec tant la masse 30 et le bain de métal 10 aux bornes positives et négative respectivement d'une source de courant continu, schématisée en 33. la connexion électrique avec le bain 10 est assurée par une électrode 34 immergée dans le bain dTun côté de ce 30 dernier, tandis que la barre-électrode 31 constitue en fait une anode, la source de courant continu 33 comporte un moyen (non représenté) permettant de régler le courant. La masse fondue 30 peut être formée d'un métal, par exemple étain, plomb, bismuth, antimoine, indittm, zinc ou thallium, ou 35 d'un alliage, par exemple à prédominance d'étain, de bismuth ou de plomb, le choix de la matière constitutive de la masse 30 est déterminé par la nature de la caractéristique superficielle à imprimer au verre. Une face de verre traitée à 1'étain peut avoir de bons pouvoirs de réflexion de la chaleur et de transmission de 40 la lumière et n'est pas facilement mouillée par l'eau. On peut 69 08833 6 2004841 utiliser des alliages à base de bismuth ou de ploab pour colorer ou teinter la surface du verre : par exemple, on obtient une coloration jaune avec tua alliage argent-bismuth, grise avec un alliage nickel-bismuth et rouge avec un alliage cuivre-bismuth ou 5 cuivre-plomb. En variante, la masse 30 peut être formée d'un sel fondu; par exemple, on peut faire passer de l'argent dans le verre en maintenant une masse 30 de chlorure d'argent fondu en contact avec la surface du verre. Au cours du processus de modification superficielle, des va-10 peurs sont émises du côté aval de la masse 30. La quantité de vapeurs émises varie selon la nature de la masse fondue et est plus importante quand la masse 30 est en plomb ou alliage de plomb, notamment alliage plomb-cuivre. Dans ce cas, on pense que les vapeurs sont formées de plomb ou d'oxyde de plomb. 15 Pour empêcher ces vapeurs de se condenser sur la face trai tée du verre, en aval de la masse 30, on les évacue en continu du voisinage de la surface du verre, à mesure que celle-ci ressort de dessous la masse 30. Suivant le mode de réalisation illustré par la figure 1, on 20 assure l'évacuation des vapeurs en projetant du gaz protecteur sur la surface du verre, immédiatement en aval de la masse 30, pour disperser les vapeurs métalliques et les chasser par soufflage de cette surface. A cette fin, une structure de poutrelle creuse 36 s'étend transversalement dans la structure de cuve, au-25 dessus du bain 10, parallèlement à la barre-électrode 31. La structure de poutrelle 36, qu'on voit en coupe sur la figure 1, comporte un collecteur central 37, flanqué de deux canaux d'eau de refroidissement 38. La paroi inférieure du collecteur 37, dirigée vers le ruban de verre 28, présente une série de trous es-30 pacés 39 qui font communiquer le collecteur 37 avec une goulotte transversalement allongée 40, définie entre deux parois inclinées convergentes 41 et 42. La goulotte 40 se termine par une sortie allongée 43, dirigée parallèlement à la surface du ruban de verre 26 et à la barre-électrode 31. La goulotte 40 est dirigée vers 35 la surface du verre et vers la masse fondue 30. Le gaz protecteur (par exemple azote) arrive dans le collecteur 37 à partir de tout compresseur commode (non représenté) et ressort sur la surface du verre à un débit qui est typiquement compris entre une dizaine et une centaine de mètres cuijes par heure. 40 Au lieu de projeter le gaz vers la masse fondue 30, on peut 69 08833 7 2004841 le projeter latéralement en travers de la surface du verre pour disperser les va'peurs. Les figures 2 et 3 illustrent très sché-matiquement deux variantes d'agencement assurant ce résultat. Sur la figure 2, la structure de poutrelle creuse est remplacée par 5 deux ajutages 45, 46, situés près de la surface du verre immédiatement en aval de la masse fondue 30, au voisinage de la médiane du ruban de verre. Les ajutages 45» 46 s'étendent transversalement au ruban 28, vers ses côtés opposés. Des conduits respectifs 47» 48, communiquant avec une soufflante (non représentée), ali-10 mentent les ajutages 45 et 46 en gaz protecteur pour établir une circulation de gaz en travers du ruban 28, vers les côtés du bain 10. La figure 3 représente un agencement analogue par son principe à celui montré sur la figure 2. Deux ajutages 45', 46', di-15 rigés transversalement, sont alimentés en gaz protecteur comprimé à travers des conduits respectifs 47', 48', mais dans ce cas les deux ajutages 45* et 46' sont dirigés dans le même sens,vers un même bord du ruban 28, l'ajutage 45' étant situé près de la médiane du ruban 28 et l'ajutage 46' près de l'autre bord du ru-20 ban. Sur les deux figures 2 et 3» le sens d'avance du ruban est indiqué par une flèche E. Suivant les deux modes de réalisation décrits jusqu'à présent, on chasse par soufflage les vapeurs indésirables de la surface du verre. En variante, on peut évacuer les vapeurs du voi-25 sinage de la surface du verre par aspiration. Les figures 4, 5 et 6 illustrent trois modes de réalisation basés sur ce principe. Sur la figure 4, le porte-électrode 32 est suspendu à une poutrelle de support 50 par des moyens réglables (non représentés), la poutrelle 50 étant formée de deux profilés en caisson 30 parallèles 51 et 52, soutenus sur les côtés de la euve par des chandeliers de support réglables (non représentés). De l'eau de refroidissement circule dans chacun des profilés en caisson.Une structure de poutrelle creuse 36 est portée du côté aval de la poutrelle 50 par le profilé en caisson 51, auquel elle est fixée 35 par des crochets 53, 54. La structure de poutrelle 36 est munie d'un collecteur intérieur 37 dont la base est percée d'une série de trous 39» espacés suivant la longueur de la structure de poutrelle 36 et qui communiquent avec une goulotte 40, définie entre deux parois inclinées parallèles 41 et 42. La goulotte est 40 inclinée vers la surface du verre et vers la masse fondue 30, bad origjnal 69 08833 8 2004841 c'est-à-dire vers le bas et vers l'amont. Elle se termine par une fente d'admission transversalement allongée 55 > située tout près de la surface du verre. Le collecteur 37 est relié par ses deux extrémités à -une 5 conduite d'aspiration 56 qui est reliée par un tronçon souple 57 électriquement isolant, à l'admission d'un électeur, schématisé en 58. L'électeur 58 opère à travers la fente 55 un soutirage sur l'atmosphère protectrice, contenant les vapeurs indésirables, située au voisinage de la surface du verre, du côté aval de la 10 masse fondue 30. Typiquement, l1électeur 58 est capable d'opérer, sur l'atmosphère contenant les vapeurs,'un soutirage à un débit horaire de l'ordre d'une centaine de mètres cubes. La structure de poutrelle 36 est refroidie par échange de chaleur entre certaines de ses parois et les parois contiguës du profilé 15 en caisson 51. La figure 5 illustre une modification apportée à l'agencement représenté sur la figure 4» suivant laquelle le collecteur de succion 37 est suspendu sous le profilé en caisson d'aval 51 et est en fait incorporé à la poutrelle de support 50. Dans ce 20 cas, on supprime la goulotte 40 et les trous 39 percés dans la base du collecteur 37 communiquent directement avec l'espace situé au-dessus de la surface du ruban de verre 28, immédiatement en aval de la masse fondue 30. Un déflecteur 60 est dirigé vers le bas et vers l'amont jusqu'à faible distance de la surface du 25 ruban 28, pour confiner partiellement l'espace à partir duquel les vapeurs sont soutirées. Quand on soutire à grande vitesse des vapeurs tout près du point où a lieu la modification superficielle, comme suivant les modes de réalisation illustrés par les figures 4 et 5, l'unifor-30 mité du traitement superficiel risque dans certains cas de s'en trouver affectée. Pour minimiser cet effet fâcheux lorsqu'on soutire des vapeurs à grande vitesse, on peut placer le ou les orifices de soutirage de vapeur à une distance faible, par exemple à 75 mm, en aval de la masse fondue et du montage d'électrode. 35 Dans le cas de la figure 6, une structure de poutrelle 36, munie d'un collecteur de succion intérieur 37, est portée en a-val et indépendamment de la poutrelle 50 qui soutient la barre-électrode 31. La structure de poutrelle 36 est aussi traversée par des canaux de réfrigérant 38. Des trous 39 percés dans la 40 base du collecteur 37 communiquent avec une goulotte 40, comme bad original 69 08833 9 2004841 dans le cas de la figure 4. la goulotte 40 se termine près de la surface du ruban de verre 28, à une distance de l'ordre de 75 mm du côté aval de la masse fondue 30. Bien qu'on ait décrit et illustré l'application de l'inven-5 tion au traitement de verre plat dans le cas particulier où le verre est soutenu horizontalement, l'invention est aussi applicable d'une manière générale au traitement superficiel de verre opéré par contact avec des masses fondues électriquement conductrices, simultanément au passage de courant. Ainsi, l'invention 10 est également applicable à l'élimination, de vapeurs indésirables pendant traitement superficiel d'articles en verre ou de feuilles de verre orientées, par exemple, verticalement. l'invention est encore applicable à l'évacuation de vapeurs indésirables dégagées pendant traitement superficiel de verre à 15 l'aide de masses fondues par voie autre que celle électrolytique . particulièrement décrite, par exemple par contact avec des masses fondues dans des conditions oxydantes contrôlées. 69 08833 10 2004841 BEVEUDICATIOHS 1 - Procédé de fabrication de verre doté en surface d'une caractéristique déterminée autre que celles inhérentes à son mode de formation, suivant lequel on maintient une masse électriquement 5 conductrice fondue, contenant un élément capable d'imprimer au verre, en s'y incorporant, la caractéristique superficielle voulue, en contact avec une face de verre dans des conditions provoquant la migration contrôlée dudit élément de la masse dans le verre, en assurant -un mouvement relatif entre le verre et ladite 10 masse, parallèlement à la surface du verre, pour traiter des régions successives de la surface du verre, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on établit une circulation de gaz continue au voisinage de la face du verre qui ressort après contact avec ladite masse fondue, cette circulation étant de nature à évacuer du voi-15 sinage de ladite face la quasi-totalité des vapeurs dégagées par ladite masse fondue. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite circulation est établie par un dispositif aspirant qui évacue des gaz en continu, par succion, du voisinage de ladite face. 20 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on établit ladite circulation en soufflant du gaz sur ladite face du verre. 4 - Procédé selon la revendication 3» caractérisé en ce que l'on souffle ledit gaz sur ladite face du verre transversalement 25 à la direction de mouvement relatif entre le verre et ladite masse. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le verre est assez chaud pour être électriquement conducteur et en ce qu'on fait passer du courant électri-30 que de ladite masse dans le verre pour provoquer la migration contrôlée dudit élément. 6 - Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, du genre comportant un moyen soutenant le verre à traiter, un moyen assurant ledit mouvement 35 relatif du verre et un organe positionneur auquel adhère ladite masse fondue, cet organe positionneur s'étendant en travers de ladite face du verre, transversalement à la direction de mouvement relatif du verre, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend un moyen propre à établir une circulation de gaz sur toute 69 08833 n 2004841 la partie de la surface du verre qui émerge après contact avec la nasse fondue. 7 - Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe positionneur comprend une structure d'électrode agencée 5 pour être connectée à une source de courant électrique. 8 - Appareil selon la revendication 6 ou 7 » caractérisé en ce que le moyen établissant la circulation comprend un ou plusieurs ajutages situés en position fixe par rapport à l'organe positionneur et agencés pour projeter un courant gazeux sur la 10 face du verre, transversalement à la direction de mouvement relatif du verre, du côté de la masse fondue par lequel ressort le verre traité. S - Appareil selon la revendication 6 ou 7» caractérisé en ce que le moyen établissant la circulation comprend une structure 15 de poutrelle creuse qui s'étend en travers de la surface du verre^ parallèlement à l'organe positionneur et du côté de ce dernier par lequel ressort le verre traité, cette structure de poutrelle comportant un collecteur qui communique avec une ou plusieurs sorties allongées s'étendant le long de la structure de poutrelle et 20 dirigées vers la surface du verre et vers la masse fondue, ce collecteur communiquant avec une source de gaz comprimé. 10 - Appareil selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le moyen établissant la circulation comprend une structure de poutrelle creuse qui s'étend en travers de la face du verre, 25 parallèlement à l'organe positionneur et du côté de ce dernier par lequel ressort le verre traité, cette structure de poutrelle comportant un collecteur qui communique avec une entrée allongée ou une série d'entrées espacées, s'étendant le long de la poutrelle et dirigées vers la masse fondue et vers la surface du verre, et 30 une pompe aspirante reliée au collecteur pour soutirer en continu du gaz sur line atmosphère située près de la surface du verre, à travers ladite ou lesdites entrées. 11 - Appareil selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la structure de poutrelle est traversée par au moins un ca- 35 nal de réfrigérant, des moyens étant privus pour faire traverser ce canal par du liquide réfrigérant. 12 - Appareil selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce eue l'organe positionneur est porté par un support creux traversé par au moins un canal de réfrigérant liquide, ladite struc- 40 ture de poutrelle étant en contact d'échange de chaleur avec ce bad original 69 08833 12 2004841 support creux. 13 - Verre doté en surface d'une caractéristique déterminée, obtenu par mise en oeuvre d'un procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5.