DE3422105C2 - Verfahren zur pyrolytischen Bildung einer Beschichtung auf einer Glasunterlage und Vorrichtung dafür - Google Patents
Verfahren zur pyrolytischen Bildung einer Beschichtung auf einer Glasunterlage und Vorrichtung dafürInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung eines Über
zugs aus einer Metallverbindung auf einer
Seite eines frisch gebildeten Bandes aus heißem Glas während
seiner Vorwärtsbewegung durch eine Beschichtungsstation,
wobei das Verfahren das Besprühen dieser Unterlage in dieser
Station mit einem Beschichtungsvorläufermaterial umfaßt, aus
welchem diese Beschichtungs-Metallverbindung
auf der Unterlagenseite gebildet wird. Die Erfindung umfaßt
auch die Vorrichtung, welche zur Durchführung eines solchen
Verfahrens angewandt werden kann.
Während der letzten zehn Jahre wurde viel Forschung mit dem
Ziel durchgeführt, Verfahren zu entwickeln, mit welchen
Beschichtungen mit hoher optischer Qualität unter normalen
Fabrikbedingungen und mit wirtschaftlich annehmbaren Kosten
gebildet werden können. Es ist seit langer Zeit anerkannt,
daß ein Hauptproblem darin besteht, wie man die Bedingungen
in der Beschichtungsstation so steuert, daß die Beschich
tung vorbestimmte optische Eigenschaften über die gesamte
beschichtete Fläche hat. Die optischen Eigenschaften hän
gen offensichtlich unter anderem von der Dicke der Beschich
tung und von ihrer Zusammensetzung und Struktur ab und da
her müssen diese Faktoren so gleichmäßig wie möglich über
die gesamte Fläche der Beschichtung eingehalten werden.
Es ist aus der verfügbaren Literatur ersichtlich, daß der Richtung
beträchtliche Aufmerksamkeit geschenkt wurde,
in welche das Beschichtungsvorläufermaterial gesprüht wird, und zwar
als ein Faktor, welcher die Ergebnisse des Verfahrens beein
flussen kann. In einigen früher vorgeschlagenen Verfahren
wird das Beschichtungsvorläufermaterial so gesprüht, daß
es einen Tröpfchenstrom bildet, dessen Achse senkrecht zum
Weg der Unterlage ist. Bei anderen bekannten Verfahren wer
den die Tröpfchen gegen die Unterlage als ein Strom abgegeben,
dessen Achse nach unten gegen die Unterlage gerichtet ist,
entweder in Richtung der Fortbewegung der Unterlage oder in
der entgegengesetzten Richtung. Diese verschiedenen Verfah
ren sind zum Beispiel in der GB 1 523 991 B gezeigt.
Bei gewissen früher vorgeschlagenen Sprühverfahren wird das
Vorläufermaterial in einer Mehrzahl von Tröpfchenströmen
versprüht, welche über die Breite der zu beschichtenden
Fläche angeordnet sind. Bei anderen Verfahren wird Vorläufer
material in einem Strom versprüht (im folgenden als "fächern
der Strom" bezeichnet), der wiederholt über die Unterlage
versetzt wird.
Um konstante und vorhersehbare Beschichtungsbedingungen zu
erzeugen, ist es anerkannte Praxis, das Versprühen des Vor
läufermaterials so zu steuern, daß die dynamischen Zustände
in der Auftreffzone der Vorläufertröpfchen auf die Unter
lage so weit wie möglich ins Gleichgewicht gebracht werden.
Es wurde jedoch schon vor vielen Jahren erkannt, daß zu
beanstandende Beschichtungsdefekte auch dann auftreten, wenn
die Momenta der Tröpfchen kurz vor dem Kontakt mit der
Unterlage sehr gering sind. Dies ist deshalb der Fall, weil
die erzielte Beschichtungsqualität vom Einfluß
der Bedingungen in der Gasumgebung oberhalb der Unterlage abhängig ist.
Es wurden daher verschiedene Wege vorgeschlagen, auf diese
Umgebung dahingehend einzuwirken, daß Substanzen, welche
die Beschichtung nachteilig beeinflussen können, entfernt
werden.
Ein Beispiel für ein Verfahren, welches eine Umgebungs
steuerungsmaßnahme umfaßt, wird in der oben angegebenen
GB 1 523 991 B beschrieben. Bei diesem Verfahren werden
Saugkräfte in Absaugleitungen erzeugt, die so angeordnet
sind, daß sie einen Abfluß von Gasen vom Tröpfchenstrom
und dessen Auftreffzone bewirken. In dieser Druckschrift
wird angegeben, daß die Maßnahme die Tendenz, daß sich
Zersetzungsprodukte auf der Unterlage oder dem bereits
gebildeten Überzug ablagern, die aus dem Bereich der Gas
abgebung stammen, vermeidet oder vermindert, und daß
es diese Steuerungsmaßnahme erleichtert, Schichten mit
homogener Struktur zu bilden und ein gleichförmiges Beschich
tungsgemisch auf der Unterlage zu erzielen, vorausgesetzt,
daß als eine Vorbedingung des Verfahrens die Saugkräfte so
gesteuert werden, daß sie praktisch keinen Einfluß auf die
Wege der Vorläufertröpfchen zur Unterlage haben.
Weitere Verfahren, die Umgebungssteuerungsmaßnahmen betref
fen, werden in den GB 2 068 937 A und 2 069 992 A
beschrieben. Das in der GB 2 068 937A beschriebene Ver
fahren erfolgt in der Weise, daß ein senkrecht gerichteter
oder geneigter fächerartiger Sprühstrom angewandt und Gas
zeitlich versetzt mit dem Tröpfchenstrom oder den Tröpfchen
strömen quer über den fächerförmigen Weg des Sprühstroms
geblasen wird. Der Zweck dieses Gasausstoßes ist es, die
Atmosphäre im fächerartigen Weg des Tröpfchenstroms oder
der Tröpfchenströme durch Entfernung dampfförmiger Reaktions
produkte, die ansonsten durch den oder jeden Tröpfchenstrom
mit zur Unterlage geführt würden, zu reinigen. In dieser
Druckschrift wird angegeben, daß der Gaskühlstrom konti
nuierlich abgegeben werden kann, vorausgesetzt, daß dessen
Quelle in Tandemanordnung mit der Quelle des oder jedes
Tröpfchenstroms versetzt ist. Wird andererseits das Spülgas
aus einer stationären Quelle abgegeben, so erfolgt die Gas
abgabe intermittierend phasenverschoben mit der Bewegung
des Sprühstroms, so daß der Gasspülstrom nicht auf die
Tröpfchen trifft.
Gemäß dem in der GB 2 069 992 A (DE-OS 31 03 195) beschriebenen Verfahren
werden die Vorläufertröpfchen in einer Richtung versprüht,
die nach unten und vorwärts oder nach unten und rückwärts
zur Unterlage geneigt ist (wobei mit "vorwärts" die
Bewegungsrichtung der Unterlage gemeint ist), und ein Gas
strom wird gegen die Rückseite des oder jedes nach unten
geneigten Tröpfchenstroms abgegeben. Dieser Gasausstoß
bewirkt eine Verminderung des Auftretens von Beschichtungs
fehlern und führt zu einer leichten Diffusion, insbeson
dere an der Beschichtungsoberfläche oder an der Grenzzone
zwischen dem Überzug und der Unterlage. Der Grund für diesen
Effekt wird darin vermutet, daß das Gas Substanzen abfängt,
die anderweitig von der unmittelbar an der Rückseite des
oder jedes Tröpfchenstroms gelegenen Umgebung mit zur Unter
lage geführt werden. In der Druckschrift wird angegeben, daß
die Vorläufertröpfchen in einer Vielzahl von Strömen aus
stationären, quer über der Bewegungsbahn der Unterlage ver
teilten Quellen abgegeben werden können, wobei das Gas von
einer oder mehreren stationär angeordneten Öffnungen, die
sich quer über die Bewegungsbahn der Unterlage erstrecken
oder in Querrichtung dazu verteilt sind, ausgeblasen werden
kann. Wahlweise kann von einem oder mehreren fächerförmigen
Tröpfchenströmen Gebrauch gemacht werden und das Gas kann
von einer oder mehreren Öffnungen abgegeben werden, die in
Querrichtung über die Bewegungsbahn der Unterlage versetzt
sind, zusammen mit dem oder jedem Tröpfchenstrom. In der
Druckschrift wird angezeigt, daß die Stärke des oder jedes
Gasstroms nicht derart sein sollte, daß der oder jeder
Tröpfchenstrom unbeständig und veränderlich wird.
Unter Heranziehung einer oder mehrerer der oben angegebenen
Umgebungssteuerungsmaßnahmen ist es möglich, Beschichtungen
mit sehr guter optischer Qualität unter den Bedingungen der
Massenproduktion zu bilden. Die bekannten Verfahren sind
jedoch in bezug auf die erzielbaren Schichtbildungsraten
(ausgedrückt als Beschichtungsvolumen pro Zeiteinheit)
beschränkt. Dies ist deshalb der Fall, weil die bekannten
Verfahren auf dem Prinzip beruhen, die dynamischen Bedingun
gen an der Sprühzone so beständig wie möglich zu halten.
Um diesen Bedingungen zu genügen, wird das Sprühen in sol
cher Weise gesteuert, daß eine ziemlich sanfte Ablagerung
der Tröpfchen auf der Unterlage erfolgt, und die Umgebungs
bedingungen werden in solcher Weise gesteuert, daß die
Tröpfchenflugbahnen so wenig wie möglich gestört werden.
Die maximal zulässige Schichtbildungsrate, die erzielt
werden kann, hängt von verschiedenen Faktoren ab und kann
von einem Verfahren zum anderen variieren, doch ist sie
in allen Fällen zu niedrig, um die Schichtbildungsraten
zu erzielen, die bisweilen wünschenswert sind. Die
Schichtbildungsrate bestimmt offensichtlich die Dicke
der Schicht auf einem Glasband, das sich mit einer gegebe
nen Geschwindigkeit durch die Beschichtungsstation bewegt.
Aufabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfah
ren sowie eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens bereitzustellen, wobei das Verfahren zur Erzielung höherer Schichtbildungs
geschwindigkeiten als aus dem Stand der Technik bekannt sind,
geeignet und deshalb zur Erzeugung dickerer Schichten
und/oder zur Beschichtung von Glasbändern, die sich schnell
durch die Beschichtungsstation bewegen, verwendbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentansprüche 1 und
14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen
2-13 bzw. 15-24.
Der Erfindungsgegenstand weicht insofern merklich von der
anerkannten Praxis ab, daß, statt den Sprühstrom zur Erzie
lung eines ziemlich sanften Aufschlags der Tröpfchen auf
der Auftreffzone zu steuern, den Tröpfchen ein ausreichendes
Momentum, also mechanisches Moment, verliehen wird, um ein
wesentliches Verspritzen von Material von der zu beschich
tenden Bandoberfläche zu bewirken. In Kombination mit einem
derartigen, relativ energiereichen Sprühstrom wird von einem
Gasspülstrom oder von Gasspülströmen ausreichender Stärke
Gebrauch gemacht, um die Spritzer von der Nachbarschaft des
Sprühstroms weg und hin zu einem Bereich zu führen, von dem
sie von der Umgebung des Bandes entfernt werden. Die Wirk
samkeit dieser kombinierten Maßnahmen hängt von der Auswahl
einer bestimmten Orientierung des oder jedes gesprühten
Tröpfchenstroms und von einer bestimmten Richtung des oder
jedes Gasspülstroms in bezug auf die Bewegungsrichtung des
Bandes ab. Der oder jeder Tröpfchenstrom muß schräg nach unten gegen
den Weg der Unterlage gerichtet sein, und der
oder jeder Gasspülstrom muß ebenfalls in der Vorwärtsrich
tung strömen.
Erfindungsgemäß ist es möglich, optische Beschichtungen
guter Qualität mit wesentlich höheren Geschwindigkeiten zu
erzeugen als diejenigen, die mit den angegebenen bekannten
Verfahren erzielbar sind. Die Kombination der die Erfindung
kennzeichnenden Verfahrensmerkmale führt zu den höheren
Beschichtungsgeschwindigkeiten und gleichzeitig zur Bildung
von Überzügen mit gar keinen oder nur einer sehr geringen
Anzahl von inneren oder Oberflächendefekten, die eine Licht
diffusion bewirken.
Dem Fachmann ist wohlbekannt, daß qualitativ hochwertige
optische Überzüge nicht nur relativ frei von derartigen
Defekten sein müssen, sondern auch von praktisch gleich
förmiger Dicke sein müssen, und daß die Norm der Dicken
gleichförmigkeit durch Temperaturbedingungen, die einen Ein
fluß auf die Schichtbildung haben, beeinflußt wird. Zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können bekannte
Temperatursteuerungsmaßnahmen ergriffen werden, um die Bil
dung eines Überzugs, dessen Dickengleichförmigkeit von hohem
Niveau ist, zu fördern.
Eine besonders empfehlenswerte Temperatursteuerungsmaßnahme
ist die in der GB 2 078 710 A beschriebene, wonach ein
frisch gebildetes Glasband vor dessen Beschichtung thermisch
konditioniert wird, um Temperaturgradienten, die über die
Breite des zu beschichtenden Bandes verlaufen, zu vermeiden
oder zu vermindern. Die thermische Konditionierungsstufe
kann zum Beispiel das Erhitzen der Ränder des Glasbandes
umfassen, um das raschere Abkühlen dieser Ränder, das in
der Regel auftritt, wenn das Band von der Flachglasproduk
tionsanlage abtransportiert wird, zu kompensieren.
Gemäß bestimmten, sehr vorteilhaften Ausführungsformen der
Erfindung bestehen die Sprühtröpfchen aus Beschichtungsvor
läufermaterial in wäßriger Lösung. Im Vergleich zu Verfahren,
bei denen ein flüchtiges organisches Lösungsmittel, das von
den Tröpfchen auf ihrem Weg zur Unterlage weitestgehend
verdampfen kann, zur Anwendung gelangt, erreicht bei Ver
fahren, die von einer wäßrigen Lösung des Vorläufermaterials
Gebrauch machen, ein größerer Anteil des gesprühten Lösungs
mittels das Band und in den bisher bekannten Beschichtungsverfahren
erwiesen sich die maximal erzielbaren Schichtbildungsgeschwindigkeiten
unter derartigen Umständen als besonders stark begrenzt.
Derartige Beschichtungsverfahren können durch Anwendung des
erfindungsgemäßen Verfahrens weit übertroffen werden.
Die Erfindung erweist sich als besonders wertvoll zur Erzeu
gung von Überzügen aus Vorläufermaterial, das eine nur gerin
ge Ausbeute an Beschichtungsmaterial bringt, das heißt, aus
einem Vorläufermaterial mit niedrigem Umwandlungsfaktor.
Ein niedriger Umwandlungsfaktor neigt dazu, die Schicht
bildungsgeschwindigkeit zu beschränken. Dadurch, daß es
ermöglicht wird, die Geschwindigkeit, mit der Schichten aus
diesen Vorläufermaterialien gebildet werden können, beträcht
lich zu erhöhen, leistet die Erfindung einen sehr wichtigen
Beitrag zu dem hier in Frage stehenden Spezialgebiet der
Technik. In den wichtigsten Ausführungsformen der Erfindung
dient zur Schichtbildung ein Vorläufermaterial, das, zumin
dest so, wie es in den versprühten Tröpfchen vorliegt, an
organisch ist. Derartige Materialien haben niedrige Umwand
lungsfaktoren im Vergleich zu organischen Materialien. So
erweist es sich zum Beispiel als vorteilhaft, als Sprüh
material eine wäßrige Lösung einer Zinnverbindung, zum Bei
spiel hydratisiertes Zinn(II)-chlorid (SnCl₂·H₂O), zur
Bildung eines Zinnoxidüberzugs auf dem Glas zu verwenden.
In der Praxis reagiert nur ein kleiner Teil der als das
Vorläufermaterial verwendeten Zinnverbindung unter Bildung
des Überzugs. Eine wäßrige Lösung einer Zinnverbindung dient
gemäß bestimmten Ausführungsformen der Erfindung als das
Sprühmaterial.
Die potentiellen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden selbstverständlich am besten bei hohen Abgabe
volumengeschwindigkeiten des Vorläufermaterials erzielt. In
der Praxis setzt dies wiederum voraus, daß das den oder
jeden Tröpfchenstrom bildende Material unter einem relativ
hohen Druck versprüht wird. Vorzugsweise wird das Vorläufer
material unter einem Überdruck von wenigstens 10 bar ver
sprüht.
Die Geschwindigkeit der Sprühtröpfchen hängt bei jeder
gegebenen Verfahrensweise nicht nur vom Druck ab, unter dem
die Tröpfchen versprüht werden, sondern auch von anderen
Faktoren, einschließlich der Form der Sprühdüse oder anderer
Sprühköpfe und der Größe der Sprühöffnungen. Bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren
hat wenigstens ein Tröpfchenstrom eine mittlere Geschwindigkeit,
die wenigstens Schallgeschwindigkeit ist.
Das Gas, das von rückwärts hinter dem oder jedem Tröpfchen
strom abgegeben wird, muß eine ausreichende Fließenergie
haben, um die Spritzer aus Material nach vorn von der Nach
barschaft des oder jedes Tröpfchenstroms wegzutragen. Die
erforderliche minimale Volumengeschwindigkeit der Strömung
dieses Gasen in die Atmosphäre hinter dem oder jedem
Tröpfchenstrom hängt unter anderem von der Größe oder Gesamt
größe der Gasabgabeöffnung oder -öffnungen ab.
Die gesamte Volumengeschwindig
keit der Strömung des Gases beträgt wenigstens 130 Nm³/h.
In vorteilhafter Weise ist das gesamte (NTP)-Volumen von Gas,
das hinter den oder jeden Tröpfchenstrom abgegeben wird,
wenigstens gleich 40% des gesamten (NTP)-Volumens von Trä
gergas, das mit den Tröpfchen abgegeben wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
die Beschichtung auf der Unterlage mit einer Volumengeschwin
digkeit von wenigstens 6 cm³/min gebildet. Durch geeignete
Wahl der Volumengeschwindigkeit der Strömung des Beschichtungs
vorläufermaterials können so hohe Raten der Schichtmaterial
bildung auf dem Glasband leicht erreicht werden unter gleich
zeitiger Erzielung sehr guter optischer Qualitäten.
Die Erfindung ist hauptsächlich dafür vorgesehen, Beschich
tungen von wenigstens 700 nm Dicke zu erzeugen und die Menge
an pro Zeiteinheit versprühtem Vorläufermaterial wird vor
zugsweise entsprechend gesteuert. Gemäß bevorzugten
Ausführungsformen der Erfindung wird eine Beschichtung von
wenigstens 700 nm Dicke und von mindestens 2 m Breitenaus
dehnung auf einem frisch erzeugten Band aus heißem Glas,
das sich mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 4,5 m/min
durch die Beschichtungsstation bewegt, gebildet. Dies sind
recht harte Bedingungen und ganz allgemein kann gesagt werden,
daß die bekannten Verfahren nicht imstande sind, derartigen
Bedingungen nachzukommen, es sei denn, daß ein sehr reak
tives Vorläufermaterial versprüht wird. Das erfindungsgemäße
Verfahren vermag diese Bedingungen zu erfüllen unter Bil
dung qualitativ guter Beschichtungen, selbst aus relativ
wenig reaktiven Vorläufermaterialien, zum Beispiel wäßrigen
Lösungen anorganischer Substanzen.
Die bei einer bestimmten Verfahrensweise erhaltene Schicht
bildungsgeschwindigkeit durch die Temperaturbedingungen, welche
einen Einfluß auf die Schichtbildungsreaktion ausüben, beein
flußt. Innerhalb bestimmter Grenzen kann die Schichtbildungs
geschwindigkeit und in einigen Fällen die Beschichtungsqualität gestei
gert werden durch Erhöhung der Temperatur, die das Glas in
der Beschichtungsstation hat. Gemäß bestimmter vorteilhaf
ter Ausführungsformen der Erfindung wird die Temperatur des
Glases vor der Beschichtung erhöht durch Erhitzen des Glases
in einer thermischen Konditionierungsstation zwischen der
Beschichtungsstation und der Einrichtung, in welcher das
Glasband gebildet wird. In dieser thermischen Konditionie
rungsstation kann das Glasband über seine gesamte Breite
erhitzt werden, jedoch in unterschiedlicher Weise, um Tempe
raturgradienten in Querrichtung zum Band zu vermindern oder
auszuschalten, wie dies in der angegebenen GB 2 078 710 A
beschrieben ist.
Es bringt bestimmte Vorteile mit sich, eine Oberflächen
schicht des Glasbandes auf der zu beschichtenden Seite ent
weder ausschließlich oder in einem höheren Maße als den
Rest der Glasdicke zu erhitzen in einer der Beschichtungs
station vorgeschalteten thermischen Konditionierungsstation
längs des Weges, den das Band zurücklegt. Das Erhitzen der
Oberflächenschicht reicht aus, um die Dicke oder die Dicke
und die Qualität der Beschichtung zu beeinflussen. Zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erweist es
sich daher als besonders vorteilhaft, die angegebene Ober
flächenschicht auf eine höhere Temperatur zu erhitzen als
den Rest der Glasdicke, bevor das Band in die Beschichtungs
station eintritt. Zum Zwecke des Erhitzens dieser Oberflä
chenschicht wird diese Seite des Glasbandes einem oder mehre
ren Heizstrahlern ausgesetzt, die eine Schwarzkörpertempe
ratur unterhalb 1100°C haben. Die von einem Heizstrahler
mit einer Schwarzkörpertemperatur unterhalb 1100°C emit
tierte Strahlungshitze wird von dem Glas stark absorbiert,
so daß praktisch die gesamte einfallende Strahlungsenergie
durch eine dünne Oberflächenschicht absorbiert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann aufeinanderfolgende
thermische Konditionierungsbehandlungen vor der Beschich
tungsoperation umfassen. Gemäß dem Gegenstand der
DE 34 17 597 A1 kann eine thermische Konditionierzone
vorliegen, in der Temperaturgradienten quer zum Band vermin
dert und wenn möglich ausgeschaltet werden, sowie eine nach
folgende thermische Konditionierzone, in der Hitze aus
schließlich oder praktisch ausschließlich auf eine Oberflä
chenschicht des Glases auf der zu beschichtenden Seite auf
gebracht wird, indem diese Seite einem oder mehreren Heiz
strahlern in der oben angegebenen Weise ausgesetzt wird. Bei
Anwendung dieser Verfahrensweise kann das Temperaturprofil
durch die Dicke des Glases nach der Beschichtungsstufe hoch
gradig so sein, wie es wäre, wenn die Oberflächenerhitzung
und die Beschichtungsstufe weggelassen werden. Dies ist von
Vorteil, weil dann, wenn die Zusammensetzung oder die Dicke
der Beschichtung modifiziert werden soll oder auch, wenn
das Beschichten des Glasbandes beendet werden soll, dies
dadurch erfolgen kann, daß die Zulieferung des Beschichtungs
materials gestoppt und der oder die Oberflächenerhitzer ab
geschaltet werden, und unter solchen Umständen bedarf eine
nachfolgende Temperierungseinrichtung keiner oder nur einer
geringfügigen Einstellung. Wie leicht einzusehen, übt das
Sprühen des Beschichtungsvorläufermaterials einen Kühleffekt
auf die beschichtete Seite des Bandes aus, der bei Wegfall
der Oberflächenerhitzungsstufe durch die Dicke des Glases
einen Temperaturgradienten erzeugen würde, dessen Steilheit
dazu neigt, sich mit der Volumengeschwindigkeit der Strömung des
versprühten Materials und des Trägergases zu erhöhen.
Die Anwendung der Oberflächenerhitzungsstufe bedingt daher
einen besonderen Vorteil, wenn bei hohen Schichtbildungs
geschwindigkeiten gearbeitet wird.
Die Temperaturbedingungen, welche die Schichtbildungsreak
tionen beeinflussen, umfassen auch die Temperatur der ver
sprühten Tröpfchen. Das Ausmaß, bis zu welchem das Vorläu
fermaterial vor dessen Versprühen (wenn überhaupt) erhitzt
wird, kann daher als ein Steuerungsfaktor eingesetzt werden,
der es ermöglicht, die Dicke und in einigen Fällen möglicher
weise auch die Qualität der gebildeten Schicht innerhalb
bestimmter Grenzen zu variieren.
Gemäß bestimmten vorteilhaften Ausführungsformen der Erfin
dung weist das Gas, das in die Atmosphäre hinter dem oder
die Tröpfchenströme abgegeben wird, um den vorwärts gerich
teten Fluß des Gases zur Umhüllung der rückwärtigen Hälfte
des oder jedes Tröpfchenstromes aufrecht zu erhalten, eine
solche Temperatur auf, daß der Gasfluß die Temperatur der
Tröpfchen des oder der Ströme auf ihrem Weg zur Unterlage
beeinflußt. Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah
rens in dieser Weise macht vom Gegenstand der GB 2 068 934 A
Gebrauch.
Das Glas kann bis zu einem solchen Ausmaß vorerhitzt werden,
daß der Gasfluß heizend wirkt oder das Abkühlen der versprüh
ten Tröpfchen vermindert mit dem Ergebnis, daß die gebildete
Schicht dicker ist als sie anderweitig wäre. Wahlweise kann
das Gas bei einer solchen Temperatur abgegeben werden, daß
der Gasfluß einen Kühleffekt auf die Tröpfchen ausübt. Ganz
allgemein kann gesagt werden, daß ein solcher Kühleffekt
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht
erforderlich ist, doch können sich Umstände ergeben, in
denen er mit Vorteil genützt werden kann, zum Beispiel zum
Zwecke einer gesteuerten Verminderung der Schichtdicke, wenn
sich herausstellt, daß diese zu Beginn größer als erforder
lich ist, oder beim Übergang von einer Beschichtungsspezi
fikation zur anderen. Um eine gleichförmige Beschichtung
der Unterlage zu fördern, erweist es sich als zweckmäßig,
daß die Auftreffzone des oder jedes Tröpfchenstroms auf
der Unterlage eine beträchtliche Länge, gemessen längs des
Weges des Glasbandes, aufweist. Diesbezüglich wird es bevor
zugt, daß der oder jeder Tröpfchenstrom auf dem Band in
einem ziemlich flachen spitzen Winkel auftrifft. Aus diesem
Grunde und unter Berücksichtigung praktischer Erwägungen
der Vorrichtungskonstruktion wird es bevorzugt, daß die
Achse des oder jedes Tröpfchenstroms einen Winkel von zwi
schen 20° und 40° mit dem Glasband bildet.
Vorzugsweise bildet wenigstens ein Teil des hinter den oder
jeden Tröpfchenstrom abgegebenen Gases einen Strahl, der
gegen das Band derart gerichtet ist, daß die Achse des
Strahls mit dem Band einen Winkel bildet, der nicht gerin
ger ist als ein Wert gleich 10° weniger als der Winkel zwi
schen dem Band und der Achse eines solchen Tröpfchenstroms.
Diese Bedingung erwies sich als vorteilhaft zur Erzielung
guter Resultate bei einer sehr kompakten räumlichen Anordnung
der Gasabgabe- und Sprühdüsen. So ist es zum Beispiel zweck
mäßig, daß die Achse eines derartigen Gasstrahls mit dem
gleichen Winkel auf das Band auftrifft wie die Achse des
Tröpfchenstroms oder bei einem steileren Winkel (zum Bei
spiel steiler um bis zu 20°) als die Achse dieses Tröpfchen
stroms.
Vorzugsweise trifft das hinter den oder jeden Tröpfchenstrom
abgegebene Gas auf das Band in einer Zone oder in Zonen auf,
die nahe der Rückseite der Auftreffzone dieses oder dieser
Tröpfchenströme auf dem Band liegen oder diese überlappen.
Es erfolgt dann keine unnötige Vernichtung der kinetischen
Energie des abgegebenen Gases, bevor es seine entscheidend
wichtige Spülwirkung rund um den Tröpfchenstrom ausgeübt
hat.
Das Gas kann aus einer oder mehreren schlitzähnlichen Öffnun
gen abgegeben werden unter Bildung eines Vorhangs, der sich
über die gesamte Breite des Bandweges oder fast in solcher
Weise erstreckt, doch hätte dies aufgrund der erforderlichen
Gasgeschwindigkeit die Abgabe einer sehr großen Menge Gas
zur Folge. Um die Menge an ausgestoßenem Gas zu vermindern,
erweist es sich als vorteilhaft, das Gas aus einer oder
mehreren Düsen abzugeben, die so versetzt werden, daß sie
den Bandweg synchron mit dem oder jedem Tröpfchenstrom wie
derholt überqueren. So kann zum Beispiel das Gas praktisch
symmetrisch unterhalb dieses oder eines entsprechenden
Tröpfchenstroms abgegeben werden und vorzugsweise wird so
verfahren.
Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung wird
das hinter den oder jeden Tröpfchenstrom abgegebenen Gas
aus einer einzigen querlaufenden Düse, zum Beispiel einer
Düse mit einer schlitzähnlichen Abgabeöffnung, und vorzugs
weise einer Düse zur Erzeugung eines fächerartigen Strahls,
ausgestoßen. Ein wirksamerer Gasabgabeverlauf wird jedoch
erzielt, wenn nach einer bevorzugten Ausführungsform das
hinter den oder jeden Tröpfchenstrom abgegebene Gas aus
einer Mehrzahl von querlaufenden Düsen ausgestoßen wird,
die praktisch symmetrisch bezüglich einer Ebene verteilt
sind, welche die Achse eines solchen Tröpfchenstroms umfaßt.
Durch Abgabe des Gases aus einer Mehrzahl von Düsen ist es
leichter, Gasströme zu erzeugen, die in einer sehr wirksamen
Art und Weise eine bestimmte Richtung in bezug auf den
Tröpfchenstrom haben. Demzufolge kann ein bestimmter Effekt
unter Verwendung eines geringeren Gasvolumens erzielt wer
den, als wenn ein einziger großer Strahl zum Einsatz gelangt.
Außerdem sind die Gasströme relativ einstellbar. Die am
meisten bevorzugte Verfahrensweise, die sich als diejenige
erwiesen hat, die zu den besten Ergebnissen führt, ist die
Abgabe des Gases von einer Gruppe von drei Düsen, wobei diese
Gruppe eine mittlere Düse umfaßt, deren Achse in oder nahe
der angegebenen Ebene liegt, und einem Paar von äußeren
Düsen, die auf jeder Seite einer solchen mittleren Düse an
geordnet sind.
Bei Verwendung einer derartigen Dreifach-Strahlanordnung bildet
die Achse des mittleren Gasstrahls, das heißt des aus der
mittleren Düse austretenden Strahls mit dem Band vorzugs
weise einen Winkel, der zwischen 10° weniger und 20° mehr
ist als der Winkel zwischen dem Band und der Achse des zu
gehörigen Tröpfchenstroms. Dieser Bereich ist aus empiri
schen Daten abgeleitet, die erkennen lassen, daß diese
Beziehung zwischen den Neigungswinkeln des mittleren Gas
strahls und des Tröpfchenstroms dazu beitragen, daß der
maximale Nutzen aus der Erfindung gezogen werden kann. Die
ses anzustrebende Ergebnis kann weiter dadurch gefördert
werden, daß die äußeren Strahlen so gerichtet werden, daß
deren Achsen mit dem Band einen Winkel bilden, der gleich
dem oder flacher als der Neigungswinkel des mittleren Strahls
ist. Dieses Merkmal findet in einigen erfindungsgemäßen Aus
führungsformen Anwendung. Gemäß den bevorzugteren Ausführungs
formen sind die äußeren Gasstrahlen zu dem Glasband in einem
flacheren Winkel geneigt als der mittlere Strahl. Der flachere
Winkel gibt den äußeren Gas strahlen ein größeres Vorwärts-
Momentum, das deren Effektivität vergrößert.
Ein weiterer Faktor, der die Wirkung der Gasströme in einer
Dreifach-Strahlanordnung beeinflußt, ist die räumliche
Beziehung zwischen den Zonen, in denen die ausgestoßenen
Bahnen der Gasströme auf das Band auftreffen. Es hat sich
als vorteilhaft erwiesen, wenn die aus den äußeren Düsen
austretenden Gasströme auf das Band in Zonen auftreffen,
die sich nach vorwärts über die Auftreffzone des Gasstroms
erstrecken, welcher von der mittleren Düse austritt.
Um das Säubern der Atmosphäre und der Unterlage auf beiden
Seiten des Tröpfchenstroms zu fördern, erweist es sich als
zweckmäßig, daß die Gasströme, die aus den äußeren Düsen
austreten, nach vorwärts um zwischen 5 und 15° von einer
Ebene divergieren, welche die Achse des zügehörigen Tröpfchen
stroms und die Achse des mittleren Gasstrahls umfaßt. In eini
gen Ausführungsformen der Erfindung wird von einer
divergierenden Richtung der äußeren Gasströme Gebrauch gemacht.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen gehen jedoch die äußeren
Gasströme nach vorwärts gegen diese Ebene zusammen. Eine der
artige konvergierende Anordnung erfordert einen größeren
Platzbedarf zur Unterbringung der Gasabgabedüsen, sie führt
jedoch zu einer effizienteren Wirkung der Gasströme beim
Mitreißen von Spritzern des Beschichtungsmaterials.
Wenn das hinter dem oder jedem Tröpfchenstrom abgegebene Gas
von einer Mehrzahl von Gasabgabedüsen des oben angegebenen
Typs ausgestoßen wird, können diese Düsen so angeordnet sein,
daß deren Achsen in einer gemeinsamen Ebene liegen.
Es erweist sich als besonders vorteilhaft, daß dann, wenn
eine Mehrzahl von Gasströmen hinter den oder jeden Tröpfchen
strom abgegeben wird, derartige Gasströme diese Tröpfchenströme vor
deren Auftreffen auf das Band unter Bildung eines konti
nuierlichen Gasvorhangs zusammenlaufen.
Vorzugsweise haben die hinter den oder jeden Tröpfchenstrom
abgegebenen Gasströme sich gegenseitig überlappende Auftreff
zonen auf dem Band, die sich hinter der Auftreffzone des
Tröpfchenstroms befinden oder sich mit dieser überlappen.
Die Erfindung betrifft ferner die in Patentanspruch 14
angegebene Vorrichtung. Diese Vorrichtung umfaßt vor
zugsweise eines oder mehrere der folgenden wahlweisen Merk
male:
- (i) Die Achse der oder jeder Sprühabgabedüse bildet einen Winkel zwischen 20° und 40° mit dem Weg des Bandes.
- (ii) Wenigstens eine der Gasabgabedüsen ist mit ihrer Achse in einem Winkel zum Weg des Bandes angeordnet, der gleich oder größer ist als ein Wert von 10° weniger als der Winkel zwischen diesem Weg und der Achse der zugeordneten Sprühabgabedüse.
- (iii) Die Gasabgabedüsen sind praktisch symmetrisch bezüg lich einer Ebene angeordnet, welche die Achse dieser Sprühabgabedüse umfaßt.
- (iv) Es ist eine Gruppe von drei Gasabgabedüsen vorgesehen, wobei diese Gruppe eine mittlere Düse umfaßt, deren Achse in oder nahe zu einer Ebene liegt, welche die Achse der Sprühabgabedüse umfaßt, und ein Paar äuße rer Düsen, die an jeder Seite dieser mittleren Düse angeordnet sind.
- (v) Bei Vorliegen einer Gruppe von Gasabgabedüsen des in (iv) angegebenen Typs nimmt die Achse der mittleren Düse mit dem Weg des Bandes einen Winkel ein, der zwischen 10° weniger und 20° mehr als der Winkel zwi schen dem Weg des Bandes und der Achse der Sprühabgabe düse beträgt, und vorzugsweise nehmen die Achsen der äußeren Düsen mit dem Weg des Bandes einen Winkel ein, der gleich oder geringer ist als der Winkel zwischen diesem Weg des Bandes und der Achse der mittleren Düse.
- (vi) Bei Vorliegen einer Gruppe von Gasabgabedüsen des in (iv) oder (v) angegebenen Typs gehen die Achsen der äußeren Düsen nach vorwärts, um zwischen 5° und 15° von dieser Ebene, welche die Achse der Sprühabgabe düse umfaßt, auseinander.
- (vii) Bei Vorliegen einer Gruppe von Gasabgabedüsen des in (iv) oder (v) angegebenen Typs gehen die Achsen der äußeren Düse gegen diese Ebene, welche die Achse der Sprühabgabedüse umfaßt, zusammen.
- (viii) Die Gasabgabedüsen sind in solcher Weise angeordnet, daß deren Achsen praktisch in einer gemeinsamen Ebene liegen.
- (ix) Es sind Einrichtungen zur Erhitzung des Gases vor des sen Abgabe durch die Gasabgabedüsen vorgesehen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird durch die
beigefügte Zeichnung näher veranschaulicht, in der darstel
len
Fig. 1 und 2 schematische Wiedergaben der Abgabe von Beschich
tungsvorläufermaterial und Gas, und
Fig. 3 ein Vertikalschnitt einer Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung.
In den Fig. 1 und 2 wird ein Strom 1 von Tröpfchen aus
Beschichtungsvorläufermaterial aus einer eine Öffnung 2 auf
weisenden Düse gegen den Weg 3 eines Bandes aus heißem Glas
gesprüht. Das Glas bewegt sich längs des Weges 3 in der Vor
wärtsrichtung, die durch den Pfeil 4 in Fig. 1 bezeichnet
ist. Der Tröpfchenstrom 1 trifft den Weg 3 des Bandes über
einer elliptischen Auftreffzone 5, die wiederholt die Breite
des Bandweges überquert. Der Tröpfchenstrom 1 wird mit aus
reichender Geschwindigkeit versprüht, um ein Verspritzen zu
verursachen. Um die in Vorwärtsrichtung 4 verspritzten
Tröpfchen wegzureißen und abzuführen, wird Gas von rückwärts
hinter dem Tröpfchenstrom abgegeben. Wie aus Fig. 2 ersicht
lich, werden drei Gasströme, deren Achsen mit 6, 7 und 8
bezeichnet sind, von den Gasabgabedüsenöffnungen 9, 10, 11
abgegeben unter Bildung eines vorwärts gerichteten Stroms
von Gas, das auf dem Bandweg 3 an den Auftreffzonen 12, 13
und 14 auftrifft, wobei mindestens ein Teil desselben direkt
hinter der Tröpfchenstrom-Auftreffzone 5 liegt, so daß die
hintere Hälfte 15 dieser Zone wenigstens am Bodenteil seiner
Flugbahn vom Gas umhüllt wird, das vom Glasband abgelenkt
wird.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der
Praxis befindet sich die Sprühdüsenöffnung 2 60 cm ober
halb des Bandweges, wobei die Achse 16 in der Vorwärtsrich
tung 4 in einem Winkel von 30° auf den Transportweg 3 ein
gestellt ist. Die Gasabgabedüsenöffnungen 9, 10, 11 sind
7 cm vor und 23,5 cm unterhalb der Sprühdüsenöffnung 2 vor
gesehen. Die Achsen 6, 7, 8 der Gasdüsenöffnungen sind
koplanar in einer Ebene von 45° zur Horizontalen. Die Achse
7 der mittleren Gasdüsenöffnung 10 ist in Vorwärtsrichtung
4 eingestellt und so angeordnet, daß ein flacher fächerför
miger Strahl mit einer Breitenstreuung von 53° in der Ebene
der Gasdüsenachse abgegeben wird. Der horizontale Abstand
zwischen jeder der seitlichen Düsenöffnungen 9 und 11 und
eine vertikale Ebene, welche die Achse 7 der mittleren Gas
abgabeöffnung 10 umfaßt, beträgt 9 cm und jede der seit
lichen Düsenachsen 6, 8 divergiert um 9° von der Achse 7
der mittleren Öffnung in der Ebene dieser Achsen. Jede der
beiden seitlichen Düsen ist so angeordnet, daß sie einen
runden Gasstrom von 20° abgeben. Die gesamte Zone der Gas
auftreff-Flächen 12, 13, 14 auf dem Bandweg ist somit wenig
stens zweimal so breit wie die Auftreffzone 5 des Tröpfchen
stroms 1.
Gemäß Fig. 3 wird ein kontinuierliches Band von Flachglas
17 längs eines Weges 3 in einer Vorwärtsrichtung 4 mit Hilfe
von Transportrollen 18 durch eine Beschichtungsstation 19
in einen Tunnel mit einer Decke 20 und einem Boden 21 bewegt.
Die Tunneldecke 20 weist einen in Querrichtung verlaufenden
Schlitz 22 auf und auf jeder Seite desselben läuft eine
Schiene 23, die einen Schlitten 24 trägt, auf dem ein Sprüh
kopf 25 zum Versprühen von Tröpfchen aus Beschichtungsvorläu
fermaterial und eine Gasabgabeeinrichtung 26 zur Abgabe von
Gas, wie dies im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 beschrie
ben ist, montiert ist. Abgase werden durch einen Schacht 27
abgesaugt.
Es sollte ein frisch gebildetes Band aus Floatglas mit
einer mit Dotierungsmittel versehenen Zinnoxidschicht hergestellt
werden, um dann aus diesem Band Glasscheiben mit Infrarot-
abschirmenden Eigenschaften gewinnen zu können.
Um dies zu bewerkstelligen, wurde eine Beschichtungsstation
des in Fig. 3 veranschaulichten Typs zwischen dem Ausgang
aus dem Schwimmtank und dem Eingang zum Kühlkanal
vorgesehen, so daß das Band durch Pyrolyse beschichtet wer
den konnte, während es noch heiß war. Die Sprüheinrichtung
und die Gasabgabeeinrichtung in dieser Beschichtungsstation
waren so ausgestaltet, daß ein Tröpfchenstrom und ein drei
strahliger Gasstrom des in Fig. 2 dargestellten Typs gebil
det wurden, wobei die relative Lage zueinander und die
Winkel der Sprüh- und Gasabgabedüsen sowie die Formen und
Beziehungen der Gasstrahl-Auftreffzonen der oben im Zusam
menhang mit Fig. 2 beschriebenen praktischen Ausführungs
form entsprachen.
Das Band war 2,5 m breit, 6 mm dick und bewegte sich durch
die Beschichtungsstation mit einer Geschwindigkeit von etwa
8,5 m/min, wobei seine mittlere Temperatur etwa 600°C
betrug.
Eine Lösung aus SnCl₂·2H₂O, NH₄HF₂ und Wasser wurde her
gestellt.
Zur Bildung einer 750 nm dicken Beschichtung wurde diese
Beschichtungsvorläuferlösung mit einer Beschichtungsgeschwindigkeit
165 l/h durch eine Zerstäuberdüse versprüht unter Verwendung
von Luft als Trägergas, die mit 250 Nm³/h unter einem Über
druck von 14 bar eingespeist wurde, während die Düse in
Querrichtung zur Laufrichtung des Bandes mit einer Frequenz
von 25 Zyklen pro Minute hin- und herbewegt wurde. Diese
Sprühgeschwindigkeit reichte aus, um ein beträchtliches Ver
spritzen beim Auftreffen des Tröpfchenstroms auf dem Glas
band zu bewirken.
Um diese Tröpfchen in der Stromabwärtsrichtung gegen den
Absaugschacht mitzureißen, so daß ein Teil der Oberfläche
des Bandes zumindest zu dem Zeitpunkt, bevor es das erste
Mal vom Tröpfchenstrom als solchem bestrichen wird, mit
ihnen nicht in Kontakt gelangt, wurde Luft aus der mittleren
Düse 10 mit einer Volumengeschwindigkeit von 90 Nm³/h und
von jeder der äußeren Düsen 9, 11 mit einer Volumengeschwin
digkeit von 45 Nm³/h, was einer Gesamtvolumengeschwindigkeit
der Strömung von 180 Nm³/h entsprach, abgegeben. Die Luft
wurde unter einem Überdruck von 4,4 bar abgegeben. Diese
Abgabe von Gas aus den drei Düsen verhinderte praktisch,
daß beim Verspritzen gebildete Streutröpfchen mit dem Band
in Kontakt gelangten. Die gebildete Beschichtung wurde
geprüft und es zeigte sich, daß sie von guter optischer
Qualität war. Bei der Durchführung dieses Beispiels wurde
den Gasabgabedüsen bei einer Temperatur von 20-25°C
Luft zugeführt. Die Luft könnte allerdings auch vorerhitzt wer
den unter Erzielung gleich guter Ergebnisse.
Ein frisch gebildetes Band aus Glas von 2,5 m Breite, das
mit 7 m/min vorwärts bewegt wurde, wurde in einer Beschich
tungsstation, die mit Sprüh- und Gasabgabeeinrichtungen,
wie sie in Beispiel 1 zur Anwendung gelangten, ausgestattet
war, beschichtet. Bei der Durchführung dieses Beispiels war,
ebenso wie in Beispiel 1, die Sprühdüsenöffnung 60 cm ober
halb des Bandweges angebracht und deren Achse umschloß mit
dem Bandweg einen Winkel von 30°, und die Öffnungen 9, 10,
11 der Gasabgabedüsen waren 7 cm vor und 23,5 cm unterhalb
der Sprühdüsenöffnung 2 vorgesehen. Die Achse 7 des mittle
ren Gasstrahls hatte jedoch die gleiche Neigung (30°) auf
das Glasband wie die Achse 16 des Tröpfchenstroms, der hori
zontale Abstand zwischen jeder der äußeren Gasabgabeöffnun
gen 9 und 11 und einer vertikalen, die Achse der mittleren
Gasabgabeöffnung 10 umfassenden Ebene betrug 44 cm, und
jede der äußeren Gasabgabedüsen war so eingestellt, daß
deren Achse eine Neigung von 10° auf das Glasband hatte
und nach vorwärts zusammenlief gegen die vertikale Ebene,
welche die Achse der mittleren Düse umfaßte, die mit die
ser Ebene einen Winkel von 15° einschloß.
Eine Lösung von Beschichtungsvorläufermaterial, wie es in
Beispiel 1 zur Anwendung gelangte, wurde mit einer Geschwindigkeit
von 165 l/h versprüht, unter Verwendung von Luft als Träger
gas, die mit 270 Nm³/h unter einem Überdruck von 14,5 bar
eingespeist wurde, während die Düse quer zur Laufrichtung
des Bandes mit einer Frequenz von 25 Zyklen pro Minute hin-
und herversetzt wurde. Unter diesen Bedingungen erfolgte
ein Verspritzen des versprühten Materials von der Bandober
fläche.
Luft wurde unter einem Überdruck von 3 bar von der mittleren
Düse 10 mit einer Volumengeschwindigkeit von 61 Nm³/h und
von jeder der äußeren Düsen 9 und 11 mit einer Volumen
geschwindigkeit von 45 Nm³/h abgegeben.
Die gebildete Beschichtung wurde geprüft und es zeigte sich,
daß sie von guter optischer Qualität war.
Die in Beispiel 2 beschriebene Verfahrensweise wurde wieder
holt, jedoch unter Anwendung folgender Modifikationen. Die
äußeren Gasabgabedüsen wurden in einem horizontalen Abstand
von 63 cm von der die mittlere Gasabgabedüse umfassenden
vertikalen Ebene versetzt und so geneigt, daß die Achse je
der dieser äußeren Düsen gegen diese mittlere vertikale
Ebene mit einem eingeschlossenen Winkel von 20° zusammen
lief und eine Neigung von 20° gegen das Glasband hatte;
außerdem wurde Luft von jeder dieser äußeren Düsen mit einer
Volumengeschwindigkeit von 35 Nm³/h unter einem Überdruck
von 2 bar abgegeben und zu diesem Zweck wurden die äußeren
Düsen unabhängig von der mittleren Gasabgabedüse mit Luft
beschickt. Wie im Beispiel 2 wurde Luft aus der mittleren
Düse mit 61 Nm³/h unter einem Überdruck von 3 bar abgegeben.
Es wurde ein Überzug mit guter optischer Qualität gebildet.
Claims (24)
1. Verfahren zur pyrolytischen Bildung einer Beschichtung aus einer
Metallverbindung auf einer heißen Glas-Unterlage, die
mit wenigstens 4,5 m/min durch eine Beschichtungsstation transpor
tiert wird,
bei dem in einer Beschichtungsstation
- - Beschichtungsvorläufermaterial in Form von Tröpfchen schräg gegen den Weg der Unterlage aus Einrichtungen, welche den Weg der Unterlage wiederholt queren, gesprüht wird,
- - wobei der wenigstens eine Tröpfchenstrom zumindest Schall geschwindigkeit aufweist und
- - bei dem hinter dem wenigstens einen Tröpfchenstrom Gas mit einer minimalen Gesamtvolumengeschwindigkeit von 130 Nm³/h in die Atmosphäre abgegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wenig
stens eine Tröpfchenstrom unter einem Überdruck von wenigstens 10
bar versprüht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Beschichtung mit einer Volumengeschwindigkeit von wenigstens 6 cm³/min
gebildet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Beschichtung mit einer Dicke von wenigstens 700 nm aufge
bracht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß eine wäßrige Lösung aus Beschichtungsvorläufermaterial, vorzugs
weise eine wäßrige Lösung einer anorganischen Zinnverbindung, in
einem Trägergas versprüht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das gesamte (NTP)-Volumen des Gases, das hinter dem wenig
stens einen Tröpfchenstrom abgegeben wird, wenigstens 40% des
gesamten (NTP)-Trägergasvolumens ist, das mit den Tröpfchen abge
geben wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Achse des wenigstens einen Tröpfchenstroms einen Winkel
von 20° bis 40° mit der Unterlage bildet.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens
ein Teil des hinter jedem Tröpfchenstroms abgegebenen Gasstroms mit
der Unterlage einen Winkel ausbildet, der um nicht mehr als 10° von
dem Winkel zwischen der Unterlage und der Achse des wenigstens
einen Tröpfchenstroms abweicht.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das hinter dem wenigstens einen Tröpfchenstrom abgegebene Gas
in Form von drei Gasströmen abgegeben wird, die so angeordnet sind,
daß sie den Weg der Unterlage synchron mit dem Tröpfchenstrom
überqueren, wobei die äußeren Gasströme auf der Unterlage in Zonen
auftreffen, die sich nach vorwärts über die Auftreffzone des mittleren
Gasstromes erstrecken.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das hinter dem wenigstens einen Tröpfchenstrom abgegebene Gas
als eine Mehrzahl von Gasströmen abgegeben wird, die so angeordnet
sind, daß sie den Weg der Unterlage synchron mit dem Tröpfchenstrom
überqueren, und daß sie vor ihrem Auftreffen auf der Unterlage unter
Bildung eines kontinuierlichen Gasvorhanges zusammenlaufen.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehr
zahl der hinter dem wenigstens einen Tröpfchenstrom abgegebenen
Gasströme sich gegenseitig überlappende Auftreffzonen auf der Unter
lage bilden, die hinter der Auftreffzone des Tröpfchenstroms liegen
oder diese überlappen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich
net, daß das in die Atmosphäre hinter dem wenigstens einen Tröpf
chenstrom abgegebene Gas erwärmt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeich
net, daß eine thermische Konditionierung der Unterlage vor ihrer
Beschichtung durchgeführt wird.
14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprü
che 1 bis 13 mit
- - einem Förderer zum Transport der zu beschichtenden Unterlage längs eines Weges durch eine Beschichtungsstation,
- - mindestens einer Sprüheinrichtung mit mindestens einer Sprüh abgabedüse, die den Weg der Unterlage wiederholt quert, und den wenigstens einen Tröpfchenstrom schräg gegen den Weg der Unterlage sprüht,
- - mindestens einer Gasabgabeeinrichtung mit einer Vielzahl von Gasabgabedüsen, die so angeordnet sind, daß Gasstrahlen in die Atmosphäre hinter dem wenigstens einen Tröpfchenstrom ab gebbar sind,
- - einem Mechanismus zur synchronen Bewegung der Sprüh- und Gasabgabedüsen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, mit mindestens einer Strahlungsheiz
einrichtung vor der Beschichtungsstation zur thermischen Konditionie
rung der Unterlage.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, mit Einrichtungen zur Erhit
zung des Gases vor dessen Abgabe durch die Gasabgabedüsen.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei der die Achse
der wenigstens einen Sprüheinrichtung einen Winkel zwischen 20°
und 40° zu dem Weg der Unterlage bildet.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, bei der wenigstens
eine Gasabgabedüse mit ihrer Achse einen Winkel zum Weg der Unter
lage ausbildet, der um nicht mehr als 10° von dem Winkel zwischen
der Unterlage und der Achse der Sprühabgabedüse abweicht.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, die eine Gruppe von
drei Gasabgabedüsen aufweist, wobei die Achse der mittleren Düse
einen Winkel zum Weg der Unterlage ausbildet, der um nicht mehr als
10° weniger und um nicht mehr als 20° mehr von dem Winkel zwi
schen dem Weg der Unterlage und der Achse der wenigstens einen
Sprühabgabedüse abweicht.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, bei der die Achsen der äußeren Düsen
mit dem Weg der Unterlage einen Winkel ausbilden, der gleich oder
geringer ist als der Winkel zwischen dem Weg der Unterlage und der
Achse der mittleren Düse.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, bei der die äußeren Düsen so
angeordnet sind, daß die Achsen fächerförmig auseinandergehen.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, bei der die Achsen der äußeren Düsen
einen Winkel zwischen 5° und 15° zur Achse der Sprühabgabedüse
ausbilden.
23. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, bei der die äußeren Düsen so
angeordnet sind, daß die Achsen zueinanderlaufend ausgerichtet sind.
24. Vorrichtung nach Anspruch 19 bis 23, bei der die Achsen der Gas
abgabedüsen in einer gemeinsamen Ebene liegen.
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