HU212792B - Method for producing coating on glass - glass ribbon - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás üvegfelületen - üvegszalagon - bevonat létrehozására, pontosabban olyan eljárás üveg bevonására, amelynek során legalább két gáznemű reagens lép egymással reakcióba egy mozgó forró üvegszalagon bevonat létrehozásához.

Ismeretes az, hogy az építészetben alkalmazott üvegfelületek esetén a kívánt tulajdonságú bevonatokat olyan gáznemű reagensek alkalmazásával lehet létrehozni, amelyek a forró üvegfelületen lerakódnak. így szilikonbevonatokat, amelyek napsugárzást szabályozó bevonatként szolgálnak, egy szilántartalmú gáznak forró üvegfelületen való pirolízisével állítanak elő és történtek kísérletek a napsugárzást szabályozó és alacsony emissziójú (azaz erős infravörös reflektálóképességű) bevonatok előállítására más, alkalmas gáznemű reagens alkalmazásával. Az ilyen eljárások hátránya, hogy nagyüzemű előállítása a gyakorlatban nehézkes és nem biztosítható a kielégítően a megkívánt vastagságú bevonat.

A GB-PS 1 454 377 és az ennek megfelelő DE-AS 2 361 702 lajstromszámú leírása olyan eljárást ismertet, amelynél legalább egy befonó reagenst tartalmazó gázkeveréket irányítanak egy fúvókán keresztül - ahol a fúvóka kilépési helyén a Reynolds-szám legalább 2500 - egy bevonandó anyag felületére. A bevonó reagenst, egy vivőgázban elkevertem egy hosszúkás fúvókán keresztül 90°-ös szög alatt irányítják a bevonandó anyag felületén, ahol a hosszúkás fúvóka a bevonandó anyagfelület teljes szélességére kiterjed, és ahol az elhasznált gázt a fúvóka mindkét oldalán lévő vákuumszívók útján vezetik el. Az ismert eljárás hátránya, hogy a bevonó gáz nem párhuzamosan halad az üvegfelülettel és nem gondoskodtak speciálisan olyan reagensek keverékének alkalmazásáról, amelyek könnyen reakcióba lépnek egymással, mielőtt elérnék a forró üveg felületét.

A GB-PS 1 507 996 lajstromszámú leírás szerinti eljárás során egyenletes bevonat kialakításához egyetlen reagens gázt alkalmaznak úgy, hogy ezt a gázt a bevonandó üveg felületével párhuzamosan áramoltatják, lamináris áramlási körülmények között. Az eljárás hátránya, hogy itt ugyancsak nem történik speciális intézkedés olyan reagensek keverékének alkalmazására, amelyek könnyen lépnek egymással reakcióba, mielőtt elérnék az üveg felületét.

A GP-PS 1 516 032 lajstromszámú leírásban olyan üvegbevonó eljárást ismertetnek, ahol egy vagy több bevonó reagenst tartalmazó folyékony közeget alkalmaznak, amelyek lehetnek folyadék- vagy gázneműek, s amelyet egy vagy több áramlásban irányítanak a forró üvegfelületre, mely áramlások legalább egyike rendelkezik a szalag mozgásirányába eső sebesség-összetevővel, továbbá 60°-nál nem nagyobb szög alatt hajlik a szalag homlokfelületéhez. Ezen megoldás haszna, hogy olyan bevonatot ad, amelyre jellemző a homogén szerkezetű üvegbevonati réteg, szabályos kristály-elrendeződéssel, ahol két vagy több egymással reagáló komponens szükséges, ezeket külön áramban lehet alkalmazni egymás mellett elhelyezkedő fúvékákon keresztül, melyek mindegyike úgy van elrendezve, hogy az üvegfelülethez hegyesszögben haladó reagens áramlást állítson elő úgy, hogy a reagensek egymással az üveg közelében kerülnek érintkezésbe; de használható egyetlen fúvóka is az első reagens-áramlás létrehozásához, míg a második reagensként szolgáló levegőáramot az első áramlás impulzusa és hajlása segítségével juttatják a reakciózónába. A bevonó zónától áramlásirányban lefelé elszívóvezeték helyezhető el, a gáznak a bevonó zónából történő elvonására és egy tetőfelület helyezhető el annak érdekében, hogy meghatározható legyen a gázfelszínnel együtt egy áramlási pálya az üveg felett abból az övezetből, ahol a folyadékáram(ok) visszaverődnek az üvegen.

A GB-PS 1 524 326 lajstromszámú leírásban olyan eljárást ismertetnek, amelynél egy gáznemű közeget áramoltatnak a bevonandó anyag mentén, gyakorlatilag turbulenciamentes rétegként egy, részben az üvegfelület által meghatározott, egy elszívóvezetékhez tartó áramlási út mentén: amely elszívóvezetéken át a viszszamaradt gázt elvonják az üvegtől. A gáznemű reagenseket fent említett GB-PS 1 516 032 lajstromszámú leírásban ismertetett eljáráshoz hasonlóan hegyesszögű áramlás formájában vezetik az üveghez.

A GB-PS 2 026 454 lajstromszámú leírás részletesen foglalkozik egy, a forró üvegfelületen kialakítandó ón-oxidréteget előállító eljárással, amelynek során óntetrakloridot tartalmazó gáznemű közeget alkalmaznak, legalább 2,5xl0~³ bar parciális nyomásnak megfelelő koncentrációban, továbbá vízgőzt legalább 10xl0³ bar parciális nyomásnak megfelelő koncentrációban. Egy különösen előnyös megvalósításnál ón-tetraklorid-gőzt tartalmazó nitrogén vivőgáz-áramot áramoltatnak a bevonandó üveg felülete mentén, továbbá vízgőzt tartalmazó levegőáramot vezetnek az említett áramlásba azon a helyen, ahol az az említett felület mentén áramlik. Egy adalékanyagot - mint amilyen a hidrogén-fluorid - lehet táplálni az anyag külső felületére külön, vagy a nedves levegővel keverten. A gázáramokat előnyösen 45°-nál kisebb hegyesszög alatt juttatják az üveg felszínéhez és áramoltatják azt az üveg mentén lényegileg turbulenciamentes rétegként az áramlási út mentén, amelyet részben az üveg felszíne határoz meg és amely egy a megmaradt gázt az üvegtől elvonó elszívóvezetékhez tart.

A GB-PS 2 044 137A lajstromszámú leírásban fúvókát ismertetnek gáznemű reagens áramának a bevonandó forró üvegfelületre való irányításához. Annak érdekében, hogy elkerüljék az alkalmazott bevonó gáznak - például ón-tetraklorid és vízgőz - idő előtti reakcióját, a fúvóka három egymás melletti fúvókavezetéket tartalmaz, melyeknek mindegyike rendelkezik egy egyenesvonalú hasítékként kialakított elszívónyílással. A fúvókavezetékek egymás mellett helyezkednek el, párhuzamosan az egyenesvonalú hasítékaikkal, ahol is a vezetékeket meghatározó oldalfalak összetartóak egy, mindhárom vezeték közös képzeletbeli vonala felé. A használatban a fúvóka a bevonandó forró üvegfelületen keresztben végignyúló hasítékokkal úgy van elrendezve, hogy az említett képzeletbeli vonal gyakorlatilag az üveg síkjában helyezkedik el. A rea2

HU 212 792 Β gensek különállóan lamináris áramlással lépnek ki a vezetékekből és az említett képzeletbeli vonal mentén visszaverődnek az üvegen. A fúvóka és az üveg közötti távolságot a gyakorlatban kissé csökkenteni lehet azáltal, hogy viszonylag intenzív helyi turbulenciát hoznak létre, ahol a gázáramok felütköznek az üvegen, s ezáltal elősegítik a keveredést. A visszamaradt gázokat a bevonó zónából a fúvókától áramlásirányban előtte és mögötte elhelyezett elszívóvezetékkel vonják ki.

A GP-PS 2 113 120B lajstromszámú leírás a GBPS 2 044 137A lajstromszámú leírásban bemutatott fúvóka egy további változatát ismerteti, amelynél az üveg felé eső fúvóka-homlokoldal olyan alakú, hogy a gázáramlást a fúvókától túlnyomórészt az áramlásirányba terelje. A gáznemű áramlások, amelyek a fúvókavezetékek elhagyásakor laminárisak, az üveg mozgásának irányába vannak terelve, lényegileg az üveggel párhuzamosan, haladnak. így azok sokkal finomabban érik el az üveget, mint a GB-PS 2 084 137A lajstromszámú leírás szerinti eljárás esetében és a turbulencia mértéke is csökkentett, amely segíti az esetenként fellépő, a bevonási hibák csökkenését.

Egy eljárási változat szerint, ami a GB-PS 2 044 137A lajstromszámú leírás feltalálóitól származik és az EP 0 060 221 lajstromszámú leírásban van ismertetve, amely eljárás során a bevonó gázáramokat egymásba vezetik, mielőtt érintkezésbe jutnának az anyaggal, éspedig akár úgy, hogy eltérő sebességekkel mozgatják őket, akár úgy, hogy 35°-nál nagyobb szög alatt irányítják azokat egymás felé, akár pedig a fentieket kombinálva, úgyhogy egy azonnali keveredést hoznak létre az összeütközésből származó keverőhatásból adódóan. Az ismertetett megvalósításoknál a reagens gázokat egy készlet párhuzamos fúvóka szállítja, amelyek igen közel vannak az üveg felületéhez elhelyezve és mindegyiknek van egy központi csöve az első reagens gáz, valamint egy ezzel koaxiális csöve a második reagens gáz bevezetéséhez. A csövekben levő terelőlapok ellentétes forgómozgást adnak az első és második reagens gáznak, úgy, hogy a gáznemű áramlás a fúvóka szájnyílásánál találkozik és gyakorlatilag azonnal keveredik egymással, mielőtt valamelyik gáz érintkezésbe kerülne az üveggel. Ezenkívül mindegyik fúvóka rendelkezik egy harmadik csővel is, amely koaxiálisán helyezkedik el az előző két csőhöz viszonyítva, és amely az elhasznált gázoknak a reakciózónából való elvezetésére szolgál.

A GB-PS 2 184 748A lajstromszámú leírásban egy további eljárás szerepel, ahol egy bevonó elővegyület és egy oxidáló gáz van bevezetve a keverőzónába, jóval az üveg felett, a bevonókamra belépési végénél. A keverőzónához hőt vezetnek és az elővegyület, illetve az oxidáló gáz alaposan összekeverik a keverőzónában, miközben az anyaghoz jut, azonban olyan magasságban, hogy a bevonat egy gyakorlatilag homogén gőzkeverékből alakult ki. A keveréket ezután folyamatosan átáramoltatják a bevonókamrán, ahol érintkezik az üveg felső felületével. Előnyösnek tekinthető, ha a tetőszerkezet magassága csökken az áramlás irányában lefelé haladva, s így fojtja a gőzáramlást a bevonókamra mentén. Némely előnyös kiviteli alaknál a szerkezet görbevonal mentén ereszkedik lefelé, amely görbe az üvegfelület feletti alsó tetőszakasz felé halad. Úgy találták, hogy ez elősegíti a vízgőzzel terhelt elővegyület egyenletes, lefelé haladó főáramát a bevonó kamrán belül, ami jótékony hatással van a kialakult bevonat egyenletességére.

A bevonó kamra előnyösen legalább 5 méter hoszszúságú; az ilyen hosszú bevonókamra alkalmazása különösen jó hatással van a bevonási teljesítmény növelésre, amikor viszonylag vastag bevonatokat alakítanak ki egy gyorsan mozgó anyagon, mint amilyen egy frissen kialakított folyékony üvegszalag.

Az US 4 325 987 lajstromszámú szabadalmi leírásból egy olyan eljárást ismertetünk meg, amelynek során elektrokonduktív bevonást alkalmaznak az üveg folyatásnál, ahol a reagens gázokat három különálló fúvókán át vezetik be. A reagens gázokat egy időben vezetik a bevonandó felületre oly módon, hogy a gázáramba egy képzeletbeli vonal mentén keresztezzék egymást. A fúvókából a gázok lamináris áramlással áramolnak a bevonandó felületre.

Az US 4 584 208 lajstromszámú szabadalom egy olyan üvegbevonó eljárást ismertet, ahol egy szuszpenziót vezetnek be, amely végül szolid illő alkotókra bomlik a forró üveghez áramló vivőgázban.

A fent ismertetett eljárások hátrányai, hogy nem alkalmas 200 nm-nél vastagabb bevonatok mozgó üvegfelületen - üvegszalagon - történő kialakítására és nagyüzemi alkalmazás esetén tömeggyártásban alkalmazott gázok használatára.

Jelen találmány célkitűzése egy olyan egyszerű eljárás kidolgozása, amely kiküszöböli az eldugulásra hajlamos összetett fúvókák alkalmazását és lehetővé teszi 200 mm-nél vastagabb egyenletes bevonat kialakítását, éspedig gáznemű reagensek keverékéből egy forró olvasztott üvegfelületen - üvegszalagon - anélkül, hogy szükség volna az eddig ismert eljárásoknál alkalmazására.

A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a viszonylag vastag - 200 nm-nél nagyobb - bevonatokat előnyösen lehet előállítani egy viszonylag rövid bevonó kamrában egy olyan eljárás segítségével, ahol legalább két reagens gáz keverékét áramoltatják a forró üveg felülete mentén egy, az üveg mozgásával párhuzamos főirányban, turbulens áramlással.

A találmányszerinti célkitűzést olyan eljárással valósítjuk meg, amelynek során legalább két egymással reakcióba lépő gáznemű reagens alkalmazásával és a találmány szerinti eljárás során az első reagens gázból egy a bevonandó üveg felülete mentén, az üveg mozgási irányával párhuzamosan, első főirányú áramlást míg a második reagens gázból egy az első főirányhoz és a bevonandó üvegfelülethez képest szögben haladó, második főirányú turbulens áramlást hozunk létre oly módon, hogy a bevezetést az első áramlás keletkezésének helyén, az említett első fő áramlási irányban, a második reagens felfelé áramlását megakadályozó módon az első áramlási irányra szögben hajlóan végezzük, majd az így keletkezett kombinált gázáramot a bevo3

HU 212 792 Β nandó forró üvegfelület mentén az első, főáramlási irányban turbulens áramlással a teljes bevonózóna mentén keresztül áramoltatjuk.

A találmány szerinti eljárás egy előnyös megvalósítási módja során az elhasznált bevonógázt a bevonózónából, a forró üvegtől elvezetjük.

Mind az első, mind a második áramlás tartalmazhat egy vagy több bevonó reagenst és egy vivőgázt, például nitrogént vagy levegőt, jóllehet nyilván kívánatos annak megakadályozása, hogy akár az első, akár a második áramláson belül olyan gázok keveredjenek, amelyek reakcióba lépnek egymással és nemkívánatos szilárd lerakódást okoznak az üvegen vagy a bevonó berendezésen, mielőtt az első és második áramlás öszszekeveredne egymással.

A második áramlás turbulens áramlás, mivel azt találtuk, hogy erre szükség van az első áramlással kielégítő mértékű összekeveredés elérése érdekében, amely első áramlás már érintkezésben van az üveggel. A második áramlás turbulenciája a két gáz gyors keveredését idézi elő és biztosítja a kielégítően egyenletes bevonat lerakódását a fentebb említett rövid bevonó zónában.

Megjegyezzük, hogy „turbulens áramlás” meghatározás alatt olyan áramlást értünk, amelyben mind az időben és térben, mind a sebességben és irányban való véletlenszerű fluktuációk szuperponálódnak az átlagos áramlási viszonyokra. A megkívánt turbulens áramlás azáltal érhető el, ha kielégítően nagy Reynolds-számmal - (általában legalább 2500-as Reynolds-számmal) - üzemeltetünk, vagy ha valamivel alacsonyabb Reynolds-számmal üzemelünk és az áramlást elegendő mértékű áramlással szembeni akadálynak tesszük ki, így biztosítva a turbulenciát. Amíg a 2500 alatti Reynolds-számot lehet alkalmazni s közben az áramlást elegendő mértékű áramlással szembeni akadálynak tesszük ki, addig általában legalább 1700 értékű Reynolds-szám szükséges a kívánt turbulencia eléréséhez, jóllehet turbulens áramlás még ennél is alacsonyabb Reynolds-számnál is elérhető, ha kielégítő mértékű ny író-áramlást biztosítunk.

A kombinált áramlás általában legalább 2500, de előnyösen legalább 6000 értékű Reynolds-számmal rendelkezik.

Az „R” Reynolds-szám dimenzió nélküli érték.

Egy csővezetéken átáramló gáznál az alábbi képletből számítható ki:

Reynolds-szám = W

L σ — η ahol

W = a gáz áramlási sebessége a vezetékben σ = a gáz sűrűsége a vezetékben η = a vezetékben haladó gázáram dinamikus viszkozitása

L = a vezeték hidraulikus átmérője, amely = x a vezetékek keresztmetszeti területe a vezeték nedvesített kerület

Az első áramlás lehet turbulens vagy lamináris jellegű. Az áramlás előnyösen együtt halad az üveg mozgási irányával és ami általában az üveg mozgásának irányával párhuzamos, egy kis mértékben konvergálhat vagy divergálhat az üveghez képest. Ezenkívül nem is lényeges, hogy a kombinált áramlás pontosan párhuzamosan haladjon az üveggel, például az üveg mentén haladó átlagos áramlás egy kissé konvergálhat, vagy egy kissé divergálhat az üveghez képest attól függően, hogy az lényegileg együtt, vagy ellentétes irányban halad-e az üveg mozgásirányával és érintkezik az üveggel a bevonó zónában.

Alapvetően el kell kerülni a második reagens gáznak az első reagens gáz áramával ellentétes irányú áramlását. Az ilyen ellentétes áramlás hajlamos arra, hogy a bevonó anyag nem egyenletes helyi lerakódását hozza létre azon helytől áramlásirányban felfelé, ahol a második reagens gázáramot bevezetjük az első reagens gáz áramába. Ezért az ilyen áramlással szembeni áramlást alapvetően el kell kerülni annak érdekében, hogy megakadályozzuk a bevonó anyag helyi lerakódását, ami a létrejött bevonatnál jelentős egyenetlenséghez vezet.

Annak érdekében, hogy kiküszöböljük a második reagens gáz ilyen áramlással szemben haladó áramlását, ezt a második áramlást előnyösen 90°-nál nem nagyobb szög alatt kell alkalmazni és bevezetni az első áramlásba. A gyakorlatban, előnyösen kb. 90°-os szöget alkalmazunk, mivel úgy találtuk, hogy ezen szög alkalmazásánál minimálisra csökkenthető a bevonóanyag lerakódása a második áramot szállító vezeték kimeneténél, miközben elkerüljük a második reagens gáznak az első áramban való ellenáramát.

Úgy találtuk, hogy az áramlásban elhelyezett nagyméretű szerkezeti elemek - mint forgató kamrák, örvények - hajlamosak arra, hogy egyenetlen bevonatot hozzanak létre, s ezért az ilyeneket el kell kerülni. A gyakorlatban a turbulens áramlás alkalmazása tűnik a legmegfelelőbbnek ezek csökkentésére. Tovább csökkenthetők ezek az egyenetlen lerakódások, ha az első reagens gáz áramába bevezetett második reagens gáz sebességét növeljük és/vagy olyan kombinált áramlással üzemeltetünk, melynek sebessége kisebb, mint a második áramlás sebessége, így lassítva a második áramlást, amikor az a forró üvegfelületre irányul. Másrészről a kisméretű szerkezeti elemek, például amelyeknek maximális mérete kisebb, (mondjuk kisebb, mint 20%, előnyösen kisebb, mint 10%) a bevonó zóna hosszához viszonyítva, ahol a bevonatvastagság legnagyobb része rakódik le, megengedhetők anélkül, hogy elfogadhatatlan mértékű eltérés jelentkezne az egyenletességben. így a kisméretű elemek, amelyek elkerülhetetlenek a turbulens áramlásban, elviselhetőek.

A találmány szerinti eljárás különösen hasznos az infravörös sugarakat visszaverő ón-oxidbevonatok készítésénél, amikor is pl. első reagens gázként ón-kloridot, második reagens gázként pedig vízgőzt alkalmazunk. A bevonat infravörös sugarakat reflektáló képességének növelésére egy adalékot - például antimont vagy fluort - lehet használni a reagens gázokban. Más

HU 212 792 B bevonatok, mint a titán-oxid vagy titán-nitrid, ugyancsak készíthetők a találmány szerinti eljárás alkalmazásával. Titán-oxid bevonat készítése céljából első reagens gázként titán-tetrakloridot alkalmazhatunk, míg második reagens gázként szintén vízgőz szolgálhat. Titán-nitridbevonat előállításához első reagens gázként titán-tetrakloridot alkalmazhatunk, míg második reagens gázként ammóniát lehet használni.

A találmány szerinti eljárást a továbbiakban annak egy példaképpeni megvalósítási módja kapcsán a csatolt ábrák alapján részletesebben ismertetjük, ahol az

1. ábra a találmány szerinti eljárás megvalósítására szolgáló berendezés hosszmetszete, a

2. ábra az 1. ábra szerinti berendezés 2 nyíl irányú oldalnézete, a

3. ábra az 1. ábra szerinti berendezésben alkalmazott gázáramlás-szűkítő kinagyított oldalnézete.

Elöljáróban megjegyezzük, hogy az ábrákon az azonos alkatrészeket azonos hivatkozási jelekkel láttuk el.

A rajzok ismertetése kapcsán alkalmazott „áramlásirányban elülső” és az „áramlásirányban hátsó” meghatározás alatt a reakciógázoknak a bevonatoló kamrán való átáramlási irányát értjük. A továbbiakban olyan megvalósítási módot ismertetünk, ahol ez a gázáramlás előnyösen együtt halad az üveg mozgásával. Megjegyezzük azonban, hogy nem szükségszerű, mivel a találmány akkor is előnyösen alkalmazható, ha a reakciógázok áramlási iránya ellentétes az üveg mozgási irányával.

Az 1. ábra és a 2. ábra szerinti bevonó 1 berendezés egy 12 üvegszalag vagy üvegréteg fölött van függesztve, amely 12 üvegszalag - itt nem látható - görgőkön halad balról jobbra.

Az 1 berendezés egy 2 állványkocsira, van felfüggesztve, amelyen egy vízszintes 3 lap van, amely 3 lap felső felületére elülső 4 szerelőtartók és hátsó 5 szerelőtartók vannak hegesztve. Előnyösen három elülső 4 szerelőtartó és három hátsó 5 szerelőtartó van elhelyezve a bevonó 1 berendezés szélességében; 4, illetve 5 szerelőtartók közül egy-egy középen van elhelyezve, míg a másik kettő az 1 berendezés széle közelében helyezkedik el. Mindegyik 4, illetve 5 szerelőtartó a hozzá tartozó - itt nem ábrázolt - vízhűtéses gerendára van függesztve, amely a bevonandó üvegszalagon teljes szélességében végignyúlik.

Az 1 berendezés alsó részén alakos 32, 34, 36, 38, 40 és 42 széntömbök találhatók, amelyek keresztirányban a bevonattal ellátandó üvegfelület szélességének megfelelő hosszúságban vannak elhelyezve. A 32, 34, 36, 38, 40 és 42 széntömbök az üveg felszínével együttesen egy 10 be vonó-kamrát alkotnak, melynek lépcsős kialakítású 9a és 9b mennyezete van, és ahol a 10 bevonó-kamrának egy második 15 bevezető csatornától áramlással szemben elhelyezkedő 9a mennyezete magasabb, mint a 10 bevonókamrának a második 15 bevezető csatornától áramlásirányban hátul elhelyezkedő 9b mennyezete, az említett 32, 34, 36, 38, 40 és 42 széntömbök egy függőleges első 14 bevezető csatornát határoznak meg az első reakciógáznak a 10 bevonókamrába való bevezetéséhez, egy függőleges második 15 bevezető csatornát a második reakciógáznak a 10 bevonókamrába való bejuttatásához, egy 16 áramlási utat a 10 bevonókamrában az első 14 bevezető csatorna és a második 15 bevezető csatorna között, egy 18 elszívócsatomát a 10 bevonókamrából az elhasznált gázok eltávolításához, végül egy 17 bevonózónát, amelyet lényegében a 10 bevonókamrában, a második 15 bevezető csatorna és egy 18 elszívócsatorna közötti áramlási út alkot.

A különféle széntömbök - grafittömbök - egy vízszintes 44 lap alá vannak felfüggesztve. A széntömbök - itt nem ábrázolt - vezetékeket tartalmaznak egy hőszállító folyadék - például hűtővíz - számára és a berendezés üzemeltetésekor a széntömbök hőmérséklete az ezen vezetékeken átáramoltatott hűtővíz segítségével szabályozható.

A 10 bevonókamrának a bevonandó 12 üvegszalagon átnyúló nyitott oldala van. Ezen 10 bevonókamra áramlásirányban elülső végénél lévő 32 és 34 széntömbök határozzák meg a már említett első 14 bevezető csatornát, amelyen keresztül az első gáznemű reagens bejuthat a 10 bevonókamrába.

A 10 bevonókamra áramlásirányban hátsó végénél lévő 40 és 42 széntömbök meghatározzák a 18 elszívócsatornát, amely az elhasznált gázoknak a 10 bevonókamrából történő eltávolítására szolgál.

Az első reagens gázt az első 14 bevezető csatornához egy - itt nem ábrázolt - gázellátó vezetékből juttatjuk egy legyező alakú 19 elosztón és egy 22 gázáramlás-szűkítőn keresztül. A legyező alakú 19 elosztót egy 20 elülső fal és egy 21 hátsó fal határozza meg, melyek ellenirányban fordított legyező alakúak, s ezen elülső és hátsó fal összetart egymáshoz lefelé haladó irányban, ily módon a legyező alak aljánál egy keskeny 48 rést alkotnak, amely a bevonandó üvegszalag szélességében nyúlik végig.

Az első reagens gáz, amelyet a 19 elosztó alján lévő 48 résen át bocsátunk be, a 19 elosztó alatt felszerelt 22 gázáramlás-szűkítőn halad át.

A 22 gázáramlás-szűkítőt részleteiben a 3. ábra szemlélteti. A 22 gázáramlás-szűkítő - egy hosszúkás 124 kamrát meghatározó egy pár átellenesen elhelyezett hosszúkás 120 és 122, illetve 121, 123 falat tartalmaz. A hosszúkás 120, 122, illetve 121, 123 falak a bevonandó üvegszalag szélességében végignyúlnak, ahol a 120 és 121 falak az áramlási irányban elülső falak, míg a 122 és 123 falak az. áramlási irányban eső hátsó falak. A hosszúkás 124 kamra végeinél átellenesen 126 végfalak helyezkednek el, melyek mindegyike párhuzamos az üvegszalag mozgásirányával.

A 22 gázáramlás-szűkítő bevezető végénél egy 127 bevezetési-szűkület található, amely egy a 124 kamrán keresztben végignyúló bemeneti hosszúkás 128 lapot tartalmaz, bemeneti hosszúkás 128 lap tömítetten van rögzítve az átellenesen elhelyezkedő vízszintes 130 és 132 lemezpár közé, amely 130, 132 lemezek alkotta lemezpár a megfelelő hosszúkás 120, 122 falhoz és a legyező alakú 19 elosztóhoz van hozzáerősítve pl. hegesztés útján. A 130 és 132 lemez 134 kötőcsavarok segítségével szorosan egymáshoz vannak rögzítve. A

HU 212 792 Β

130 és 132 lemezek és a bemeneti 128 lap között - itt nem ábrázolt - tömítések vannak elhelyezve.

A bemeneti 128 lap hossza mentén egy sor 136 nyílás helyezkedik el, amely 136 nyílások összekötik a 22 gázáram-szőkítő bevezető végét a 124 kamra többi részével. A 136 nyílások lényegében körkörös lyukak és előnyösen 2 mm-től 10 mm-ig terjedő átmérőjűek. Egy különösen előnyös kiviteli alaknál a 136 nyílások 4 mm átmérőjűek és középvonalaik 20 mm távközökkel helyezkednek el egymástól. A 136 nyílások a hosszúkás 124 kamra áramlásirányban elülső oldalán helyezkednek el, azaz a 136 nyílások közelebb vannak az áramlásirányban elülső 120 falhoz, mint a 124 kamra áramlásirányban hátsó 122 falához.

A 22 gázáramlás-szűkület 110 kimenete közelében egy 138 kimeneti szűkület található. A 138 kimeneti szűkület lényegileg azonos szerkezeti kialakítású, mint a 127 bevezetési szűkület, úgy tartalmaz egy kimeneti hosszúkás 140 lapot, amely két átellenes 142, 144 lemezpár közé van tömítetten rögzítve, és ahol a 142, 144 lemezpárok felső lapja a megfelelő hosszúkás 121, 123 falhoz van rögzítve - például hegesztés útján. A 142, 144 lapok a kimeneti 140 laptól - itt nem ábrázolt - tömítésekkel vannak elválasztva. A 142, 144 lapok 146 kötőcsavarok útján szorosan kapcsolódnak.

A 146 kötőcsavarok a 142, 144 lapokhoz történő csatlakoztatása révén a 22 gázáramlás-szűkítőhöz, a 44 laphoz csatlakozik és amely 44 lapon a 32, 34 széntömbök annak felfüggesztve. A kimeneti 140 lapon egy sor 152 nyílás található, amely 152 nyílások átmérője előnyösen 2 mm-től 10 mm-ig terjed és egy különlegesen kedvező kivitelnél 4 mm-es átmérőjűek, középvonalaik pedig 10 mm-nyire vannak egymástól. A 152 nyílások a hosszúkás 124 kamra áramlási irányban elülső oldalán vannak elhelyezve.

A 22 gázáramlás-szűkítő 110 kimenetéhez a kimeneti 140 lap alatt egy 154 gázáramterelő van szerelve. A 154 gázáramterelő egy hosszúkás L-alakú 156 elemet tartalmaz, amely az egyik 142 lappal, karimával van egyesítve és a 152 nyílások közelében van elhelyezve. Az L-alakú 156 elem 158 szabad vége felfelé nyúlik a kimeneti 140 lap felé és ezáltal egy 160 hézagot alkot, amely 160 hézagon keresztül a reagens gáznak a 152 nyílásoktól át kell haladnia, miután az L-alakú elem vízszintes karja elterelte azt.

A 154 gázáram-terelő célja, hogy a gázáramban esetleg keletkező valamely helyi növekedést eltávolítsa. így a gázáram hajlamos lesz arra, hogy intenzívebbé váljon a kimeneti 140 lapban lévő 152 nyílások közvetlen szomszédságában, a 140 lap alatt. A 154 gázáramterelő jelenléte kiegyenlíti az említett helyileg megnövelt intenzitású áramlást. Egyes esetben lehetséges a 154 gázáramterelőnek a találmány szerinti gázáram-szűkítőből történő elhagyása.

A 127 és 138 bevezetési, illetve kimeneti szűkület között egy közbenső 164 szűkület van elhelyezve. Ez a közbenső 164 szűkület azonos szerkezeti kialakítású, mint a 127 bevezetési szűkület és egy közbenső hoszszúkás 166 lapot tartalmaz, melyben egy sor 168 lyuk található. A közbenső 166 lap tömítetten van beerősítve az egymással szemben fekvő vízszintes 170, 172 lap közé, amely 170 és 172 lapok a hosszúkás 120, 121 valamint a 122, 123 falakhoz vannak hozzáerősítve pl. hegesztve. A 170, 172 lapok és a közbenső 166 lap közé - itt nem ábrázolt - tömítések vannak elhelyezve és a 170, 172 lapok a 174 kötőcsavarok útján szorosan egymáshoz kapcsolódnak. A közbenső 166 lapban lévő 168 lyukak alkotta lyuksor a bevezető és kimeneti 128, illetve 140 lappal ellentétben a hosszúkás 124 kamra áramlásirányában, annak alsó oldalán van elhelyezve, azaz a 168 lyukak alkotta lyuksor áramlásirányban van a 124 kamra alsó 122, 123 falaihoz, mint az ugyancsak áramlásirányba eső elülső 120, 121 falaihoz. A fent említett elrendezés eredményeként szomszédos hoszszúkás lapokon lévő lyukak egymással egy vonalban helyezkednek el.

A második reagens gázt a második 15 bevezetőcsatornához a második - itt nem ábrázolt - gázvezetékből juttatjuk el egy további, legyező alakú 24 elosztón keresztül, amely azonos szerkezeti felépítésű, mint a korábban ismertetett ugyancsak legyező alakú 19 elosztó, majd ezt követően áthalad a 25 gázáramlás-szűkítőn, amely 25 gázáramlás-szűkítő kialakítása viszont a 22 gázáramlásszűkítő szerkezeti kialakításával azonos.

A 18 elszívócsatornából kibocsátott elhasznált gázok egy 50 csatornán haladnak keresztül egy 52 távköztartó egységbe, majd egy elszívó 26 elosztóba, amely fordított legyező alakú elülső és hátsó 27 és 28 falakból áll. Az elszívó 26 elosztó a füstgázokat, a reakcióban részt nem vett reagens gázokat és vivőgázokat szállítja egy - itt nem ábrázolt - elszívóvezetékbe.

Az első 14 bevezető csatornát és a második 15 bevezető csatornát meghatározó 32, 34 és 36 széntömbök vonatkozó magasságai úgy vannak megválasztva, hogy a 10 bevonókamra 9a, 9b mennyezete lépcsőzetes alakú legyen a második 15 bevezetőcsatorna kapcsolódási helyénél, éspedig úgy, hogy a 10 bevonókamra 9a mennyezete a második 15 bevezető csatornától áramlásirányban felfelé magasabb szinten van, mint a 10 bevonókamrának a második 15 bevezető csatornától áramlásirányban lefelé elhelyezkedő 9b mennyezete, és amint ezt az 1. ábrán láthatjuk, a mennyezet hosszában vett metszet vonala nem folytonos, hanem lépcsős alakzatot mutat. így a 36 széntömb alját úgy választhatjuk meg, hogy 10 mm-re legyen lejjebb a 34 széntömb aljánál. Ennek eredményeként a második 15 bevezető csatorna áramlásirányban felfelé eső 54 falának alja 10 mm-re magasabban lehet, mint a második 15 bevezető csatorna áramlásirányban lefelé eső 56 fala, s így egy lépcsős kialakítású 58 bevezető rés alakul ki. Az ilyen lépcsőzetes kialakítású 58 bevezető résről úgy találtuk, hogy az 58 bevezető rés környezetében minimálisra csökkenti a második 15 bevezető csatorna oldalfalain a szilárd bevonóanyag lerakódásának mértékét. A 36 széntömbnek áramlásirányban felfelé eső alacsonyabb sarkát - itt nem ábrázolt - konvex görbeként alakíthatjuk ki, melynek görbületi sugara az olyan 58 bevezetőrés ilyen kialakítás esetében - amelynek lépcsőzetes 10 mm magasságú.

A gyakorlatban a találmány szerinti bevonó berendezést felfüggesztjük a bevonandó üvegfelület - a 12

HU 212 792 Β üvegszalag - fölé, amely - itt nem ábrázolt - görgőkön halad előre, éspedig a rajz szerint balról jobbfelé. A bevonó berendezés olyan magasságban van a 12 üvegszalag felett felfüggesztve, hogy a berendezés áramlásirányban hátul elhelyezkedő 42 széntömbje 10 mm-rel nagyobb magasságban legyen a bevonandó 12 üvegszalag felülete felett. Az első reagens gázt, amely általában vivőgázzal van hígítva, a legyező alakú 19 gázelosztóhoz és a 22 gázáramlás-szűkítőhöz vezetjük, amely biztosítja a gáz egyenletes elosztását a bevonandó 12 üvegszalag szélessége mentén. A 22 gázáramlásszűkítőbői kiáramló gáz áthalad az első 14 bevezető csatornán és bejut a 10 bevonókamrába, s itt egy első főirányban halad, amely párhuzamos az üveggel a 10 bevonókamrában lévő 6 áramlási út mentén, a második 15 bevezető csatorna alja felé. A második reagens gázt, amely rendszerint vivőgázzal van felhígítva, a legyező alakú 24 elosztóhoz és a 25 gázáramlás-szűkítőhöz vezetjük, úgyhogy biztosítható legyen a második reagens gáz egyenletes elosztásának fenntartása az üveg teljes szélességében.

A második reagens gázt, amely valamilyen vivőgázt tartalmaz, elegendő sebességgel tápláljuk be a legyező alakú 24 elosztóba ahhoz, hogy turbulens áramlást biztosítsunk a reagens gáznak a második 15 bevezető csatornától az első reagens gáz áramához vezetésénél a 10 bevonókamrában, amikor is az első és második gáz viszonylagos áramlási sebeségét úgy választjuk meg, hogy elkerülhető legyen a második reagens gáznak az első áramlásban áramlásiránnyal ellentétes haladása. A kombinált gázáramot turbulens áramlással vezetik az üvegfelület fölé a 17 bevonózónán keresztül, ahol a két reagens gáz reakcióba lép egymással és egy bevonat rakódik rá az üvegfelületre. A vivőgázokat, a reagens gázok reakcióban részt nem vett részét, valamint a reakcióból származó hulladékgázokat a 18 elszívócsatornán át vezetjük el a 17 bevonózónából, a forró üvegtől, csökkentett nyomás segítségével (például - egy itt nem ábrázolt elszívóventilátor szívóhatásával), a legyező alakú felfelé széttartó, fordított legyező alakú homlok- és hátsó 26, 28 fallal rendelkező 26 elosztón keresztül. A csökkentett nyomás nemcsak elszívja a gázt a 17 bevonózónából, hanem létrehozhatja a külső atmoszféra áramlását a bevonó berendezés áramlásirányban 29 elülső, valamint 30 hátsó vége alatt.

Az első reagens gáz áramlása, amelyet az első 14 bevezető csatornán át juttattunk be, turbulens vagy lamináris áramlás.

A második 15 bevezető csatorna belépésénél lépcsősen kialakított mennyezetű bevonókamra alkalmazása lehetővé teszi a berendezés hosszú időperiódusokon keresztüli üzemeltetését anélkül, hogy nemkívánatos eltömődés jönne létre a második 15 bevezető csatornánál annak következtében, hogy a bevonóanyag lerakódik a bevezető csatornában.

Az előzőekben ismertetett eljárás alkalmazását fluoradalékos ón-oxid bevonat forró üvegszalagra történő felvitelénél, a következő példákban ismertetjük.

1. példa

Egy 4 mm vastag úsztatott üvegszalagot mozgatunk egy, az 1-3. ábrák kapcsán ismertetett bevonóberendezés alatt, 540 m/óra szalagsebességgel. A bevonó berendezés az izzító kemence bemenete előtt helyezkedik el és az üveg hőmérséklete a bevonó berendezés alatt 580 °C. Az első reagens gázt - amely ón-tetrakloridból és 354 °C-ra előhevített száraz levegőből, mint vivőgázból áll - a legyező alakú 19 elosztó bemenetére tápláltuk. Az ón-kloridot óránként 84 kg mennyiségben, a száraz levegőt pedig 105 m³/óra mennyiségben tápláltuk be. Az első reagens gáz áthalad a legyező alakú 19 elosztón és a 22 gázáramlás-szűkítőn, amely a gázt szétterítette a 10 bevonókamra egész szélességében, miáltal lényegileg egyenletes áramlást biztosítottunk az első reagens gáznak a 10 bevonó-kamra teljes szélességében, a 14 bevezető csatornához. A 14 bevezető csatornából kilépő gáz az áramlásirányban felső 29 kiugrás alatt létesülő levegőárammal keveredve egy első főirányban halad az üveggel párhuzamosan, a 16 áramlási út mentén, a második 15 bevezető csatorna és a 17 bevonózóna felé. A 14 bevezető csatornából kilépő gáz Reynolds-száma 1300 volt.

A második reagens gáz 20% fluor-hidrogénsavat tartalmaz 402 °C-ra előmelegített levegőben, s ezt a legyező alakú 24 elosztó bemenetére tápláltuk. A fluor-hidrogénsav betáplált mennyisége 34 kg/óra, míg a levegőé 620 m³/óra értékű volt. Ezt a második reagens gázt a legyező alakú 24 elosztón és a 25 gázáramlás-szűkítőn át vezettük, amely a gázt szétterítette a bevonó berendezés teljes szélességében, ily módon lényegileg egyenletes áramlást biztosítottunk a második reagens gáz részére a bevonó berendezésen át a 15 bevezető csatornához. A gáz a második bevezető csatornából kilépve turbulens áramlást mutatott és az első reagens gáz áramával keveredett, amit az üvegfelület felett alkalmaztunk. A 15 bevezető csatornából kilépő gáz Reynolds-száma 4750 értékű volt.

Amikor a 15 bevezető csatornából a második reagens gáz áramát a 14 bevezető csatornából kilépő gáz 16 áramlási útjához juttattuk, a reagens gázok gyorsan összekeveredtek és kombinált gázáramot hoztak létre a 10 bevonókamrán keresztül. Ezen kombinált gázáramlás Reynolds-száma 7600 értékre adódott, az áramlásirányban felső 29 kiugrás alatt létrejövő gázáramlás hatására.

A második reagens gáznak az első reagens gáz áramával szembeni áramlását a második gázáram 15 bevezető csatornán való áthaladási sebességének korlátozása révén akadályozzuk meg, miközben elegendően nagy mértékű elszívást tartunk fenn a 18 elszívócsatornán keresztül.

Az elhasznált gázt a forró üvegtől a 18 elszívócsatornán és a 26 elosztón át vonjuk el, csökkentett nyomás (7,5· 10“⁶ bar atmoszferikus nyomás alatt) alkalmazásával, a 26 elosztó fejrészénél.

Az ismertetett eljárás során azt találtuk, hogy ezzel megfelelő egyenletességű, fluor-adalékos ónoxidbevonat érhető el átlagosan 270 nm vastagsággal, 250 nm és 275 nm vastagság-értékhatárokkal (a szélek kivételével), ha viszonylag rövid, kb. 75 cm-es

HU 212 792 Β bevonózónát használunk, a 15 bevezető csatorna és a 18 elszívó csatorna között. A bevonattal ellátott üveg irizáló visszaverődési színeket mutatott, ami tekintve a szűk bevonat vastagsági értékváltozást (±5%), teljesen megszüntethető a GB 2 199 848A lajstromszámú brit szabadalom szerinti színelnyomó alsó réteg alkalmazásával.

2. példa

Az 1. példában leírt eljárást megismételjük, a következő változtatásokkal. Az első reagens gáznál az óntetrakloridot 74 kg/óra mennyiségben, a 300 °C-ra előmelegített levegőt pedig 180 m³/óra mennyiségben tápláltuk be.

A 14 bevezető csatornából kilépő gáz Reynolds-száma 1900 értékű volt. A második reagens gáz a 20% fluor-hidrogénsav mellett gőzt is tartalmazott és 250 °C-ra előhevített levegőt. A gőzt 120 kg/óra mennyiségben tápláltuk be, a fluor-hidrogénsavból 35 kg/óra mennyiséget, a levegőből pedig 576 ³/óra mennyiséget adagoltunk. A 15 bevezető csatornából kilépő gáz Reynolds-száma 6100 értékű volt, míg a bevonókamrán áthaladó kombinált áramlásnál a Reynolds-szám számított értékét 8400-nak találtuk.

Az elhasznált bevonógáznak az üveg felületéről való elszíváshoz alkalmazott csökkentett nyomásdepresszió értéke 5.1O~⁶ bar volt, az atmoszféra alatt.

Az ismertetett eljárás alkalmazásával megfelelő egyenletességű fluor-adalékos ón-oxidbevonatot értünk el 303-320 nm közötti vastagsággal. A bevonattal ellátott üveg zöld irizáló visszaverődési színnel tűnik ki, ami tekintettel a vastagság szűk határok közé szorított változására, teljesen elnyomható a GB 2 199 848SA sz. lajstromszámú szabadalom szerinti színelnyomó alsó réteg alkalmazásával.

Látható ily módon, hogy a jelen találmány alkalmas viszonylag vastag - 200 nm-nél vastagabb bevonat felvitelére, kielégítő mértékű egyenletességgel a bevonatott zónában, ami 2 méternél kisebb hosszúságú, de előnyösen 1 méternél is kisebb hosszúságú.

Claims (8)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás mozgó forró üvegfelületen - üvegszalagon - bevonat kialakítására, legalább két egymással reakcióba lépő géznemű reagens alkalmazásával, azzal jellemezve, hogy az első reagens gázból egy a bevonandó üveg (12) felülete mentén, az üveg (12) mozgási irányával párhuzamosan, első főirányú áramlást, míg a második reagens gázból, egy az első főirányhoz és a bevonandó üvegfelülethez (12) képest szögben haladó, második főirányú turbulens áramlást hozunk létre, oly módon, hogy a bevezetést az első áramlás keletkezésének helyén, az említett első fő áramlási irányban, a második reagens felé áramlását megakadályozó módon az első áramlási irányra szögben hajlóan végezzük, majd az így keletkezett kombinált gázáramot a bevonandó forró üvegfelület (12) mentén az első, főáramlási irányban turbulens áramlással a teljes bevonózóna mentén keresztüláramoltatjuk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elhasznált bevonógázt a bevonózónából, a forró üvegtől (12) elvezetjük.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a második főáramlási iránynak az első főáramlási irányhoz és az üveg felületéhez való hajlásszöge legfeljebb 90°.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kombinált gázáramban a Reynolds-szám legalább 6000.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az első reagens gáz ón-kloridot tartalmaz.
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a második reagens gáz vízgőzt tartalmaz.
7. 7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a második reagens gázhoz hidrogénfluoridot keverünk.
8. 8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kombinált gázáramnak a bevonó zónán történő átvezetését a bevonózóna áramlási irányában, annak alsó végén, csökkentett nyomás segítségével végezzük.