SE409322B - PROCEDURE AND APPARATUS FOR APPLYING A COATING ON A SURFACE OF A SUBSTRATE - Google Patents
PROCEDURE AND APPARATUS FOR APPLYING A COATING ON A SURFACE OF A SUBSTRATEInfo
- Publication number
- SE409322B SE409322B SE7316813A SE7316813A SE409322B SE 409322 B SE409322 B SE 409322B SE 7316813 A SE7316813 A SE 7316813A SE 7316813 A SE7316813 A SE 7316813A SE 409322 B SE409322 B SE 409322B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- nozzle
- substrate
- outlet
- gaseous mixture
- coating
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
- C23C16/545—Apparatus specially adapted for continuous coating for coating elongated substrates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/001—General methods for coating; Devices therefor
- C03C17/002—General methods for coating; Devices therefor for flat glass, e.g. float glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
- C03C17/23—Oxides
- C03C17/245—Oxides by deposition from the vapour phase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/453—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating passing the reaction gases through burners or torches, e.g. atmospheric pressure CVD
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
- C03C2217/21—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
- C03C2217/21—Oxides
- C03C2217/217—FeOx, CoOx, NiOx
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
- C03C2217/21—Oxides
- C03C2217/219—CrOx, MoOx, WOx
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
- C03C2217/21—Oxides
- C03C2217/23—Mixtures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2218/00—Methods for coating glass
- C03C2218/10—Deposition methods
- C03C2218/15—Deposition methods from the vapour phase
- C03C2218/152—Deposition methods from the vapour phase by cvd
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
15 20 25 50 _55 40 7316813-0 landet av tekniker för att anbringa förångade beläggningskomposi- tioner på uppvärmda underlag vid atmosfärstryck, har vissa svårig- heter uppstått. Det har varit svårt att erhålla beläggningar, som innefattar fina korn och äger likformigt utseende. Tjocka belägg- ningar har framställts genom att underlaget bringats till kontakt med en stråle av flytande material, men det har varit utomordentligt svårt, om inte omöjligt, att erhålla tämligen tjocka filmer uppvi- sande ljusgenomsläpplighet understigande 50 procent med användning av känd ångfällningsteknik. 15 20 25 50 _55 40 7316813-0 the country of techniques for applying vaporized coating compositions to heated substrates at atmospheric pressure, some difficulties have arisen. It has been difficult to obtain coatings which comprise fine grains and have a uniform appearance. Thick coatings have been prepared by contacting the substrate with a jet of liquid material, but it has been extremely difficult, if not impossible, to obtain fairly thick films having light transmittance of less than 50 percent using known vapor deposition techniques.
Förfaranden för fällning ur ângfas är tidigare kända. De mest kommersiella utföringsformerna av ångfällningsförfaranden utgöres av de, vilka genomföras vid betingelser av underatmosfäriskt tryck.- Ett antal tekniker har utvecklats för att öka filmfällningshastigheten nyttjande dessa tekniker, så har exempelvis elektriska fält, magnet- fält samt radiofrekvens- eller mikrovågsexcitering använts för att öka momentet hos reaktantpartiklarna i ångbeläggningskompositioner vid deras anbringning. Dessutom har vågstyrorgan använts att rikta ång- orna av beläggningskompositicner mot speciellt begränsade målområden.Methods for vapor phase precipitation are previously known. The most commercial embodiments of vapor deposition processes are those which are carried out under conditions of subatmospheric pressure. A number of techniques have been developed to increase the film deposition rate using these techniques, for example electric fields, magnetic fields and radio frequency or microwave excitation have been used to increase the moment of the reactant particles in vapor coating compositions upon their application. In addition, wave control means have been used to direct the vapors of coating compositions towards particularly limited target areas.
Se de amerikanska patentskrifterna 3 ll4 652 och 3 561 940.See U.S. Patent Nos. 3,114,652 and 3,561,940.
Det har konstaterats att likformigheten hos filmer fram- ställda medelst kemisk ångfällning och hastigheten för kemisk ångfäll- ning eller filmuppbyggnad kan ökas avsevärt genom att reaktanthaltiga iângor via ett munstycke riktas mot ett underlag under vissa flödesbe- tingelser och företrädesvis nyttjande vissa avstånd munstycke-underlag samt med användning av munstycken uppvisande särskild form.It has been found that the uniformity of films produced by chemical vapor deposition and the rate of chemical vapor deposition or film build-up can be significantly increased by directing reactant vapors via a nozzle to a substrate under certain flow conditions and preferably using certain nozzle-substrate distances. using nozzles having a special shape.
En förångningshar beläggnlngsrcaktant förångas in i en 5 bärare i ångfas eller en gasformig bärare samt tillföres genom ett munstycke och riktas mot ett uppvärmt underlag. Temperaturen hos under- laget och rcaktanten är sådan att vid kontakt med underlaget reagerar reaktanten för att bilda en vidhäftandc beläggning på underlaget. T syfte att tillförsäkra om snabb, effektiv och likformig fällning av beläggning riktas den gasformiga blandningen innehållande beläggnings- reaktanten genom munstycket med ett Eeynoldstal av minst 2.500. För höghastighetsbeläggning av ett kontinuerligt band eller en skiva av glas är det föredraget att Reynoldstalet för den strömmande gasformiga blandningen är minst ca 5.000.An evaporating coating reactant is evaporated into a vapor phase carrier or a gaseous carrier and is supplied through a nozzle and directed towards a heated substrate. The temperature of the substrate and the reactant is such that upon contact with the substrate, the reactant reacts to form an adhesive coating on the substrate. In order to ensure rapid, efficient and uniform precipitation of the coating, the gaseous mixture containing the coating reactant is directed through the nozzle with an Eeynold number of at least 2,500. For high speed coating of a continuous strip or sheet of glass, it is preferred that the Reynolds number of the flowing gaseous mixture be at least about 5,000.
Den förångningsbara beläggningsreaktanten utgör vanligen ett material, som föreligger i fast eller flytande form vid rumstem- peratur även om de föredragna reaktanterna vanligen är fasta vid rums- temperatur. Reaktanten kan förångas medelst konventionella metoder, Wílíí i flUN-"Y 10 15 20 25 ÉO 35 40 7316813-0 exempelvis kokning för det fall den är flytande, eller om reaktanten är fast kan den förångas genom att den föres in på en uppvärmd platta, blandas med ett inert material, såsom sann, och passerar en uppvärmd bärargas genom blandningen eller fluidiseras den med en snabbt sig rörande ström av bärargas med uppvärmning av den fluidiserade bland- ningen. Enligt de föredragna utföringsformerna av föreliggande upp- finning löses reaktanten i ett lämpligt lösningsmedel, varefter lös- ningen sprutas in i en varm bärargas i syfte att förànga lösnings- medel och reaktant.The evaporable coating reactant is usually a material which is in solid or liquid form at room temperature, although the preferred reactants are usually solid at room temperature. The reactant can be evaporated by conventional methods, for example boiling in case it is liquid, or if the reactant is solid it can be evaporated by inserting it on a heated plate, is mixed with an inert material, such as true, and a heated carrier gas passes through the mixture or it is fluidized with a rapidly moving stream of carrier gas with heating of the fluidized mixture. According to the preferred embodiments of the present invention, the reactant is dissolved in a suitable solvent, after which the solution is injected into a hot carrier gas in order to evaporate the solvent and reactant.
De reaktiva beläggningsmaterial, som föredrages för använd- ning enligt föreliggande uppfinning, innefattar pyrolyserbara organo- metallsalter av metaller ur grupperna lb till VIIb och ur grupp VIII i periodiska systemet. Föredragna organometallsalter innefattar beta- diketonater, acetater, hexoater, formiatcr och liknande. tonater av järn, kobolt och krom föredrages speciellt såsom reaktiva beståndsdelar 1 föreliggande beläggningskompositioner. Även om de beläggningsreaktanter, vilka föredrages för användning enligt uppfinningen, utgöres av pyrolyserbara material, Så kan exempelvis ßcetylace- kan andra typer av reaktanter också användas. hydrolytiska reaktanter såsom fluorerade betadiketonater, speciellt acetylacetonater, och metalldikumener användas. Även reaktanter, vilka kräver närvaron av väsentliga mängder andra samverkande reak- tanter såsom syre, väte, halogener eller liknande, kan nyttjas. Som redan angivits innefattar det föredragna förångningssättet ett första lösningssteg, varför använd reaktant eller reaktanter bör vara lätt- lösliga i ett lämpligt lösningsmedel.The reactive coating materials preferred for use in the present invention include pyrolysable organometallic salts of metals of groups 1b to VIIb and of group VIII of the Periodic Table. Preferred organometallic salts include beta-diketonates, acetates, hexoates, formates and the like. tonates of iron, cobalt and chromium are especially preferred as reactive constituents in the present coating compositions. Although the coating reactants which are preferred for use according to the invention are pyrolysable materials, for example β-cetylacane other types of reactants may also be used. hydrolytic reactants such as fluorinated beta-diketonates, especially acetylacetonates, and metal dicumen are used. Reactants, which require the presence of significant amounts of other cooperating reactants such as oxygen, hydrogen, halogens or the like, can also be used. As already stated, the preferred evaporation method comprises a first dissolution step, so the reactant or reactants used should be readily soluble in a suitable solvent.
Ett flertal alifatiska och olefinkolväten och kolhalogener är lämpliga som lösningsmedel för genomförande av angivna sätt. En komponents lösningsmedelssystem, speciellt ett lösningsmedelssystem nyttjande metylenklorid, användes effektivt i föreliggande uppfinning.A variety of aliphatic and olefinic hydrocarbons and carbon halides are suitable as solvents for carrying out the indicated methods. One component solvent system, especially a solvent system using methylene chloride, is effectively used in the present invention.
Lösningsmedelssystem nyttjande två eller_fler lösningsmedel har även konstaterats vara speciellt användbara.Solvent systems using two or more solvents have also been found to be particularly useful.
Några representativa lösningsmedel, vilka kan användas enligt föreliggande uppfinning, innefattar: metylenbromid, koltetra- klorid, koltetrabromid, kloroform, bromoform, l,l,l-trikloretan, perkloretylen, l,l,l-trikloretan, diklorjodmetan, l,l,2-tribrometan, trikloretylen, tribrometylen, triklormonofluoretan, hexokloretan, l,1,1,2-tetraklor-2-kloretan, 1,1,2-triklor-1,2-dikloretan, tetrafluor- brometan, hexaklorbutadien, tetrakloretan och liknande.Some representative solvents which can be used in the present invention include: methylene bromide, carbon tetrachloride, carbon tetrabromide, chloroform, bromoform, 1,1,1-trichloroethane, perchlorethylene, 1,1,1-trichloroethane, dichloroiodomethane, 1,1,2 tribromethane, trichlorethylene, tribromethylene, trichloromonofluoroethane, hexochloroethane, 1,1,2,2-tetrachloro-2-chloroethane, 1,1,2-trichloro-1,2-dichloroethane, tetrafluorobromoethane, hexachlorobutadiene, tetrachloroethane and the like.
Också andra lösningsmedel kan användas, speciellt i form 10 15 20 25 .jO 35 40 '7316813-0 av blandningar av ett eller fler organiska polära lösningsmedel, exempelvis en alkohol innehållande l till 4 kolatomer samt en hydroxi- grupp och en eller fler aromatiska icke-polära föreningar såsom bensen, toluen eller xylen. Flyktigheten hos dessa material gör deras använd- ning något svårare än nyttjande av den_ovan angivna gruppen av före- dragna halogenerade kolväten och kolhalogener men de äger viss ekono- misk användbarhet.Other solvents may also be used, especially in the form of mixtures of one or more organic polar solvents, for example an alcohol containing 1 to 4 carbon atoms and a hydroxy group and one or more aromatic non-solvents. polar compounds such as benzene, toluene or xylene. The volatility of these materials makes their use somewhat more difficult than the use of the above-mentioned group of preferred halogenated hydrocarbons and hydrohalogens, but they have some economic usefulness.
, Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen riktas en lösning av ett reaktivt organometallsalt 1 ett organiskt lösnings- medel mot en förångningskammare. Förångningskammaren är konstruerad för att giva ett uppvärmningselement, som värmer upp utrymmet omgivande elementet till en temperatur, som är tillräcklig för att förånga belägg- ningslösningen i utrymmet i stället för att endast förånga den vätska, som föreligger i kontakt med själva uppvärmningselementet. En bärar- gas riktas tvärsöver och bort från värmaren för att uppfånga belägg- ningskompositionen för att inblandas med den i syfte att öka dess för- ångningshastighet och föra ångorna genom uppvärmaren till underlaget, som skall beläggas. Ångor av lösningsmedel och reaktivt organometallsalt riktas från förångningskammaren till ett långsträckt samlingsrör, som är an- ordnat tvärsöver bredden av ett uppvärmt underlag, som skall beläggas.According to a preferred embodiment of the invention, a solution of a reactive organometallic salt in an organic solvent is directed towards an evaporation chamber. The evaporation chamber is designed to provide a heating element which heats the space surrounding the element to a temperature sufficient to evaporate the coating solution in the space instead of only evaporating the liquid which is in contact with the heating element itself. A carrier gas is directed transversely and away from the heater to trap the coating composition to be mixed with it for the purpose of increasing its evaporation rate and passing the vapors through the heater to the substrate to be coated. Vapors of solvent and reactive organometallic salt are directed from the evaporation chamber to an elongate manifold, which is arranged across the width of a heated substrate to be coated.
Ett långsträckt munstycke är kopplat till detta samlingsrör för att rikta ångorna mot underlaget.An elongate nozzle is connected to this manifold to direct the vapors towards the substrate.
Enligt en föredragen utföringsform uppvisar det lângsträck- .ta munstycket som minsta tvärsnitt en likformigt konvergerande form för att åstadkomma i huvudsak kontinuerlig acceleration av gränsskik- ten i ångan, som passerar därigenom. Munstyckets största tvärsnitts- dimension är något mindre än motsvarande underlagsbredd så att ett underlag, som placeras med ytan vänd mot munstycket, sträcker sig bortom munstyckets största dimension vid dess båda ändar. Detta för- ' hållande tillförsäkrar om upprätthållande av ett huvudsakligen lik- formigt tryckfall utmed munstyckets största dimension och förhindrar läckage av en oproportionellt stor mängd ångor riktade genom munstycket vid varje ände av munstycket och följaktligen står hela ångmängden i god kontakt med underlaget.According to a preferred embodiment, the elongate nozzle has, as a minimum cross-section, a uniformly converging shape in order to effect a substantially continuous acceleration of the boundary layers in the steam which passes therethrough. The largest cross-sectional dimension of the nozzle is slightly smaller than the corresponding substrate width so that a substrate, which is placed with the surface facing the nozzle, extends beyond the largest dimension of the nozzle at both ends. This condition ensures the maintenance of a substantially uniform pressure drop along the largest dimension of the nozzle and prevents leakage of a disproportionately large amount of vapors directed through the nozzle at each end of the nozzle and consequently the entire amount of steam is in good contact with the substrate.
Munstyckena enligt uppfinningen är långsträckta att an- ordnas tvärgående över ett underlag. Relativ rörelse mellan underlaget och munstycket längs riktningen vinkelrätt mot munstyckets långsträckta dimension medgiver full täckning av underlaget medelst_munstycket.The nozzles according to the invention are elongate to be arranged transversely over a substrate. Relative movement between the substrate and the nozzle along the direction perpendicular to the elongate dimension of the nozzle allows full coverage of the substrate by means of the nozzle.
Munstyckets minsta snitt (dvs. det tvärsnitt, som bildas av ett plan 10 15 gao 25 }O 35 40 7316813-0 5 vinkelrätt mot både planet av ett underlag likformigt skilt från mun- stycksöppningen och vinkelrätt mot munstyckets långsträckta dimension) är huvudsakligen likformigt till sin form och dimension över hela den effektiva långsträckta dimensionen av munstycket. Det långsträckta munstycket uppvisar vid sitt minsta tvärsnitt en konvergerande form, som konvergerar i huvudsak likformigt och jämnt från dess ingång till dess utgång. Denna form bringar gränsskikten av ånga och gas ström- mande genom munstycket närliggande munstycksväggarna att accelerera över huvudsakligen hela munstyckslängden. Enligt en föredragen ut- föringsform definieras det minsta tvärsnittet som en kubisk parabel, företrädesvis med väggarna vid utgången och med l till 10 procent av munstyckslängden närmande sig utgången parallella med varandra. Med dylik form accelererar flödet icke endast vid passage genom munstycket utan accelererar även med en konstant hastighet, varvid särskild sta- bilitet förlänas flödet och flödespulseringar elimineras.The smallest section of the nozzle (ie the cross-section formed by a plane perpendicular to both the plane of a substrate uniformly separated from the nozzle opening and perpendicular to the elongate dimension of the nozzle) is substantially uniform to its shape and dimension over the entire effective elongated dimension of the nozzle. The elongate nozzle has at its smallest cross-section a converging shape which converges substantially uniformly and evenly from its inlet to its outlet. This shape causes the boundary layers of steam and gas flowing through the nozzle adjacent the nozzle walls to accelerate over substantially the entire length of the nozzle. According to a preferred embodiment, the smallest cross section is defined as a cubic parabola, preferably with the walls at the exit and with 1 to 10 percent of the nozzle length approaching the exit parallel to each other. With such a shape, the flow not only accelerates when passing through the nozzle but also accelerates at a constant speed, whereby special stability is imparted to the flow and flow pulsations are eliminated.
Munstyckets största tvärsnitt är vanligen rektangulärt, speciellt för munstycken med långsträckt dimension som är mer än ca lO gånger så stor som ingångsbredden vid det minsta tvärsnittet. Detta är helt enkelt en munstycksform som kan konstrueras enkelt och ekono- miskt med användning av konventionell bearbetningsteknik och utrust- ning. Med denna föredragna form kan två långsträckta munstycksdelar bearbetas separat till önskad form och moneras i parallellt förhållan- de vända mot varandra för att bilda ett munstycke. För ett kort mun- stycke uppvisande en långsträckt dimension, som är mindre än ca 10 gånger bredden av det minsta tvärsnittet, bör största tvärsnittet före- trädesvis minska från ingång till utgång på samma sätt som det minsta tvärsnittet. I hela beskrivningen avses med ett långsträckt munstycke ett munstycke, som har en làngsträckt dimension, som är minst 2 gånger och företrädesvis minst 5 gånger ingångsbredden för munstyckets minsta tvärsnitt. _ ' Munstycket enligt uppfinningen uppvisar företrädesvis ett kontraktionsförhållande av minst fyra och speciellt av minst ca sex.The largest cross-section of the nozzle is usually rectangular, especially for nozzles with an elongated dimension which is more than about 10 times as large as the inlet width at the smallest cross-section. This is simply a nozzle shape that can be constructed easily and economically using conventional machining technology and equipment. With this preferred shape, two elongate nozzle portions can be machined separately to the desired shape and mounted in parallel relationship facing each other to form a nozzle. For a short nozzle having an elongated dimension, which is less than about 10 times the width of the smallest cross-section, the largest cross-section should preferably be reduced from entrance to exit in the same way as the smallest cross-section. Throughout the specification, an elongate nozzle means a nozzle having an elongate dimension that is at least 2 times and preferably at least 5 times the inlet width of the smallest cross section of the nozzle. The nozzle according to the invention preferably has a contraction ratio of at least four and especially of at least about six.
Verkan av dylika kontraktionsförhållanden är att oregelbundna flödes- betingelser, vilka kan utvecklas uppströms om munstycket utjämnas och elimineras över munstyckcts längd så att ett Jämnt och likformigt flöde åstadkommes utmed hela området, i vilket slag sker mot underlaget med äng-underlagskontakttäthet symmetrisk kring en linje projicerad i underlagets plan medelst ett plan, som skär munstycket vinkelrätt mot dess minsta tvärsnitt. Kontraktionsförhållandet utgör förhållandet mellan munstycksinloppets Plödesyta och munstycksutloppets flödcsyta. 10 15 20' 25 }O 35 40 7316813-0 Sidan av munstycket, som är vänd mot ett underlag, som skall beläggas, är belägen på sådant sätt i förhållande till ett stöd för underlag, vilka skall beläggas, att avståndet mellan munstyeks- sidan och ytan närmast denna under beläggningsförfarandet är minst 0,5 gånger bredden av munstycket vid dess utgång. Företrädesvis är för- hållandet avstånd-munstycksbredd minst 0,65 och ligger mer speciellt mellan 0,9 och 5. Enligt de mest föredragna utföringsformerna ligger förhållandet mellan 1,25 och 5.The effect of such contraction conditions is that irregular flow conditions, which can develop upstream if the nozzle is leveled and eliminated over the length of the nozzle so that an even and uniform flow is achieved along the entire area, in which stroke occurs against the substrate with meadow-substrate contact density symmetrical. in the plane of the substrate by means of a plane which cuts the nozzle perpendicular to its smallest cross-section. The contraction ratio is the ratio between the flow surface of the nozzle inlet and the flow surface of the nozzle outlet. The side of the nozzle facing a substrate to be coated is located in such a way in relation to a support for substrates to be coated that the distance between the nozzle side and the area closest to it during the coating process is at least 0.5 times the width of the nozzle at its exit. Preferably, the distance-nozzle width ratio is at least 0.65 and more particularly is between 0.9 and 5. According to the most preferred embodiments, the ratio is between 1.25 and 5.
Evaporator eller förångningsanordning och samlingsrör 1 beläggningsanordningen enligt uppfinningen drives vid tillräckligt tryck för att orsaka ångflöde genom munstycket vid ett Reynoldstal av minst 2.500 och företrädesvis minst ca 5.000 i syfte att tillförsäkra om snabb, effektiv och likformig fällning av beläggningen.Evaporator or evaporator and manifold in the coating apparatus of the invention are operated at sufficient pressure to cause vapor flow through the nozzle at a Reynolds number of at least 2,500 and preferably at least about 5,000 in order to ensure rapid, efficient and uniform precipitation of the coating.
Anordning och sätt enligt uppfinningen kan nyttjas för att anbringa beläggningar på ett flertal mottagliga underlag. Eldfasta underlag, exempelvis glas, glaskeramik, keramiska material, porslins- belagda metaller och liknande är särskilt lämpade att beläggas enligt föreliggande uppfinning. Andra material som till exempel metaller, plastmaterial, papper och liknande kan också beläggas enligt uppfin- Speciellt är uppfinningen användbar för att belägga planglas De resulterande plana metall- ningen. med transparenta metalloxidbeläggningar. oxidbelagda glasföremålen har konstaterats äga särskild användbarhet för arkitekturella tillämpningar.The device and method according to the invention can be used for applying coatings to a plurality of susceptible substrates. Refractory substrates, for example glass, glass ceramics, ceramics, porcelain coated metals and the like are particularly suitable for coating in accordance with the present invention. Other materials such as metals, plastics, paper and the like can also be coated according to the invention. In particular, the invention is useful for coating flat glass. The resulting flat metal. with transparent metal oxide coatings. oxide-coated glassware has been found to have particular utility for architectural applications.
Fig. l är en delperspektivvy, bortskuren, av den föredragna anordningen för föreliggande uppfinnings utförande, visande flödena av ånger och andra fluider använda enligt uppfinningen.Fig. 1 is a partial perspective view, cut away, of the preferred device for carrying out the present invention, showing the flows of remorse and other fluids used in accordance with the invention.
Fig. 2 är en delsektionsvy av föredragen evaporator, sam- lingsrör och munstyeke enligt föreliggande uppfinning och visade 1 kombination med en skiva float glas uppburen så att den är vänd mot munstycket.Fig. 2 is a partial sectional view of the preferred evaporator, manifold and nozzle according to the present invention and shown in combination with a sheet of float glass supported so that it faces the nozzle.
Fig. 3 är en delsektionsvy genom en föredragen anordning tagen längs snittlinjen 3-3 i fig. 2.Fig. 3 is a partial sectional view through a preferred device taken along section line 3-3 of Fig. 2.
Fig. 4 är en delsektionsvy genom den föredragna förâng-I ningsanordningen enligt uppfinningen tagen längs snittlinjen 4-4 i fig. 3 och visande det speciella förhållandet mellan det däri belägna uppvärmningselementet och kammarutrymmet med sina inlopp, utlopp och mellanväggsanordningar för att åstadkomma förångning av beläggnings- kompositionerna, vilka enligt uppfinningen användes inom kammarens ut- rymme snarare än att för att giva förångning i kontakt med själva upp- värmningselementet. _ "__ 10 15 20 25 BO 55 40 7316813-0 Fig. 5 är en förstorad snittvy genom ett föredraget mun- stycke enligt uppfinningen i kombination med ett lämpligt samlingsrör för att fördela ånga till munstycket.Fig. 4 is a partial sectional view of the preferred evaporator device of the invention taken along section line 4-4 of Fig. 3 showing the particular relationship between the heating element located therein and the chamber space with its inlets, outlets and partition devices to provide evaporation of coatings the compositions which according to the invention are used within the space of the chamber rather than to give evaporation in contact with the heating element itself. Fig. 5 is an enlarged sectional view through a preferred nozzle according to the invention in combination with a suitable manifold for distributing steam to the nozzle.
Fig. 6 är en snittvy genom ett föredraget munstycke enligt uppfinningen tagen längs snittlinjen 6-6 i fig. 5.Fig. 6 is a sectional view through a preferred nozzle of the invention taken along section line 6-6 of Fig. 5.
Vid genomförande av uppfinningen är det viktigt att Rey- noldstalet, som karakteriserar de strömmande ångorna, vilka utkommer från munstycket och riktas mot underlaget, som belägges, hålles högre än ca 2.500. _ Trots att ett Reynoldstal av minst 1.700 tillförsäkrar om att ångflödet är helt turbulent, har nu observerats att Reynoldstalet måste vara lägst ca 2.500 i syfte att flödet skall föreligga i huvud- sak likformigt över hela området för slag mot underlaget, vilket kon- staterats medelst inerferometrisk teknik och genom likformigheten hos resulterande fällningar.In carrying out the invention, it is important that the Reynolds number, which characterizes the flowing vapors which emerge from the nozzle and are directed towards the substrate, which is coated, is kept higher than about 2,500. Although a Reynolds number of at least 1,700 assures that the steam flow is completely turbulent, it has now been observed that the Reynolds number must be at least about 2,500 in order for the flow to be substantially uniform over the entire area of impact to the substrate, as determined by inerferometric technique and by the uniformity of the resulting precipitates.
Vid uppfinningens genomförande är det föredraget att gräns- skiktet av ångor och gaser, som strömmar genom ett munstycke och rik- tas mot ett underlag, som skall beläggas, acoelereras vid passage ge- Detta hindrar otillbörliga flödespulseringar och ökar Munstycket nom munstycket. hastighet för samt likformighet hos beläggningsfällningar. uppvisar företrädesvis ett kontraktionsförhàllande av minst sex.In carrying out the invention, it is preferred that the boundary layer of vapors and gases flowing through a nozzle and directed towards a substrate to be coated be accelerated during passage. This prevents undue flow pulsations and increases the nozzle through the nozzle. speed for and uniformity of coating precipitates. preferably has a contraction ratio of at least six.
Reynoldstal definieras av följande klassiska ekvation: NRe = W .j°. LÅQ . Reynolds tal är dimensionslöst. Symbolerna W, jçoch/2 representerar flödeshastighet, täthet och dynamisk viskositet för ångströmmen. L utgör en karakteristisk längd definierad vid den punkt där övriga variabler är bestämda. Enligt kända hydraulprinoiper utgör den karakteristiska dimensionen L, som är relevant i det defini- erade förhållandet, den hydrauliska diametern, som definieras såsom fyra gånger tvärsnittsytan hos munstycksutgången dividerad med mun- stycksutgångens vâtgjorda omkrets. Flödet, tätheten och ångviskosi- teten karakteriseras samtliga i ekvationen såsom värdena för dessa egenskaper vid munstycksutgången. _ Föreliggande uppfinning förklaras närmare i det följande med en detaljerad beskrivning över anordning och sätt.Reynolds numbers are defined by the following classical equation: NRe = W .j °. LÅQ. Reynolds' speech is dimensionless. The symbols W, jçoch / 2 represent flow rate, density and dynamic viscosity of the steam stream. L is a characteristic length defined at the point where the other variables are determined. According to known hydraulic principles, the characteristic dimension L, which is relevant in the defined ratio, is the hydraulic diameter, which is defined as four times the cross-sectional area of the nozzle outlet divided by the wet circumference of the nozzle outlet. The flow, density and vapor viscosity are all characterized in the equation as the values of these properties at the nozzle outlet. The present invention is explained in more detail below with a detailed description of the device and method.
Med hänvisning till fig. l anordnas ett underlag, exempel- vis en glasskiva ll, för beläggning. Glasskivan ll uppbäres vanligen, företrädesvis i horisontalplanet, och uppbäres av organ, vilka kan förflytta eller transportera glasskivan ll utmed en bana, såsom angives med pilen i nedre högra delen av fig. l. Beläggningsanordningen enligt uppfinningen är monterad vänd motgglasskivan ll och innefattar ett lO 15 20 25 §O 55 40 ' med utloppsöppning belägen på insidan av förángningskammaren 14. 7316813-0 evaporator- eller förångningsaggregat 12 samt ett ångfördelningsaggre- gat 15.Referring to Fig. 1, a substrate, for example a glass sheet 11, is provided for coating. The glass sheet 11 is usually supported, preferably in the horizontal plane, and is supported by means which can move or transport the glass sheet 11 along a path, as indicated by the arrow in the lower right part of Fig. 1. The coating device according to the invention is mounted facing the glass sheet 11 and comprises a 10 15 20 25 §O 55 40 'with outlet opening located on the inside of the evaporator chamber 14. 7316813-0 evaporator or evaporator unit 12 and a steam distribution unit 15.
Förângningsaggregatet 12 innefattar en förångningskammare 14, som enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen, innefattar en cylindrisk kammare innehållande element för att förånga reaktanter- na, vilka element beskrives närmare i det följande. Förångningsaggre- gatet 12 innefattar vidare organ för att tillföra en reaktant l5 samt organ för att tillföra en bärargas 16.The evaporator assembly 12 comprises an evaporator chamber 14 which, according to a preferred embodiment of the invention, comprises a cylindrical chamber containing elements for evaporating the reactants, which elements are described in more detail below. The evaporator assembly 12 further includes means for supplying a reactant 15 and means for supplying a carrier gas 16.
En reaktant föres via en lösningsledning 17 till en serie av lösningsmatarledningar 18, var och en kopplad till en sprutspets 19 Lös- ningsledningen 17 omgives av en kylmedelsledning 20, som är uppdelad i främre och returflödespartier medelst en mellanvägg 21. Finfördel- ningsgas, företrädesvis luft, tillföres varje sprutspets 19 via en serie finfördelningsmatarledningar 22, varvid samtliga dessa är kopp- lade till en ledning 23 för finfördelningsgas. 7 Hela tillförselorganet 15 för reaktant är monterat på förångningskammaren 14 medelst en serie hattar 24, vilka omgiver led- ningarna och medelst bultar eller andra organ kopplade till en serie belag 25 svetsade till Förñngningsknmmarvn 14.A reactant is passed via a solution line 17 to a series of solution feed lines 18, each connected to a syringe tip 19. The solution line 17 is surrounded by a coolant line 20, which is divided into front and return flow portions by a partition 21. atomizing gas, preferably air , each syringe tip 19 is supplied via a series of atomizing feed lines 22, all of which are connected to a line 23 for atomizing gas. The entire reactant supply means 15 is mounted on the evaporation chamber 14 by means of a series of caps 24, which surround the conduits and by means of bolts or other means connected to a series of coatings 25 welded to the evaporator chamber 14.
Tillförselorgancn 16 för bärargns innefattar ett samlings- rör 26 för bärargas monterat på förångningskammaren 14 medelst en hållare 27. En serie matarledningar 28 för bärargas är monterade till samlingsröret 26 för bärargas, varvid varje dylik ledning är kopplad till en förvärmare 29 för bärargas, som i sin tur är kopplad till för- ångningskammaren 14 på sätt så att den värmda bärargasen kan riktas in i kammaren. Förvärmarna 29 utgöres företrädesvis av elektriska 7 motståndsuppvärmare, varvid var och en uppvisar ett elektriskt effekt- uttag BO kopplat till en källa av reglerad elkraft (icke visad).The carrier gas supply means 16 comprises a carrier gas manifold 26 mounted on the evaporator chamber 14 by means of a holder 27. A series of carrier gas supply lines 28 are mounted to the carrier gas manifold 26, each such conduit being connected to a carrier gas preheater 29, which in in turn is connected to the evaporation chamber 14 in such a way that the heated carrier gas can be directed into the chamber. The preheaters 29 preferably consist of electric 7 resistance heaters, each of which has an electric power outlet BO connected to a source of regulated electric power (not shown).
Förångningskammaren 14 kan vara av enkel struktur men för det fall den uppvisar förlängd längd är den företrädesvis av modulkon- struktion med en serie av tämligen korta förångningskammare 14 kopp- *lade ände-till-ände medelst förångningskammarekopplingar 31, vilka sammanlåser de individuella kamrarna. _ Inuti förångningskammaren 14 finns element för att föränga en reaktant och andra material som exempelvis ett lösningsmedel. En värmare 32 är monterad i förångningskammaren 14 på sådant sätt att kammaren är delad i två delar, varvid allt inkommande material kommer in i den ena delen och från den andra avgår utströmmande ånger. Vär- maren E2 är så konstruerad att ångorna kan passera genom den från in- 10 15 20 25 30 55 40 7316813-0 9 gångsdelen till utgångsdelen av förångningskammaren 14. En föredragen värmare utgöres av en kylfläns- och rörvärmeväxlare, varvid ett ter- miskt reglerat värmeväxlarfluidum tillföres dess rör.The evaporation chamber 14 may be of simple structure, but in case it has an extended length, it is preferably of modular construction with a series of rather short evaporation chambers 14 connected end-to-end by means of evaporation chamber couplings 31, which interlock the individual chambers. Inside the evaporation chamber 14 there are elements for extending a reactant and other materials such as a solvent. A heater 32 is mounted in the evaporating chamber 14 in such a way that the chamber is divided into two parts, all incoming material entering one part and outgoing steam escaping from the other. The heater E2 is designed so that the vapors can pass through it from the inlet part to the outlet part of the evaporator chamber 14. A preferred heater consists of a heat sink and tubular heat exchanger, a thermal heater regulated heat exchanger fluid is supplied to its pipes.
Värmaren 32 är monterad i kammaren 14 på beslag, vilka effektivt också utgör fördelningsplattor 33 för bärargasen, svetsade eller på annat sätt kopplade till kammarens 14 innerväggar. Fördel- ningsplattorna 33 för bärargasen är så formade och kopplade till kam- maren l4 att ett inneslutet samlingsrörutrymme bildas mellan varje platta 33 och den nära åtskilda kammarväggen. Fördelningsplattorna 33 för bärargasen är försedda med en serie öppningar, som medgiver fritt flöde av_ga§_ut 1 ingàngsdelen av förångningskammaren 14, där gasen blandas med sprutad reaktant och lösningsmedel, som förångar dem.The heater 32 is mounted in the chamber 14 on fittings, which effectively also constitute distribution plates 33 for the carrier gas, welded or otherwise connected to the inner walls of the chamber 14. The distribution plates 33 for the carrier gas are so shaped and connected to the chamber 14 that an enclosed manifold space is formed between each plate 33 and the closely spaced chamber wall. The carrier gas distribution plates 33 are provided with a series of openings which allow free flow from the inlet portion of the evaporator chamber 14, where the gas is mixed with sprayed reactant and solvent which evaporates them.
Den gasformiga blandningen, vilken innehåller en reaktant i förångningskammarens 14 ingångsdel, passerar genom värmaren 32, som inställer eller noga reglerar temperaturen hos blandningen, vilken in- kommer i förångningskammarens 14 utgångsdel. Värmaren uppvisar före- trädesvis hög värmekapacitet i förhållande till massan av strömmande gasformig blandning, så att termisk stabilitet säkerställes.The gaseous mixture, which contains a reactant in the inlet part of the evaporator chamber 14, passes through the heater 32, which sets or carefully regulates the temperature of the mixture which enters the outlet part of the evaporator chamber 14. The heater preferably has a high heat capacity in relation to the mass of flowing gaseous mixture, so that thermal stability is ensured.
I I förångningskammarens 14 utgångsdel finnes en serie ång- utloppsledningar 34, som sträcker sig utåt genom förångningskammarens 14 vägg och uppvisar många inloppsöppningar nära deras inre ändar. Den inre änden hos varje ångutloppsledning 34 är företrädesvis täckt med ett paraply 35 som avböjer eventuellt finfördelat material, som in- kommer i kammaren eller bildas i kammaren, varvid materialet hindras från att igensätta ângutloppsledningen.In the outlet part of the evaporator chamber 14 there are a series of steam outlet conduits 34 which extend outwards through the wall of the evaporator chamber 14 and have many inlet openings near their inner ends. The inner end of each steam outlet conduit 34 is preferably covered with an umbrella 35 which deflects any comminuted material entering the chamber or formed in the chamber, thereby preventing the material from clogging the steam outlet conduit.
En värmare 36 för avgiven ånga omgiver ångutloppsledningar- na 34. Värmaren 36 för ångutloppet uppvisar två håligheter, en in- loppshålighet samt en returhålighet, vilka är förbundna med ett system för återcirkulering av värmeväxlarfluidum (icke visat). Vid drift cirkuleras varmt fluidum, exempelvis olja, genom värmaren 36 för av- given ånga för att reglera temperaturen hos den gasformiga blandning, som avgives från förångningskammaren 14.An exhaust steam heater 36 surrounds the steam outlet lines 34. The steam outlet heater 36 has two cavities, an inlet cavity and a return cavity, which are connected to a heat exchanger fluid recirculation system (not shown). In operation, hot fluid, such as oil, is circulated through the steam heater 36 to control the temperature of the gaseous mixture discharged from the evaporation chamber 14.
En koppling 37, företrädesvis en böjlig koppling, är för- bunden med varje ångutloppsledning 34, vilken koppling förbinder för- ångningsaggregatet 12 med ångfördelningsaggregatet 13. Ångfördelnings- aggregatet 13 innefattar ett ångsamlingsrör eller en -kammare 38 upp- visande två ångkanaler 39 åtskilda medelst en skiljevägg 40 och mant- lade med inre och yttre värmereglerande fluidumhåligheter 41 och 42.A coupling 37, preferably a flexible coupling, is connected to each steam outlet line 34, which coupling connects the evaporator assembly 12 to the steam distribution assembly 13. The steam distribution assembly 13 comprises a steam manifold or chamber 38 having two steam channels 39 separated by separate steam channels 39. partition 40 and sheathed with internal and external heat-regulating fluid cavities 41 and 42.
Vid drift cirkuleras varmt fluidum, exempelvis olja, genom de inre och yttre håligheterna för att reglera temperaturen hos den gasformiga 10 15 20 25 EO 55 40 7316813-0 lO blandning, som strömmar genom ångkanalerna 39.In operation, hot fluid, such as oil, is circulated through the inner and outer cavities to control the temperature of the gaseous mixture flowing through the vapor channels 39.
Samlingskammarens 38 ångkanaler 39 mynnar i munstycken 43, företrädesvis konvergerande munstycken. Varje munstycke innefattar motstàende munstycksväggar 44 förbundna med kammaren 38. Företrädes- vis är varje munstycksvägg 44 försedd med en hålighet 45 genom vilken varmt fluidum, exempelvis olja, kan riktas för att exakt reglera tem- peraturen hos en gasformig beläggningsblandning, som riktas genom mun- stycket 43 mot underlaget ll.The steam ducts 39 of the collecting chamber 38 open into nozzles 43, preferably converging nozzles. Each nozzle includes opposing nozzle walls 44 connected to the chamber 38. Preferably, each nozzle wall 44 is provided with a cavity 45 through which hot fluid, for example oil, can be directed to precisely control the temperature of a gaseous coating mixture directed through the nozzle. paragraph 43 against the substrate ll.
Föreliggande beläggningsanordning och sätt kan användas i kombination med ett flertal andra förfaranden och underlag, som exem- pelvis vid pappersframställning, valsningav plåt eüerliknande. Före- liggande sätt kan nyttjas att_pelägga ett kontinuerligt band eller enn serie av avskilda eller separata underlag. Enligt de föredragna ut- föringsformerna av uppfinningen belägges ett kontinuerligt planglas.The present coating apparatus and method can be used in combination with a number of other methods and substrates, such as in papermaking, sheet metal rolling and the like. The present method can be used to apply a continuous strip or series of separated or separate substrates. According to the preferred embodiments of the invention, a continuous flat glass is coated.
Detta kan utgöras av planglas framställt enligt gjutglasförfarandet, i 9 i enligt vilket som helst maskinglasförfarande (förfarande enligt Colburn,; Fourcault eller Pittsburgh Pennvernon) eller medelst en float-metod.This can be flat glass made by the casting glass process, in 9 by any machine glass process (Colburn, Fourcault or Pittsburgh Pennvernon process) or by a float method.
Föreliggande uppfinning kan effektivt användas att anbringa en belägg- ning på ett underlag i ett vertikal-, korisontal eller på annat sätt orienterat plan och denna egenskap är särskilt värdefull och unik för uppfinningen.The present invention can be effectively used to apply a coating to a substrate in a vertical, horizontal or otherwise oriented plane and this feature is particularly valuable and unique to the invention.
Enligt en speciellt föredragen utföringsform av föreliggan- de uppfinning belägges ett nyformat band av floatglas. Bandet kan smed lätthet beläggas på endera huvudytan enligt föreliggande uppfin- ning och följande beskrivning avser beläggning av glasbandets övre yta.According to a particularly preferred embodiment of the present invention, a newly formed strip of float glass is coated. The strip can be easily coated on either of the main surfaces of the present invention and the following description relates to the coating of the upper surface of the glass strip.
Hänvisning göres till fig. 2, 5 och 4 såväl som till fig. l,vari anordningen enligt uppfinningen kan observeras i en speci- ellt föredragen omgivning utgörande rummet mellan ett floatformande bad och en kylugn. __ f Ett kontinuerligt glasband ll visas på ett bad av metall- smälta 46, exempelvis smält tenn, innehållet 1 en badkammare 47 inne- fattande eldfast botten och sido- och överväggar 48 omgivna av metall- inkiäaning "'49 .Reference is made to Figs. 2, 5 and 4 as well as to Fig. 1, in which the device according to the invention can be observed in a particularly preferred environment constituting the space between a float-forming bath and a cooling furnace. __ f A continuous glass strip 11 is shown on a bath of molten metal 46, for example molten tin, the contents of a bath 47 comprising a refractory bottom and side and top walls 48 surrounded by metal lining "'49.
Bandet ll lyftes från metallsmältan 46 vid badkammarens 47 utgångsände på utlyftningsvalsar 50, vilka är lämpligt lagrade och dri- ves av konventionella valsdragande organ kopplade till en drivmotor (icke visad). Kolblock 51 är fjäderbelastade och pressar mot bottnen v u I .The belt 11 is lifted from the molten metal 46 at the exit end of the bath chamber 47 on lift rollers 50, which are suitably mounted and driven by conventional roller pulling means coupled to a drive motor (not shown). Carbon blocks 51 are spring-loaded and press against the bottom v u I.
L n av de roterande valsarna 50 i syfte att avlägsna material, som kan komma: _att fällas på valsarna. Kolblocken 51 uppbäres inom en eldfast förläng- 10 15 20 25 50 55 40 7316813-0 11 ning av badkammaren 52. Material, som avlägsnas från valsarna och faller ned i denna förlängning 52, kan med lätthet avlägsnas på inter- mittent basis.L n of the rotating rollers 50 for the purpose of removing material which may fall on the rollers. The carbon blocks 51 are supported within a refractory extension of the bath chamber 52. Materials which are removed from the rollers and fall into this extension 52 can be easily removed on an intermittent basis.
Glasbandet ll föres in i en kylugn 55 med ett flertal kyl- valsar belägna däri. Konventionella drivorgan ordnas för rotation av valsarna 54. Varje kylvals 54 utövar en dragkraft på glaset av till- räcklig storlek att föra glaset genom kylugnen, vari dess temperatur regleras för att frigöra permanent påkänning och spänning i glaset.The glass strip 11 is fed into a cooling furnace 55 with a plurality of cooling rollers located therein. Conventional drive means are provided for rotating the rollers 54. Each cooling roller 54 exerts a pulling force on the glass of sufficient size to pass the glass through the cooling furnace, wherein its temperature is regulated to release permanent stress and tension in the glass.
Valsarna 54 utgör en del av ett organ för att transportera nybildat floatglas från floatbadkammaren 47 genom en förångningsbeläggningskam- mare 55 samt därefter genom kylugnen 55.The rollers 54 form part of a means for transporting newly formed float glass from the float bath chamber 47 through an evaporation coating chamber 55 and thereafter through the cooling furnace 55.
Atmosfären i badkammaren 47 utgöres av en reducerande atmos- -.--~ -~ w. fär innehållande kvävgas samt en ringa mängd vätgas förmattptillförsäkra om att oxidation av metallsmältan 46 undvikes. Vanligen innehåller atmosfären ca 90 till 99,9 procent kvävgas, varvid resten utgöres av vätgas. Atmosfären hålles vid ett tryck, som något överskrider om- givande tryck, exempelvis 2,5 till 12,5 mm vattenpelare, för att i huvudsak förhindra intrång av omgivande atmosfär i badkammaren 47.The atmosphere in the bath 47 consists of a reducing atmosphere containing nitrogen gas and a small amount of hydrogen gas to ensure that oxidation of the molten metal 46 is avoided. Usually the atmosphere contains about 90 to 99.9 percent nitrogen, with the remainder being hydrogen. The atmosphere is maintained at a pressure which slightly exceeds the ambient pressure, for example 2.5 to 12.5 mm water columns, in order to substantially prevent intrusion of the surrounding atmosphere into the bath 47.
I syfte att upprätthålla atmosfären och medgiva glasbandets passage från badkammaren 47 är badkammarens utgångsände försedd med en serie gardiner eller draperier 56, som styres på glasbandet och tjänar som organ för att skilja den något komprimerade atmosfären i förâng- ningsbeläggningskammaren 55 från badkammren 47. Dessa draperier eller gardiner 56 är vanligen framställda av böjligt asbest- eller fiberglas- material, som icke skadar glaset och motstår omgivande temperatur, dvs. en temperatur av ungefär 558 till 648°C. Ytterligare draperier eller gardiner 57 av liknande material anordnas vid ingången av kylugnen 55, varvid de senare draperierna tjänar som organ för att skilja kylugnen 55 från förångningsbeläggningskammaren 55. Ångbeläggningskammaren 55 är försedd med vakuumkåpor 58 med inlopp anordnade både uppströms, nära badkammaren, och nedströms närliggande kylugnen. Vakuumkàporna 58 sträcker sig vertikalt uppåt till ett par utloppsrör 59 och är tillräckligt åtskilda för att åstad- komma erforerligt utrymme för uppbärande av I-balkar 60 och för ång- beläggningsanordningen innefattande förångningsaggregatet 12 och ång- fördelningsaggregatet 15 tillika med tillhörande utrustning. Vakuum- kåporna 58 är rörligt uppburna på I-balkarna 60 medelst hjul 61, vilka vilar överst på I-balkarna 60. I-balkarna är anordnade tvärsöver banan för glasbandet ll, som rör sig från badkammaren 47 till kylugnen 55.In order to maintain the atmosphere and allow the passage of the glass ribbon from the bath 47, the exit end of the bath is provided with a series of curtains or drapes 56, which are guided on the glass ribbon and serve as means for separating the slightly compressed atmosphere in the evaporation coating chamber 55 from the baths 47. These drapes or curtains 56 are usually made of flexible asbestos or fiberglass material which does not damage the glass and withstands ambient temperature, i.e. a temperature of about 558 to 648 ° C. Additional draperies or curtains 57 of similar material are provided at the entrance of the cooling furnace 55, the latter draperies serving as means for separating the cooling furnace 55 from the evaporation coating chamber 55. The steam coating chamber 55 is provided with vacuum caps 58 with inlets arranged both upstream, near the bathroom, and downstream the cooling furnace. The vacuum caps 58 extend vertically upwardly to a pair of outlet pipes 59 and are sufficiently spaced to provide the required space for supporting I-beams 60 and for the steam coating device including the evaporator assembly 12 and the steam distribution assembly 15 as well as associated equipment. The vacuum caps 58 are movably supported on the I-beams 60 by means of wheels 61, which rest on top of the I-beams 60. The I-beams are arranged across the path of the glass strip 11, which moves from the bath chamber 47 to the cooling furnace 55.
Vakuumkåporna hålles i åtskilt förhållande medelst ett kryssförband 62. ...e-que m...The vacuum caps are kept in separate relationship by means of a cross joint 62. ... e-que m ...
I 10 15 20 25 30 35 40 73168183-0 12 Utloppsrören 59 är monterade på hållare 65, på vilka hjul 64 är monte- rade, vilka hjul vilar på spår 65 tillhörande en stödjande överliggande balk 66. Hela vakuumkåpaggregatet innefattande vakuumkåporna 58 och utloppsrören 59 kan förflyttas tvärgående i förhållande till glasban- dets ll bana i syfte att fullständigt bortföra aggregatet från flyt- linjen för underhåll och reparation. Detta bortförande åstadkommes genom att aggregatet bringas att röra sig utmed balkar 60 och 99 sam- tidigt som det roterar på stödhjulen 6l och 64. g Ãngbeläggningsaggregatet stödes i ångbeläggningskammaren 55 f av I-balkar 60 medelst en stödhållare 67. Stödhjul 68 för ångbelägg- ningen är monterade på stödhållaren 67. Stödhjulen 68 för ångbelägg- ningen vilar på I-balkar 60 och en av dessa uppvisar ett därpå monte- rat spår 69. Formen av spåret 69 och det därmed samverkande stöd- _hjulet 68 är sådan att sidorörelse av aggregatet i förhållande till spåret och I-balkarna förhindras. å i L Ångbeläggningsaggregatet innefattar, förutom förångnings- aggregatet 12 och ångfördelningsaggregatet 15, en mekanisk struktur för att uppbära dessa manöverelement. Denna mekaniska struktur inne- fattar en motor 70 och domkrafter 7l för att höja och sänka aggregatet i syfte att placera det närmare eller längre bort från underlaget, | vilket skall beläggas.The outlet pipes 59 are mounted on holders 65, on which wheels 64 are mounted, which wheels rest on grooves 65 belonging to a supporting overhead beam 66. The entire vacuum housing assembly comprising the vacuum housing 58 and the outlet pipes 59 can be moved transversely in relation to the path of the glass strip in order to completely remove the unit from the flow line for maintenance and repair. This removal is accomplished by causing the assembly to move along beams 60 and 99 while rotating on the support wheels 61 and 64. The steam coating assembly is supported in the steam coating chamber 55 f by I-beams 60 by means of a support holder 67. Support wheels 68 for the steam coating are mounted on the support bracket 67. The support wheels 68 for the steam coating rest on I-beams 60 and one of these has a groove 69 mounted thereon. The shape of the groove 69 and the cooperating support wheel 68 is such that lateral movement of the assembly in relation to the track and the I-beams are prevented. å i L The steam coating assembly comprises, in addition to the evaporator assembly 12 and the steam distribution assembly 15, a mechanical structure for supporting these operating elements. This mechanical structure includes a motor 70 and jacks 71 for raising and lowering the assembly in order to place it closer or farther away from the ground, | which is to be coated.
Tvärarmar 72 för ångbeläggning nedhänger från ångbelägg- , ningens stödhållare 67. Ett motorstöd 73 och domkraftstöd 74 är mon- L terade på tvärarmarna 72. ,Motorn 70, företrädesvis en likströmsmotor 5 med varierbar hastighet, är monterad på motorstödet 75. En drivaxel 75 är kopplad till denna motor 70, vilken axel i sin tur är kopplad till skruvdomkrafter 71. I varje domkraft 71 finns en lämplig växel för att driva en skruvaxel i vertikal rörelse.Transverse arms 72 for steam coating hang from the steam support support holder 67. A motor support 73 and jack support 74 are mounted on the cross arms 72. The motor 70, preferably a DC motor 5 of variable speed, is mounted on the motor support 75. A drive shaft 75 is coupled to this motor 70, which shaft is in turn coupled to screw jacks 71. In each jack 71 there is a suitable gear for driving a screw shaft in vertical motion.
Skruvaxlar 76 är förbundna med drivaxeln 75 via domkrafter 71 kopplade till ett drev. Genom att driva drivaxeln 75 medelst motorn 70 bringas skruvaxlarna 76 att röra sig vertikalt för att höja och sänka ångbeläggningsaggregatet. Byglar 77 är moterade på skruvaxlarna 76. Stödarmar 78 är kopplade till och nedhänger från byglarna 77, vilka armar är förbundna med kryssplattor 79.Screw shafts 76 are connected to the drive shaft 75 via jacks 71 connected to a gear. By driving the drive shaft 75 by means of the motor 70, the screw shafts 76 are caused to move vertically to raise and lower the steam coating assembly. Brackets 77 are mounted on the screw shafts 76. Support arms 78 are connected to and hang from the brackets 77, which arms are connected to cross plates 79.
Ett förångningsbågstöd 80 är monterat på kryssplattorna 79, varjämte förångningskammaren 14 medelst bultar eller andra organ är _ kopplad till detta stöd.An evaporation arc support 80 is mounted on the cross plates 79, and the evaporation chamber 14 is connected to this support by means of bolts or other means.
Som kort beskrivits ovan kräves enligt ett föredraget ut- § förande av uppfinningen att en bärargas, företrädesvis luft, tillföres förångningskammaren 14 för att blanda sig med denwfinfördelade strålen 10 15 20 25 §O 35 40 13 '7316813-0 av beläggningskomposition, som utgår från stràlmunstyckesspetsarna 19 i syfte att öka förångningshastigheten hos beläggningsmaterialet och för att sedan föra blandningen genom värmaren 32 i syfte att ytterli- gare värma kombinationen för slutlig leverans till underlaget, som skall beläggas. Bärargasen tillföras förångaren från samlingsrör 26, vilka företrädesvis utgöres av rör, som monterats på aggregatet medelst hållare 27.As briefly described above, according to a preferred embodiment of the invention, a carrier gas, preferably air, is required to be supplied to the evaporation chamber 14 to mix with the finely divided jet 10 15 20 25 §O 35 40 13 '7316813-0 of coating composition, which is based on the jet nozzle tips 19 in order to increase the evaporation rate of the coating material and to then pass the mixture through the heater 32 in order to further heat the combination for final delivery to the substrate to be coated. The carrier gas is supplied to the evaporator from manifolds 26, which are preferably made of pipes mounted on the unit by means of holders 27.
En böjlig slang 28 är kopplad till bärargassamlingsröret 26 och riktas genom värmeelement 29 till kopplingsdetaljer, vilka passerar genom förångningskammarens 14 vägg och mynnar i det utrymme, som bildas av luftfördelningsplattorna 33 och förångningskammarens vägg.A flexible hose 28 is connected to the carrier gas manifold 26 and is directed through heating elements 29 to coupling details which pass through the wall of the evaporator chamber 14 and open into the space formed by the air distribution plates 33 and the wall of the evaporator chamber.
Effekt tillföres värmarna 29 från en elektrisk ledning 81, som passerar genom en stödjande fördelningsledning 82 monterad på hållarna 27 och 83.Power is supplied to the heaters 29 from an electrical line 81, which passes through a supporting distribution line 82 mounted on the holders 27 and 83.
De strukturella egenskaperna hos den för närvarande före- Icke omsatt eller över- dragna anordningen framgår av fig. 2, 3 och 4. skqttsbeläggningskompositionsängor_och bärargas¿_avgivna_frän_munstycke-^ na 43 mot underlaget ll fyller ångbeläggningskammaren 55. Icke omsatta ångor och gaser avlägsnas från kammaren medelst vakuumkåpor 58. att nedbringa uppbyggnaden av fällningar till ett minimum eller till och med undvika den på oregelbundna konstruktionsytor, som kan resul- tera i avflagning och nedfall på underlaget ll orsakande defekter, är ångbeläggningsaggregatet inkapslat i ett ångbeläggningsskydd 84. Ång- beläggningsskyddet 84 kan förses med armeringsplåtar 85.The structural properties of the presently unreacted or coated device are shown in Figs. 2, 3 and 4. The tax coating composition beds and carrier gas discharged from the nozzles 43 to the substrate 11 fill the vapor coating chamber 55. The unreacted vapors and gases are removed from the middle chamber. vacuum caps 58. to reduce the build-up of precipitates to a minimum or even to avoid it on irregular construction surfaces, which can result in flaking and deposition on the substrate ll causing defects, the steam coating assembly is encapsulated in a steam coating protection 84. The steam coating can be pre-coated. with reinforcement plates 85.
Det är kopp- lat till beläggningsaggregatet genom förbindning med tvärplattorna 79.It is connected to the coating assembly by connection with the cross plates 79.
Tvärplattorna 79 är, som tidigare angivits, kopplade till stödaggre- gatet 78 och är vidare kopplade till stödet 80 för förångningsbågen.The cross plates 79 are, as previously stated, connected to the support day assembly 78 and are further connected to the support 80 for the evaporating arc.
Som tidigare beskrivits är förångningskammaren 14 kopplad till stödet 80 för förångningsbågen.As previously described, the evaporator chamber 14 is connected to the support 80 for the evaporator arc.
Tvärplattorna 79 är försedda med åtkomsthål 86. Utrymmet mellan ångbeläggningsskyddet 84 och ångsamlingsröret 38 är företrädesvis fyllt med värmeisolering 87, exempelvis mineralull, asbest eller liknande.The cross plates 79 are provided with access holes 86. The space between the vapor barrier protection 84 and the vapor collection pipe 38 is preferably filled with thermal insulation 87, for example mineral wool, asbestos or the like.
Som visas 1 fig. 3 kan ett ängbeläggningsaggregat uppvisa modulstruktur i syfte att överbrygga hela bredden av ett konventionellt g format glasband. Modulform föredrages för lätt underhåll och reparation av utrustningen.As shown in Fig. 3, a meadow coating assembly may have a modular structure for the purpose of bridging the entire width of a conventional g-shaped glass strip. Modular shape is preferred for easy maintenance and repair of the equipment.
Individulla förångningskammare 14 med lämplig utrust- ning kopplas tillsammans för att bilda ett aggregat, som överbryggar bandets hela bredd. Även om förångaren 14 kan uppvisa modulform består ängför- delningssamlingsröret 58 och ångmunstyckena 43 företrädesvis av enkla enheter. av det underlag, som skall beläggas.Individual evaporation chambers 14 with suitable equipment are connected together to form a unit which bridges the entire width of the belt. Although the evaporator 14 may have a modular shape, the meadow manifold 58 and the steam nozzles 43 preferably consist of simple units. of the material to be coated.
På detta sätt fördelas ångorna likformigt tvärsöver bredden I syfte: r l 10 15 ao 25 30 35 49 7316813-0 l4 Med hänvisning till fig. 5 och 6 framgår detaljerna av ångfördelningssamlingsröret och ångmunstyckena.In this way, the vapors are uniformly distributed across the width for the purpose of reference to Figs. 5 and 6, the details of the steam distribution manifold and the steam nozzles are shown.
Beläggningsångorna fördelas likformigt längs underlaget medelst ångsamlingsröret eller -kammaren 38. Konstruktionen av en speciellt föredragen kombination av kammare 38 och munstycke 43 fram- går av de förstorade vyerna i fig. 5 och 6. av samlingskammaren eller -röret 38, som överbryggar bredden av ett glasband, som skall beläggas, är mycket större än samlingsrörets bredd. | För att exempelvis belägga ett glasband med en bredd av ca 3 m är I längden av samlingsröret, beteoknat med d i fig. 6, ungefärligen också 3 m. Vanligen är samlingsrörets bredd 0,3 m eller mindre. Ãngsamlingsröret 38 innefattar ett flertal ångkanaler, som är långsträckta och skilda från varandra vid utgångsändarna men Mångfalden kopplingar 37, mötes i en gemensam kanal vid deras ingångar. vilka bringar ângor från förângaren l4 till samlingsröret 38, är kopp- glade till samlingsröret 38 utmed ingången för den gemensamma kanalen.The coating vapors are uniformly distributed along the substrate by means of the vapor collection tube or chamber 38. The construction of a particularly preferred combination of chamber 38 and nozzle 43 is shown in the enlarged views of Figures 5 and 6. of the collection chamber or tube 38 which bridge the width of a vapor barrier. glass strips to be coated are much larger than the width of the manifold. | For example, to coat a glass strip with a width of about 3 m, the length of the manifold, denoted by d in Fig. 6, is approximately also 3 m. Usually the width of the manifold is 0.3 m or less. The steam collection pipe 38 comprises a plurality of steam channels, which are elongate and separate from each other at the outlet ends, but the plurality of couplings 37 meet in a common channel at their inputs. which bring vapors from the evaporator 14 to the manifold 38, are connected to the manifold 38 along the entrance of the common channel.
Varje ångkanal 39 kan företrädesvis vara konstruerad med minst tvâ motstående krökar så att rörelsebanan för ångor, vilka pas- serar genom kanalen, måste ändra riktning åtminstone två gånger. Pâ »detta sätt ökas likformigheten hos àngfördelningen utmed kanalens längd. Även om mellanväggar kan anordnas i kanalerna i syfte att ytterligare hejda ångflödet och fördela ångan utmed kanalernas längd föredrages den enkla utformningen utan mellanväggar men med förändrad flödesriktning. I den föredragna utföringsformen finnes icke några stagnationsområden och icke några utskjutande kroppar, som kan skapa virvelströmmar av avsevärd storlek.Each vapor channel 39 may preferably be constructed with at least two opposite curves so that the path of movement of vapors passing through the channel must change direction at least twice. In this way, the uniformity of the steam distribution along the length of the channel is increased. Although partitions can be arranged in the ducts in order to further stop the steam flow and distribute the steam along the length of the ducts, the simple design without partitions but with a changed flow direction is preferred. In the preferred embodiment, there are no areas of stagnation and no protruding bodies which can create eddy currents of considerable size.
Háligheter 41 och 42 omgiver ångkanalerna 39 för att inne- hålla ett uppvärmnings- eller kylfluidum alltefter önskan enligt tvär- strömflöden illustrerade i fig. 6. .Dessa kamrar 41 och 42 sträcker sig utmed längden av ångsamlingsröret 38 och är kopplade till en källa av uppvärmnings- eller kylfluidum (icke visad). Enligt den föredragna utföringsformen tillföres kamrarna varm olja. 3 Munstycksväggdelar 44 är kopplade till ångsamlingsröret 38, vilka väggdelar bildar munstycken 43, som riktar den förångade belägg- I ningskompositionen och bärargasen mot underlaget ll, som skall beläggas.Cavities 41 and 42 surround the steam ducts 39 to contain a heating or cooling fluid as desired according to cross-flow flows illustrated in Fig. 6. These chambers 41 and 42 extend along the length of the steam manifold 38 and are connected to a source of heating. or cooling fluid (not shown). According to the preferred embodiment, hot oil is supplied to the chambers. Nozzle wall portions 44 are connected to the steam manifold 38, which wall portions form nozzles 43 which direct the vaporized coating composition and the carrier gas toward the substrate 11 to be coated.
Som framgår av fig. 6 är munstyckena 43 långsträckta och 1 planvy fram- står de som slitsar. Tvärsnittet hos munstycksöppningarna sett paral- lellt mot största slitsdimensionen, e, illustrerar att föredragna mun- stycken avsmalnar avsevärt från ingång till utgång. Kontraktionen hos varje slits är sådan att ångor, vilka passerar genom slitsen, kontinu- Den tvärgående längden ¿¿ Era 10 15 20 25 30 55 40 7316813-0 15 erligt accelereras utmed slitsens längd. På detta sätt nedbringas gränsskiktet av ångor närliggande slitsväggen till ett minimum och slitsens omkrets vätes likformigt av ångorna så att utgående ångor jämnt och likformigt riktas mot underlaget. Föreliggande munstycken -kännetecknas av ett kontraktionsförhållande, spm utgör förhållandet c/a mellan inloppsyta och utloppsyta för de i fig. 5 och 6 illustrerade mun-.As can be seen from Fig. 6, the nozzles 43 are elongate and in plan view they appear as slots. The cross section of the nozzle openings seen in parallel with the largest slot dimension, e, illustrates that preferred nozzles taper considerably from entrance to exit. The contraction of each slit is such that vapors which pass through the slit are continuously accelerated along the length of the slit in a transverse length ¿¿Era 10 15 20 25 30 55 40 7316813-0 15. In this way, the boundary layer of vapors adjacent to the slit wall is reduced to a minimum and the circumference of the slit is uniformly wetted by the vapors so that outgoing vapors are evenly and uniformly directed towards the substrate. The present nozzles are characterized by a contraction ratio, which is the ratio c / a between the inlet surface and the outlet surface of the nozzles illustrated in Figs. 5 and 6.
Föredragna flödesbetingelser för att uppnå effektiv och lik- T c styckena. formig beläggning beskrives i det följande och beskrivna betingelser definieras såsom de betingelser, vilka råder vid munstyckenas utgångs- . ände.Preferred flow conditions to achieve efficient and equal T cs. shaped coating is described below and the conditions described are defined as the conditions prevailing at the initial nozzles. End.
Den minsta dimensionen hos varje munstycksutgång, angiven såsom "a" 1 fig. 5, dikterar avståndet "b" mellan munstycksutgång och Förhållandet b/a ligger företrädesvis 1 området från 0.75 till 10. I de speciellt föredragna utföringsformerna ligger förhâllan- j det b/a mellan 1,25 och 5. I det mest föredragna intervallet för av- ' stånd, angivet av förhållandet b/a, är hastigheten för beläggnings- fällning avsevärt större än vid mindre eller större avstånd. ¿ Varje ångkanal 39 uppvisar företrädesvis en volym av minst E ca sex gånger kanalens volymetriska genomströmning per minut. Genom ; denna förmåga att hålla ångor, som passerar genom kanalen, tjänar kana- len såsom en lugnande sektion för att utjämna återstående hastighets- variationer resulterande från flödet av åtskilda strömmar utgående från de böjliga kopplingarna 37. Som tidigare angivits återorienterar ång- kanalerna 39 företrädesvis ångflöde och tenderar att likformigt för- Form och storlek hos ång- För det underlag. dela ångan utmed samlingsrörets 38 längd. kanalerna 39 observeras samverka med munstyckenas 43 form. fall att munstyckenas kontraktionsförhållande, c/a, ökas, speciellt över ca 5 till 6, kan ångkanalernas 39 kapacitet eller volym minskas utan skadlig verkan.The smallest dimension of each nozzle outlet, indicated as "a" in Fig. 5, dictates the distance "b" between nozzle outlet and the ratio b / a is preferably in the range from 0.75 to 10. In the especially preferred embodiments, the ratio b / a between 1.25 and 5. In the most preferred range for distances, indicated by the ratio b / a, the rate of coating precipitation is considerably greater than at smaller or larger distances. ¿Each steam duct 39 preferably has a volume of at least E about six times the volumetric flow of the duct per minute. By ; this ability to hold vapors passing through the duct serves the duct as a calming section to smooth out residual velocity variations resulting from the flow of separated streams starting from the flexible connections 37. As previously stated, the vapor ducts 39 preferably reorient vapor flow and tends to uniformly pre- Shape and size of steam- For the substrate. divide the steam along the length of the manifold 38. the channels 39 are observed to cooperate with the shape of the nozzles 43. In the event that the contraction ratio of the nozzles, c / a, is increased, especially above about 5 to 6, the capacity or volume of the steam ducts 39 can be reduced without detrimental effect.
Varje munstycke 43 är format av två delar 44, var och en uppvisande en krökt sida, koppade till samlingsröret 38 med sina krökta ytor vända mot varandra. Varje del kan vara försedd med en kanal 45 för att innehålla ett fluidum, exempelvis varm olja, för att reglera temperaturen hos ångor och gas, som avgives. I den föredragna ut- föringsformen passerar varm olja genom parallella kanaler 45 och sedan . genom kanalerna 41 och 42. Temperaturen hos oljan till och från mun- styckena kan mätas och den temperatur, som från dylika mätningar be- .räknas utgöra munstyckstemperaturen, är den temperatur, som nyttjas vid angivande av ångflödesbetingelser vid varje munstycksutgång.Each nozzle 43 is formed by two parts 44, each having a curved side, coupled to the manifold 38 with its curved surfaces facing each other. Each part may be provided with a channel 45 for containing a fluid, for example hot oil, for regulating the temperature of vapors and gas which are released. In the preferred embodiment, hot oil passes through parallel channels 45 and then. through the channels 41 and 42. The temperature of the oil to and from the nozzles can be measured and the temperature which from such measurements is calculated to constitute the nozzle temperature is the temperature used in indicating steam flow conditions at each nozzle outlet.
De krökta ytor, vilka bildar flödesområdet i varje mun- 10 15 20 25 55 Ao 1316813-0 16 stycke, bearbetas jämnt i syfte att undvika skapande av små hinder eller repor, som skulle giva ång- och gasflödet lokala störningar.The curved surfaces which form the flow area in each nozzle are machined evenly in order to avoid the creation of small obstacles or scratches which would give the steam and gas flow local disturbances.
Enligt en föredragen utföringsform är munstycksdelarna tillverkade av bearbetat stål eller annan basmetall, och de krökta innerytorna är pläterade med en lättbearbetad metall, exempelvis guld eller annan ädelmetall. En metallfinish av minst ca l6 X 10"; mm och företrädes- vis ca 4 x IO-5 mm är tillfredsställande. När kontraktionsförhållandet ; c/a är tillräckligt stort kan nämnda metallfinsh vara mindre jämn utan D verkan. radien är minst vid ingången och störst (närmande sig oändligheten) vid utgången. Enligt en speciellt föredragen utföringsform ökar krök- ningsradien monotont (ooh företrädesvis konstant) som en funktion av E avståndet från munstyckets ingång till dess utgång. För lätt konstruk- tion av anordningen är munstycksdelarna 44 bearbetade till avgjort olika radier i separata områden (t.ex. I, II, III och IV) utmed mun- stycket§_banlängd. _Varje område_är jämnt bearbetat_§ör att övergå i nästföljande. ” Munstycksdelarnas utgångskanter utgör företrädesvis skarpa, väl avgränsade hörn så att underlaget, som är vänt mot ett parti av munstycksdelarna, icke vätes av utgående ångor och gas. Den mot under- laget vända kanten av varje munstycksdel 44 bör vara ca 900 i förhållan- 'de till delens yta och är företrädesvis ca 870 så att kanten har en vinkel av ca 30 upp bort från munstycksutgàngen i förhållande till underlagets plan. ' De flödesbetingelser, som upprätthålles vid uppfinningens genomförande, definieras vid varje munstycksutgång. Med hänvisning till fig. 5 beaktas följande parametrar. Den karakteristiska längden, N ,f'som nyttjas vid bestämning av ångutloppets Reynoldstal, utgör mun- 30 styckets hydrauliska diameter, definierad såsom fyra gånger munstyckets tvärsnittsyta dividerad med munstucksöppningens våtgjorda omkrets: D = 486 2(a+e) Eftersom a är mycket mindre än e närmar sig värdet för den hydrauliska diametern 2a. Temperaturen hos den strömmande äng-gas- blandningen anses vara den genomsnittliga oljetemperaturen tvärsöver munstycket och bestämmes ur uppmätta temperaturer för inlopps- och ¿ utloppsolja.i Täthet och viskositet hos äng-gasblandningen bestämmas att utgöra täthet och viskositet hos blandningen vid munstyckstempera- turen och trycket i förångningskammaren. I allmänhet är egenskaperna 5 r Krökningen hos munstyckets innerytor är sådan att kröknings-: 10 15 7316813-0 17 hos bärargasen vid denna temperatur och detta tryck tillfredsställande.According to a preferred embodiment, the nozzle parts are made of machined steel or other base metal, and the curved inner surfaces are plated with an easily machined metal, for example gold or other precious metal. A metal finish of at least about 16 x 10 "; mm and preferably about 4 x 10 -5 mm is satisfactory. When the contraction ratio; c / a is large enough, said metal finish may be less smooth without D effect. The radius is at least at the entrance and According to a particularly preferred embodiment, the radius of curvature increases monotonically (ooh preferably constantly) as a function of the E distance from the nozzle inlet to its outlet. For easy construction of the device, the nozzle parts 44 are machined to a fixed position. different radii in separate areas (eg I, II, III and IV) along the nozzle§_path length ._Each area_ is evenly machined_§ to merge into the next. ”The exit edges of the nozzle parts preferably form sharp, well-defined corners so that facing a portion of the nozzle portions, is not wetted by outgoing vapors and gas.The edge facing the substrate of each nozzle portion 44 should be about 900 relative to the portion surface and is preferably about 870 so that the edge has an angle of about 30 up away from the nozzle exit in relation to the plane of the substrate. The flow conditions maintained in the practice of the invention are defined at each nozzle outlet. With reference to Fig. 5, the following parameters are considered. The characteristic length, N, fs used in determining the Reynolds number of the steam outlet, is the hydraulic diameter of the nozzle, defined as four times the cross-sectional area of the nozzle divided by the wet circumference of the nozzle opening: D = 486 2 (a + e) Since a is much smaller than e approaches the value of the hydraulic diameter 2a. The temperature of the flowing meadow-gas mixture is considered to be the average oil temperature across the nozzle and is determined from measured temperatures for inlet and outlet oil. The density and viscosity of the meadow-gas mixture are determined to be the density and viscosity of the mixture at nozzle temperature and pressure. in the evaporation chamber. In general, the properties of the curvature of the inner surfaces of the nozzle are such that the curvature of the carrier gas at this temperature and this pressure is satisfactory.
Strömningshastigheten bestämmes ur massflödet till förângningsanord- ningen dividerat med blandningens täthet, såsom angivits, samt ytter- ligare dividerat med den totala ytan hos munstycksutgångsöppningarna (antalet munstycken multiplicerat med [a . e] ).The flow rate is determined from the mass flow to the evaporator divided by the density of the mixture, as indicated, and further divided by the total area of the nozzle outlet openings (the number of nozzles multiplied by [a. E]).
Följande utföringsexempel illustrerar användningen av mun- stycket enligt uppfinningen vid flera olika Reynoldstal samt med varierande avstånd munstycke-underlag. z EXEMPEL I En försöksanordning med ett enda munstycke av ovan beskrivet° slag uppvisande följande egenskaper nyttjas för de i det följande be- skrivna försöken. _ Det använda munstycket har ett kontraktionsförhållande av nära sex. Med hänvisning till fig. 5 och 6 kan munstycket illustreras av följande tabell över dimensionerna. Största dimensionen, e, avtar från munstycksingången till dess utgång på samma sätt som den minsta dimensionen, a vid utgången och c vid ingången. Kontraktionsförhâllan- det utgör sålunda förhållandet mellan tvärsnitten för ingång och utgång. vid utgången 3 7316813-0 18 Den hydrauliska diametern angives för punkter utmed munstyckets lä:¿f.The following exemplary embodiments illustrate the use of the nozzle according to the invention in several different Reynolds numbers and with varying distance nozzle substrates. z EXAMPLE I A test device with a single nozzle of the type described above having the following properties is used for the tests described below. The nozzle used has a contraction ratio of close to six. Referring to Figures 5 and 6, the nozzle can be illustrated by the following table of dimensions. The largest dimension, e, decreases from the nozzle input to its output in the same way as the smallest dimension, a at the output and c at the input. The contraction ratio thus constitutes the relationship between the cross-sections for input and output. at the outlet 3 7316813-0 18 The hydraulic diameter is indicated for points along the nozzle blade: ¿f.
Munstyckslängd Största dimension Minsta climension Eíyfclraulisk (e) (c till a) diameter Ingång, O mm 386,0 mm c = 38,6 mm 70 mm 1 585,9 58,5 70 2 385,8 58,4 70 5 585,5 58,1 59 4 585,1 57,7 69 5 584,5 57,5 58 6 584,0 56,7 _ 67 7 585,5 56,1 56 8 582,5 55,5 55 9 581,6 54,8 64 10 580,6 34,0 62 15 574,5 50,1 55 20 366,1 26,5 49 25 556,7 25,4 411 50 546,6 '20,9 59 55 556,1 18,8 56 40 525,8 17,2 55 45 515,9 15,8 50 50 506,5 14,7 28 55 297,9 15,8 i 25 60 290,0 15,0 25 65 282,9 7 12,4 24 70 276,6 11,9 257 75 271,1 11,5 22 80 266,5 11,1 21 85 262,2 10,8 21 90 258,7 10,6 20 95 255,9 10,4 20 100 255,7 10,2 20 110 250,9 10,1 19 120 250,0 _ 10,0 19 150 250,0 10,0 19 10 15 20 25 50 35 40 7316813-0 19 .Anordningen innefattar en motordriven fläkt, som kan le- verera 5.000 liter gas per minut. En värmeslinga med effekt 4 kilo- watt är anordnad nedströms om fläkten, varvid värmeslingan är belägen i ledningen genom vilken gasen strömmar från fläkten till munstycket.Nozzle length Maximum dimension Minimum dimension Simplified (e) (c to a) diameter Input .0 mm 386.0 mm c = 38.6 mm 70 mm 1 585.9 58.5 70 2 385.8 58.4 70 5 585, 5 58.1 59 4 585.1 57.7 69 5 584.5 57.5 58 6 584.0 56.7 _ 67 7 585.5 56.1 56 8 582.5 55.5 55 9 581.6 54.8 64 10 580.6 34.0 62 15 574.5 50.1 55 20 366.1 26.5 49 25 556.7 25.4 411 50 546.6 '20, 9 59 55 556.1 18 , 8 56 40 525.8 17.2 55 45 515.9 15.8 50 50 506.5 14.7 28 55 297.9 15.8 i 25 60 290.0 15.0 25 65 282.9 7 12 , 4 24 70 276.6 11.9 257 75 271.1 11.5 22 80 266.5 11.1 21 85 262.2 10.8 21 90 258.7 10.6 20 95 255.9 10.4 20 100 255.7 10.2 20 110 250.9 10.1 19 120 250.0 _ 10.0 19 150 250.0 10.0 19 10 15 20 25 50 35 40 7316813-0 19 .The device comprises a motor-driven fan, which can deliver 5,000 liters of gas per minute. A heating coil with a power of 4 kilowatts is arranged downstream of the fan, the heating coil being located in the line through which the gas flows from the fan to the nozzle.
Ett termoelement är beläget i ledningsväggen omedelbart uppströms om munstycket, och detta termoelement är kopplat till en temperaturregu- lator, som 1 sin tur är kopplad till och reglerar effekten till värme- slingan. Ett stöd för underlaget är anordnat mitt emot munstycksöpp- ningen. underlaget, varjämte en serie termoelement är anordnade för att av- Stödet är konstruerat för att hålla Stödet för underlaget är försett med organ för att uppvärma känna underlagets temperatur. ett platt underlag i ett plan vinkelrätt mot ett plan, som bildas genom munstyckets mitt utmed axeln av avgivet gasflöde.A thermocouple is located in the pipe wall immediately upstream of the nozzle, and this thermocouple is connected to a temperature controller, which in turn is connected to and regulates the power to the heating loop. A support for the base is arranged opposite the nozzle opening. the support, and a series of thermocouples are provided to keep the support of the substrate provided with means for heating the temperature of the substrate. a flat surface in a plane perpendicular to a plane formed by the center of the nozzle along the axis of emitted gas flow.
En optisk interferometer (Mach-Zehnder) är anordnad i om- givande förhållande till försöksanordningen. Interferometern är be- lägen så att mitten av dess synlinje befinner sig i det plan, som bildas av gasflödets axel och är parallell med planet för ett underlag.An optical interferometer (Mach-Zehnder) is arranged in ambient relation to the test device. The interferometer is located so that the center of its line of sight is in the plane formed by the axis of the gas flow and is parallel to the plane of a substrate.
Interferometern nyttjar två koherenta monokromatiska ljusknippen, var- dera med en våglängd av 546 nanometer (kvicksilverbåglampor med smalt band grönfilter). Eftersom de anticiperade flödesfält, som skall studeras, uppvisar en avsevärd temperaturgradíent, användes ett system Én rotationshastighet, som Den optiska interferensen med roterande spegel i interferometern. giver 200 gånger interferens användes. registreras med hjälp av en kamera och de resulterande fotografierna avslöjar temperaturprofiler medelst en jämförelse av ändringar i ytter- delar yttryckta som bredder av ytterdelarna enligt de välkända prin- ciperna för interferometri. Härlett från Gladstone-Dale-förhållandet indikerar en ändring av n ytterområden en temperaturskillnad av n.ÄÄQ därlslê betecknar skillnaden mellan den lokala temperaturen vid ytterdelarna och referenstemperaturen, QR , som utgör temperaturen 1 bärargasmassan mitt under vilande betingelser.The interferometer uses two coherent monochromatic light beams, each with a wavelength of 546 nanometers (mercury arc lamps with narrow band green filter). Since the anticipated flow fields to be studied have a considerable temperature gradient, a system of one rotational speed was used, such as the optical interference with rotating mirror in the interferometer. gives 200 times interference was used. are recorded using a camera and the resulting photographs reveal temperature profiles by comparing changes in outer parts expressed as widths of the outer parts according to the well-known principles of interferometry. Derived from the Gladstone-Dale ratio, a change in n outer ranges indicates a temperature difference of n.
Anordningen drevs först med ett avstånd munstycke-underlag av två gånger munstyckets bredd (en gäng den hydrauliska diametern).The device was first operated with a nozzle base distance of twice the width of the nozzle (once the hydraulic diameter).
Endast uppvärmd luft avgavs vid flera strömningshastigheter känneteck- nade av Reynoldstal 900, 1.500, 2.000, 2.500, 4000samt 5.000.Only heated air was emitted at several flow velocities characterized by Reynolds 900, 1,500, 2,000, 2,500, 4,000 and 5,000.
Den uppvärmda gasen (luft), som avgives mot underlaget, måste vrida sig 900 i närheten av underlaget. Början av denna vridning observeras från interoferogrammen (fotografierna av det interfererade ljuset) ca 0,8 gånger munstycksbredden, a, ovanför underlaget. Vid Reynoldstal vid och högre än 2.500 observeras ett uttalat skarpt gräns- område med likformig täthet nära underlaget. Detta tyder på likformiga -1 10 15 20 25 50 35 40 7316813-0 20 och effektiva fällningsbetingelser. Även vid och över ett Reynoldstal av 2.500 observeras bredden av det effektiva flödet, som samverkar med underlaget, vara mycket större än munstycksbredden, varför beläggnings- reaktanterna effektivt kan spridas över underlagsytan.The heated gas (air) emitted to the substrate must rotate 900 in the vicinity of the substrate. The beginning of this rotation is observed from the interoferograms (the photographs of the interfered light) about 0.8 times the nozzle width, a, above the substrate. At Reynolds numbers at and higher than 2,500, a pronounced sharp boundary area with uniform density is observed near the ground. This indicates uniform -1 and 15 15 precipitation conditions and effective precipitation conditions. Even at and above a Reynolds number of 2,500, the width of the effective flow, which cooperates with the substrate, is observed to be much larger than the nozzle width, so that the coating reactants can be efficiently spread over the substrate surface.
När försöken upprepas med underlagstemperaturer i omrâdet från 500 till 55100 avslöjas icke någon betydelsefull variation med underlagets temperatur.When the experiments are repeated with substrate temperatures in the range from 500 to 55100, no significant variation with the substrate temperature is revealed.
Försöken upprepas med varierat avstånd munstycke-underlag.The experiments are repeated with varying nozzle base distances.
Avståndsförhållanden av b/a = 4, b/a = 2 samt b/a = l undersökas.Distance ratios of b / a = 4, b / a = 2 and b / a = l are examined.
För ett avståndsförhållande av 4 avslöjar interferogrammen gastäthetskartor, som uppvisar ett tillräckligt brett område av olik- formighet nära underlaget för likformig beläggning vid ett Reynoldstal av 5.000. Vid lägre Reynoldstal minskar området och vid ett Reynolds- tal av ca 2.500 antyder täthetskartan möjligheten av icke-likformig beläggning.For a distance ratio of 4, the interferograms reveal gas density maps, which show a sufficiently wide range of non-uniformity near the base for uniform coating at a Reynolds number of 5,000. At lower Reynolds numbers, the area decreases and at a Reynolds number of about 2,500, the density map indicates the possibility of non-uniform coating.
För ett avstândsförhâllande av 2 avslöjar interferogrammen att gastäthetskartorna uppvisar en divergens av strömmen in i ett lik- formigt beläggningsområde begynnande vid ca 0,67 gånger munstycks- bredden ovanför underlaget. Vid detta avstândsförhållande är flödes- oscillationer, vilka var synliga vid större avståndsförhållande, frân- varande och flöde och täthetsfält förblir likformiga med avseende på tiden. Till och med under ett Reynoldstal av 2.500 observeras ett litet likformigt beläggningsområde och ovanför ett Reynoldstal av 2.500 överstiger områdets bredd munstycksbredden och vid ett Reynolds- tal av 5.000 är områdets bredd ca 2 gånger munstycksbredden.For a distance ratio of 2, the interferograms reveal that the gas density maps show a divergence of the current into a uniform coating area starting at about 0.67 times the nozzle width above the substrate. At this distance ratio, flow oscillations, which were visible at larger distance ratios, are absent and the flow and density fields remain uniform with respect to time. Even below a Reynolds number of 2,500, a small uniform coating area is observed and above a Reynolds number of 2,500, the width of the area exceeds the nozzle width and at a Reynolds number of 5,000, the width of the area is about 2 times the nozzle width.
”För ett avståndsförhållande av l avslöjar interferogrammen gastäthetskartor med skarpt vändande flöden, som skapar varierbara tryckfält. Detta tenderar att förstöra verkan av utloppsflödet och de högre Reynoldstalen inom det föredragna intervallet nås med ett lik- formigt beläggningsintervall, som fortfarande är begränsat till unge- fär munstycksbredden.“For a distance ratio of l, the interferograms reveal gas density maps with sharply reversing flows, which create variable pressure fields. This tends to destroy the effect of the outlet flow and the higher Reynolds numbers within the preferred range are reached with a uniform coating range, which is still limited to approximately the nozzle width.
Ytterligare reduktion av avstàndsförhållandet kräver högre Reynoldstal. Trots eventuell tanke a priori att förbättringar kan uppnås genom att förflytta munstycket närmare underlaget kan gräns- genomträngning, som kan förväntas ske, observeras förskjuten av icke- likformiga betingelser, vilka försöksmässigt observeras. Även om ovan beskrivet exempel fastslår betydelsen av Reynolds tal samt avståndet munstycke-underlag för ångbeläggning så länge som deras betydelse kan härledas ur gastäthetsvariationer och andra betingelser i närheten av underlaget, beskrivšïäße följande ut-_ 10 15 20 25 30 35 40 73716813-0 21 föringsexemplen beläggning av ett glasunderlag enligt den föredragna utföringsformen av uppfinningen. ' EXEMPEL II Försöken enligt exempel I upprepas nyttjande en enkel öppning med platt vägg med samma ingångs- och utgångstvärsnittsytor som munstycket enligt uppfinningen i stället för uppfinningens mun- stycke. Vid samtliga Reynoldstal och avstånd är de observerade flödes- betingelserna nära underlaget mer oregelbundna än i exempel I.Further reduction of the distance ratio requires higher Reynolds numbers. Despite the possible a priori idea that improvements can be achieved by moving the nozzle closer to the substrate, boundary penetration, which can be expected to occur, can be observed offset by non-uniform conditions, which are experimentally observed. Although the example described above establishes the significance of Reynolds' speech and the nozzle-substrate distance for vapor deposition as long as their significance can be deduced from gas density variations and other conditions in the vicinity of the substrate, the following descriptions are described. For example, coating a glass substrate according to the preferred embodiment of the invention. EXAMPLE II The experiments according to Example I are repeated using a simple flat-walled opening with the same input and output cross-sectional surfaces as the nozzle according to the invention instead of the nozzle of the invention. At all Reynolds numbers and distances, the observed flow conditions near the substrate are more irregular than in Example I.
EXEMPEL III Den ovan visade och beskrivna anordningen placeras tvärs över ett band av glas framställt enligt floatglasmetoden mellan ett floatbildande bad och en kylugn.EXAMPLE III The device shown and described above is placed across a strip of glass made by the float glass method between a float-forming bath and a cooling furnace.
Munstycket bearbetas till fyra radier över en munstycks- längd av 6,04 cm. Bredden av munstycksingången, c, är 12,1 cm och dess utgångsbredd, a, är 0,16 cm. Munstyckets radie är: område I 7,0 cm, område II 2,1 cm, område III 28 cm samt område IV oändlig- häæn, dvs. uppvisande plana ytor.The nozzle is machined to four radii over a nozzle length of 6.04 cm. The width of the nozzle inlet, c, is 12.1 cm and its outlet width, a, is 0.16 cm. The radius of the nozzle is: area I 7.0 cm, area II 2.1 cm, area III 28 cm and area IV infinite- häæn, ie. having flat surfaces.
Ett kontinuerligt band av klart glas med en bredd av ca 3 m en tjocklek av ca 0,6 cm föres under anordningen med en linjär hastighet av ca 6,4 m per minut. Glaset är ett konventionellt soda- glas med en synlig ljustransmittans av ca 88 procent.A continuous strip of clear glass with a width of about 3 m and a thickness of about 0.6 cm is passed under the device at a linear speed of about 6.4 m per minute. The glass is a conventional soda glass with a visible light transmission of about 88 percent.
En beläggningslösning beredes. Lösningen uppvisar föl- jande sammansättning beräknad per 5,785 liter: Järnacetylacetonat 510 gram Kromacetylacetonat 150 gram Koboltacetylacetonat 55 åram Metylenklorid 3,785 liter Beläggningslösningen tillföres lösningsledningen 17 vid en hastighet av ca 0,76 liter per minut, vid ett övertryck av ca 0,70 kp/cm2 samt en temperatur av ca 2100. Finfördelad luft tillföres finfördelningsgasledningen 23 vid ett övertryck av ca 0,55 kp/cmg och en temperatur av ca 2100.A coating solution is prepared. The solution has the following composition calculated per 5.785 liters: Iron acetyl acetonate 510 grams Chromacetylacetonate 150 grams Cobalt acetyl acetonate 55 years Methylene chloride 3.785 liters The coating solution is fed to the solution line 17 at a speed of about 0.76 liters per minute, at and a temperature of about 2100. Atomized air is supplied to the atomizing gas line 23 at an overpressure of about 0.55 kp / cmg and a temperature of about 2100.
Bärarluft tillföres bärargassamlingsröret 26 vid ett övertryck av ca 4,2 kp/cm2 samt en ungefärlig hastighet av 4.830 standard- liter/min. (170 SCFM). Bärarluften uppvärmes till ca 26000 i för- värmarna 29 och tillföres förångningskammaren 14, varvid lufthastig- heten genom fördelningsplattorna 53 är ca 1,5 till ca 3 m per minut.Carrier air is supplied to the carrier gas manifold 26 at an overpressure of about 4.2 kp / cm2 and an approximate speed of 4,830 standard liters / min. (170 SCFM). The carrier air is heated to about 26,000 in the preheaters 29 and supplied to the evaporator chamber 14, the air velocity through the distribution plates 53 being about 1.5 to about 3 m per minute.
Den känsliga värmen i luften är tillräcklig för att förånga belägg- ningslösningen och upprätta den resulterande temperaturen hos bland- ningen luft-ånga inom intervallet ca 204 till 2l6°C. 10 15 20 25 30” 355 40 7316313-of 22 Varm olja tillföres samtliga värmare vid en temperatur av ca 2l0°C. Den beläggningsblandning, som lämnar förångningskammaren 14 och passerar genom samlingskammaren 38 och munstyckena 45, uppvisar sålunda en stabiliserad temperatur av ca 2lO°C. Glastemperaturen under munstyckena är ca 564°C.The sensitive heat in the air is sufficient to vaporize the coating solution and establish the resulting temperature of the air-vapor mixture in the range of about 204 to 216 ° C. 10 15 20 25 30 ”355 40 7316313-of 22 Hot oil is supplied to all heaters at a temperature of about 200 ° C. The coating mixture leaving the evaporation chamber 14 and passing through the collection chamber 38 and the nozzles 45 thus has a stabilized temperature of about 20 ° C. The glass temperature under the nozzles is about 564 ° C.
Avståndet munstycke-underlag är b/a = 2. De beskrivna be- tingelserna giver ett Reynoldstal vid munstycksutgången av 5.000. Rey- noldstalet baserar sig på viskositeten för luft vid 21000 och tätheten hos blandningen av luftmetylenklorid vid 21000 och tryck av 1 atmosfär.The nozzle base distance is b / a = 2. The conditions described give a Reynolds number at the nozzle output of 5,000. The Reynolds number is based on the viscosity of air at 21000 and the density of the mixture of air methylene chloride at 21000 and pressures of 1 atmosphere.
Massflödet är direkt känt från intaget till förångningsanordningen.The mass flow is known directly from the inlet to the evaporator.
Anordningen drives under en period av 20 minuter för att belägga ca 18 m2 glas. Den resulterande beläggningen är likformig över glasytan, varvid medelvärdet för transmittans av synligt ljus hos det belagda glaset är 40 procent och variationen i transmittans är mindre än f 2 procent med undantag för glasets extrema marginal- kanter, vilka sträcker sig bortom munstyckenas största dimension.The device is operated for a period of 20 minutes to coat about 18 m2 of glass. The resulting coating is uniform across the glass surface, with the average visible light transmittance of the coated glass being 40 percent and the transmittance variation being less than f 2 percent except for the extreme marginal edges of the glass, which extend beyond the largest dimension of the nozzles.
Beläggningarna konstateras vara mer likformiga och uppvisa ett mycket mer finkornigt utseende än beläggningar framställda medelst sprutmetoder nyttjande lika beläggningsmaterial. _ EXEMPEL :v Metoden enligt exempel III upprepas flera gånger med undan- tag för att i samtliga fall ändras någon förfarandeparameter i syfte att bestämma dess inverkan på framställda beläggningar.The coatings are found to be more uniform and show a much finer grain appearance than coatings produced by spray methods using the same coating material. EXAMPLE: v The method of Example III is repeated several times with the exception that in all cases some procedural parameter is changed in order to determine its effect on the coatings produced.
Först upprepas metoden med utgângsflöde uppvisande ett Reynoldstal av 2.500. Den resulterande beläggningen uppvisar utmärkt kvalitet såsom i exempel III trots att den totala genomsnittliga trans- A mittansen endast är 50 procent, tydande på något mindre beläggnings- eller fällningseffektivitet än enligt den föredragna utföringsformen av uppfinningen.First, the starting flow method is repeated with a Reynolds number of 2,500. The resulting coating exhibits excellent quality as in Example III despite the fact that the total average transmittance is only 50 percent, indicating slightly less coating or precipitation efficiency than according to the preferred embodiment of the invention.
För det andra upprepas metoden med utgångsflöde uppvisande ett Reynoldstal av 2.0QO. och mindre likformig än i föregående exempel; den genomsnittliga transmittansen är endast 60 procent med ett transmittansintervall av t"5 procent, som icke är godtagbart för arkitekturella användningsom- Den resulterande beläggningen är tunnare råden. 7 Som ett tredje försök upprepas metoden med utgångsflöde uppvisande ett Reynoldstal av 7.000. Den resulterande beläggningen är av utmärkt kvalitet såsom i exempel III.Second, the starting flow method is repeated with a Reynolds number of 2.0QO. and less uniform than in the previous example; the average transmittance is only 60 percent with a transmittance interval of t "5 percent, which is not acceptable for architectural use. The resulting coating is thinner. 7 As a third experiment, the starting flow method is repeated with a Reynolds number of 7,000. The resulting coating is of excellent quality as in Example III.
I Slutligen genomföras två försök med utgångsflöde uppvisande ett Reynoldstal av 5.000. I det ena försöket är avståndet munstycke--Finally, two experiments are performed with starting flow showing a Reynolds number of 5,000. In one experiment, the distance is nozzle--
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US315394A US3888649A (en) | 1972-12-15 | 1972-12-15 | Nozzle for chemical vapor deposition of coatings |
US00315393A US3850679A (en) | 1972-12-15 | 1972-12-15 | Chemical vapor deposition of coatings |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE409322B true SE409322B (en) | 1979-08-13 |
Family
ID=26979870
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE7316813A SE409322B (en) | 1972-12-15 | 1973-12-12 | PROCEDURE AND APPARATUS FOR APPLYING A COATING ON A SURFACE OF A SUBSTRATE |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5827215B2 (en) |
BE (1) | BE808675A (en) |
DE (1) | DE2361702B2 (en) |
FR (1) | FR2210675B1 (en) |
GB (1) | GB1454379A (en) |
IT (1) | IT1000509B (en) |
NL (1) | NL7314476A (en) |
SE (1) | SE409322B (en) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1524326A (en) * | 1976-04-13 | 1978-09-13 | Bfg Glassgroup | Coating of glass |
CA1134214A (en) * | 1978-03-08 | 1982-10-26 | Roy G. Gordon | Deposition method |
CH628600A5 (en) * | 1979-02-14 | 1982-03-15 | Siv Soc Italiana Vetro | PROCESS FOR CONTINUOUSLY DEPOSITING, ON THE SURFACE OF A SUBSTRATE CARRIED AT HIGH TEMPERATURE, A LAYER OF A SOLID MATERIAL AND INSTALLATION FOR THE IMPLEMENTATION OF THIS PROCESS. |
US4419570A (en) * | 1980-03-03 | 1983-12-06 | Societa Italiana Vetro - Siv - S.P.A. | Heating glass pane |
US4668538A (en) * | 1984-07-10 | 1987-05-26 | Westinghouse Electric Corp. | Processes for depositing metal compound coatings |
FR2581056B1 (en) * | 1985-04-24 | 1987-06-05 | Saint Gobain Vitrage | COATING OF THE GLASS MANUFACTURED IN A FLOATING PLANT WITH PYROLISABLE POWDER COMPOUNDS |
JPH0645881B2 (en) * | 1986-03-28 | 1994-06-15 | 日本鋼管株式会社 | Silicidation treatment method for steel plate in continuous treatment line |
JPH09169545A (en) | 1995-12-21 | 1997-06-30 | Th Goldschmidt Ag | Method for pyrolytically forming layer comprising tin oxide doped with antimony oxide and lowering transmittance on glass or glass ceramic and composition therefor |
KR102083448B1 (en) * | 2012-12-20 | 2020-03-03 | 삼성디스플레이 주식회사 | Vapor deposition apparatus and method for manufacturing organic light emitting display apparatus |
CN107075676B (en) * | 2014-10-29 | 2019-08-02 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | For the gas injection apparatus of film formation device |
CN107075677B (en) * | 2014-10-29 | 2019-08-02 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | Gas injection apparatus |
WO2018183227A1 (en) | 2017-03-31 | 2018-10-04 | Arkema Inc. | Modular hood for coating glass containers |
CN116573864B (en) * | 2023-07-13 | 2023-11-07 | 沧州四星玻璃股份有限公司 | Glass tube surface protection layer forming process and device |
CN118060114B (en) * | 2024-04-19 | 2024-07-05 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | Full-automatic spraying device of thermosensitive paint |
-
1973
- 1973-10-17 FR FR7337059A patent/FR2210675B1/fr not_active Expired
- 1973-10-22 NL NL7314476A patent/NL7314476A/xx unknown
- 1973-12-10 GB GB1382976A patent/GB1454379A/en not_active Expired
- 1973-12-12 SE SE7316813A patent/SE409322B/en unknown
- 1973-12-12 DE DE19732361702 patent/DE2361702B2/en not_active Ceased
- 1973-12-14 IT IT7071173A patent/IT1000509B/en active
- 1973-12-14 BE BE138903A patent/BE808675A/en not_active IP Right Cessation
- 1973-12-14 JP JP48141145A patent/JPS5827215B2/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL7314476A (en) | 1974-06-18 |
BE808675A (en) | 1974-06-14 |
FR2210675B1 (en) | 1978-05-12 |
AU6071373A (en) | 1975-03-27 |
JPS4989717A (en) | 1974-08-27 |
DE2361702B2 (en) | 1976-05-13 |
JPS5827215B2 (en) | 1983-06-08 |
DE2361702A1 (en) | 1974-07-04 |
FR2210675A1 (en) | 1974-07-12 |
GB1454379A (en) | 1976-11-03 |
IT1000509B (en) | 1976-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3888649A (en) | Nozzle for chemical vapor deposition of coatings | |
US3850679A (en) | Chemical vapor deposition of coatings | |
SE409322B (en) | PROCEDURE AND APPARATUS FOR APPLYING A COATING ON A SURFACE OF A SUBSTRATE | |
US3970037A (en) | Coating composition vaporizer | |
US4584206A (en) | Chemical vapor deposition of a reflective film on the bottom surface of a float glass ribbon | |
FI110684B (en) | A method for precipitating low-emissivity tin oxide on a glass substrate | |
EP0303911B1 (en) | Multiple, parallel packed column vaporizer | |
US4508054A (en) | Device for depositing a mineral oxide coating on a substrate | |
FI59980B (en) | FOERFARANDE OCH APPARAT FOER BELAEGGNING AV PLANGLAS | |
EP1732704B1 (en) | Coating process and apparatus | |
US6869484B2 (en) | Continuous feed coater | |
US3885066A (en) | Method for coating continuously advancing substrate | |
CN102009034B (en) | Method for drying applied film and drying apparatus | |
KR100819892B1 (en) | Vapour deposition | |
SE409337B (en) | PROCEDURE AND APPARATUS FOR APPLYING A COATING ON A HEATED SURFACE | |
SE438672B (en) | SET TO PREPARE A TENNOXIDE COATING ON A HOT GLASS SUBSTRATE | |
US3951100A (en) | Chemical vapor deposition of coatings | |
SE504491C2 (en) | Device and method for forming, by pyrolysis, a coating of metal or metal compound on a surface of a glass substrate | |
US4900110A (en) | Chemical vapor deposition of a reflective film on the bottom surface of a float glass ribbon | |
SE463767B (en) | SET FOR PYROLYTIC PREPARATION OF A GLASS METAL OXIDE COATING AND DEVICE | |
SE440074B (en) | SET TO MAKE A TENNOXIDE COAT ON A SURFACE OF A GLASS SUBSTRATE | |
US4928627A (en) | Apparatus for coating a substrate | |
US3942469A (en) | Vapor deposition nozzle | |
KR102486851B1 (en) | Vacuum Deposition Equipment and Method for Coating Substrates | |
JPH04228458A (en) | Aerosol introducing system for forming composite layer by thermal decomposition |