DE68908993T2

DE68908993T2 - Glasbeschichtung.

Info

Publication number: DE68908993T2
Application number: DE89310564T
Authority: DE
Inventors: Barry Thomas Grundy; Edward Hargreaves; Peter James Whitfield
Original assignee: Pilkington PLC
Current assignee: Pilkington Group Ltd
Priority date: 1988-10-14
Filing date: 1989-10-13
Publication date: 1994-04-21
Anticipated expiration: 2009-10-14
Also published as: DE68908993D1; IN174378B; BG50832A3; PL162824B1; DD300419A5; JP2594650B2; GB2225343A; KR960010096B1; ATE94159T1; TW203034B; NO894093D0; HU210280B; HUT55714A; CN1042138A; ES2013987A4; FI96506B; FI96506C; YU47026B; RO104572B1; AU622711B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überziehen von Glas, und genauer eine Vorrichtung zum Auftragen eines Überzugs aus gasförmigen Reaktionsmitteln, die miteinander reagieren, um einen Überzug auf der Glasoberfläche zu bilden, auf die Oberfläche eines bewegten Bandes aus heißem Glas.
Die gleichzeitig anhängige EP-A-0365239 des Anmelders offenbart und beansprucht ein Verfahren zum Aufbringen eines Überzugs auf ein bewegtes Band aus heißem Glas und die gleichzeitig anhängige EP-A-0369602 des Anmelders offenbart und beansprucht eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Überzugs auf flaches Glas.
Es ist allgemein bekannt, daß Überzüge mit wünschenswerten Eigenschaften für architektonische Anwendungen unter Verwendung gasförmiger Reaktionsmittel hergestellt werden können, die sich auf der heißen Glasoberfläche zersetzen. Daher wurden Siliziumüberzüge, die als Solarsteuerungsüberzüge nützlich sind, durch Pyrolyse eines Silanüberzugsgases auf einer heißen Glasoberfläche hergestellt, und es gab viele Vorschläge, weitere Solarsteuerungsüberzüge und Überzüge mit niedrigem Emissionsvermögen (hoher Infrarotreflektion) aus anderen geeigneten gasförmigen Reaktionsmitteln herzustellen. Leider hat es sich in der wirtschaftlichen Praxis als schwierig erwiesen, ausreichtend gleichmäßige Überzüge der erforderlichen Dicke herzustellen.
Ein typisches Verfahren und eine typische Vorrichtung zum Überziehen von Glas mit derartigen Überzügen ist in unserer UK-Patentbeschreibung 1 507 996 beschrieben, in der ein gleichmäßiger Überzug aus einem gasförmigen Reaktionsmittel aufgebracht wird, indem das Gas veranlaßt wird, unter laminaren Strömungsbedingungen parallel zu der Glasoberfläche zu strömen. In dieser Beschreibung sind keine besonderen Vorkehrungen für die Verwendung von Mischungen von Reaktionsmitteln getroffen, die miteinander reagieren müssen, bevor sie die Glasoberfläche erreichen.
Die UK-Patentbeschreibung 1 516 032 beschreibt ein Verfahren zum Aufbringen eines Überzugs auf Glas unter Verwendung eines fluiden Mediums, das ein oder mehrere Überzugs- Reaktionsmittel enthält, die flüssig oder gasförmig sein können und die als Strom oder Ströme, von denen zumindest einer eine Geschwindigkeitskomponente in der Bewegungsrichtung des Bandes hat und in Bezug auf die Stirnseite des Bandes in einem winkel (oder mittleren Winkel) von nicht mehr als 60º geneigt ist, auf das heiße Glas geleitet werden. Die Verwendung der Erfindung soll einen Überzug ergeben, der durch eine Glasüberzugsschicht von homogener Struktur gekennzeichnet ist, deren Merkmal eine regelmäßige Anordnung von Kristallen ist. Wo zwei oder mehrere Bestandteile miteinander reagieren müssen, können diese als getrennte Ströme durch nebeineinandergelegene Düsen zugeführt werden, von denen jede so beschaffen ist, daß sie einen Strom von Reaktionsmittel in einem spitzen Winkel zur Glasoberfläche abgibt, so daß die Reaktionsmittel in der Umgebung des Glases miteinander in Kontakt kommen; oder es kann eine einzelne Düse verwendet werden, um einen ersten Strom von Reaktionsmittel bereitzustellen, während ein Luftstrom, der als zweites Reaktionsmittel dient, induziert wird, um durch die Bewegungsenergie und die Schrägstellung des ersten Stroms zum Reaktionsbereich zu strömen. Eine Absaugleitung kann stromabwärts vom Überzugsbereich vorgesehen sein, um Gas aus dem Überzugsbereich abzusaugen,und eine Kappe kann vorgesehen sein, um mit der Glasoberfläche eine Strömungsleitung über das Glas, weg von dem Auftreffbereich des Fluidumstroms/der Fluidumströme auf dem Glas zu definieren.
Die UK-Patentbeschreibung 1 524 326 beschreibt ein Verfahren, bei dem ein gasförmiges Medium veranlaßt wird, als im wesentlichen turbulenzfreie Schicht entlang einer teilweise durch die Stirnseite des Glases definierte Strömungsleitung längs des Substrats, das überzogen werden soll, zu strömen und die Strömungsleitung zu einer Absaugleitung führt, durch die Restgas vom Glas weggezogen wird. Die gasförmigen Reaktionsmittel werden durch Einlaßkanäle, die in das stomaufwärts gelegene Ende der Strömungsleitung führen, in die Strömungsleitung eingeleitet, wobei die Einlaßkanäle so positioniert sind, daß sie die gasförmigen Reaktionsmittel in einem spitzen winkel zum Glas zusammen einleiten.
Die FR-A-2456077, die über eine entsprechende UK- Patentbeschreibung 2 026 454B verfügt, befaßt sich besonders mit einem Verfahren zur Erzegung eines Zinnoxidüberzugs auf einer heißen Glasoberfläche, wobei ein gasförmiges Medium verwendet wird, das Zinntetrachlorid und Wasserdampf enthält. In einer besonders bevorzugten Ausführung wird ein Strom von Stickstoff-Trägergas, das Zinntetrachloriddampf enthält, veranlaßt, entlang der Glasoberfläche zu strömen, die überzogen wird, und in diesen Strom wird an einer Position, in der er entlang dieser Fläche strömt, ein Strom von wasserdampfhaltiger Luft eingeleitet. Ein Dotierstoff wie Wasserstoffluorid kann der Substratfläche getrennt zugeführt oder mit der feuchten Luft gemischt werden. Die Gasströme werden der Glasoberfläche vorzugsweise durch Einführen der Gasströme in einen Überzugsgang bzw. eine Überzugskammer zugeführt, die von einer flachen Strömungsleitung gebildet werden, durch die die Gasstöme als im wesentlichen turbulenzfreie Schicht zu einer Absaugleitung fließen, durch die Restgas vom Glas weggezogen wird. Die Gasströme werden durch Zuführleitungen in die Überzugskammer eingeleitet, die in das Dach des Überzugsgangs bzw. der Überzugskammer führen, wobei die Zuführleitungen abwärts und und in der Bewegungsrichtung des Glasbandes in einem spitzen Winkel von 45º zur Horizontale vorwärts geneigt sind.
Ein weiteres Verfahren zur Erzeugung eines Überzugs aus Zinnoxid auf einem heißen Glassubstrat wird in der UK- Patentbeschreibung Nr. 2033374B beschrieben. In diesem Patent wird eine Vorrichtung verwendet, die der in der oben erwähnten UK-Patentbeschreibung Nr. 2026454B beschriebenen Vorrichtung ähnelt, doch die Vorrichtung umfaßt stromaufwärts von der ersten Überzugskammer eine weitere Überzugskammer, um einen Metalloxid-Unterüberzug auf das Glassubstrat aufzubringen, bevor anschließend ein Zinnoxidüberzug aufgebracht wird.
In einem weiteren Verfahren, das in der UK-Patentanmeldung GB 2 184 748A beschrieben wird, werden ein Überzugs- Zwischenstoff und ein Oxidationsgas in einen großzügig über dem Glas gelegenen Mischungsbereich am stromaufwärts gelegenen Ende einer Überzugskammer eingeleitet. Dem Mischungsbereich wird Hitze zugeführt, und der Überzugs-Zwischenstoff und das Oxidationsgas werden im Mischungsbereich gründlich gemischt, während sie dem Substrat jedoch von einer derartigen Höhe ausgesetzt werden, daß die Überzugsbildung aus einer im wesentlichen homogenen Dampfmischung erfolgt. Die Mischung wird dann veranlaßt, im Kontakt mit der Oberfläche des Glases kontinuierlich durch die Überzugskammer zu strömen. Es soll vorteilhaft für die Dachstruktur sein, in Richtung stromabwärts die Höhe zu vermindern, wodurch der Dampfstrom entlang der Überzugskammer gedrosselt wird. In einigen bevorzugten Ausführungen steigt die Dachstruktur als Kurve ab, die in einen stromabwärts gelegenen Dachabschnitt über dem Glas führt. Es wurde festgestellt, daß dies einen glatten allgemeinen Strom des mit dem Zwischenstoff versetzten Dampfs innerhalb der Überzugskammer stromabwärts fördert, was sich günstig auf die Gleichmäßigkeit des gebildeten Überzugs auswirken soll. Vorteilhafterweise hat die Überzugskammer eine Länge von mindestens 5 Metern; die Verwendung einer derart langen Überzugskammer soll besonders günstig bei der Steigerung der Überzugsmenge sein, wenn auf einem sich schnell bewegenden Substrat wie einem Band aus frisch gebildetem Floatglas relativ dicke Überzüge geformt werden.
Bei dem Versuch, auf einer Glasoberfläche einen Überzug aus gasförmigen Reaktionsmitteln zu bilden, die miteinander reagieren, und eine Vorrichtung der Art zu verwenden, bei der wie in der in Diagrammform gezeigten Vorrichtung in der oben erwähnten UK-Patentbeschreibung Nr. 2026454 jedes der Reaktionsmittel von einer eigenen geneigten Leitung in eine Überzugskammer eingeleitet wird, haben die Anmelder festgestellt, daß sich während des Ablaufs des Überzugsvorgangs am unteren Ende der Leitung, durch die das zweite, gasförmige Reaktionsmittel in die Überzugskammer eingeleitet wurde, eine unerwünschte Ablagerung von Überzugsmaterial bildete. Es wurde festgestellt, daß die Materialablagerung an der stromaufwärts gelegenen Seitenwand der Einlaßleitung am vorherrschendsten war. Die Bildung der Ablagerung trat relativ schnell auf und beeinträchtigte bald die Qualität des Überzugs, der auf der Oberfläche des Glasbandes gebildet wurde. Der Überzug auf dem Glasband verschlechterte sich schnell und wurde ungleichmäßig, was sich in Streifen äußerte, die auf dem Überzug zu sehen waren, der auf die Oberfläche des Glases aufgebracht vorden war.
Wenn eine weitere Verschlechterung des Überzugs vermieden werden sollte, hätten der Überzugsvorgang unterbrochen, die Überzugsvorrichtung von dem Glasband abgehoben und die Ablagerung unerwünschten Überzugsmaterials von der Überzugsvorrichtung entfernt werden müssen. Dieser Reinigungsvorgang wäre zeitaufwendig und unwirtschaftlich gewesen.
Es besteht offensichtlich ein Bedarf an einer Vorrichtung, in der die Probleme mit unerwünschter Ablagerung von Überzugsmaterial minimal sind und die längere Zeiträume eines kontinuierlichen Betriebs des Überzugsvorgangs ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, eine Vorrichtung zu schaffen, die diese Aufgaben erfüllt.
Nach der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung geschaffen zum Abscheiden eines durch die Reaktion wenigstens zweier gasförmiger Reaktionsmittel gebildeten Überzugs auf der Oberfläche eines bewegten Bandes aus heißem Glas, welche Vorrichtung eine stirnseitig offene Überzugskammer aufweist, in der man die gasförmigen Reaktionsmittel in Kontakt mit der zu beschichtenden Glasoberfläche in einer zur Bewegungsrichtung des Glases im wesentlichen parellelen Richtung strömen läßt, um den gewünschten Überzug auf der Glasoberfläche zu bilden, wobei die Überzugskammer nach unten zu der zu beschichtenden Glasoberfläche offen ist und sich über deren Breite erstreckt, wobei die Überzugskammer ein erstes Einlaßorgan zur Schaffung eines Stroms eines ersten gasförmigen Reaktionsmittels über der Glasoberfläche durch die Kammer über deren Breite und ein zweites Einlaßorgan aufweist, das durch einen Einlaßkanal gebildet ist, der stromab (bezüglich des Stroms des ersten Reaktionsgases) des ersten Einlaßorgans angeordnet ist, wobei sich der Einlaßkanal quer zur Decke der Kammer über die Breite der Kammer hin erstreckt, um ein zweites gasförmiges Reaktionsmittel in den Strom des ersten gasförmigen Reaktionsmittels in der Überzugskammer einzuführen, und eine Absaugeinrichtung stromab (bezüglich des Stroms der Reaktionsgase) des ersten und des zweiten Einlaßorgans aufweist, die von der Überzugskammer zur Beseitigung der gebrauchten Gase aus der Oberzugskammer wegführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Decke der Überzugskammer eine abgestufte Form an der Verbindungsstelle des Einlaßkanals und der Überzugskammer hat, so daß die Decke der Überzugskammer an der Stromaufseite (bezüglich des Stroms des ersten Reaktionsgases) des Einlaßkanals auf einem höheren Niveau als die Decke der Überzugskammer an der Stromabseite (bezüglich des Stroms des ersten Reaktionsgases) des Einlaßkanals ist, wobei die von einem durch die Decke gelegten Längsquerschnitt beschriebenen Linie eine abgestufte Form hat; ein erster Gasverteiler zum Fördern des ersten gasförmigen Reaktionsmittels von einer Gaszuführleitung zum ersten Einlaßorgan und ein zweiter Gasverteiler zum Fördern des zweiten gasförmigen Reaktionsmittels von einer zweiten Gaszuführleitung zum zweiten Einlasorgan vorgesehen sind.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren geschaffen zum Abscheiden eines durch die Reaktion wenigstens zweier gasförmiger Reaktionsmittel gebildeten Überzugs auf der Oberfläche eines bewegten Bandes aus heißem Glas, welches die Schaffung eines Stroms eines ersten gasförmigen Reaktionsmittels in einer zur Bewegungsrichtung des Glases in einer Überzugskammer im wesentlichen parallelen Richtung über dem Glas und die Einführung eines zweiten gasförmigen Reaktionsmittels in den Strom des ersten gasförmigen Reaktionsmittels durch ein Einlaßorgan, das von einem Einlaßkanal gebildet ist, der stromab (bezüglich des Stroms des ersten Reaktionsgases) des ersten Einlaßorgans angeordnet ist, wobei sich der Einlaßkanal quer über die Decke der Kammer erstreckt und bewirkt, daß das erste und das zweite gasförmige Reaktionsmittel durch die Überzugskammer im Kontakt mit der Glasoberfläche in einer zur Bewegungsrichtung des Glases im wesentlichen parallelen Richtung zwecks Bildung des gewünschten Überzugs auf dem Glas strömen, dadurch gekennzeichnet, daß die Decke der Überzugskammer eine abgestufte Form an der Verbindungsstelle des Einlaßkanals und der Überzugskammer hat, so daß die Decke der Überzugskammer an der Stromaufseite (bezüglich des Stroms des ersten Reaktionsgases) des Einlaßkanals auf einem höheren Niveau als die Decke der Überzugskammer an der Stromabseite (bezüglich des Stroms des ersten Reaktionsgases) des Einlaßkanals ist und die von einem durch die Decke gelegten Längsquerschnitt beschriebene Linie eine abgestufte Form hat.
In bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung ist die Decke der Überzugskammer an der Stromaufseite des Einlaßkanals normalerweise wenigstens 5 mm höher als die Decke der Überzugskammer an der Stromabseite des Einlaßkanals, und normalerweise nicht mehr als 75 mm höher als die Decke der Oberzugskammer an der Stromabseite des Einlaßkanals. Es wurde festgestellt, daß es zweckmäßig ist, mit einer Stufe von nicht mehr als 15 mm zu arbeiten, und in einer Ausführung ist die Decke der Überzugskammer an der Stromaufseite des Einlaßkanals 10 mm höher als die Decke der Überzugskammer an der Stromabseite des Einlaßkanals.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist der Einlaßkanal im wesentlichen unter rechten Winkeln zur Strömungsbahn der Reaktionsgase durch die Überzugskammer angeordnet.
In einer besonders bevorzugten Ausführung ist die Basis der Stromabseitenwand des Einlaßkanals als konvex gekrümmte Oberfläche an der Verbindungsstelle der Seitenwand und der Decke der Überzugskammer ausgebildet.
Es wurde festgestellt, daß durch die Verwendung eines Aufbaus dieser Art die Menge des unerwünschten Überzugsmaterials, die sich an den Wänden des zweiten Einlaßkanals ablagert, erheblich reduziert wird. Dementsprechend kann die Überzugsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung für längere Zeiträume verwendet werden, als bekannte Überzugsvorrichtungen, ohne daß der Überzugsvorgang unterbrochen werden müßte, um die Vorrichtung zu reinigen und unerwünschte Ablagerungen von der Vorrichtung zu entfernen.
Das erste und das zweite gasförmige Reaktionsmittel werden der Vorrichtung jeweils von Gaszuführleitungen zugeführt und werden über die Stirnseite der Glasoberfläche verteilt, die überzogen werden soll, indem die Gasströme jeweils durch einen ersten und einen zweiten Gasverteleiler geleitet werden, die zwischen umgekehrt fächerförmigen Vorder- und Hinterwänden definiert sein können, die von einem zentralen Einlaß nach unten divergieren, um in einem Schlitz zu enden, der sich über die Breite der zu beschichtenden Glasoberfläche hin erstreckt. In einer bevorzugten Ausführung sind die umgekehrt fächerförmigen Vorder- und Hinterwände zueinander zum Enden in dem Schlitz geneigt.
Die Vorrichtung umfaßt ferner vorzugsweise einen Gasstromeinschnürer, der zwischen dem ersten Gasverteiler und dem ersten Einlaßorgan angeordnet ist, um eine gleichmäßige Verteilung des ersten gasförmigen Reaktionsmittels über die Breite der zu beschichtenden Glasoberfläche hin zu bewirken. Eine ähnlich gleichmäßige Verteilung des zweiten gasförmigen Reaktionsmittels kann auch durch Anbringen eines zweiten Gasstromeinschnürers zwischen dem zweiten Gasverteiler und dem zweiten Einlaßorgan erreicht werden, wobei der zweite Gasstromeinschnürer normalerweise die gleiche Konstruktionsweise aufweist wie der erste Gasstromeinschnürer.
Typischerweise umfaßt ein derartiger Gasstromeinschnürer eine Kammer, die so beschaffen ist, daß sie eine Zufuhr an Reaktionsgas aufnimmt und einen Strom von Reaktionsgas über das flache Glas abgibt, das überzogen wird, und eine Reihe von mindestens zwei Einschnürern, wobei jeder Einschnürer ein Plattenelement umfaßt, das sich durch die Kammer erstreckt und mehrere Durchlaßöffnungen aufweist.
In der folgenden Beschreibung werden wie in den beiliegenden Ansprüchen die Begriffe "stromauf" und "stromab" im Bezug auf die Strömungsrichtung der Reaktionsgase durch die Überzugskammer verwendet. Vorzugsweise ist dies, wie in der speziellen Ausführung, die anhand eines Beispiels beschrieben wird, die gleiche Richtung wie die Bewegungsrichtung des Glases, dies ist jedoch nicht notwendigerweise der Fall, und die Verwendung der Erfindung kann auch vorteilhaft sein, wenn die Strömungsrichtung des Reaktionsgases der Bewegungsrichtung des Glases entgegengesetzt ist.
Die vorliegende Erfindung wird nun nur beispielsweise unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen genauer beschrieben, in denen:
Figur 1 eine Seitenansicht des Querschnitts einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist,
Figur 2 ein Aufriß des Endes in Richtung des Pfeils II in Figur 1 der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung ist,
Figur 3 eine Seitenansicht des Querschnitts ist, die einen Gasstromeinschnürer der in der Vorrichtung nach Figur 1 verwendeten Art genauer zeigt, und
Figur 4 eine teilweise abgeschnittene Seitenansicht des Querschnitts einer bevorzugten Anordnung für das untere Ende des zweiten Einlaßorgans ist.
In den Zeichnungen beziehen sich übereinstimmende Bezugsziffern auf übereinstimmende Teile.
Nach den Figuren 1 und 2 im speziellen ist eine Überzugsvorrichtung, die allgemein mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet ist, über einem Glasband 12 aufgehängt, das über (nicht gezeigte) Walzen von links nach rechts befördert wird.
Die Überzugsvorrichtung ist an einem Gestell 2 aufgehängt, das eine horizontale Platte 3 umfaßt, auf deren obere Fläche eine Reihe von vorderen Trägern, wie sie unter der Bezugsziffer 4 gezeigt sind und von hinteren Trägern, wie sie unter der Bezugsziffer 5 gezeigt sind, geschweißt sind. Typischerweise sind drei vordere und drei hintere Träger über die Breite der Überzugsvorrichtung vorgesehen; in jedem Fall ist ein Träger zentral angebracht, und die beiden anderen Träger sind nahe den Seiten der Vorrichtung angebracht. Jeder der Träger 4, 5 ist an einem entsprechendem wassergekühlten Balken (nicht gezeigt) aufgehängt, der sich über die Breite des Glasbands erstreckt, das überzogen werden soll.
Der untere Teil der Vorrichtung umfaßt eine Reihe geformter Kohlenstoffblöcke 32, 34, 36, 38, 40 und 42, die sich quer über eine Länge erstrecken, die der Breite der Glasoberfläche entspricht, die überzogen werden soll. Die Kohlenstoffblöcke definieren eine Überzugskammer 10, die eine Decke 9a, 9b von abgestufter Form hat, wobei sich die Decke 9a der Überzugskammer 10 stromauf von dem zweiten Einlaßkanal 15 befindet und höher ist als die Decke 9b der Überzugskammer 10, die sich stromab von dem zweiten Einlaßkanal 15 befindet. Die Kohlenstoffblöcke definieren auch ein erstes Einlaßorgan, das von einem ersten vertikalen Einlaßkanal 14 für die Zufuhr eines ersten Reaktionsgases in die Überzugskammer gebildet wird, ein zweites Einlaßorgan, das von einem zweiten vertikalen Einlaßkanal 15 für die Zufuhr eines zweiten Reaktionsgases in die Überzugskammer gebildet wird, eine Strömungbahn 16 in der Überzugskammer zwischen dem ersten Einlaßkanal 14 und dem zweiten Einlaßkanal 15, einen Absaugkanal 18 zur Entfernung gebrauchter Gase aus der Überzugskammer und eine Strömungsbahn 17 in der Überzugskammer zwischen dem zweiten Einlaßkanal 15 und dem Absaugkanal 18.
Jeder der verschiedenen Kohlenstoffblöcke ist unter einem horizontalen Plattenelement 44 aufgehängt. Die Blöcke beinhalten (nicht gezeigte) Leitungen für ein Hitzeübertragungsfluid wie Kühlwasser, und bei der Verwendung der Vorrichtung wird die Temperatur der Kohlenstoffblöcke dadurch geregelt, daß Kühlwasser durch diese Leitungen geleitet wird.
Die Überzugskammer 10 hat eine offene Stirnseite, die sich über das Glasband 12 erstreckt, das überzogen werden soll. Am stromaufwärts gelegenen Ende der Überzugskammer 10 definieren die Kohlenstoffblöcke 32 und 34 den ersten vertikalen Einlaßkanal 14, durch den ein erstes gasförmiges Reaktionsmittel in die Überzugskammer 10 eingeleitet wird. Stromab von dem ersten Einlaßkanal wird zwischen den Kohlenstoffblöcken 34 und 36 ein zweiter Einlaßkanal 15 zum Einleiten eines zweiten gasförmigen Reaktionsmittels in die Überzugskammer definiert.
Am stromabwärts gelegenen Ende der Überzugskammer definieren die Kohlenstoffblöcke 40 und 42 eine Absaugleitung 18 zum Entfernen verbrauchter Gase aus der Überzugskammer.
Das erste Reaktionsgas wird dem ersten Einlaßkanal 14 von einer (nicht gezeigten) Gaszuführleitung durch einen Verteiler 19 mit fächerförmigem Ende und einen Gasstromeinschnürer 22 zugeführt. Der Verteiler mit fächerförmigem Ende ist zwischen der vorderen und der hinteren Wand 20 und 21 in der Form umgekehrter Fächer definiert, wobei die vordere und die hintere Wand abwärts zueinander konvergieren, um an der Unterseite des fächerförmigen Endes einen schmalen Schlitz 48 zu bilden, der sich über die Breite des Glasbands erstreckt, das überzogen werden soll.
Das erste Reaktionsgas, das dem Schlitz 48 an der Basis des fächerförmigen Endes 19 entströmt, wird durch einen Gasstromeinschnürer 22 geleitet, der unter dem fächerförmigen Ende 19 angebracht ist.
Der Gasstromeinschnürer 22 wird in Figur 3 genauer veranschaulicht und umfaßt Paare gegenüberliegender länglicher Wände 120, 122 und 121, 123, die eine längliche Kammer 124 definieren. Die länglichen Wände 120, 122 und 121, 123 erstrecken sich quer über das Glasband, das überzogen wird, wobei die Wände 120 und 121 stromaufwärts gelegene Wände und die Wände 122 und 123 stromabwärts gelegene Wände sind. Gegenüberliegende Endwände 126 sind an jedem Ende der länglichen Kammer 124 vorgesehen, wobei jede Wand 126 parallel zur Bewegungsrichtung des Glasbands angebracht ist.
Am Einlaßende des Gasstromeinschnürers 22 ist ein Einlaßeinschnürer 127 angebracht, der ein längliches Einlaßplattenorgan 128 umfaßt, daß sich über die Kammer 124 erstreckt. Das Einlaßplattenorgan 128 ist schließend zwischen gegenüberliegenden Paaren horizontaler Platten 130, 132 befestigt, wobei jedes Plattenpaar 130, 132 beispielsweise durch Schweißen an einer jeweiligen länglichen Wand 120, 122 und am Verteiler mit fächerförmigem Ende 19 angebracht ist. Die Platten jedes Paars 130, 132 sind durch Verbindungselemente mit Gewinde 134 fest miteinander verbunden. (Nicht gezeigte) Dichtungen sind zwischen jedem Plattenpaar 130, 132 und dem Einlaßplattenorgan 128 angebracht.
Eine Reihe von Öffnungen 136 ist entlang der Länge des Einlaßplattenorgans 128 vorgesehen, wobei die Öffnungen 136 den Einlaß 112 mit dem Rest der Kammer 124 verbinden. Die Öffnungen 136 sind kreisförmige Löcher und haben vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 2 mm und 10 mm. In einer besonders bevorzugten Ausführung haben die Löcher 136 einen Durchmesser von 4 mm, und ihre Mittelpunkte sind in einem Abstand von 20 mm voneinander vorgesehen. Die Reihe der Löcher 136 ist an einer stromaufwärts gelegenen Seite der länglichen Kammer 124 angebracht, d.h. die Lochreihe 136 befindet sich näher an der stromaufwärts gelegenen Wand 120 als an der stromabwärts gelegenen Wand 122 der Kammer 124.
Neben dem Auslaß 110 des Gasstromeinschnürers 22 ist ein Auslaßeinschnürer 138 angebracht. Der Auslaßeinschnürer 138 hat dadurch im wesentlichen den gleichen Aufbau wie der Einlaßeinschnürer 127, daß er ein längliches Auslaßplattenorgan 140 umfaßt, das schließend zwischen zwei gegenüberliegenden Paaren von Platten 142, 144 befestigt ist, wobei die obere Platte jedes Plattenpaares 142, 144 beispielsweise durch Schweißen an einer jeweiligen länglichen Wand 121, 123 angebracht ist. Die Platten 142, 144 sind von dem Auslaßplattenorgan 140 durch (nicht gezeigte) Dichtungen getrennt. Die Platten 142, 144 sind durch Verbindungselemente mit Gewinden 146 fest miteinander verbunden, die auch die Platten 142, 144 und damit den Gasstromeinschnürer 22 fest an der Platte 44 anbringen, an der die Graphitblöcke 32, 34 aufgehängt sind. Das Auslaßplattenorgan 140 ist mit einer Reihe von Löchern 152 versehen, die vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 2 mm und 10 mm haben und in einer besonders bevorzugten Ausführung einen Durchmesser von 4 mm aufweisen, wobei die Mittelpunkte einen Abstand von 10 mm voneinander haben. Die Lochreihe 152 ist an der stromaufwärts gelegenen Seite der länglichen Kammer 124 angebracht.
Ein Gasstromablenker 154 ist am Auslaß 110 des Gasstromeinschnürers 22 unter dem Auslaßplattenorgan 140 angebracht. Der Gasstromablenker 154 umfaßt ein längliches, L- förmiges Element 156, das integral mit der niedrigeren Platte des Plattenpaares 142 und neben den Löchern 152 angebracht ist. Der freie Arm 158 des L-förmigen Elements 156 erstreckt sich aufwärts zum Auslaßplattenorgan 140, um dazwischen einen Spalt 160 zu definieren, durch den Reaktionsgas aus den Löchern 152 strömen muß, nachdem es von den horizontalen Armen 162 des L-förmigen Elements 156 abgelenkt wurde.
Der Zweck des Gasstromablenkers 154 besteht darin, bestimmte örtliche Steigerungen des Gasstroms zu entfernen, die auftreten können. Es besteht daher eine Tendenz des Gasstroms, in der unmittelbaren Umgebung jedes der Löcher 152 in dem Auslaßplattenorgan 140 unter dem Plattenorgan 140 stärker zu sein. Die Anwesenheit des Gasstromablenkers 154 gleicht diese örtlichen Strömungsanstiege aus. In manchen Fällen kann es möglich sein, den Gasstromablenker 154 aus dem erfindungsgemäßen Gasstromeinschnürer wegzulassen.
Ein Zwischeneinschnürer 164 ist zwischen dem Einlaß- und dem Auslaßeinschnürer 127, 138 angebracht. Der Zwischeneinschnürer 164 hat den selben Aufbau wie der Einlaßeinschnürer 127 und umfaßt ein längliches Zwischenplattenorgan 166 mit einer Reihe von Löchern 168. Das Zwischenplattenorgan 166 ist schließend zwischen gegenüberliegenden Paaren horizontaler Platten 170, 172 befestigt, die beispielsweise durch Schweißen jeweils an den länglichen Wänden 120, 121 und 122, 123 angebracht sind. (Nicht gezeigte) Dichtungen sind zwischen den Platten 170, 172 und dem Zwischenplattenorgan 166 vorgesehen und die Platten 170, 172 sind durch Verbindungselemente mit Gewinde 174 fest miteinander verbunden. Die Lochreihe 168 des Zwischenplattenorgans 166 ist im Gegensatz zu dem Einlaßplattenorgan 128 und dem Auslaßplattenorgan 140 an einer stromabwärts gelegenen Seite der länglichen Kammer 124 angebracht, d.h. die Lochreihe 168 liegt näher an den stromabwärts gelegenen Wänden 122, 123 als an den stromaufwärts gelegenen Wänden 120, 121 der Kammer 124. Dieser Aufbau bewirkt, daß die Lochreihen der nebeneinanderliegenden länglichen Plattenorgane nicht auf einer Linie liegen.
Das zweite Reaktionsgas wird dem zweiten Einlaßkanal 15 aus einer zweiten (nicht gezeigten) Gaszuführleitung durch einen weiteren Verteiler mit fächerförmigen Ende 24, der den gleichen Aufbau aufweist wie der Verteiler mit fächerförmigen Ende 19, und dann durch einen Gasstromeinschnürer 25, der den gleichen Aufbau aufweist wie der Gasstromeinschnürer 22, zugeführt.
Aus dem Absaugkanal 18 ausströmende Abgase passieren einen Kanal 50 in einer Abstandseinheit 52 und gelangen dann in einen Auslaß mit fächerförmigem Ende 26, der umgekehrt fächerförmige vordere und hintere Wände 27 und 28 umfaßt. Der Auslaß mit fächerförmigem Ende 26 befördert Abgase, Reaktionsgase, die nicht reagiert haben, und Trägergase in eine (nicht gezeigte) Absaugleitung.
Die jeweiligen Höhen der Kohlenstoffblöcke 32, 34 und 36, die den ersten Einlaßkanal 14 und den zweiten Einlaßkanal 15 definieren, sind so gewählt, daß die Decke 9a, 9b der Überzugskammer 10 an der Verbindungstelle des zweiten Einlaßkanals 15 und der Überzugskammer eine abgestufte Form aufweist, wobei die Decke 9a der Überzugskammer an der stromaufwärts gelegenen Seite des Einlaßkanals 15 auf einem höheren Niveau gelegen ist als die Decke 9b der Überzugskammer auf der stromabwärts gelegenen Seite des zweiten Einlaßkanals 15 und, wie aus Figur 1 hervorgeht, die von einem Längsquerschnitt beschriebene Linie durch die Decke, die kontinuierlich verläuft und eine abgestufte Form aufweist. Daher kann die Unterseite des Blocks 36 typischerweise 10 mm niedriger gewählt werden als die Unterseite des Blocks 34. Dadurch kann die Basis der stromaufwärts gelegenen Wand 54 des zweiten Einlaßkanals 10 mm höher sein als die Basis der stromabwärts gelegenen Wand 56 des zweiten Einlaßkanals 15, wodurch ein Einlaßschlitz 58 gebildet wird, der eine abgestufte Form aufweist. Es wurde festgestellt, daß ein derartiger abgestufter Einlaßschlitz 58 die Menge an festem Überzugsmaterial minimiert, die sich an den Seitenwänden des zweiten Einlaßkanals 15 in der Umgebung des Einlaßschlitzes 58 ablagert. Es wird davon ausgegangen, daß die Stufe durch Leiten des Stroms des ersten gasförmigen Reaktionsmittels zur Glasoberfläche und durch Vermeiden des Strömens des ersten gasförmigen Reaktionsmittels in die Mündung des zweiten Einlaßkanals mit der damit verbundenen Gefahr einer örtlichen Reaktion mit Ablagerung von Überzugsmaterial auf vertikalen Oberflächen in der Mündung des Einlaßkanals wirkt.
In einer besonders bevorzugten Ausführung ist die untere stromaufwärts gelegenene Ecke des Kohlenstoffblocks 36, wie in Figur 4, gezeigt als konvex gekrümmte Oberfläche 57 ausgebildet, die typischerweise einen Krümmungsradius von 10 mm für einen abgestuften Einlaßschlitz 58 hat, der 10 mm hoch ist. Der Krummungsradius sollte ausreichend klein sein, um die Wirkung beizubehalten, daß die Stufe im wesentlichen die problematische Bildung von Ablagerungen in der Mündung des zweiten Einlaßkanals verhindert.
Bei der Verwendung ist die erfindungsgemäße Überzugsvorrichtung über einem Glasband aufgehängt, das über (nicht gezeigte) Rollen von links nach rechts befördert wird. Die Überzugsvorrichtung ist in einer Höhe über dem Glasband 12 aufgehängt, die so ist, daß der Kohlenstoffblock 42 am stromabwärts gelegenen Ende der Vorrichtung in einer Höhe der Größenordnung von 10 mm über der Oberfläche des Glasbands gehalten wird, das überzogen werden soll. Ein erstes Reaktionsgas, das im allgemeinen mit einem Trägergas verdünnt ist, wird dem Verteiler mit fächerförmigem Ende 19 und dem Gasstromeinschnürer 22 zugeführt, wodurch eine gleichmäßige Verteilung des Gases über die Breite des Glases gewährleistet wird, das überzogen werden soll. Das dem Gasstromeinschnürer 22 entströmende Gas strömt durch den ersten Einlaßkanal 14 und in die Überzugskammer 10 und bewegt sich in eine erste allgemeine Richtung parallel zu dem Glas entlang der Strömungsbahn 16 in der Kammer 10 zur Basis des zweiten Einlaßkanals 15. Das zweite Reaktionsgas, das im allgemeinen mit einem Trägergas verdünnt ist, wird dem Verteiler mit fächerförmigem Ende 24 und dem Gasstromeinschnürer 25 zugeführt, wodurch eine gleichmäßige Verteilung des zweiten Reaktionsgases über die Breite des Glases gewährleistet werden soll.
Das dem Gasstromeinschnürer 25 entströmende Gas strömt durch den zweiten Einlaßkanal 15 in den Strom des ersten Reaktionsgases in der Überzugskammer, um entlang der Strömungsbahn 17 einen kombinierten Strom der gasförmigen Reaktionsmittel über die Glasoberfläche zu bilden, wo die beiden Reaktionsgase miteinander reagieren, um einen Überzug auf der heißen Glasoberfläche abzulagern. In einem Arbeitsmodus, der genauer in unserer mit gleichem Datum anhängigen Anmeldung EP-A-0365239 beschrieben ist, können die Glasströmungsbedingungen gesteuert werden, um einen turbulenten Strom des zweiten Reaktionsgases durch den zweiten Einlaßkanal 15 und der kombinierten gasförmigen Reaktionsmittel entlang der Strömungsbahn 17 zu erzeugen, wobei ein stromaufwärts gerichteter Strom des zweiten Reaktionsgases im Strom des ersten Reaktionsgases entlang der Strömungsbahn 16 vermieden wird. Die verbrauchten Gase (Trägergase, Reaktionsgase, die nicht reagiert haben, und Abgase) der Reaktion werden mittels Unterdruck (z.B. die Saugwirkung eines - nicht gezeigten - Absauggebläses), der durch den Auslaß mit fächerförmigem Ende 26 angelegt wird, durch eine Absaugleitung 18 aus dem Überzugsbereich abgesaugt, wobei der Auslaß mit fächerförmigem Ende 26 aufwärts divergierende, umgekehrt fächerförmige vordere und hintere Wände 27, 28 umfaßt. Der Unterdruck zieht nicht nur das Gas aus dem Überzugsbereich ab, sondern induziert auch einen Strom der äußeren Atmosphäre unter den stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Gliedern 29, 30 der Überzugsvorrichtung.
Die oben beschriebene Vorrichtung kann für längere Zeiträume ohne unerwünschte Blockierung des zweiten Einlaßkanals betrieben werden, die aufgrund der Ablagerung von Überzugsmaterial im Einlaßkanal auftritt, wodurch die Erzeugung gleichmäßiger Überzüge auf dem Glasband bei hohem Wirkungsgrad erleichtert wird.
Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist für die Erzeugung infrarotreflektierender Zinnoxidüberzüge beispielsweise unter Verwendung von Zinnchlorid als erstem Reaktionsgas und Wasserdampf als zweitem Reaktionsgas besonders nützlich. Um den Infrarotreflektionsgrad des Überzugs zu verbessern, kann ein Dotierstoff wie eine Antimon- oder Fluorquelle in den Reaktionsgasen enthalten sein. Weitere Überzüge wie Titanoxid oder Titannitrid können ebenfalls durch die erfindungsgemäße Vorrichtung aufgebracht werden. Zum Aufbringen eines Titanoxidüberzugs kann Titantetrachlorid als erstes Reaktionsgas verwendet werden, während als zweites Reaktionsgas Wasserdampf verwendet wird. Um einen Titannitridüberzug zu erzeugen, kann Titantetrachlorid als erstes Reaktionsgas verwendet werden, während als zweites Reaktionsgas Ammoniak verwendet wird.

Claims

1. Vorrichtung (1) zum Abscheiden eines durch die Reaktion wenigstens zweier gasförmiger Reaktionsmittel gebildeten Überzugs auf der Oberfläche eines bewegten Bandes aus heißem Glas (12), welche Vorrichtung eine stirnseitig offene Überzugskammer (10) aufweist, in der man die gasförmigen Reaktionsmittel in Kontakt mit der zu beschichtenden Glasoberfläche in einer zur Bewegungsrichtung des Glases (12) im wesentlichen parallelen Richtung strömen läst, um den gewünschten Überzug auf der Glasoberfläche zu bilden, wobei die Überzugskammer (10) nach unten zu der zu beschichtenden Glasoberfläche offen ist und sich über deren Breite erstreckt, wobei die Überzugskammer (10) ein erstes Einlaßorgan (14) zur Schaffung eines Stroms eines ersten gasförmigen Reaktionsmittels über der Glasoberfläche durch die Kammer (10) über deren Breite und ein zweites Einlaßorgan (15) aufweist, das durch einen Einlaßkanal (15) gebildet ist, der stromab (bezüglich des Stroms des ersten Reaktionsgases) des ersten Einlaßorgans (14) angeordnet ist, wobei sich der Einlaßkanal (15) quer zur Decke (9) der Kammer (10) über die Breite der Kammer (10) hin erstreckt, um ein zweites gasförmiges Reaktionsmittel in den Strom des ersten gasförmigen Reaktionsmittels in der Überzugskammer (10) einzuführen, und

eine Absaugeinrichtung stromab (bezüglich des Stroms der Reaktionsgase) des ersten und des zweiten Einlaßorgans aufweist, die von der Überzugskammer zur Beseitigung der gebrauchten Gase aus der Überzugskammer wegführt,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Decke (9) der Überzugskammer (10) eine abgestufte Form an der Verbindungsstelle des Einlaßkanals (15) und der Überzugskammer (10) hat, so daß die Decke (9a) der Überzugskammer (10) an der Stromaufseite (bezüglich des Stroms des ersten Reaktionsgases) des Einlaßkanals (15) auf einem höheren Niveau als die Decke (9b) der Überzugskammer (10) an der Stromabseite (bezüglich des Stroms des ersten Reaktionsgases) des Einlaßkanals (15) ist, wobei die von einem durch die Decke (9) gelegten Längsquerschnitt beschriebenen Linie eine abgestufte Form hat;

ein erster Gasverteiler (19) zum Fördern des ersten gasförmigen Reaktionsmittels von einer Gaszuführleitung zum ersten Einlaßorgan (14) und

ein zweiter Gasverteiler (24) zum Fördern des zweiten gasförmigen Reaktionsmittels von einer zweiten Gaszuführleitung zum zweiten Einlaßorgan (15) vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Decke (9a) der Überzugskammer (10) an der Stromaufseite des Einlaßkanals (15) wenigstens 5 mm höher als die Decke (9b) der Überzugskammer (10) an der Stromabseite des Einlaßkanals (15) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Decke (9a) der Überzugskammer (10) an der Stromaufseite des Einlaßkanals (15) bis zu 75 mm höher als die Decke (9b) der Überzugskammer (10) an der Stromabseite des Einlaßkanals (15) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Decke (9a) der Überzugskammer (10) an der Stromaufseite des Einlaßkana1s (15) 10 mm höher als die Decke (9b) der Überzugskammer (10) an der Stromabseite des Einlaßkanals (15) ist.

5. Vorrichtung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Einlaskanal (15) im wesentlichen unter rechten Winkeln zur Strömungsbahn der Reaktionsgase durch die Überzugskammer (10) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Basis der Stromabseitenwand (56) des Einlaßkanals (15) als konvex gekrümmte Oberfläche (57) an der Verbindungsstelle der Seitenwand (56) und der Decke (9b) der Überzugskammer (10) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, wobei jeder des ersten und zweiten Gasverteleilers (19, 24) zwischen umgekehrt fächerförmigen Vorder- und Hinterwänden (20, 21) definiert ist, die von einem zentralen Einlaß nach unten divergieren, um in einem Schlitz (48) zu enden, der sich über die Breite der zu beschichtenden Glasoberfläche hin erstreckt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die umgekehrt fächerförmigen Vorder- und Hinterwände (20, 21) zueinander zum Enden in dem Schlitz (48) geneigt sind.

9. Vorrichtung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, die außerdem einem Gasstromeinschnürer (22) aufweist, der zwischen dem ersten Gasverteiler (19) und dem ersten Einlaßorgan (14) angeordnet ist, um eine gleichmäßige Verteilung des ersten gasförmigen Reaktionsmittels über die Breite der zu beschichtenden Glasoberfläche hin zu bewirken.

10. Vorrichtung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, die außerdem einem Gasstromeinschnürer (25) aufweist, der zwischen dem zweiten Gasverteiler (24) und dem zweiten Einlaßorgan (15) angeordnet ist, um eine gleichmäßige Verteilung des zweiten gasförmigen Reaktionsmittels über die Breite der zu beschichtenden Glasoberfläche hin zu bewirken.

11. Verfahren zum Abscheiden eines durch die Reaktion wenigstens zweier gasförmiger Reaktionsmittel gebildeten Überzugs auf der Oberfläche eines bewegten Bandes aus heißem Glas (12), welches die Schaffung eines Stroms eines ersten gasförmigen Reaktionsmittels in einer zur Bewegungsrichtung des Glases (12) in einer Überzugskammer (10) im wesentlichen parallelen Richtung über dem Glas (12) und die Einführung eines zweiten gasförmigen Reaktionsmittels in den Strom des ersten gasförmigen Reaktionsmittels durch ein Einlaßorgan (15), das von einem Einlaßkanal (15) gebildet ist, der stromab (bezüglich des Stroms des ersten Reaktionsgases) des ersten Einlaßorgans (14) angeordnet ist, wobei sich der Einlaßkanal (15) quer über die Decke (9) der Kammer (10) erstreckt und bewirkt, daß das erste und das zweite gasförmige Reaktionsmittel durch die Überzugskammer (10) im Kontakt mit der Glasoberfläche in einer zur Bewegungsrichtung des Glases (12) im wesentlichen parallelen Richtung zwecks Bildung des gewünschten Überzugs auf dem Glas (12) strömen,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Decke (9) der Überzugskammer (10) eine abgestufte Form an der Verbindungsstelle des Einlaßkanals (15) und der Überzugskammer (10) hat, so daß die Decke (9a) der Überzugskammer (10) an der Stromaufseite (bezüglich des Stroms des ersten Reaktionsgases) des Einlaßkanals (15) auf einem höheren Niveau als die Decke (9b) der Überzugskammer (10) an der Stromabseite (bezüglich des Stroms des ersten Reaktionsgases) des Einlaßkanals (15) ist und die von einem durch die Decke (9) gelegten Längsquerschnitt beschriebene Linie eine abgestufte Form hat.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Strom des zweiten gasförmigen Reaktionsmittels in den Strom des ersten gasförmigen Reaktionsmittels in einer Richtung eingeführt wird, die im wesentlichen unter rechten Winkeln zur Strömungsbahn der Reaktionsgase durch die Überzugskammer (10) ist.