DE2361702B2 - Verfahren und vorrichtung zum beschichten von oberflaechen, insbesondere von glas, mit hilfe von duesen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum beschichten von oberflaechen, insbesondere von glas, mit hilfe von duesenInfo
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- 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
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- 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
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Description
(a) Dämpfe einer reaktionsfähigen Metallverbindung und
(b) ein Trägergas enthält, das mindestens ein ao
Reagenz einschließt, das mit der Metallverbindung unter den Bedingungen in Nachbarschaft
der Oberfläche reagiert.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch as
gekennzeichnet, daß die gasförmige Mischung aus einer Düse mit langgestreckter Öffnung austritt
und diese Öffnung in einem Abstand von der zu beschichtenden Oberfläche (11) gehalten wird,
welcher der mindestens 0,5fachen öffnungsbreite entspricht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung in einem Abstand gehalten
wird, welcher der 1,25- bis 5fachen Öffnungsbreite entspricht.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Düsenöffnung eine
Temperatur angewandt wird, die zwischen der Sättigungstemperatur des Beschichtungsreagenz in
der gasförmigen Mischung und der Reaktionstemperatur des Beschichtungsreagenz liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmige Mischung
gegen ein bewegtes Glasband (11) geführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmige Mischung gegen ein
Floatglasband im Bereich zwischen dem Floatbadbehälter und dem Entspannungsofen geführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenöffnung in einem 0,5- bis
lOfachen Abstand der Öffnungsbreite zur zu beschichtenden Floatglasoberfläche (11) gehalten
wird.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 9, mit einer Verdampfungseinrichtung
für mindestens ein Beschichtungsreagenz und einer Fördereinrichtung zum Zuführen des verdampften Reagenz zu der zu beschichtenden
Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung eine konvergierende
Düse (43) einschließt, deren innere Oberflächen einen von der Eintrittsöffnung zu der Austrittsöffnung zunehmenden Krümmungsradius haben,
so daß die Strömung der gasförmigen Mischung durch die benachbarten inneren Oberflächen der
Düse beschleunigt wird und für das aus der Düse austretende Gas eine Reynoldszahl von mindestens
2500 erreichbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch lö, dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse (43) länglich gestaltet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse zwei gegenüberliegende
Wandteile besitzt, die beide einen Krümmungsradius haben, der vom Düseneintritt zum Düsenaustritt zunimmt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsradien
von jeder gegenüberliegenden Düsenwand gleichförmig und konstant von dem Düseneintritt bis
zum Düsenaustritt zunehmen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (43) eine
länglich gestaltete Austrittsöffnung und eine größere Dimension und eine kleinere Dimension hat
und daß die Vorrichtung eine Transporteinrichtung einschließt, um ein Substrat mit der zu beschichtenden
Oberfläche in Gegenüberstellung zu der Düsenaustrittsöffnung in einer Richtung im wesentlichen
quer zur größeren Dimension der Düse (43) zu bewegen.
15 Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die größere Dimension der
Düse (43) rechtwinklig sowohl zur Hauptebene des Substrats (11) als auch zu dessen Bewegungsrichtung
verläuft und die größere Dimension der Düse (43) kleiner ist als die Breite des Substrats (11)
rechtwinklig zu seiner Bewegungsrichtung.
16. Vorrichtung nach Anspruch 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung
(13) zum Zuführen des verdampften Reagenz zwischen dem Austrittsende einer Formgebungskammer (42) und dem Eintrittsende des Entspannungsofens
(53) einer Floatglasanlage angeordnet ist.
Diese Erfindung betrifft das Beschichten oder Überziehen von Oberflächen verschiedener Substrate, insbesondere
aus Glas, mit Überzügen, die in erster Linie aus Metalloxiden bestehen. Die Erfindung richtet sich
insbesondere auf das Berühren einer heißen Glasoberfläche mit den Dämpfen von Reagenzien, die Metalloxidbeschichtungen
beim Berühren der heißen Glasoberfläche bilden.
Vor der vorliegenden Erfindung war es bekannt, daß Substrate mit Metaüoxidbeschichtungen versehen
werden können, indem die Substrate mit Lösungen in Berührung gebracht werden, die Metall-beta-Diketonate
oder ähnliche Verbindungen, gelöst in geeigneten Lösungsmitteln, enthalten. In diesem Zusammenhang
wird auf die US-PS 32 02 054, 30 81 200, 36 60 061 und 36 52 246 verwiesen. In diesen Patentschriften ist
eine Vielzahl von chemischen Formulierungen offenbart, die zum Beschichten von Glas mit Metalloxidüberzügen
geeignet sind. Im allgemeinen wird bei dem bekannten Verfahren zum Beschichten von Glas eine
flüssige Versprühung der Überzugsmasse gegen die zu überziehende Oberfläche des Glassubstrats gelenkt. In
diesen Patentschriften wird das Aufbringen von speziellen Metallen oder Metalloxiden auf Glas oder
andere Substrate beschrieben, wobei diese Zusammensetzungen in flüssiger oder gasförmiger Form ange-
wendet werden können doch wird stets als die beste strats und des Reagenz sind derartig, daß bei der Be-Forro
der Auf tragung der Zusammensetzung die Be- rührung des Substrates durch das Reagenz dieses
rührung des bubstrats mit der Zusammensetzung in unter Bildung einer haftenden Beschichtung auf dem
flüssiger Form herausgestellt Bei der Entwicklung von Substrat reagiert Um eine rasche, effiziente und
Arbeitsweisen fur das Auftragen von dampfförmigen 5 gleichförmige Ablagerung der Beschichtung zu ge-Beschichtungsmassen
auf die erwärmten Substrate bei währleistcn, wird die gasförmige Mischung, die das
atmosphärischem Druck ist man auf gewisse Schwie- Beschichtungsreagenz enthält, durch eine Düse mit
rigkeiten gestoßen. So war es z. B. schwer, Beschich- einer Reynoldszahl von mindestens 2500 geschickt,
tungen zu erhrlten, die feinkornig und gleichförmig Für eine Beschichtung mit hoher Geschwindigkeit
in ihrem Aussehen waren. Dicke Beschichtungen io von einem kontinuierlichen Band oder einer kontinuwurden
dadurch hergestellt, daß man das Substrat ierlichen Glasscheibe ist es bevorzugt, daß die Reymit
einer flüssigen Sprühung berührte, doch war es noldszahl der strömenden Gasmischung bei minäußerst
schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, mit destens etwa 5000 liegt.
den bekannten Arbeitsweisen zur Ablagerung aus der Das verdampfbare Beschichtungsmaterial ist im
Dampfphase relativ dicke Filme zu erhalten, die eine i5 allgemeinen ein Stoff, der bei Raumtemperatur fest
Durchlässigkeit des sichtbaren Lichtes unterhalb etwa oder flüssig ist, obwohl die bevorzugten Reagenzien
50% hatten. in der Regel bei Raumtemperatur fest sind. Das
Verfahren zur Ablagerung aus der Dampfphase sind Reagenz kann durch übliche Methoden verdampft
ebenfalls bekannt. Bei den meisten kommerziellen werden, wie durch Sieden, wenn es eine Flüssigkeit ist
Ausführungsformen der Ablagerung aus der Dampf- 20 oder wenn es ein Feststoff ist, durch Verdampfen auf
phase wird unterhalb atmosphärischen Druckes ge- einer erhitzten Platte, durch Mischen mit einem
arbeitet. Dabei kann es vorteilhaft sein, das Beschich- inerten Material, wie mit Sand, und durch Führen
tungsreagenz durch Überleiten eines heißen Träger- eines erwärmten Trägergases durch die Mischung oder
gases über das heiße Reagenz zu verdampfen und die durch Fluiaisieren mit einem rasch bewegten Strom
Mischung beider Gase der Beschichtungskammer 2s eines Trägergases und Erwärmen der fluidisierten
zuzuführen (US-PS 26 94 651). Zur Verbesserung der Mischung. Bei der bevorzugten Ausführungsform der
Geschwindigkeit der Filmablagerung ist eine Vielzahl Erfindung wird das Reagenz in einem geeigneten
von Vorschlägen gemacht worden, wie z. B. die An- Lösungsmittel gelöst, und die Lösung wird in ein
wendung von elektrischen Feldern, magnetischen heißes Trägergas gesprüht, so daß das Lösungsmittel
Feldern und Radio- oder Mikro-Wellen. Man hat 30 und das Reagenz verdampft werden,
auch schon Wellenführer verwendet, um die Dämpfe Bevorzugte reaktionsfähige Beschichtungsmaterialien
der Beschichtungszusammensetzung auf speziell be- sind bei der Erfindung pyrolisierbare Organometallgrenzte
Zielflächen zu richten (vgl. US-PS 31 14 652 salze der Metalle der Gruppe IB bis HB, HIA bis
und 35 61940). VIIA und der Gruppe VIII des Periodensystems der
Es wurde nun gefunden, daß die Gleichförmigkeit 35 Elemente. Die bevorzugten Organometallsalze sind die
der durch chemische Ablagerung aus der Dampfphase beta-Diketonate, Acetate, Hexoate, Formate u. dgl.
hergestellten Filme und die Geschwindigkeit der ehe- Die Acetylacetonate von Eisen, Kobalt und Chrom
mischen Ablagerung der Filme aus der Dampfphase sind besonders bevorzugt als reaktionsfähige Ingrewesentlich
vergrößert werden können, wenn man das dienzien der Beschichtungsmassen nach der Erfindung,
dampfhaltige Reagenz durch eine Düse gegen ein 40 Außer den bevorzugten pyrolisierbaren Materialien
Substrat unter besonderen Strömungsbedingungen können aber auch andere Beschichtungsreagenzien bei
richtet und dabei insbesondere bestimmte Abstände der Erfindung verwendet werden. Derartige Reagenzwischen
Düse und Substrat und besondere Düsen zien sind z. B. hydrolytische Reagenzien, wie fluoriverwendet.
nierte beta-Diketonate, insbesondere Acetylacetonate,
Gegenstand der Erfindung ist deshalb ein Verfahren 45 und Metalldicumole. Es können auch Reagenzien
zum Beschichten von Oberflächen, insbesondere Glas, benutzt werden, die die Gegenwart von größeren
durch Verdampfen eines Beschichtungsreagenz und Mengen von anderen, mit ihnen zusammenwirkenden
Mischen seiner Dämpfe mit einem Trägergas unter Reagenzien, wie Sauerstoff, Wasserstoff, Halogen
Bildung einer gasförmigen Mischung, die einer Düse u. dgl., erfordern. Wie bereits ausgeführt wurde, wird
zugeführt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß 50 bevorzugt das Beschichtungsreagenz vor der Verman
die gasförmige Mischung aus der Düse bei einer dampfung in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst.
Reynoldszahl von mindestens 2500 austreten läßt. Als Lösungsmittel kommt eine Vielzahl von alipha-
Die Erfindung richtet sich auch auf eine Vorrichtung tischen gesättigten oder olefinischen Kohlenwasserzur
Durchführung eines solchen Verfahrens, die da- stoffen oder halogenierten Kohlenwasserstoffen in
durch gekennzeichnet ist, daß die Fördereinrichtung 55 Betracht. Es können Lösungsmittel verwendet werden,
zum Zuführen des verdampften Reagenz eine konver- die nur aus einer Komponente bestehen, insbesondere
gierende Düse einschließt, deren innere Oberflächen ein Lösungsmittelsystem, bei dem Methylenchlorid als
einen von der Eintrittsöffnung zu der Austrittsöffnung Lösungsmittel dient. Es sind aber auch Lösungsmittelzunehmenden
Krümmungsradius haben, so daß die systeme geeignet, die zwei oder mehrere Lösungsmittel
Strömung der gasförmigen Mischung durch die be- 60 enthalten.
nachbarten inneren Oberflächen der Düsen beschleu- Einige repräsentative Lösungsmittel, die bei der
nigt wird und für das aus der Düse austretende Gas Erfindung verwendet werden können, sind: Methyleneine
Reynoldszahl von mindestens 2500 erreichbar ist. bromid, Kohlenstofftetrachlorid, Kohlenstofftetrabro-
Bei der praktischen Durchführung der Erfindung mid, Chloroform, Bromoform, 1,1,1-Trichloräthan,
wird ein Beschichtungsreagenz in einer Dampfphase 65 Perchloräthylen, 1,1,1-Trichloräthan, Dichlorjodme-
oder einen gasförmigen Träger verdampft und wird than, 1,1,2-Tribromäthan, Trichloräthylen, Tribromdurch
eine Düse einem erwärmten Substrat, gegen das äthylen, Trichlormonofluoräthan, Hexachloräthan,
es gerichtet ist, zugeführt. Die Temperatur des Sub- l.l.l^-Tetrachlor^-chloräthan, l,l,2-Trichlor-l,2-di-
chloräthan, Tetrafluorbromäthan, Hexachlorbutadien, in ihrem kleineren Querschnitt eine konvergierende
Tetrachloräthan u. dgl. Gestalt, die im wesentlichen einheitlich sich vom Ein-
Es können auch andere Lösungsmittel verwendet tritt bis zum Austritt verengt. Diese Gestalt verursacht
werden, insbesondere Mischungen aus einem oder die Grenz- oder Randschichten der Dämpfe und Gase,
mehreren organischen polaren Lösungsmitteln, wie ein 5 die durch die Düse in Nachbarschaft der Düsenwände
Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und einer strömen, sich über im wesentlichen die gesamte Länge
Hydroxygruppe und einer oder mehreren aroma- der Düse zu beschleunigen. Bei einer bevorzugten
tischen nichtpolaren Verbindungen, wie Benzol, Toluol Ausführungsform ist der kleinere Querschnitt im
oder Xylol. Die Flüchtigkeit dieser Materialien er- wesentlichen als eine kubische Parabel definiert, bei
schwert ihre Verwendbarkeit im Vergleich zu den vor- io der bevorzugt die Wände am Austritt für 1 bis 10 %
stehend genannten und bevorzugten halogenierten der Düsenlänge sich parallel zueinander erstrecken.
Kohlenwasserstoffen und halogenierten Kohlenstoffen, Bei einer solchen Gestalt wird die Strömung nicht nur
doch sind diese Lösungsmittel aus wirtschaftlichen während ihres Durchganges durch die Düse beschleu-Gründen
von Interesse. nigt, sondern die Beschleunigung findet mit einer kon-
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung 15 stanten Rate statt, wodurch die Strömung eine bewird
eine Lösung eines reaktionsfähigen Organo- sondere Stabilität erhält und Pulsationen der Strömetallsalzes
in einem organischen Lösungsmittel in mung eliminiert werden.
eine Verdampfungskammer geführt. Die Verdamp- Der längere Querschnitt der Düse ist im allgemeinen
fungskammer ist so konstruiert, daß sie ein Heiz- rechteckig, insbesondere bei Düsen mit einer längeren
element besitzt, welches den Raum um das Element 20 Dimension, die mehr als etwa zehnmal größer als die
auf eine Temperatur erwärmt, die ausreichend ist, um Eintrittsbreite der kleineren Querschnittsdimension
die Verdampfungslösung innerhalb dieses Raums und sind. Es handelt sich hierbei um eine Düsenform, die
nicht nur die Flüssigkeit, die in Kontakt mit dem einfach und wirtschaftlich unter Verwendung der
Heizelement steht, zu verdampfen. Ein Trägergas wird üblichen Bearbeitungsverfahren und Ausrüstungen
über das Heizelement und davon weg geleitet, um die 25 hergestellt werden kann. Es können für diese bevor-Zusammensetzung
aufzunehmen, sie bei ihrer zu- zugte Düsengestalt zwei längliche Düsenteile getrennt
nehmenden Verdampfungsgeschwindigkeit zu mischen zu der gewünschten Gestalt bearbeitet und dann in
und die Dämpfe durch den Erhitzer dem zu beschich- paralleler Gegenüberstellung zur Bildung der Düse
tenden Substrat zuzuführen. montiert werden. Für eine kurze Düse mit einer län-
Dämpfe des Lösungsmittels und des reaktions- 30 geren Dimension von weniger als etwa dem Zehnfähigen
Organometallsalzes werden aus der Verdamp- fachen der Breite der kleineren Querschnittsdimension
fungskammer einer länglichen Verteilereinrichtung sollte der größere Querschnitt vom Eintritt zum Auszugeführt,
die über die Breite des erwärmten Sub- tritt sich bevorzugt in gleicher Weise verengen wie der
strates, das überzogen werden soll, angeordnet ist. kleinere Querschnitt. Als längliche oder längere Düse
Verbunden mit dieser Verteilereinrichtung ist eine 35 wird hier eine Düse bezeichnet, deren längere Dirnenlängliche
Düse, um die Dämpfe gegen das Substrat zu sion mindestens zweimal und bevorzugt mindestens
richten. fünfmal so groß ist. wie die Eintrittsweite des kleineren
In einer bevorzugten Ausführungsform hat die läng- Querschnitts.
liehe Düse in ihrem kleineren Querschnitt eine gleich- Die Düse nach der Erfindung hat ein Verengungs-
förmig konvergierende Form, um eine im wesentlichen 40 verhältnis von mindestens vier und bevorzugt von
kontinuierliche Beschleunigung der Grenzschichten mindestens etwa sechs. Die Wirkung derartiger Verdes
hindurchgehenden Dampfes zu erreichen. Die engungsverhältnisse besteht darin, daß unregelmäßige
größere Querschnittsdimension der Düse ist gering- Strömungsbedingungen, die sich im oberen Teil der
fügig kleineres die Breite des entsprechenden Sub- Düse entwickeln könnten, über die Länge der Düse
strates, so daß sich ein Substrat, das sich in Gegenüber- 45 ausgeglichen und eliminiert werden, so daß eine gleichstellung
zu der Düse befindet, über die größere Dirnen- förmige Strömung entlang des gesamten Aufprallsion
der Düse an beiden Enden erstreckt. Diese An- bereichs der Strömung gegen das Substrat erhalten
Ordnung stellt sicher, daß ein im wesentlichen gleicher wird, wodurch eine Dampf-Substrat-Berührungsdichtt
Druckabfall entlang der größeren Dimension der erreicht wird, die symmetrisch ist zu einer Linie, die
Düse aufrechterhalten wird und verhindert, daß ein 50 in die Ebene des Substrats projiziert wird durch eine
unverhältnismäßig großer Teil der Dämpfe aus der Ebene, die die Düse rechtwinklig zu ihrem kleinerer
Düse an jedem Ende der Düse entweicht, so daß insge- Querschnitt schneidet Das Verengungsverhältnis is'
samt alle Dämpfe einen guten Kontakt mit dem das Verhältnis zwischen der Strömungsfiäche de;
Substrat verlangen. Düseneintritts und der Strömungsfiäche des Düsen
Die Düsen nach der Erfindung sind länglich, so daß 55 austritts.
sie quer über das zu beschichtende Substrat angeordnet Die Stirnseite der Düse ist in Gegenüberstellung zi
werden können. Eine relative Bewegung zwischen dem einem zu beschichtenden Substrat angeordnet, wöbe
Substrat und der Düse entlang einer Richtung recht- der Abstand zwischen der Stirnfläche der Düse und de
winklig zu der länglichen Dimension der Düse ermög- während des Beschichtens am nächsten kommendei
licht eine volle Beschichtung des Substrats durch die 60 Oberfläche mindestens das 0,5fache der Weite de
Düse. Der kleinere Querschnitt der Düse (das ist der Düse bei ihrem Austritt beträgt. Bevorzugt ist da:
Querschnitt, der durch eine Ebene definiert ist, die Verhältnis des Abstandes zu der Düsenweite min
rechtwinklig sowohl zu einer Ebene eines in gleichem destens 0,65 und besonders bevorzugt 0,9 bis 5. De
Abstand von der Düsenöffnung angeordneten Sub- am meisten bevorzugte Bereich dieses Verhältnisse
strates als auch zur längeren Düsendimension ist) 65 liegt bei 1,25 bis 5.
besitzt eine einheitliche Gestalt und einheitliche Di- Der Verdampfer und die Verteilereinrichtung de
mensionen über die gesamte wirksame Länge der Beschichtungsvorrichtung nach der Erfindung werde:
längeren Dimension der Düse. Die längliche Düse hat bei einem ausreichenden Druck betrieben, um ein
7 8
Strömung der Dämpfe und Gase durch die Düse mit Die Reynoldszahl ist durch die folgende klassische
einer Reynoldszahl von mindestens 2500, bevorzugt Gleichung definiert: NRe = W · ρ · L/n. Die Reynolds-
I mindestens etwa 5000, zu ergeben, wodurch eine zahl ist dimensionslos. Die Symbole W, ρ und η reprä-
! schnelle, effiziente und gleichförmige Ablagerung der sentieren die Strömungsgeschwindigkeit, die Dichte
ι Beschichtung sichergestellt wird. 5 und die dynamische oder kinematische .Viskosität des
j Die Vorrichtung und das Verfahren nach der Erfin- strömenden Dampfes. L ist eine charakteristische
j dung können dazu verwendet werden, um eine Vielzahl Länge, die an demjenigen Punkt definiert wird, wo die
I von verschiedenartigen Substraten zu beschichten. anderen Variablen bestimmt werden. Nach bekannten
ι Beispiele von solchen Substraten sind wärmebeständige hydraulischen Prinzipien ist die charakteristische Di-
■ Substrate, wie Glas, Glaskeramik, Keramik, mit io mension L, die in der definierten Beziehung relevant
ι Porzellan beschichtete Metalle und ähnliche Mate- ist, der hydraulische Durchmesser, der als das vierfache
j rialien. Andere geeignete Substrate sind Metalle, des Querschnittsbereiches des Düsenausganges, divi-
I Kunststoffe, Papier u. dgl. Die Erfindung eignet sich diert durch den benetzten Umfang des Düsenausgangs
I jedoch besonders zum Beschichten von Flachglas mit definiert ist. Die Strömung, Dichte und Gasviskosität
i transparenten Metalloxidüberzügen. Die dabei erhal- 15 sind alle in der Gleichung als die Werte dieser Eigen-
I tenen beschichteten Glasgegenstände sind von beson- schäften am Düsenaustritt charakterisiert.
j derem Interesse im Bauwesen. Unter Bezugnahme auf F i g. 1 wird eine Glas-
i Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme scheibe 11 in einer horizontalen Ebene gehalten und
auf die Zeichnungen noch näher erläutert, wobei die durch nicht gezeigte Mittel in einer durch einen Pfeil
Zeichnungen folgendes zeigen: 20 angegebenen Richtung bewegt. In Gegenüberstellung
F i g. 1 ist eine perspektivische Teilansicht einer zu der Glasscheibe 11 befindet sich eine Beschichtungs-
I bevorzugten Vorrichtung nach der Erfindung, die eine vorrichtung gemäß der Erfindung mit einer Verdamp-
J Übersicht über den Fluß der Dämpfe und der anderen fungseinrichtung 12 und einer Dampfverteilungsein-
j flüssigen Medien bei der Erfindung gibt; richtung 13.
i F i g. 2 ist eine Querschnittsansicht eines Teils der 25 Die Verdampfungseinrichtung 12 besitzt eine Verj
bevorzugten Vorrichtung, die den Verdampfer, den dampfungskammer 14, die bei einer bevorzugten AusVerteiler
und die Düse nach der Erfindung in Kombi- führungsform der Erfindung eine zylindrische Kammer
nation mit einer Floatglasscheibe in gegenüberliegender ist und Elemente zum Verdampfen der Reagenzien
i Anordnung zu der Düse zeigt; besitzt. Diese Elemente werden später noch näher bei
F i g. 3 ist eine Teilansicht im Querschnitt von der 30 schrieben. Die Verdampfungseinrichtung 12 enthält
! bevorzugten Vorrichtung nach der Erfindung entlang außerdem Mittel 15 zur Zuführung eines Reagenz und
j der Linie 3-3 von F i g. 2; Mittel 16 zur Zuführung eines Trägergases. J F i g. 4 ist eine Teilansicht im Querschnitt des Ver- Ein Reagenz wird durch eine Leitung 17 zu einer
j dampfers nach der Erfindung entlang der Linie 4-4 Serie von einzelnen Zuführleitungen 18 geleitet, die
! von F i g. 3 und zeigt die besondere Beziehung des 35 mit einer Sprühdüse 19 mit einer Austrittsöffnung
Heizelementes zu dem Raum der Kammer mit den innerhalb der Verdampfungskammer 14 verbunden
Eingängen, Ausgängen und Lenkeinrichtungen, um sind. Die Leitung 17 für die Lösung des Reagenz ist
I eine Verdampfung der Beschichtungszusamrnensetzung mit einer Kühlmittelleitung 20, die in Vorwärts- und
j innerhalb des Raums der Kammer und nicht in Kon- Rückwärts-Fließabschnitte durch eine Zwischenwand
j takt mit dem Heizelement selbst zu erreichen; 40 21 unterteilt ist, ummantelt. Zerstäubungsgas, bevorj
F i g. 5 ist ein vergrößerter Schnitt der bevorzugten zugt Luft, wird zu jeder Sprühdüse 19 über eine Serie
j Düse gemäß der Erfindung zusammen mit einem Ver- von Zerstäubungsleitungen 22, die alle mit der Zer-I
teiler für die Verteilung der Dämpfe an die Düse; stäubungsgasleitung 23 verbunden sind, zügej
F i g. 6 ist ein Schnitt durch die bevorzugte Düse führt.
I nach der Erfindung entlang der Linie 6-6 von F i g. 5. 45 Die Gesamtmittel 15 für die Zuführung des Reagenz
j Bei der Durchführung der Erfindung ist es wesent- sind auf der Verdampfungskammer 14 durch eine
lieh, daß die Reynoldszahl, die die aus der Düse aus- Serie von Kappen montiert, die die Leitungen umtretenden
und gegen das zu beschichtende Substrat fassen und mit einer Serie von an die Verdampfungsgerichteten
Dämpfe charakterisiert, größer als etwa kammer 14 angeschlossenen Trägern 25 verschraub
2500 ist. 50 oder in anderer Weise verbunden sind.
Eine Reynoldszahl von mindestens 1700 stellt zwar Das Mittel 16 zur Zuführung eines Trägergases be
sicher, daß die Dampfströmung völlig turbulent ist, sitzt ein Verteilerrohr 26, das an der Verdampfuags
es wurde jedoch gefunden, daß die Reynoldszahl min- kammer 14 mit Hilfe eines Befestigungsannes 27 mon
destens etwa 2500 betragen muß, damit ein im wesent- tiert ist. Mit dem Verteilerrohr 26 ist eine Serie voi
liehen gleichförmiger Auffluß im Aufprallbereich der 55 Leitungen 28 für die Zuführung des Trägergases ver
Dämpfe auf das Substrat erfolgt, wie dieses aus inter- bunden, wobei jede dieser Leitungen mit einem Vor
ferometrischen Messungen und aus der Gleichförmig- heizer 29 für das Trägergas verbunden ist, der seiner
keit der erhaltenen Ablagerungen hervorgeht seits mit der Verdampfungskammer in solcher Weis
Bei der Durchführung der Erfindung ist es bevor- verbunden ist, daß das erwärmte Trägergas in di
zugt, daß die Grenz- oder Randschichten der Dämpfe 60 Kammer geführt bzw. gelenkt werden kann. Di
und Gase, die durch die Düse fließen und gegen das Vorheizer 29 sind vorzugsweise elektrische Widei
zu beschichtende Substrat gerichtet werden, während Standsheizer, die jeweils Anschlüsse 30 zu einer nich
ihres Durchgangs durch die Düse beschleunigt werden. gezeigten elektrischen Kraftquelle haben.
Dadurch werden unerwünschte Pulsierungen der Die Verdampfungskammer 14 kann eine einzig
Strömung vermieden und die Geschwindigkeit und 65 Baueinheit sein, wenn sie aber eine größere Länge hai
Gleichförmigkeit der Ablagerung der Beschichtung kann sie bevorzugt nach der Baukastenweise aus eine
vergrößert. Die Düse hat bevorzugt ein Verengungs- Serie von relativ kurzen Verdampfungskammern 1
verhälntis von mindestens 6. bestehen, die in End-zu-Endbeziehung durch Vei
9 10
dampfungskammerkupplungen 31, die die einzelnen grenzt sind. Außerdem ist der Dampfverteiler 38 mit
Kammern verriegeln, verbunden sind. einem inneren und äußeren Hohlraum 41 und 42 für
Im Inneren der Verdampfungskammer 14 sind EIe- Flüssigkeiten zur Temperaturkontrolle versehen. Wähmente
zum Verdampfen eines Reagenz und anderer rend des Betriebes wird eine heiße Flüssigkeit, wie öl,
Materialien, wie z. B. Lösungsmitteln, vorhanden. S durch den inneren und äußeren Hohlraum zur Kon-Ein
Erhitzer 32 ist im Innern der Verdampfungs- trolle der Temperatur der gasförmigen Mischung, die
kammer 14 in einer solchen Weise montiert, daß die durch die Dampfkanäle 39 strömt, zirkulieren geKammer
in zwei Abschnitte unterteilt wird, wobei in lassen.
einem dieser Abschnitte alle zugeführten Materialien Die Dampfkanäle 39 des Dampfverteilers 38 mün-
eintreten und in dem anderen dieser Abschnitte die io den in die Düsen 43, die bevorzugt konvergierend sind,
erwärmten Dämpfe die Kammer verlassen. Der Er- Jede Düse wird durch entgegengesetzte Düsenwände
hitzer 32 ist so konstruiert, daß die Dämpfe durch ihn 44, die mit dem Verteiler 38 verbunden sind, gebildet,
aus dem Eintrittsabschnitt zu dem Austrittsabschnitt Bevorzugt ist jedes Düsenwandteil 44 mit einem Hohl-
der Verdampfungskammer 14 gelangen. Ein bevor- raum 45 ausgestattet, durch den eine heiße Flüssigkeit,
zugter Erhitzer ist ein Rippen- und Rohr-Wärme- 15 wie öl, fließt. Durch die Kontrolle der Temperatur
austauscher mit einer thermisch kontrollierten Wärme- dieser Flüssigkeit kann die durch die Düsen 43 dem
austauscherflüssigkeit innerhalb seiner Rohre. Substrat zugeführte gasförmige Beschichtungsmischung
Der Erhitzer 32 ist in der Kammer 14 auf Erhöhun- in ihrer Temperatur genau gesteuert werden. Im allge-
gen montiert, die vorteilhafterweise auf Verteiler- meinen wird durch das durch die Hohlräume 45
platten 33 für das Trägergas sind, und durch Schwei- 20 zirkulierende öl Wärme entfernt, wodurch ein Ver-
ßung oder in anderer Weise mit der inneren Wand der werfen oder Verziehen der Wandteile 44 vermieden
Kammer 14 verbunden sind. Die Verteilerplatten 33 wird.
für das Trägergas sind so geformt und so mit der Diese Beschichtungsvorrichtung kann in Verbindung
Kammer 14 verbunden, daß sie einen Verteilerraum mit einer Vielzahl von anderen Verfahren und Subzwischen
jeder Platte 33 und der benachbarten Wand as straten verwendet werden, z. B. bei der Papierherstelder
Kammer bilden. Die Verteilerpiaiten 33 sind mit lung, beim Walzen von Metallblechen u. dgl. Das Vereiner
Reihe von Öffnungen versehen, durch die ein fahren nach der Erfindung kann dazu verwendet
freies Fließen des Trägergases in den Eintrittsabschnitt werden, um Substrate in Form von kontinuierlichen
der Verdampferkammer 14 erfolgen kann, wo es sich Bändern oder eine Serie von diskreten Substraten zu
mit dem eingesprühten Reagenz und dem Lösungs- 30 behandeln. Bei der bevorzugten Ausführungsform der
mittel mischt und deren Verdampfung hervorruft. Erfindung wird ein kontinuierliches Flachglas be-
Die gasförmige Mischung, die ein Reagenz in dem schichtet. Das Flachglas kann nach beliebigen Ver-
Eintrittsabschnitt der Verdampfungskammer 14 ent- fahren, ζ. B. nach dem Colburn-, Fourcault- oder
hält, strömt durch den Erhitzer 32, der die Temperatur Pittsburgh-Pennvernon-Verfahren oder nach dem
der Mischung genau einstellt, und tritt in den Aus- 35 Floatprozeß, hergestellt sein. Die vorliegende Erfin-
trittsabschnitt der Verdampfungskammer 14 ein. Der dung kann dazu dienen, um eine Beschichtung auf
Erhitzer 32 hat bevorzugt eine große Wärmekapazität ein Substrat in vertikaler, horizontaler oder beliebig
im Vergleich zu der Masse der strömenden Gas- orientierter Ebene aufzubringen. Dieses ist ein be-
mischung, so daß dadurch eine thermische Stabilität sonders großer Vorteil der Erfindung,
sichergestellt ist. Wenn die Mischung zu heiß ist, wird 40 In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
sie durch den Wärmeaustauscher 32 gekühlt. der Erfindung wird ein frisch hergestelltes Floatglas-
In dem Austrittsabschnitt der Verdampferkammer band beschichtet. Die Beschichtung des Bandes kann
14 ist eine Reihe von Dampfabführungsleitungen 34 in einfacher Weise auf einer beliebigen der beiden
vorhanden, die sich nach außen durch die Wand der Hauptoberflächen des Bandes erfolgen. Die anschlie-
Verdampfungskammer 14 erstrecken und einige Ein- 45 ßende Schilderung bezieht sich auf die Beschichtung
trittsöffnungen in der Nähe ihrer inneren Enden be- der oberen Oberfläche des Glasbandes,
sitzen. Das innere Ende von jeder Dampfabführungs- An Hand der F i g. 2, 3 und 4 und unter Heranzie-
leitung ist bevorzugt von einem Schirm 35 bedeckt, hung auch von F i g. 1 wird die Vorrichtung nach dei
der etwa vorhandenes kleinteiliges Material, das in die Erfindung in einer bevorzugten Ausführungs- und
Kammer eintritt oder sich dort formt, abschirmt, wo- 50 Anwendungsform in den Zwischenraum zwischen
durch ein Verstopfen der Dampfabführungsleitungen einem Bad zur Herstellung von Floatglas und einem
vermieden wird. Entspannungsofen gezeigt und erläutert.
Die Dampfabführungsleitungen 34 sind von Hei- Ein kontinuierliches Glasband 11 befindet sich aui
Zungen 36 ummantelt. Die Heizung 36 für die Dampf- einem Band aus geschmolzenem Metall 46, wie z. B.
abführungsleitung hat einen Eintrittshohlraum und 55 geschmolzenem Zinn. Das geschmolzene Metall beeinen
Rückführungshohlraum, die eine im Kreislauf findet sich in einer Badkammer 47, die am Boden, an
geführte Wärmeaustauscherflüssigkeit aufnehmen (wie der Seite und oben Wände aus einem feuerfesten
gezeigt). Während des Betriebes wird eine heiße Material besitzt. Diese Wände sind von einer Metall-Fiüssigkeit,
wie öl, durch die Heizung für die Dampf- verkleidung 49 umschlossen.
abführungsleitung geführt, um die Temperatur der aus 60 Das Band 11 wird von dem geschmolzenen Metall 4i
der Verdampfungskammer austretenden Gasmischung am Ausgangsende der Badkammer 47 durch die Hebe-
zu kontrollieren. walzen 50 abgehoben, die in geeigneter Weise gelagert
Mit jeder Dampfabführungsleitung 34 ist eine be- sind und durch einen üblichen Antriebsmotor ange-
vorzugt flexible Kupplung 37 verbunden, die die Ver- trieben werden. Die Kohlenklötze 51 sind feder-
dampfungseinrichtung 12 mit der Dampfverteilungs- 63 belastet und drücken gegen die Unterseite der rotie-
einrichtung 13 verbindet. Die Dampfverteilungsein- renden Walzen 50, um alle Materialien zu entfernen,
richtung 13 besitzt einen Dampfverteiler 38, der zwei die gegebenenfalls auf diesen Walzen abgelagert seic
Kanäle 39 hat, die durch eine Trennwand 40 abge- können. Die Kohlenklötze 51 sind in einer feuerfester
11 12
Verlängerung 52 der Badkammer gelagert. Mate- den, um sie zur Instandhaltung und Reparatur voll-
rialien, die durch die Kohlenklötze von den Walzen ständig von dem Floatglasband entfernen zu können,
entfernt werden, fallen in die Verlängerung 52 und Diese Entfernung erfolgt dadurch, daß die Anordnung
können leicht intermittierend entfernt werden. entlang der Balken 60 und 66 mit Hilfe der tragenden
Das Glasband 11 wird in den Entspannungsofen 53, 5 Räder 61 und 64 bewegt wird.
der eine Vielzahl von Entspannungswalzen 54 hat, ge- Die Verdampfungs-Beschichtungseinrichtung wird
fördert. Zum Antrieb der Walzen 54 werden übliche im Inneren der Verdampfungs-Beschichtungskammer
Antriebsmittel verwendet. Jede Entspannungswalze 54 55 von den I-Schienen 60 mit Hilfe des Tragebügels 67
übt eine Anzugskraft auf das Glas von einer ausrei- getragen. Auf dem Tragebügel 67 sind die Räder 68
chenden Größe aus, um das Glas durch den Entspan- io für das Tragen des Verdampfungs-Beschichters mon-
nungsofen zu fördern, wo seine Temperatur so Icon- tiert. Die Räder 68 ruhen auf I-Schienen, von denen
trolliert wird, daß permanente Spannungen des Glases eine eine Spur 69 besitzt. Die Gestalt der Spur 69 und
entfernt werden. Die Walzen 54 stellen einen Teil der des entsprechenden Tragerades 68, das damit zum
Mittel dar, um frischgebildetes Floatglas aus der Eingriff kommt, ist so ausgebildet, daß dadurch eine
Floatglaskammer 47 durch eine Verdampfungs-Be- 15 seitliche Bewegung der Anordnung hinsichtlich der
Schichtungskammer 55 und dann durch den Entspan- Spur und der I-Schienen verhindert wird,
nungsofen 53 zu führen. Die Verdampfungs-Beschichtungseinrichtung ent-
Die Atmosphäre innerhalb der Badkammer 47 ist hält zusätzlich zu der Verdampfungseinrichtung 12
reduzierend und enthält Stickstoff und eine kleine und der Dampfverteilungseinrichtung 13 mechanische
Menge an Wasserstoff, um sicherzustellen, daß die 20 Bauteile zum Tragen dieser funktionellen Elemente.
Oxydation des geschmolzenen Metalls 46 verhindert Diese mechanischen Bauteile schließen einen Motor 70
wird. Im allgemeinen enthält die Atmosphäre etwa und Verschiebeeinrichtungen 71 zum Heben oder
90 bis 99,9% Stickstoff, wobei der Rest Wasserstoff Senken der Anordnung ein, wobei durch diese Ver-
ist. Die Atmosphäre wird bei einem Druck leicht ober- schiebeeinrichtung die Anordnung näher oder weiter
halb von normalem Atmosphärendruck gehalten, 25 von dem zu beschichtenden Substrat gebracht werden
z. B. bei 0,25 bis 1,27 cm Wassersäule, um den Eintritt kann,
von Luft in die Badkammer 47 zu verhindern. An dem Tragebügel 67 hängen die Querarme 72 des
Um diese Atmosphäre in der Badkammer 47 auf- Dampfbeschichters. An den Querarmen 72 sind ein
rechtzuerhalten und den Durchgang des Glasbandes Motorträger 73 und ein Träger 74 für die Verschiebeaus
der Kammer zu ermöglichen, ist das Ausgangsende 30 einrichtung 71 montiert. Auf dem Träger 73 ist der
der Badkammer mit einer Reihe von Vorhängen 56 Motor 70 montiert, der bevorzugt ein Gleichstromausgerüstet, die hinter dem Glasband herschleifen und motor mit variabler Geschwindigkeit ist. Verbunden
dazu dienen, die leicht unter Druck stehende Atmo- mit diesem Motor 70 ist eine Antriebswelle 75, die
Sphäre der Verdampfungs-Beschichtungskammer 55 ihrerseits noch mit den Verschiebeeinrichtungen 71
von derjenigen der Badkammer 47 abzutrennen. Diese 35 verbunden ist. Jede Verschiebeeinrichtung 71 besitzt
Vorhänge 56 bestehen in der Regel aus flexiblem ein geeignetes Getriebe, um einen Schraubschaft verAsbest
oder Glasfasermaterial, das das Glas nicht tikal bewegen zu können.
zerkratzt und das Temperatuien dieser Umgebung, Die Schraubenschäfte 76 stehen mit der Antriebs-
d. h. Temperaturen von etwa 540 bis 65O0C, wider- welle 75 über die Verschiebeeinrichtung 71 durch ein
steht. Weitere Vorhänge aus ähnlichem Material sind 40 Getriebe in Verbindung. Durch Bewegen der An-
am Eingang des Entspannungsofens 53 vorgesehen. triebswelle 75 durch den Motor 70 werden die Schrau-
Diese Vorhänge dienen zur Abtrennung des Entspan- benschäfte 76 vertikal bewegt, um den Verdampfungs-
nungsofens 53 von der Verdampfungs-Beschichtungs- Beschichter zu heben oder zu senken. An den Schrau-
kammer 55. benschäften 76 befinden sich Bügel 77. An diesen
Die Dampfbeschichtungskammer 55 ist mit Va- 45 Bügeln 77 hängen Trägerarme 78, die in Verbindung
kuumabzügen 58 versehen, die Öffnungen sowohl mit den Querblechen 79 stehen,
zwischen der Kammer und der Badkammer als auch Auf den Querplatten 79 ist ein Wiegenträger 80, dei
dieser Kammer und dem Entspannungsofcn haben. mit der Verdampfungskammer 14 durch Schrauber
Die Vakuumabzüge 58 erstrecken sich vertikal nach oder in anderer Weise verbunden ist, montiert,
oben zu einem Paar von Abführleitungen 59. Sie sind 50 Wie bereits festgestellt wurde, sieht die bevorzugt«
ausreichend im Abstand voneinander angeordnet, um Ausführungsform der Erfindung vor, daß ein Träger
den erforderlichen Raum für die tragenden I-Schienen gas, insbesondere Luft, der Verdampfungskammer 1<
60 und die Dampfbeschichtungsvorrichtung mit der zugeführt wird, wo es mit der zerstäubten Beschich
Verdampfungseinrichtung 12 und der Dampfvertei- tungszusammensetzung, die aus den Düsen 19 ver
lungseinrichtung 13 und der dazugehörigen Aus- 55 sprüht wird, gemischt wird, um die Verdampfungs
rüstung zu lassen. Die Vakuumabzüge 58 werden be- geschwindigkeit des Beschichtungsmaterials zu ver
weglich von den I-Schienen 60 über die Räder 61, die größern. Die Mischung wird dann durch den Erhitze:
auf den I-Schienen ruhen, getragen. Die I-Schienen 32 geführt, um sie weiter zu erwärmen und schließlicl
sind transversal zum Weg des sich von der Bad- mit dem zu beschichtenden Substrat in Berühruni
kammer 47 zum Entspannungsofen 53 bewegenden 60 gebracht. Das Trägergas wird dem Verdampfer au;
Glasbandes angeordnet. Die Vakuumabzüge werden der Verteilereinrichtung 26, die bevorzugt von au
im Abstand durch die Verbindungsklammer 62 ge- Befestigungsarmen montierten Rohren gebildet wird
halten. Die Abführleitungen 59 sind auf Bügeln 63 zugeführt Eine flexible Leitung 28 ist mit der Ver
montiert, auf denen Räder 64 montiert sind, die auf teilereinrichtung 26 des Trägergases verbunden. Übe
der Fahrschiene 65 eines tragenden Deckenbalkens 66 65 die flexiblen Rohre 28, die mit der Verteilereinrich
ruhen. Die gesamte Vakuumabzugsanordnung aus den tung 26 verbunden sind, gelangt das Trägergas übe
Vakuumabzügen 58 und den Abführleitungen 59 kann die Heizelemente 29 durch die Wand der Verdamp
transversal zum Weg des Glasbandes 11 bewegt wer- fungskammer 14 in den Raum, der durch die Ver
°i
13 14
teilerplatten 33 und die Wand der Verdampfungs- Verteiler 38 entlang diesem gemeinsamen Eingangskammer gebildet wirdl. Dem Vorheizer 29 wird durch kanal verbunden.
ein elektrisches Kabel 81, das durch eine tragende Jeder Dampfkanal 39 ist bevorzugt mit mindestens
Verteilungsleitung 82, die auf Befestigungsannen 27 zwei entgegengesetzten Kurven ausgebildet» so daß
und S3 montiert ist, Strom zugeleitet 5 der Dampf bei seinem Weg durch einen solchen Kanal
Die Baumerkmale der zur Zeit bevorzugten Vor- die Richtung mindestens zweimal ändern muß. Darichtung
sind in Fi g, 2, 3 und 4 dargestellt. Dämpfe durch wird die Gleichmäßigkeit der Dampfverteilung
der nicht umgesetzten oder überschüssigen Beschich- entlang des Weges durch den Kanal erhöht. Es können
tungszusammensetzung und das durch die Düsen 43 zwar auch Ablenkeinrichtungen in den Kanal eingegen
das Substrat abgegebene Trägergas füllen die 10 gebaut werden, um das Strömen des Dampfes noch
Verdampfungs-Bescbichtungskammer 55 und werden weiter zu durchbrechen und dadurch die Gleichüber
den Vakuumabzug 55 entfernt Um den Auf bau förmigkeit des Dampfes zu erhöhen, es werden im
von Ablagerungen auf unregelmäßigen Oberflächen, allgemeinen einfache Kanäle mit Kurven und ohne
die zur Bildung von Flocken und zum Herabfallen andere Umlenkeinrichtungen bevorzugt. Bei den besolcher
Ablagerungen auf das Substrat 11 führen 15 vorzugten Kanälen sind keine stagnierenden Bereiche
können, zu verhindern, ist die Verdampfungs-Be- und keine hervorragenden Körper vorhanden, die
Schichtungseinrichtung mit einem Gehäuse 84 ver- wirbelartige Ströme von nennenswerter Größe versehen.
Das Gehäuse des Verdampfungs-Beschichters Ursachen.
kann mit verstärkenden Platten 85 ausgestattet sein. Die Dampfkanäle 39 werden von den Hohlräumen
Es ist mit der Beschicbtungseinrichtung über die »o 41 und 42 umgeben, durch die eine Heiz- oder Kühl-Querbleche79
verbunden. Die Querbleche 79 sind flüssigkeit geführt wird. Diese Kammern 41 und 42
ihrerseits mit den Trägereinrichtungen 78 und außer- erstrecken sich entlang dem Dampfverteiler 38 und
dem mit dem Wiegenträger 80 verbunden. Wie bereits sind mit einer nicht gezeigten Quelle für die Heiz- oder
festgestellt wurde, ist auch die Verdampfungskammer Kühlflüssigkeit verbunden. Als derartige Flüssigkeit
14 mit dem Wiegenträger 80 verbunden. Die Quer- as wird bevorzugt heißes öl verwendet,
platten 79 sind mit Zutrittsöffnungen 86 versehen. Der Mit dem Dampfverteiler 38 sind die Wandteile 44
platten 79 sind mit Zutrittsöffnungen 86 versehen. Der Mit dem Dampfverteiler 38 sind die Wandteile 44
Raum zwischen dem Gehäuse des Verdampfungs- verbunden, die die Düse 43 bilden, die ihrerseits die
Beschichten) und der Verteilereinrichtung 38 ist bevor- verdampfte Beschichtungszusammensetzung und das
zugt mit einer thermischen Isolierung 87, wie Mineral- Trägergas gegen das zu überziehende Substrat 11
wolle, Asbest u. dgl., ausgefüllt. 3° lenkt. Die Düsen 43 sind, wie aus F i g. 6 hervorgeht,
Wie in F i g. 3 gezeigt wird, kann die Konstruktion länglich und erscheinen bei ebener Ansicht als Schlitze
der Einrichtung für die Verdampfungsbeschichtung oder Spalten. Der Querschnitt der Düsenöffnungen
nach dem Baukastenprinzip erfolgen, um die gesamte zeigt in einer parallelen Ansicht zu der Längendimen-Weite
des üblicherweise hergestellten Glasbandes zu sion e des Schlitzes, daß die bevorzugten Düsen sich
erfassen. Die Konstruktion nach dem Baukasten- 35 beträchtlich von ihrem Eintritt zu ihrem Austritt verprinzip
ist wegen der Erleichterung der Instandhaltung engen. Die Verengung von jedem Schlitz ist derartig,
und Reparatur bevorzugt. Es werden dabei einzelne daß der Dampf, der durch den Schlitz hindurchgeht,
Verdampfungskammern 14 und die dazu gehörende kontinuierlich entlang seines Weges durch den Schlitz
Ausrüstung untereinander verbunden, so daß eine beschleunigt wird. In dieser Weise werden die Grenz-Anordnung
entsteht, die die gesamte Breite des zu 40 oder Randschichten der Dämpfe in Nachbarschaft zu
beschichtenden Substrates erfaßt der Schlitzwand auf ein Minimum reduziert, und der
Während der Verdampfer 14 nach dem Baukasten- Umfang bzw. die Peripherie des Schlitzes wird gleichprinzip
aufgebaut sein kann, sind der Dampfverteiler mäßig von dem Dampf befeuchtet, so daß die aus-38
und die Dampfdüsen 43 bevorzugt einzelne Ein- tretenden Dämpfe gleichförmig gegen das Substrat
heiten. Dadurch werden die Dämpfe gleichförmig über 45 geführt bzw. gelenkt werden. Die Düsen können durch
die gesamte Breite des zu beschichtenden Substrates ein Verengungsverhältnis charakterisiert werden, das
verteilt. das Verhältnis der Eintrittsfläche zu der Austritts-
Bei der weiteren Erläuterung der Einzelheiten des fläche ist oder in den F i g. 5 und 6 das Verhältnis
Dampfverteilers und der Dampfdüsen wird auf die von c zu α ist. Die bevorzugten Strömungsbedingungen
F i g. 5 und 6 Bezug genommen. 5° für die Erzielung einer guten und gleichförmigen Be-
Die Dämpfe werden über das Substrat mit Hilfe des schichtung werden anschließend angegeben, und die
Dampfverteilers 38 gleichförmig verteilt. Die Struktur genannten Bedingungen werden als Bedingungen beim
eines besonders bevorzugten Dampfverteilers 38 und Austrittsende der Düsen definiert,
einer besonders bevorzugten Düsenkombination 43 Die kleinere Dimension von jedem Düsenausgang,
einer besonders bevorzugten Düsenkombination 43 Die kleinere Dimension von jedem Düsenausgang,
ist in den vergrößerten Ansichten 5 und 6 gezeigt. Die 55 die mit »α« in F i g. 5 bezeichnet wird, bestimmt den
Querlänge des Verteilers 38, die die Weite des zu be- Abstand sfc« zwischen dem Düsenaustritt und dem
schichtenden Glasbandes überbrückt, ist viel größer Substrat. Bevorzugt liegt das Verhältnis von b: α bei
als die Weite des Verteilers. Um z. B. ein Glasband 0,75 bis 10. Am meisten bevorzugt ist ein Verhältnis
von einer Breite von etwa 3 m zu beschichten, wird von b: α von 1,25 bis 5. Innerhalb des für das Verein
Verteiler mit einer Länge d gemäß F i g. 6 von 60 hältnis b: α am meisten bevorzugten Bereiches ist die
ebenfalls etwa 3 m verwendet. Im allgemeinen hat der Beschichtungsgeschwindigkeit wesentlich größer als
Verteiler eine Breite von 30 cm oder weniger. bei näheren oder größeren Abständen zwischen Düse
Der Dampfverteiler 38 besitzt eine Vielzahl von und Substrat.
Dampfkanälen, die länglich und an ihrem Austritts- Jeder Dampfkanal 39 hat bevorzugt ein Volumen
ende voneinander getrennt sind, aber in einem ge- 65 von mindestens dem volumetrischen Durchlaß des
meinsamen Kanal bei ihrem Eintritt münden. Die Kanals von etwa 6 Minuten. Dadurch, daß die Dampf-Vielzahl
der Kupplungen 37, die die Dämpfe vom kanäle eine solche Kapazität besitzen, dienen sie als
Verdamofer 14 zum Verteiler 38 bringen, sind mit dem Beruhigungsabschnitte, um Unterschiede aus den ver-
15 16
schiedenen Strömen, die aus den flexiblen Kupplungen teristische Länge für die Bestimmung der Rejnolds-37
austreten, auszugleichen. Wie bereits ausgeführt zahl für die Dampfabgabe ist der hydraulische Durchwurde,
werden in den Kanälen 39 die Dämpfe bevor- messer der Düse, der als das Vierfache des Düsenzugt
umgelenkt, um die Dämpfe entlang der Länge querschnittes, geteilt durch den Umfang der Düsendes
Verteilers 38 gleichmäßig zu machen. Die Kon- 5 öffnung nach folgender Gleichung definiert ist:
figuration und die Größe der Dampfkanäle 39 sind
so ausgestaltet, daß sie mit der Größe der Düsen 43
figuration und die Größe der Dampfkanäle 39 sind
so ausgestaltet, daß sie mit der Größe der Düsen 43
im Einklang stehen. Wenn das Verengungsverhältnis 4ae
der Düse vergrößert wird, insbesondere oberhalb etwa -D =
5 bis 6, kann die Kapazität oder das Volumen der io 2{a + e)
Dampf kanäle 39 ohne nachteilige Wirkung verkleinert
werden.
Dampf kanäle 39 ohne nachteilige Wirkung verkleinert
werden.
Jede Düse 43 wird von zwei Teilen 44 gebildet, die Da α wesentlich kleiner als e ist, nähert sich der
beide eine gebogene Front haben und sich mit den hydraulische Durchmesser 2a. Die Temperatur der
gebogenen Fronten des Verteilers in Gegenüberstellung 15 strömenden Dampf-Gasmischung wird als die mittlere
befinden. Jedes dieser Teile kann mit einem Kanal 45 Öltemperatur über die Düse bestimmt aus der Messung
für eine Flüssigkeit, wie heißes Öl, ausgerüstet sein, der Eintritts- und der Austrittstemperatur des zirku-
um die Temperatur der Dämpfe und des Gases zu lierenden Öls. Die Dichte und die Viskosität der
kontrollieren. Bevorzugt wird heißes öl durch die Dampf-Gasmischung werden als die Dichte und
parallelen Kanäle 45 und dann durch die Kanäle 41 ao Viskosität der Mischung bei Düsentemperatuf und
und 42 geleitet. Man kann die Temperatur messen, beim Druck der Verdampfungskammer bestimmt. Im
mit der das Öl den Düsen zu- und abgeführt wird, und allgemeinen sind die Eigenschaften des Trägergases
die aus solchen Messungen ermittelte Temperatur ist bei dieser Temperatur und diesem Druck befriedigend,
die Düsentemperatur, die zur Definition der Dampf- Die Strömungsgeschwindigkeit wird bestimmt aus der
Strömungsbedingungen an jeder Düse dient. Die ge- 35 Massenströmung des Verdampfers, geteilt durch die
bogenen Oberflächen des Strömungsbereichs der Dichte der Mischung, wie angegeben, und ferner
Düsen sind glatt bearbeitet, um Unebenheiten zu ver- geteilt durch die Gesamtfläche der Düsenaustritts-
meiden, die lokale Störungen in dem Strömen des Öffnungen (Anzahl der Düsen multipliziert mit [α · e]).
Dampfes und des Gases hervorrufen würden. Nach In den folgenden Beispielen wird die Erfindung noch
einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die 30 näher unter Verwendung von Düsen nach der Erfin-
Düsenteile aus bearbeitetem Stahl oder einem anderen dung bei verschiedenen Reynoldszahlen und verschie-
geeigneten Metall, und die gebogenen inneren Ober- denen Düsen-zu-Substrat-Abständen erläutert,
flächen sind mit einem leicht bearbeitbaren Metall,
wie mit Gold oder einem anderen Metall, plattiert. Ein
flächen sind mit einem leicht bearbeitbaren Metall,
wie mit Gold oder einem anderen Metall, plattiert. Ein
Metallüberzug von mindestens etwa 1,6 Mikron 35 B e i s ρ i e 1 1
(64 microinches) und bevorzugt etwa 0,41 Mikron
(64 microinches) und bevorzugt etwa 0,41 Mikron
(16 microinches) ist ausreichend. Wenn das Ver- Es wird eine experimentelle Vorrichtung mit einer
engungsverhältnis ausreichend groß ist, kann der einzigen Düse verwendet, die derjenigen gleicht, die in
Metallfinish weniger glatt sein, ohne daß nachteilige der Beschreibung charakterisiert wurde. Die Düse
Effekte auftreten. *o hatte folgende Merkmale:
Die Krümmung des Düseninneren ist derartig, daß Das Verengungsverhältnis der Düse beträgt naheder
Radius der Krümmung am geringsten beim Ein- zu 6. Unter Bezugnahme auf die F i g. 5 und 6 vertritt
und am größten (dem Unendlichen sich nähernd) teilen sich die größere Dimension e der Düse vom
beim Austritt ist. In einer am meisten bevorzugten Düseneintritt zum Düsenaustritt ebenso wie die
Ausführungsform nimmt der Radius der Krümmung 45 kleinere Dimension von α beim Düseneintritt zu c
gleichförmig und bevorzugt konstant als eine Funk- heim Düsenaustritt. Das Verengungsverhältnis ist
tion der Entfernung von dem Eintritt zu dem Austritt infolgedessen das Verhältnis der Querschnitte von
der Düse zu. Um den Bau der Vorrichtung zu erleich- Düseneintritt zu Düsenaustritt. Der hydraulische
tern, werden die Düsenteile 44 auf bestimmte ver- Durchmesser wird in der folgenden Tabelle für verschiedene
Radien in verschiedenen Bereichen entlang 50 schiedene Punkte entlang der Düsenlänge angegeben,
der Weglänge der Düsen bearbeitet. Jeder Bereich Die Vorrichtung hat ein durch einen Motor angewird
dann geglättet und mit dem nächsten Bereich in triebenes Gebläse, das 3000 Liter/Minute Gas liefert,
Einklang gebracht. Eine 5 Kilowatt-Heizschlange ist stromabwärts vor
Die Austrittskanten der Düsenteile sind bevorzugt dem Gebläse in der Leitung, durch die das Gas von
scharfe, gut definierte Ecken, so daß die dem Substrat 55 dem Gebläse zur Düse strömt, angeordnet. Ein
gegenüberliegenden Abschnitte der Düsenteile nicht Thermoelement befindet sich in der Wand der Leitung
durch die austretenden Dämpfe und Gase befeuchtet unmittelbar aufwärts von der Düse, und dieses Ther·
werden. Die dem Substrat gegenüberliegenden Kanten moelement ist mit einem Temperaturregler verbunder
von jedem Düsenglied 44 sollten einen Winkel von und kontrolliert die Energie für die Heizschlange. Eir
etwa 90° hinsichtlich der Stirnfläche des Teiles haben 60 Substratträger ist entgegengesetzt der Düsenöffnunj
und bevorzugt etwa 87°, so daß die Kante einen angeordnet. Der Substratträger ist mit Mitteln für dai
Winkel von etwa 3° weg nach oben von dem Düsen- Erhitzen des Substrates ausgerüstet, und zur Über
austritt unter Bezugnahme auf die Ebene des Sub- wachung der Temperatur des Substrates ist eine Serit
strates hat. von Thermoelementen vorgesehen. Der Träger ist se
Bei der Durchführung der Erfindung werden die 65 ausgebildet, daß er ein flaches Substrat in einer Ebern
Strömungsbedingungen an jedem Düsenaustritt de- hält, die senkrecht zu einer durch das Zentrum de
finiert. Unter Bezugnahme auf F i g. 5 werden die Düse entlang der Achse der abgegebenen Gasströmunj
folgenden Parameter in Betracht gezogen: Die charak- definierten Ebene ist.
(einmal der hydraulische Durchmesser) betrieben. Es wurde erwärmte Luft bei verschiedenen Strömungs-
^usen.aagc ^«crc iw»u«c ^ wur£je erwännte Luft bei Strömungs-
Eintitt Dimension Dimension Durchmesser ee«.hwindigkeiten, die durch die Reynoldszahl von
(e) (c bis a) I0JJ" 1500 2000) 2500, 4000 und 5000 charakterisiert
™ """ """ —
5 sind, abgegeben.
Das erwärmte Gas (Luft), das gegen das Substrat gelenkt wird, muß in der Nachbarschaft des Substrats
eine Wendung von 90° machen. Der Beginn dieser Wendung wird aus den Interferogrammen (den
to Photographien des interferierten Lichtes) als bei etwa
dem 0,8fachen der Düsenweite (α) oberhalb des Substrates liegend, festgestellt. Bei Reynoldszahlen von
2500 und höher wird eine ausgeprägte scharfe Randschicht von einheitlicher Dichte in Nachbarschaft des
i« Substrates beobachtet. Dies ist charakteristisch für
" gleichförmige und wirksame Ablagerungsbedingungen. Ebenfalls bei und oberhalb von Reynoldszahlen von
2500 wird beobachtet, daß die Weite des effektiven Strömungskontaktes mit dem Substrat wesentlich
ao größer als die Düsenweite ist, so daß die Beschichtungsreagenzien
wirksam über der Substratoberfläche verteilt werden.
Wenn die Versuche mit Substrattemperaturen zwischen etwa 500 bis etwa 5500C wiederholt werden,
as ergeben sich keine nennenswerten Änderungen bei
Variation der Substrattemperatur.
Die Versuche werden unter Änderung des Düsenzu-Substrat-Abstandes
variiert. Dabei werden Verhältnisse von b: a = 4, b: a = 2 und b: a = 1 untersucht.
30 Für ein Verhältnis von 4 zeigen die Interferogramme Gasdichteverteilungen mit einem ausreichend breiten
gleichförmigen Bereich in der Nähe des Substrats füi eine gleichförmige Beschichtung bei einer Reynoldszahl
von 5000. Bei niedrigeren Reynoldszahlen wird 35 dieser Bereich verkleinert, und unterhalb einer Reynoldszahl
von etwa 2500 deutet die Gasdichteverteilung an, daß wahrscheinlich nicht gleichförmige Beschichtungen
erhalten werden.
Für ein Abstandsverhältnis von 2 zeigen die Inter-
Ein optisches Interferometer (MACH-ZEHNDER) 40 ferogramme Gasdichteverteilungen an, die ein Diver
ist in der Nachbarschaft der experimentellen Vorrich- gieren der Gasströmung in einen einheithchen Be
tung angeordnet. Das Interferometer nimmt eine der- Schichtungsbereich, beginnend bei dem etwa 0,67facher
artige Stellung ein, daß der Mittelpunkt seiner Sicht- der Düsenweite, oberhalb des Substrates erkenner
linie sich in der Ebene befindet, die durch die Achse lassen. Bei diesem Abstandsverhaltnis sind Stro
der Gasströmung definiert ist und parallel zu der 45 mungsoszillationen, die bei einem größeren Abstands
Ebene eines Substrats ist. Das Interferometer ver- verhältnis auftraten, abwesend, und die Strömung unc
wendet zwei monochromatische Lichtstrahlen, die die Dichte bleiben hinsichtlich der Zeit gleichförmig
beide eine Wellenlänge von 546 Nanometer (Queck- Auch bei Reynoldszahlen unterhalb von 2500 wird en
Silberbogenlampe mit engem Grünbandfilter) haben. kleiner gleichförmiger Beschichtungsbereich beobach
Da erwartet wird, daß die zu untersuchenden Strö- 50 tet, und bei einer Reynoldszahl oberhalb yon 25(X
mungen einen beachtlichen Temperaturgradienten übertrifft die Breite des Bereichs die Weite der Düse
haben wird ein rotierendes Spiegelsystem in dem und bei einer Reynoldszahl von 5000 ist die Weiti
Interferometer verwendet. Es wird eine Rotations- dieses Bereichs etwa das Zweifache der Düsenweite
geschwindigkeit für 200 Interferenzfolgen verwendet. Bei einem Abstandsverhältnis von 1 zeigen die Inter
Die optische Interferenz wird unter Verwendung einer 55 ferogramme Gasdichten mit scharf sich wendendei
Kamera registriert, und die erhaltenen Photographien Strömungen an, wodurch Bereiche von unterschied
zeigen die Temperaturprofile durch einen Vergleich Üchem Druck erzeugt werden. Dadurch besteht di
der Streifenverschiebungen in Form von Streifen- Neigung, die Wirkung der Abgabeströmung zu zer
weiten in Übereinstimmung mit den gut bekannten stören, und nur mit höheren Reynoldszahlen innerhall
Prinzipien der Interferometrie. Wie aus der Gladstone- 60 des bevorzugten Bereichs wird ein gleichförmige
Dale-Beziehung hervorgeht, zeigt eine Verschiebung Beschichtungsbereich erzielt, der aber auf etwa di
von η Streifenräumen eine Temperaturdifferenz von Weite der Düse beschränkt ist.
η ■ A Θ an, wobei Δ Θ die Differenz zwischen der Eine weitere Erniedrigung des Abstandsverhältnisse
η ■ A Θ an, wobei Δ Θ die Differenz zwischen der Eine weitere Erniedrigung des Abstandsverhältnisse
örtlichen Temperatur des Streifens und der Bezugs- erfordert höhere Reynoldszahlen. Ungeachtet jede
temperatur 6>« ist, die die Haupttemperatur des 65 »a-priorh-Überlegung, daß Verbesserungen durc
Trägergases unter ruhenden Bedingungen ist. näheres Heranbringen der Düse an das Substrat ei
Die Vorrichtung wurde zuerst mit einem Abstand reicht werden könnten, wurde gefunden, daß di
von Düse-zu-Substrat von zweimal der Düsenweite erwartete bessere Berührung des Substrats durch di
0 | 386,0 | C | = 38,6 | 70 |
1 | 385,9 | 38,5 | 70 | |
2 | 385,8 | 38,4 | 70 | |
3 | 385,5 | 38,1 | 69 | |
4 | 385,1 | 37,7 | 69 | |
5 | 384,6 | 37,3 | 68 | |
6 | 384,0 | 36,7 | 67 | |
7 | 383,3 | 36,1 | 66 | |
8 | 382,5 | 35,5 | 65 | |
9 | 381,6 | 34,8 | 64 | |
10 | 380,6 | 34,0 | 62 | |
15 | 374,3 | 30,1 | 56 | |
20 | 366,1 | 26,5 | 49 | |
25 | 356,7 | 23,4 | 44 | |
30 | 346,6 | 20,9 | 39 | |
35 | 336,1 | 18,8 | 36 | |
40 | 325,8 | 17,2 | 33 | |
45 | 315,9 | 15,8 | 30 | |
50 | 306,5 | 14,7 | 28 | |
55 | 297,9 | 13,8 | 26 | |
60 | 290,0 | 13,0 | 25 | |
65 | 282,9 | 12,4 | 24 | |
70 | 276,7 | 11,9 | 23 | |
75 | 271,1 | 11,5 | 22 | |
80 | 266,3 | IU | 21 | |
85 | 262,2 | 10,8 | 21 | |
90 | 258,7 | 10,6 | 20 | |
95 | 255,9 | 10,4 | 20 | |
100 | 253,7 | 10,2 | 20 | |
110 | 250,9 | 10,1 | 19 | |
120 | 250,0 | 10,0 | 19 | |
130 | 250,0 | 10,0 | 19 |
25 61702 (^
20
beobachteten ungleichförmigen Bedingungen wett- Allen Erhitzern wird heißes öl von einer Temperatur
gemacht wird. VGa stwa 2100C zugeleitet. Die die Verdampfungs-
In diesem Beispiel wird in erster Linie die Bedeutung kammer 14 verlassende Beschichtungsmischung, die
der Reynoldszahl und des Düsen-zu-Substrat-Verhält- durch den Verteiler 38 und die Düsen 43 geht, hat
nisses für die Beschichtung aus der Dampfphase 5 infolgedessen eine stabilisierte Temperatur von etwa
erläutert, insofern als diese von den Änderungen der 2100C. Die Glastemperatur .unter den Düsen liegt
Gasdichte und anderen Bedingungen in der Nachbar- bei etwa 565 0C.
schaft des Substrats abhängen. In den folgenden Bei- Das Verhältnis von Düse zu Abstand von dem
spielen werden verschiedene andere Ausführungs- Substrat ist b: a = 2. Diese Bedingungen führen zu
formen der Erfindung erläutert. io einer Strömung am Düsenausgang mit einer Reynolds-
„ · · , , zahl von 5000. Die Reynoldszahl stützt sich auf die
p e 1 z Viskosität der Luft bei 2100C und die Dichte der Luft-
Die Versuche von Beispiel 1 werden unter Verwen- Meihylenchloridmischung bei 2100C und auf einen
dung einer Düse mit einem einfachen, flachrandigen Druck von einer Atmosphäre. Die Masse der Strömung
Schlitz (simple flat walled slot) von dem gleichen Ein- 15 ist direkt bekannt von der Zufuhr zu dem Verdampfer,
tritts- und Austrittsquerschnitt wie die Düse nach der Die Vorrichtung wird für einen Zeitraum von
Erfindung an Stelle der Düse nach der Erfindung 20 Minuten betrieben, um etwa 18,6 m2 Glas zu bedurchgeführt.
Bei allen Reynoldszahlen und Abständen schichten. Die erhaltene Beschichtung des Glases ist
sind die Strömungsbedingungen in Nähe des Substrats gleichförmig, das beschichtete Glas besitzt eine mittunregelmäßiger
als in dem Beispiel 1. ao lere Durchlässigkeit des sichtbaren Lichtes von 40%,
g . . ., wobei Schwankungen bei weniger als ±2% liegen,
P! ausgenommen die extremen Randkanten des Glases,
In diesem Beispiel wird eine bevorzugte Ausfüh- die außerhalb der Hauptdimension der Düsen liegen,
rungsform der Erfindung erläutert. Die vorstehend Die Beschichtung ist gleichförmiger und besitzt eine
beschriebene Beschichtungsvorrichtung wird quer über »5 feinere Körnung als Beschichtungen, die unter Vereinem
Floatglasband zwischen dem Floatglasbad und wendung von Sprühverfahren bei Benutzung des gleieinem
Entspannungsofen angeordnet. chen Beschichtungsmaterials erhalten werden.
Die Düse ist auf vier Radien über eine Düsenlänge . .
von 6,03 cm bearbeitet. Die Düseneintrittsweite cbe- beispiel4
trägt 12,1cm und die Düsenaustrittsweite α 0,16 cm. 3' Die Arbeitsweise von Beispiel 3 wird einige Male
Die Radien der Düse sind wie folgt: Bereich I 7,0 cm, wiederholt, mit der Ausnahme, daß jedesmal ein VerBereich
II 2,1 cm, Bereich III 27,9 cm und Bereich IV fahrensparameter geändert wird, um seinen Einfluß
unendlich, d. h. flache Oberflächen. auf die erhaltene Beschichtung zu ermitteln.
Ein kontinuierliches Band von klarem Glas von Das Verfahren wird zuerst bei einer Austrittsströ-
einer Breite von etwa 3 m und einer Dicke von etwa 35 mung mit einer Reynoldszahl von 2500 wiederholt.
0,64 cm wird unterhalb der Beschichtungseinrichtung Die erhaltene Beschichtung besitzt eine ausgezeichnete
mit einer linearen Geschwindigkeit von etwa 635 cm/ Qualität, wie bei Beispiel 3, obwohl die mittlere DurchMinute
bewegt. Das Glas ist ein übliches Soda-Kalk- lässigkeit des sichtbaren Lichts 50% beträgt, woraus
Siliciumdioxidglas mit einer Durchlässigkeit des sieht- hervorgeht, daß eine geringere Beschichtungs- oder
baren Lichts von etwa 88%. 4° Ablagerungseffizienz als bei der bevorzugten Aus-
Es wird eine Beschichtungslösung hergestellt, die iührungsform der Erfindung erreicht wurde,
pro Liter folgende Bestandteile enthält: Dann wird das Verfahren mit einer Austrittsströ
pro Liter folgende Bestandteile enthält: Dann wird das Verfahren mit einer Austrittsströ
mung mit einer Reynoldszahl von 2000 wiederholt. Die erhaltene Beschichtung ist dünner und weniger
Eisenacetylacetonat 135,0 g 45 gieichförmig als bei Beispiel 1. Die mittlere Durch-
Chromacetylacetonat 39,6 g lässigkeit des sichtbaren Lichtes beträgt 60 % mit einer
Kobaltacetylacetonat 14,5 g Schwankung von ±5%. Derartige Schwankungen
Methylenchlorid 1 Liter s'nd für Anwendungen im Bauwesen nicht zulässig.
In einem weiteren Versuch wird das Verfahren mit 50 einer Austrittsströmung mit einer Reynoldszahl von
Die Beschichtungslösung wird durch die Leitung 17 7000 wiederholt.
mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,76 Liter/Minute Die erhaltene Beschichtung besitzt eine ausgezeich-
bei einem Druck von etwa 0,70 atm abs. und einer nete Qualität, wie bei Beispiel 1.
Temperatur von etwa 1200C angefördert. Die Zer- Schließlich werden zwei Versuche mit Austrittsströ·
Temperatur von etwa 1200C angefördert. Die Zer- Schließlich werden zwei Versuche mit Austrittsströ·
stäubungsluft wird durch die Gasleitung 23 bei einem 55 mungen mit einer Reynoldszahl von 5000 gemacht.
Druck von etwa 0,35 atm abs. und einer Temperatur Bei einem Versuch ist das Verhältnis von Düse-zuvon
etwa 210C angefördert. Substrat-Abstand das 0,9fache der Düsenweite, und
Die Trägerluft wird durch die Verteilereinrichtung 26 bei dem anderen ist der Abstand das Fünffache der
bei einem Druck von 2,7 atm abs. mit einer Geschwin- Düsenweite. Die erhaltenen Beschichtungen ergeben
digkeit von etwa 170 »SCFM« gefördert. In dem 6o Produkte mit einer Lichtdurchlässigkeit von wenigei
Vorheizer 29 wird die Trägerluft auf etwa 2600C er- als 50%, doch liegen die Schwankungen in jedem Fall
wärmt und der Verdampfungskammer 14 mit einer bei etwa ±3%, woraus hervorgeht, daß es sich hierbei
Geschwindigkeit von etwa 1,5 bis 3,0 durch die Gas- um Grenzqualitäten für zahlreiche Anwendungen im
verteilungsplatten 33 zugeführt. Die Eigenwärme der Bauwesen handelt. Bei dem Versuch, bei dem das
Luft ist ausreichend, um die Beschichtungslösung zu 65 Abstandsverhältnis 0,9 beträgt, hat die Beschichtuni
verdampfen und der erhaltenen Mischung aus Luft ein grobes Korn, das sich demjenigen nähert, wie es
und den Dämpfen eine Temperatur im Bereich von bei der Sprühauftragung bei ähnlichen Beschichtunger
etwa 204 bis 216°C zu geben. auftritt.
Die Versuche von Beispiel 3 werden wiederholt mit der Ausnahme, daß die Düse nach der Erfindung durch
eine Düse mit einem flachrandigen Schlitz ersetzt wird, wobei diese Düse die gleichen Eintritts- und Austrittsquerschnitte hat wie die Düse von Beispiel 3. Die
erhaltenen Überzüge sind viel dünner als diejenigen von Beispiel 3. Außerdem besitzen die so überzogenen
Gläser eine unregelmäßige Lichtdurchlässigkeit, was sich mit dem Auge feststellen läßt.
Bezugszeichenliste
11 Glasscheibe
12 Verdampfungseinrichtung
13 Dampfverteilungseinrichtung
14 Verdampfungskammer
15 Mittel zur Zuführung eines Reagenz
16 Mittel zur Zuführung eines Trägergases
17 Leitung für Lösung des Reagenz
18 Einzelne Zuführleitungen für Lösung des Reagenz
19 Sprühdüse
20 Kühlmittelleitung
21 Scheidewand
22 Zerstäubungsleitung
24 Kappe
25 Träger
26 Verteilereinrichtung
27 Befestigungsarm
28 Leitungen für die Zuführung des Trägergases
29 Vorheizer für Trägergas
30 Elektrische Anschlüsse für elektrische Widerstandsheizung
31 Verdampfungskammerkupplungen
32 Erhitzer
33 Verteilerplatten für Trägergas
34 Dampfabführungsleitungen ·
35 Schirm
36 Heizung für Dampfabführungsleitung
37 Kupplung
38 Dampfverteiler
39 Dampfkanäle
40 Trennwand
41, 42 Hohlräume für Temperaturkontroll-Flüssigkeit
43 44 45
46 47 48 49
50 ίο 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61
62 63 64 65
as 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77
78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 bis
22
Düsen Wandteile
Hohlraum für Temperaturkontroll-Flüssigkeit Metallbad Badkammer Wände von
Metallverkleidung Walzen Kohleklötze
Verlängerung der Badkammer Entspannungsofen Entspannungswalzen Verdampfungs-Beschichtungskammer
Vorhänge
Vorhänge
Vakuumabzüge
Abführleitungen
I-Schiene
Rad
Verbindungsklammer
Bügeln
Rad
Fahrschiene
Deckenbalken
Tragebügel
Räder
Spur
Motor
Verschiebeeinrichtungen
Queranne
Motorträger
Träger für
Antriebswelle
Schraubenschäfte
Bügel
Trägerarme
Querbleche
Wiegenträger
Elektrisches Kabel
Verteilungsleitung
Befestigungsarm
Gehäuse
Verstärkende Platten
Zutrittsöffnungen
Thermische Isolierungen
Leitungen für Heizmedium
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zum Beschichten von Oberflächen, insbesondere von Glas, durch Verdampfen eines
Beschichtungsreagenz und Mischen seiner Dämpfe ■lit einem Trägergas unter Bildung einer gasförmigen
Mischung, die einer Düse zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man
die gasförmige Mischung aus der Düse bei einer Reynoldszahl von mindestens 2500 austreten läßt, ίο
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmige Mischung durch die
Düse mit einer Reynoldszahl von mindestens 5000 am Düsenausgang geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine gasförmige Mischung
verwendet wird, die
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---|---|---|---|
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