AT405831B

AT405831B - Verfahren und vorrichtung zum bilden einer beschichtung durch pyrolyse

Info

Publication number: AT405831B
Application number: AT0001394A
Authority: AT
Inventors: Robert Terneu; Secondo Franceschi
Original assignee: Glaverbel
Priority date: 1993-01-11
Filing date: 1994-01-05
Publication date: 1999-11-25
Also published as: NL9400041A; SE9400038L; BE1008559A3; ATA1494A; BE1008560A3; US5709726A; GB2274116B; GB2274115A; IT1261393B; ITTO930986A0; ITTO930986A1; JP3423388B2; GB2274116A; FR2700326A1; GB2274115B; GB9400046D0; ITTO930987A0; CH687204A5; CZ1794A3; ES2111418A1

Description

AT 405 831 B

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur pyrolytischen Bildung einer Metallbeschichtung oder Beschichtung mit einer Metallverbindung auf einer Oberfläche eines sich bewegenden heißen Glassubstrats, indem die Oberfläche mit einem gasförmigen Reagenz in Kontakt gebracht wird, wobei das Substrat durch eine Beschichtungskammer befördert wird, Reagenzgas in die Beschichtungskammer mittels mindestens 5 einem Reagenzgaseinlaß in Form eines Spalts zugeführt und verteilt wird, wobei der Spalt direkt in die Beschichtungskammer geöffnet ist und sich quer zum Weg des Substrats erstreckt und Abgas aus der Beschichtungskammer ausströmt sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Stützeinrichtungen zum Befördern des Substrats durch eine Beschichtungskammer, mindestens einen Reagenzgaseinlaß in Form eines Spalts, der direkt in die Beschichtungskammer geöffnet ist und sich io quer zum Weg des Substrats ausbreitet zum Zuführen und Verteilen von Reagenzgas in die Beschichtungskammer, und mindestens einen Abgasauslaß zum Ausströmenlassen von Abgas aus der Beschichtungskammer.

Die auf einem heißen Glassübstrat durch Pyrolyse gebildete Metallbeschichtung oder Beschichtung aus einer Metallverbindung wird zur Veränderung der scheinbaren Färbung des Glases und/oder zum Zeigen ?5 anderer Eigenschaften, die gegenüber einfallender Strahlung notwendig sind, z.B. die Eigenschaft infrarotes Licht zu reflektieren, verwendet. Für diese Zwecke kann eine Einzelbeschichtung oder eine Mehrfachbeschichtung auf dem Glassubstrat verwendet werden. Beispiele wären Beschichtungen aus Zinnoxid Sn02, Zinnoxid Sn02 dotiert mit Fluor, Titandioxid Ti02, Titannitrid TiN, Siliciumnitrid SiaN^ Siliciumdioxid Si02 oder SiOx, Aluminiumoxid Al203, Vanadiumpentoxid V2Os oder Wolframoxid W03 oder Molybdänoxid Mo03 20 und allgemein Oxide, Sulfide, Nitride oder Carbide und eine Schicht aus zwei oder mehreren dieser Beschichtungen.

Die Beschichtung kann auf einer Glasscheibe, die sich in einem Tunnelofen bewegt, gebildet werden oder auf einem Glasband während dessen Bildung, während es noch heiß ist. Die Beschichtung kann innerhalb des Kühlofens gebildet werden, welcher der Glasbandbildungsvorrichtung folgt oder innerhalb des 25 Float-Tanks auf der Oberseite des Glasbandes, während letzteres in einem Bad von geschmolzenem Zinn schwimmt.

Zur Bildung der Beschichtung wird das Substrat in einer Beschichtungskammer mit einem gasförmigen Medium in Kontakt gebracht, welches eine oder mehrere Substanzen in gasförmiger Phase enthält. Die Beschichtungskammer wird mit einem Reagenzgas durch einen oder mehrere Spalte beschickt, wobei 30 deren Länge mindestens gleich zu der zu beschichtenden Breite ist, wobei das Gas durch eine oder mehrere Ausströmdüsen zugeführt wird. Abhängig vom Typ der zu bildenden Beschichtung und von der Reaktivität der verwendeten Substanzen, falls verschiedene Substanzen verwendet werden müssen, werden diese entweder in Form eines Gemischs durch eine einzelne Ausströmdüse in die Beschichtungskammer über einen Spalt oder getrennt durch verschiedene Ausströmdüsen über verschiedene Spalte verteilt. 35 Verfahren und Vorrichtungen zum Bilden einer solchen Beschichtung sind z.B. im französischen Patent Nr. 2 348 166 (BFG Glassgroup) oder in der französischen Patentanmeldung Nr. 2 648 453 A1 (Glaverbel) beschrieben. Diese Verfahren und Vorrichtungen führen zur Bildung von besonders starken Beschichtungen mit vorteilhaften optischen Eigenschaften.

Die DE 29 29 092 A1 zeigt und beschreibt ein Verfahren zum Aufbringen von pyrolytischen Sn02-40 Schichten auf einen sich bewegenden heißen Glasträger. Dieses Verfahren verwendet eine Einrichtung mit einer über Leitungen mit einem Reaktionsgas gespeisten Beschichtungskammer und einem Abzugsschacht. Zwischen dem Abzugsschacht und der Mündung der Leitung befindet sich eine Haube als Teil des Daches der Reaktionskammer. Ein in der DE 29 29 092 A1 angeführtes Beispiel spricht von der Möglichkeit, Luft durch die Haube diffundieren zu lassen, um ein Gaskissen zu bilden, welches das Reaktionsgas von der 45 Haube abhält und so ein Verschmutzen derselben durch Reaktionsprodukte verhindert.

Die DE 29 41 843 A1 zeigt und beschreibt ein zur DE 29 29 029 A1 analoges Verfahren, welches die Aufbringung von zwei aufeinanderfolgenden Beschichtungen ermöglicht. Während es mit solchen Verfahren bzw. Vorrichtungen möglich ist, Beschichtungen akzeptabler Qualität zu bilden, ist es ein Nachteil solcher Verfahren bzw. Vorrichtungen, daß sich einiges Beschich-50 tungsmaterial fehlerhaft auf anderen Oberflächen benachbart zu der Beschichtungskammer niederschlägt, insbesondere auf dessen Dach und daß mit der Zeit solche Ablagerungen sich anreichem und den Reagenzgasstrom durch die Beschichtungskammer stören, was zu einer unebenen Beschichtung führt oder daß die Ablagerungen sogar auf die Glasoberfläche fallen, was zu noch schwereren Fehlern führt.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, bei 55 welchem die Vermeidung des vorerwähnten Nachteils erleichert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt, daß das Beschichtungskammerdach durch eine sich bewegende Abschirmung abgeschirmt wird, um die Bildung von Ablagerungen auf dem Beschichtungskammerdach zu verringern.

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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das kontinuierliche Aufbringen einer Beschichtung auf einem Glasband mit minimaler Verschmutzung des Beschichtungskammerdachs ermöglicht, was einen Vorteil hinsichtlich der zur Reinigung erforderlichen Betriebsunterbrechungszeit darstellt und folglich die Produktivität des Verfahrens verbessert. Es ist überraschend, daß durch die Abschirmung des Beschich-5 tungskammerdaches mit einer sich bewegenden Abschirmung das Beschichtungsverfahren nicht gestört wird. Das gilt insbesondere, wenn das Beschichtungskammerdach dem Glassubstrat nahe ist, wie es im allgemeinen bei CVD-Verfahren der Fall ist. Mit Vorteil wird das Verfahren dabei so durchgeführt, daß die Abschirmung in und aus der Beschichtungskammer bewegt wird, wobei bevorzugt für die Abschirmung eine Reinigungseinrichtung, die außerhalb der Beschichtungskammer angebracht ist, verwendet wird. Mit beson-70 derem Vorteil wird die Abschirmung durch die Reinigungseinrichtung, welche eine Kühlkammer umfaßt, hindurchgezogen, wobei die Abschirmung auch mittels einer mechanischen Reinigungsvorrichtung gereinigt werden kann.

Um die Bildung von Ablagerungen auf dem Beschichtungskammerdach zu vermindern, kann auch mit Vorteil so vorgegangen werden, daß ein Inertgasvorhang benachbart zum Beschichtungskammerdach 75 bewegt wird, wobei bevorzugt der Inertgasvorhang in die gleiche Richtung wie der Reagenzgasstrom in der Beschichtungskammer strömt.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist Stützeinrichtungen zum Befördern des Substrats durch eine Beschichtungskammer, mindestens einen Reagenzgaseinlaß in Form eines Spalts, der direkt in die Beschichtungskammer geöffnet ist und sich quer zum Weg des Substrats 20 ausbreitet zum Zuführen und Verteilen von Reagenzgas in die Beschichtungskammer, und mindestens einen Abgasauslaß zum Ausströmenlassen von Abgas aus der Beschichtungskammer auf und ist dadurch gekennzeichnet, daß bewegliche Abschirmungen in der Beschichtungskammer benachbart zu dessen Dach vorgesehen sind, um die Bildung von Ablagerungen auf dem Beschichtungskammerdach zu vermindern.

Die Vorrichtung umfaßt vorzugsweise eine Einrichtung zum Bewegen der Abschirmung in und aus der 25 Beschichtungskammer, so daß die Notwendigkeit der Bewegung der Abschirmung mittels Handbetrieb vermieden wird.

Mit besonderem Vorteil besteht die Abschirmung aus mindestens einem Kabel, welches sich quer zur Beschichtungskammer transversal zur Bewegungsrichtung des heißen Glassubstrats erstreckt. Wenn eine Vielzahl von Kabeln als Abschirmung verwendet wird, ist der Durchmesser der Kabel und ihr relativer 30 Abstand ein wichtiger Faktor beim erfolgreichen Abschirmen des Beschichtungskammerdachs vom Reagenzgas. Wir bevorzugen, daß der Durchmesser der Kabel 20 % bis 60 % der Entfernung (Δ) zwischen der Beschichtungsoberfläche und dem Beschichtungskammerdach entsprechen soll und sie sind einzeln durch eine Entfernung beabstandet, die zwischen 1 und 5 mal Δ entspricht.

In einer Modifikation dieses Ausführungsbeispiels wird die Abschirmung durch glatte Balken bzw. Stäbe 35 gebildet, die sich quer zur Breite der Beschichtungskammer ausbreiten und in und aus der Beschichtungskammer für Reinigungzwecke beweglich sind. Obwohl es einfacher sein sollte, abgelagertes Material von glatten Balken verglichen mit Kabeln zu entfernen, ist es schwieriger, Balken unter den hohen Temperaturbedingungen, die in der Beschichtungskammer vorherrschen, gerade zu halten. ln einer weiteren Modifikation besteht die Abschirmung aus einem Gurt bzw. einem Band, welcher 40 (welches) sich quer zur Beschichtungskammer transversal zur Bewegungsrichtung des heißen Glassubstrats erstreckt. Der Gurt bzw. das Band kann dabei z.B. aus Stahlgitter hergestellt sein.

Die Vorrichtung beinhaltet vorzugsweise Reinigungseinrichtungen, die außerhalb der Beschichtungskammer zur Entfernung von Ablagerungen von der Abschirmung angeordnet sind. Somit können beim Betrieb irgendwelche vereinzelnten Ablagerungen, die sich auf der Abschirmung gebildet haben, von der 45 Abschirmung mittels der Reinigungseinrichtung entfernt werden, wobei die Abschirmung in gereinigtem Zustand in die Beschichtungskammer zurückkehren kann.

Besonders bevorzugt umfaßt die Reinigungseinrichtung eine Kühlkammer und Führungseinrichtungen, um die Abschirmung durch die Kühlkammer zu bewegen. Die Temperatur der Kühlkammer kann z.B. etwa 600* C sein. Durch schnelles Kühlen der Abschirmung kann der dadurch vermittelte thermische Schock so ausreichend sein, um irgendwelches anhängendes Beschichtungsmaterial von der Abschirmung zu entfernen, wodurch die Abschirmung effektiv gereinigt wird. Dies ist eine besonders vorteilhafte Reinigungsmethode, wenn die Abschirmung in Form von Kabeln ist. Die Kühlkammer kann einen Kühlwassermantel enthalten oder kann in Form eines Wasserreservoirs sein, durch welches die Abschirmung hindurch geht.

Alternativ oder zusätzlich umfaßt die Reinigungseinrichtung eine Reinigungsvorrichtung in Kontakt mit 55 der Abschirmung, wobei mit Vorteil die Reinigungsvorrichtung eine Bürste oder einen Schaber umfaßt, welche außerhalb der Beschichtungskammer zur Entfernung von Ablagerungen von der Abschirmung angeordnet sind. 3

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Mit der Verwendung von Kabeln, einem Gurt oder einem anderen flexiblen Element als Abschirmung ist es möglich, die Abschirmung so zu spannen, daß sie in einer geraden vorbestimmten Ebene liegt, welche vorzugsweise parallel zu sowohl der Substratoberfläche als auch dem Beschichtungskammerdach ist. Somit umfaßt die Abschirmung in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein flexibles Element und Einrichtungen für dessen Spannung in der Beschichtungskammer.

Das flexible Element kann in Form einer kontinuierlichen Schleife vorliegen, welche so konstant angetrieben wird, während sich der Beschichtungsprozeß fortsetzt.

Die Vorrichtung kann Einrichtungen zum Bewegen der Abschirmung in und aus der Beschichtungskammer und dadurch in und aus der Reinigungsvorrichtung, die außerhalb der Beschichtungskammer angeordnet ist, beinhalten. Im Fall von Kabeln können motorgetriebene Riemenscheiben für diesen Zweck vorgesehen sein. Im Falle eines Gurts kann eine motorgetriebene Rolle verwendet werden.

In einer Ausführungsform umfaßt die Abschirmung einen sich bewegenden Vorhang von Inertgas benachbart zum Beschichtungskammerdach. Insbesondere strömt der Inertgasvorhang in dieselbe Richtung wie der Reagenzgasstrom in der Beschichtungskammer.

Der Vorhang von inertem Gas kann im allgemeinen die Bildung von Ablagerungen unterdrücken. Es ist tatsächlich überraschend, daß der Zusatz eines Gasflusses in die Beschichtungskammer nicht die Wirksamkeit des Beschichtungsverfahrens reduziert.

Mit dem Ausdruck "Inertgas" meinen wir ein Gas, das die Reaktion des Reagenzgases an der Substratoberfläche nicht wesentlich beeinflußt und das Inertgas wird üblicherweise aus Stickstoff, Kohlendioxid, Argon und Gemischen davon ausgewählt. Das Inertgas ist vorzugsweise trocken, weil anwesender Wasserdampf mit dem Reagenzgas reagieren kann, und zwar abhängig von der Natur des letzteren.

Der Inertgasstrom durch die Beschichtungskammer sollte im wesentlichen parallel zum Reagenzga-ström sein und sollte so sein, daß ein wesentliches Mischen mit dem Reagenzgas vermieden wird, so daß das Inertgas wirksam einen Vorhang bildet, welcher das Reagenzgas vom Beschichtungskammerdach abschirmt. Trotzdem wird einiges Mischen des Inertgases und des Reagenzgases unvermeidlich an ihrer gegenseitigen Grenzfläche Vorkommen. Wir haben herausgefunden, daß ein relativ kalter Gasvorhang mit z.B. einer Temperatur unter ungefähr 400* C, wenn er in die Beschichtungskammer eintritt, wirksam ist, und zwar mit einer Inertgasstromrate von 0,4 bis 1,5 Nm3/cm/h, wie z.B. etwa 0,7 m3/cm Substratbrei-te/Stunde.

Das Inertgas kann in die Beschichtungskammer mittels einer Vielzahl von Einlaß(lüftungs)öffnungen eingeblasen werden und durch den Abgasauslaß davon abgeführt werden. Dies kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht werden, daß die Vorrichtung eine Inertgaszuführkammer umfaßt und das Beschichtungskammerdach mit einer Vielzahl von Inertgasöffnungen ausgestattet ist, die mit der Inertgaszuführkammer verbunden sind und in die Beschichtungskammer geöffnet sind. Ein Abstand zwischen den Einlaßöffnungen von 5 bis 70 mm wurde als geeignet empfunden. Es ist bevorzugt, diesen Abstand so klein wie möglich zu machen, wie z.B. von 5 mm bis 20 mm.

Anstelle der o.e. Lüftungsöffnungen kann die Beschichtungskammer so ausgebildet sein, daß sie eine Inertgaszuführkammer umfaßt und die Beschichtungskammer mit porösen Dachelementen ausgestattet ist, welche die Beschichtungskammer von der Inertgaszuführkammer abtrennen, wobei diese Konstruktion eine besonders einfache Weise bereitstellt, ein gleichmäßiges Einblasen von Inertgas zu erreichen.

Die Strömungsrate von Inertgas durch die Beschichtungskammer wird vorzugsweise durch die Verwendung einer Pumpe mit variabler Geschwindigkeit und/oder durch die Bereitstellung eines variablen Gas-Drosselventils im Inertgaskreislauf gesteuert.

Wir haben es besonders vorteilhaft empfunden, die verschiedenen Ausführungsformen der Abschirmung zu kombinieren, d.h. die Verwendung von sowohl sich bewegenden Kabeln und eines Inertgasvorhangs, der durch die porösen Dachelemente in die Beschichtungskammer zugeführt wird.

Der/die Reagenzgaseinlaß oder -einlässe umfaßt/umfassen vorzugsweise eine Ausströmdüse mit einem Spalt, der direkt in die Beschichtungskammer geöffnet ist, wobei der Spalt sich quer zum Weg des Substrats ausbreitet, die Länge des Spalts im wesentlichen mindestens gleich zur Beschichtungsbreite des Substrats ist (d.h. zur Breite des Teils des Substrats, den man beschichten will). In einer Ausführungsform der Erfindung wird der Spalt durch einen longitindinalen Verteiler gebildet, dessen longitudinale - Innenwände im wesentlichen parallel zueinander sind und mit der Ebene der Bewegung des Substrats einen Winkel zwischen 20 und 40 * bilden.

Die Axialebene der Düse kann mit einem Winkel von zwischen 20 · und 40 * zur Ebene der Bewegung des Substrats geneigt sein. Vorzugsweise ist die Axialebene der Düse im wesentlichen vertikal zur Bewegungsebene des Substrats, um Überfüllen zu vermeiden.

Zwei Typen von Apparaturen wurden entwickelt, die die kontinuierliche "in-line"Bildung einer Beschichtung durch Pyrolyse eines Reagenzes oder von Reagenzien in der Dampfphase (CVD) auf einem heißen 4

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Glashand, welches durch das Floatverfahren hergestellt worden ist, erlauben. Die zwei Apparaturtypen zum Aufbringen einer Beschichtung können als eine asymmetrische Apparatur und eine symmetrische Apparatur beschrieben werden.

Eine asymmetrische Apparatur wurde schon in den Patentbeschreibungen GB 1524326 A und GB 2033374 A (BFG Glassgroup) beschrieben, während eine symmetrische Apparatur in den Patentbeschreibungen GB 2234264 A und GB 2247691 A (Glaverbel) beschrieben wurde.

Beide Apparaturtypen können innerhalb des Glasbands angebracht werden, nachdem es aus dem Float-Tank austritt oder über dem Glas, während es noch in dem Float-Tank ist.

Sie ermöglichen im wesentlichen, daß die gesamte Breite des Glasbands, z.B. etwa 3,20 m, beschichtet wird.

Diese Apparaturen können entfernbar sein. Sie können deshalb in Position gebracht werden, um beschichtetes Glas herzustellen und entfernt werden, wann immer es notwendig erscheint.

Ein System zur Abscheidung einer Schicht in einem Float-Tank kann Einrichtungen enthalten, die eine genaue Geometrie sicherstellen und sogar bei hohen Temperaturen funktionieren, die in einem Float-Tank vorherrschen. Die Beschichtungsauftragvorrichtung kann an ein Laufgestell bzw. Untergestell gekoppelt sein, welches eine Vielzahl von Rollen hat, die derart angepaßt sind, in feste Leitbalken einzugreifen. Die Vorrichtung umfaßt weiters Einrichtungen, um die Höhe der Beschichtungskammer über dem Glassubstrat einzustellen. Dabei können Kolben bzw. Druckstangen vorgesehen sein, um den Abstand zwischen dem Glas und der CVD-Beschichtungskammer einstellen zu können, wobei bevorzugt das Beschichtungskammerdach in einer Entfernung von weniger als 50 mm und besonders bevorzugt in einer Entfernung zwischen 3 und 30 mm von der Oberfläche des zu beschichtenden heißen Glassubstrats angebracht ist.

Der Float-Tank kann mittels eines Balgsystems abgeschlossen bzw. abgedichtet sein, und zwar an dem Punkt, wo die Vorrichtung durchgeht.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben, bei denen:

Figur 1 einen vertikalen Querschnitt einer asymmetrischen Apparatur gemäß der Erfindung zeigt; Figur 1 A einen schematischen Querschnitt entlang der Linie l-l von Figur 1; und Figur 2 im vertikalen Querschnitt einen Teil einer alternativen asymmetrischen Apparatur gemäß der Erfindung zeigt.

Die Figuren 1 und 1A zeigen eine gesamte asymmetrische Apparatur, welche drei Hauptteile umfaßt: (i) zwei Ausströmdüsen 10 für verdampftes oder gasförmiges Reagenz, wobei jede eine Höhe von 85 cm hat und einen Spalt 12a, 12b beinhaltet, wobei jeder Spalt einen Gasstromweg von 15 cm, eine Öffnungsgröße von 8 mm und einen Abstand zwischen den Spaltwänden von 4 mm hat; (ii) eine Beschichtungskammer 14 oberhalb des Glases 16, welche aus einer flachen Wölbung besteht, die einen nach unten offenen Kanal definiert; und (iii) einen Spalt 18 zum Herausziehen bzw. Herausleiten der verwendeten Dämpfe.

Das Glasband 16 wird durch Rollen 20 unterstützt und in der mit Pfeil A gezeigten Richtung angetrieben.

Der Dampfstrom in der Beschichtungskammer 14 entlang des Glases 16 wird hauptsächlich durch Saugen gesteuert.

Wenn ein heißes Reagenz mit dem Glas 16 einem Punkt außerhalb des Float-Tanks in Kontakt gebracht werden muß, ist die gesamte Apparatur vorzugsweise isoliert.

Die Anzahl der aufeinanderfolgenden Reagenzzuführspalte 12a, b hängt von der Natur der zu bildenden Beschichtung ab. Die Spalte 12a, b sind in Richtung der Beschichtungskammer 14 geneigt.

Die Vorrichtung kann oberhalb des Glases 16 plaziert sein, so daß die Reagenzien in der Richtung der Bewegung A des Bandes oder in entgegengsetzter Richtung strömen.

Die Zufuhreinrichtungen für die gasförmigen Reaktanten werden durch ein Ausströmungsrohr 22 verbunden mit einem Adapter 26, welcher in die Düse 10 führt, gebildet.

Die Wölbung oder das Dach 38 der Beschichtungskammer 14 befindet sich in einem Abstand (Δ) von 20 mm von dem Glas 16. Die Breite jedes Spalts 12a und 12b ist 4 mm. Die Länge der Beschichtungskammer 14 ist so gewählt, daß das Reagenz mit dem Glas 16 für 6 bis 10 Sekunden in Kontakt bleibt. In der Praxis wird die Länge der Beschichtungskammer 14 ein für allemal ausgewählt, gemäß der am häufigsten gebräuchlichen Bewegungsgeschwindigkeit des Glases 16 - etwa 14 m/min. für 4 mm Glas - und die Konzentration des Reagenzes wird, wann immer es nötig ist, gemäß der Natur und der Dicke der zu erhaltenden Beschichtung angepaßt.

Die Apparatur ist mittels Kohlefaserdichtungen (besonders, wenn sich die Apparatur in einem Float-Tank befindet) der durch Refrasil®- oder Cerafelt®-Schürzen abgedichtet.

Um Verschmutzung der Beschichtungskammer 14 durch Streuablagerungen zu verhindern, die auf das Glas 16 fallen können und Fehler in der darauf gebildeten Beschichtung erzeugen können, enthält die 5

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Apparatur ein System zum Abfangen von Streubeschichtungen. Eine Anzahl von Metallkabeln 40 aus Edelstahl sind unterhalb der Wölbung 38 der Beschichtungskammer 14 angeordnet. Diese Kabel sammeln vorzugsweise das feste Material, das sich über dem Glas 16 bildet und leiten die Gasströme von der Wölbung weg, welche sauber bleibt. Die Kabel laufen quer zur Bewegungsrichtung des Glases 16, was es möglich macht, den verschmutzten Teil fortschreitend zu entfernen und ihn durch einen sauberen Teil zu ersetzen.

Die Apparatur ist aus geglühten Metallstücken gebildet, die miteinander eher durch Bolzen fixiert sind als durch Verschweißen, um Verzerrung durch Hitze zu vermeiden.

Bezugnehmend auf Figur 1A kann gesehen werden, daß jedes Metallkabel 40 durch eine Kühlkammer 42 läuft, die sich außerhalb der Beschichtungskammer 14 befindet. Die Kühlkammer 42 umfaßt obere und untere Kühlschlangen 44, 46, durch welche ein Kühlfluid, wie z.B. Wasser bei Raumtemperatur, fließt. Beim Verlassen der Kühlkammer 42 läuft jedes Kabel über eine motorgetriebene Scheibe 48. Eine Spannvorrichtung, allgemein mit Bezugsziffer 50 gekennzeichnet, legt Spannung an das Kabel 40 an, um sicherzustellen, daß letzteres einen geraden Weg durch die Beschichtungskammer 14 hat, parallel zu sowohl der Oberflächenbeschichtung auf dem Glassubstrat 16 als auch zum Beschichtungskammerdach 38. Die Spannvorrichtung 50 kann in Form von Gegengewichten auf jeder Seite des Glasbandes sein.

Obwohl dies nicht in Figur 1A gezeigt ist, können ähnliche Kühlkammern und Spannvorrichtungen auf der anderen Seite der Beschichtungskammer 14 bereitgestellt sein, was ermöglicht, das Kabel zuerst in eine Richtung durch die Beschichtungskammer und dann in der Gegenrichtung zu bewegen, wobei das Ausmaß der Bewegung in jeder Richtung ausreichend ist, um sicherzustellen, daß das ganze Kabel, das durch die Beschichtungskammer hindurchgeht, anschließend durch eine oder beide Kühlkammern hindurchgeht. Wir bevorzugen es jedoch, eine geschlossene Kabelschleife zu verwenden, wodurch die Bewegung nur in einer Richtung ermöglicht wird, wobei dann die Notwendigkeit für nur eine motorgetriebene Scheibe und Spannvorrichtung für jedes Kabel besteht.

Anstelle der Kühlkammer 42 können die Kabel 40 durch ein Wasserbad hindurchgehen, wo der direkte Kontakt mit dem Wasser darin den erforderlichen thermischen Schock erzeugt, um das abgelagerte Material zu entfernen.

In Alternativen der in den Figuren 1 und 1A gezeigten Konstruktion, können die Kabel 40 durch ein endloses Stahlgitter oder ein Stahlgurtband oder durch glatte Stahlstäbe ersetzt sein.

Bei der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform, wird ein Gtasband 216 von Rollen 220 gestützt, und die Vorrichtung umfaßt eine Abschirmung, die einen sich bewegenden Stickstoff-Vorhang benachbart zum Beschichtungskammerdach umfaßt. Das Dach 238 der Beschichtungskammer 214 ist mit einer Vielzahl von Stickstoffeinlässen 243 ausgebildet, welche den Stickstoff aus einer Stickstoffzuführkammer 241 zuleiten. Die Öffnungen 243 haben jeweils eine Öffnungsgröße von 2 mm und sind voneinander 2 cm entfernt. Die Öffnungen sind im Winkel in Richtung des Reagenzgasstroms durch die Beschichtungskammer 214 aus der Reagenzgaseinlaßdüse 212 angeordnet. Somit wird veranlaßt, daß der Stickstoff, der durch die Öffnungen 243 hindurchgeht, durch die Beschichtungskammer 214 in der gleichen Richtung wie das Reagenzgas strömt. Stickstoff wird zu der Zuführkammer 241 bei Raumtemperatur bei einer Strömungsrate von ungefähr 0,7 Nm3/cm Breite Substrat/Stunde eingespeist. Weil sich die Apparatur bei erhöhter Temperatur befindet, steigt die Temperatur des Stickstoffs auf bis etwa 300 * C, sobald er in die Beschichtungskammer 214 hineinkommt. Trotzdem ist der Stickstoff auf einer Temperatur in der Beschichtungskammer 214, die geringer ist als die des Reagenzgases. Der Stickstoff bildet einen Vorhang 240, der das Reagenzgas vom Dach 238 der Beschichtungskammer 214 abtrennt. Sowohl das Reagenzgas als auch der Stickstoff verlassen die Beschichtungskammer durch den Abgasauslaß 218.

In einer alternativen Ausführungsform können die Öffnungen 243 durch poröse Dachelemente für die Beschichtungskammer ersetzt sein.

Wir haben es als besonders vorteilhaft empfunden, die Merkmale der Figuren 1 und 2 miteinander zu kombinieren, d.h. die Verwendung von sowohl sich bewegenden Kabeln als auch eines Stickstoffvorhangs,, der durch ein poröses Dachelement in die Beschichtungskammer eingespeist wird.

Beispiel

Das folgende Beispiel zeigt die Verwendung einer asymmetrischen Apparatur, wie z.B. in Verbindung mit den Figuren 1 und 1A beschrieben. Diese Apparatur ermöglicht es, z.B. Beschichtungen von Zinnoxid SnOz, Zinnoxid SnÖ2 dotiert mit Fluor, Titandioxid T1O2, Titannitrid TiN, Siliciumnitrid SiaN«. und allgemein ausgedrückt Oxide, Sulfide, Nitride oder Carbide aufzutragen.

Um Beschichtungen von Zinnoxid SnÜ2 oder Titandioxid Ti02 zu bilden, werden zwei aufeinanderfolgende Spalte 12a, 12b verwendet. Das Reagenz mit dem Metall (Sn oder Ti) (eingespeist beim ersten Spalt 6

Claims

AT 405 831 B 12a) ist ein Tetrachlorid, welches bei Raumtemperatur flüssig ist, und in einem Strom von wasserfreiem Träger-Stickstoffgas bei etwa 600 *C verdampft. Die Verdampfung wird durch die Zerstäubung dieser Reagenzien in dem Trägergas erleichtert. Um das Oxid herzustellen, werden die Moleküle des Tetrachlorids in die Anwesenheit von Wasser-5 dampf gebracht, der zu dem zweiten Spalt 12b geführt wird. Der Wasserdampf ist auf etwa 600 *C überhitzt und wird auch in ein Trägergas injiziert, welches auf etwa 600 *C erhitzte Luft ist. Sn02 kann z.B. unter Verwendung der Anteile von SnCL und H2O, die in der britischen Patentbeschreibung GB 2026454 (Glaverbel) angegeben sind, gebildet werden. Im Fall der Bildung von leitendem Zinnoxid Sn02 ist das Dotierungsmittel Fluor: HF wird zu dem 70 Wasserdampf hinzugefügt. Der HF-Partialdruck ist pHF = 0,2 pSnCI4. Ein anderes Dotierungsmittel kann auch eingeführt werden: flüssiges Antimonchlorid SbCls, welches direkt mit dem Zinnchlorid SnCI4 gemischt wird, mit welchem es in jedem Verhältnis mischbar ist. Die Anwesenheit von Antimonchlorid SbCls macht es möglich, die Beschichtung aus Zinnoxid Sn02 zu färben, welche dann einige Sonnenbestrahlung im nahen Infrarot absorbieren (und reflektieren) kann. 75 Die Gasströmrate (Trägergas + Reagenz) in jedem Spalt 12 ist 1 m3/cm Spalt/Stunde bei der Betriebstemperatur. Um Beschichtungen von Zinnoxid SnC>2 oder Titandioxid T1O2 aufzutragen, ist Inconel 600 oder wahlweise eine sogar feuerfestere Legierung (Hastalloy) für die Teile der Vorrichtung ausgewählt worden, die im Kontakt mit Zinnchlorid SnCU oder Titanchlorid TiCI4 sind, und Monel 220 für den Wasserdampf und 20 HF-Spalt. Die Kabel 40 haben einen Durchmesser von 8 mm und sind einzeln in wechselseitig parallelem Verhältnis von 50 mm beebstandet. Sie sind nahe zum Dach 38 der Beschichtungskammer 14 angebracht und werden einer Spannung von zwei Gegengewichten, eins auf jeder Seite, von jeweils 15 kg Gewicht ausgesetzt, um ihre gerade und parallele Anordnung sicherzustellen. Es wird empfohlen, Vorkehrungen zu 25 treffen, die die Schocks der Kabel während ihrer Bewegungen vermeiden, um die Entfernung von Material, das auf der Oberfläche der Kabel abgelagert worden ist, zu verhindern, was Fehler in der auf dem Glas gebildeten Beschichtung verursachen würde. Die Kabel werden in der Beschichtungskammer mit einer Geschwindigkeit von 1 m/sec angetrieben, während sich das Substrat mit einer Geschwindigkeit von 10 m/min bewegt. Die Verschmutzung des Beschichtungskammerdachs während des Betriebs der Vorrichtung 30 ist gering, was die Notwendigkeit, die Vorrichtung für Reinigungszwecke anzuhalten, verringert. Patentansprii che 1. Verfahren zur pyrolytischen Bildung einer Metallbeschichtung oder Beschichtung mit einer Metallverbin-35 düng auf einer Oberfläche eines sich bewegenden heißen Glassubstrats, indem die Oberfläche mit einem gasförmigen Reagenz in Kontakt gebracht wird, wobei das Substrat durch eine Beschichtungskammer befördert wird, Reagenzgas in die Beschichtungskammer mittels mindestens einem Reagenzgaseinlaß in Form eines Spalts zugeführt und verteilt wird, wobei der Spalt direkt in die Beschichtungskammer geöffnet ist und sich quer zum Weg des Substrats erstreckt und Abgas aus der Beschich-40 tungskammer ausströmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungskammerdach durch eine sich bewegende Abschirmung abgeschirmt wird, um die Bildung von Ablagerungen auf dem Beschichtungskammerdach zu verringern.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung in und aus der Be-45 Schichtungskammer bewegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abschirmung eine Reinigungseinrichtung, die außerhalb der Beschichtungskammer angebracht ist, verwendet wird. so
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Abschirmung durch die Reinigungseinrichtung, welche eine Kühlkammer umfaßt, hindurchgezogen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet daß die Abschirmung mittels einer mechanischen Reinigungsvorrichtung gereinigt wird. 55
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Inertgasvorhang benachbart zum Beschichtungskammerdach bewegt wird, um die Bildung von Ablagerungen auf dem Beschichtungskammerdach zu vermindern. 7 AT 405 831 B
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Inertgasvorhang in die gleiche Richtung wie der Reagenzgasstrom in der Beschichtungskammer strömt.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit Stützeinrichtungen (20, 220) zum Befördern des Substrats (16, 216) durch eine Beschichtungskammer (14, 214), mindestens einen Reagenzgaseinlaß in Form eines Spalts (12, 212), der direkt in die Beschichtungskammer geöffnet ist und sich quer zum Weg des Substrats ausbreitet zum Zuführen und Verteilen von Reagenzgas in die Beschichtungskammer, und mindestens einen Abgasauslaß (18, 218) zum Ausströ-menlassen von Abgas aus der Beschichtungskammer, dadurch gekennzeichnet, daß bewegliche Abschirmungen (40, 240) in der Beschichtungskammer benachbart zu dessen Dach (38, 238) vorgesehen sind, um die Bildung von Ablagerungen auf dem Beschichtungskammerdach zu vermindern.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter eine Einrichtung (48) zum Bewegen der Abschirmung in und aus der Beschichtungskammer umfaßt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung ein flexibles Element (40) und Einrichtungen (50) zum Spannen dieses Elements in der Beschichtungskammer umfaßt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung aus mindestens einem Kabel (40) besteht, welches sich quer zur Beschichtungskammer transversal zur Bewegungsrichtung des heißen Glassubstrats erstreckt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung aus einem Gurt besteht, der sich quer zur Beschichtungskammer transversal zur Bewegungsrichtung des heißen Glassubstrats erstreckt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter eine Reinigungseinrichtung (42) umfaßt, die außerhalb der Beschichtungskammer angebracht ist, zum Entfernen von Ablagerungen von der Abschirmung.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinrichtung eine Kühlkammer (42) und eine Führungseinrichtung (48) umfaßt, um die Abschirmung durch die Kühlkammer zu bewegen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinrichtung eine Reinigungsvorrichtung in Kontakt mit der Abschirmung umfaßt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsvorrichtung eine Bürste oder einen Schaber umfaßt.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung einen sich bewegenden Vorhang von Inertgas (240) benachbart zum Beschichtungskammerdach umfaßt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Inertgas-Vorhang (240) in dieselbe Richtung wie der Reagenzgasstrom in der Beschichtungskammer strömt.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Inertgaszuführkammer (241) umfaßt und das Beschichtungskammerdach mit einer Vielzahl von Inertgasöffnungen (243) ausgestattet ist, die mit der Inertgaszuführkammer verbunden sind und in die Beschichtungskammer geöffnet sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Inertgaszuführkammer umfaßt und die Beschichtungskammer mit porösen Dachelementen ausgestattet ist, welche die Beschichtungskammer von der Inertgaszuführkammer abtrennen. 8 ΑΤ 405 831 Β
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungskammerdach (38, 238) in einer Entfernung von weniger als 50 mm von der Oberfläche des zu beschichtenden heißen Glassubstrats (16, 216) angebracht ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungskammerdach (38, 238) in einer Entfernung zwischen 3 und 30 mm von der Oberfläche des zu beschichtenden heißen Glassubstrats (16, 216) angebracht ist. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen 9