JPS6028772B2 - コ−テイング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主として金属酸化物からなるコーティングを基
体、とくにガラス基体に施す方法に関する。

本発明はさらに詳しくは加熱されたガラス表面と接触す
るときに金属酸化物コーティングを形成する反応体の蒸
気を加熱されたガラス表面に接触させることに関する。
従来より、基体を適当な溶媒中に溶解した金属のベータ
ージケトネートなどからなる溶液と接触させることによ
り該基体に金属酸化物をコーティングすることが知られ
ている（モケル（ＭＭｈｅｌ）の米国特許第３，２０２
，０５４号明細書、トムキンズ（Ｔｏｍｋｉｎｓ）の米
国特許第３，０８１，２０び号明細書、ドンリーら（Ｄ
ｏｎｌｅｙｅｔａｌ）の米国特許第３，６６０，０６１
号明細書およびミケロッティら（Ｍｉｃｈｅｌｏｔｔｉ
ｅｔａｌ）の米国特許第３，６５２，２４６号明細書を
参照）。

これらの特許はガラスに金属酸化物のコーティングを施
すのに適した多数の化学組成物を開示している。一般的
にいえば、先行技術が教えているガラスに前記コーティ
ングを施す技術は、コーティング組成物の液状のスプレ
ーをコートされるべきガラス基体表面にふきつける方法
である。これらの特許は組成物が液状または蒸気状のい
ずれの形で適用されるにせよ、ガラスまたは他の基体に
特殊な金属または金属酸化物を適用することをその保護
範囲としているが、もっとも好ましい態様としては基体
を液状の組成物と接触させることをそれぞれ開示してい
る。大気圧下にある加熱された基体に蒸発せられたコー
７ィング組成物を適用する技術の進展に伴なつて、いく
つかの問題ができている。粒子が細かく、外観が均一な
コーティングをうるのは困難である。基体を液状のスプ
レーと接触させて厚いコーティングがつくられているが
、公知の蒸着技術を用いたぱあし、にえられる可視光線
の透過率が約５０％以下である比較的厚いフィルムをう
ろことは、不可能ではないがきわめて困難である。蒸着
方法は従来より知られている。

蒸着法のうちもっともよく使われている態様は大気圧よ
り下の圧力条件で行なわれるものである。これらの技術
を用いたぱあし・の蒸着速度を大きくするため多くの技
術が開発されている。たとえば、電界、磁界、ラジオ周
波数、超短波による励起などを用いることによりべーパ
・コーティング組成物の反応体粒子の運動量を増加させ
ている。また、コープィング組成物の蒸気をとくに限定
された目標面積に向けるために導波管（Ｗａｖｅ劉ｉｄ
ｅｓ）が使われている（シェトキー（Ｓｃｈｅｔｋｙ）
の米国特許第３，１１４，６５２号明細書およびショー
ルズ（Ｓｃｈｏｌｅｓ）の米国特許第３，５６１，９４
び号明細書を参照）。本発明者は化学蒸着によってつく
られるフィルムの均一性および化学蒸着またはフィルム
形成の速度が、反応体をガス状のキャリア中に蒸発させ
、この混合物をコートされるべき基体にふきつけること
によりいちじるしく向上させうろことを見出した。

すなわち本発明は、 ‘ａ’コーティング反応体を揮発性の溶剤中に溶解させ
る工程、‘ｂ’該溶液を囲われたチャンバ内に加熱手段
に向けて贋霧させる工程、｛ｃ｝ キャリャガスの流れ
が前記溶液の噴霧状物をさえぎり、該項霧状物と混合し
、該頃霧状物にそれが蒸発するのに充分な熱を与えて該
階霧状物が蒸発するように、キャリャガスの流れを前誼
加熱手段を横切るようにかつ該加熱手段から離れるよう
に吐出して、該頃霧状物を蒸発させる工程、【ｄ｝ キ
ャリャガス、蒸発した溶剤およびコーティング反応体か
らなるガス状混合物を該加熱手段を通して移送する工程
、および‘ｅ｝ コートされるべき基体に該ガス状混合
物を吐出させる工程からなることを特徴とする、少なく
とも一つのコーティング反応体からなるガス状混合物を
基体にふきつけることにより該基体にコーティングを施
す方法に関する。

本発明によれば、蒸発性のコーティング反応体はガスが
満たされた空間中に分散され、加熱されたキャリヤガス
との接触に起因する実質的な分解を該空間内で起すこと
なく蒸発させられる。

ついでキャリャガスは蒸発したコーティング反応体を運
び熱い基体と接触させて、該基体上にコーティングを形
成する。本発明の利点は蒸発温度よりわずかに高い温度
で自己接触分解するコーティング反応体の‘まあし、に
とくに明らかになる。ガス相に反応体を分散させること
により、分離した分解物の自己接触効果が実質的に除か
れる。またガス中で反応体をフオッグ（ｆｏｇ）または
スモーク（ｓｍｏｋｅ）の状態から気化させることによ
り、反応体の沸点より若干高いが、できるだけ低い温度
で実用的に蒸発効果が充分に高められる。本発明におい
ては、反応体は適当な溶剤中に溶かされ、該溶液は溶剤
および反応体を蒸発させるために加熱されたキャリャ中
にスプレーされる。

本発明で使用するのに好ましい反応性コーティング材料
は、元素の周期表の第ｌｂ属から第Ｗｂ属まで、および
第側属金属の熱分解性の有機金属塩である。より好まし
い有機金属塩はベータージケトネート、酢酸塩、ヘキソ
ェート、ギ酸塩などである。本発明におけるコーティン
グ組成物の反応成分としては、鉄、コバルトおよびクロ
ムのアセチルアセトネートなどが好ましい。本発明にお
いて使用するのに通したコーティング反応体は熱分解性
の材料であるが、他の反応体も使用することができる。

たとえば、フッ素化ベータージケトネート、とくにアセ
チルアセトネ−トおよびクメンの金属塩（ｍｅｔａｌｄ
ｉｃ山ｍｅｎｅｓ）などの加水分解性の反応体を使用し
てもよい。また酸素、水素、ハロゲンなどの他の共働す
る反応体の存在を必要とする反応体を用いることもでき
る。すでに述べたように、これら反応体を蒸発させる方
法は、反応体を適当な溶媒中に溶かして溶液にするとい
う初期段階を含んでいる。ここに示された方法を実施す
るぱあし、の溶剤としては、飽和または不飽和の種々の
炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類などが適している。

単一成分の溶剤システム、とくにメチレンクロラィドを
用いた溶剤システムが本発明においては効果的に用いら
れる。２種以上の溶剤を用いた溶剤システムも有用であ
る。

本発明を実施するのに用いられるいくつかの代表的な溶
剤としては、メチレンプロマイド、カーボンテトラクロ
ライド、カーボンテトラブロマイド、クロロホルム、ブ
ロモホルム、１，１，１ートリクロロエタン、／ｆーク
ロロエチレン、１，１，２ートリクロロエタン、ジクロ
ロイオドメタン、１，１，２−トリブロモヱタン、トリ
クロロエチレン、トリブロモエチレン、トリクロロモノ
フルオロエタン、ヘキサクロロエタン、１，１，１，２
ーテトラクロロ−２−クロロエタン、１，１，２ートリ
クロロー１，２−ジクロロエタン、テトラフルオロブロ
モエタン、ヘキサクロロブタジェン、テトラクロロェタ
ンなどがあげられる。

その他の溶剤として、１〜４個の炭素原子と１個のヒド
ロキシル基を有するアルコ−ルのごとき有機極性溶剤の
１種または２種以上とベンゼン、トルェンまたはキシレ
ンのごとき芳香族非極性化合物の１種または２種以上と
の混合物を用いてもよい。この種の溶剤はその揮発性の
ために前述のハロゲン化炭化水素類やハロゲン化炭素類
よりも使用いこくいが、とくに経済的に有利である。本
発明においては、有機溶剤に溶解せられた有機金属塩な
どの反応体の溶液がべーパラィジング・チャンバに向け
て送られ、該チャンバ中にスプレーされる。べーパライ
ジング・チヤンバは加熱部材を備えるよう礎成されてお
り、該加熱部材は該部村自体と接触する液を蒸発させる
よりむしろ該加熱部材の周囲の空間を、該空間内でコー
プィング溶液を蒸発させるのに充分な温度にまで加熱す
る。キャリャガスはチヤンバ中に、該加熱部材を横切る
ような方向にそしてそれからはなれるように吐出される
。しかしてキャリャガスは頃霧状のコーティング溶液を
うばつてまたはさえぎつてその蒸発速度を高めるように
該組成物と混合し、そしてコートされるべき基体に対し
ヒータを通して蒸気を移送するようにヒータから取出さ
れる。溶剤および反応性の有機金属塩の蒸気はべーパラ
イザ・チヤンバからコートされるべき加熱された基体の
中方向に細長く伸びたマニホルド‘こ送られる。

このマニホルド‘こは蒸気を基体に送る細長く伸びたノ
ズルが連結されている。「ノズル・フオア・ケミカル・
ベーパ・デポジシヨン・オブ・コーテイングス（Ｎｏｚ
ｚｌｅｆｏｒＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ。

ｆＣｏａｔｉｎｇｓ）」という発明の名称で米国特許局
に対し提出されたクリシュナ・シムハン（Ｋｒｉｓｈ岬
Ｓｉｍｈａｎ）の特許出願の主題であるより好ましい実
施例においては、細長く伸びたノズルは、その小さい方
の横断面の形状として、通過する蒸気の境界層を実質的
に連続的に加速できるよう均一に収縮する形状を有して
いる。ノズルの大きい方の断面寸法は対応する基体の幅
よりわずかに小さく、その結果ノズルに面しておかれた
基体はその両端部でノズルからはみ出している。このよ
うな関係にするとノズルの大きい方の寸法に沿って実質
的に均一な圧力低下を維持することができ、ノズルの各
端部においてノズルから吐出される蒸気の異常に大きい
量の逃げを防止することができ、したがってすべての蒸
気が基体と良好に接触する。コートされるべき基体に向
いあった関係に配置されたノズルの面は、コーティング
の間ノズル面と該ノズル面に最も近接したその表面との
間隔がノズル出口におけるノズル幅の少なくとも０．５
倍になるような位置に配置される。

ノズル幅に対する間隔の比は少なくとも０．６ふ さら
に好ましくは０．９〜５である。もっとも好ましい実施
例においては、その比は１．２５〜５である。本発明の
方法においてべーパラィザおよびママニホルド‘ま、ノ
ズルを通過する蒸気流のレィノルズ数が少なくとも２５
００、好ましくは約５０００になるような充分な圧力で
操作され、これにより急速で効率がよく、しかも均一な
蒸着を施すことができる。

このより好ましい実施例は「ケミカル・ベー／ぐ・デイ
ポジシヨン・オブ・コーテイングズ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ。ｆＣｏａｔｉｎｇｓ
）」という発明の名称で提出されたジョン・ソプコ（Ｊ
ｏｈｎＳｏｐｋｏ）およびクリシュナ・シムハン（Ｋｒ
ｉｓｈｎａＳｉｍｈａｎ）の米国特許出願の主題である
。本発明の方法は種々の感受性のよい基体に対するコー
ティングに用いることができる。

ガラス、ガラスセラミック、セラミック、ポースリン、
クラツド・メタル（ｐｏｒｃｅｌａｉｎｃｌａｄｍｅ
ぬｌｓ）などの耐火性基体に対しては、とくに本発明に
よるコーティングを施すことが可能である。金属、プラ
スチック、紙などの他の基体も本発明の原理にしたがっ
てコートされうる。本発明はフラット・ガラスに透明な
金属酸化物のコ−ティングを施すのにとくに有用である
。このような金属酸化物がコートされたフラット・ガラ
スは建築関係で使用するのにとくに有用なものである。
第１図は本発明を実施するための好ましい装置の部分断
面見取図であり、本発明の実施の際に用いられる蒸気お
よび他の流体の流れを示したものである。

第２図は本発明の実施の際に用いられる好ましいべーパ
ラィザ、マニフオルドおよびノズルの部分断面図で、ノ
ズルに向いあうように支持された一枚のフロートガラス
と組合せて示されている。

第３図は第２図の３一３線断面図である。第４図は第３
図の４一４線断面図で、本発明で用いられるコーティン
グ組成物が加熱部材と接触して蒸発するよりもチャンバ
・スペース内で蒸発させるために設けられたィンレツト
とアウトレツトおよびバツフリング・アレンジメント（
Ｍｆｆｉｎｇａｎａｎｇｅｍｅｎｔ）を備えたチヤンバ
・スペース（ｃｈａｍはｒｓｐａｃｅ）に対する加熱部
材の関係を示したものである。

第５図はべ−パラィザ・チャンバの拡大断面図であり、
キャリャガスをスプレー状の反応体中に送り該反応体を
分散、蒸発させる適当なキャリャガス・デイストリビー
タを示したものである。

第６図は第５図の６−６緩からみたもので、キャリャガ
ス分配プレートの部分図である。本発明を実施するにあ
たっては、キャリャガスとして空気を用いるのが好まし
い。

空気はキャリャとしてだけでなく、金属のアセチルアセ
トネ−トなどの蒸発した金属反応体に酸素を供給する作
用があり、供Ｖ給された酸素は金属反応体と充分に混合
され、加熱されたガラス表面と接触している該反応体と
反応し、金属酸イ日物のフィルムを形成する。空気は金
属反応体を担持している溶剤を蒸発させるための熱を供
給するのに充分な温度でべーパラィザに供Ｖ給される。

好ましい実施例では、空気と蒸気の混合物の温度はべー
パラィザからの放出時に約４００〜４２００Ｆになるよ
う設定される。この温度を維持するために加熱された油
がヒーターに約４１００Ｆで供給される。キャリャであ
る空気は約５０００Ｆ‘こ加熱され、墳援用の空気と、
溶剤を含んだ金属反応体とは約７００Ｆで供孫舎される
。頃霧用の空気の流れはキャリヤである空気の流れと比
較して無視しうるものであり、キャリャである空気のラ
インから約２〜１のｓｉ＆好ましくは約５ｐｓｉｇの圧
力で僕孫舎される。

キャリャである空気はそのラインから約５０〜１０蛇ｓ
ｉｇ、好ましくは約６のｓｉｇで供給される。

空気分配プレートのスロットからヒーターを横切ってふ
き出るキャリャである空気の速度は約５〜１０フィート
／分である。供聯合されるキヤリャである空気の体積流
れは、蒸気相内の蒸気を維持するのに必要な最小量より
大きいものである。すなわち、供給されるキャリャであ
る空気の量は、金属反応体および溶剤に関するキャリャ
である空気の相対飽和度がべーパラィザ、マニフオルド
、ノズルおよびべーパ・コーティング・チャンバを通じ
て飽和（１００％）以下になるような量で充分である。
キャリヤである空気は相対飽和度が９５％以下、好まし
くは８５％以下になるように、飽和に対する量小値を超
える量で供総合される。混合物は少なくとも５０％飽和
せられる。反応体および溶剤を担持するのに必要な最４
・空気量は、従来から知られている理想ガスの関係およ
び反応体や溶剤に関する蒸気圧、分子量などから決定さ
れうる。

溶剤および蒸発せられるべき反応体の割合は、溶解度お
よび基体に対して所望のコーティング厚をうるために基
体に近接する全反応体の流れおよび反応温度などから容
易に知ることができる。

本発明はつぎに述べる方法および装置の詳細な説明から
さらに容易に理解されうる。第１図において、基体とし
てのたとえばガラスシート１１はコーティングのために
配遣されている。

ガラスシート１１は一般には水平面内で支持されると共
に該シート１１を第１図右側下部の矢印で示される通路
にそって移動させうる手段によって支持されている。べ
ーパラィザアセンブリ１２とべーパ分配アセンブリー３
とからなるコープィング装置がガラスシート１１に面す
るように配置されている。べーパライザ・アセンブリー
２はべーパライザ・チャンバ１４からなり、該チャンバ
はシリンダ状に形成され、反応体の蒸発部材を有してい
る。

該部材について後述する。べ−パラィザ・アセンブリ１
２はさらに反応体供給手段１５とキャリャガス供給手段
１６とを有している。反応体は溶液管１７を介して一組
の溶液供給管１８に供給される。各溶液供Ｖ給管１８は
べーパラィザ・チヤンバ１４内に開□した吐出口を有す
るスプレー・チップ１９に連結されている。溶液管１７
は冷却管２０でおおわれており、該冷却管２０はバッフ
ル２１によって前進流れの部分と戻り流れの部分とに分
割されている。噴霧用のガス、好ましくは空気が一組の
頃霧用のガス供給管２２を介して各スプレー・チップ１
９に供給される。該ガス供給管２２はすべて頃霧用のガ
ス用配管２３に連結されている。反応体供給手段１５は
一組のキャップ２４によってべーパラィザ・チャンバ１
４上に装着され、該キャップ２４は配管の周囲を囲むと
共にべーパラィザ・チャンバ１４に溶接された一組の台
２５にボルトまたは他の方法で連結されている。

キャリャガス供孫溝手段１６はブラケット２７によって
べーパラィザ・チヤンバ１４に装着されたキヤリヤガス
・マニフオルド２６からなる。キヤリャガス・マニフオ
ルド２６には一組のキャリャガス供給管２８が供給され
、各供Ｖ給管２８はキャリャガス・プレヒータ２９に連
給されている。キヤリヤガス・プレヒータ２６はべーパ
ライザ・チャンバ１４に連結され、加熱されたキャリャ
ガスが該チャンバ内に入れられるように構成されている
。プレヒータ２９としては電気抵抗式のヒータが好まし
く、各プレヒータは制御された電源（図示されていない
）に接続される接続部３０を有している。べーパラィザ
・チャンバ１４は単一構造物でもよいが、長く延長する
ぱあし、には、一組の比較的短いべ−パラィザ・チヤン
バ１４を有するモジュラー型の構造物とし、個々のチャ
ンバをロックするべ−パライザ・チヤンバ・カップリン
グ３１によってたがいの端部を結合するようにしてもよ
い。

べーパラィザ・チャンバ１４の内側には反応体および溶
剤などの他の物質を蒸発させる部村が配置されている。

ヒータ３２はチヤンバが２つの部分、すなわち全流入物
質が入る部分と流出する蒸気が去る部分とに分割される
ようにべーパラィザ・チャンバ１４内に取りつけられて
いる。ヒータ３２は蒸気が入口部から該ヒータを通って
べーパラィザ・チヤンバ１４の出口部に流れていくよう
に構成されている。ヒータとしては熱的に制御された熱
交モ鱗流体が封入されたフィン管式熱交換器が好ましい
。ヒータ３２はチャンバ１４内で取付坂上に装着される
。

該取付板は溶接または他の手段でチャンバ１４の内壁に
取りつけられていて、キャリャガス分配プレート３３と
しても作用する。キヤリヤガス分配プレート３３は該プ
レート３３とチヤンバ・ウオールとで封止されたマニフ
オルド・スペースが形成されるような形状につくられる
と共に、チャンバ１４に取りつけられている。キヤリヤ
ガス分配プレート３３はべーパライザ・チヤンバ１４の
入口部にガスを自由に流出させる一組の開口部が形成さ
れていて、該ガスは該入口部でスプレー状の反応体と該
反応体を蒸発させる溶剤と混合する。べーパラィザ・チ
ャンバ１４の入口部で反応体を含むガス状混合物は、べ
−パラィザ・チャンバ１４の出口部に入る混合物の温度
を細かく調整するヒータ３２を通過する。

ヒータ３２は熱的な安定を保証できるように流れている
ガス状混合物の質量に比して比較的高い熱容量を有する
ようにするのが好ましい。混合物が熱すぎるぱあし、に
はヒータは該混合物を冷却することになる。べーバラィ
ザ・チャンバ１４の出口部には一組の蒸気吐出管３４が
配置されている。

該吐出管３４はべーパライザ・チヤンバ１４の壁面を通
って外部に延長されると共にその内部側端部の近くには
数個の流入口が形成されている。各蒸気吐出管３４の内
部側端部にはチャンバに入ってきたり、チャンバ内で生
じたりする粒子状物質をそらすカサ３５が設けられてい
て、これにより蒸気吐出管の詰まりが防止される。蒸気
吐出管３４の周囲にはヒータ３６が設けられている。

ヒータ３６は２つの通路、すなわち送り用の通路および
戻し用の通路とを有しており、これらの通路は再循環式
熱交換流体システム（図示されていない）に連結されて
いる。操作中に油などの高温流体がヒータ３６を通じて
循環され、これによりべーパライザ・チヤンバ１４から
吐出されるガス状混合物の温度が制御される。各蒸気吐
出管３４にはカップリング３７（フレキシブル・カップ
リングが好ましい）が接続されている。

該カップリングはべーパラィザ・アセンブリ１２をべー
パ分配アセンブリ１３に連結する。べーパ分配アセンブ
リー３はべーパ・マニフオルドまたはプレナム（ｐｉｅ
ｎｕｍ）（以下、マニフオルドという）３８からなり、
該マニフオルド３８は仕切壁４０で分離され、かつ内側
および外側温度制御流体用通路４１および４２でおおわ
れた２つの蒸気チャンネル３９を有している。運転時に
油などの高温流体が前記通路４１および４２を循環し、
これにより蒸気チャンネル３９を流れるガス状混合物の
温度が制御される。蒸気チャンネル３９はノズル４３（
先細ノズルが好ましい）と通じている。

各ノズルはマニフオルド３８‘こ結合された対向するノ
ズル壁部材４４で形成されている。各ノズル壁部村４４
には通路４５が設けられ、該通路には加熱された油など
の流体が通されノズル４３を通ってガラスシート（基体
）１１にふきつけられるガス状のコーティング混合物の
温度を正確に制御できるように構成されている。通路４
５を循環する油は一般に熱を奪い、壁部材４４がひずむ
のを防止する。本発明の方法の実施に用いる前記コーテ
ィング装置は、製紙、金属板の圧延などの種々のプロセ
スおよび基体と組合せて使用することができる。

本発明の方法は連続したシート状のものあるいは一組の
不連続な基体をコートするのに使用できる。本発明のよ
り好ましい実施例においては、連続したガラスシートが
コートされる。このガラスシートとしてはプレート・プ
ロセス、他のシート・プロセス〔コルバン〕（Ｃｏｌｂ
ｕｍ）、フオーコールト（Ｆｏｍｃａ山ｔ）またはピッ
ツバーグ・ベンバースン（Ｐｉｔｔｓｂｍ沙Ｐｅ皿ｖｅ
ｒｓｏｎ）プロセス〕またはフロート・プロセスによっ
てつくられるシートであればよい。本発明は垂直面、水
平面または他の適当な方向に向けられた面内に配置され
た基体にコーティングを施すのに効果的に用いられるも
のである。これは本発明でとくに価値があり、かつユニ
ークな特徴である。特別に好ましい実施例においては、
本発明は新たに形成されたフロート・ガラス細長体にコ
ートするのに使用される。

細長体は本発明の原理によってどちらの主面にも容易に
コートされる。つぎの説明はガラス細長体の上面のコー
ティングに関するものである。第１図と同様に第２図、
第３図および第４図を参照する。

前記コ−ティング装置はとくに好ましい遠境、すなわち
フロート・フオーミング・バス（ｆｌｏａｔｆｏ肌ｉ増
ｂａｔｈ）および暁純美との間のスペースに配置されて
いる。連続したガラス細長体１１がバス・チャンバ４７
に仕込まれた溶融錫などの溶融金属格４６上に示されて
いる。

バス・チャンバ４７は金属性の包板４９で囲まれた耐火
性の底壁、側壁および上壁４８から構成されている。細
長体１１はバス・チャンバ４７の出口端で溶融金属４６
からロール５０上にもちあげられる。

ロール５０は適切に支承され、駆動モータ（図示されて
いない）に連結された通常のロール駆動手段によって駆
動される。カーボン・７ロック５１がスプリングによっ
て回転ロール５０の底部に押しつけられていて、ロール
上に被覆する種々の物質を除去することができる。カー
ボンブロック５１はバス・チャンバの耐火材の延長部５
２内に支持されている。ロールから除去される物質は延
長部５２上に落下し、容易に除去される。ガラスの細艮
体１１は焼純窯５３内に運ばれる。

この窯５３は、その中に多数の窯ロール５４を有する。
該ロール５４を回転するために従来周知の駆動手段が設
けられている。各窯ロール５４はガラスに対し、該窯を
経てガラスを運ぞに足りる大きさの牽引力を与える。こ
の窯の温度はガラスの永久応力および歪を除去するよう
に調節されている。ロ−ル５４は新しく形成されたフロ
ートガラスをバス・チヤンバ４７からべーパライゼーシ
ョン・コーティング・チャンバ５５ついで競純窯５３を
通して送る手段の一部を構成している。バスチャンバ４
７内の雰囲気はチッ素と少量の水素とを含んだ還元性の
雰囲気であり、これにより溶融金属４６の酸化が防止さ
れている。通常、この雰囲気は約９０〜９９．９％のチ
ッ素を含有し、残りが水素である。雰囲気は周囲の圧力
によりわずかに高い圧力、たとえば０．１〜０．５イン
チ（２．５４〜１２．７側）（水柱）に保持され、バス
・チヤンバ４７内に周囲の雰囲気が侵入するのを実質的
に阻止する。前記雰囲気をそのまま保持し、かつバス・
チャンバ４７からガラス細長体を通すため、バス・チヤ
ンバの出口には一組のカーテン５６を設ける。

このカーテンはガラス級長体上にひきずっていて、ベー
パライゼーシヨン・コーテイング・チヤンバ５５のわず
かに加圧された雰囲気をバス・チャンバ４７から分離す
る手段として作用する。これらのカーテン５６は通常可
孫性の石綿またはガラス繊維からつくられていて、ガラ
スを傷つけず、しかも環境の温度約１００００〜１２０
００Ｆに耐えることができる。さらに、同様の材料から
なるカーテン５７が窯５３の入口に設けられ、窯５３を
べ‐／ｆライゼイシヨン・コーテイング・チヤンノミ５
５から分離する手段として作用する。べーパ・コーティ
ング・チャンバ５５は真空フード５８を備えている。

該フード５８は上流のバス・チャンバおよび下流の窯に
近接して配置された入口を有している。真空フード５８
は一対の排気管５９まで垂直上方に延長されると共に互
いに充分な間隔があげられていて、１ビーム６０を支持
すると共に関連した装置に沿って配置されたべーパライ
ザ・アセンブリ１２とべーパ分配アセンブリ１３とから
なるべーパ・コーティング装置用の空間を形成している
。真空フード５８Ｇま１ビーム６０上に載遣された車輪
６１によって１ビーム６０上に移動しうるように支持さ
れている。１ビーム６川まバス・チャンバ４７から窯５
３まで移動するガラス細長体１１の通路を横切るように
配置されている。

真空フードは横支柱６２によって一定の間隔があげられ
て支持されている。排気管５９はブラケツト６３に取り
つけられている。該ブラケット６３は支持用のオーバヘ
ツド・ビーム６６のトラック６５に戦直された車輪６４
に取りつけられている。真空フード５８および排気管５
９からなる真空フード・アセンブリはガラス細長体１１
の通路を横切って移動させることができ、保守ならびに
惨善のためフロート・ラインから該アセンブリを完全に
はずすことができる。この移動は支持用の車輪６１およ
び６４が回転している間に該アセンブリをビーム６０お
よび６６に沿って動かすことによって行なうことができ
る。べーパ・コーター・アセンブリはべーパ・コーター
支持ブラケツト６７によって１ビーム６０からべ−パ・
コーティング・チヤンバ５５内に支持されている。支持
プラケツト６７にはべーパ・コーター支持車輪６８が取
りつけられている。べーパ・コーター支持車輪６８は１
ビーム６０上に載遣されている。一方の１ビームにはト
ラック６９が形成されている。トラック６９および該ト
ラック６９と係合する支持車輪６８の形状はトラックお
よび１ビームに対するアセンブリの横方向の動きを防止
できるようなものであればよい。べーパ・コーター・ア
センブリはべーパライザ・アセンブリ１２とべーパ分配
アセンブリ１３以外にこれらの作動部材を支持する機械
構造物から構成されている。

該機械構造物はモー夕７０およびジャッキ７１を有して
いる。該ジャッキ７１はアセンブリを上下させ、コート
されるべき基体に近づけたり遠ざけたりする。べーパ・
コータ支持ブラケツト６７からべーパ・コータ・クロス
アーム７２がぶら下がっている。

モータ・サポート７３およびジャッキ・サポート７４が
該クロスアーム７２に取りつけられている。モー夕・サ
ポート７３にはモータ７０（ＤＣ可変遠モータが好まし
い）が装備されている。該モータ７０には駆動軸７５が
連結され、駆動軸７５はジャッキ７１に連結されている
。各ジャッキ７１内には垂直連動をするスクリュー・シ
ャフトを駆動する適当な伝動装置が設けられている。ス
クリュー・シャフト７６はギアに連結されたジャッキ７
１を介して駆動軸７５とつながっている。

モータ７０で駆動軸７５を駆動すると、スクリュー・シ
ャフト７６は上下に移動しべーパ・コーティング・アセ
ンブリを上昇させたり下降させたりする。スクリュー・
シャフト７６には二叉７７が取りつけられている。二叉
７７にぶら下がるように支持腕７８が連結され、該支持
腕７８は藤板７９に連結されている。横板７９にはべー
パラィザ受け台８０が取りつけられ、談受け台８川まべ
ーパラィザ・チャンバ１４にボルトまたは他の方法で結
合される。

前述の説明のように本発明のより好ましい実施例におい
ては、キャリャガス（好ましくは空気）がべ−パラィザ
・チヤンバ１４に供給されてスプレー・ノズル・チップ
１９から流入する頃霧状のコーティング組成物と混合し
、コーティング材料の蒸発速度を高め、ついでヒータ３
２を通して混合物を移送しコートされるべき基体に送る
ためにさらに加熱することが必要である。キヤリャガス
はマニホルド２６からべーパラィザに供給れる。該マニ
ホルド２６はパイプでつくるのが好ましく、ブラケット
２７によってアセンブリ上に取りつけられている。フレ
キシブル・チューブ（キヤリャガス供給管）２８はキャ
リャガス・マニホルド２６に接続され、加熱部材（キャ
リヤガス・プレヒータ）２９を介してコネクタに向けら
れている。該コネクタはベイパラィザ・チャンバ１４の
壁を貫通してキャリャガス分配用プレート３３とベイパ
ラィザ・チャンバ１４の壁で形成されるスペースと接続
している。電力は電気ケーブル８１からヒータ２９に供
給される。該ケーブル８１はブラケット２７および８３
上に取りつけられた導管８２内に通されている。本発明
の実施の際に用いられるべ−パラィザ１２の内部の詳細
については第１図を参照してすでに説明したので、ここ
では繰返さない。

本発明の実施に用いる装置の構造上の特徴は第２図、第
３図および第４図から明らかである。

ノズル４３から基体１１に向けて吐出される未反応また
は過剰のコーティング組成物の蒸気およびキヤリヤガス
はべーパ・コーテイング・チヤンバ６５を満たす。未反
応の蒸気およびガスは該チャンバ５５から真空ード５８
によって除去される。構造物の不規則な表面に被着物が
たまるとこれがはがれて基体１１上に落下し、基体１１
を傷つけることになる。これを防ぐためにべーパ・コー
ティング・アセンブリはべ−パ・コータ・シールド（ｖ
ａｐｏｒｃｏａにｒｓｈｉｅｌｄ）８４内に入れられて
いる。べーパ・コータ・シールド８４は補強板８５を備
えている。補強板８５は横板７９に接続されてコータ・
アセンブリに接続されている。横板７９は前述のように
サポート・アセンブリ（支持腕）７８と連結されると共
にべーパラィザ受け台８川こ連続されている。すでに指
摘したように、べ−パラィザ・チヤンバ１４はべーパラ
ィザ受け台８川こ連結されている。横板７９は検査孔８
６を有している。べ−パ・コーターシールド８４とべ−
パ・マニホルド３８とのスペースには鉱物線、アスベス
トなどの断熱材８７を充填しておくのが好ましい。第３
図に示されるようにべーパ・コータ・アセンブリの構成
はモジュラー型であり、従来の方法でつくられたガラス
細長体の全中にまたがるようにしてもよい。

モジュラー型の設計は装置の保守、修繕が容易にできる
ので好ましい。付属設備を備えた個々のべーパラィザ・
チヤンバ１４はたがいに連結され全細長体の中をまたぐ
アセンブリを形成している。べーパラィザ１４はモジュ
ラー型に設計してもべーパ分配マニホルド３８およびべ
ーパ・ノズル４３は単一ユニットにするのが好ましい。

しかして蒸気はコートされるべき基体の全中にわたって
均一に吐出される。コーティング用の蒸気はべ−パ・マ
ニホルド３８によって基体に沿って均一に吐出される。

コ−トされるべきガラス細長体の中をまたいでいるマニ
ホルド３８の横方向の長さは該マニホルドの中よりずっ
と大きなものである。べ−パ・マニホルド３８は複数の
べーパ・チャンネルからなり、該チャンネルは細長く伸
びており、かつその出口端でたがいに分離されているが
、その入口部では共通のチャンネルとなっている。

べ−パラィザ１４からマニホルド３８に蒸気を送る多数
のカップリング３７は、この共通のチャンネル入口にそ
ってマニホルド３８に連結されている。各蒸気チャンネ
ル‐３９は少なくとも２つの反対向きの曲線で構成させ
るのが好ましく、これにより該チャンネルを通過する蒸
気の移動通路は少くとも２回方向を変えるようになる。

しかしてチャンネルの長さ方向に沿った蒸気の吐出はき
わめて均一になる。チャンネル内にバッフルを配置して
さらに蒸気の流れをさえぎると共にチャンネルの長さに
沿ってさらに分配させるようにしてもよいが、バッフル
がなくしかも流れの方向を変えるようにしたシンプルな
設計のものが好ましい。設計時に渦流を生じさせるよう
な停滞部や出つばり部がないようにすることが好ましい
。べーパ・チャンネル３９の周りには必要なら加熱用あ
るいは冷却用の流体を移送する通路４１および４２が設
けられている。

これらの通路４１および４２はべーパ・マニホルド３８
の長手方向に沿って伸長すると共に加熱用あるいは冷却
用の流体源（図示されていない）に連結されている。よ
り好ましい実施例では加熱された油が該通路に供給され
る。べーパ・マニホルド３８にはノズル４３を形成する
ノズル壁部材４４が連結されている。

ノズル４３は蒸発したコーティング組成物およびキャリ
ャガスをコートされるべき基体１１にふきつける。ノズ
ル４３は細長く伸びていて平面図ではスロットのように
みえる。ノズルはその入口から出口までかなり狭くなる
ようにするのが好ましい。各スロットの収縮は該スロッ
トを通過する蒸気がスロットの先端にいくにしたがって
連続的に加速されるように構成されている。しかしてス
ロット壁に隣接した蒸気の境界層が最小になり、かつス
ロットの周辺は蒸気によって均一にぬれ、流出する蒸気
は基体に均一にふきつけられるようになる。ノズルの特
性は流入口の面積と流出口の面積との比である収縮比に
よって示される。効率のよい均一なコーティングをうる
ためのより好ましい流れの条件について以下に説明する
。この条件はノズルの出口端における条件として示され
る。／ズルとしては「化学蒸着によるコーティング用ノ
ズル（ＮｏｚｚｌｅｆｏｒＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ
ＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＣｏａｔｉｎ鱗）」という発
明の名称で提出されたクリシュナ・シムハン（Ｋｒｉｓ
ｈＭＳｉｍｈａｎ）の米国特許出願中に示されたノズル
が好ましい。各べ−パ・チャンネル３９は容積で測定し
たチャンネルの通過量の約６倍の容積をもつようにする
のが好ましい。

チャンネルを通過する蒸気を維持するためにこれだけの
容量をもたせると該チャンネルはフレキシブル・カップ
リング３７から流出する不連続な流れによって生じる速
度変化を除く整流用の場所として作用する。前述のよう
にべーパ・チャンネル３９は蒸気の流れに新しい方向を
与え、マニホルド３８の長さ方向に沿って蒸気を均一に
分配させる。べーパ・チャンネル３９の構成および大き
さはノズル４３の形状と関係することは明らかである。
ノズルの収縮比が増大し、約５〜６以上になると、ベー
パ・チャンネル３９の容積は減少させることができ、こ
のぱあし、わるし・影響はない。各ノズル４３は曲面を
有する２つの部材４４からなり、たがいの曲面が対向す
るようにマニホルド３８に連結されている。

各部材は加熱された油などの流体を通すチャンネル４５
を備えていて、吐出される蒸気およびガスの温度を制御
することができる。加熱された油が平行なチャンネル４
５を通り、ついで通路４１および４２を通るようにする
のが好ましい。ノズルに流入したり、ノズルから流出し
たりする油の温度を測定できるようにしてもよく、この
ような測定によってノズル温度であると計算される温度
は各ノズル出口においての蒸気の流れの状態を規定する
のに用いられるものである。ノズルの流れ部を構成する
曲面はなめらかに機械仕上げされていて、蒸気およびガ
ス流れに局部的な乱れを与える細かい障害物あるいはか
き傷が生じないようにされている。

より好ましい実施例においては、ノズル部材は機械仕上
げされた鋼あるいは他の基体金属でつくられ、轡曲した
内表面は金または他の貴金属などの作業性の良好な金属
でおおわれる。金属の仕上げは少なくとも６４マイクロ
インチ、好ましくは約１６マイクロインチである。収縮
比が充分に大きい‘まあし、には、金属の仕上げに際し
て滑らかさを低下させても影響はない。ノズル内表面の
曲率は曲率半径が入口部でもつとめ小さく出口部が最大
（無限大に接近する）になるようなものであればよい。

曲率半径がノズルの入口から出口までの距離の函数とし
て単調に（好ましくは一定割合で）増加するようにする
のがもっとも好ましい。ノズル部材４４はノズルの通路
に沿った各部で異なった半径に機械仕上げされ、各部は
スムーズに機械仕上げされてつぎの部分と違っている。
ノズル部材の出口端は鋭く、かつ充分に限定された角部
にするのが好しく、その結果ノズル部材の基体と面する
部分が流出蒸気およびガスによって滞れなくなる。

本発明の細部は第１図と共に第５図および第６図を参照
すればさらに理解される。

べーパラィザ・チャンネル１４は円筒状で、その中には
ヒータ３２が配置されている。ヒータ３２はチヤンバ１
４を２つの閉鎖されたスペースに区分している。ヒータ
３２の上部のスペースは入口用、混合用および蒸発用の
スペースであり、ヒータの下部のスペースは温度および
濃度安定用、ならびに出口用のスペースである。ヒータ
３２は該ヒータを通って蒸気およびガスがチャンバ内の
一方のスペースから他方のスペースまで通過できるよう
孔を有している。

ヒータは空気調節器のコンデンサーとして通常用いられ
ているものと類似したフィン管式の熱交換器が好ましい
。操作時には加熱用流体が該チューブに供給される。こ
のようにしてチューブが加熱されると、熱伝導によって
フィンが同様に加熱される。ついで熱はヒータの周囲の
チャンバおよび入口部から出口部へ該ヒータを通って通
過する蒸気およびガスに伝えられる。熱交換流体（加熱
された油が好ましい）は入口管８８を通ってヒータ３２
に供給される。

熱交換流体はヒータ３２を通過したのち、移送管８９に
よってべーパ・ディスチヤージ・ヒータ３６に送られ、
該ヒータ３６から流体は吐出管９０を介して遠くのタン
クに戻される。また、熱交換流体を反対方向に流すよう
にすることも可能である。前述のようにヒータ３２は蒸
発用の熱を供給するというより、空気および蒸発される
反応体（さらにはこれに加えて溶剤）の温度を安定する
作用をする。ヒータは混合物の温度にわずかに影響を与
えるのに必要な熱に比較して大きい熱容量をもつように
するのが好ましい。ヒータ温度は吐出蒸気のため所望温
度に維持される。そして蒸気に対する熱移動は漸減する
小さな温度勾配で行なわれる。その結果チャンバから蒸
気吐出管３４によって送られる蒸気温度はほとんど一定
となる。ガス混合物の温度が高いぱあし、にはヒータ３
２はそれを冷却することになる。コーティング用の反応
体を均一に分散させるために、反応体はヒータ３２の中
央に直線状に配置された多数のスプレー・チップ１９か
ら吐出される。

スプレー・チップ１９はヒータ３２に面するように取り
つけられ、各スプレーはヒータによって実質的にさえざ
られるようし、なる。各スプレーの中心軸はヒータの主
面に対して垂直であるのが好ましく、その中央部でヒー
タを横切ることになる。コーティング用の反応体は霧ふ
き作用によってさらに分散せられる。流入するキャリャ
ガスはコーティング用の反応体の分散を強めると共に蒸
気とキャリャガスが充分に混合されるように吐出される
。

各キヤリヤガス分配プレート３３は多数の角度をつけら
れたスロット９１を有し、該スロット９１は加熱された
キヤリヤガスを外向きにかつヒータ３２の緑から上方に
かつスプレー・チップ１９の方に向けて吐出し、細かな
贋霧状のスプレーを分散させ、コーティング用の反応体
および溶剤を蒸発させる。蒸発したコーティング反応体
と溶剤およびキャリャガスの混合物はついでヒータ３２
の中央部を通り蒸気吐出管３４を通って基体に送られる
。つぎの実施例により本発明の有用性がさらに説明され
る。

実施例 １ 前述の装置はフロート・バスと徐冷窯との間にあるガラ
ス細長体を横切るように配置されている。

中が約１０フィート、厚さ１′４インチの連続したガラ
ス細長体が該装置の下部を約２５０インチ／分の線速度
で運ばれる。

ガラスは約８８％の可視光線の透過率を有する従来のソ
ーダ・ライム・シリカ系のガラスである。コーティング
溶液が準備され、該溶液は１ガロンあたりつぎのような
組成を有している。鉄アセチルアセトネート
５１０タク。

ムアセチルアセトネート １５０タコバルト
アセチルアセトネート ５５タメチレンクロラ
イド １ガロンコーティング溶液は約１ゆｓ
ｉｇの圧力、約７００Ｆの温度で約０．２ガロン／分の
割合で溶液管１７に送られる。

頃霧用の空気は約５ｐｓｉｇの圧力、約７００Ｆの温度
で贋霧用のガス供給管２３に供給される。キヤリャであ
る空気は約３８ｐｓｉｇ、約１７雌ＧＦＭの割合でキヤ
リヤガスマニホルド２６に送られる。キヤリャである空
気はプレヒータ２９内で約５０びＦ‘こ加熱され、キャ
リャガス分配プレート３３を通る空気速度が約５〜１０
フィート／分でべーパラィザ・チャンバ１４に送られる
。空気の顕熱は充分大きく、コーティング溶液を蒸発さ
せ、約４０００Ｆ〜４２００Ｆの範囲内の温度の空気と
蒸気の混合物をつくることができる。加熱された油は約
４１びＦの温度ですべてのヒ−夕に供Ｖ給される。

しかしてべーパラィザ・チャンバを通ってべーパ・マニ
ホルド３８およびノズル４３を通過するコーティング混
合物は約４１００Ｆの安定した温度を有する。ノズルの
下にあるガラス温度は約１０５００Ｆである。ノズル先
端部と基体との間隔と、ノズル先端部の幅との比は２で
ある。

前述の条件ではノズル出口のレィノルズ数は５０００と
なる。本装置によれば２０分間で２０ぴｅｅぜのガラス
をコートすることができる。

このようにしてできるコーティングはガラス表面全面で
均一なものとなり、コートされたガラスの平均の可視光
線の透過率は４０％となり透過率の変化はガラスの端部
を除いて土２％以内のものとなる。このようなコーティ
ングは同じコーティング材料を用いたスプレー・メンツ
ド‘こよってえられるコーティングより均一なものとな
り、さらに細かな粒状表面をうろことができる。

実施例 ２ 実施例１の方法は数回線返されるが、このぱあし、各例
におけるいくつかのプロセス・パラメータが形成される
コーティングに対する影響をみるために変えられる。

まず、この方法はしィノルズ数２５００を有する出口流
で繰返される。

このようにして生じるコープィングは本発明のより好ま
しい実施例よりややコーティング効率が低く平均の透過
率は５０％であるが、実施例１と同じくすぐれた品質の
ものである。また、レィノルズ数２０００を有する出口
流に変更したほかは同様にして実験を行なった。

このようにして生じるコーティングは前記実施例より薄
く、不均一になる。平均の透過率は６０％でその範囲は
±５％であり、建築上適用することはできない。さらに
、レイノルズ数７０００の出口流についても実験を行な
った。

このようにして生じるコーティングは実施例１と同じよ
うなすぐれた品質のものである。最後に、レィノルズ数
５０００の出口流で２種類の方法が行なわれた。

その一つはノズルと基体との間隔がノズル中の０．９倍
であり、他はノズル中の５倍である。どちらの例におい
ても生ずるコープイングは平均の透過率が５０％以下で
その変化範囲は建築上の使用に対する限界特性を示す土
３％内に入れることが充分にできる。つぎに本発明の実
施の態様を列挙する。

‘１’前記キャリャガスは該加熱手段の温度以上に加熱
され、該キャリャガスが該加熱手段の温度まで冷却され
ることにより放出される熱が、前記コーティング反応体
および溶剤を実質的にすべて蒸発させ、かつ蒸発したコ
ーティング反応体、溶剤およびキャリャガスの混合物が
前記加熱手段の温度になるのに充分である特許請求の範
囲記載のコーティング方法。

■ 前記キャリャガスが充分な量供給され、蒸発したコ
ーティング反応体と蒸発した溶剤およびキャリャガスの
混合物は混合によって生じる混合物の温度においてはコ
ーティング反応体および溶剤が不飽和である前記第（１
｝項記載のコープィング方法。

糊 混合物がコーティング反応体および溶剤で約５０〜
９５％飽和されている前記第｛２１項記載のコーティン
グ方法。

｛４’前記キヤリヤガスが、前記コーティング反応体と
反応し充分な熱の供聯合によりコーティングを形成する
反応体からなり、供給されたままの該キヤリヤガスの温
度と、蒸発したコーティング反応体と溶剤とキャリャガ
スの温度がコートされるべき加熱された基体に吐出され
るまで、コーティング反応体とキャリャ反応体との実質
的な反応が生じる温度以下に維持される前記第‘１’項
または第■項記載のコーティング方法。

‘５１ 基体に前記ガス状混合物を吐出する工程が‘ａ
’前記ガス状混合物から実質的にすべての液状ならびに
固体状物質を除去する工程、‘ｂ’液状ならびに固体状
物質を実質的に含まないガス状混合物を基体の広範囲な
領域にわたって分配する工程、および‘ｃー ガス状混
合物を基体に吐出する工程、とからなる特許請求の範囲
記載のコーティング方法。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の実施に用いるコーティング装置
の部分断面見取図、第２図はべーパラィザ、マニホルド
およびノズルの部分断面図、第３図は第２図の３−３線
断面図、第４図は第３図の４−４線断面図、第５図はべ
ーパラィザ・チャンバの拡大断面図、第６図はキャリャ
ガス分配プレートの部分図である。 図面の主要符号、１１：ガラスシート、１２：べーパラ
イザ・アセンブリ、１３：べーパ分配アセンブリ、１４
：べーパライザ・チヤンバ、１９：スプレー・チップ、
２６：キヤリヤガス・マニホルド、３２：ヒータ、３８
：べーパ・マニホルド、３９：蒸気チャンネル、４３：
ノズル、４７：バス・チヤンバ、５３：暁鈍籍、５４：
窯ロー′レ。 ＦＩＧ．１ ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．５ ＦＩＧ．３ Ｆ‘Ｇ．５ ＦＩＧ，４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ （ａ） コーテイング反応体を揮発性の溶剤中に溶
   解させる工程、（ｂ） 該溶液を囲われたチヤンバ内に
   加熱手段に向けて噴霧させる工程、（ｃ） キヤリヤガ
   スの流れが前記溶液の噴霧状物をさえぎり、該噴霧状物
   と混合し、該噴霧状物にそれが蒸発するのに充分な熱を
   与えて該噴霧状物が蒸発するように、キヤリヤガスの流
   れを前記加熱手段を横切るようにかつ該加熱手段から離
   れるように吐出して、該噴霧状物を蒸発させる工程、（
   ｄ） キヤリヤガス、蒸発した溶剤およびコーテイング
   反応体からなるガス状混合物を該加熱手段を通して移送
   する工程、および（ｅ） コートされるべき基体に該ガ
   ス状混合物を吐出させる工程からなることを特徴とする
   、少なくとも一つのコーテイング反応体からなるガス状
   混合物を基体にふきつけることにより該基体にコーテイ
   ングを施す方法。