AT394546B - Verfahren und vorrichtung zum beschichten von glasscheiben oder -bahnen - Google Patents

Description

AT 394 546 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung eines Metall- oder Metallverbindungsüberzugs auf der Oberfläche eines heißen Glassubstrats durch - kontinuierlichen Vorschub des Substrats in einer bestimmten, Stromabwärtsrichtung genannten Richtung längs eines Förderweges durch eine Beschichtungsstation, - Aufsprühen von Tröpfchen eines flüssigen Beschichtungsvorläufermaterials in Stromabwärtsrichtung auf das Substrat in der Beschichtungsstation, - kontinuierlichen Abzug von Dämpfen aus der Beschichtungsstation in Stromabwärtsrichtung, und - anschließende Kühlung des Substrats nach dem Passieren einer Wiederaufheizstation, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Bildung eines Metall- oder Metallverbindungsüberzugs auf einer Oberfläche eines heißen Glassubstrats in Scheiben- oder Bandform, mit - einer Beschichtungsstation, - einer Einrichtung zum kontinuierlichen Vorschub des Substrats in einer bestimmten, Stromabwärtsrichtung genannten Richtung längs eines Förderweges durch die Beschichtungsstation und durch einen Kühlofen, - einer Einrichtung zum Aufsprühen von Tröpfchen eines flüssigen Beschichtungsvorläufermaterials in Stromabwärtsrichtung auf das Substrat in der Beschichtungsstation und - einer Einrichtung zum kontinuierlichen Abzug von Dämpfen aus der Beschichtungsstation in Stromabwärtsrichtung.

Derartige Verfahren finden z. B., wie in der GB-PS 1 516 032 beschrieben, Anwendung zur Bildung von Oberflächenbeschichtungen, welche die scheinbare Farbe des Glases modifizieren und/oder andere wünschenswerte Eigenschaften in bezug auf einfallende Strahlung verleihen, z. B. eine Infrarot-Reflexionseigenschaft.

Das Beschichtungsvorläufermaterial wird dabei in flüssiger Phase aufgebracht, z. B. in Form einer Lösung, wie dies in der GB-PS 1 523 991 beschrieben wird.

Bei einigen Verfahren des angegebenen Typs besteht das aufgebrachte Beschichtungsvorläufermaterial aus einer einzelnen Vorläuferverbindung und gemäß anderen derartigen Verfahren enthält es mehr als eine Beschichtungsvorläuferverbindung, z. B. eine Hauptbeschichtungsvorläuferkomponente und eine Zusatzbe-schichtungs-Vorläuferverbindung. Wird mehr als eine derartige Vorläuferverbindung auf das Substrat entladen, so können diese Verbindungen im Gemisch miteinander oder separat aufgebracht werden, wie dies z. B. aus der GB-A-2 078 213 bekannt ist.

Verfahren dieses Typs sind besonders geeignet zur Bildung von Metalloxidüberzügen auf Glasbändem, während diese von einer Flachglasherstellungsanlage, z. B. einer Ziehmaschine oder einem Floattank, gefordert werden.

Die US-PS 4 240 816 zeigt und beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Gläsern mit einer gehärteten Schicht, wobei nach einem Überziehen der Gläser mit ein oder zwei Schichten mittels Pyrolyse eines Reagenzmittels die Gläser auf eine für ein thermisches Harten geeignete Temperatur aufgeheizt werden, worauf sie sehr rasch abgeschreckt werden. Gemäß der US-PS 4 240 816 soll die Pyrolyse bei einer Temperatur von 510 bis 593 °C erfolgen. Diese Temperatur wird weiter verringert, da die Wärmeenergie des Glases für die Pyrolyse des Reagenzmittels und die Bildung der Schichten) gebraucht wird. Zum thermischen Härten von Glas wird in Abhängigkeit von der Glasart und seiner Dicke eine Temperatur von ungefähr 650 °C bis 720 °C benötigt. Bei diesem bekannten Verfahren, bei welchem nach einem Überziehen des Glases mittels Pyrolyse ein thermisches Härten erfolgt, muß somit das Glas nach dem Aufbringen der Schicht wieder aufgewärmt werden.

Die EP-Al-41 010 zeigt und beschreibt ein Verfahren zum Beschichten von Glasmaterial mit pulverförmigem Beschichtungsmaterial. Durch die Verwendung von pulverförmigem Beschichtungsmaterial ergeben sich jedoch wesentliche Unterschiede in der Verfahrensführung im Gegensatz zu einer Verwendung von flüssigem Beschichtungsmaterial.

Aus der US-A-3 996 035 ist ein Verfahren bekannt geworden, bei welchem das in Scheibenform vorliegende Glasmaterial vor dem Aufbringen einer Beschichtung erhitzt wird, worauf ein neuerliches Erhitzen des Glases vorgenommen wird, um eine für thermisches Tempern geeignete Temperatur aufzuweisen. Bei diesem Verfahren soll nach dem Beschichten ein Aufheizen des Glases auf eine Temperatur erfolgen, welche in einem Bereich von ±11 °C von der vor der Beschichtung eingestellten Temperatur liegen soll. Bei diesem Verfahren wird darauf abgezielt, nach der Beschichtung ein Wiederaufheizen in einen Temperaturbereich vorzunehmen, welcher unmittelbar nahe der Ausgangstemperatur der einzelnen Glasscheiben vor dem Beschichten liegt, um nachfolgend ein Tempern, d. h. ein rasches Abkühlen der einzelnen Glasscheiben vorzunehmen. Ein derartiges rasches Abkühlen bzw. Tempern hat dabei zum Ziel, Spannungen in den Glasscheiben hervorzurufen, wobei eine derartige Vorgangsweise eines Einbringens von Spannungen in ein glasförmiges Band ein nachfolgendes Schneiden unmöglich macht

Es ist nicht einfach, Überzüge zu bilden, die dem hohen Qualitätsstandard, die der Markt oftmals erfordert, genügen. -2-

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Ein wichtiges dabei auftretendes Problem ist die Ungleichförmigkeit in der Haftung des Überzugs am Glas. Ein weiteres Problem ist die Ungleichförmigkeit der Innenstruktur des gebildeten Überzugs. Es zeigte sich, daß die aus diesen Problemen resultierenden Schwierigkeiten mit steigender Beschichtungsrate des Beschichtungsvorläufermaterials zunehmen, so daß sie sich als besonders schwerwiegend erweisen beim Aufbringen dicker Überzüge und/oder bei raschem Vorschub des Substrats durch die Beschichtungsstation, z. B. beim Beschichten eines frisch hergestellten Bandes aus Floatglas.

Erfindungsgemäß wird die Gleichförmigkeit der Haftung und die Gleichförmigkeit der Struktur der gebildeten Überzüge durch eine Weiterbildung des obengenannten Verfahrens verbessert, welches im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß als Substrat ein frisch hergestelltes Band aus heißem Glas eingesetzt wird, daß dem heißen beschichteten Substrat nach der Beschichtungsstation in der Wiederaufheizstation genügend Strahlungswärmeenergie zugeführt wird, um die Temperatur oder Durchschnittstemperatur von dessen beschichteter Oberfläche in einen fesigelegten Temperaturbereich zu erhöhen, wobei zumindest das obere Ende dieses Temperaturbereiches nicht geringer ist als eine Temperatur von 100 °C unterhalb der Temperatur oder Durchschnittstemperatur dieser Oberfläche unmittelbar vor deren Kontakt mit dem Beschichtungsvorläufermaterial, und das obere Ende des Wiederaufheiztemperaturbereichs so gewählt wird, daß das Material des Substrats eine mitüere Viskosität im Bereich von 10^ bis 10^ Poise hat, und daß das Substrat aus der Wiederaufheizstation durch eine Temperaturstabilisierungskammer zur gesteuerten Modifikation von Wärmegradienten innerhalb des Substrats geführt wird, worauf das Substrat einem Kühlofen zugeführt wird.

Es zeigte sich, daß das erfindungsgemäße Erhitzen des beschichteten Substrats zu einer verbesserten Haftung des Überzugs am Substrat führt, was eine bessere Wetterbeständigkeitseigenschaft mit sich bringt, und daß dadurch auch eine gleichförmige Struktur des Überzugs bewirkt wird. Die gleichförmige Schichtstruktur äußerst sich durch verbesserte optische Eigenschaften, insbesondere durch eine verminderte Lichtzerstreuung. Es wird angenommen, daß dies darauf zurückzuführen ist, daß das Erhitzen eine Umlagerung von Beschichtungsmaterialkristallen ermöglicht und/oder zu günstigeren Kristallwachstumbedingungen führt, woraus geschlossen wird, daß die Absorption von Wärmeenergie, die im allgemeinen stattfindet, wenn das Beschichtungsvorläufermaterial auf dem Substrat in Reaktion tritt, einen Einfluß hat auf die Art und Weise, in welcher die Beschichtungsmaterialkristalle wachsen und am Substrat anhaften. Erfindungsgemäß wird in einen definierten Temperaturbereich wieder aufgeheizt, wobei zumindest das obere Ende dieses Temperaturbereiches nicht geringer ist als eine Temperatur von 100 °C unterhalb der Temperatur oder Durchschnittstemperatur dieser Oberfläche unmittelbar vor deren Kontakt mit dem Beschichtungsvorläufermaterial. Um die Erzielung optimaler Ergebnisse zu fördern, handelt es sich bei dem oberen Ende des Wiederaufheiz-Temperaturbereichs um eine Temperatur, bei welcher das Material des Substrats eine mittlere Viskosität im Bereich von 10^ bis 10^ Poise aufweist. Diese Bedingung erweist sich deshalb als vorteilhaft, weil in diesem Viskositätsbereich die gegebenenfalls noch vorliegenden, inneren, mechanischen Spannungen im Substrat zur Vorbereitung auf eine gesteuerte Abkühlung leicht beseitigt werden. Das Substrat wird weiters aus der Wiederaufheizstation durch eine Temperaturstabilisierkammer geführt, um eine gesteuerte Modifizierung thermischer Temperaturgradienten innerhalb des Substrats zu ermöglichen. Durch die vor dem Kühlofen vorgesehene Wiederaufheizstation wird eine Verbesserung der Gleichförmigkeit der Haftung und der Gleichförmigkeit der Struktur der gebildeten Überzüge auf den Glasscheiben bzw. den Glasbändem ermöglicht. Weiters wird durch eine derartige Aufheizstation nach der Beschichtung für eine Aufheizung in den vorgegebenen Temperaturbereich die Regelung der nachfolgenden Kühlung stark vereinfacht, da bei einem Wechsel der Beschichtungsarten bzw. bei einem Wechsel von beschichtetem zu unbeschichtetem Glas die Wiederaufheizstation wesentlich einfacher geregelt werden kann als die nachfolgende Kühlstation. Dies ist besonders für Anlagen von Interesse, in welchen mit hohen Fördergeschwindigkeiten gearbeitet wird, wobei bei einer Änderung der Kühlcharakteristik jeweils Produktionsverzögerungen in Kauf genommen werden müßten, da eine Regelungsänderung der Kühleinrichtung große Zeitkonstanten im Ansprechverhalten aufweist. Demgegenüber läßt sich die Wiederaufheizstation in einfacher Weise derart steuern, daß unabhängig von der Beschichtung bzw. unabhängig davon, ob überhaupt eine Beschichtung vorgenommen wurde, die Glasbänder bzw. Glasscheiben nach dem Verlassen der Wiederaufheizstation im allgemeinen konstante Temperatur aufweisen und somit eine eingestellte Kühlcharakteristik in der nachfolgenden Kühleinrichtung unverändert aufrechterhalten werden kann.

Es werden besonders ausgeprägte Vorteile dann erzielt, wenn das Beschichtungsvorläufermaterial auf das Substrat in Form einer Lösung gesprüht wird. Dies ist vermutlich deshalb der Fall, weil zum Erhitzen und Verdampfen des verwendeten Lösungsmittels große Mengen Wärmeenergie vom Substrat entfernt werden. Als spezielles Beispiel ist die Bildung eines Zinnoxidüberzugs durch Aufsprühen einer Lösung eines Zinnchlorids mit oder ohne Zusatzstoffe zu nennen.

Die Erfindung erweist sich dann als besonders vorteilhaft, wenn das Beschichtungsvorläufermaterial eine Metallverbindung, beispielsweise ein Zinnchlorid, aufweist, aus dem ein Metalloxidüberzug durch chemische Reaktion oder Zersetzung, z. B. durch Pyrolyse, beim Kontakt mit dem heißen Glasband in situ gebildet wird. Mit Metalloxidüberzügen beschichtetes Glas wird in großen Mengen als Infrarotstrahlung abschirmendes Glas und für andere Zwecke verwendet. Für manche Anwendungszwecke erweist es sich als wünschenswert, daß derartige Oxidüberzüge mehrere hundert Nanometer dick sind. Beim Bilden eines Metalloxidüberzugs wird -3-

AT 394 546 B vorzugsweise so vorgegangen, daß man den Überzug auf dem Substrat einer nichtreduzierenden Atmosphäre in der Wiederaufheizstation aussetzt. Dabei wird eine Luft- oder andere oxidierende Atmosphäre in dieser Zone aufrechterhalten, da es günstig ist, wenn dort ein Überschuß an Sauerstoff vorliegt.

Die Erfindung erweist sich als besonders wertvoll zur Bildung von dicken Metall- oder Metallverbindungsüberzügen. Dabei hat der gebildete Überzug eine Dicke von mindestens der 5. Interferenzordnung. Die aufgezeigten Schwierigkeiten bei der Bildung gleichförmiger Überzüge gemäß Stand der Technik treten insbesondere dann zu Tage, wenn es sich um die Bildung von Überzügen solcher Schichtdicken handelt.

Die Beschichtungsrate kann relativ hoch sein, so daß das erfindungsgemäße Verfahren gut geeignet ist zur Beschichtung von Substraten, die ziemlich rasch weiterbewegt werden, z. B. von kontinuierlich transportierten Bändern aus frisch hergestelltem Flachglas. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Substrat in an sich bekannter Weise durch die Beschichtungsstation und die Wiederaufheizstalion mit einer Geschwindigkeit von mindestens 2 m/min bewegt. Es erweist sich als besonders vorteilhaft, das erfindungsgemäße Verfahren zur Bildung eines Überzugs mit einer mindestens die 5. Ordnung der Interferenz ausmachenden Dicke auf einem Substrat einzusetzen, das mit der angegebenen oder einer noch höheren Geschwindigkeit vorwärtsbewegt wird.

Die Temperatur oder Durchschnittstemperatur des Substrats an einer längs des Substratweges gelegenen Stelle, die unmittelbar vor derjenigen liegt, an welcher das Substrat mit dem Beschichtungsvorläufermaterial in Kontakt gelangt, beträgt vorzugsweise 550 bis 650 °C. In der Regel ist dieser Temperaturbereich am besten geeignet zur Bildung von qualitativ hochwertigen optischen Überzügen, insbesondere Metalloxidüberzügen, durch Pyrolyse.

Innerhalb des oben angegebenen Wiederaufheizungsbereichs sind die durch das Wiederaufheizen erzielbaren Verbesserungen in der Regel größer, wenn sich die Wiederaufheiztemperatur der Temperatur der Substratoberfläche unmittelbar vor deren Kontakt durch das Beschichtungsvorläufermaterial nähert, vorausgesetzt, daß letztere so günstig wie möglich ist zur Aufbringung eines Überzugs guter Qualität in der Beschichtungsstation. Dabei wird bevorzugt so vorgegangen, daß man zumindest das obere Ende des Temperaturbereichs, innerhalb welchem die Temperatur oder Durchschnittstemperatur der beschichteten Substratoberfläche in der Wiederaufheizstation erhöht wird, so wählt, daß es nicht geringer ist als 50 °C niedriger als die Temperatur oder Durchschnittstemperatur dieser Oberfläche unmittelbar vor deren Kontakt mit dem Beschichtungsvorläufermaterial. Diese Bedingungen erweisen sich als vorteilhaft zur Erzielung der besten Ergebnisse in bezug auf die Gleichförmigkeit des Überzugs und dessen Haftung am Substrat. Das obere Ende dieses Temperaturbereichs beim Wiederaufheizen kann in der Tat sogar oberhalb der vor diesem Kontakt herrschenden Temperatur liegen, doch ist in der Regel ein Wiederaufheizen in diesem Ausmaß nicht erforderlich.

Es erwies sich als vorteilhaft, das beschichtete Substrat in der Wiederaufheizstation mit Hilfe von einem oder mehreren Wärmestrahlem, die Strahlung bei einer Temperatur des Schwarzen Körpers von 900 bis 1600 °C emittieren, wieder aufzuheizen. Dies stellt vom Standpunkt der Heizeffizienz eine vorteilhafte Bedingung dar. Die in erster Linie interessanten Metallverbindungsüberzüge, insbesondere infrarot-reflektierende Metalloxidüberzüge, haben ein relativ niedriges Emissionsvermögen und bei Verwendung von einem oder mehreren Heizstrahlern, die Strahlung im angegebenen Schwarztemperaturbereich emittieren, kann sichergestellt werden, daß die auf den Überzug einfallende Strahlung nicht oder nicht zu einem wesentlichen Ausmaß von dem Überzug refleküert wird.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsfarm wird in der Wiederaufheizstation Wärme zugeführt, um dem beschichteten Substrat über dessen Breite ein vorbestimmtes Temperaturprofil zu verleihen. Das Glassubstrat kann dadurch in einen optimalen Zustand für eine nachfolgende Behandlung gebracht werden. Diese bevorzugte Maßnahme ist besonders dann von Vorteil, wenn das Substrat ein frisch hergestelltes Glasband ist, das vor der Kühlung beschichtet wird. Beim Kühlen eines Glasbandes ist es besonders wünschenswert, daß das Glas ein gleichmäßiges Temperaturprofil über seine Breite besitzt Selbstverständlich kann das tatsächliche optimale Temperaturprofil je nach Glaszusammensetzung variieren, und vor allem in Abhängigkeit von der Methode, nach welcher das Glasband hergestellt wurde. Wenn z. B. ein frischgeformtes Band aus Ziehflachglas in einen Kühlofen eintritt, ist ein gle.chmäßig gewölbtes Temperaturprofil oft wünschenswert mit einem Mittelabschnitt des Bandes, der bis zu 50 °C heißer ist als die Ränder. Im Falle eines Floatglasbandes ähnlicher Zusammensetzung ist ein geringeres Temperaturdifferential in der Regel wünschenswert.

In vorteilhafter Weise werden in an sich bekannter Weise die Vorschubgeschwindigkeit des Substrats und die Länge der Temperaturstabilisierkammer so gewählt, daß jedes Inkrement des Substrats für eine Zeitspanne zwischen 10 und 40 s innerhalb dieser Kammer verbleibt Dieser Zeitraum genügt, daß ein ausreichender Grad an Temperaturausgleich erzielt und stabilisiert wird. Vorzugsweise werden in an sich bekannter Weise die Vorschubgeschwindigkeit des Substrats und die Länge der Wiederaufheizstation so gewählt, daß jedes Inkrement des Substrats für eine Zeitspanne zwischen 5 und 20 s in der Wiederaufheizstation verbleibt Es zeigte sich, daß ein Wiederaufheizen während einer in diesem Bereich liegenden Zeit zu sehr guten Ergebnissen führt Weniger als 5 s ist nicht lange genug, um den vollen, erfmdungsgemäß erzielbaren Vorteil zu erreichen und mehr als 20 s erfordert entweder eine sehr lange Wiederaufheizstation oder in unerwünschter Weise eine Beschränkung der Transportgeschwindigkeit des Substrats.

Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden Flammenvorhänge an jeder Seite des Substratweges in der Wiederaufheizstation vorgesehen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist selbstverständlich auch zur -4-

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Beschichtung von Glasscheiben verwendbar, doch ist es von besonderem Wert in den Fällen, wo das Substrat ein frisch hergestelltes Band aus heißem Glas ist. Insbesondere Floatglas kann nach dem Verfahren der Erfindung in vorteilhafter Weise beschichtet werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Bildung eines Metall- oder Metallverbindungsüberzugs auf einer Oberfläche eines heißen Glassubstrats in Scheiben- oder Bandform, mit - einer Beschichtungsstation, - einer Einrichtung zum kontinuierlichen Vorschub des Substrats in einer bestimmten, Stromabwärtsrichtung genannten Richtung längs eines Förderweges durch die Beschichtungsstation und durch einen Kühlofen, - einer Einrichtung zum Aufsprühen von Tröpfchen eines flüssigen Beschichtungsvorläufermaterials in Stromabwärtsrichtung auf das Substrat in der Beschichtungsstation und - einer Einrichtung zum kontinuierlichen Abzug von Dämpfen aus der Beschichtungsstation in Stromabwärtsrichtung, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Beschichtungsstation und dem Kühlofen eine Wiederaufheizkammer genannte Kammer vorgesehen ist, die von der Beschichtungsstation durch mindestens eine Begrenzungswand getrennt und mit Heizvomchtungen zum Aufheizen des Substrats bei dessen Durchgang durch die Kammer ausgestattet ist, und daß nach der Wiederaufheizkammer und vor dem Kühlofen eine Temperaturstabilisierkammer zur steuerbaren Modifikation von Wärmegiadienten innerhalb des Substrats vorgesehen ist, und zeichnet sich durch Einfachheit und Zweckmäßigkeit aus.

Vorzugsweise sind in der Wiederaufheizstation eine Vielzahl von unabhängig voneinander steuerbaren Heizstrahlern vorgesehen, die Seite an Seite über die Breite des Substratweges angeordnet sind. Vorzugsweise sind diese Heizstrahler oberhalb des Substratweges in der Höhe verstellbar. Das Einstellen der Höhe der Heizkörper bietet eine sehr einfache Möglichkeit zur Steuerung des Wiederaufheizens des Substrats.

Dabei ist eine Temperaturstabilisierkammer stromabwärts von der Wiederaufheizkammer zur gesteuerten Modifikation von Wärmegradienten innerhalb des Substrats vorgesehen. Auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann von einem oder mehreren der folgenden Merkmale Gebrauch gemacht werden, deren Vorteile im Zusammenhang mit entsprechenden Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgezeigt wurden: - es sind Flammenvorhänge an jeder Seite des Substratweges innerhalb der Wiederaufheizkammer vorgesehen, - es sind Fördermittel vorgesehen zum Transport des heißen Glassubstrats direkt von einer Glasbandproduktionsanlage zu der Beschichtungsstation, - bei der Glasbandpioduktionsanlage handelt es sich um eine Floatglasproduktionsanlage, - die Beschichtungs- und Wiederaufheizstation befindet sich zwischen der Glasbandproduktionsanlage und einem Kühlofen.

Die Erfindung wird durch die beigefügte Zeichnung näher veranschaulicht, die den Querschnitt durch eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt.

In der Zeichnung wird ein Band aus frisch hergestelltem Glas (1) durch ein Fördermittel (2) in Richtung des Pfeils (A) transportiert von einer (nicht gezeigten) Glasbandherstellunganlage, bei der es sich z. B. um eine solche vom Libbey Owens-Typ zur Produktion von Flachglas oder um eine solche vom Float-Typ handeln kann. Das Band (1) wird durch ein tunnelähnliches Bauteil gefördert, in dem sich eine Beschichtungsstation (3), eine Wiederaufheizkammer (4) und eine Stabilisierkammer (5), an die sich ein Kühlofen (6) anschließt, befindet. Die Beschichtungsstation (3) ist von der Glasbandherstellunganlage in bekannter Weise durch eine Schirmwand (7) abgeschlossen. Beschichtungsvorläuferverbindungen werden durch eine Spritzpistole (8) aufgebracht, die sich in Quemchtung zum Transportweg des Glasbandes hin- und herbewegt. Die Spritzpistole gibt die Vorläuferverbindungen nach vom (d. h. in der durch den Pfeil (A) angezeigten Stromabwärtsrichtung) und nach unten gegen das Glasband ab, wie dies durch die gestrichelten, den Sprühstrahl darstellenden Linien angedeutet ist Dämpfe werden durch Saugeinrichtungen (9) abgesaugt, deren Einlaßöffnungen sich über die volle Breite des Bandweges erstrecken, so daß die Dämpfe den gebüdeten Überzug nicht schädigen. Aufgrund des Wärmeverlustes gegen die Seiten der Kammern hin, durch welche das Glasband gefördert wurde, sind die Ränder des Bandes in der Regel kühler als dessen Mittelabschnitt und das gesamte Band wird ferner auch noch abgekühlt durch irgendwelche endotherme Reaktionen auf dem Band während der Bildung des Überzugs. Werden die Beschichtungsvorläufer-Verbindungen in Lösung aufgesprüht, so verliert das Glasband natürlich auch noch so viel Wärme, wie zum Verdampfen des Lösungsmittels erforderlich ist. Die latente Verdampfungswärme des Lösungsmittels übt ebenfalls einen Kühleffekt auf das Band aus. Aufgrund dieser Faktoren kann die Temperatur oder Durchschnittstemperatur des Glasbandes auf unterhalb des Minimal wertes gebracht werden, der zur Bildung eines qualitativ hochwertigen Überzugs mit guter Haftung am Glasband erforderlich ist, und außerdem auf eine Temperatur, die für Kühlzwecke unerwünscht niedrig ist. Die Tendenz, daß dies eintritt, ist selbstverständlich um so größer, je größer die Menge an auf das Glasband aufgesprühtem Lösungsmittel ist, wobei diese Menge in der -5-

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Regel im Zusammenhang steht mit der Menge an gelöstem Stoff und der Dicke des auf dem Band zu bildenden Überzugs.

Erfindungsgemäß gelangt das beschichtete Glasband von der Beschichtungsstation in die Wiederaufheizkammer (4), in welcher es erhitzt wird durch einen oder mehrere Heizstrahler (10), hinter denen sich die Reflektoren (11) befinden, welche an der Decke (12) des tunnelartigen Bauteils befestigt sind.

Die Wiederaufheizkammer besitzt stromaufwärts und stromabwärts Begrenzungswände (13, 14), wobei erstere diese von der Beschichtungsstation (3) trennt. Die Wiederaufheizkammer (4) kann gewünschtenfalls in mehrere Seite-an-Seite-Abschnitte durch Schirmwände, wie z. B. bei (15) angedeutet, unterteilt sein, wobei jeder dieser Abschnitte einen oder mehrere Heizstrahler und Reflektoren (10, 11) aufweist. Dies ermöglicht eine gesteuerte Variierung der Wärmeenergieeinstrahlung über die Breite des Bandes, wodurch ein vorbestimmtes Quertemperatuiprofil dem beschichteten Band verliehen werden kann.

Eine derartige Wiederaufheizsteuerung kann in Abhängigkeit von Temperaturmessungen in den einzelnen Bereichen der Bandoberfläche zwischen der Beschichtungs- und Wiederaufheizstation bewirkt werden. Derartige Messungen können leicht mit Hilfe von Thermoelementen erfolgen. Die Wiederaufheizsteuerung kann bewirkt werden durch unabhängig durchgeführte Steuerung der Strahlungswärmeabgabe verschiedener einzelner Heizstrahler oder durch Heben oder Senken dieser Strahler.

Das Glasband verläßt die Wiederaufheizkammer (4) durch Vorschub unter deren stromabwärts gelegenen Begrenzungswand (14) und tritt in die Temperaturstabilisierkammer (5) ein, die zwischen der stromabwärts gelegenen Begrenzungswand (14) der Wiederaufheizkammer und einer weiteren Querwand (16) angeordnet ist Diese Stabilisierkammer ist wärmeisoliert und lang genug, um eine Wärmeleitung von der Oberfläche des Bandes (1) in dessen Inneres zu gewährleisten. Außerdem trägt die Temperaturstabilisierzeitspanne oftmals dazu bei, eine vorteilhafte Kristallstrukturbildung im Überzug zu bewirken und sie fördert ferner die Erzielung einer günstigen Temperaturverteilung im Glasband für die nachfolgende Kühlstufe.

Nachdem das Glasband unter der stromabwärts gelegenen Trennwand (16) hindurch befördert ist, tritt es in den Kühlofen (6) ein, der vom üblichen bekannten Typ ist.

Gewünschtenfalls können Flammvorhänge längs der Ränder des Weges, den das Glasband in der Wiederaufheizkammer zurücklegt, vorgesehen sein, um Wärmeverluste vom Band an die Seitenwände zu vermindern.

Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel erläutert, das die Durchführung des Verfahrens in einer Vorrichtung des oben beschriebenen und in der Zeichnung veranschaulichten Typs zeigt.

Beispiel

Das Substrat (1) war ein Band aus frisch hergestelltem Floatglas, das direkt vom Floattank in die Beschichtungsstation (3) gefördert wurde. Die Vorschubgeschwindigkeit des Bandes betrug 9 m/min. Das Glasband war 2,5 m breit. An der Stelle längs des Bandweges, die an der Schirmwand (7) liegt, d. h. an der Stelle, an welcher das Band in die Beschichtungsstation eintritt, hatte die äußerste Oberfläche des Glasbandes eine Temperatur von 600 °C im Mittelbereich der Bandbreite und von 590 °C an den Rändern.

Die Spritzpistole (8) wurde so eingestellt, daß sich ihre Düse 25 cm oberhalb der äußeren Oberfläche des Glasbandes befand und sie wurde so ausgerichtet, daß ihre Sprühstrahlachse um 30° auf das Band hin geneigt war. Die Spritzpistole wurde kontinuierlich in Querrichtung über den Transportweg des Bandes hin- und herbewegt mit 10 Zyklen/min, wobei die Länge der Querbahn der Hin- und Herbewegung so gewählt wurde, daß der Sprühkegel aus der Düse die volle Breite des Bandes überstrich. In dem Bereich längs des Bandweges, wo dieser vom Sprühkegel gekreuzt wird, hatte die äußere Oberfläche des Glasbandes eine Temperatur von 600 °C im Mittelbereich der Bandbreite und eine Temperatur von 590 °C an den Rändern.

Die Spritzpistole, bei der es sich um eine solche üblichen bekannten Typs handelte, wurde mit einer wäßrigen Lösung von Zinnchlorid beschickt, das durch Lösen von 375 g Zinnchloridhydrat (SnCl^^O) pro 1 Wasser und Zugabe von 55 g NH4HF2/I erhalten worden war. Die Spritzpistole wurde bei einem Überdruck von etwa 10 bar betrieben. Die Abgaberate der Beschichtungslösung wurde so eingestellt, daß ein mit Fluorionen dotierter Zinnoxidüberzug mit einer Dicke von 750 nm auf dem Glasband gebildet wurde. Während des Beschichtungsvorganges wurden kontinuierlich Saugkräfte in den Absaugeinrichtungen (9) mit Hilfe von (nicht gezeigten) Pumpen aufrecht erhalten, so daß Dämpfe, die sich andernfalls oberhalb des frisch aufgebrachten Überzugs ansammeln würden, kontinuierlich abgezogen wurden.

Die Länge der Beschichtungsstation zwischen den Begrenzungsschirmen (7) und (13) betrug 4 m. An der Stelle längs des Glasbandweges, die an der Schirmwand (13) lag, d. h. an der Stelle, wo das beschichtete Glasband in die Wiederaufheizkammer (4) eintritt, hatte die beschichtete Glasoberfläche eine Temperatur von 580 °C im Mittelbereich der Bandbreite und eine Temperatur von 565 °C an den Rändern.

Die Wiederaufheizkammer (4) hatte eine Länge von 1,5 m, so daß jedes Inkrement des Glasbandes in dieser Kammer 10 s lang verblieb. An den Seiten dieser Kammer waren Flammenvorhänge vorgesehen, die zur Isolierung der Kammer dienten. Die Kammer war in 9 Seite-an-Seite-Abschnitte durch Scheidewände, die z. B. bei (15) angedeutet sind, unterteilt. In jedem dieser Abschnitte befanden sich 4 parallel angeordnete Heizstrahler mit Reflektoren, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, wobei sich die Heizstrahler und Reflektoren über die Breite des Abschnittes erstreckten. Jeder der Heizstrahler war so angeordnet, daß er eine Strahlung bei einer -6-

Claims (16)

1. AT 394 546 B Strahlung des Schwarzen Körpers zwischen 900 und 1600 °C emittierte. Die Heizstrahler hatten die Wirkung, die Durchschnittstemperatur der beschichteten Bandoberfläche während dessen Vorschubs durch die Wiederaufheizkammer zu erhöhen. An der Stelle längs des Bandweges, die die Schirmwand (14), bei der es sich um die stromabwärts angeordnete Begrenzungswand der Wiederauflieizkammer handelte, enthält, hatte die beschichtete Oberfläche des Glases eine Temperatur von 585 °C im Mittelabschnitt der Bandbreite und eine Temperatur von 575 °C an den Glasbandrändem. Die Glastemperatur von 575 °C an den Rändern der Bandbreite entspricht einer Glasviskosität von IO11,5 Poise. Die Temperaturstabilisierkammer (5) hatte eine Länge von 3 m. Diese Kammer, die vom Kühlofen (6) durch die Schirmwand (16) getrennt war, hatte den Zweck, oberhalb des Bandes einen Raum zu schaffen, in dem Wärmegradienten nur begrenzt vorliegen, so daß die beschichtete Bandoberfläche während einer gewissen Zeitspanne (etwa 20 s) ohne wesentlichen Temperaturabfall gehalten wird. So betrug z. B. bei der geschilderten Verfahrensweise die an der Stelle der Schirmwand (16) gemessene Temperatur des Glases 580 °C im Mittelbereich der Bandbreite und 575 °C an den Bandrändem. Die Bandbeschichtung aus Zinnoxid war von hoher optischer Qualität, wie eine Bestimmung des Anteils an durchgelassenem einfallendem Licht, der durch den Überzug zerstreut wurde und einen Schleier erzeugt, ergab; dieser Anteil war sehr gering. Der Einfluß des erfindungsgemäßen Wiederaufheizens zur Modifizierung der Struktur des Überzugs wurde durch zwei Vergleichsversuche bestätigt. Im ersten Versuch wurde eine Verfahrensweise des obigen Beispiels angewandt, wobei jedoch die Spritzpistole Tröpfchen entlud, die über einen breiten Größenbereich variierten und Tröpfchen von über 100 pm Größe umfaßten. Im zweiten Versuch waren die Bedingungen die gleichen wie im ersten Test, jedoch mit der Ausnahme, daß die Heizstrahler in der Wiederaufheizkammer (4) ausgeschaltet wurden. Der im zweiten Versuch, d. h. ohne Wiederaufheizstufe gebildete Überzug zeigte zahlreiche Defekte in Form von Druckstellen (Piquetage), die durch das Auftreffen großer Tröpfchen verursacht waren. Der im ersten Versuch, d. h. mit Hilfe der Wiederaufheizstufe gebildete Überzug war praktisch frei von derartigen Defekten. Außerdem zeigte sich, daß dieser Überzug eine bessere Haftung am Substrat hatte als der ohne Anwendung der Wiederaufheizstufe gebildete Überzug. Im obigen Beispiel gemäß der Erfindung brachte die Wiederaufheizung in der Kammer (4) die Durchschnittstemperatur der beschichteten Oberfläche auf einen Wert innerhalb von 20 °C von deren Temperatur beim Eintritt in die Beschichtungsstation. Bei Erniedrigung der Wiederaufheiztemperatur pflegen die Vorteile der Wiederaufheizstufe weniger ausgeprägt zu werden, doch bleiben sie innerhalb des erfindungsgemäß angewandten Wiederaufheizbereichs signifikant PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Bildung eines Metall- oder Metallverbindungsüberzugs auf der Oberfläche eines heißen Glassubstrats durch - kontinuierlichen Vorschub des Substrats in einer bestimmten, Stromabwärtsrichtung genannten Richtung längs eines Förderweges durch eine Beschichtungsstation, - Aufsprühen von Tröpfchen eines flüssigen Beschichtungsvorläufermaterials in Stromabwärtsrichtung auf das Substrat in der Beschichtungsstation, - kontinuierlichen Abzug von Dämpfen aus der Beschichtungsstation in Stromabwärtsrichtung, und - anschließende Kühlung des Substrats nach dem Passieren einer Wiederaufheizstation, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat (1) ein frisch hergestelltes Band aus heißem Glas eingesetzt wird, daß dem heißen beschichteten Substrat (1) nach der Beschichtungsstation (3) in der Wiederaufheizstation (4) genügend Strahlungswärmeenergie zugeführt wird, um die Temperatur oder Durchschnittstemperatur von dessen beschichteter Oberfläche in einen festgelegten Temperaturbereich zu erhöhen, wobei zumindest das obere Ende dieses Temperaturbereiches nicht geringer ist als eine Temperatur von 100 °C unterhalb der Temperatur oder Durchschnittstemperatur dieser Oberfläche unmittelbar vor deren Kontakt mit dem Beschichtungsvorläufermaterial, und das obere Ende des Wiederaufheiztemperaturbereichs so gewählt wird, daß das Material des Substrats eine mittlere Viskosität im Bereich von 10^ bis 10^ Poise hat, und daß das Substrat (1) aus der Wiederaufheizstation (4) durch eine Temperaturstabilisierungskammer (5) zur gesteuerten Modifikation von Wärme-gradienten innerhalb des Substrats geführt wird, worauf das Substrat (1) einem Kühlofen (6) zugeführt wird. -7- AT 394 546 B
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Überzug auf dem Substrat (1) einer nichtreduzierenden Atmosphäre in der Wiederaufheizstation (4) aussetzt
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise eine 5 Transportgeschwindigkeit des Substrats durch die Beschichtungsstation (3) und Wiederaufheizstation (4) von mindestens 2 m/min anwendet.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise die Temperatur oder Durchschnittstemperatur der zu beschichtenden Substratoberfläche an einer Stelle längs des 10 Substratweges unmittelbar vor derjenigen, an welcher das Substrat (1) mit dem Beschichtungsvorläufermaterial in Kontakt gebracht wird, auf 550 bis 650 °C einstellt.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zumindest das obere Ende des Temperaturbereichs, innerhalb welchem die Temperatur oder Durchschnittstemperatur der beschichteten 15 Substratoberfläche in der Wiederaufheizstation (4) erhöht wird, so wählt, daß es nicht geringer ist als 50 °C niedriger als die Temperatur oder Durchschnittstemperatur dieser Oberfläche unmittelbar vor deren Kontakt mit dem Beschichtungsvorläufermaterial.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Wiederaufheiz-20 Station (4) das beschichtete Substrat mit einem oder mehreren Wärmestrahlem (10) aufheizt, die Strahlung bei einer Temperatur des Schwarzen Körpers von 900 bis 1600 °C emittiert.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Wiederaufheizstation (4) Wärme ausstrahlt, die dem beschichteten Substrat (1) über dessen Breite ein vorbestimmtes 25 Temperatuiprofil verleiht.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise die Vorschubgeschwindigkeit des Substrats (1) und die Länge der Temperaturstabilisierkammer (5) so wählt, daß jedes Inkrement des Substrats in dieser Kammer für eine Zeitspanne zwischen 10 und 40 s verbleibt 30
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise die Vorschubgeschwindigkeit des Substrats (1) und die Länge der Wiederaufheizstation (4) so wählt daß jedes Inkrement des Substrats in dieser Station für eine Zeitspanne zwischen 5 und 20 s verbleibt.
10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man auf jeder Seite des Substratweges in der Wiederaufheizstation Flammenvorhänge vorsieht
11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man als Substrat Floatglas einsetzt 40
12. 12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Bildung eines Metalloder Metallveibindungsüberzugs auf einer Oberfläche eines heißen Glassubstrats in Scheiben- oder Bandform, mit - einer Beschichtungsstation, 45 - einer Einrichtung zum kontinuierlichen Vorschub des Substrats in einer bestimmten, Stromabwärtsrichtung genannten Richtung längs eines Förderweges durch die Beschichtungsstation und durch einen Kühlofen, - einer Einrichtung zum Aufsprühen von Tröpfchen eines flüssigen Beschichtungsvorläufermaterials in Stromabwärtsrichtung auf das Substrat in der Beschichtungsstation und - einer Einrichtung zum kontinuierlichen Abzug von Dämpfen aus der Beschichtungsstation in Stromabwärts-50 richtung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Beschichtungsstation (3) und dem Kühlofen (6) eine Wiederaufheizkammer genannte Kammer (4) vorgesehen ist, die von der Beschichtungsstation (3) durch mindestens eine Begrenzungswand (13) getrennt und mit Heizvorrichtungen (10) zum Aufheizen des Substrats (1) bei dessen 55 Durchgang durch die Kammer (4) ausgestattet ist, und daß nach der Wiederaufheizkammer (4) und vor dem Kühlofen (6) eine Temperaturstabilisierkammer (5) zur steuerbaren Modifikation von Wärmegradienten innerhalb des Substrats vorgesehen ist
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wiederaufheizkammer (4) eine 60 Vielzahl von unabhängig voneinander steuerbaren Wärmestrahlem (10) vorgesehen ist, die Seite an Seite über die Breite des Substratweges angeordnet sind. J J -8- AT 394 546 B
14. 14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmestrahler (10) oberhalb des Substratweges in der Höhe verstellbar sind.
15. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur 5 Bewirkung von Flammenvorhängen auf jeder Seite des Substratweges innerhalb der Wiederaufheizkammer vorgesehen ist.
16. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasbandherstellungsanlage eine Floatglas-Produktionsanlage ist. 10 Hiezu 1 Blatt Zeichnung -9-