DK154340B - Fremgangsmaade til belaegning af glas med en belaegning omfattende silicium samt apparat til udoevelse af fremgangsmaaden - Google Patents

Description

DK 154340 B

i

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til belægning af glas med en ____ belægning omfattende silicium ved termisk dekomponering af en silan-holdig gas under ikke-oxiderende forhold på en glasoverflade, hvis temperatur mindst er 400°C, medens glasset bevæges forbi en 5 belægningsstation.

En række belægningsmaterialer er blevet anvendt eller foreslået til modificering af strålingstransmissions* og strål ingsreflektionsegenskaberne af glas til forbedring af glassets udseende eller til tilvejebringelse af dekorative mønstre på en overflade af glasset.

Sådanne belægninger tjener ofte mere end ét formål. F.eks. er metaloxidbelægninger og vakuumfordampede metal belægninger blevet anvendt til at forsyne glas med sol regulerende egenskaber, medens de samtidig giver glasset en attraktiv farve.

15

Det er endvidere velkendt, at silaner ved opvarmning dekomponerer under dannelse af silicium. Silaner er derfor blevet anvendt som kilde til fremstilling af belægninger af silicium på glas og på substrater til anvendelse i elektrisk ledende indretninger.

20 Således beskrives i beskrivelsen til tysk patent nr. 395.978 en eksperimentel procedure, som involverer dannelsen af en siliciumbelægning på en overflade af en lille glasplade, som er anbragt i et rør. Røret opvarmes, og gasformig siliciumhydrid føres hen over den 25 glasoverflade, der skal belægges. Siliciumhydridet, SiH^, kan fortyndes med hydrogen. Dette vil frembringe ikke-oxiderende forhold.

Den i det tyske patentskrift omhandlede proces er imidlertid en stationær, diskontinuert proces, der udføres på ganske små genstande, som kan rummes i et opvarmet rør, men den beskrevne teknik 30 kan ikke anvendes til fremstilling af en ensartet belægning på store glasoverflader, som der er brug for det i glasindustrien og navnlig ved belægning af glas i stor målestok på en produktionslinie, hvor glasset bevæges forbi en belægningsstation.

35 I beskrivelsen til US patent nr. 3.721.584 er det endvidere angivet, at glassubstrater med en påført kontinuert eller diskontinuert siliciumfilm med en tykkelse på 50-1500 A og til anvendelse som optisk filter i glimudladningsrør og data-aflæsningsanordninger eller som fotomaskerinasannrdnina ved fremstil!i na af intearerede 2

DK 154340 B

elektriske kredsløb, kan fremstilles ved pyrolytisk dekomponering af sil an på et opvarmet glassubstrat ved at rette en strøm af sil an blandet med en inert gas mod det varme substrat. Det anføres, at man ved at regulere indholdet af sil an i den inerte gas, styre strømmen 5 af denne gasblanding således, at hele den overflade, der skal belægges, udsættes for samme mængde reguleret gasblanding, og holde temperaturen af substratoverfladen høj nok til, at der sker hurtig dekomponering, vil kunne frembringe en meget ensartet film af ønsket tykkelse. - Nogen nærmere angivelse af, hvorledes denne procedure 10 skal realiseres, findes dog ikke i US patentskriftet, og det må derfor konstateres, at der i patentskriftet ikke findes nogen vejledning om, hvorledes store glasoverflader med en ensartet siliciumholdig belægning kan fremstilles i industriel målestok.

15 I beskrivelsen til tysk patent nr. 2.104.773 beskrives belægning af glas med en metalholdig aflejring. Denne belægning frembringes ved termisk dekomponering af en damp af en organometallisk forbindelse på glasoverfladen, medens glasset bevæges forbi en belægningsstation.

20

Dampen tilføres ved en elektrostatisk metode, som benytter en ladet kant (20), nær hvilken dampen tilføres gennem en spalte. Denne spalte er frembragt i et organ, til hvis ene ende der tilføres damp, som fremføres i en bæregas. Der er ikke tale om frembringelse af et 25 i alt væsentligt konstant tryk i damptilførslen gennem spalten til kanten, og ved elektrostatisk belægningsarbejde er der endvidere en tendens til at danne koncentrerede ladningspunkter, hvorfra der foregår en udladning og en transport mod den overflade, der skal belægges. Det diskuteres ikke i det omhandlede patentskrift, men det 30 er yderst usandsynligt, at der vil kunne frembringes noget, som nærmer sig en ensartet tilførsel af belægningsdamp mod glasoverfladen i en retning hen over bredden af det glas, der skal belægges, således at en ensartet metalbelægning vil kunne forventes opnået. Anvisninger om, hvorledes en ensartet siliciumholdig belægning 35 skulle kunne frembringes på en glasoverflade findes ikke i patentskriftet.

Endelig kendes der fra beskrivelsen til schweizisk patent nr.

494.710 en fremgangsmåde til modificering af en glasoverflade med 3

DK 154340 B

metaloxider. Ved denne fremgangsmåde opvarmes glasset til en tem- _ peratur, ved hvilken glasoverfladen kan modificeres, og en strøm af en dampformig metalforbindelse rettes under oxiderende betingelser mod den varme glasoverflade, idet de oxiderende betingelser regu-5 leres således, at metalforbindelsen på glasoverfladen oxideres til metaloxid, som opløses i et overfladelag af glasset. Der er således tale om en indtrængning af metaloxidet i selve glasset, hvorved det øverste glasoverfladelag får et (formentlig beskedent) indhold af metaloxid, men ikke om dannelse af et metaloxidlag på glassets 10 overflade. I patentskriftet nævnes det, at den behandlede glasoverflade efterfølgende kan udsættes for en reducerende atmosfære, men dette ændrer naturligvis ikke det metaloxidmodificerede øvre overfladelag af glasset til et metaloxid- eller metallag på glasset.

15 Det nævnes endvidere i patentskriftet, at fremgangsmåden kan udøves i forbindelse med en glasbane, der bevæger sig på et bad af smeltet metal, d.v.s. at fremgangsmåden kan udøves kontinuert. Selvom det i patentskriftet også er nævnt, at glassets overflade, altså det øverste glaslag, kan modificeres med silicium, må det dog således 20 konstateres, at den i det schweiziske patentskrift beskrevne fremgangsmåde ikke kan benyttes til fremstilling af et siliciumlag på overfladen af et glas, idet de parametre, der betinger opløsningen af metaloxiderne i glassets overfladelag først og fremmest er diffusionsforholdene, som er forholdsvis upåvirkelige af de para-25 metre, der betinger dannelsen af en belægning på glasset, nemlig deponeringsgassens sammensætning, afgivelse og strømning hen over den glasoverflade, der skal belægges.

Det er formålet med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe 30 mulighed for i industriel målestok at fremstille glas med en ensartet belægning omfattende silicium, hvilket, som det fremgår af ovenstående, ikke lader sig realisere med den teknik, der kendes fra nogen af de ovennævnte patentskrifter, og heller ikke ved en simpel kombination heraf.

35

Formålet opnås derimod med fremgangsmåden ifølge opfindelsen med de indledningsvis angivne karakteristika, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved, at glasset føres forbi belægningsstationen i form af en kontinuert bane, oq at den silan-holdige gas frigøres tæt ved 4

DK 154340 B

overfladen af den varme glasbane under et i alt væsentligt konstant tryk hen over bredden af glasset, som skal belægges, i en varm zone, som åbner sig mod og strækker sig tværs over glasoverfladen, hvorhos den varme zone bestemmer gassens strømningsmønster over glasover-5 fladen, og den silanholdige gas omfatter fra 0,1 til 20 volumen% silan, op til 10 volumen% hydrogen og fra 70 til 99,9 volumen% af en inert gas.

Foretrukne udførelsesformer for fremgangsmåden ifølge opfindelsen 10 fremgår af det i underkravene 1-6 anførte.

Ved at regulere gassens sammensætning i forhold til banens fremføringshastighed kan der opretholdes en silanpyrolysehastighed på den varme glasoverflade, som betinger dannelse af en siliciumbelægning 15 med en i forvejen fastlagt tykkelse på overfladen.

Temperaturen af den glasoverflade, der skal belægges, skal være over 400°C for at dekomponere si lanet på overfladen, men glasoverfladetemperaturen kan være betydeligt højere, f.eks. op til 750°C.

20

Det viser sig imidlertid, at anvendelse af høje temperaturer resulterer i forspænding i det belagte glas og har tendens til at give et belagt glas med et opal i serende eller uklart overfladeudseende.

Følgelig foretrækkes det at anvende en temperatur under 700°C, med 25 mindre forspænding og/eller uklarhed i det belagte produkt er acceptabel.

Almindeligvis ligger temperaturen af glasset i belægningsområdet fortrinsvis i området 500-700°C.

30 Når en netop fremstillet bane af glas på en produktionslinie belægges, er glassets bevægelseshastighed forbi belægningsstationen almindeligvis i praksis dikteret af glasfremstillingsprocessen. Det har vist sig, at en bekvem procedure til opnåelse af en ensartet 35 belægning med ønsket tykkelse er først at indstille gasstrømningshastigheden, indtil der er opnået en ensartet belægning, og derefter indstille silankoncentrationen i gassen, indtil den ønskede tykkelse af belægningen er opnået. Tykkelsen kan imidlertid reguleres på andre måder. F.eks. kan glassets temperatur hæves for at hæve 5

DK 154340 B

tykkelsen af den dannede belægning. Ved belægning af en bane af glas, der bevæger sig på en produktionslinie under fremstillingsprocessen, kan dette involvere bevægelse af belægningsanordningen langs banen, men det skal bemærkes, at dette ikke altid er hen-5 sigtsmæssigt.

En siliciumbelægning kan ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen også påføres på den ene eller begge overflader af en glasbane, som er under udglødning, og fremgangsmåden giver også mulighed for belæg-10 ning af en glasbane, som bevæger sig frem gennem en udglødningsovn, idet den silanholdige gas afgives til en varm zone, som er beliggende i udglødningsovnen, hvor glastemperaturen er i området 400-700°C.

15 Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er således anvendelig til belægning af valset pladeglas i en udglødningsovn. Ved belægning af valset pladeglas kan uklarhed eller forspænding i slutproduktet være acceptabel, og det kan da være muligt at arbejde ved temperaturer over 700°C, f.eks. ved temperaturer omkring 750°C. Fremgangsmåden 20 ifølge opfindelsen kan også anvendes til belægning på en produktionslinie for pladeglas.

Si lanet i den gas, som strømmer mod, og i omegnen af den varme glasoverflade, der belægges, forvarmes, inden den når overfladen.

25 Det er ønskeligt, at temperaturen af silangassen, når den kontakter den glasoverflade, der belægges, bør være så høj som mulig, uden at der forekommer dekomponering i gasfasen. Den silanholdige gas, som tilføres til belægningsstationen, holdes derfor på en temperatur, ved hvilken der ikke forekommer nogen væsentlig dekomponering, 30 sikkert under 400°C, indtil den frigives i den varme glasoverflades umiddelbare nærhed.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er særligt anvendelig til afsætning af belægninger bestående i alt væsentligt af silicium, men den 35 kan også anvendes til afsætning af belægninger indeholdende silicium og andre materialer. Således kan den silanholdige gas f.eks. også indeholde gasformige præcursore for andre belægningsmaterialer, som eventuelt kan reagere med silicium, der er afsat fra silanet. Fremaanasmåden ifelae ODfindelsen kan anvende til at. nåfrtre 6

DK 154340 B

belægninger på klart glas eller farvet glas, f.eks. de brun-, grå-eller grønfarvede glasser, som er kommercielt tilgængelige.

Opfindelsen omfatter også et apparat til belægning af en overflade 5 af glas med en belægning, der omfatter silicium, ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, hvilket apparat omfatter et gastilførselsorgan, der strækker sig på tværs af bevægelsesbanen for den glasbane, der skal belægges, og midler til at dirigere gas fra gastilførselsorganet mod overfladen af glasbanen, og hvilket apparat er ejendommelig 10 ved midler til afkøling af gastilførselsorganet, hvilke kølemidler strækker sig på tværs af glasbanen i varmeudvekslingsforhold med gastilførselsorganet, og et aflangt kammer med en åben side, der åbner mod den overflade af glasbanen, som skal belægges, hvilket kammer i sin længde står i forbindelse med gastilførselsorganet 15 gennem gasstrømningsrestriktionsmidler, som er indrettet til at afgive gas fra gastilførselsorganet og ind i kammeret ved et konstant tryk langs længden af kammeret, der er afgrænset af vægge, som fastlægger strømningsmønsteret for gassen fra gasstrømningsrestriktionsmidlerne over overfladen af glasbanen.

20

Foretrukne udførelsesformer for apparatet ifølge opfindelsen fremgår af det i underkravene 8-10 anførte.

Apparatet Ifølge opfindelsen er særligt anvendeligt til dannelse af 25 en belægning bestående i alt væsentligt af silicium, men den kan også anvendes til afsætning af belægninger indeholdende silicium og andre materialer.

Ved tilvejebringelse af termisk isolation som angivet i krav 9 kan 30 gastilførselskanalen og gasstrømningsrestriktionsmidlerne for gasstrømmen holdes kolde til undgåelse af dekomponering af sil anet i den gasformige fase i gastilførselsorganet eller i gasstrømningsrestriktionsmidlet, medens gassen hurtigt opvarmes i kammeret, inden dens kontakt med glasoverfladen efter dens frigivelse til kammeret ved konstant tryk over kammerets længde. Endvidere begrænser tilvejebringelsen af termisk isolation afkøling af de vægge, der afgrænser kammeret af organer, som afkøler gastilførselsorganet og muliggør forbedret styring af betingelserne i kammeret.

7

DK 154340 B

Denne udførelsesform for apparatet kan f.eks. anvendes til tilvejebringelse af en ensartet siliciumbelægning på en bane af 3 meter bredt flydegi as.

5 Tilvejebringelsen af tildannede sidevægge i kammeret som angivet i krav 10 regulerer gasstrømningsmønsteret i kammeret. Gasstrømningsmønsteret er også afhængig af andre parametre, såsom temperaturen af glasoverfladen, temperaturen af den silanholdige gas, der frigives i kammeret, og glasoverfladens bevægelseshastighed forbi kammerets *0 åbne flade. Ved regulering af de forskellige parametre kan gasstrømningsmønsteret reguleres til opnåelse af ensartede belægninger og effektiv silanudnyttelse, medens der i alt væsentligt undgås si landekomponering i gasfasen.

15 Når den glasbane, der skal belægges, bevæger sig fremad på et smeltet metal-bad, bør temperaturen af gastilførselskanalen reguleres således, at den silanholdige gas holdes ved en temperatur godt under 400°C, inden den strømmer gennem gasstrømningsrestriktionsmidlerne ind i afgangskammeret. Organerne til regulering af gas-20 tilførselskanalens temperatur kan omfatte en kappe for varme- eller kølevæske i termisk kontakt med gastilførselskanalen. Til afkøling af kanalen kan der cirkuleres vand gennem kappen, således at gassen holdes ved en temperatur omkring kølevandets temperatur. Afkøling af fordeleren tjener også til at undgå krumning af fordeleren og 25 opspændingsproblemer forårsaget af en sådan krumning.

Den ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstillede belægning kan have en tykkelse på 250-600 A bestemt som beskrevet heri, men belægningen kan også have en tykkelse i området 300 Å til 450 A 30 bestemt som beskrevet heri.

Med fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan der endvidere tilvejebringes siliciumbelagt planglas med en ensartet siliciumbelægning med en optisk tykkelse i området 950 - 1600 A og et brydningsindeks 55 i området 3,0 til 4,0. Sådanne siliciumbelægninger tilvejebringer, når de påføres på klart glas, typisk et belagt glas, som, når det ses fra den belagte side, har en transmissionsgrad for hvidt lys i området 17 - 34% (bestemt ved anvendelse af en C.I.E. C-lyskilde), en direkte solvarmetransmission i området 27 - 45% og en 8

DK 154340 B

solstrålingsreflektion i området 34 - 52 %.

Med fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan der således fremstilles glasplader med en ensartet og bestandig siliciumholdig belægning, 5 der giver glasset ønskelige solstrålingsregulerende egenskaber og et tiltalende udseende.

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere beskrevet i form af nogle eksempler og under henvisning til tegningen, hvor: 10 fig. 1 viser et vertikalt snit gennem et flydegi asfremsti11 ingsap-parat visende en beholderstruktur indeholdende et smeltet metal-bad og en gasfordeler ifølge opfindelsen anbragt på tværs af glasbanens bevægelsesbane nær apparatets udgangsende, 15 fig. 2 viser et snit udført langs linien II-II på fig. 1, fig. 3 viser et snit udført langs linien III-III på fig. 2, der mere detailleret viser gasfordeleren, 20 fig. 4 viser et billede set fra neden af fordeleren ifølge fig. 3 visende drøvleanordningen for gasstrømningen, hvorigennem der frigives afkølet gas til et kammer, der er åbent mod glasbanen, 25 fig. 5 viser en forstørrelse af en del af drøvleanordningen for gasstrømmen, fig. 6 viser et lodret billede set i retningen af pilen VI i fig. 3 og visende en mekanisme til indstilling af carbonsidestykkerne på 30 fordeleren, fig. 7 viser et delbillede svarende til fig. 3, som viser en modifikation af gasfordeleren med tildannede sidevægge af det nedadtil åbne kammer, hvorved kammeret bibringes en divergerende form, 35 fig. 8 viser et delsnit svarende til fig. 7, som viser en anden form for tildannede sidevægge i det nedadtil åbne kammer i fordeleren, fig. 9 viser et snit svarende til fig. 3 af en anden udførelsesform 9

DK 154340 B

for en gasfordeler med en anden form for nedadtil åbent kammer, og fig. 10 viser et skematisk tværsnit gennem en anden udførelsesform for opfindelsen til belægning af glas i en udglødningsovn.

5 På tegningen angiver samme henvisningsbetegnelser samme eller tilsvarende dele.

Figurerne 1-6 viser en foretrukket udførelsesform for et apparat 10 ifølge opfindelsen til anvendelse ved påføring af en ensartet, tynd belægning af silicium på den øvre overflade af en bane af flydeglas. Belægningen påføres mod badets afgangsende, når banen nærmer sig det sted, hvor den løftes fra overfladen af et bad af smeltet metal, hvorpå banen er blevet dannet.

15

Figurerne 1 og 2 viser smeltet glas 1, der på sædvanlig vis tilføres ad en kanal 2, der fører fra forhærden af en glassmelteovn. Kanalen 2 ender i et mundstykke med sidestykker 3 og en læbe 4, og strømmen af smeltet glas til mundstykket, sædvanligvis natron-kalk-glas 20 reguleres af en reguleringskiper 5. Mundstykket strækker sig over endevæggen 6 ved indløbet af en beholderstruktur omfattende et gulv 7, en endevæg ved udløbet 8 og sidevægge 9. Beholderstrukturen indeholder badet af smeltet metal 10, sædvanligvis smeltet tin eller tinlegering, hvori tin er den overvejende bestanddel, og smeltet 25 glas flyder, som vist ved 11, over mundstykkelæben 4 ud på overfladen af det smeltede metalbad 10 ved badets indløbsende, hvor temperaturen ved hjælp af varmeorganer betegnet 12 holdes i området omkring 1.000’C, hvilke varmeorganer er monteret i en tagstruktur 13, som bæres over beholderstrukturen og begrænser et frit rum 14 30 over det smeltede metal bad. Ved indløbet har tagstrukturen en endevæg 15, som hænger ned til nær ved overfladen af det smeltede metal bad 10 ved badets indgangsende til tilvejebringelse af et indløb 16 af begrænset højde. En udvidelse 17 af tagstrukturen strækker sig op til kiperen 5 til dannelse af et kammer, hvori 35 mundstykket er indesluttet.

Tagstrukturen har også en nedadhængende væg 19 ved udgangsenden. Et udløb 20 for en glasbane 21 fremstillet på badet afgrænses mellem den nedre flade af endevæaaen 19 af taastrukturpn vpd udlcihpt. na dpn 10

DK 154340 B

øvre flade af endevæggen 8 af badet ved udløbet. Drevne trækvalser 22 er monteret på den anden side af udløbet 20 med valsernes øverste overflader lige over niveauet for den øverste overflade af badets endevæg 8, således at glasbanen løftes svagt fra badoverfladen for i 5 vandret stilling at føres bort fra udløbet 20 af badet på valserne 22.

En beskyttende atmosfære, f.eks. 95% nitrogen og 5% hydrogen holdes under overtryk i det fri rum 14 over badet, idet den tilføres gennem 10 kanaler 23, der strækker sig nedad gennem taget 13 og er forbundet til en fælles samleledning 24. Den beskyttende atmosfære strømmer udad gennem indløbet 16 til opfyldning af det kammer 17, der inde-slutter mundstykket. En temperaturgradient opretholdes langs badet fra en temperatur på omkring 1000'C ved badets indgangsende til en 15 temperatur i området 570 - 650*C ved badets afgangsende, hvor glasbanen føres væk fra badet. Ved denne lavere temperatur er glasset størknet i tilstrækkelig grad til ikke at blive beskadiget ved sin berøring med trækvalserne 22, men kan stadig løftes fra badoverfladen som vist.

20

Det smeltede glas 11, som over mundstykkelæben 4 strømmer ud på badet, får lov at flyde lateralt ud på badet, som vist i fig. 2, til dannelse af et lag af smeltet glas, som derefter fremføres som en bane 21, der afkøles og føres væk fra badet. Bredden mellem side-25 væggene 9 af beholderstrukturen, der indeholder badet, er større end banens bredde.

En gasfordeler til tilførsel af silanholdig gas til overfladen af glasbanen er anbragt i tværgående retning i forhold til glasbanens 30 bevægelsesretning langs badet nær badets udgangsende som vist i figurerne 1 og 2, hvor glastemperaturen er i området 570 - 670*C.

Ved udøvelse af opfindelsen tilføres glasoverfladen en silanholdig gas, som omfatter fra 0,1 til 20 volumenprocent sil an, op til 10 35 volumenprocent hydrogen og fra 70 til 99,9 volumenprocent inert gas, sædvanligvis nitrogen. Ved temperaturer i området 570 - 670*C dekomponerer si lanet i gassen let ved pyrolyse på den varme glasoverflade, idet en afsætning af silicium, Si, efterlades på glasoverfladen. Fortrinsvis er silanet monosilan SiH-.

11

DK 154340 B

Gasfordeleren er generelt betegnet med referencebetegnelsen 26 i fig. 1 og er vist mere detailleret i figurerne 3-6. Fordeleren omfatter en hul kanaldel 27, som ved 28 er svejset til taget af 29 af et større kanal element, der i tværsnit har form af et omvendt U, 5 som også har sidevægge 30. Den hule kanaldel 27 tjener som ledning 31 for gennemstrømning af kølevæske, sædvanligvis vand.

Vandrette elementer 32 strækker sig indad fra hver af sidevæggene 30 over hele længden af disse sidevægge, og de indvendige kanter af 10 elementerne 32 afgrænser mellem sig en aflang spalteformet åbning 33.

Et andet element 34 med tværsnitsform som et omvendt U er anbragt symmetrisk på de vandrette elementer 32, der dækker åbningen 33. De 15 nedre kanter af elementet 34 er svejset til de vandrette elementer 32, og elementet 34 afgrænser en gastilførselskanal 35 med udgangsåbningen 33 i sin nedre overflade.

Mellem elementet 34 og elementet 29, 30 er der afgrænset endnu en 20 kanal 36 med omvendt U-form til strømning af kølevand.

Fordeleren afgrænser også et aflangt åbent kammer 40 til anbringelse nær bevægelsesbanen for den øvre overflade 41 af glasbanen 21, og som over sin længde står i forbindelse med gastilførselskanalen 35.

25 I den i figurerne 1-6 viste udførelsesform har det åbne kammer et tag, der er begrænset af plader 42 af varmeisolationsmateriale af sammenpressede mi neral fibre, som mellem sig afgrænser en aflang åbning 43, der er ensrettet med åbningen 33 i bunden af gastilfør-30 selskanal en 35. Enderne af kammeret 40 er lukket af carbonendevægge 44, og hver sidevæg i kammeret 40 dannes af to carbonplader 45, som er forbundet med hinanden med en central tap 46 (fig. 2), som er fastgjort til sidevæggen 30 af kanalen 36.

35 Pladerne 45 er holdt på plads mod isolationspuder 47 af samme materiale som pladerne 42, der ligger an mod fastgøringsplader 48, som er svejset til sidevæggene 30, ved hjælp af bolte 49, der passerer gennem spalter 50 i pladerne og er fastgjort i pladerne 48.

En trykfjeder 51 fastholdes på hver af boltene 49 af møtrikker 52 og 12

DK 154340 B

ligger an mod en øjeskive 53 på den ydre flade af pladen. Dette arrangement muliggør indstilling af pladerne 45 på en måde, der vil blive beskrevet, således at bundfladerne 54 af pladerne placeres så tæt, som det er muligt, ved den øvre overflade af glasbanen over 5 hele banens bredde.

Drøvleanordninger for gasstrømmen er fastgjort mellem åbningerne 33 og 43 og omfatter bæreplader 55, som bærer en central vaffel plade 56 fremstillet af metal bølgepi ader. Bærepladerne 55 er boltet til de 10 vandrette elementer 32 ved hjælp af bolte 57, hvis hoveder er forsænket i pladerne 55 og er dækket af de isolerende plader 42, som ved hjælp af et passende klæbestof er fastgjort til pladerne 55. Den centrale vaffel plade 56 omfatter, som vist detailleret på fig. 5, en flerhed af bølgede metalstrimler 58 anbragt "ude af fase" til 15 afgrænsning af en flerhed af kanaler 59, som har et lille tvær snitsareal i forhold til tværsnitsarealet af gastilførselskanalen 35, således at trykfaldet over kanalen 35 er lille, når silanholdig gas tilføres under tryk til kanalen 35 gennem gastilførselskanaler 60 ved hver ende af fordeleren som vist i fig. 2, sammenlignet med 20 trykfaldet gennem de indsnævrede kanaler 59, og vaffel pladen 56 udgør på effektiv vis en drøvleanordning for gasstrømmen til sikring af frigivelse af kold, silanholdig gas til kammeret 40 ved i alt væsentligt konstant tryk og temperatur over hele længden af kammeret.

25 Bærepladerne 55, hvori vaffelpladen 56 er monteret, er også af metal, som er i nær berøring med de kølede, vandrette elementer 32, således at vaffel pladen 56 holdes ved en temperatur under 400eC på trods af den kendsgerning, at fordeleren er anbragt i det frie rum 30 ved udgangsenden af flydeglasfremstillingsapparatet, hvor omgivelsernes temperatur er en smule under banens temperatur.

Det er imidlertid ønskeligt, at afgangskammeret 40 skal opvarmes ved stråling fra den øvre overflade 41 af glasbanen 21, som passerer 35 under den åbne flade af afgangskammeret, idet fordeleren er anbragt på en sådan måde, som vist på fig. 3, at den nedre kant 61 af afgangskammeret er beliggende tæt op mod den ydre overflade 41 af banen 21, som skal modtage en siliciumbelægning.

13

DK 154340 B

Tilvejebringelsen af de varmeisolerende plader 42 sikrer, at gastilførsel skanal en 35 og vaffel pladen 56 kan holdes ved en temperatur under 400eC, således at silanen ikke dekomponerer og afsætter silicium, enten på den indre overflade af kanalen 35 eller på 5 vaffel pladen 56. Carbonvæggene i kammeret 40 holdes i alt væsentligt ved omgivelsernes temperatur, således at rummet i kammeret 40 udgør en opvarmningszone, hvori afkølet silanholdig gas frigives ved i alt væsentlig konstant temperatur og tryk over glasoverfladen, 10 Kølevand tilføres til den ene ende af gasfordeleren uden for beholderstrukturen som vist på fig. 2. Et vandtilførselsrør 62 er forbundet med kanalen 36, og vand strømmer ad kanalen 36 til den anden ende af fordeleren og derefter gennem et ikke vist hul i taget 29 og i bunden af den hule kanaldel 27 ind i den øvre kanal 31 i elementet 15 27. Vandet strømmer ad kanalen 31 til et udløbsrør 63 ved samme ende af fordeleren som vandtilførselsrøret 62.

Tilførslen af kølevand på denne måde afkøler elementerne 27, 29, 30 og 34, således at gasfordelerens stivhed bevares og den silanholdige 20 gas, der strømmer gennem gaskanalen 35 holdes ved omkring kølevandets temperatur, d.v.s. 40 - 50°C.

Fig. 2 viser, hvorledes kammeret 40 ved bunden af gasfordeleren kun er beliggende i en central del af fordeleren og er så langt som den 25 bredeste bane, der skal belægges under fremføringen på badet. Åbningen 33 strækker sig derfor kun over en central del af gastil-førselsrøret 35 mod begge ender af kanalen, d.v.s. uden for kammeret 40 har gastilførselskanalen 35 og kølevandskanalen 36 en kontinuert bund, der dannes af en kontinuert plade, som er svejset til side-30 væggene 30.

Gasfordel eren er regulerbart understøttet i beholderstrukturen på den i fig. 2 viste måde og forseglet i åbninger 64 i sidevæggene 9 af beholderstrukturen. Ved opspænding af gasfordeleren er åbningerne 35 64 uforseglede, og gasfordeleren føres fra den ene side, som er den venstre side som vist på fig. 2, på tværs af beholderstrukturen. Den venstre side af fordeleren holdes i en krave 65, som er monteret på en drejetap ved den øvre ende af en gevindbærestang 66, hvis nedre ende indgår i et snekkegear i et hus 67, hvilket gear er manuelt 14

DK 154340 B

roterbart ved hjælp af et hjul 68. Huset 67 bæres af en skinnevogn 69, der løber på et skinneførende spor 70, hvoraf kun et kort stykke er vist. En rulle 71, der er monteret ved den øverste ende af en understøtning 72, er indstillelig i vertikal retning, således at den 5 tilvejebringer en understøtning for fordeleren, når den indføres fra venstre side af beholderstrukturen.

Fordeleren føres på tværs af beholderstrukturen til en tilsvarende rulle 71*, som er monteret på den øvre ende af en indstillelig 10 understøtning 73. Den højre ende af fordeleren føres gennem en krave 74, som på lignende måde som kraven 65 er monteret på en gevindstang 75, der griber ind i et snekkegear i et hus 76, hvilket snekkegear er manuelt indstilleligt ved hjælp af hjul 77. Huset 76 er monteret på en fast understøtning 78.

15

Ved opspænding af fordeleren, når den er blevet ført gennem tankstrukturen og fastgjort mellem kraverne 65 og 74, roteres hjulene 68 og 77 for at løfte fordeleren fra rullerne 71, 71*. Rotation af , hjulene 68 og 78 muliggør også justering til hævning af fordeleren 20 over beholderstrukturen, således at de nedre flader 54 af sidevæggene 45 er beliggende så nær ved den øvre flade af glasbanen som muligt. I praksis foretrækkes det at understøtte fordeleren på dens bund, når den føres gennem tankstrukturen. I dette tilfælde indføres fordeleren omvendt og vendes derefter ved 180* rotation af kraverne 25 65 og 74.

På trods af afkølingen af elementerne 27, 29 og 30, som medvirker til at bevare stivheden, er der en vis bøjning af fordeleren, og for at kompensere herfor er pladerne 45 regulerbare omkring deres 30 midtertappe 46. Denne regulering gennemføres ved hjælp af en mekanisme, der skematisk er vist i fig. 2 og mere detailleret i figurerne 3 og 6.

Hver af pladerne 45 har fem spalter 50, hvorigennem de fjederbela-35 stede spændebolte 49 passerer. Nær yderenden af hver plade nær ved den anden af spalterne er der fastgjort en regulator til den øverste overflade af hver af pladerne til at dreje pladerne omkring deres fikserede centrale tap 46 inden for de reguleringsgrænser, der muliggøres af spalterne 50. Almindeligvis drejes pladerne 45 en 15

DK 154340 B

smule nedad omkring deres centrale tap 46 for at kompensere for bøjning af elementerne 27, 29 og 30 og for at bringe de nedre flader af sidevæggene så nær som muligt til den øvre overflade af banen over hele banens bredde. Hver af regulatorerne omfatter en fodplade 5 79 af metal, som ved hjælp af bolte 80 er fastgjort til den øvre overflade af sin plade 45. Fodpladen bærer en opragende lap 81, til hvilken en gaffel 82 på den nedre ende af en gevindstang 83 er forbundet ved hjælp af en drejetap 84. Gevindstangen 83 passerer opad gennem et øje 85 i en knæpiadeunderstøtning 86, som er svejset 10 til den ydre overflade af sidevæggen 30 af kølevandskanalen 36. En stødpude 87 er fastgjort til toppen af knæpladen 86, og stangen 83 passerer opad gennem den pude og har påskruet et keglehjul 88 med indvendigt gevind, som indgriber i et keglehjul 89, der er fastgjort til enden af en vandret monteret stang 90, som holdes i en lejeklods 15 91 monteret på en ribbe 92, som ved hjælp af bolte 193 er fastgjort til en knæplade 94, der er svejset til den udvendige overflade af den hule kanaldel 27. Som vist på fig. 2, strækker hver af stængerne 90 sig langs kanalstykket 27 gennem tanksidevæggen og er fastholdt i en anden, ikke vist lejeklods i kraven 65 henholdsvis 74, og yder- 20 enden af hver af stængerne 90 er formet som en møtrik, der kan gribes af et værktøj til rotation af stangen, således at pladerne 45 bringes til at hæves eller sænkes omkring deres tappe. Hver af gastilførselskanalerne 60 er, som vist i venstre side af fig. 2, forbundet til en blander 92, som er forbundet med en gastiIførsels-25 linie 93 gennem et flowmeter 94 og en regulerbar ventil 95 til en line 96, som er forbundet med en tilførsel for gasformig monosilan SiH4 i nitrogen. En anden gastilførselsledning 97 er forbundet med blanderen 92 og er gennem et flowmeter 98 til en regulerbar ventil 99 forbundet med en gastilførselsledning 100 til en tilførsel af en 30 blanding af nitrogen og hydrogen, hvis sammensætning er regulerbar.

Regulering af ventilerne 95 og 99 gør det muligt at regulere sammensætningen af den silanholdige gas, der tilføres til kanalerne 60, således at gassen omfatter fra 0,1 til 20 volumenprocent sil an op 35 til 10 volumenprocent hydrogen og fra 70 til 99,9 volumenprocent inert gas, som i dette tilfælde er nitrogen. Fortrinsvis er kanalerne 60 ved begge ender af gasfordeleren forbundet med blanderen 92, men en separat tilførsel kan være tilvejebragt til begge ender af fordeleren. Medens gas i den beskrevne udførelsesform tilføres 16

DK 154340 B

til begge ender af fordeleren, kan det være tilstrækkeligt at tilføre gas til kanalen i ét punkt. Ventiler i gastilførslen benyttes til at regulere strømningshastigheden for silanholdig gas ind i gastilførselskanalen 35 og derved regulere strømningen gennem 5 vaffelpladen 56 ind i det opvarmede kammer 40, og strømningshastigheden for gas ind i kanalen 35 er således, at der sikres afgivelse af gas gennem vaffel pladen og åbningen 43 ind i kammeret 40 ved ensartet tryk over hele længden af kammeret 40 til tilvejebringelse af ensartet behandling over hele banens bredde.

10

Den totale strømningshastighed af den silanholdige gas reguleres ved indstilling af ventilerne 95 og 99 til at give en ensartet belægning, og sammensætningen af den silanholdige gas, navnlig silankoncentrationen, reguleres ved justering af ventilen 95 i 15 forhold til fremføringshastigheden for glasbanen 21 langs badoverfladen under den åbne flade af kammeret 40, således at der opretholdes en pyrolysehastighed for sil anen på den varme glasoverflade 41 under dannelse af en siliciumbelægning af i forvejen fastlagt tykkelse på denne overflade inden det tidspunkt, hvor glasbanen 20 dukker frem fra beliggenheden under det åbne kammer. Ved udøvelse af opfindelsen gennemføres reguleringen af sammensætningen af den silanholdige gas sædvanligvis i forbindelse med undersøgelse af produktet, og ventilernes indstilling fastholdes, når den ønskede tykkelse af siliciumbelægningen frembringes. Sammensætningen kan 25 fastlægges på forhånd ved beregning og/eller forsøg, og finindstilling derefter gennemføres for at opnå den ønskede belægningstykkelse.

Hydrogen og nitrogen i den silanholdige gas undslipper gennem den 30 spalte, der begrænses af de nedre kanter 54 af det åbne kammer og den øvre overflade af glasbanen. Man kan også forestille sig, at der kan tilvejebringes en forsegling mellem den nedre overflade af denne opstrøms sidevæg 45 af kammeret ved at behandle pladerne 45 således, at smeltet materiale, f.eks. smeltet tin, får mulighed for at hænge 35 fast ved den nedre overflade af denne væg og kontakte den øvre overflade af glasbanen lige inden den belægges. Tilvejebringelsen af en sådan forsegling sikrer, at al gasundvigelse finder sted i nedstrøms retning og medrives i den generelle strøm af beskyttende atmosfære, der strømmer gennem udgangsenden af badet gennem udgangen 20.

DK 154340 B

1/

Der kan være tilvejebragt udtrækskanaler, f.eks. opslidsede rør, der er forbundet med ydersiden af fordeleren, til at udtrække brugte gasser fra kammeret 40.

5 Hurtig opvarmning af den silanholdige gas uden dekomponering i gasfasen er ønskelig, og opvarmningen af gassen, når den strømmer i afgangskammeret 40 påvirkes, af gassens opholdstid i afgangskammeret, hvilken opholdstid afhænger af kammerets indvendige rumfang og dets form.

10

Figurerene 7 og 8 viser to alternative udførelsesformer for afgangskammeret, hvor sidevægge 101 er tykke carbonvægge, som ved hjælp af bolte 102 er fastgjort til understøtningsplader 55. Mellemliggende plader 42 af varmeisolation er tilvejebragt. Væggene 101 15 har en sådan form, at der afgrænses en kanal i kammeret, som divergerer fra åbningen 43 til kammerets åbne flade. De indre overflader 103 af sidevæggene kan have en krum form, som vist i fig. 7, med et hurtigt tiltagende tværsnit, således at der tilvejebringes hurtig ekspansion af gasser, der strømmer ned gennem åbningen 43.

' 20

En mere langsom ekspansion og et modificeret strømningsmønster er tilvejebragt i udførelsesformen ifølge fig. 8, hvor de indre flader 103 af væggene 101 er lige skrånende overflader.

25 En anden fordeler ifølge opfindelsen er vist i fig. 9 og har et kammer med en åben flade formgivet til laminar strømning af belægningsgassen parallel med glasoverfladen 41.

Fordeleren omfatter et kanal element 130 med tværsnit i form af et 30 omvendt U med sidevægge 131, 132 og en overvæg 133. Kanalen i 130-elementet er opdelt i to dele ved hjælp af en lodret skillevæg 134, der ved 135 er svejset til topvæggen 133. Vandrette elementer 138 og 139 strækker sig indad fra sidevæggen 131 og skillevæggen 134 nær disses nedre kanter og afgrænser sammen en aflang åbning 136. Et 35 andet mindre kanal element 140 med U-formet tværsnit er anbragt symmetrisk over åbningen 136, idet dets nedre kanter er svejset til de vandrette elementer 138 og 139. Et vandret element 141 er svejset til grundfladen af den lodrette skillevæg 134, og grundfladen af væggen 132 strækker sig ud over væggen 132.

18

DK 154340 B

De to kanal elementer 130 og 140 med tværsnit som et omvendt U begrænser sammen med de vandrette elementer 138 og 139 en kanal 142 med U-formet tværsnit til passage af en kølevæske. En rektangulær returledning 143 afgrænses af sidevæggen 132, overvæggen 133, 5 skillevæggen 134 og det vandrette element 141. Den indre overflade af kanal elementet 140 med U-formet tværsnit afgrænser sammen med de horisontale elementer 138 og 139 en gastilførselskanal 144.

En drøvleanordning 145 for gasstrømmen svarende til den på figurerne 10 3, 4 og 5 viste med en vaffel plade 56 mellem bæreplader 55 er boltet til undersiden af vandrette elementer 138 og 139 ved hjælp af forsænkede bolte 57, således at vaffel pladen 56 er bragt på linie med åbningen 136. Som i udførelsesformen i fig. 3 har kanalerne i vaffelpladen 56 et lille tværsnitsareal i forhold til arealet af 15 gastilførselskanalen 144.

Tildannede carbonklodser 146, 147, 148 og 149 afgrænser et U-formet kammer 150 med en åben flade, der strækker sig over den øvre overflade 41 af den glasbane 21, der skal belægges. Carbonklodsen 146 20 omfatter øvre og nedre stykker 152 og 153 med et lag 154 af fibrøs varmeisolering fastgjort mellem dem. Den tildannede carbonklods 147 omfatter tilsvarende et laminat af øvre og nedre stykker 155 og 156 med lag af fibrøs varmeisolering 157 fastgjort mellem dem.

Varmeisolationslagene 154 og 157 styrer varmestrømmen mellem den 25 kølede gastilførselskanal og kammeret 150 og tillader, at de carbonklodser, der afgrænser kammervæggen, opvarmes ved brug.

En flerhed af adskilte afstandsstykker 167 er svejset til yderoverfladen af sidevæggen 132 i kanal elementet 130 med U-formet 30 tværsnit. Den tildannede carbonklods 148 står på den øverste overflade af carbonklodsen 147 i kontakt med de bageste flader af afstandsstykker 167. Adskilte afstandsstykker 158 svarende til afstandsstykkerne 167 er anbragt i den nedstrøms gren af det U-formede kammer 150 og adskiller de tildannede carbonklodser 148 og 35 149. Afstandsstykkerne 158 og carbonklodsen 148 er fastgjort til afstandsstykkerne 167 ved hjælp af bolte 160, hvis hoveder er forsænket i afstandsstykkerne 158. Den tildannede carbonklods 149 er fastgjort ved hjælp af bolte 168, som er fastgjort i afstandsstykkerne 158. Boltene 168 fastgør også knæplader 161 og 162, som 19

DK 154340 B

strækker sig langs fordeleren og understøtter en kanal 163 med en aflang åbning 164 for tilførsel af gas under tryk.

De flader af carbonklodserne 146, 147, 148 og 149, som fastlægger 5 væggene i det U-formede kammer 150, er glatte og tildannede således, at turbulens undgås, og gassens laminare strømning over glasoverfladen 41 muliggøres. Hjælpecarbonklodser 165 og 166 er fastgjort til den bageste overflade af den tildannede carbonklods 149 ved dennes top og bund for at medvirke til regulering af gasstrømmen. Den nedre 10 hjælpeklods strækker sig horisontalt nær ved glasoverfladen og begrænser gasstrømmen under foden af blokken 149.

I brug er kanalerne 142 og 143 (som er forbundet ved et hul i skillevæggen 134 ved dennes ene ende) er forbundet med en tilførsel 15 for kølevæske, og gastilførselskanalen 144 er forbundet med en silangaski1 de på samme måde som apparatet ifølge figurerne 1 - 6. Yderligere er kanalen 163 forbundet med en ikke vist kilde for trykgas (f.eks. nitrogen/hydrogen), som strømmer gennem åbningerne 164 og tjener til at dispergere spildgas, der udstrømmer fra det 20 U-formede kammer 150.

Nogle eksempler på virkemåden vil nu blive beskrevet. Eksemplerne 1 - 4 angår fremstillingen af en siliciumbelægning, på den øvre overflade af en bane af flydegi as kort inden banen udtræder fra flyde-25 gasfremstillingsapparatet. Eksempel 5 angår påføringen af en siliciumbelægning på en bane af valset pladeglas, når det passerer gennem en udglødningsovn.

I eksemplerne er produkternes optiske egenskaber angivet. De for 30 belægningerne angivne tykkelser er bestemt ud fra de optiske tykkelsesmålinger på kendt måde. Transmissionerne for hvidt lys er bestemt under anvendelse af C.I.E. lyskilde C. De angivne optiske egenskaber bestemtes ud fra målinger foretaget med belægningen på den side af glasset, der vendte mod den anvendte lyskilde.

35 EKSEMPEL 1

Under anvendelse af det på figurerne 1 - 6 viste apparat opretholdes en beskyttende atmosfære bestående af 94 volumenprocent nitrogen og 20

DK 154340 B

6 volumenprocent hydrogen i det frie rum 14 over det smeltede tinbad, langs hvilket banen af flydegi as fremføres.

Banen 21 føres fra apparatet ved hjælp af valserne 22 med en ha-5 stighed på 295 meter pr. time og passerer gennem udglødningsovnen, som er på den anden side af valserne 22.

Gasfordeleren er anbragt nær udgangsenden af badet, hvor glasoverfladetemperaturen er omkring 610*C og er monteret med den nedre kant 10 af afgangskammeret 40 så tæt som muligt ved den øverste overflade 41 af banen 21 uden at skabe virkelig kontakt.

En silanholdig gas bestående af 3,9 volumenprocent monosilan SiH^, 93,9% nitrogen og 2,2% hydrogen til førtes fordeleren gennem kana-15 lerne 60 med en hastighed på 90 liter pr. minut pr. meter længde af fordeleren. Tilførselshastigheden indstilledes, indtil der dannedes en i alt væsentligt ensartet siliciumbelægning på glasset ved ovnens afgangsende.

20 Farven af de fra glasbanen udskårne siliciumbelagte glasplader syntes at være brun i transmitteret lys og sølvfarvet i reflekteret lys. Tykkelse, brydningsindeks og optiske egenskaber af det belagte glas var som følger: 25 Bølgelængde for maksimal refleksion (λ max) 5300 Å

Brydningsindeks 3,73

Optisk tykkelse 1234 Å

Tykkelse 355 A

Hvidlystransmission 23% 30 Transmission af direkte solvarme 34%

Total varmetransmission 40%

Sol strålingsreflektion 48% EKSEMPEL 2 35

Fremgangsmåden ifølge eksempel 1 blev gentaget, men under anvendelse af et apparat modificeret som vist i fig. 7, således at afgangskammeret 40 har en særlig form.

21

DK 154340 B

Procesbetingelserne var følgende:

Sammensætning af ibeskyttende atmosfære $4 volumenprocent nitrogen

Banens ovnhastighed 215 meter/time

5 Glastemperatur M0eC

Sammensætning af tilført gasblanding 2/6 volumenprocent monosilan

SiH4 4,,7 volumenprocent 10 hydrogen ?2,7 volumenprocent nitrogen

Tilførselshastighed for gasblanding j (84 liter/minut/ meter længde 15 af fordeler

En ensartet silidiiumbelægning dannedes, og farven af det belagte glas var brun i trænsmitteret lys og sølvfarvet i reflekteret lys.

20 Tykkelse, brydningsiiindeks og optiske egénskaber af cdet belagte glas var som følger:

Bølgelængde for ma'ksimal reflektion (λ max) 5850 A

Brydningsindeks . 3,55 25 Optisk tykkelse 1463 Å

Tykkelse . 412 Å

Hvidlystransmission 24%

Transmission af direkte solvarme 33%

Total varmetransmiission 39% 30 Solstrålingsreflekition 47% EKSEMPEL 3 35 Fremgangsmåden ifølge eksempel 1 blev igen gentaget, men under anvendelse af en modifikation af afgangskammeret sum vist i fig. 8.

Prpcesforholdene var følgende:

DK 154340 B

22

Sammensætning af beskyttende atmosfære 94 volumenprocent nitrogen 6 volumenprocent hydrogen 5 Banens ovnhastighed 295 meter/time

Glastemperatur 650*C

Sammensætning af tilført gasblanding 2,3 volumenprocent monosilan

SiH4 10 4,2 volumenprocent hydrogen 92,5 volumenprocent nitrogen

Tilførselshastighed for gasblanding 87 liter/minut/ 15 meter længde af fordel er

Der dannedes igen en ensartet belægning, og farven af det belagte glas var brun i transmitteret lys og sølvfarvet i reflekteret lys.

20

Tykkelse, brydningsindeks af belægningen og de optiske egenskaber af glasset var følgende:

Bølgelængde for maksimal reflektion (λ max) 5100 A

25 Brydningsindeks 3,60

Optisk tykkelse 1274 Å

Tykkelse 354 Å

Hvidlystransmission 27%

Transmission af direkte solvarme 36% 30 Total varmetransmission 41%

Solstrålingsreflektion 47%

Et andet eksempel på drift med fordeleren ifølge figurerne 1 - 6 er følgende: 35 EKSEMPEL 4

Den glasbane, der belægges, var 3 meter bred. Procesbetingelserne

DK 154340B

23 var følgende:

Sammensætning af beskyttende atmosfære 90 volumenprocent nitrogen 5 10 volumenprocent hydrogen

Banens ovnhastighed 360 meter/iime

GI astemperatur 660 * C

Sammensætning af tilført gasblanding 2,2 volumenprocent 10 monosilan

SiH4 5,6 volumenprocent hydrogen 92,2 volumenprocent 15 nitrogen ' Tilførselshastighed for gasblanding 66 liter/nrinut/ meter fordel -erlængite 20 Der fremkom en ensartet belægning, hvis farve var tbrun i transmitteret lys og sølvfarvet 1 reflekteret lys.

Tykkelsen af belægningen og de optiske egenskaber af det [belagte glas var følgende: 25 Bølgelængde for maksimal reflection (λ max) 4400 Å

Brydningsindeks 3,9

Optisk tykkelse 1100 A

Tykkelse 380 A

30 Hvidlystransmission 36%

Transmission af direkte solvarme 47%

Total varmetransmission 54%

Sol strålingsreflektion 35% 35 EKSEMPEL 5

Fremgangsmåden ifølge eksempel 1 blev gentaget under anvendelse af det i fig. 9 viste, modificerede apparat, idet den silanholdige gas

DK 154340B

24 blev ført gennem det nedadtil åbne kammer parallelt med glasoverfladen under i alt væsentligt laminare strømningsforhold. Den totale gasstrømningshastighed indstilledes således, at der opnåedes en ensartet belægning, og koncentrationen af sil an i gassen varieredes 5 for at variere tykkelsen af belægningen under bevarelse af ensartetheden.

Procesbetingelserne var: 10 Sammensætning af beskyttende atmosfære 90 volumenprocent nitrogen 10 volumenprocent hydrogen

Banens ovnhastighed 365 meter/time

15 Glastemperatur 620’C

Tilførselshastighed for gasblanding 50 liter/minut/ meter længde af fordeler

Sammensætning af tilført gasblanding (a) 5 volumenprocent 20 monosil an

SiH4 95 volumenprocent nitrogen (b) 10 volumenprocent 25 monosil an

SiH4 90 volumenprocent nitrogen (c) 7 volumenprocent 30 monosil an

SiH4 3 volumenprocent hydrogen 90 volumenprocent 35 nitrogen

Tykkelse, brydningsindeks og optiske egenskaber af glasset var:

DK 154340B

25 5 fa) 5 Tb) 5 (c)

Bølgelængde for maksimal reflektion (λ max) 4800 A 7100 A 6000 A

Brydningsindeks 3,45 4,00 3,80

Optisk tykkelse 1190 A 1780 A 1500 A

5 Tykkelse 348 A 444 A 395 A

Hvidlystransmission 25% 21% 18%

Transmission af direkte solvænme 37% 24% 28%

Total varmetransmission 43% 31% 34%

Sol strålingsreflektion 43% 54% 52% 10 Farve ved transmission brun grøn brun

Farve ved reflektion sølv- guld- sølv farvet farvet farvet guldfarvet 15

Ligesom opfindelsen kan anvendes til belægning af flydeglas under dets fremstilling, kan fremgangsmåden ifølge opfindelsen også anvendes til belægning af en varm glasbane, der er fremstillet på anden måde, f.eks. ved den velkendte valseproces eller den vertikale 20 trækningsproces, hvorved en dannet glasbane fremføres gennem en udglødningsovn. En form for gasfordeler til belægning af en valset glasbane i en udglødningsovn er vist skematisk i fig. 10.. Denne gasfordeler vil blive anbragt i ovnen, hvor glastemperaturen er i området 400 - 450*C. Banen af valset pladeglas 110 bevæger sig 25 fremad på ovnvalser betegnet 111. Gasfordeleren omfatter en hætte 112, som er forbundet til en ekstraktionskanal 113. Gasfordelsren er placeret under ekstraktionshætten, og sidevæggene af ekstraktionshætten 112 strækker sig nedad til nær ved den øvre overflade af glasbanen 110. Gasfordeleren omfatter en beskyttende hætte 114, 30 hvori gastilførselskanalen 35, der er omgivet af en vandkølet kappe 36 på tilsvarende måde som den i fig. 3 viste udførelsesform, er afgrænset.

Drøvleanordninger for gasstrømmen i form af en vaffel plade 56 er 35 fremstillet af metal bølgeplader af samme type som vist i fig.

5. Vaffelpladen 56 bæres af understøtningsplader 55.

Det aflange, nedadtil åbne kammer 40 afgrænses under vaffel fladen af carbonsidestykker, som er L-formede, til afgrænsning af en åbning i 26

DK 154340 B

kammerets loft under vaffel pladen 56, der begrænser gasstrømmen.

Bunden af sidevæggene af carbonstykkerne strækker sig til nær ved. den øvre overflade af glasbanen, og dette arrangement sikrer frigivelse af sil anhol di g gas til kammeret 40 ved konstant tryk over 5 længden af kammeret, som strækker sig over bredden af den fremførte bane af valset glas. For at tilvejebringe en ikke-oxiderende atmosfære under den beskyttende hætte 114, indføres beskyttende atmosfære, f.eks. en nitrogenatmosfære, eller en atmosfære bestående af 95 volumenprocent nitrogen og 5 volumenprocent hydrogen, gennem 10 kanaler 117, som er afgrænset ved toppen af hætten 114 i den forreste og bageste ende af gasfordeleren. Udstyr, der virker begrænsende for gasstrømmen i form af vaffel pi ader 118 svarende til vaffel pladen 56 tilvejebringer en afgang fra hver af kanalerne 117 for beskyttende atmosfære, som skal strømme nedad ved i alt væsent-15 ligt konstant tryk over hele bredden af fordeleren mod den øvre overflade af glasbanen. På denne måde er der en konstant strøm af beskyttende atmosfære i området mellem carbonsidestykkerne 115 og den beskyttende hætte. Gasser ekstraheres under bundkanterne af den beskyttende hætte opad gennem ekstraktionshætten 112 til ekstrak-20 tionskanalen 113. På denne måde tilvejebringes en ikke-oxiderende atmosfære i området for ovnen, hvor silanbelægningen dannes på den øvre overflade af glasbanen, og der forekommer kontinuerlig ekstraktion af spildgasser væk fra belægningszonen, hvorved muligheden for, at silanholdige gasser spredes over hele udglødningsovnens 25 længde, undgås.

En modifikation af apparatet ifølge fig. 10 kan også anvendes i et milieu, hvor der ikke er nogen beskyttende atmosfære, såsom en udglødningsovn, og uden at en beskyttende atmosfære tilføres direkte 30 til belægningsstedet. I denne modifikation undgås kanalerne 117 og vaffel pladerne, 118 og bunden af hvert af carbonsidestykkerne 115 er udvidet i glasfremføringsretningen til en dimension, som væsentligt hæmmer indtrængning af ekstern atmosfære i kammeret 40.

35 Et eksempel på driften af dette modificerede apparat til belægning af valseglas med mønster, når det passerer gennem en udglødningsovn, er som følger: 27

DK 154340 B

EKSEMPEL 6

Bel agt banebredde 1 meter 5 Banens ovnhastighed 350 meter/time

GI astemperatur 620 * C

Sammensætning af tilført gasblanding 5,0 volumenprocent monosi 1 an S«, 10 5,0 volumenprocent hydrogen 90,0 volumenprocent nitrogen

Tilførselshastighed for gasblanding 60 liter/minut/ 15 meter længde af fordeler

Der dannedes en ensartet belægning, som var brun i transmitteret lys og sølvfarvet i reflekteret lys.

20

Belægningens optiske egenskaber var følgende:

Bølgelængde for maksimal refléktion (λ max) 4000 A

Brydningsindeks 3,2

25 Optisk tykkelse 1000 A

Tykkelse 312 A

Hvidlystransmission 33%

Transmission af direkte solvarme 45%

Total varmetransmission 51% 30 Sol strålingsreflektion 36%

Også flydeglas kan belægges i udglødningsovnen, hvorigennem banen af flydegias fremføres, efter at den har forladt badet, for så vidt gasfordeleren er placeret i ovnen, hvor glassets temperatur er over 35 400’C.

Det dannede siliciumbelagte glas havde, når det blev udskåret i plader fra banen på sædvanlig vis, et tiltalende udseende æg anvendelige sol reguleringsegenskaber, hvilket gør det anvendeliat til

DK 154340B

28 glasenheder, navnlig til vinduer i bygninger.

En siliciumbelagt glasplade kan anbringes i en ramme, som fastgøres i en væg eller mur på sædvanlig måde.

5

Det siliciumbelagte glas kan også anvendes i fieriagsglasenheder, specielt dobbeltglasenheder. En glasplade med siliciumbelægning vil fortrinsvis have siliciumbelægningen anbragt indvendigt i en sådan glasenhed.

10

Placeringen af de siliciumbelagte overflader af glasset indvendigt i dobbeltglasenheden beskytter siliciumbelægningerne mod vejrliget. I lyset af siliciumbelægningernes bestandighed er dette imidlertid ikke nødvendigt, og de siliciumbelagte overflader af glaspladen kan 15 være udvendige overflader.

En belagt glasplade kan udgøre den indre eller den ydre rude i en enhed med dobbeltglas. I en fieri åget enhed omfattende tre eller flere ruder kan det belagte glas anvendes som mellemrude eller som 20 den indre eller ydre rude.

Til visse anvendelser, hvor glas af høj styrke er nødvendigt, er det ønskeligt at hærde glasset ved en varmehærdningsproces, og det siliciumbelagte glas ifølge opfindelsen er blevet varmehærdet ved 25 sædvanlige fremgangsmåder uden væsentlig ødelæggelse af siliciumbelægningen. Det belagte glas kan også lamineres.

Det tiltalende udseende af det siliciumbelagte glas muliggør også anvendelser, hvori dets sol reguleringsegenskaber ikke er nødvendige, 30 f.eks. i glas til indendørs brug eller som et dekorativt element og undertiden som strukturelt element i møbler. Det belagte glas kan således f.eks. danne en bordplade.

Det siliciumbelagte glas kan også anvendes som spejl ved tilveje-35 bringelse af en mørk baggrund til at hindre lystransmission gennem glasset, idet et sådant spejl omfatter siliciumbelagte glas ifølge opfindelsen med en mørk belægning, f.eks. sort maling, enten oven på siliciumbelægningen eller på glassets modsatte overflade.

29

DK 154340 B

Ved udøvelse af opfindelsen Ikan andre si laner anvendes som bestanddel af den silanholdige gas, f.eks. disilan SigHg eller dichlorsilan sih2ci2.

5 Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er blevet anvendt til at danne en siliciumbelægning på fladt glas med en tykkelse i området 200 A til 1000 Å eller derover. Belægningerne har fortrinsvis en tykkelse i området 250 - 600 Å.

10 Tyndere belægninger inden for dette område er sølvblå i reflekteret lys og brune i transmitteret lys. Når tykkelsen af belægningen vokser, sker der en gradvis ændring af dens udseende, således at det belagte glas, når tykkelsen er omkring 400 A, synes gulgråt i reflekteret lys og brunt i transmitteret lys.

15

Transmissions- og reflektionsfarverne fortsætter med art blive dybere, indtil tykkelsen når .omkring 450 A, ved hvilken tykkelse interferensfarver bliver af ibetydning. Interferensfarver er ikke sædvanligvis ønskelige på flydeglas, idet de dog kan bibringe 20 mønstret glas attraktive effekter. Til sol kontrol foretrækkes belægninger på ikke-mønstret glas i almindelighed med en tykkelse i området 300 - 450 A, idet der let fås belægninger med ensartet udseende i dette område.

25 Tykkelsen af belægningen på glasset er blevet bestemt ved en simpel optisk teknik ved måling af den bølgelængde (λ ), «ed hvilken lysreflektion fra belægningen er maksimal (R ). Tyrrdfilmsteori ΠΐαΧ viser at: 30 2 (Nc2 - Ng \

Nc2 + Ng J

oc hvor Nc = belægningens brydnimgsindeks Ng = glassets brydningsflindeks.

Under forudsætning af, at glassets brydningsindeks er kendt, kan 30

DK 154340 B

med belægningens tykkelse ved følgende ligning:

Nc · d = -~tnax = optisk tykkelse, 4 5 hvor d er tykkelsen af belægningen.

10 15 20 25 30 35

Claims (10)

1. Fremgangsmåde til belægning af glas med en belægning omfattende 5 silicium ved termisk dekomponering af en silan-holdig gas under ikke-oxiderende forhold på en glasoverflade, hvis temperatur mindst er 400°C, medens glasset ibevæges forbi en belægniingsstation, kendetegnet ved, at glasset føres forbi belægningssta-tionen å form af en kontinuert bane, og at den silan-:holdige gas 10 frigøres tæt ved overfladen af den varme glasbane under et i alt væsentligt konstant tryk hen over bredden af glasset,, som skal belægges, i en varm zone, søm åbner sig mod og strækker sig tværs over glasoverfladen, hvorhos den varme zone bestemmer gassens strømningsmønster over glasoverfladen, og den silariholdige gas 15 omfatter fra 0,1 til 20 volumen% silan, op til 10 volumen% Ihydrogen og fra 70 til 99,9 volumen% af en inert gas.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at gassens sammensætning reguleres i forhold til banens fremføringsha- 20 stighed.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendettægnet ved, at glasbanen fremføres langs et bad af smeltet meifeal, over hvilket der opretholdes en beskyttende atmosfære, og at iden silan- 25 holdige gas frigøres i den varme zone, der er lokaliseret til et sted, hvor glastemperaturen ligger i området fra 600°C til 3570°C.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at glasbanen fremføres gennem en udglødningsovn, og at den 30 silan-holdige gas frigøres i den varme zone, der er lokaliseret til et sted i udglødningsovnen, ihvor glastemperaturen ligger i området fra 400°C til 700°C.

5. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående 35 krav, kendetegnet ved, at silanen er monosilan ((SiH^).

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der frembringes en reflekterende siliciumbelægning med en tykkelse på fra 250 A til 600 A målt som angivet i beskrivelsen. DK 154340 B

7. Apparat til belægning af glas med en belægning, der omfatter silicium, ved en fremgangsmåde ifølge krav 1, hvilket apparat omfatter et gastilførselsorgan, der strækker sig på tværs af bevægelsesbanen for den glasbane, der skal belægges, og midler til at 5 dirigere gas fra gastilførselsorganet mod overfladen af glasbanen, kendetegnet ved midler (36) til afkøling af gastilførselsorganet, hvilke kølemidler (36) strækker sig på tværs af glasbanen i varmeudvekslingsforhold med gastilførselsorganet (35), og et aflangt kammer (40) med en åben side, der åbner mod den overflade af 10 glasbanen, som skal belægges, hvilket kammer i sin længde står i forbindelse med gastilførselsorganet (35) gennem gasstrømningsrestriktionsmidler (56), som er indrettet til at afgive gas fra gastilførselsorganet og ind i kammeret ved et konstant tryk langs længden af kammeret, der er afgrænset af vægge (45, 103), som 15 fastlægger strømningsmønsteret for gassen fra gasstrømningsrestriktionsmidlerne (56) over overfladen af glasbanen.

8. Apparat ifølge krav 7, kendetegnet ved, at gas strømningsrestriktionsmidlerne (56) udgøres af en række kanaler (59) 20 med lille tværsnitsareal, hvilke kanaler fører fra gastilførselsorganet (35) til kammeret (40), hvorhos dimensionerne af kanalerne (59) udvælges således, at tryktabet langs organet (35) er lille sammenlignet med tryktabet langs kanalerne (59).

9. Apparat ifølge krav 7 eller 8, kendetegnet ved, at der findes termisk isolering (42) mellem organet (35) og kammeret (40).

10. Apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 7-9, 30 kendetegnet ved, at sidevægge (101) i kammeret (40) er formet således, at der i kammeret afgrænses en kanal, som divergerer fra restriktionsmidlerne (56) til den åbne side af kammeret (40). 35