NO175426B - Fremgangsmåte for å påföre belegg på et bevegelig, varmt glassbånd - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for påføring av belegg på glass og særlig en fremgangsmåte for belegg-påføring på glass hvor minst to reaktanter i- -gassform reagerer med hverandre for å danne et belegg på et bevegelig bånd av varmt glass.

Det er velkjent at belegg med ønskelige egenskaper for arkitektonisk bruk kan fremstilles ved anvendelse av reaktanter i gassform som spaltes på den varme glassoverflate. Silikonbelegg som kan anvendes som solstråle-regulerende belegg, er blitt fremstilt ved pyrolyse av silaneholdig gass på en varm glassoverflate, og det er blitt fremsatt mange forslag om å fremstille andre solstråle-regulerende belegg og belegg med lav strålingsevne (høy infrarød refleksjon) ut i fra andre passende reaktanter i gassform. Det har imidlertid dessverre vist seg vanskelig i kommersiell praksis å oppnå tilstrekkelig jevne belegg med den påkrevede tykkelse.

Britisk patentskrift nr. 1 474 377 beskriver en prosess hvor en gassblanding som inneholder minst en påføringsreaktant rettes gjennom en dyse ved et Reynolds-tall for dyseutløpet på minst 2500 mot et substrat som skal påføres belegg. Påførings-reaktanten, som befinner seg i en bæregass, rettes mot substratet i en vinkel på 90° med substratoverflaten samt gjennom en langstrakt dyse som strekker seg tvers over bredden av et substratbånd som skal belegges, mens anvendt beleggsgass trekkes ut gjennom vakuumhetter på begge sider av dysen. Påføringsgassen føres ikke her parallelt med glassoverflaten og ingen spesielle tiltak gjøres for bruk av blandinger av reaktanter som er i stand til å reagere med hverandre før de når frem til den varme glassoverflate.

I henhold til britisk patentskrift nr. 1 507 996, påføres et jevnt belegg fra en reaktantgass ved å bringe gassen til å strømme parallelt med glassoverflaten under laminære strøm-ningsbetingelser. Heller ikke her er det truffet spesielle tiltak for bruk av blandinger av gasser som har en tendens til å reagere med hverandre før de når frem til glassoverflaten. Britisk patentskrift nr. 1 516 032 beskriver en prosess som går ut på å påføre belegg på glass ved anvendelse av et fluidmedium som inneholder en eller flere reaktanter som kan foreligge i væske- eller gassform, og som rettes mot det varme glass som en eller flere strømmer, hvorav minst en har en hastighetskomponent i båndets bevegelsesretning samt har en skrå retning i forhold til håndflaten i en vinkel (eller midlere vinkel) som ikke er mer enn 60°. Utnyttelse av denne oppfinnelse sies å gi et belegg kjennetegnet ved et glasshol-dig sjikt av homogen struktur og som oppviser et regelmessig krystallarrangement. Hvor det er påkrevet at to eller flere komponenter reagerer med hverandre, kan disse tilføres som en separat strømning gjennom inntilliggende dyser som hver er anordnet for å frembringe en reaktantstrøm i spiss vinkel med glassoverflaten, således at reaktantene kommer i kontakt med hverandre i nærheten av glasset, eller også kan en enkelt dyse anvendes for å tilføre en første reaktantstrøm mens en strøm av luft, som tjener som en annen reaktant, tilføres for å strømme til reaksjonssonen med samme strømningsimpuls og skråstilling som den første strøm. En avløpskanal kan være anordnet nedstrøms for påføringssonen for å trekke gass bort fra denne sone, og en hette kan være anordnet for å fastlegge, sammen med glassoverflaten, en strømningspassasje langs glasset og i retning bort fra anslagsområdet for fluidstrømmen eller -strømmene på glasset.

Britisk patentskrift nr. 1 524 326 beskriver en prosess hvor et medium i gassform bringes til å strømme langs det substrat som skal belegges, i form av et hovedsakelig turbulensfritt lag langs en strømningspassasje som på den ene side avgrenses av glassoverflaten. Denne strømningspassasje fører til en avløpskanal som restgass trekkes bort fra glasset gjennom.

Reaktantene i gassform innføres i strømningspassasjen som strømmer i spiss vinkel mot glasset, på samme måte som angitt i britisk patentskrift nr. 1 516 032.

Britisk patentskrift nr. GB 2 02 6 454B gjelder særlig en prosess for å danne et tinnoksydbelegg på en varm glassoverflate T idet det anvendes et gassmedium som inneholder tinn-tetraklorid i en konsentrasjon som tilsvarer et partialtrykk på minst 2.5 x 10~<3> atmosfærer samt vanndamp i en konsentrasjon som tilsvarer et partialtrykk på minst 10 x IO"<3> atmosfærer. I en særlig foretrukket utførelse bringes en strøm av nitrogenbæregass med innhold av tinn-tetrakloriddamp til å strømme langs den glassoverflate som påføres belegg, mens en luftstrøm som inneholder vanndamp avgis inn i denne strøm på et sted hvor den befinner seg i strømning langs nevnte flate. Et dopemiddel, slik som hydrogenfluorid, kan tilføres substratflaten separat eller blandet med fuktig luft. Gass-trømmene rettes fortrinnsvis mot glassoverflaten i en spiss vinkel på mindre enn 45°, samt bringes til å strømme langs glasset som et hovedsakelig turbulensfritt lag langs en strømningspassasje som delvis avgrenses av glassoverflaten, og som fører frem til en avløpspassasje hvor restgass trekkes bort fra glasset.

Britisk patentskrift GB 2 044 137A beskriver et munnstykke for å rette strømmer av reaktantgass mot en varm glassoverflate som skal påføres belegg. For å unngå for tidlig reaksjon mellom de påføringsgasser som anvendes, f.eks. tinn-tetraklorid og vanndamp, omfatter munnstykket tre innbyrdes inntilliggende gasstrålekanaler utstyrt med hver sin utløpsåpning i form av en rektangulær sliss. De tre gasstrålekanaler er anordnet side ved side med sine rektangulære slisser innbyrdes parallelle og med sidevegger som fastlegger kanalenes konver-gens mot en imaginær linje som er felles for alle tre kanaler. I drift er munnstykket anordnet slik at slissene strekker seg tvers over et bånd av varmt glass som skal påføres belegg og med nevnte imaginære linje hovedsakelig i glassets plan. Avgrensede laminære strømmer av reaktantgass avgis fra kanalene og treffer glasset langs nevnte imaginære linje. Avstanden mellom munnstykket og glasset kan nedsettes noe i praksis og frembringer da en forholdsvis intens lokal turbulens der hvor gasstrømmene treffer glasset og fremmer derved gassblandingen. Restgasser trekkes bort fra påføringssonen ved avløpskanaler oppstrøms og nedstrøms for munnstykket.

Britisk patentskrift GB 2 113 12OB béskriver en modifikasjon av det munnstykket som er omtalt i GB 2 044 137A og hvor den overflate av munnstykket som vender mot glasset er formet slik at gasstrømmene fra munnstykket fortrinnsvis drives i ned-strømsretningen.

Gasstrømmene, som er laminære når de forlater strålekanalene, avbøyes i glassets bevegelsesretning og hovedsakelig parallelt med glasset. De treffer da glasset på en mykere måte enn ved den prosess som er angitt i GB 2 044 137A og turbulensgraden nedsettes, hvilket angis å bidra til å nedsette den manglende dekning som i blant opptrer ved den førstnevnte anordning.

I henhold til en alternativ teknikk, som skriver seg fra samme oppfinnere som angitt i patentskrift GB 2 044 137A og er beskrevet i europeisk patentskrift EP 0 060 221, bringes strømmer av påføringsgass til å løpe inn i hverandre før de kommer i kontakt med substratet, enten ved at de beveges i forskjellige hastigheter, eller ved at de rettes mot hverandre i en vinkel større enn 35°, eller ved en kombinasjon av disse to teknikker, for derved å frembringe en nesten øyeblikkelig blanding i kraft av den omrøringseffekt som fremkommer ved sammenstøtet. I de beskrevne utførelser, avgis reaktantgassene gjennom et sett av parallelle munnstykker som ender meget nær glassoverflaten og som hver omfatter et midtre rør for en første reaktantgass samt et annet koaksialt rør for en annen reaktantgass. Ledeplater i rørene meddeler innbyrdes motsatte rotasjonsbevegelser til henholdsvis første og annen reaktantgass, således at gasstrømmene møtes ved utløpet fra munnstykket og disse strømmene sammenblandes hovedsakelig umiddel-bart og før noen av gasstrømmene kommer i kontakt med glasset. Hvert munnstykke omfatter i tillegg et tredje rør koaksialt med de to førstnevnte rør og anordnet for å fjerne anvendte reaksjonsgasser fra reaksjonssonen.

Ved en ytterligere fremgangsmåte, som er beskrevet i britisk patentansøkning GB 2 184 748A, innføres en mornukleide for belegget og en oksyderende gass i en blandesorie godt ovenfor glasset ved oppstrømsenden av et påføringskammer. Varme tilføres blandesonen og mornukleiden for belegget og den oksyderende gass blandes grundig i blandesonen i åpen forbind-else med substratet, men i en sådan høyde at beleggdannelsen finner sted fra en hovedsakelig homogen dampblanding. Denne blanding bringes så til å strømme kontinuerlig gjennom påføringskammeret i kontakt med glassets overside. Det angis som fordelaktig at takstrukturen avtar i høyde i nedstrøms-retningen, hvilket struper strømmer av damp langs påførings-kammeret. I visse foretrukne utførelser avtar takhøyden etter en kurve som leder inn i et nedstrøms takparti over glasset. Dette er funnet å fremme en jevn hovedstrøm av mornukleide-ladet damp i nedstrømsretningen innenfor påføringskammeret, hvilket angis å være gunstig for jevnheten av det belegg som dannes. Påføringskammeret kan med fordel ha en lengde på minst fem meter, og anvendelse av et sådant langt påføringskammer er angitt å være av særlig betydning for å øke påføringsytelsen ved dannelse av forholdsvis tykke belegg på et raskt bevegelig substrat, slik som et bånd av nylig dannet flyteglass.

På tross av alle de ovenfor omtalte tidligere utførelser, synes det ikke å være kjent noen prosess som utnytter kommer-sielt anvendte gasser for fremstilling av belegg av tykkelse mer enn 200 nm på et bevegelig glassbånd. Det er således behov for en enkel prosess som unngår bruk av flere munnstykker som lett kan være gjenstand for blokkering, men likevel er i stand til å frembringe hovedsakelig jevne belegg av tykkelse mer enn 2 00 nm ut i fra en blanding av reaktantgasser mot et varmt bånd av flyteglass, uten behov for de lange påføringskammere som er omtalt ovenfor.

Det er da funnet at relativt tykke belegg (over 200 nm) med fordel kan frembringes innenfor et forholdsvis kort påfør-ingskammer ved anvendelse av en prosess hvor en blanding av reaktantgasser bringes til å strømme langs overflaten av det varme glass i en hovedretning parallelt med glassets bevegelsesretning og i form av en turbulent strømning.

Foreliggende oppfinnelse gjelder således en fremgangsmåte for påføring av et belegg på et bevegelig varmt glassbånd fra minst to reaktanter i gassform som reagerer med hverandre.

På denne bakgrunn av prinsipielt kjent teknikk fra US patentskrift nr 3.674.453 samt de ovenfor omtalte patenter har så fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen som særtrekk at: (a) en første strøm av en første reaktantgass opprettes langs den varme glassoverflate i en første hovedretning hovedsakelig parallell med glassets bevegelsesretning, (b) en annen strøm av en andre reaktantgass opprettes som en turbulent strøm i en annen hovedretning i en viss vinkel

med nevnte første hovedretning og glassoverflaten,

(c) nevnte annen strøm føres inn med nevnte vinkel i den første strøm nedstrøms i nevnte første hovedretning i forhold til det sted hvor den første strøm opprettes, og således strøm av nevnte andre reaktantgass unngås opp-strøms i nevnte første strøm, og (d) den sammensatte gass-strøm langs overflaten av det varme glass bringes til å flyte i nevnte første hovedretning som en turbulent strøm gjennom en påføringssone.

Den forbrukte beleggass fra påføringssonen trekkes så fortrinnsvis bort fra det varme glass.

Såvel første som annen strømning kan omfatte en eller flere påføringsreaktanter og en bæregass, f.eks. nitrogen eller luft, skjønt det er klart ønskelig å unngå blanding innenfor såvel den første som den annen strømning, vil gasser reagere med hverandre og frembringe en uønsket fast materialavsetning på glasset eller påføringsapparatet før første og annen strømning har blandet seg med hverandre.

Den annen strømning opprettes som en turbulent strømning, da det er funnet at dette er nødvendig for å oppnå en tilfredsstillende grad av blanding med den første strømning, som allerede befinner seg i kontakt med glasset. Denne turbulens i den annen strømning fører til rask sammenblanding av de to gasser og gjør det mulig å avsette et jevnt belegg innenfor en kort påføringssone, slik som omtalt ovenfor.

Uttrykket "turbulent strømning" betyr slik det anvendes her, en strømning hvor fluktuasjoner som er tilfeldige både i tid og rom samt med hensyn til hastighet og retning, overlagres de

midlere strømningsforhold. Den påkrevede turbulente strømning kan oppnås ved å arbeide ved tilstrekkelig høyt Reynolds-tall (vanligvis minst 2500) eller ved å arbeide med noe lavere

Reynolds-tall og utsette strømningen for tilstrekkelige opp-strøms forstyrrelser til å sikre turbulens. Skjønt Reynolds-tall under 2500 faktisk kan anvendes, under forutsetning av at strømningen utsettes for tilstrekkelig oppstrøms forstyrrelser, vil et Reynolds-tall på minst 17 00 vanligvis være nødven-dig for å oppnå den påkrevede turbulens, selv om turbulent strømning kan opprettes også ved lavere Reynolds-tall hvis tilstrekkelig skjærkraft påføres.

Den kombinerte strømning vil vanligvis finne sted ved et Reynolds-tall på minst 2500, og fortrinnsvis minst 6000.

Reynolds-tall R er en dimensjonsløs størrelse. For en gass som strømmer i en kanal, kan det beregnes ut i fra formelen:

hvor W = gassens strømningshastighet i kanalen o = gassens densitet i kanalen

Tj = den dynamiske viskositet for den gass som strømmer i kanaen

L = kanalens hydrauliske diameter =

4 x kanalens tverrsnittsområde

kanalens våtperimeter

Den første strømning kan være en turbulent strømning eller en laminær strømning. Den forløper vanligvis i samme retning som glassets bevegelse, men skjønt dens hovedretning er hovedsakelig parallell med glassets bevegelsesretning, vil den kunne konvergere noe mot glasset eller divergere litt bort fra dette. Videre er det ikke vesentlig for den kombinerte strømning å være nøyaktig parallell med glasset, idet f.eks. en midlere strømning langs glasset kan avvike noe i retning mot glasset eller ha en retning noe bort fra dette, forutsatt at den hovedsakelig er rettet med eller mot glassets bevegelsesretning og befinner seg i kontakt med glassoverflaten i påføringssonen.

Oppstrøms-strømning av den annen reaktantgass i den første strømning av den første reaktantgass må i det vesentlige unngås. En sådan oppstrøms-strømning vil ha en tendens til å føre til ujevn lokal avsetning av påføringsmaterial oppstrøms for det sted hvor strømmen av annen reaktantgass føres inn i strømningen av den første reaktantgass. Sådan strømning i opp-strømsretningen må derfor i det vesentlige unngås for derved å unngå enhver lokal avsetning av påføringsmaterial som fører til vesentlige ujevnheter i det resulterende belegg.

For å hovedsakelig unngå enhver oppstrøms-rettet strømning av den annen reaktantgass innenfor den første strømning, vil den annen strømning fortrinnsvis bli opprettet og innført i den første strømning under en vinkel som ikke er større enn ca. 90° i forhold til den første strømning. I praksis foretrekkes det å anvende en vinkel på ca. 90°, da bruk av en sådan vinkel er funnet å nedsette til et minimum avsetningen av påførings-material i utløpsmunningen av den kanal som fører den annen strømning, samtidig som oppstrøms-strømning av den annen reaktantgass i den første strømning unngås.

Det er funnet at strukturmønstere i stor skala innenfor strøm-ningen, slik som rulleceller eller virvelstrømmer, vil ha en tendens til å føre til ujevnheter i belegget, og bør derfor unngås. I praksis synes utnyttelse av turbulent strømning å motvirke sådanne strømningsmønstre. De kan ytterligere redu-seres ved å øke mengdestrømmen av den annen reaktantgass som innføfes i strømningen av den første reaktants-gass, og/eller ved å arbeide under forhold hvor strømningshastigheten for den kombinerte strømning er.lavere enn hastigheten av den annen strømning, således at gassen i den annen strømning dempes i hastighet etter hvert som den rettes langs den varme glass-overf late. På den annen side kan strømningsmønstere i liten skala, f.eks. mønstere med en største dimensjon som er liten

(gjerne mindre enn 20% og fortrinnsvis mindre enn 10%)

sammenlignet med lengden av den del av påføringssonen hvor størstedelen av belegget med fast tykkelse skal påføres, tolereres uten avvik fra jevnheten som ikke kan godtas. Disse strømningsmønstre i liten skala, som er uunngåelige i turbulent strømning, kan således tolereres.

Fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse er særlig egnet for fremstilling av infrarødt reflekterende tinnoksydbelegg ved anvendelse av f.eks. tinnklorid som den første reaktantgass og vanndamp som den annen reaktantgass. For å øke refleksjonen av infrarød stråling fra belegget, kan et dopemiddel, slik som en kilde for antimon eller fluor, f.eks. hydrogenfluorid, inngå i reaksjonsgassene. Andre belegg, slik som titanoksyd eller titannitrid, kan også påføres ved hjelp av oppfinnelsens fremgangsmåte. For å påføre titanoksydbelegg kan titan-tetraklorid anvendes som første reaktantgass, mens vanndamp anvendes som den annen reaktantgass. For å oppnå et belegg av titannitrid, kan titan-tetraklorid anvendes som den første reaktantgass, mens ammoniakk anvendes som den annen reaktantgass.

Foreliggende oppfinnelse vil nå bli nærmere beskrevet ved hjelp av et utførelseseksempel og under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser et tverrsnitt sett fra siden gjennom et apparat innrettet for bruk ved påføring av belegg i samsvar med oppfinnelsens fremgangsmåte, Fig. 2 er et endeoppriss av det viste apparat sett i retning av pilen 2 i fig. 1, og Fig. 3 er et snitt sett fra siden og som mer detaljert viser en gasstrømningavgrenser av den type som inngår det viste apparat i fig. 1.

På tegningene henviser samme henvisningstall til tilsvarende deler.

I den følgende beskrivelse, likesom i de etterfølgende patentkrav, anvendes betegnelsene "oppstrøms" og "nedstrøms" under henvisning til strømningsretningen av reaktantgassene gjennom påføringskammeret. Slik som i den spesielle utførelse som vil bli beskrevet som eksempel, er denne strømningsretning sammenfallende med glassets bevegelsesretning, men dette behøver ikke nødvendigvis å være tilfelle og utøvelse av foreliggende oppfinnelse kan også være fordelaktig i det tilfelle reaktantgassenes strømning er rettet motsatt glassets bevegelsesretning.

Det skal nå særlig henvises til fig. 1 og 2 hvor det er vist et påføringsapparat som i sin helhet er angitt ved henvis-ningstallet 1 og er opphengt over et glassbånd 12 som frem-føres over ruller (ikke vist) fra venstre mot høyre.

Apparatet er opphengt i en bærer 2 som omfatter en horisontal plate 3, hvis overside er påsveiset fremre monteringsbraketter, slik som vist ved 4, samt bakre monteringsbraketter, slik som vist ved 5. Vanligvis er tre fremre og tre bakre monteringsbraketter fordelt over bredden av påføringsapparatet, idet i hvert tilfelle en brakett er montert i midten og de to øvrige braketter nær apparatets sidekanter. Hver av monter-ingsbrakettene 4, 5 er opphengt i en tilordnet vann-kjølt bjelke (ikke vist) som strekker seg over hele bredden av det glassbånd som skal påføres belegg.

Den nedre del av apparatet omfatter et antall formede karbonblokker 32, 34, 36, 38, 40 og 42 som strekker seg på tvers over én lengde som tilsvarer bredden av den glassoverflate som skal belegges. Karbonblokkene danner sammen med glassoverflaten et påføringskammer 10 med et tak 9a, 9b utførmet i trinn, idet taket 9a av påføringskammeret 10 oppstrøms for den annen innløpskanal 15 ligger høyere enn taket 9b av påføringskammer-et nedstrøms for den annen innløpskanal 15. Nevnte karbonblokker danner også en vertikal første innløps-kanal 14 for innføring av en første reaktantgass i påførings-kammeret, en vertikal annen innløpskanal 15 for innføring av en annen reaktantgass i påføringskammeret, en strømningsbane 16 i påføringskammeret mellom den første innløpskanal og den annen innløpskanal, en avløpskanal 18 for å fjerne anvendte gasser fra påføringskammeret, samt en påføringssone 17 som dannes av strømningsbanen i påføringskammeret 10 mellom den annen inn-løpskanal 15 og avløpskanalen 18.

Hver av de forskjellige karbonblokker er opphengt på undersiden av et horisontalt platelegeme 44. I disse blokker inngår kanaler (ikke vist) for et varmeoverføringsfluid, slik som kjølevann, og ved bruk av apparatet reguleres karbonblokkenes temperatur ved å føre kjølevann gjennom disse kanaler.

Påføringskammeret 10 har en åpen side som strekker seg tvers over det glassbånd 12 som skal belegges. Ved oppstrøms enden av påføringskammeret avgrenser karbonblokkene 32 og 34 nevnte første vertikale innløpskanal 14, som en første reaktantgass innføres gjennom til kammeret. Nedstrøms for den første inn-løpskanal dannes en annen vertikal innløpskanal 15 mellom karbonblokken 34 og 3 6 for innføring av en annen reaktant i gassform i påføringskammeret.

Ved nedstrøms-enden av påføringskammeret danner karbonblokkene 40 og 42 en avløpskanal 18 for fjerning av forbrukte gasser fra påføringskammeret.

Den første reaktantgass føres inn i den første innløpskanal 14 fra en gasstilførselskanal (ikke vist) gjennom en vifteformet fordeler 19 og en gasstrømningavgrenser 22. Den vifteformede fordeler befinner seg mellom en forvegg 20 og en bakvegg 21 og har form av en omvendt vifte, idet forveggen og bakveggen konvergerer mot hverandre i retning nedover for ved bunnen av viften å danne en smal sliss 48 som strekker seg over hele bredden av det glassbånd som skal påføres belegg.

Den første reaktantgass som strømmer ut fra slissen 48 på undersiden av viften 19, føres gjennom en gasstrømningsbe-grenser 22 som er montert under viften 19.

Gasstrømningsavgrenseren 22 er vist mer detaljert i fig. 3 og omfatter par av innbyrdes motstående langstrakte vegger 12 0, 122 samt 121, 123 som sammen danner et langstrakt kammer 124. De langstrakte vegger 120, 122 samt 121, 123 strekker seg på tvers over det glassbånd som skal belegges, idet veggene 120 og 121 danner oppstrøms-vegger og veggene 122, 123 danner nedstrøms-vegger. Motstående endevegger 12 6 er anordnet ved hver sin ende av et langstrakt kammer 124, idet hver endevegg 12 6 er anordnet parallelt med glassbåndets bevegelsesretning.

Ved innløpsenden av gasstrømningsavgrenseren 22 befinner det seg en innløpsbegrenser 127 som omfatter et langstrakt innløpsplatelegeme 128 som strekker seg tvers over kammeret 124. Inniøpsplatelegemet 12 8 er tett innfestet mellom motstående par av horisontale plater 130, 132, idet hvert platepar 130, 132 er forbundet, f.eks. ved hjelp av sveising, med en tilordnet langstrakt vegg 120, 122, samt til viftefordeleren 19. Platene i hvert platepar 130, 132 er tett sammen-føyet ved hjelp av gjengede forbindelsesstykker 134. Tetningsringer (ikke vist) er anordnet mellom hvert platepar 130, 132 og innløpsplatelegemet 12 8.

En rekke åpninger 13 6 er anordnet langs lengdeutstrekning av innløpsplatelegemet 12 8, idet åpningen 13 6 forbinder innløps-rennen av gasstrømningsavgrenseren med resten av kammeret 124.

Åpningene 13 6 er sirkelformede hull og har fortrinnsvis en diameter fra 2 til 10 mm. I en særlig foretrukket utførelse

har hallene 136 en diameter på 4 mm og innbyrdes avstand 20 mm mellom hullenes midtpunkter. Rekken av hull 136 er anordnet på oppstrømssiden av det langstrakte kammeret 124, hvilket vil si at rekken av huller 136 ligger nærmere oppstrømsveggen 120 enn nedstrømsveggen 122 for kammeret 124.

Nær utløpet 110 fra gasstrømningsavgrenseren 22 er det anordnet en utløpsbegrenser 138. Denne utløpsbegrenser 138 er av hovedsakelig den samme utførelse som innløpsbegrenseren 127, idet den omfatter et langstrakt utløpsplatelegeme 140 som er tett innfestet mellom to motstående plateplar'142, 144, idet den øvre plate i hver av nevnte platepar 142, 144 er forbundet, f.eks. ved sveising, med en tilordnet langstrakt vegg 121, 123. Platene 142, 144 er adskilt fra utløpsplate-legemet 140 ved hjelp av tetningsringer (ikke vist). Platene 142, 144 er tett sammekoplet ved hjelp av gjengede forbindelsesstykker 146 som også fast forbinder platene 142, 144, samt dermed også gasstrømningsavgrenseren 22, med platen 44 som grafittblokkene 32, 34 er opphengt i. Utløpsplatelegemet 140 er forsynt med en rekke hull 152 som fortrinnsvis har en diameter fra 2 til 10 mm, og i en særlig foretrukket utførelse har en diameter på 4 og en innbyrdes senteravstand på 10 mm. Rekken av hull 152 er anordnet på oppstrømssiden av det langstrakte kammer 124.

Et avbøyningslegeme 154 for gasstrømmen er montert ved utløpet 110 fra gasstrømningsavgrenseren nedenfor utløpsplatelegemet 140. Avbøyningslegemet 154 for gasstrømmen omfatter et langstrakt L-formet legeme 156 som er utført i et stykke med en av flensene 142 og er anordnet inntil hullene 152. Den fri arm 158 av det L-formede legeme 156 strekker seg oppover mot utløpsplatelegemet 140 for mellom seg og dette danne et gap 160 som reaktantgassen hullene 152 må passere gjennom etter å ha blitt avbøyet av den horisontale arm 162 av det L-formede legeme 156.

Formålet for gasstrømningsavbøyeren 154 er å fjerne visse lokale forandringer som kan finne sted i gasstrømmen. Det er således en tendens til at gasstrømmen blir mer^intens i den umiddelbare nærhet av hver av hullene 152 i utløpsplatelegemet 140, på undersiden av dette platelegemet. Avbøyningslegemet 154 for gasstrømmen jevner ut disse lokale intensitetsøkninger i gasstrømmen. I visse tilfeller kan det være mulig å utelate avbøyningslegemet 154 i gasstrømningsavgrenseren i henhold til oppfinnelsen.

En mellomliggende begrenser 164 er anordnet mellom innløps-begrenseren 127 og utløpsbegrenseren 138. Den mellomliggende begrenser 164 er av samme utførelse som innløpsbegrenseren 127 og omfatter et mellomliggende langstrakt platelegeme 166 med en rekke huller 168. Dette mellomliggende platelegemet 166 er tett innfestet mellom motstående par av horisontale plater 170, 172 som er festet, f.eks. ved hjelp av sveising, til de langstrakte vegger henholdsvis 120, 121 og 122, 123. Tetningsringer (ikke vist) er anordnet mellom platene 170, 172 og det mellomliggende platelegeme 166 og platene 170, 172 er da tett innbyrdes sammeføyet ved hjelp av gjengede forbindelsesstykker 174. Rekken av hull 168 i det mellomliggende platelegeme 166 er i motsetning til hullene i innløps- og utløpsplatelegemet 128, 140 anordnet på nedstrømssiden av det langstrakte kammer 124, hvilket vil si at rekken av hull 168 befinner seg nærmere nedstrømsveggene 122, 123 enn oppstrømsveggene 120, 121 av kammeret 124. Dette arrangement fører til at rekkene av hull i de påfølgende langstrakte platelegemer faktisk ikke befinner seg i flukt med hverandre.

Den annen reaktantgass tilføres den annen innløpskanal 15 fra en annen gasstilførselskanal (ikke vist) gjennom en ytterligere vifteformet fordeler 24 som er av samme utførelse som viftefordeleren 19, samt derpå gjennom en gasstrømningsav-grenser 25 som er av samme utførelse som gasstrømningsav-grenseren 22.

Avløpsgass som avgis fra avløpskånalen 18, passerer gjennom en kanal 50 i en avstandsenhet 52 og strømmer derpå inn i et vifteformet utløpslegeme 26 som omfatter en forvegg 27 og en bakvegg 28 av omvendt vifteform. Det vifteformede utløpslegeme overfører avfallsgasser, ureagerte reaktantgasser og bæregass— er til en utløpskanal (ikke vist).

Høyden av de respektive karbonblokker 32, 34 og 36 som danner den første innløpskanal 14 og den annen innløpskanal 15 er valgt slik at taket 9a, 9b av påføringskammeret 10 får trinnform ved overgangen mellom den annen innløpskanal 15 og påføringskammeret, idet taket 9a av kammeret 10 på oppstrøms-siden av den annen innløpskanal 15 befinner seg på et høyere nivå enn taket 9b av påføringskammeret på nedstrømssiden av den annen innløpskanal 15, slik det vil fremgå av fig. 1, og den linje som fremkommer ved et lengdesnitt gjennom taket vil da ha et avbrudd og være trinnformet. Undersiden av blokken 36 kan velges å ligge 10 mm lavere enn undersiden av blokken 34. Som en følge av dette, kan nedre ende av oppstrømsveggen 54 for den annen innløpskanal ligge 10 mm høyere enn det nederste avsnitt av nedstrøms veggen 56 for denne annen innløpskanal 15 og derved danne en innløpssliss 58 av trinnform. En sådan trinnformet innløpssliss 58 er funnet å nedsette mengden av fast påføringsmaterial som avsettes på sideveggene av den annen innløpskanal 15 i nærheten av innløpsslissen 58. Det nedre oppstrømshjørne av karbonblokken 3 6 kan være utformet med en konveks krumning (ikke vist), f.eks. med en krumnings-radius på 10 mm ved en en trinnformet innløpssliss 58 med et trinn av høyde 10 mm.

I bruk er påføringsapparatet

opphengt over et glassbånd 12 som fremføres over ruller (ikke vist) fra venstre mot høyre. Påføringsapparatet er opphengt i sådan høyde over glassbåndet at karbonblokken 42 ved ned-strømsenden av apparatet befinner seg i en høyde av størrel-sesorden 10 mm over overflaten av det glassbånd som skal påføres belegg. En første reaktantgass, som vanligvis er utspedd i en bæregass, tilføres denne vifteformede fordeler 19

og gassavgrenseren 22, som sørger for jevn fordeling av gassen over bredden av det glass som skal belegges. Den gass som avgis '" f. ra gassbegrenseren 22 passerer gjennom-^den første innløpskanal 14 samt inn i påføringskammeret 10 og strømmer i en første hovedretning parallelt med glasset langs en strøm-ningsbane 6 i kammeret mot den nedre ende av den annen inn-løpskanal 15. Den annen reaktantgass, som også vanligvis er utspedd i en bæregass, tilføres den vifteformede fordeler 24 og gassavgrenseren 25 for derved å sikre at en jevn fordeling av den annen reaktant i gassform er oppnådd over bredden av glasset.

Den annen reaktantgass sammen med en eventuell bæregass tilføres den vifteformede fordeler 24 i tilstrekkelig mengde-strøm til å sikre en turbulent utstrømning av denne reaktantgass fra den annen innløpskanal 15 inn i strømmen av den første reaktantgass i påføringskammeret, og de relative mengdestrømmer av første og annen strømning velges slik at oppstrømsbevegelse av den annen reaktantgass innenfor den første strømning unngås. Den kombinerte gasstrømning rettes i form av en turbulent strøm langs glassoverflaten gjennom påføringssonen, hvori de to reaktantgasser reagerer med hverandre for å avsette et belegg på den varme glassoverflate. Bæregassene, ureagerte reaktantgasser og avfallsgasser fra reaksjonen trekkes ut fra påføringssonen og bort fra det varme glass gjennom utløpskanalen 18 ved hjelp av undertrykk (f.eks. sugevirkning fra en utløpsvifte - ikke vist) som påføres gjennom det vifteformede utløpslegeme 26, som omfatter oppover divergerende, omvendt vifteformet forvegg 27 og bakvegg 28. Det foreliggende undertrykk trekker ikke bare gass bort fra påføringssonen, men kan også innføre en strømning av ytre atmosfære under såvel oppstrømsenden 29, som nedstrømsenden 30 av påføringsapparatet.

Den første strømning av den første reaktantgass som innføres gjennom den første innløpskanal 14, kan enten være turbulent eller laminær.

Bruk av et påføringskammer som har et tak av trinnform på det sted hvor den annen innløpskanal løper inn, gjør det mulig å ha apparatet i drift i lengre tidsperioder utén at uønsket blokkering av den annen innløpskanal finner sted som følge av avsatt påføringsmaterial i innløpskanalen. Anvendelse av den fremgangsmåte som er beskrevet ovenfor med det formål å påføre et fluordopet tinnoksydbelegg på et varmt glassbånd vil nå bli nærmere beskrevet som utførelses-eksempler.

Eksempel 1

Et bånd av 4 mm flyteglass ble ført frem under et påførings-apparat av den art som er vist i fig. 1 til 3 og med en båndhastighet på 540 m pr. time. Påføringsapparatet var anbragt før inngangen til en utglødningsovn og glasstempera-turen under påføringsapparatet var 580°C. En første reaktantgass som omfattet tinn-tetraklorid i forvarmet tørr luft ved 354°C som bæregass ble tilført innløpet for viftefordeleren 19. Tinnkloridet ble tilført med en mengdestrøm på 84 kg pr. time, og den tørre luft ble tilført med en mengdestrøm på 105 m<3> (målt ved NTP) pr. time. Den første reaktantgass passerte gjennom den vifteformede fordeler 19 og gasstrøm-ningsavgrenseren 22 som fordelte gassen over bredden av påføringslegemet 10, for derved å opprette en hovedsakelig jevn strøm av den første reaktantgass over bredden av påfør-ingskammeret til innløpskanalen 14. Den gass som kom fra innløpskanalen 14 ble kombinert med en luftstrøm innført under oppstrømskanten 29 samt med strømningsretning i en første hovedretning parallelt med glasset langs strømningsbanen 16 mot den annen innløpskanal 15 og påføringssonen 17. Reynolds-tallet for den gass som strømmet ut fra innløpskanalen 14 ble beregnet til 1300.

En annen reaktantgass, som omfatter 20% hydrofluorsyre i forvarmet luft og ved en temperatur 402°C, ble tilført innløpet for viftefordeleren 24. Hydrofluorsyren ble tilført med en mengdestrøm på 34 kg pr. time, mens luften ble tilført med en mengdestrøm på 620 m<3> (målt ved NTP) pr. time. Den annen reaktantgass passerte gjennom den vifteformede fordeler 24 samt gasstrømningsbegrenseren 25, som fordelte gassen over breddéh av påføringsapparatet for å avgi en hovedsakelig jevn strøm av den annen reaktantgass over breddeutstrekningen av påføringsapparatet til innløpskanalen 15. Gassen strømmet ut fra den annen innløpskanal som en turbulent strømning og ble kombinert med den første strømning av den første reaktantgass på oversiden av glassoverflaten. Reynolds-tallet for den gass som strømmet ut fra innløpskanalen 15 ble beregnet til 4750.

Ved innføring av den annen gasstrømning fra innløpskanalen 15 i den opprettede strømning fra innløpskanalen 14 langs strøm-ningsbanen 16, ble reaktantgassene raskt sammenblandet for å frembringe en kombinert strømning gjennom påføringskammeret 10. Reynolds-tallet for den kombinerte strømning gjennom påføringskammeret ble beregnet til 7600, idet virkningen av gassinnstrømningen under oppstrømskanten 29 også ble tatt i betraktning. Oppstrøms-strømning av den annen reaktantgass inne i den første strømning av den første reaktantgass ble unngått ved å begrense mengdestrømmen av den annen strømning gjennom innløpskanalen 15 samt ved å opprettholde tilstrekkelig høy uttrekkstrømning gjennom avløpskanalen 18.

Den forbrukte påføringsgass ble trukket bort fra det varme glass gjennom avløpskanalen 18 og det vifteformede legeme 2 6 ved opprettelse av et undertrykk (7,5 millibar under atmos-færetrykk) ved innløpet til viftelegemet 26.

Den beskrevne prosess ble funnet å føre til et rimelig jevnt fluordopet tinnoksydbelegg av midlere tykkelse 270 nm innenfor et tykkelsesvariasjonsområde på 250 - 275 nm (bortsett fra ved kantene), ved anvendelse av en forholdsvis kort påføringssone 17 av lengde ca. 75 cm mellom innløpskanalen 15 og avløps-kanalen 18. Det belagte glass oppviste farveskimrende refleks-farver, hvilket i betraktning av det smale variasjonsområdet for beleggtykkelsen (± 5%) lett vil kunne oppheves ved bruk av en farveundertrykkelse under det påførte sjikt i samsvar med britisk paterifensøkning GB 2 199 848A.

Eksempel 2

Prosessen i eksempel 1 ble gjentatt med følgende modifika-sjoner". I den første reaktantgass ble tinn-te-cfraklorid tilført med en mengdestrøm på 74 kg pr. time, mens forvarmet tørr luft ved 300°C ble tilført med den mengdestrøm på 180 m<3> (målt ved NTP) pr. time. Reynolds-tall for den gass som strømmet ut fra innløpskanalen 14 ble beregnet til 1900. Den annen reaktantgass omfattet damp i tillegg til 20% fluorsyre og forvarmet luft ved en temperatur på 250°C. Dampen ble tilført med en mengdestrøm på 120 kg pr. time, mens fluorsyren ble tilført i en mengde på 35 kg pr. time og luften med en mengdestrøm på 57 6 m<3> pr. time (målt ve NTP). Reynolds-tall for den gass som strømmet ut fra innløpskanalen 15 ble beregnet til 6100, og Reynolds-tall for den kombinerte strømning gjennom påførings-kammeret ble fastlagt til 8400. Det undertrykk som ble anvendt for å trekke ut den forbrukte påføringsgass bort fra glass-overf laten var 5 millibar under atmosfæretrykket.

Den beskrevne prosess ble funnet å føre til et rimelig jevnt fluordopet tinnoksydbelegg med tykkelse i området 303 til 320 nm. Det belagte glass oppviste en refleksjonsfarve med grønn farveskimring, som i betraktning av det smale variasjonsområdet for beleggstykkelsen lett vil kunne undertrykkes ved bruk av et farveundertrykkende undersjikt i samsvar med britisk patentansøkning GB 2 199 848A.

Det vil således kunne innsees at foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å påføre et relativt tykt belegg (mer enn 200 nm) med tilfredsstillende jevnhetsgrad innenfor en påføringssone som kan være mindre enn 2 m i lengde, samt fortrinnsvis har en lengde mindre enn 1 m.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for påføring av et belegg på et bevegelig bånd (12) av varmt glass fra minst to reaktanter i gassform som reagerer med hverandre, karakterisert ved at fremgangsmåten går ut på at: (a) en første strøm av en første reaktantgass opprettes langs den varme glassoverflate i en første hovedretning hovedsakelig parallell med glassets bevegelsesretning, (b) en annen strøm av en andre reaktantgass opprettes som en turbulent strøm i en annen hovedretning i en viss vinkel med nevnte første hovedretning og glassoverflaten, (c) nevnte annen strøm føres inn med nevnte vinkel i den første strøm nedstrøms i nevnte første hovedretning i forhold til det sted hvor den første strøm opprettes, og således strøm av nevnte andre reaktantgass unngås opp-strøms i nevnte første strøm, og (d) den sammensatte gass-strøm langs overflaten av det varme glass (12) bringes til å flyte i nevnte første hovedretning som en turbulent strøm gjennom en påføringssone (17).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den anvendte påførings-gass fra påføringssonen (17) trekkes bort fra det varme glass (12) .

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den annen hovedretning danner en vinkel på ca. 90° med nevnte første hovedretning og glassoverflaten.

4. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den sammensatte strøm har en"verdi for Reynolds' tall på minst 6000-^

5. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det anvendes en første reaktantgass som inneholder tinnklorid.

6. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det anvendes en annen reaktantgass som inneholder vanndamp.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at det som tilsats til den annen reaktantgass anvendes hydrogenfluorid.

8. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den sammensatte strøm rettes gjennom påføringssonen (17) under påvirkning fra undertrykk i nedstrømsenden av sonen.