DE2361702A1

DE2361702A1 - Verfahren und vorrichtung zum beschichten eines substrates

Info

Publication number: DE2361702A1
Application number: DE19732361702
Authority: DE
Inventors: Krishna Simhan; John Frank Sopko
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1972-12-15
Filing date: 1973-12-12
Publication date: 1974-07-04
Also published as: SE409322B; GB1454379A; JPS4989717A; NL7314476A; AU6071373A; FR2210675A1; FR2210675B1; BE808675A; IT1000509B; JPS5827215B2; DE2361702B2

Description

Dr. Michael Hann
Patentanwalt
6300 Gießen/Lahn
Ludwigstraße 67

10. Dezember 1973

H/H® (597)

PPG Industries« Inc.. Pittsburgh, Pa.« U,S«A.

Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten eines Substrates Priorität% 15. Dezember 1972/USA Serial Ns. 515 393 und 31§ 394

Diese Erfindung betrifft das Substraten» insbesondere ia erster Lini® 'aus Metall@2cid®n tot sich insbesondere auf fläeh®. mit Dämpfen iron g®n beim Berühren d@r heißen

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auf gewisse Schwierigkeiten gestoßen. So war es z.B. schwer, Beschichtungen zu erhalten, die feinkörnig und gleichförmig in ihrem Aussehen waren. Dicke Beschichtungen wurden dadurch hergestellt, daß man das Substrat mit einer flüssigen Sprühung berührte, doch war es äußerst schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, alt den bekannten Arbeitsweisen zur Ablagerung aus der Dampfphase relativ dicke Filme zu erhalten, die ein· Durchlässigkeit des sichtbaren Lichtes unterhalb etwa 5094 hatten.

Verfahren zur Ablagerung aus der Dampfphase sind ebenfalls bekannt. Bei den meisten kommerziellen Ausf Uhrungsformen der Ablagerung aus der Dampfphase wird unterhalb atmosphärischem Druck gearbeitet. Zur Verbesserung der Geschwindigkeit der Filmablagerung 1st eine Vielzahl von Vorschlägen gemacht worden, wie z.B. die Anwendung von elektrischen Feldern,, magnetischen Feldern und Radio- oder Mikrowellen« Man hat auch eohon Vellenführer (wivt guidts) vtrwfnäet, va dit Dämpfe der Beschichtungszusammensetzung auf speziell begrenzte Zielilachen zu richten (vgl. US-PSs 3 114 652 und 3 561 940.

Ss wurde nun gefunden, daß die Gleichförmigkeit der durch chemische Ablagerung aus der Dampfphase hergestellten Filme und die Geschwindigkeit der chemischen Ablagerung der Filme aus der Dampfphass w®©entlieh vtrggröSert w«rde» Wmmem® wenn man das dsopfhaltlg« Reagras tarefe ®ia® Ms© gsgts Substrat unter feeeoaderesi Strtemgsbeötagumgea ziehtet dabei insbesondere bestirnt® Abstände mieeh«s Substrat wsd feeeonder® Dünen

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Dämpfe mit einem Trägergas unter Bildung einer gasförmigen Mischung und

b) Führen dieser Mischung durch eine Düse b©i ©in®r Reynoldszahl von mindestens etwa 2500 beim DUsenauegang.

Die Erfindung richtet sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens<>

Bei der praktischen Durchführung der Erfindung wird ein ^cschichtungsreagenz in einer Dampfphase oder ein@n gasförmigen Träger verdampft und wird durch ein© Düse einem ©rwärmten Substrat, gegen das es gerichtet ist_s zugeführt» Die Temperatur d©s Substrats und des Reagenz⁵ sind derartig ₉ daß bei dar Berührung des Substrates durch das Reagens dieses hinter Bildung @iner haftenden Beschichtung auf a@m Substrat reagiert. Um ©in® rasche, effizient© und gleichförmige Ablagerung der Beschichtung zu gewährleisten, wird die gasförmige Mischung, die das Beschichtungsreagenz enthält, durch ein© Düse mit einer Rejnoldszahl von mindestens 2500 geschickt.-Für ©ine Be-*· schichtung mit hoher Geschwindigkeit von einem kontinuierlich©n Band oder einer kontinuierlichen Glassehtib© ist es bevorzugt ₉ daß die Reynoldszahl der strönsundan G&smiachung bei mindestens etwa 5000 liegt.

Das verdaispfbar® Beschiehtungsaiaterial igt im allgemeinen ©in Stoff ₉ der bei Raumtemperatur fest ©der flüssig ist, ob-

wehl dia bevorzugten Reagenz isn in d@r R®g©l fe@i Räumtemp#- fest sind« D&g Reagenz kann durch üblich® Methoden ^@rden₉ wie durch Sieden, w®m ®& ©in® Flüssigistj oder, wenn @s @in Feststoff ist, dureh Verdampfen

auf @in@s» ·©rhitzt®n Platte ₉ durch Miscfe®n mit @in®m inerten wie mit Sand₉ und durch Führen eines ©wärmten dwrch dl® Mischung oder durch Fluidisieren alt ■

@in©iB raseh'bewegten Strom eines Träg@rgas®@ und Erwärmen

lwidisi©rt@a Mischung. Bei der.b@v©rzugt@a Ausführunge- <ä®r Erfindung wird .das R@ag©nz la ®intm g@@ign@t«n LÖ- . Staatsmittel, gelöst, und di® Lösung wird la ®ia h®i0ee Trä-

wardea.

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Bevorzugte reaktionsfähige Beschichtungsmaterialien sind bei der Erfindung pyrolisierbare Organometallsalze der Metalle der Gruppe IB bis HB, UIA bis VIIA und der Gruppe VIII de* Periodensystems der Elemente. Die bevorzugten Organometall* salze sind die beta-Diketonate, Acetate, Hexoate, Format· und dergl. Die Acetylacetonate von Eisen, Kobalt und Chrom sind besonders bevorzugt als reaktionsfähige Ingredienzien der Beschichtungsmassen nach der Erfindung«

Außer den bevorzugten pyrolisierbaren Materialien können aber auch andere Beschishtungereagenziezi bei der Erfindung verwendet werden. Derartige Reagenzien sind z.B. hydrolytische Reagenzien, wie fluorinierte beta-Diketonate, insbesondere Acetylacetonate, und Metalldicumole · Es können auch Reagenzien benutzt werden, die die Gegenwart von größeren Mengen von anderen, mit ihnen zusammenwirkenden Reagenzien, wie Sauerstoff, Vaeserstoff, Halogen und dergl., erfordern. Wie bereits ausgeführt wurde, wird bevorzugt das Beschichtungereagenz vor der Verdampfung in «inen geeigneten Lösungsmittel gelöst.

Als Lösungsmittel kommt eine Vielzahl von aliphatischen gesättigten oder olefinischen Kohlenwasserstoffen oder halogenierten Kohlenwasserstoffen in Betracht. Es können Lösungsmittel verwendet werden, die nur aus einer Komponente beste« hen, insbesondere ein Lösungsmittelaystem, bei dem Methylenchlorid als Lösungsmittel dient. Is sind aber auch Lösungsmittelsysteme geeignet, die zwei oder mehrere Lösungsmittel tnthalten.

Einige repräsentative Lösungsmittel, die bei der Erfindung verwendet werden können, sind: Methylenbromid, Kohlenstofftetrachlorid, Koblanstofftetrabromid, Chloroform, Bromeform, 1,1,1-Trichloräthan, Pe:rchloräthylen, 1,1,1-Trichlorättoan, Dichlorjodmathan, 1,1,2-Tribromäthan, Trichlorethylen, TribroaaVthylen, Triohlormonofluoräthan, HtxaohlorÄthan, 1,1,1,2-Tetrachlor-2-chlor&than, 1,1,2-Trichlor-l, 2-diohlorlthan,

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Tetrafluorbromäthan, Hexachlorbutadien, Tetrachloräthan und dergl.

Es können auch andere Lösungsmittel verwendet werden, insbesondere Mischungen aus einem oder mehreren organischen polaren Lösungsmitteln, wie ein Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und einer Hydroxygruppe und einer oder mehreren aromatischen nicht-polaren Verbindungen^ wie Benzol, Toluol oder Xylol* Die Flüchtigkeit dieser Materialien erschwert ihre Verwendbarkeit im Vergleich zu den vorstehend genannten und bevorzugten halogenierten Kohlenwasserstoffen und halogenierten Kohlenstoff©^ doch sind diese Lösungsmittel aus wirtschaftlichen Gründen von Int@ress©o

B©i der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Lösung eines reaktionsfähigen Organometallsalzes in einem organischen Lösungsmittel in sine Verdampfungskammer¹ geführt. Die Verdampfungskammer ist s© konstruiert„ daß si© ©in Heizelement besitzt, welches den Räu® ua das Elemest auf eine Temperatur erwärmt, die ausreichend ist_f y® die Verdampfungs« lösung innerhalb dieses ftasae und nicht nur di@ Flüssigkeit, di@ in Kontakt mit dem H@i2©l©m@nt steht,,- zu verdampfeη. Ein Trlgergas wird über das H@Izel®®sat-ynd dav@si w©g g®l@itet₉ im di@ Zusammensetzung, ©nfgyn@to©^₀ si® 'bei ihrtr guiaebaeii—

dl©

ist ©isa® liagli©he Düse₉ i» di© DSnpf© ^®g®n das Substrat zu. ziehten«

klsiaerea ^©rsetoitt ®ln® gl@l©fa£&Tm±g k®av©r.gia- ₉ IM ©ifö©

nigung der Grenzschichten des hindurchgehenden Dampfes rru erreichen. Die größere Querschnittsdimension der Düse isL geringfügig kleiner als die Breite des entsprechenden Substrates, so daß sich ein Substrat, das sich in Gegenüberstellung zu der Düse befindet, über die größere Dimension der Düse an beiden Enden erstreckt. Diese Anordnung stellt sicher, daß ein im wesentlichen gleicher Druckabfall entlang der größeren Dimension der Düse aufrechterhalten wird und verhindert, daß ein unverhältnismäßig großer Teil der Dämpfe aus der Düse an jedem Ende der Düse entweicht, so daß insgesamt alle Dämpfe einen guten Kontakt mit dem Substrat erlangen«

Die Düsen nach der Erfindung sind länglich, so daß sie quer über das zu beschichtende Substrat angeordnet werden können. Eine relative Bewegung zwischen dem Substrat und der Düse entlang einer Richtung rechtwinklig zu der länglichen Dimension der Düse ermöglicht eine volle Beschichtung des Substrats durch die Düse. Der kleinere Querschnitt der Düse (das ist der Querschnitt, der durch eine Ebene definiert ist, die rechtwinklig sowohl zu einer Ebene eines in gleichem Abstand von der Düsenöffnung angeordneten Substrates als auch zur längeren Düsendimension ist) besitzt eine einheitliche Gestalt und einheitliche Dimensionen über die gesamte wirksame Länge der längeren Dimension der Düse. Die längliche Düse hat in ihrem kleineren Querschnitt eine konvergierende Gestalt, die im wesentlichen einheitlich sich vom Eintritt bis Eum Austritt verengt. Diese Gestalt verursacht-die Grenz- oder Randschicliten der Dämpfe und Gase, die durch die Düse "in Nachbarschaft der Düsenwände strömer.., sich über im wesentlichen die gesamte Länge der Düse zu "beschleunigen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der kleinere Querschnitt Im wesentlichen als eine kubische Parabel (cubic parabola) definiert, bei der bevorzugt die Wände am Austritt für 1 bis 10% der Düsenlänge sich parallel zueinander erstrecken. Bei einer solchen Gestalt wird die Strömung nicht nur während ihres Durchganges durch die Düse beschleunigt, sondern die Beschleunigung findet mit einer konstanten

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Rate stattj wodurch die Strömung ein® besonder® Stabilität erhält und Pulsationen der Strömung· eliminiert werden.

Der längere Querschnitt der Düse ist im allgemeinen rechteckig_? insbesondere bei Düsen mit einer längeren Dimension.., die mehr als etwa zehnmal größer als die Eintrittsbreite der kleineren Querschnitts dimension sind.. Ss handelt sich hie:·- bei um eine'Düsenform, die einfach und wirtschaftlich unter Verwendung der üblichen Bearbeitungsverfahren und Ausrüstungen hergestellt v/erden kann. Es können für diese bevorzugte Düsengestalt zwei längliche Düsenteile getrennt zu der gewünschten Gestalt bearbeitet und dann in paralleler Gegenüberstellung zur Bildung der Düse montiert werden.= Für eine kurze Düse mit einer längeren Dimension von weniger als etwa dem Zehnfachen der Breite der kleineren Querschnittsdimension sollte der größere Querschnitt vom Eintritt sum Austritt sich bevorzugt in gleicher Weise verengen wie der kleinere Querschnitt. Als längliche oder längere Düse wird hier eine Düse bezeichnet, deren längere Dimension mindestens zweimal und bevorzugt mindestens fünfmal so groß ist, wie die Eintrittsweite des kleineren Querschnitts _o

Die Düse nach der Erfindung hat ein Verengungsverhältnis vor. mindestens vier und bevorzugt von mindestens ©twa sechs. Die ¥irkung derartiger Verengungsverhältnisse besteht darin, daß unregelmäßige Strömungsbedingungen, die sich im oberen Tail der Düse entwickeln könnten₉ über die Länge der Düse ausgeglichen und eliminiert werden, so daß eine gleichförmige Strömung entlang des gesamten Aufprallbereichs der Strömung gegen das Substrat erhalten wird, wodurch eine Dampf-Substrat-Berührungsdichte erreicht wird, die symmetrisch ist zu einer Linie ₉ di© in die Ebene des Substrats projiziert wird durch ©in© Ebene ₉ die die Düse rechtwinklig zu ihrem kleineren Querschnitt schneidet» Das Verengungsverhältnis ist das Verhältnis zwischen der Strömungsfläehe des Düseneiatritts und

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Die Stirnseite der Düse ist in Gegenüberstellung zu einem zu beschichtenden Substrat angeordnet, wobei der Abstand zv.m» sehen der Stirnfläche der Düse und der während des Beschiel·^ tens am nächsten.kommenden Oberfläche mindestens das 0,5-fache der Weite der Düse bei ihrem Austritt beträgt. Bevorzugt ist das Verhältnis des Abstandes zu der Düsenweite mindestens 0,65 und besonders bevorzugt 0,9 bis 5. Der am meisten bevorzugte Bereich dieses Verhältnisses liegt bei 1,25 bis 5.

Der Verdampfer und die Verteilereinrichtung der BeSchichtungsvorrichtung nach der Erfindung werden bei einem ausreichenden Druck betrieben, um eine Strömung der Dämpfe und Gase durch die Düse mit einer Reynoldszahl von mindestens 2500, bevorzugt mindestens etwa 5000, zu ergeben, wodurch eine schnelle, effiziente und gleichförmige Ablagerung der Beschichtung sichergestellt wird.

Die Vorrichtung und das Verfahren nach der Erfindung können dazu verwendet werden, um eine Vielzahl von verschiedenartigen Substraten zu beschichten. Beispiele von solchen Substraten sind wärmebeständige Substrate, wie Glas, Glaskeramik, Keramik, mit Porzellan beschichtete Metalle und ähnliche Materialien. Andere geeignete Substrate sind Metalle, Kunststoffe, Papier und dergl. Die Erfindung eignet sich jedoch besonders zum Beschichten von Flachglas mit transparenten Metalloxidüberzügen. Die dabei erhaltenen beschichteten Glasgegenstände sind von besonderem Interesse im Bauwesen.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert, wobei die Zeichnungen folgendes zeigen:

Figur 1 ist eine perspektivische Teilansicht einer bevorzugten Vorrichtung nach der Erfindung, die eine Übersicht über den Fluß der Dämpfe und der anderen flüssigen Medien bei der Erfindung gibt.

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Figur 2 ist eine Querschnittsansicht eines Teils der bevorzugten Vorrichtung, die den Verdampfer, den Verteiler und die Düse nach der Erfindung in Kombination mit einer Floatglasscheibe in gegenüberliegender Anordnung zu der Düse zeigt.

Figur 3 ist eine Teilansicht im Querschnitt von der bevorzugten Vorrichtung nach der Erfindung entlang der Linie 3-3 von Figur 2.

Figur 4 ist eine Teilansicht im Querschnitt des Verdampfers nach der Erfindung entlang der Linie 4-4 von Figur 3 und zeigt die besondere Beziehung des Heizelementes zu dem Raum der Kammer mit den Eingängen, Ausgängen und Lenkeinrichtungen, um eine Verdampfung der Beschichtungszusammensetzung innerhalb des Raums der Kammer und nicht in Kontakt mit dem Heizelement selbst zu erreichen.

Figur 5 ist ein vergrößerter Schnitt der bevorzugten Düse gemäß der Erfindung zusammen mit einem Verteiler für die Verteilung der Dämpfe an die Düse.

Figur 6 ist ein Schnitt durch die bevorzugte Düse nach der Erfindung entlang der Linie 6-6 von Figur 5.

Bei der Durchführung der Erfindung ist es wesentlich, daß die Reynoldszahl, die die aus der Düse austretenden und gegen das zu beschichtende Substrat gerichteten Dämpfe charakterisiert, größer als etwa 2500 ist.

Eine Reynoldszahl von mindestens 1700 stellt zwar sicher, daß die Dampfströmung völlig turbulent ist, es wurde jedoch gefunden, daß die Reynoldszahl mindestens etwa 2500 betragen muß, damit ein im wesentlichen gleichförmiger Auffluß im Aufprallbereich der Dämpfe auf das Substrat erfolgt, wie dieses aus interferometrischen Messungen und aus der Gleichförmigkeit der erhaltenen Ablagerungen hervorgeht.

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Bei der Durchführung der Erfindung ist es bevorzugt, daß die Grenz- oder Randschichten der Dämpfe und Gase, die durch αIo Düse fließen und gegen das zu beschichtende Substrat gerichtet werden, während ihres Durchgangs durch die Düse beschleunigt werden. Dadurch werden unerwünschte Pulsierungen der Strömung vermieden und die Geschwindigkeit und Gleichförmigkeit der Ablagerung der Beschichtung vergrößert. Die Düse hat bevorzugt ein Verengungsverhältnis von mindestens 6.

Die Reynoldszahl ist durch die folgende klassische Gleichung definiert: N_Re = W · s> · L/n. . Die Reynoldszahl ist dimensionslos. Die Symbole ¥, 9 und ^repräsentieren die Strömungsgeschwindigkeit, die Dichte und die dynamische oder kinematische Viskosität des strömenden Dampfes. L ist eine charakteristische Länge, die an demjenigen Punkt definiert wird, wo die anderen Variablen bestimmt werden. Nach bekannten hydraulischen Prinzipien ist die charakteristische Dimension L, die in der definierten Beziehung relevant ist, der hydraulische Durchmesser, der als das vierfache des Querschnittsbereiches des Düsenausganges, dividiert durch den benetzten Umfang (perimeter) des Düsenausgangs definiert ist. Die Strömung, Dichte und Gasviskosität sind alle in der Gleichung als die Werte dieser Eigenschaften am Düsenaustritt charakterisiert.

Unter Bezugnahme auf Figur 1 wird eine Glasscheibe 11 in einer horizontalen Ebene gehalten und durch nicht gezeigte Mittel in einer durch einen Pfeil angegebenen Richtung bewegt. In Gegenüberstellung zu der Glasscheibe 11 befindet sich eine BeSchichtungsvorrichtung gemäß der Erfindung mit einer Verdampfungseinrichtung 12 und einer Dampfverteilungseinrichtung 13.

Die Veraampfungseinrichtung 12 besitzt eine Verdampfungskammer 14, die bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine zylindrische Kammer ist und Elemente zum Verdampfen der Reagenzien besitzt. Diese Elemente werden später

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noch näher beschrieben. Die Verdampfungseinrichtung 12 enthält außer-dem Mittel 15-zur Zuführung eines Reagens¹ und Mittel 16 zur Zuführung eines Trägergases.

Ein Reagenz wird durch eine Leitung 17 zu einer Serie von einzelnen Zuführleitungen 18 geleitet, die mit einer Sprüh- . düse 19 mit einer Austrittsöffnung innerhalb der Verdampfungskammer 14 verbunden sind. Die Leitung 17 für die Lösung des Reagenz¹ ist mit einer Kühlmittelleitung 20, die in Vorwärts- und Rückwärts-Fließabschnitte durch eine Zwischenwand (baffle) 21 unterteilt ist, ummantelt. Zerstäubungsgas, bevorzugt Luft, wird zu jeder Sprühdüse 19 über eine Serie von Zerstäubungsleitungen 22, die alle mit der Zerstäubungsgasleitung 23 verbunden sind, zugeführt.

Die Gesamtmittel 15 für die Zuführung des Reagenz¹ sind auf der Verdampfungskammer 14 durch eine Serie von Kappen montiert t die die Leitungen umfassen und mit einer Serie von an die Verdampfungskammer 14 angeschlossenen Trägern 25 verschraubt oder in anderer Weise verbunden sind.

Das Mittel 16 zur Zuführung eines Trägergases besitzt ein Verteilerrohr 26, das an.der Verdampfungskammer 14 mit Hilfe eines Befestigungsarmes 27 montiert ist. Mit dem.Verteilerrohr 26 ist eine Serie von Leitungen 28 für die Zuführung des Trägergases verbunden, wobei jede dieser Leitungen mit einem Vorheizer 29 für das Trägergas verbunden ist, der seinerseits mit der, Verdampfungskammer in solcher. Weise verbunden ist, daß das erwärmte Trägergas in die Kammer geführt. bzw. gelenkt werden kann. Die Vorheizer 29 sind vorzugsweise elektrische Widerstandsheizer, die jeweils Anschlüsse 30 zu einer nicht gezeigten elektrischen Kraftquelle haben.

Die Verdampfungskammer 14 kann eine einzige Baueinheit sein, wenn sie aber eine größere Länge hat, kann sie bevorzugt , nach der Baukastenweise aus einer Serie von relativ kurzen .. Verdampfungskammern .,14 bestehen, die, in End~gu~lndbe?iehung durch Verdampfungskammerkupplungen.-31, 4i© äl® Kammern verriegeln, verbunden sind.

Im Inneren der Verdampfungskammer 14 sind Elemente zum Verdampfen eines Reagenz* und anderer Materialien, wie z.B. Lösungsmitteln, vorhanden. Bin Erhitzer 32 ist im Innern der Verdampfungskammer 14 in einer solchen Weise montiert, daß die Kammer in zwei Abschnitte unterteilt wirdj wobei in einem dieser Abschnitte alle zugeführten Materialien eintreten und in dem anderen dieser Abschnitte die erwärmten Dämpfe die Kammer verlassen. Der Erhitzer 32 ist so konstruiert, daß die Dämpfe durch ihn aus dem Eintrittsafoseiani-tt zu dem Austrittsabschnitt der Verdampfungskammer 14 gelangen. Ein bevorzugter Erhitzer ist ein Rippen- und Rohr-Wärmeaustauscher (fin and tube heat exchanger) mit einer thermisch kontrollierten Wärmeaustauscherflüssigkeit innerhalb seiner Rohre.

Der Erhitzer 32 ist in der Kammer 14 auf Erhöhungen montiert«, die vorteilhafterweise auf Verteilerplatten 33 für das Trägergas sind, und durch. Schweissung oder in anderer Weise mit der inneren Wand der Kammer 14 verbunden sind. Die Verteilerplatten 33 für das Trägergas sind so geformt und so mit der Kammer 14 verbunden, daß sie einen Verteilerraum zwischen jeder Platte 33 und der benachbarten Wand der Kammer bilden» Die Verteilerplatten 33 sind mit einer Reihe von Öffnungen versehen, durch die ein freies Fließen des Trägergases in den Eintrittsabschnitt der Verdampferkammer 14 erfolgen kann, wo es sich mit dem eingesprühten Reagenz und dem Lösungsmittel mischt und deren Verdampfung hervorruft.

Die gasförmige Mischung, die ein Reagenz in dem Eintritts« abschnitt der Verdampfungskammer 14 enthält,, strömt durch den Erhitzer 32, der die Temperatur der Mischung genau einstellt, und tritt in den Austrittsabschnitt der Verdampfungs» kammer 14 ein. Der Erhitzer 32 hat bevorzugt eine große Wärmekapazität im Vergleich zu der Masse der strömenden Gasmischung, so daß dadurcli eine thermische Stabilität sichergestellt ist c Wenn die Mischung zu hsiB ist₈ wird si-s durch dan Yär&aaustauscher 32 gekühlt.

ORIGINAL INSPECTED

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In dem Austrittsabschnitt der Verdampferkammer 14 ist eine Reihe' von Dampfabführungsleitungen 34 vorhanden, die sich nach außen durch die Wand der Verdampfungskammer 14 erstrekken und einige Eintrittsöffnungen in der Nahe ihrer inneren Enden besitzen. Das innere Ende von jeder Dampfabführungsleitung ist bevorzugt von einem Schirm 35 bedeckt„ der etwa vorhandenes kleinteiliges Material, das in die Kammer eintritt oder sich dort formt, abschirmt,, wodurch ein Verstopfen der Dampfabführungsleitungen vermieden wird.

Die Dampfabführungsleitungen 34 sind von Heizungen 36 ummantelt. Die Heizung 36 für die Dampfabführungsleitung hat einen Eintrittshohlraum und einen Rückführungshohlraum, die eine im Kreislauf geführte Wärmeaustauscherflüssigkeit aufnehmen (wie gezeigt). Während des Betriebes wird eine heiße Flüssigkeity wie Ql, durch die Heizung für die Dampfabführungsleitung geführt, um die Temperatur der aus der Verdampfungskammer austretenden Gasmischung zu kontrollieren.

Mit jeder Dampfabführungsleitung 34 ist eine bevorzugt flexib le Kupplung 37 verbunden, die die Verdampfungseinrichtung mit der Dampfverteilungseinrichtung 13 verbindet. Die Dampfverteilungseinrichtung 13 besitzt einen Dampfverteiler 38, der zwei Kanäle 39 hat, die durch eine Trennwand 40 abge-, grenzt sind. Außerdem ist der Dampfverteiler 38 mit einem inneren und äußeren Hohlraum 41 und 42 für Flüssigkeiten zur Temperaturkontrolle versehen«, Während des Betriebes wird eine heiße Flüssigkeit, wie ÖL, durch den inneren und äußeren Hohlraum zur Kontrolle der Temperatur der gasförmigen Mischung, die durch die Dampfkanäle 39 strömt, zirkulieren gelassen» . .

Die Dampfkanäle 39 des DampfVerteilers 38 münden in die Düsen 43ρ die bevorzugt konvergierend sind. Jede Düse wird durch entgegengesetzte Düsenwände 44, die mit dem Verteiler 38 verblenden siad₉ gebildet«, Bevorzugt ist jtdes Düsenwand= •fe©il 44 ®i*fe ©±3ä@m Hohlraum 45 ausgestattet _s durch dsa. ©ine

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heiße Flüssigkeit, wie öl, fließt. Durch die Kontrolle der Temperatur dieser Flüssigkeit kann die durch die Düsen 43 dem Substrat zugeführte gasförmige Beschichtungsmiscnung in ihrer Temperatur genau gesteuert werden. Im allgemeinen wird durch das durch die Hohlräume 45 zirkulierende Öl Wärme entfernt, wodurch ein Verwerfen oder Verziehen der Wandteile 44 vermieden wird.

Diese BeSchichtungsvorrichtung kann in Verbindung mit einer Vielzahl von anderen Verfahren und Substraten verwendet werden, z.B. bei der Papierherstellung, beim Walzen von Metallblechen und dergl. Das Verfahren nach der Erfindung kann dazu verwendet werden, um Substrate in Form von kontinuierlichen Bändern oder eine Serie von diskreten Substraten zu behandeln. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein kontinuierliches Flachglas beschichtet. Das Flachglas kann nach beliebigen Verfahren, z.B. nach dem Colburn-, Fourcault oder Pittsburgh-Pennvernon-Verfahren oder nach dem Floatprozeß, hergestellt sein. Die vorliegende Erfindung kann dazu dienen, um eine Beschichtung auf ein Substrat in vertikaler, horizontaler oder beliebig orientierter Ebene aufzubringen. Dieses ist ein besonders großer Vorteil der Erfindung.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein frisch hergestelltes Floatglasband beschichtet. Die Beschichtung des Bandes kann in einfacher Weise auf einer beliebigen der beiden Hauptoberflächen des Bandes erfolgen. Die anschließende Schilderung bezieht sich auf die Beschichtung der oberen Oberfläche, des Glasbandes.

Anhand der Figuren 2, 3 und 4 und unter Heranziehung auch von Figur 1 wird die Vorrichtung nach der Erfindung in einer bevorzugten Ausführungs- und Anwendungsform in den Zwischenraum zwischen einem Bad zur Herstellung von Floatglas und einem Kühlofen gezeigt und erläutert.

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Ein kontinuierliches Glasband. 11 befindet sich auf einem Band aus geschmolzenem Metall 46, wie z.B. geschmolzenem Zinn. Das geschmolzene Metall befindet sich in einer Badkammer 47» die am Boden₉ an der Seite und oben Wände aus .einem feuerfesten Material besitzt. Diese Wände sind von einer Metallverkleidung 49 umschlossen«,

Das Band 11 wird von dem geschmolzenen Metall 46 am Ausgangsende der Badkammer 47 durch die Hebewalzen 50 abgehoben, die in geeigneter Weise gelagert sind und durch einen üblichen Antriebsmotor angetrieben werden. Die Kohlenklötze 51 sind federbelastet und drücken gegen die Unterseite der rotierenden Walzen 50, um alle Materialien zu entfernen, die gegebenenfalls auf diesen Walzen abgelagert sein können. Die Kohlenklötze 51 sind in einer feuerfesten Verlängerung 52 der Badkammer gelagert» Materialien<, die durch die Kohlenklötze von den Walzen entfernt werden ₉ fallen in die Verlängerung 52 und können leicht intermittierend entfernt werdenο

Das Glasband 11 wird in den Entspannungsofen 53 _v der eine Vielzahl von Entspannungswalzen 54 hat₉ geförderte Zum An= trieb der Walzen 54 werden übliche Antriebsmittel verwendet» Jede Entspannungswalze 54 übt eine Anzugskraft auf das Glas von einer ausreichenden Größe aus_s um das Glas durch den Entspannungsofen zu fördern₉ wo seine Temperatur so kontrolliert wirdj, daß permanente Spannungen des Glases entfernt werden.» Die Walzen 54 stellen einen Teil der Mittel dar, um frischgebildetes Floatglas aus der Floatglaskammer 47 durch eine Verdampfungs-Beschichtungskammer 55 und dann durch den Entspannungs ofen 53 zu führen <,

Die Atmosphäre innerhalb der Badkammer 47 ist reduzierend und enthält Stickstoff und eine kleine Menge an Wasserstoff;, um sicherzustellen ₉ daß die Oxydation des geschmolzenen M@~ talles 46 verhindert wird« Im allgemeinen enthält die Atmos= phäre etwa 90 bis 99 _B 9% Stickstoff- wbe'i der Rest Wasser=

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stoff ist. Die Atmosphäre wird bei einem Druck leicht oberhalb von normalem Atmosphärendruck gehalten, z.B. bei 0,25 bis 1,27 cm Wassersäule, um den Eintritt von Luft in die Badkammer 47 zu verhindern.

Um diese Atmosphäre in der Badkammer 47 aufrechtzuerhalten und den Durchgang des Glasbandes aus der Kammer zu ermöglichen, ist das Ausgangsende der Badkammer mit einer Reihe von Vorhängen 56 ausgerüstet, die hinter dem Glasband herschleifen und dazu dienen, die leicht unter Druck stehende Atmosphäre der Verdampfungs-Beschichtungskammer 55 von derjenigen der Badkammer 47 abzutrennen. Diese Vorhänge 56 bestehen in der Regel aus flexiblem Asbest oder Glasfasermaterial, das das Glas nicht zerkratzt und das Temperaturen dieser Umgebung, d.h. Temperaturen von etwa 540 bis 650° C, widersteht. Weitere Vorhänge aus ähnlichem Material sind am Eingang des Entspannungsofens 53 vorgesehen. Diese Vorhänge dienen zur Abtrennung des Entspannungsofens 53 von der Verdampfungs-Beschichtungskammer 55.

Die Dampfbeschichtungskammer 55 ist mit Vakuumabzügen 58 versehen, die Öffnungen sowohl zwischen der Kammer und der Badkammer als auch dieser Kammer und dem Entspannungsofen haben. Die Vakuumabzüge 58 erstrecken sich vertikal nach oben zu einem Paar von Abführleitungen 59. Sie sind ausreichend im Abstand voneinander angeordnet, um den erforderlichen Raum für die tragenden I-Schienen 60 und die Dampfbeschichtungsvorrichtung mit der Verdampfungseinrichtung 12 und der Dampfverteilungseinrichtung 13 und der dazugehörigen Ausrüstung zu lassen. Die Vakuumabzüge 58 v/erden beweglich von den I-Schienen 60 über die Räder 6l_s die auf den I-Schie» nen ruhen, getragen. Die .!-Schienen sind transversal zum Weg des sich von der Badkammer 47 zum Entspannungsöfen 53 bewegenden Glasbandes angeordnet. Die Vakuumabzüge werden im Abstand durch die Verbindungsklammer 62 gehalten. Die Abführleitungen 59 sind auf Bügeln 63 montiert, auf denen Räder 64 montiert sind, die auf der Fahrschiene 65 eines"tragenden

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Deckenbalkens 66 ruhen. Die gesamte Vakuumabzugsanordnung aus den Vakuumabzügen 58 und den Abführleitungen 59 kann transversal zum V7eg des Glasbandes 11 bewegt werden, um sie zur Instandhaltung und Reparatur vollständig von dem Floatglasband entfernen zu können. Diese Entfernung erfolgt dadurch, daß die Anordnung entlang der Balken 60 und 66 mit Hilfe der tragenden Räder. 61 und 64 bewegt wird.

Die Verdampfungs-Beschichtungseinrichtung wird im Inneren der Verdampfungs-Beschichtungskammer 55 von den I-Schienen 60 mit Hilfe des Tragebügels 67 getragen. Auf dem Tragebügel·· 67 sind die Räder 68 für das Tragen des Verdampfungs-Beschichters montiert. Die Räder 68 ruhen auf I-Schienen,-von denen eine eine Spur 69 besitzt. Die Gestalt der Spur 69 und des entsprechenden Tragerades 68, das damit zum Singriff kommt, ist so ausgebildet, daß dadurch eine seitliche Bewegung der Anordnung hinsichtlich der Spur und der I-Schienen verhindert wird.

Die Verdampfungs-Beschichtungseinrichtung enthält zusätzlich zu der Verdampf ungseinrichtung 12 und der Dampfverteilungseinrichtung 13 mechanische Bauteile zum Tragen dieser funktionellen Elemente. Diese mechanischen Bauteile schließen einen Motor 70 und Verschiebeeinrichtungen 71 zum Heben oder Senken der Anordnung ein, wobei durch diese Verschiebeeinrichtung die Anordnung näher oder weiter von dem zu beschichtenden Substrat gebracht werden kann.

An dem Tragebügel 67 hängen die Querarme 72 des Dampfbeschichters. An den Querarmen 72 sind ein Motorträger 73 und ein Träger "Jk für die Verschiebeeinrichtung 71 montiert. Auf dem Träger 73 ist der Motor 70 montiert, der bevorzugt ein Gleichstrommotor mit variabler Geschwindigkeit ist. Verbunden mit diesem Motor 70 ist eine Antriebswelle 75, die ihrerseits noch mit den Verschiebeeinrichtungen 71 verbunden ist. Jede Verschiebeeinrichtung 71 besitzt ain geeignetes ₉ um einen Sehraubschaft vertikal b®wegezi su können=

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Die Schraubenschäfte 76 stehen mit der Antriebswelle 75 über die Verschiebeeinrichtung 71 durch .ein Getriebe in Verbindung. Durch Bewegen der Antriebswelle 75 durch den Motor 70 werden die Schraubenschäfte 76 vertikal bewegt, um den Verdampfungs-Beschichter zu heben oder zu senken. An den Schraubenschäften 76 befinden sich Bügel 77. An diesen Bügeln 77 hängen Trägerarme 78, die in Verbindung mit den Querblechen. 79 stehen.

Auf den Querplatten 79 ist ein Wiegenträger 80, der mit der Verdampfungskammer 14 durch Schrauben oder in anderer Weise verbunden ist, montiert.

Wie bereits festgestellt wurde, sieht die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, daß ein Trägergas, insbesondere Luft, der Verdampfungskammer 14 zugeführt wird, wo es mit der zerstäubten Beschichtungszusammensetzung, die aus den Düsen 19 versprüht wird, gemischt wird, um die Verdampfungsgeschwindigkeit des BeSchichtungsmaterials zu vergrößern. Die Mischung wird dann durch den Erhitzer 32 geführt, um sie weiter zu erwärmen und schließlich mit dem zu beschichtenden Substrat in Berührung gebracht. Das Trägergas wird dem Verdampfer aus der Verteilereinrichtung 26, die bevorzugt von auf Befestigungsarmen montierten Rohren gebildet wird, zugeführt. Eine flexible Leitung 28 ist mit der Verteilereinrichtung 26 des Trägergases verbunden. Über die flexiblen Rohre 28, die mit der Verteilereinrichtung 26 verbunden sind, gelangt das Trägergas über die Heizelemente 29 durch die Wand der Verdampfungskammer 14 in den Raum, der durch die Verteilerplatten 33 und die Wand der Verdampfungskammer gebildet wird. Den Vorheizer 29 wird durch ein elektrisches Kabel 81, das durch eine tragende Verteilungsleitung 82, die auf Befestigungsarmen 27 und 83 montiert ist, Strom zugeleitet,

Die Baumerkmale der zur Zeit bevorzugten Vorrichtung sind in Figuren 2, 3 und 4 dargestellt. Dämpfe der nicht umgesetzten oder überschüssigen Beschichtungszusammensetzung und das

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durch die Düsen 43 gegen das Substrat abgegebene Trägergas füllen die Verdampfungs-Beschichtungskammer 55 und werden über den Vakuumabzug 55 entfernt. Um den Aufbau von Ablagerungen auf unregelmäßigen Oberflächen, die zur Bildung von Flocken und zum Herabfallen solcher Ablagerungen auf das Substrat 11 führen können, zu verhindern, ist die Verdampfungs-Beschichtungseinrichtung mit einem Gehäuse 84 versehen. Das Gehäuse des Verdampfungs~Beschichters kann mit verstärkenden Platten 85 ausgestattet sein« Es ist mit der Beschichtungseinrichtung über die Querbleche 79 verbunden. Die Querbleche 79 sind ihrerseits mit den Trägereinrichtungen 78 und außerdem mit dem Wiegenträger 80 verbunden. Wie bereits festgestellt wurde, ist auch die Verdampfungskammer 14 mit dem Wiegenträger 80 verbunden« Die Querplatten 79 sind mit Zutrittsöffnungen 86 versehen» Der Raum zwischen dem Gehäuse des Verdampfungs-Beschichters und der Verteilereinrichtung 38 ist bevorzugt mit einer thermischen Isolierung 87» wie Mineralwolle ₉ Asbest und dergl_os ausgefüllt»

Wie in Figur 3 gezeigt wird_s kann die Konstruktion der Einrichtung für die Verdampfungsbeschichtung nach dem Baukastenprinzip erfolgen, um die gesamte Weite des üblicherweise hergestellten Glasbandes zu erfassen₀ Die Konstruktion nach dem Baukastenprinzip ist wegen der Erleichterung der Instandhaltung und Reparatur bevorzugt« Es werden dabei einzelne Verdampfungskammern 14 und die dazu gehörende Ausrüstung untereinander verbunden«, so daß eine Anordnung entsteht j, die die gesamte Breite des zu beschichtenden Substrates erfaßt«

Während der Verdampfer 14 nach dem Baukastenprinzip aufgebaut sein kann_s sind der Dampfverteiler 38 und die Dampfdüsen 43 bevorzugt einzelne Einheiten«, Dadurch werden die Dämpfe gleichförmig über die gesamte Breite des zu beschichtenden Substrates verteilt«,

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.Bei der weiteren Erläuterung der Einzelheiten des Dampfverteilers und der Dampfdüsen wird auf die Figuren 5 und 6 Bezug genommen.

Die Dämpfe werden über das Substrat mit Hilfe des Dampfverteilers 38 gleichförmig verteilt. Die Struktur eines besonders bevorzugten Dampfverteilers (plenum) 38 und einer besonders bevorzugten Düsenkombination A3 ist in den vergrößerten Ansichten 5 und 6 gezeigt. Die Querlänge des Verteilers 38, die die Weite des zu beschichtenden Glasbandes überbrückt, ist viel größer als die Weite des Verteilers. Um zum Beispiel ein Glasband von einer Breite von etwa 3 m zu beschichten, wird ein Verteiler mit einer Länge d gemäß Figur 6 von ebenfalls etwa 3 m verwendet. Im allgemeinen hat der Verteiler eine Breite von 30 cm oder weniger.

Der Dampfverteiler 38 besitzt eine Vielzahl von Dampfkanälen, die länglich und an ihrem Austrittsende voneinander getrennt sind, aber in einem gemeinsamen Kanal bei ihrem Eintritt münden. Die Vielzahl der Kupplungen 37, die die Dämpfe vom Verdampfer 14 zum Verteiler 38 bringen, sind mit dem Verteiler 38 entlang diesem gemeinsamen Eingangskanal verbunden.

Jeder Dampfkanal 39 ist bevorzugt mit mindestens zwei entgegengesetzten Kurven ausgebildet, so daß der Dampf bei seinem Weg durch einen solchen Kanal die Richtung mindestens •zweimal ändern muß. Dadurch wird die Gleichmäßigkeit der Dampf verteilung entlang des Weges durch den Kanal erhöht. Es können zwar auch Ablenkeinrichtungen in den Kanal eingebaut werden, um das Strömen des Dampfes noch weiter zu durchbrechen und dadurch die Gleichförmigkeit des Dampfes zu erhöhen, es werden im allgemeinen einfache Kanäle mit Kurven und ohne andere Umlenkeinrichtungen bevorzugt. Bei den bevorzugten Kanälen sind keine stagnierenden Bereiche und keine hervorragenden Körper vorhanden, die wirbelartige Ströme von nennenswerter Größe verursachen.

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Die Dampfkariäle 39 werden von den Hohlräumen 41 und 42 umgeben, durch die eine Heiz- oder Kühlflüssigkeit geführt wird. Diese Kammern 41 und 42 erstrecken sich entlang dem Dampfverteiler 38 und sind mit einer nicht gezeigten Quelle für die Heiz- oder Kühlflüssigkeit verbunden. Als derartige Flüssigkeit wird bevorzugt heißes Öl verwendet.

Mit dem Dampfverteiler 38 sind die Wandteile 44 verbunden, . die die Düse 43 bilden, die ihrerseits die verdampfte Beschichtungszusammensetzung und das Trägergas gegen das zu überziehende Substrat 11 lenkt. Die Düsen 43 sind, wie aus Figur 6 hervorgeht, länglich und erscheinen bei ebener Ansicht als Schlitze oder Spalten. Der Querschnitt der Düsenöffnungen zeigt in einer parallelen Ansicht zu der Längendimension e des Schlitzes, daß die bevorzugten Düsen sich beträchtlich von ihrem Eintritt zu ihrem Austritt verengen. Die Verengung von jedem Schlitz ist derartig, daß der Dampf, der durch den Schlitz hindurchgeht, kontinuierlich entlang seines Weges durch den Schlitz beschleunigt wird. In dieser Weise werden die Grenz- oder Randschichten der Dämpfe in Nachbarschaft zu der Schlitzwand auf ein Minimum reduziert und der Umfang bzw, die Peripherie des Schlitzes wird gleichmäßig von dem Dampf befeuchtet, so daß die austretenden Dämpfe gleichförmig gegen das Substrat geführt bzw. gelenkt werden. Die Düsen können durch ein Verengungsverhältnis charakterisiert werden, das das Verhältnis der Eintrittsfläche zu der Austrittsfläche ist oder in den Figuren 5 und 6 das Verhältnis von c zu a ist. Die bevorzugten Strömungsbedingungen, für die Erzielung einer guten und gleichförmigen Beschichtung werden anschließend angegeben_s und die genannten Bedingungen werden als Bedingungen beim Austrittende d©r Düsen definiert.

Die kleinere Dimension von jedem Düseneingang_f die mit "a" in Figur 5 bezeichnet wird, bestimmt-den Abstand "b" zwischen dem Düsenaustritt und dem Substrat. Bevorzugt liegt das Verhältnis von b:ä bei 0,75.bis 10. Am meisten bevorzugt ist ein Verhältnis von bsa von 1,25 bis 5. Innerhalb des für das

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Verhältnis b:a am meisten "bevorzugten Bereiches ist die Beschichtungsgeschwindigkeit wesentlich größer als bei näheren oder größeren Abständen zwischen Düse und Substrat.

Jeder Dampfkanal 39 hat bevorzugt ein Volumen von mindestens dem volumetrischen Durchlaß des Kanals von etwa 6 Minuten. Dadurch, daß die Dampfkanäle eine solche Kapazität besitzen, dienen sie als Beruhigungsabschnitte, um Unterschiede aus den verschiedenen Strömen,.die aus den flexiblen Kupplungen 37 austreten, auszugleichen. Wie bereits ausgeführt wurde, werden in den Kanälen 39 die Dämpfe bevorzugt umgelenkt, um die Dämpfe entlang der Länge des Verteilers 38 gleichmäßig zu machen. Die Konfiguration und die Größe der Dampf kanal e 39 sind so ausgestaltet, daß sie mit der Größe der Düsen im Einklang stehen. Wenn das Verengungsverhältnis der Düse vergrößert wird, insbesondere oberhalb etwa 5 bis 6, kann die Kapazität oder das Volumen der Dampfkanäle 39 ohne nachteilige Wirkung verkleinert werden.

Jede Düse 43 wird von zwei Teilen 44 gebildet, die beide eine gebogene Front haben und sich mit den gebogenen Fronten des Verteilers in Gegenüberstellung befinden. Jedes dieser Teile kann mit einem Kanal 45 für eine Flüssigkeit, wie heißes Öl, ausgerüstet sein, um die Temperatur der Dämpfe und des Gases zu kontrollieren. Bevorzugt wird heißes Öl durch die parallelen Kanäle 45 und dann durch die Kanäle 41 und 42 geleitet. Man kann die Temperatur messen, mit der das Öl den Düsen zu- und abgeführt wird, und die aus selchen Messungen ermittelte Temperatur ist die Düsentemperatur, die zur Definition der Dampfströmungsbedingungen an jeder Düse dient. Die gebogenen Oberflächen des Strömungsbereichs der Düsen sind glatt bearbeitet, um Unebenheiten zu vermeiden, die lokale Störungen in dem Strömen des Dampfes und des Gases hervorrufen würden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Düsenteile aus bearbeitetem Stahl oder einem anderen geeigneten Metall,

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und die gebogenen inneren Oberflächen sind mit einem leicht bearbeitbaren Metall, wie mit Gold oder einem anderen Metall, plattiert. Ein Metallüberzug von mindestens etwa 1,6 Mikron (64 microinches) und bevorzugt etwa 0,41 Mikron (16 microinches) ist ausreichend. Wenn das Verengungsverhältnis ausreichend groß ist, kann der Metallfinish weniger glatt sein, ohne daß nachteilige Effekte auftreten.

Die Krümmung des' Düseninneren ist derartig, daß der Radius der Krümmung am geringsten beim Eintritt und am größten (dem Unendlichen sich nähernd) beim Austritt ist. In einer am meisten bevorzugten Ausführungsform nimmt der Radius der Krümmung gleichförmig (monotonically) und bevorzugt konstant als eine Funktion der Entfernung.von dem Eintritt zu dem Austritt der Düse zu. Um den Bau der Vorrichtung zu erleichtern, werden die Düsenteile 44 auf bestimmte verschiedene Radien in verschiedenen Bereichen entlang der Weglänge der Düsen bearbeitet. Jeder Bereich wird dann geglättet und mit dem nächsten Bereich in Einklang gebracht.

Die Austrittskanten der Düsenteile sind bevorzugt scharfe, gut definierte Ecken, so daß die dem Substrat gegenüberliegenden Abschnitte der Düsenteile nicht durch die austretenden Dämpfe und Gase befeuchtet werden. Die dem Substrat gegenüberliegenden Kanten von jedem Düsenglied 44 sollten einen Winkel von etwa 90° hinsichtlich der Stirnfläche des Teiles haben und bevorzugt etwa 87°, so daß die Kante einen Winkel von etwa 3° weg nach oben von dem Düsenaustritt unter Bezugnahme auf die Ebene des Substrates hat«

Bei der Durchführung der Erfindung werden die Strömungsbedingungen an jedem Düsenaustritt definiert. Unter Bezugnahme auf Figur 5 werden die folgenden Parameter in Betracht gezogens Die charakteristische Länge für die Bestimmung der Reyno"Ids zahl für die Dampfabgabe ist der hydraulische Durchmesser der Düse, der als das Vierfache des Düsenquerschnittes, geteilt durch den befeuchteten Umfang (wetted perimeter)

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der Düsenöffnung nach folgender Gleichung definiert ist:

4ae

D =

2(a+e)

Da a wesentlich kleiner als e ist, nähert sich der hydraulische Durchmesser 2a. Die Temperatur der strömenden Dampf-Gasmischung wird als die mittlere Öltemperatur über die Düse bestimmt aus der Messung der Eintritts- und der Austrittstemperatur des zirkulierenden Öls. Die Dichte und die Viskosität der Dampf-Gasmischung werden als die Dichte und Viskosität· der Mischung bei Düsentemperatur und beim Druck der Verdampfungskammer bestimmt. Im allgemeinen sind die Eigenschaften des Trägergases bei dieser Temperatur und diesem Druck befriedigend. Die Strömungsgeschwindigkeit wird bestimmt aus der Massenströmung des Verdampfers, geteilt durch die Dichte der Mischung, wie angegeben, und ferner geteilt durch die Gesamtfläche der Düsenaustrittsöffnungen (Anzahl der Düsen multipliziert mit [a · ej )·

In den folgenden Beispielen wird die Erfindung noch näher unter Verwendung von Düsen nach der Erfindung bei verschiedenen Reynoldszahlen und verschiedenen Düsen-zu-Substrat Abständen erläutert.

Beispiel 1

Es wird eine experimentelle Vorrichtung mit einer einzigen Düse verwendet, die derjenigen gleicht, die in der Beschreibung charakterisiert wurde. Die Düse hatte folgende Merkmale: ■

Das Verengungsverhältnis der Düse beträgt nahezu 6. Unter Bezugnahme auf die Figuren 5 und 6 verteilen sich die größer® Dimension e der Düse vom Düseneintritt zum Düsenaustritt ebenso wie die kleinere Dimension von a beim Düseneintritt zu c beim Düsenaustritt. Das Verengungsverhältnis ist infol» ge-dessen das Verhältnis der Querschnitte ¥©a Düseneintritt mi Dlissnaustritt ο Der hydraulische Durchmesser wird in der

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folgenden Tabelle für verschiedene Punkte entlang der Düsenlänge angegeben.

Düsenlänge	Längere Dimen	Kleinere Dirnen-	0 9 7 3	Hydraulischer
	sion (e)	sion(c bis a)	Durchmesser
Eintritt O mm	386,0 mm	G = 38,6 mm	70 mm
1	385,9	38,5	70
2	385,8	■'38, k	70
3	385,5	38,1	69
4	385,1	37,7	69
5	384,6	37,3	68
6	384,0	36,7	67
7	383,3	36,1	66
8 '	382,5	35,5	65
9	381,6	34,8	64
10	380,6	34,0	62
15	374,3	3O₈I	56
20	366,1	26,5'	■ 49
25	356,7	23,4	44
30	346,6	20,9	39
35	336,1	18,8	36
40	325,8	i 17_S2	33
45*	315,9	15,8	30
50	306,5	14,7	28
55	297,9	13,8	26
60	290,0	13,0.	25
65	282,9	12,4	24
70	276,6	Ilp9	23
75	271,1	11,5	22
80	266,3	11,1	21.
85	262,2	10,8	21
90	258,7	10,6	20
95	255*9	10,4	20
100	253,7	10,2	20
110	250,9	■10,1-'	19
120	250^0	1O₅Q	19
130	25O₉O	10,0 -	19
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Die Vorrichtung hat ein durch einen Motor angetriebenes Gebläse, das 3000 Liter/Minute Gas liefert. Eine 5 Kilowatt-Heizschlange ist stromabwärts von dem Gebläse in der Leitung, durch die das Gas von dem Gebläse zur Düse strömt, angeordnet. Ein Thermoelement befindet sich in der Wand der Leitung, unmittelbar aufwärts von der Düse, und dieses Thermoelement ist mit einem Temperaturregler verbunden und kontrolliert die Energie für die Heizschlange. Ein Substratträger ist entgegengesetzt der Düsenöffnung angeordnet. Der Substratträger ist mit Mitteln für das Erhitzen des Substrates ausgerüstet, und zur Überwachung der Temperatur des Substrates ist eine Serie von Thermoelementen vorgesehen. Der Träger ist so ausgebildet, daß er ein flaches Substrat in einer Ebene hält, die senkrecht zu einer durch das Zentrum der Düse entlang der Achse der abgegebenen Gasströmung definierten Ebene ist.

Ein optisches Interferometer (MACH-ZEHNDER) ist in der Nachbarschaft der experimentellen Vorrichtung angeordnet. Das Interferometer nimmt eine derartige Stellung ein, daß der Mittelpunkt seiner Sichtlinie sich in der Ebene befindet, die durch die Achse der Gasströmung definiert ist und parallel zu der Ebene eines Substrats ist. Das Interferometer verwendet zwei monochromatische Lichtstrahlen, die beide eine Wellenlänge von 546 Nanometer (Quecksilberbogenlampe mit engem Grünbandfilter) haben. Da erwartet wird, daß die zu untersuchenden Strömungen einen beachtlichen Temperaturgradienten haben, wird ein rotierendes Spiegelsystem in dem Interferometer verwendet. Es wird eine Rotationsgeschwindigkeit für 200 Interferenzfolgen verwendet. Die optische Interferenz wird unter Verwendung einer Kamera registriert, und. die erhaltenen Photographien zeigen die Temperaturprofile durch einen Vergleich der Streifenverschiebungen in Form von Streifenweiten in Übereinstimmung mit den gut bekannten Prinzipien der Interferometrie. Wie aus der Gladät-one-Bäle-Bezieliung hervorgeht, zeigt eine Verschiebung :γ-ϊϊ. η g^reiffinrJösiisa (fringe spaces) eins Temperatiardiffe™

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renz von η · Δ O an, wobei <C\ O die Differenz zwischen der örtlichen Temperatur des Streifens und der Bezugstemperatur Op ists die die Haupttemperatur des Trägergases unter ruhenden Bedingungen ist.

Die Vorrichtung wurde zuerst mit einem Abstand von Düse-zuSubstrat von zweimal der Düsenweite (einmal der hydraulische Durchmesser) betrieben» Es wurde erwärmte Luft bei verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten, die durch die Reynoldszahl von 900j 150O₉ 2000, 2500, 4000 und 5000 charakterisiert sind, abgegeben.

Das erwämte Gas (Luft)_s das gegen das Substrat gelenkt wird, muß in der Nachbarschaft des Substrats eine Wendung von 90° machen. Der Beginn dieser Wendung wird aus den Interferogrammen (den Photographien des interferierten Lichtes) als bei etwa dem 0₉8-=fachen der Düsenweite (a) oberhalb des Substrates liegend., festgestellte Bei Reynolszahlen von 2500 und höher wird eine ausgeprägte scharfe Randschicht von einheitlicher Dichte in Nachbarschaft des Substrates beobachtet. Dies ist charakteristisch für gleichförmige und wirksame Ablagerungsbedingungenο Ebenfalls bei und oberhalb von Reynoldszahlen von 2500 wird beobachtet, daß die Weite des effektiven Strömungskontaktes mit dem Substrat wesentlich größer als die Düsenweite ist, so daß die Beschichtungsreagenzien wirksam über der Substratoberfläche verteilt werden.

Wenn die Versuche mit Substrattemperaturen zwischen etwa 500 bis etwa 550° C wiederholt werden, ergeben sich keine nennenswerten Änderungen bei Variation der Substrattemperatur.

Die Versuche werden unter Änderung des Düsen-zu-Substrat Abstandes variiert« Dabei werden Verhältnisse von bsa =s 4„. bsa == 2 und bsa = 1 untersuchte

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Für ein Verhältnis von 4 zeigen die Interferogramme Gasdichteverteilungen mit einem ausreichend breiten gleichförmigen Bereich 'in der Nähe des Substrats für eine gleichförmige Beschichtung bei einer Reynoldszahl von 5000. Bei niedrigeren Reynoldszahlen wird dieser Bereich verkleinert und unterhalb einer Reynoldszahl von etwa 2500 deutet die Gasdichteverteilung an, daß wahrscheinlich nicht gleichförmige Beschichtungen erhalten werden. ,,

Für ein Abstandsverhältnis von 2 zeigen die Interferogramme Gasdichteverteilungen an, die ein Divergieren der Gasströmung in einen einheitlichen Beschichtungsbereich, beginnend bei dem etwa 0,67-fachen der Düsenweite, oberhalb des Substrates erkennen lassen. Bei diesem Abstandsverhältnis sind Strömungsoszillationen, die bei einem größeren Abstandsverhältnis auftraten, abwesend, und die Strömung und die Dichte bleiben hinsichtlich der Zeit gleichförmig. Auch bei Reynoldszahlen unterhalb von 2500 wird ein kleiner gleichförmiger Beschichtungsbereich beobachtet und bei einer Reynoldszahl oberhalb von 2500 übertrifft die Breite des Bereichs die Weite der' Düse, und bei einer Reynoldszahl von 5000 ist die Weite dieses Bereichs etwa das Zweifache der Düsenweite.

Bei einem Abstandsverhältnis von 1 zeigen die Interferogramme Gasdichten mit scharf sich wendenden Strömungen an, wodurch Bereiche von unterschiedlichem Druck erzeugt werden. Dadurch besteht die Neigung, die Wirkung der Abgabeströmung zu zerstören und nur mit höheren Reynoldszahlen innerhalb, des bevorzugten Bereichs wird ein gleichförmiger Beschichtungsbereich erzielt, der aber auf etwa die Weite der Düse beschränkt ist.

Eine weitere Erniedrigung des Abstandsverhältnisses erfordert höhere Reynoldszahlen. Ungeachtet jeder "a priori" Überlegung, daß Verbesserungen durch näheres Heranbringen der Düse an das Substrat erreicht werden könnten, wurde gefunden, daß die erwartete bessere Berührung des Substrats durch die beobachteten ungleichförmigen Bedingungen wettgemacht wird. 409827/0973

In diesem Beispiel wird in erster Linie die Bedeutung der Reynoldszahl und des Düsen-zu-Substrat Verhältnisses für die Beschichtung aus der Dampfphase erläutert, insofern als diese von den Änderungen der Gasdichte und anderen Bedingungen in der Nachbarschaft des Substrats abhängen. In den folgenden Beispielen werden verschiedene andere Ausführungsformen der Erfindung erläutert.

Beispiel 2

Die Versuche von Beispiel 1 werden unter Verwendung einer Düse mit einem einfachen, flachrandigen Schlitz (simple flat walled slot) von dem gleichen Eintritts- und Austrittsquerschnitt wie die Düse nach der Erfindung anstelle der Düse nach der Erfindung durchgeführt„ Bei allen Reynoldszahlen und Abständen sind die Strömungsbedingungen in Nähe des Substrats unregelmäßiger als in dem Beispiel 1,.

Beispiel 3

In diesem Beispiel wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erläutert. Die vorstehend beschriebene Beschichtungsvorrichtung wird quer über einem Floatglasband zwischen dem Floatglasbad und einem Entspannungsofen angeordnet.

Die Düse ist auf vier Radien über eine Düsenlänge von 6,03 ein bearbeitet. Die Düseneintrittsweite c beträgt 12,1 cm und die Düsenaustrittsweite a 0_sl6 cm„ Die Radien der Düse sind wie folgts Bereich I 7,0 cm_s Bereich II 2₉1 cm_s Bereich III 27?9 cm und Bereich IV unendlich» d.h* flache Oberflächen«,

Ein kontinuierliches Band von klarem Glas von einer Breite von etwa 3 m und einer Dicke von etwa 0_p64 cm wird unterhalb der Beschickungseinrichtung mit einer linearen Geschwindigkeit von etwa 635 cm/Minute bewegt. Das Glas ist ein übliches Soda-Kalk-Siliciumdioxidglas mit einer Durchlässigkeit des sichtbaren Lichts von etwa

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Es wird eine Beschichtungslösung hergestellt, die pro Liter folgende Bestandteile enthält:

Eisenacetylacetonat 135,0 g

Chromacetylacetonat 39,6 g

Kobaltacetylacetonat 14,5 g

Methylenchlorid 1 Liter

Die Beschichtungslösung wird durch die Leitung 17 mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,76 Liter/Minute bei einem Druck von etwa 0,70 atm. abs. und einer Temperatur von etwa 120° C angefördert. Die Zerstäubungsluft wird durch die Gasleitung 23 bei einem Druck von etwa 0,35 atm. abs. und einer Temperatur von etwa 21° C angefördert.

Die Trägerluft wird durch die Verteilereinrichtung 26 bei einem Druck von 2,7 atm. abs. mit einer Geschwindigkeit von etwa 170 ¹¹SCFM" gefördert. In dem Vorheizer 29 wird die Trägerluft auf etwa 260° C erwärmt und der Verdampfungskammer 14 mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,5 bis 3,0 durch die Gasverteilungsplatten 33 zugeführt. Die Eigenwärme der-Luft ist ausreichend, um die Beschichtungslösung zu verdampfen und der erhaltenen Mischung aus Luft und den Dämpfen eine Temperatur im Bereich von etwa 204 bis 216° C zu geben.

Allen Erhitzern wird heißes Öl von einer Temperatur von etwa 210 C zugeleitet. Die die Verdampfungskammer 14 verlassende BeSchichtungsmischung, die durch den Verteiler 38 und die Düsen 43 geht, hat infolgedessen eine stabilisierte Temperatur von etwa 210° C. Die Glastemperatur unter den Düsen liegt bei etwa 565° C.

Das Verhältnis von Düse zu Abstand von dem Substrat ist b:a = 2. Diese Bedinglangen führen zu einer Strömung am Düsenausgang mit einer Reynoldszahl von 5000. Die Reynoldszahl stützt sich auf die Viskosität der Luft bei 210° C und die Dichte der Luft-Methylenchloridmischung bei 210° C und auf einen Druck von einer Atmosphäre. Die Masse der Strömung ist direkt bekannt von der Zufuhr zu dem Verdampfer.

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Die Vorrichtung wird, für einen Zeitraum von 20 Minuten be-

trieben, um etwa 18,6 m Glas zu beschichten. Die erhaltene Beschichtung des Glases ist gleichförmig., das beschichtete Glas besitzt eine mittlere Durchlässigkeit des sichtbaren Lichtes von hO%, wobei Schwankungen bei weniger als ί 2% liegen, ausgenommen die extremen Rahdkanten des Glases, die außerhalb der Hauptdimension der Düsen liegen.

Die Beschichtung ist gleichförmiger und besitzt eine feinere Körnung als Beschichtungen, die unter Verwendung von Sprühverfahren bei Benützung des gleichen BeSchichtungsmaterials erhalten werden.

Beispiel 4

Die Arbeitsweise von Beispiel 3 wird einige Male wiederholt, mit der Ausnahme, daß Jedesmal ein Verfahrensparameter geändert wird, um seinen Einfluß auf die erhaltene Beschichtung zu ermitteln.

Das Verfahren wird zuerst bei einer Austrittsströmung mit einer Reynoldszahl von 2500 wiederholt. Die erhaltene Beschichtung besitzt eine ausgezeichnete Qualität, wie bei Beispiel 3*· obwohl die mittlere Durchlässigkeit des sichtbaren Lichts 50% beträgt, woraus hervorgeht, daß eine geringere Beschichtungs- oder Ablagerungseffizienz als bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erreicht wurde.

Dann wird das Verfahren mit einer Austrittsströmung mit einer Reynoldszahl von 2000 wiederholt. Die erhaltene Beschichtung ist dünner und weniger gleichförmig als bei Beispiel 1. Die mittlere Durchlässigkeit des sichtbaren Lichtes beträgt 60% mit einer Schwankung von - 5%» Derartige Schwankungen sind für Anwendungen im Bauwesen nicht zulässige

In einem weiteren Versuch wird das Verfahren mit einer Austrittsströmung mit einer Reynoldszahl von 7000 wiederholt*

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Die erhaltene Beschichtung- besitzt eine ausgezeichnete Qualität, wie bei Beispiel 1.

Schließlich werden zwei Versuche mit Austrittsströmungen mit einer Reynoldszahl von 5OOO gemacht. Bei einem Versuch ist das Verhältnis von Düse-zu-Substrat Abstand das 0,9-fache der Düsenweite und bei dem anderen ist der Abstand das Fünffache der Düsenweite. Die erhaltenen Beschichtungen ergeben Produkte mit einer Lichtdurchlässigkeit von weniger als 50%, doch liegen die Schwankungen in jedem Fall bei etwa - 3%, woraus hervorgeht, daß es sich hierbei um Grenzqualitäten für zahlreiche Anwendungen im Bauwesen handelt. Bei dem Versuch, bei dem das .Abstandsverhältnis 0,9 beträgt, hat die Beschichtung ein grobes Korn, das sich demjenigen nähert, wie es bei der Sprühauf tragung bei ähnlichen Beschichtungen auftritt.

Beispiel 5

Die Versuche von Beispiel 3 werden wiederholt mit der Ausnahme, daß die Düse nach der Erfindung durch eine Düse mit einem flachrandigen Schlitz ersetzt wird, wobei diese Düse die gleichen Eintritts- und Austrittsquerschnitte hat wie die Düse von Beispiel 3. Die erhaltenen Überzüge sind viel dünner als diejenigen von Beispiel 3. Außerdem besitzen die so überzogenen Gläser eine unregelmäßige Lichtdurchlässigkeit, was sich mit dem Auge feststellen läßt.

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Claims

Patentansprüche;

Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung auf ein Sub- ■ strat durch Führen einer Gasmischung, die mindestens ein Beschichtungsreagenz enthält, durch eine Düse gegen ein Substrat, gekennzeichnet durch folgende Maßnahmen:

a) Verdampfen des Beschichtungsreagenz¹ und Mischen seiner Dämpfe mit einem Trägergas unter Bildung einer gasförmigen Mischung und

b) Führen dieser Mischung durch eine Düse bei einer Reynoldszahl von mindestens etwa 2500 beim Düsenaustritt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmige Mischung

a) Dämpfe einer reaktionsfähigen Metallverbindung und

b) ein Trägergas enthält, das mindestens ein Reagenz, das mit der Metallverbindung unter den Bedingungen in Nachbarschaft des Substrates reagiert, enthält.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Düse geführte gasförmige Mischung im wesentlichen alle inneren Oberflächen der Düse benetzt, wobei die Oberflächen der Düse in Gegenüberstellung zu dem Substrat, das durch die gasförmige Mischung im wesentlichen nicht benetzt wird, gehalten wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmige Mischung durch die Düse mit einer Reynoldszahl von mindestens etwa 5000 am Düsenausgang geführt wird..

5ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Düse strömende gasförmige Mischung eine wesentlich größere lineare Geschwindigkeit beim Austritt der Düse gegenüber dem Substrat als beim Eintritt In die Düse hat.

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6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichne t, daß die gasförmige Mischung aus der Düse in einem Abstand von dem Substrat von mindestens dem 0,5-fachen der kleineren Dimension des Düsenaustritts ausströmt, bevor sie auf das Substrat aufprallt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ■ die gasförmige Mischung aus der Düse in einem Abstand von dem Substrat von etwa dem 1,25- bis etwa 5-fachen der kleineren Dimension des Düsenaustritts ausströmt, bevor sie auf das Substrat aufprallt.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmige Mischung durch die Düse mit einer Reynoldszahl von mindestens etwa 5000 am Düsenaustritt geführt wird.

9· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Gasmischung am Düsenaustritt diejenige übertrifft, bei der die gasförmige Mischung an dem Beschichtungsreagenz gesättigt ist, wobei diese Temperatur aber niedriger ist als diejenige, bei der das Beschichtungsreagenz unter Bildung einer Beschichtung reagiert.

10. Vorrichtung zum Aufbringen einer Beschichtung auf ein Substrat durch Führung einer Gasmischung, die mindestens ein Beschichtungsreagenz enthält, gegen ein Substrat, gekennzeichnet durch

a) Mittel (12) zum Mischen eines verdampften Beschichtungsreagenz¹ mit einem Trägergas,

b) Mittel (13) zum Führen der erhaltenen gasförmigen Mischung zu einer Düse (4-3) und

c) eine Düse (43) mit solchen Eintritts- und Austrittsflächen, daß die zugeführte gasförmige Mischung von der Düse mit einer Strömung mit einer Reynoldszahl mindestens 2500 abgegeben wird.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (43) länglich gestaltet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (43) konvergierend ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch ·· gekennzeichnet, daß die Düse länglich gestaltet ist und daß die Vorrichtung außerdem Mittel besitzt, um ein Substrat in Gegenüberstellung zu dem Düsenaustritt in einer Richtung im wesentlichen quer zu der größeren Dimension der länglichen Düse zu bewegen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Düse (43), die in Nachbarschaft der inneren Flächen der Düse bei ihrem Austritt liegen, einen Winkel von weniger als etwa 90° mit den anliegenden inneren Flächen bilden.

15« Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel etwa 87° beträgt.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zum Tragen des Substrats (11) in Gegenüberstellung zu der Düse (43) besitzt und Mittel zum Anordnen des. Austritts der Düse von der gegenüberliegenden Oberfläche des Substrates in einer Entfernung von mindestens dem 0,5-fachen der kleineren Dimension des Düsenaustritts.

17* Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung vom Düsenaustritt zu der gegenüberliegenden Oberfläche des Substrates das etwa 1,25- bis etwa 5-fache der kleineren Dimension des Düsenaustritts beträgt=

18. Vorrichtung zum Aufbringen einer Beschichtung auf ein Substrat durch Führen einer Gasmischung _s die mindestens ein

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Beschichtungsreagenz enthält gegen ein Substrat, gekennzeichnet durch Mittel zur Zuführung einer gasförmigen Mischung, die mindestens ein Beschichtungsreagenz enthält, zu einer Düse, eine Düse (43) und Mittel zum Tragen eines Substrats (11) in Gegenüberstellung zu dieser Düse, wobei sich die Substrat-Tragemittel in Nachbarschaft zu der Düse befinden, so daß die Mittellinie der gasförmigen .· Strömung aus der Düse im wesentlichen rechtwinklig zu der Hauptebene des getragenen Substrats ist und der Abstand zwischen der Düse und der gegenüberliegenden Oberfläche des getragenen Substrates mindestens das etwa 0,5-fache der kleineren Dimension des Ausgangs dieser Düse beträgt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand von dem Düsenaustritt zum Substrat das etwa 0,65- bis etwa 5-fache der kleineren Dimension des Düsenaustritts beträgt. ' '■'■-"

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Düsenaustritt und dem Substrat das etwa 1,25- bis etwa 5-fache der kleineren Dimension· des Düsenaustritts beträgt und daß die Düse ausreichend konvergierend ist, um die gasförmige Mischung beim Strömen vom Eintritt zum Austritt der Düse zu beschleunigen.

21. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,' daß sie zusätzlich Mittel zum Fördern eines scheibenförmigen Substratmaterials (11) über die Düse (43) hinaus "besitzt, wobei die Düse (43) mit ihrer größeren Dimension im wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung des Substrates angeordnet ist und wobei die Ausdehnung der größeren Dimension der Düse in einer Ebene rechtwinklig zu sowohl der Hauptebene des Substrates als auch der Bewegungsrichtung des Substrates weniger'als die Weite des Substrats, rechtwinklig zu seiner Bewegungsrichtung, ist.

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22. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand vom Düsenaustritt zum Substrat das etwa 1,25-bis etwa 5-fache der kleineren Dimension des Düsenaustritts beträgt, und daß Mittel, vorhanden sind, um die Gasmischung im wesentlichen gleichförmig in der Düse entlang ihrer größeren Dimension zu verteilen. .

23'. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (43) mit Mitteln (41, 42, 45.) zur Aufrechterhaltung der Temperatur der gasförmigen Mischung beim Hindurchströmen ausgerüstet ist.

24. Vorrichtung zum Beschichten eines Substrats, gekennzeichnet durch

a) Mittel zum Tragen eines Substrats,

b) Mittel zum Verdampfen von mindestens einem Beschichtungsreagenz,

c) Mittel zum Fördern des verdampften Reagenz zu dem Substrat über einen länglichen Bereich quer zu dem Substrat,

wobei diese Fördermittel eine Düse (43) mit einer Austrittsöffnung gegenüber dem Substrat enthalten, und die Düse eine längliche Dimension quer zum Substrat besitzt, sich von ihrem von dem Substrat entfernten Eintritt zu ihrem dem Substrat gegenüberliegenden Austritt verengt mindestens in ihrem Querschnitt, der senkrecht zu ihrer großen Dimension ist* wobei die Wände, die parallel zu der grossen Dimension verlaufen, so geformt sind, daß die in Nachbarschaft dazu hindurchgeführten Dämpfe veranlaßt werden, sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Düse von ihrem Eintritt bis zum Austritt zu beschleunigen.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse ein Verengungsverhältnis von ihrem Eintritt zu ihrem Austritt von mindestens etwa 4 hat.

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26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Verengungsverhältnis mindestens etwa 6 beträgt.

27· Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse zwei gegenüberliegende Wandteile besitzt, die beide einen Krümmungsradius haben, der vom Düseneintritt zum Düsenaustritt zunimmt.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius von jeder Düsenwand gleichförmig von dem Düseneintritt bis zum Düsenaustritt zunimmt.