EA021546B1 - Способ и устройство для получения покрытия на поверхности стекла - Google Patents

Способ и устройство для получения покрытия на поверхности стекла Download PDF

Info

Publication number
EA021546B1
EA021546B1 EA201001399A EA201001399A EA021546B1 EA 021546 B1 EA021546 B1 EA 021546B1 EA 201001399 A EA201001399 A EA 201001399A EA 201001399 A EA201001399 A EA 201001399A EA 021546 B1 EA021546 B1 EA 021546B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
coating
glass
aerosol
liquid
raw material
Prior art date
Application number
EA201001399A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201001399A1 (ru
Inventor
Йоонас Илмаринен
Маркку Раяла
Томи Валкеапяя
Кай Асиккала
Original Assignee
Бенек Ой
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FI20071003A external-priority patent/FI20071003L/fi
Application filed by Бенек Ой filed Critical Бенек Ой
Publication of EA201001399A1 publication Critical patent/EA201001399A1/ru
Publication of EA021546B1 publication Critical patent/EA021546B1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0416—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
    • B05B7/0441—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • C03C17/23—Oxides
    • C03C17/25—Oxides by deposition from the liquid phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • C03C17/23—Oxides
    • C03C17/25—Oxides by deposition from the liquid phase
    • C03C17/253—Coating containing SnO2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/0005—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation
    • C03C23/006—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation by plasma or corona discharge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D91/00—Burners specially adapted for specific applications, not otherwise provided for
    • F23D91/02—Burners specially adapted for specific applications, not otherwise provided for for use in particular heating operations
    • F23D91/04—Burners specially adapted for specific applications, not otherwise provided for for use in particular heating operations for heating liquids, e.g. for vaporising or concentrating
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/16—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements having an anti-static effect, e.g. electrically conducting coatings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0416—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
    • B05B7/0441—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber
    • B05B7/045—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber the gas and liquid flows being parallel just upstream the mixing chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0416—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
    • B05B7/0441—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber
    • B05B7/0475—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber with means for deflecting the peripheral gas flow towards the central liquid flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/24—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with means, e.g. a container, for supplying liquid or other fluent material to a discharge device
    • B05B7/2489—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with means, e.g. a container, for supplying liquid or other fluent material to a discharge device an atomising fluid, e.g. a gas, being supplied to the discharge device
    • B05B7/2494—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with means, e.g. a container, for supplying liquid or other fluent material to a discharge device an atomising fluid, e.g. a gas, being supplied to the discharge device a liquid being supplied from a pressurized or compressible container to the discharge device
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
    • C03C2217/21—Oxides
    • C03C2217/211—SnO2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
    • C03C2217/21—Oxides
    • C03C2217/213—SiO2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
    • C03C2217/21—Oxides
    • C03C2217/214—Al2O3
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
    • C03C2217/21—Oxides
    • C03C2217/218—V2O5, Nb2O5, Ta2O5
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/10—Deposition methods
    • C03C2218/11—Deposition methods from solutions or suspensions
    • C03C2218/112—Deposition methods from solutions or suspensions by spraying

Abstract

Настоящее изобретение относится к устройству (1) и способу для получения покрытия на поверхности стекла (2). В соответствии со способом по меньшей мере один жидкий сырьевой материал (3) распыляют с помощью по меньшей мере одного газового распылителя (6) с получением аэрозоля, выходящего из распылительной головки (34) распылителя (6). Размер капель аэрозоля, выходящего из распылительной головки (34) распылителя (6), уменьшают путем изменения гидродинамических свойств потока аэрозоля с помощью ограничителей (36) потока, и аэрозоль переносят на поверхность стеклянного продукта (2), где он вступает в реакцию, образуя покрытие на поверхности стеклянного продукта (2).

Description

Настоящее изобретение относится к устройству для покрытия стекла и, в частности, к устройству в соответствии с ограничительной частью п.1 формулы изобретения для нанесения покрытия на поверхность стекла, которое содержит по меньшей мере один газовый распылитель для распыления с получением аэрозоля по меньшей мере одной жидкости, применяемой для покрытия стекла, с помощью газа в распылительной головке распылителя. Изобретение также относится к способу покрытия стеклянного продукта, и, в частности, к способу в соответствии с ограничительной частью п.14 формулы изобретения для нанесения на поверхность стеклянного продукта покрытия, состоящего по меньшей мере из одного жидкого сырьевого материала.
Известно, что покрытия, обладающие необходимыми характеристиками для применения со стеклом, можно получить путем применения газообразных реагентов, которые диспергируются в горячую поверхность стекла. Такие характеристики включают в себя, например, подгонку показателя преломления, выполненную с помощью слоя, значение показателя преломления которого находится между показателями преломления стекла и покрытия и предпочтительно равно квадратному корню произведения показателей преломления стекла и покрытия; электрохромизм, т.е. изменение цвета стекла при проведении через него электрического тока; изменение поглощения стеклом солнечного излучения (так называемое солнцезащитное стекло); в частности, для покровного стекла применяют электропроводящее покрытие (например, легированный фтором оксид олова, легированные алюминием оксиды сурьмы, индия или цинка), которое приводит к отражению стеклом инфракрасного излучения; стекло, покрытое прозрачным электропроводящим покрытием можно применять при изготовлении солнечных элементов.
Покрытие листового стекла можно осуществлять множеством известных способов, таких как химическое осаждение из паровой фазы (СУЭ - от англ. Сйеш1са1 Уарог Όβροδίΐίοη), напыление, плазменное осаждение или пиролиз пульверизованного слоя.
При пиролизе пульверизованного слоя характерным сырьевым материалом является жидкость, содержащая необходимые для получения покрытия вещества, которую распыляют на поверхность горячего стекла, подлежащего покрытию.
Получение покрытий, обладающих необходимыми характеристиками для применения со стеклом, можно осуществить не только с помощью газообразных, но и с помощью жидких реагентов. Применение жидких реагентов обеспечивает в основном более простой и дешевый процесс, но скорость этого процесса существенно ниже, чем при применении газообразных реагентов.
Однако, к сожалению, практика показала трудность получения достаточно однородных покрытий необходимой толщины. Хотя получение таких покрытий при достаточно высокой температуре, обычно составляющей более 650°С, успешно осуществляют при допустимой скорости изготовления, было доказано, что при температуре поверхности стекла менее 650°С трудно получить рентабельные покрытия при достаточной скорости изготовления. В настоящем контексте под достаточной скоростью изготовления подразумевается нанесение покрытия необходимой толщины на стекло, скорость перемещения которого предпочтительно составляет более 5 м/мин, более предпочтительно более 10 м/мин и наиболее предпочтительно более 15 м/мин, причем покрытие можно наносить на поверхность движущейся стеклянной ленты в процессе изготовления стекла, т.е. при так называемом флоат-процессе. Температура, составляющая менее 650°С, является предпочтительной для получения покрытия, поскольку в этом случае при флоат-процессе покрытие можно получить после модульной ванны, когда условия окружающей среды являются значительно менее жесткими для покрытия, чем в зоне модульной ванны. Температура, составляющая менее 650°С, является предпочтительной также для получения покрытия с помощью технологии о£Г-1ше (вне линии), поскольку максимальная температура стекла в процессе закаливания обычно составляет 650°С.
В опубликованной заявке на патент Финляндии № 94620, РПктдФп р1с апб Р1асй§1а8 Лкйепдекей8сйай от 15 апреля 1990 г. раскрыт способ покрытия стекла, в соответствии с которым по меньшей мере два газообразных реагента вступают в реакцию друг с другом, формируя покрытие на движущейся горячей стеклянной ленте. Для применения способа при промышленном получении покрытий толщиной более 200 нм в короткой зоне нанесения способ включает в себя создание первого потока первого газареагента в направлении поверхности горячего стекла, создание второго, турбулентного, потока второго газа-реагента и направление объединенного газового потока на поверхность горячего стекла в виде турбулентного потока. Способ можно применять для получения металлоксидного покрытия на горячем стекле. Представленные в публикации примеры описывают получение покрытия при скорости стеклянной ленты, составляющей 8 м/мин, и температуре стекла, составляющей 580°С. Толщина покрытия составляет от 250 до 275 нм. Во втором примере толщина покрытия слегка превышает 300 нм. На практике такая малая толщина слоя не обеспечивает достаточно низкую эмиссионную способность стекла (менее 0,2), позволяющую применять стекло в качестве низкоэмиссионного (1о^-е). В публикации не указаны значения эмиссионной способности или удельного поверхностного сопротивления покрытия. В описанных в публикации примерах первый газ-реагент является тетрахлоридом олова в предварительно нагретом до температуры 354°С сухом воздухе, применяемом в качестве газа-носителя. Скорость подачи тетрахлорида олова составляла 84 кг/ч, скорость подачи сухого воздуха составляла 105 м3/ч. Второй газ- 1 021546 реагент является плавиковой кислотой, также смешанной с предварительно нагретым воздухом. Скорость подачи плавиковой кислоты составляла 34 кг/ч, скорость подачи сухого воздуха составляла 620 м3/ч. Газы-реагенты быстро смешивали для получения объединенного потока через напылительную камеру. Для полного окисления 84 кг тетрахлорида олова требуется приблизительно 7,3 м3 кислорода, так что при содержании кислорода в воздухе, составляющем приблизительно 20%, можно установить, что тетрахлорид олова реагирует в загрузочной камере в среде, не содержащей избыточного кислорода для реакции окисления. Такая реакционная среда не является благоприятной для формирования слоя диоксида олова, поскольку для обеспечения проводимости предпочтительно, чтобы структура диоксида олова включала в себя дефекты, предпочтительно дефицит кислорода.
В публикации υδ 2564708, Сотшпд С1а88 \Уог1<5 от 21 августа 1951 г. раскрыт теплозащитный экран, отражающий низкотемпературное тепловое излучение и пропускающий высокотемпературное тепловое излучение. В основе теплозащитного экрана лежит пленка, осажденная на поверхность стеклянной пластины путем нагрева стеклянной пластины до температуры, превышающей 500°С, с помощью распыления раствора, содержащего желаемые соли металла, и напыления распыленной жидкости на поверхность стеклянной пластины для получения покрытия желаемой толщины. Желаемыми материалами для пленки являются оксид олова или оксид олова, легированный сурьмой или оксидом индия. В публикации указано, что при получении покрытия на боросиликатном стекле при температуре 700°С, получение пленки толщиной от 100 до 700 нм занимает от 10 до 20 с. В публикации не указан размер капли распыленного сырьевого раствора, но на основании толщины пленки, времени получения и температуры можно сделать заключение, что средний диаметр капли составлял несколько десятков микрометров, что является характерным размером капли при получении капель с помощью обычного газового или напорного распылителя. Для получения слоя покрытия достаточной толщины, если стеклянная лента, подлежащая покрытию, движется со скоростью 5 м/мин, длина напылительной камеры должна составлять приблизительно 1 м, а при скорости 15 м/мин - до 3 м, и температура должна заметно превышать 650°С. Это делает применение описанного в публикации способа получения невыгодным при флоат-процессе и невозможным при последующей обработке стекла.
В опубликованном патенте υδ 2566346, РйЩЪитдй Р1а1с С1а88 Со. от 4 сентября 1951 г. раскрыт способ получения электропроводящего покрытия стекла путем применения в качестве сырьевого материала водного раствора. В этом опубликованном патенте также описан продукт на основе натриевого стекла, поверхность которого имеет электропроводящее покрытие из легированного фтором оксида олова, причем толщина покрытия составляет от 25 до 600 нм, а удельное сопротивление от 200 до 500 мкОм-см. В примерах из этой публикации описан способ получения покрытия, основанный на обычном напылении жидкого сырьевого материала на поверхность изделия. В соответствии с этими примерами слой толщиной приблизительно 75 нм был получен путем напыления в течение 5 с при скорости напыления 120 мл/мин. Удельное сопротивление полученного покрытия составило приблизительно 400 мкОм-см. Для обеспечения меньших значений удельного сопротивления необходимо более толстое покрытие. Как уже было сказано, толщина покрытия обычно должна составлять несколько сот нанометров, что делает применение способа, описанного в публикации, неэффективным при изготовлении стекла.
В опубликованном патенте υδ 4721632, Ротй МоЮг Сотрапу от 26 января 1988 г. описан способ снижения эмиссионной способности пленки легированного оксида олова. Однако эмиссионная способность пленок, описанная в публикации, составляет приблизительно от 0,25 до 0,29, а эти значения являются слишком высокими для высококачественного низкоэмиссионного стекла.
В опубликованном патенте υδ 4728353, С1ауетЪе1 от 1 марта 1988 г. описано устройство для пиролитического формирования покрытия из соединений металлов на горячей стеклянной подложке. Для работы устройства необходимо регулирование газовой среды в непосредственной близости от стеклянной подложки путем подачи предварительно нагретого газа для формирования защитной среды вблизи от стеклянной подложки. Защитная среда позволяет предотвратить проникновение окружающего воздуха в зону покрытия. В публикации указано, что предварительно нагретый газ является предварительно нагретым воздухом, так что реакции формирования покрытия осуществляются в богатой кислородом среде. В публикации описана подача жидкого материала покрытия путем напыления, но не указан диаметр капли тумана. Поскольку в 1988 году распылителей, позволяющих получить мелкие капли, не существовало, специалисту в данной области техники того времени было ясно, что диаметр капли тумана составлял несколько десятков микрометров. В публикации ЛгОшг Н. ЬеГеЪуге. АЮпй/аОоп апй §ртау8, Тау1ог & Ргапс18, υδΑ, 1989 описаны другие распылители. Под словом туман, обычно применяемым в патентных публикациях, подразумеваются капли, диаметр которых составляет приблизительно 100 мкм (указанная публикация, с. 80), и при применении нагнетательных и пневматических распылителей описанное в публикации (в частности, с. 201-273) распределение капель по размеру не содержит капель, размером менее 10 мкм, причем характерный средний диаметр составляет от 30 до 80 мкм. Испарение такой капли возможно в течение 10 с при температуре воздуха, составляющей несколько сот градусов, как описано в публикации. Однако нагрев воздуха делает такое решение дорогостоящим, в особенности при применении большого количества воздуха, как описано в публикации.
- 2 021546
Листовое стекло с покрытием применяют в различных областях строительства, например, в качестве энергосберегающего, теплозащитного (низкоэмиссионного, т.е. 1о^-е) стекла или самоочищающегося стекла. В первом случае стекло в основном покрыто легированным фтором оксидом олова (РТО - от англ. йиотте йи ох1бе), в последнем случае - диоксидом титана, предпочтительно в кристаллической форме анатаза.
Другие распылители из предшествующего уровня техники раскрыты в публикации Нштт Ьш, 8с1епсе апб Епдшееттд о£ Эгор1е15 - Рипбатеп1а15 апб Аррйсайопз, ^ййат Апбге\у РиЬйзШпд, БЬС, №\ν Уогк, 2000, в частности с. 23-25. В настоящем документе приведены ссылки на эту публикацию, касающиеся диаметра капель, полученных с помощью распылителей из предшествующего уровня техники.
В опубликованном патенте И8 7008481 В2 от 7 марта 2006 г., йитоуайуе ТПп Рйтз, Ыб. описаны способ и устройство для получения однородного пиролитического покрытия. Устройство, описанное в публикации, удаляет крупные капли из капельно-жидкого тумана, в результате чего повышается однородность покрытия. В публикации не указан размер жидких капель, но имеется ссылка на распылители из предшествующего уровня техники, в соответствии с которой можно предположить, что размер капли составляет более 10 мкм. В публикации также упомянуты электростатические и ультразвуковые распылители, но эти распылители имеют низкую производительность и, таким образом, непригодны для покрытия листового стекла, требующего получения большого количества капель.
В опубликованном патенте И8 5882368 от 16 марта 1999 г., У1бгю Рйапо Эе Мехюо, 8.А. ΌΕ С.У. описан способ и устройство для покрытия горячей стеклянной подложки мелкокапельным туманом. Капли тумана получают с помощью множества ультразвуковых распылителей. В описании публикации раскрыто получение капель с помощью ультразвукового распылителя частотой 1 МГц, создающего капли диаметром менее 10 мкм, обычно 5 мкм. Температура стеклянной ленты, на которую наносят покрытие, составляет от 580 до 610°С.
Недостаток предшествующего уровня техники состоит в том, что горячую стеклянную ленту следует покрывать при температуре, составляющей по меньшей мере приблизительно 580°С, следовательно на практике узел нанесения покрытия должен быть расположен, например, на линии производства листового стекла (флоат-линии), в модульной ванне или непосредственно после нее, что повышает стоимость устройства. Другой недостаток предшествующего уровня техники состоит в том, что нанесение покрытия занимает сравнительно много времени. Недостатком предшествующего уровня техники является отсутствие способа эффективного получения покрытия из жидких сырьевых материалов на поверхности стекла, при котором степень окисления покрытия меньше, чем степень окисления полностью окисленного покрытия. Предпочтительно покрытие следует наносить со скоростью получения или обработки стеклянного продукта, такого как листовое стекло, при температуре не более 650°С. В предшествующем уровне техники для получения достаточно мелких капель, позволяющих изготовить высококачественное покрытие, применяли электростатические и ультразвуковые распылители. Однако недостаток электростатических и ультразвуковых распылителей состоит в их непригодности для высокоскоростного производства, что также отмечено в публикации Нштт Ьш, 8с1епсе апб Епдшееттд о£ Эгор1е15 - Рипбатеп1ак апб Аррйсайопз, ^ййат Апбгете РиЬ1кЫп§, РЬС, №\ν Уогк, 2000. Кроме того, электростатическое и ультразвуковое распыление требует применения отдельного газа-носителя, который не смешивается непосредственно с каплями при распылении. При покрытии, основанном на ультразвуковом или электростатическом распылении, капли переносят в напылительную камеру, и при переносе часть материала может высохнуть или в результате реакции превратиться в твердые частицы, как описано в публикации И8 5882368. По меньшей мере часть этих продуктов реакции и твердых частиц оказывается в покрытии, что приводит к мутности последнего. Кроме того, эти реакции газовой фазы снижают эффективность применения материала в процессе. Пневматические распылители из предшествующего уровня техники, в свою очередь, могут обеспечить достаточный выход материала для получения покрытия на движущейся стеклянной ленте, но размер капель, образованных этими известными пневматическими распылителями, является слишком большим для получения высококачественного покрытия.
Сущность изобретения
Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание способа и устройства для его осуществления, способных устранить указанные недостатки. Решение задач настоящего изобретения осуществляется с помощью устройства в соответствии с отличительной частью п.1 формулы изобретения, характеризующегося тем, что устройство содержит один или более ограничителей потока для изменения гидродинамических свойств потока аэрозоля, выходящего из распылительной головки, таким образом, чтобы уменьшить размер капель капельной струи до ее переноса на поверхность стекла. Решение задачи настоящего изобретения также осуществляется с помощью способа в соответствии с отличительной частью п.14 формулы изобретения, характеризующегося тем, что он включает следующие этапы:
распыление с получением аэрозоля, выходящего из распылительной головки распылителя по меньшей мере одного жидкого сырьевого материала с помощью по меньшей мере одного газового распылителя;
уменьшение размера капель аэрозоля, выходящего из распылительной головки распылителя, путем изменения гидродинамических свойств потока аэрозоля с помощью ограничителей потока; и
- 3 021546 перенос аэрозоля на поверхность стеклянного продукта, причем аэрозоль вступает в реакцию, создавая покрытие на поверхности стеклянного продукта.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Настоящее изобретение основано на пневматическом или газовом получении или распылении капельной струи или аэрозоля, состоящего по меньшей мере из одного жидкого сырьевого материала, путем получения капель капельной струи или аэрозоля со средним размером 3 мкм или менее, предпочтительно 1 мкм или менее. Получение мелких капель в соответствии с настоящим изобретением основано на неожиданном наблюдении, что воздействие ограничителями потока на капельную струю или аэрозоль, полученные с помощью пневматического распылителя, при достаточной скорости потока капельной струи или аэрозоля позволяет получить аэрозоль со средним диаметром жидких капель менее 3 мкм и предпочтительно менее 1 мкм. Это можно осуществить, например, путем подачи аэрозоля, полученного с помощью газового распылителя, в трубу, содержащую множество ограничителей потока, расположенных внутри трубы, благодаря чему можно получить туман с очень мелкими каплями, если капельногазовая смесь, т.е. аэрозоль, перемещается по трубе с достаточной скоростью. Ограничители потока применяют для изменения гидродинамических свойств полученного аэрозоля, так чтобы уменьшить средний размер капель аэрозоля.
Принцип настоящего изобретения может применяться, например, при покрытии стеклянного продукта при температуре менее 650°С. В таком случае можно получить покрытие на стеклянном продукте, который может являться, например, стеклянной лентой, движущейся при флоат-процессе. При флоатпроцессе расплавленное стекло течет сначала по поверхности расплавленного олова, после чего его поднимают на роликовый конвейер, и оно течет дальше в охлаждающую печь. Наиболее предпочтительным местом для покрытия стеклянной ленты является участок между модульной ванной и охлаждающей печью, где температура стекла обычно составляет от 630 до 530°С. Горячим стеклянным продуктом также может являться стеклянный продукт, например, движущийся в процессе закаливания стекла. При закаливании стекла стеклянный продукт сначала нагревают обычно до температуры приблизительно 650°С, после чего поверхность продукта быстро охлаждают воздушными струями. Стеклянный продукт также может быть нагрет до температуры от 500 до 650°С в отдельном устройстве вне линии для нанесения покрытия в соответствии с настоящим изобретением.
Распыляемым жидким сырьевым материалом может являться, например, соль металла, растворенная в воде или спирте. Предпочтительным является спирт или другие экзотермические жидкости, поскольку они не поглощают технологическое тепло, как это делает вода. Соль предпочтительно может являться нитратом, поскольку нитраты обычно хорошо растворяются в воде и спирте. Спиртом предпочтительно является метанол. Металлы для функциональных покрытий предпочтительно включают в себя олово, фтор, сурьму, индий, цинк и алюминий, которые применяют для получения электропроводящих покрытий (покрытие из легированного оксида олова или легированного оксида цинка, сурьму можно применять для получения покрытий, обладающих свойством поглощения солнечного излучения, т.е. свойством так называемого контроля солнечного излучения), ванадий, применяемый для получения электрохромного покрытия (покрытие из кислород-дефицитного оксида ванадия УО2), и кремний, применяемый для получения покрытия с регулируемым показателем преломления (покрытие из кислороддефицитного оксида кремния δίθχ). Металлсодержащий жидкий сырьевой материал может также являться, например, раствором тетрахлорида олова, тетрахлорида кремния (δίΟ14), тетрахлоридом олова (8иС14), монобутил-хлоридом олова (МВТС), трифторуксусной кислотой (ТРЛ), фтористым водородом (НР) и т.п. Предпочтительными являются сырьевые материалы, имеющие высокое давление пара при комнатной температуре. Металлсодержащий сырьевой материал может также являться коллоидным раствором, например коллоидным кремнеземом. В этом случае характерный диаметр частиц коллоидного оксида металла составляет менее 100 нм.
Обычно стеклянные продукты, описанные в настоящем изобретении, имеют покрытие, по существу, состоящее из кислород-дефицитного оксида металла, который может быть легированным или нелегированным. Предпочтительно электропроводящие металлоксидные покрытия имеют дефекты структуры кристаллов, обеспечивающие проводимость покрытия. Обычно, таким дефектом кристаллов является дефицит кислорода в кристаллической структуре. Электрохромные покрытия в основном состоят из оксида ванадия УО2, который можно получить при окислении ванадия только в условиях дефицита кислорода. При большем количестве кислорода ванадий окисляется до У2О5, не обладающего электрохромными свойствами. Покрытие с регулируемым показателем преломления состоит из кислород-дефицитного оксида кремния δίθχ, причем 1<х<2. Покрытие может также являться полностью кислород-дефицитным соединением, таким как фторид магния МдР2, который образует поглощающее покрытие с низким показателем преломления. Для получения кислород-дефицитного металлоксидного покрытия кислороддефицитную газовую среду создают в напылительной камере путем подачи в нее инертного или восстановительного газа, например, по меньшей мере, азота, диоксида углерода, оксида углерода, водорода, метана или пропана. Наиболее предпочтительно применять эту подачу газа также для распыления жидкого сырьевого материала.
- 4 021546
В некоторых областях применения покрытий, например, при изготовлении электропроводящих покрытий солнечных элементов, покрытие предпочтительно содержит также мелкие частицы, диаметр которых составляет, как правило, менее 200 нм. Такие частицы рассеивают свет, и благодаря малому размеру частиц, основная часть рассеивания направлена вперед, в результате чего солнечный элемент может более эффективно накапливать солнечную энергию. Такие мелкие частицы можно получать в покрытии, так же, как и в сырьевом материале, например, путем применения в качестве сырья раствора, также содержащего коллоидные частицы. Предпочтительно частицы и покрытие состоят из одного и того же материала.
Преимущество настоящего изобретения состоит в том, что оно позволяет получать мелкие капли диаметром 3 мкм или менее. Мелкие капли предпочтительны для процесса, поскольку скорость их диффузии в напылительной камере значительно выше, чем скорость диффузии обычных капель тумана. Мелкие капли быстрее испаряются, что повышает скорость процесса. Поскольку гравитация меньше влияет на мелкие капли, чем на капли тумана, на поверхности стекла, подлежащего покрытию, не образуется дефектов, которые образуются из-за осаждения на поверхность под действием гравитации капель тумана. Поскольку масса жидкой капли размером, например, 1 мкм составляет только одну тысячную от массы жидкой капли размером 10 мкм, более мелкая жидкая капля испаряется и сгорает в процессе пиролиза значительно быстрее, чем крупная, что позволяет получить покрытие при более низкой температуре и/или с большей скоростью. Кроме того, поскольку эти мелкие капли могут быть получены пневматически, например, с помощью газового распылителя, можно обеспечить высокую производительность в сочетании с получением мелких капель, что не представлялось возможным в соответствии с предшествующим уровнем техники. Кроме того, не требуется применение отдельного газа-носителя, что упрощает изготовление устройств. Также, раствор в соответствии с настоящим изобретением, в котором размер капель капельной струи или аэрозоля уменьшен с помощью ограничителей потока, позволяет сузить распределение частиц по размеру в капельной струе или аэрозоле, которое в газовых распылителях предшествующего уровня техники является широким.
Краткое описание графических материалов
Ниже настоящее изобретение будет описано подробно в связи с предпочтительными вариантами осуществления и со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 представлен распылитель в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2 представлено типичное распределение капель по размеру в тумане, полученном с помощью распылителя в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 3 представлено устройство в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, обеспечивающее получение кислород-дефицитного покрытия на поверхности стеклянного продукта.
На фиг. 4 представлено устройство в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, также обеспечивающее получение наночастиц в покрытии с помощью пламенного процесса с впрыском жидкости.
На фиг. 5 представлено устройство в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения, обеспечивающее получение наночастиц в покрытии путем зародышеобразования частиц вблизи от поверхности стеклянного продукта.
Подробное описание изобретения
На фиг. 1 представлен распылитель в соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения. Жидкий сырьевой материал подают из трубопровода 14 в распылитель, который производит ультрамелкие жидкие капли. Сырьевой материал представляет собой комбинацию монобутил-хлорид олова (МВТС) -трифторуксусная кислота (ТТЛ) - метанол с массовым отношением 3:1:5. Скорость подачи сырьевого материала составляет 20 мл/мин. В качестве распыляющего газа в газопровод 8 подают азот Ν2. Уравнительная камера 30 и ограничители 32 потока равномерно распределяют поток азота вокруг трубопровода 14 жидкости, в результате чего жидкость распыляется каплями в распылительном сопле 34. Объемный расход газообразного азота составляет приблизительно 20 л/мин. Аэрозоль, распыляемый из распылительного сопла 34, т.е. из распылительной головки 34, имеет капли относительно большого размера. По мере продвижения потока аэрозоля ограничители 36 потока изменяют гидродинамические свойства потока аэрозоля и мгновенно изменяют размер капель аэрозоля на ультрамалый. Этот механизм основан на энергии столкновения, а также на изменении давления, вызванном ограничителями 36 потока. Иными словами, ограничители 36 потока установлены таким образом, что капли аэрозоля, выходящие из распылительной головки 34, сталкиваются с одним или более ограничителей 36 потока и/или друг с другом для уменьшения размера капель аэрозоля. Кроме того, или альтернативно, ограничители 36 потока установлены таким образом, что они вызывают изменение давления и/или дросселирование потока аэрозоля, выходящего из распылительной головки 34, для уменьшения размера капель аэрозоля. Таким образом, из сопла выходят ультрамелкие капли 17, распределение которых по размеру представлено на фиг. 2. Затем ультрамелкие капли направляют на поверхность стекла 2, температура которой в соответствии с этим вариантом осуществления изобретения составляет 500°С.
- 5 021546
Капли пиролизуются на поверхности стекла 2, в результате чего на поверхности образуется покрытие Р из легированного фтором оксида олова.
В соответствии с вышесказанным устройство для получения аэрозоля содержит по меньшей мере один газовый распылитель 6 для распыления жидкости 3 с получением аэрозоля с помощью газа в распылительной головке 34 распылителя 6. Распылитель 6 содержит по меньшей мере один трубопровод 14 жидкости для подачи по меньшей мере одной жидкости 3 для распыления в распылительной головке 34 и по меньшей мере один газопровод 8 для подачи по меньшей мере одного газа в распылительную головку 34 для распыления жидкости с получением аэрозоля. Распыляющий газ распыляет жидкость 3 с получением аэрозоля в распылительной головке 34, в частности, благодаря разности скоростей между распыляющим газом и жидкостью 3, выходящими в распылительную головку 34. Распылитель 6 содержит также один или более ограничителей 36 потока для изменения гидродинамических свойств, таких как, например, скорость и давление потока аэрозоля, выходящего из распылительной головки 34 таким образом, чтобы уменьшить размер капель в капельной струе. Распылитель 6 может содержать распылительную камеру 35, снабженную ограничителями 36 потока и соединенную по потоку с распылительной головкой 34. Распылительная камера 35 по фиг. 1 имеет трубчатую форму, но она также может иметь другую форму. В ней может находиться один или более ограничителей 36 потока, и они могут быть расположены последовательно, рядом или другим соответствующим образом относительно друг друга. Ограничители 36 потока могут, например, направлять, замедлять или дросселировать поток аэрозоля. В соответствии с фиг. 1 ограничители 36 потока расположены во внутренних стенках распылительной камеры 35 таким образом, что они выступают из внутренних стенок в распылительную камеру 35. Ограничители 36 потока предпочтительно расположены таким образом, чтобы приводить капли аэрозоля, выходящие из распылительной головки 34, в столкновение с одним или более ограничителей 36 потока и/или друг с другом для уменьшения размера капель капельной струи. Кроме того, или альтернативно, ограничители 36 потока расположены таким образом, чтобы вызывать изменение давления и/или дросселирование потока аэрозоля, выходящего из распылительной головки 34, для уменьшения размера капель капельной струи. С помощью ограничителей 36 потока можно получить капли аэрозоля, выходящего из распылителя 6, со средним аэродинамическим диаметром, составляющим 3 мкм или менее, предпочтительно 1 мкм или менее.
На фиг. 3 представлено устройство в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением. Устройство 1 применяют для получения покрытия Р на движущейся горячей стеклянной ленте 2. Покрытие Р получают по меньшей мере из одного жидкого сырьевого материала 3. Подающее устройство 5 для жидкого сырьевого материала 3, состоящее из герметичной емкости 10, внутри которой находится бутыль 11, содержащая жидкий сырьевой материал, соединено с корпусом 4 устройства. Газ под давлением подают в сосуд 10 из газопровода 12, давление в котором регулируется с помощью регулятора 13 давления. Необходимое давление устанавливается в соответствии с применяемым распылителем 6 и обычно составляет от 0,1 до 100 бар. Жидкий сырьевой материал 3 течет по линии 14 и через расходомер 15 в распылитель 6. Кроме того, поток газа направляют в распылитель 6 по трубопроводу 8 и через регулятор 16 расхода. Конструкция распылителя 6 более подробно описана в связи с фиг. 1. Распылитель 6 распыляет жидкий сырьевой материал каплями 17 со средним диаметром менее 3 мкм для получения аэрозоля с помощью ограничителей 36 потока. В соответствии с альтернативными вариантами осуществления изобретения ограничители 36 потока установлены не в распылителе 6, а как отдельная часть в пространстве между распылителем 6 и стеклом, таким образом, что ограничители 36 потока находятся на траектории движения аэрозоля, выходящего из распылителя 6, когда он перемещается на поверхность стекла 2.
Распылитель 6 расположен в камере 7, по существу, отделяя внутреннюю газовую среду камеры от окружающей среды. Инертный или восстановительный газ подают в камеру 7 из газопровода, предпочтительно являющегося газопроводом 8, применяемым для распыления жидкого сырьевого материала. Специалисту в данной области техники ясно, что газ также можно подводить в камеру из другого места и что может иметься более одного газового и подающего трубопроводов.
Движущаяся горячая стеклянная лента 2 входит в напылительную камеру из модульной ванны 9 флоат-линии, причем температура стеклянной ленты 2, когда она поднимается из ванны, составляет не более 650°С.
На фиг. 4 представлено устройство 18 в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, позволяющее получать также наночастицы 19 в покрытии Р с помощью пламенного процесса с впрыском жидкости. Устройство 18 содержит средства 20 для подачи части жидкого сырьевого материала 3, подлежащего распылению, в пламенную горелку 21 с впрыском жидкости, производящую частицы 19 со средним диаметром менее 200 нм, которые направляют на поверхность стеклянного продукта 2. Горючий газ из трубопровода 22 и окисляющий газ из трубопровода 23 также подают в пламенную горелку 21 с впрыском жидкости. Устройство 18 по фиг. 4 сконструировано для выращивания частиц 19 на поверхности стеклянного продукта 2 для получения покрытия Р, но устройство 18 также может быть сконструировано для выращивания частиц 19 на поверхности стеклянного продукта 2 после получения покрытия Р. Кроме того, следует заметить, что для получения частиц необязательно приме- 6 021546 нять жидкий сырьевой материал 3, частицы также можно получать из другого жидкого сырьевого материала.
На фиг. 5 представлено устройство 23 в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, также позволяющее получать наночастицы 19 в покрытии. Устройство 23 содержит средства 24 для переноса части жидкого сырьевого материала, подлежащего распылению, в распылитель 6 для получения мелких капель 17. Альтернативно, мелкие капли 17 получают с помощью распылителя 6 и отдельных ограничителей 36 потока. Затем мелкие капли 17 подают в термический реактор 25, в котором испаряется содержащийся в каплях металл. Окисляющий газ также подают в термический реактор 25 из трубопровода 26 через регулятор 27 расхода. Окисляющий газ вступает в реакцию с испаренным металлом, создавая оксид металла, образующий зародышевые наночастицы 19 со средним диаметром приблизительно 50 нм, которые переносят на поверхность стеклянного продукта 2. Устройство 23 по фиг. 5 сконструировано для выращивания частиц 19 на поверхности стеклянного продукта 2 после получения покрытия Р, но устройство 23 также может быть сконструировано для выращивания частиц 19 на поверхности стеклянного продукта 2 до получения покрытия Р. Термический реактор 25 предпочтительно является горелкой или пламенем, полученным с помощью горючего и окисляющего газов. Следует также заметить, что в соответствии с этим вариантом осуществления настоящего изобретения термический реактор 25 может находиться в любом из распылителей 6 в соответствии с изобретением, если устройство содержит один или более распылителей 6. Кроме того, в распылителе 6, содержащем термический реактор 25, необязательно применять тот же жидкий сырьевой материал, что и в распылителе (распылителях), переносящих материал покрытия в виде жидких капель на поверхность стеклянного продукта 2.
Жидкий сырьевой материал, применяемый в способе в соответствии с настоящим изобретением, может являться смесью, эмульсией или коллоидным раствором. Под эмульсией подразумевается смесь по меньшей мере двух, по существу, несмешиваемых жидкостей. Под коллоидным раствором подразумевается раствор, состоящий из двух разных фаз: дисперсной фазы и непрерывной фазы. Дисперсная фаза содержит мелкие частицы или капли, равномерно распределенные в непрерывной фазе. Иными словами, коллоидный раствор является раствором, содержащим коллоидные частицы.
Ниже способ и устройство в соответствии с настоящим изобретением будут описаны с помощью примеров.
Пример 1. Получение покрытия из легированного фтором оксида олова.
Покрытие из легированного фтором оксида олова получали в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения по фиг. 3. Жидкий сырьевой материал 3 представлял собой раствор, содержащий, в массовых долях, 30 частей метанола (МеОН), 20 частей монобутил-хлорида олова (ΜΒΤδ, СА§-номер 118-46-3) и 9 частей трифторуксусной кислоты (ТРА, СА§-номер 76-05-1). Бутыль 11, содержащую жидкий сырьевой материал, помещали в напорный бак 10, в котором с помощью газообразного азота (Ν2), подаваемого через регулятор 13 из линии 12, создавали давление 3 бар. Жидкий сырьевой материал 3 под давлением поступал через линию 14 и расходомер 15 в распылитель 6. Величина расхода составляла 150 мл/мин на 1 м ширины распылителя. Стеклянный продукт 2 нагревали в печи 9 до температуры 550°С, после чего стеклянный продукт перемещали под напылительной камерой 7 со скоростью 3 м/мин. После нанесения покрытия стеклянный продукт 2 с покрытием Р помещали в печь для отжига при температуре 500°С, и продукт медленно остывал до комнатной температуры.
Измерения, проведенные с помощью универсального источника-измерителя §оигсеМе1ег КейЫеу 2400, снабженного измерительной головкой А1е551 СР8-05, показали, что удельное поверхностное сопротивление тонкого слоя стеклянного продукта составило менее 20 Ом/квадрат. Измерения эмиссионной способности, проведенные с помощью измерителя эмиссионной способности Мк2 (от компании 5>1еп БоГутд Ор11са1 Зепкогк, Швеция), показали, что эмиссионная способность покрытия Р составляла от 0,09 до 0,14.
Пример 2. Получение покрытия из легированного фтором оксида олова, имеющего высокое значение матовости.
Покрытие из легированного фтором оксида олова получали в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения по фиг. 4.
Жидкий сырьевой материал 3 представлял собой раствор, содержащий, в массовых долях, 30 частей метанола (МеОН), 20 частей монобутил-хлорида олова (ΜΒΤδ, САδ-номер 118-46-3) и 9 частей трифторуксусной кислоты (ТРА, САδ-номер 76-05-1). Бутыль 11, содержащую жидкий сырьевой материал, помещали в напорный бак 10, в котором с помощью газообразного азота (Ν2), подаваемого через регулятор 13 из линии 12, создавали давление 3 бар. Жидкий сырьевой материал 3 под давлением поступал через линию 20 в пламенное сопло 21 с впрыском жидкости. Величина расхода составляла 30 мл/мин на 1 м ширины пламенного сопла 21 с впрыском жидкости. Из трубопровода 22 в пламенное сопло 21 с впрыском жидкости также поступал газообразный азот (Ν2), причем расход составлял 300 л/мин на 1 м ширины пламенного сопла 21 с впрыском жидкости, и из трубопровода 23 поступал газообразный кислород (О2) при расходе 100 л/мин на 1 м ширины пламенного сопла 21 с впрыском жидкости. С помощью пламенного сопла 21 с впрыском жидкости из сырьевого материала 3 получали содержащие олово и фтор
- 7 021546 частицы оксида, причем средний диаметр частиц составлял менее 100 нм, и часть их попадала на поверхность стеклянного продукта 2. Сырьевой материал 3 под давлением поступал через линию 14 и расходомер 15 в распылитель 6. Величина расхода составляла 150 мл/мин на 1 м ширины распылителя. Из линии 8 газообразный азот (Ν2) подавали через регулятор 16 расхода, причем величина расхода составляла 500 л/мин на 1 м ширины распылителя. Стеклянный продукт 2 нагревали в печи 9 до температуры 550°С, после чего стеклянный продукт сначала перемещали под пламенным соплом 21 с впрыском жидкости, а затем под напылительной камерой 7 со скоростью 3 м/мин. После нанесения покрытия стеклянный продукт 2, покрытый наночастицами и покрытием Р, помещали в печь для отжига при температуре 500°С, и продукт медленно остывал до комнатной температуры.
Матовость продукта с покрытием измеряли в соответствии со стандартом ΆδΤΜ Ό 1003, и измеренное значение составило от 5 до 10%.
Пример 3. Получение покрытия из оксида ванадия.
Покрытие из оксида ванадия УО2 получали в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения по фиг. 3. Жидкий сырьевой материал 3 представлял собой раствор, содержащий, в массовых долях, 30 частей метанола (МеОН) и 20 частей тетрахлорида ванадия (УС14, СА8-номер 7632-51-1). Бутыль 11, содержащую жидкий сырьевой материал, помещали в напорный бак 10, в котором с помощью газообразного азота (Ν2), подаваемого через регулятор 13 из линии 12, создавали давление 3 бар. Жидкий сырьевой материал 3 под давлением поступал через линию 14 и расходомер 15 в распылитель 6. Величина расхода составляла 100 мл/мин на 1 м ширины распылителя. Из линии 8 через регулятор 16 расхода подавали газообразный азот (Ν2) при расходе 500 л/мин на 1 м ширины распылителя. Стеклянный продукт 2 нагревали в печи 9 до температуры 550°С, после чего стеклянный продукт перемещали под напылительной камерой 7 со скоростью 3 м/мин. После нанесения покрытия стеклянный продукт 2 с покрытием Р помещали в печь для отжига при температуре 500°С, и продукт медленно остывал до комнатной температуры.
Пример 4. Получение покрытия из 8ίΟχ.
Покрытие из кислород-дефицитного легированного углеродом 8ίΟχ получали в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения по фиг. 3. Жидкий сырьевой материал 3 представлял собой раствор, содержащий, в массовых долях, 20 частей метанола (МеОН) и 20 частей тетрахлорида кремния (§1С14, СА8-номер 10026-04-7). Бутыль 11, содержащую жидкий сырьевой материал, помещали в напорный бак 10, в котором с помощью газообразного азота (Ν2), подаваемого через регулятор 13 из линии 12, создавали давление 3 бар. Жидкий сырьевой материал 3 под давлением поступал через линию 14 и расходомер 15 в распылитель 6. Величина расхода составляла 100 мл/мин на 1 м ширины распылителя. Из линии 8 через регулятор 16 расхода подавали газообразный азот (Ν2) при расходе 800 л/мин на 1 м ширины распылителя. Стеклянный продукт 2 нагревали в печи 9 до температуры 550°С, после чего стеклянный продукт перемещали под напылительной камерой 7 со скоростью 3 м/мин. После нанесения покрытия стеклянный продукт 2 с покрытием Р помещали в печь для отжига при температуре 500°С, и продукт медленно остывал до комнатной температуры.
Специалисту в данной области техники должно быть ясно, что по мере развития технологии принцип настоящего изобретения может быть осуществлен различными способами. Изобретение и варианты его осуществления не ограничены приведенными примерами и могут меняться без отклонения от сущности настоящего изобретения, ограниченной прилагаемой формулой изобретения.

Claims (18)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Устройство для получения покрытия на поверхности стекла, содержащее по меньшей мере один газовый распылитель (6) жидкости (3), содержащий распылительную головку (34) и распылительную камеру (35), соединенную по потоку с распылительной головкой, при этом распылительная камера представляет собой трубку, на внутренней стенке которой, вдоль ее оси, содержатся выступы (36), установленные таким образом, что они обеспечивают создание режима дросселирования при истечении аэрозоля.
  2. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит один или более термических реакторов (25) для получения твердых наночастиц (19), средний диаметр которых составляет менее 200 нм, из распыленной жидкости (3) для покрытия стекла (2).
  3. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что газовый распылитель представляет собой пламенную горелку (21) с впрыском жидкости, выполненную с возможностью получения твердых наночастиц (19) со средним диаметром менее 200 нм из жидкости (3) для покрытия стекла (2).
  4. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что термическим реактором (25) является реактор, в котором пламя поддерживается путем подачи горючего и окисляющего газов.
  5. 5. Устройство по любому из пп.2-4, отличающееся тем, что содержит напылительную камеру (7), по существу, отделяющую распылитель (6) от окружающей среды, причем получение покрытия на поверхности стекла (2) происходит в указанной камере (7).
  6. 6. Устройство по любому из пп.2-4, отличающееся тем, что содержит нагревающие средства (9) для
    - 8 021546 нагрева поверхности стекла (2) до температуры не более 650°С.
  7. 7. Способ получения покрытия на поверхности стеклянного продукта (2) по меньшей мере из одного жидкого сырьевого материала (3), включающий следующие этапы:
    распыление по меньшей мере одного жидкого сырьевого материала (3) с помощью по меньшей мере одного газового распылителя (6) с получением аэрозоля, выходящего из распылительной головки (34) распылителя (6);
    перенос аэрозоля на поверхность стеклянного продукта (2), где аэрозоль вступает в реакцию, создавая покрытие на поверхности стеклянного продукта (2), отличающийся тем, что используют устройство по п.1.
  8. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что включает в себя также получение твердых наночастиц (19) со средним диаметром менее 200 нм в термическом реакторе (25, 21), которые переносят на поверхность стекла (2) до переноса на поверхность стекла аэрозоля, полученного из жидкого сырьевого материала (3).
  9. 9. Способ по п.7, отличающийся тем, что включает в себя также получение твердых наночастиц (19) со средним диаметром менее 200 нм в термическом реакторе (25, 21), которые переносят на поверхность стекла (2) после переноса на поверхность стекла аэрозоля, полученного из жидкого сырьевого материала (3).
  10. 10. Способ по п.8, отличающийся тем, что получение твердых наночастиц (19) со средним диаметром менее 200 нм осуществляют с помощью пламенной горелки (21) с впрыском жидкости для покрытия стеклянного продукта (2).
  11. 11. Способ по п.9, отличающийся тем, что получение твердых наночастиц (19) со средним диаметром менее 200 нм из аэрозоля, полученного с помощью по меньшей мере одного распылителя (6), осуществляют с помощью пламени, генерируемого с помощью горючего и окислительного газов в термическом реакторе (25).
  12. 12. Способ по любому из пп.7-11, отличающийся тем, что аэрозоль переносят на поверхность стеклянного продукта (2) в напылительной камере (7), содержащей, по существу, кислород-дефицитную газовую среду для реакций окисления по меньшей мере одного металла, причем покрытие на поверхности стекла (2) получают в указанной напылительной камере (7).
  13. 13. Способ по п.12, отличающийся тем, что, по существу, кислород-дефицитную газовую среду создают путем подачи в напылительную камеру, по меньшей мере, азота, диоксида углерода, оксида углерода, водорода, метана или пропана.
  14. 14. Способ по любому из пп.7-13, отличающийся тем, что стеклянный продукт (2) нагревают до температуры не более 650°С перед покрытием.
  15. 15. Способ по любому из пп.7-14, отличающийся тем, что жидкий сырьевой материал (3) содержит монобутил-хлорид олова, и/или частицы оксида металла со средним диаметром менее 200 нм, и/или олово, фтор, сурьму, индий, цинк, титан, алюминий, ванадий или кремний, и/или спирт или другую экзотермическую жидкость.
  16. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что частицы оксида металла являются частицами оксида олова или легированного оксида олова.
  17. 17. Способ по любому из пп.7-16, отличающийся тем, что получаемое покрытие является покрытием из легированного фтором оксида олова, легированного индием оксида олова, легированного сурьмой оксида олова, легированного алюминием оксида цинка, оксида ванадия УОХ, где х меньше 2,5, оксида кремния δΐθγ, где у меньше 2, прозрачным электропроводящим оксидным покрытием или покрытием с регулируемым показателем преломления.
  18. 18. Способ по любому из пп.7-17, отличающийся тем, что его используют для покрытия листового стекла на линии производства листового стекла (флоат-линии) и/или для покрытия листового стекла на линии закаливания листового стекла.
EA201001399A 2007-12-20 2008-12-19 Способ и устройство для получения покрытия на поверхности стекла EA021546B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20071003A FI20071003L (fi) 2007-12-20 2007-12-20 Menetelmä tasolasin pinnoittamiseksi
FI20080217A FI122502B (fi) 2007-12-20 2008-03-14 Menetelmä ja laite lasin pinnoittamiseksi

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201001399A1 EA201001399A1 (ru) 2010-12-30
EA021546B1 true EA021546B1 (ru) 2015-07-30

Family

ID=39269454

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201001399A EA021546B1 (ru) 2007-12-20 2008-12-19 Способ и устройство для получения покрытия на поверхности стекла
EA201070728A EA018506B1 (ru) 2007-12-20 2008-12-19 Устройство для получения аэрозоля, способ и устройство для покрытия стекла

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201070728A EA018506B1 (ru) 2007-12-20 2008-12-19 Устройство для получения аэрозоля, способ и устройство для покрытия стекла

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20100258652A1 (ru)
EP (2) EP2241540A3 (ru)
CN (2) CN101903303B (ru)
EA (2) EA021546B1 (ru)
FI (1) FI122502B (ru)
WO (1) WO2009080892A1 (ru)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI20061014A0 (fi) * 2006-11-17 2006-11-17 Beneq Oy Diffuusiopinnoitusmenetelmä
FI20080674A0 (fi) 2008-12-22 2008-12-22 Beneq Oy Menetelmä lasin pinnoittamiseksi
FI20080675A0 (fi) * 2008-12-23 2008-12-23 Beneq Oy Lasinpinnoitusmenetelmä ja -laite
FI123645B (fi) * 2010-04-20 2013-08-30 Beneq Oy Aerosoliavusteinen kaasukasvatusjärjestelmä
US20110290316A1 (en) * 2010-05-28 2011-12-01 Daniel Warren Hawtof Light scattering inorganic substrates by soot deposition
WO2012146828A2 (en) * 2011-04-28 2012-11-01 Beneq Oy Process and apparatus for coating
DK2911782T3 (da) * 2012-10-26 2022-05-09 Technip France Fremgangsmåde med anvendelse af beskyttelsescoating til metaloverflader
FI125920B (en) * 2013-09-09 2016-04-15 Beneq Oy A method of coating a substrate
FI20135903L (fi) * 2013-09-09 2015-03-10 Beneq Oy Laite ja menetelmä aerosolin valmistamiseksi ja kohdistinosa
FR3011545B1 (fr) * 2013-10-09 2018-01-12 Saint-Gobain Glass France Procede de formation d'une couche de verre colore sur un substrat verrier par pyrolyse a la flamme
JP6436634B2 (ja) * 2014-03-11 2018-12-12 住友重機械工業株式会社 液状の膜材料の吐出装置
US11014118B2 (en) * 2015-12-11 2021-05-25 Vitro Flat Glass Llc Float bath coating system
FR3078329B1 (fr) * 2018-02-27 2022-09-30 Sgd Sa Procede de traitement d'un recipient a paroi en verre et installation afferente
CN110570391A (zh) * 2019-07-24 2019-12-13 天津科技大学 一种基于Image J的喷雾冷冻涂覆效果的图像分析方法
CN112473500B (zh) * 2020-11-24 2022-03-29 华中科技大学 一种基于喷雾辅助的高通量液滴阵列快速制备装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4456179A (en) * 1978-04-28 1984-06-26 Eastfield Corporation Mist generator and housing therefor
JPS62162650A (ja) * 1986-01-14 1987-07-18 Shibata Hario Glass Kk 表面反射の低減された無機板の製造方法
EP0608176A1 (fr) * 1993-01-19 1994-07-27 Bmb Sarl Micro-diffuseur pour brouillard de particules liquides
WO1996020790A1 (en) * 1994-12-30 1996-07-11 Lab S.A. Dual fluid spray nozzle
US5882368A (en) * 1997-02-07 1999-03-16 Vidrio Piiano De Mexico, S.A. De C.V. Method for coating glass substrates by ultrasonic nebulization of solutions
US20030048314A1 (en) * 1998-09-30 2003-03-13 Optomec Design Company Direct write TM system
FI117971B (fi) * 2005-06-06 2007-05-15 Beneq Oy Menetelmä ja laitteisto nanohiukkasten tuottamiseksi

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2564708A (en) 1947-09-03 1951-08-21 Corning Glass Works Heat screen
US2566346A (en) 1948-09-08 1951-09-04 Pittsburgh Plate Glass Co Electroconductive products and production thereof
US3532128A (en) * 1968-01-17 1970-10-06 Webb James E Multiple orifice throttle valve
GB2187184B (en) 1985-12-20 1989-10-11 Glaverbel Process and apparatus for pyrolytically coating glass
US4721632A (en) * 1986-08-25 1988-01-26 Ford Motor Company Method of improving the conductivity and lowering the emissivity of a doped tin oxide film
GB8824104D0 (en) * 1988-10-14 1988-11-23 Pilkington Plc Process for coating glass
JPH06291040A (ja) * 1992-03-03 1994-10-18 Rintetsuku:Kk 液体気化供給方法と液体気化供給器
JP3478914B2 (ja) * 1995-10-20 2003-12-15 株式会社日立製作所 流体噴射ノズル及びそのノズルを用いた応力改善処理方法
FI111939B (fi) * 2000-12-05 2003-10-15 Liekki Oy Menetelmä ja laitteisto lasipinnoitteen valmistamiseksi
US6607597B2 (en) * 2001-01-30 2003-08-19 Msp Corporation Method and apparatus for deposition of particles on surfaces
GB0130057D0 (en) * 2001-12-14 2002-02-06 Dunne Stephen T Liquid atomising system
US7008481B2 (en) * 2002-05-24 2006-03-07 Innovative Thin Films, Ltd. Method and apparatus for depositing a homogeneous pyrolytic coating on substrates
US20070158476A1 (en) * 2003-07-04 2007-07-12 Keith Laidler Nozzle arrangements
JP2007516060A (ja) * 2003-07-04 2007-06-21 インクロ リミテッド ノズル配置
CN1544691A (zh) * 2003-11-27 2004-11-10 四川大学 用超声噴雾热解技术制备透明低电阻和高电阻复合薄膜
FI121336B (fi) * 2006-03-27 2010-10-15 Beneq Oy Hydrofobinen lasipinta
FI20060288A0 (fi) * 2006-03-27 2006-03-27 Abr Innova Oy Pinnoitusmenetelmä
FI123691B (fi) * 2007-12-10 2013-09-30 Beneq Oy Menetelmä erittäin hydrofobisen pinnan tuottamiseksi

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4456179A (en) * 1978-04-28 1984-06-26 Eastfield Corporation Mist generator and housing therefor
JPS62162650A (ja) * 1986-01-14 1987-07-18 Shibata Hario Glass Kk 表面反射の低減された無機板の製造方法
EP0608176A1 (fr) * 1993-01-19 1994-07-27 Bmb Sarl Micro-diffuseur pour brouillard de particules liquides
WO1996020790A1 (en) * 1994-12-30 1996-07-11 Lab S.A. Dual fluid spray nozzle
US5882368A (en) * 1997-02-07 1999-03-16 Vidrio Piiano De Mexico, S.A. De C.V. Method for coating glass substrates by ultrasonic nebulization of solutions
US20030048314A1 (en) * 1998-09-30 2003-03-13 Optomec Design Company Direct write TM system
FI117971B (fi) * 2005-06-06 2007-05-15 Beneq Oy Menetelmä ja laitteisto nanohiukkasten tuottamiseksi

Also Published As

Publication number Publication date
EA201001399A1 (ru) 2010-12-30
FI122502B (fi) 2012-02-29
CN102010138B (zh) 2013-03-20
EP2231538A4 (en) 2016-03-30
FI20080217A (fi) 2009-06-21
EA201070728A1 (ru) 2011-02-28
CN102010138A (zh) 2011-04-13
CN101903303A (zh) 2010-12-01
EA018506B1 (ru) 2013-08-30
CN101903303B (zh) 2016-06-01
EP2231538B1 (en) 2018-07-11
US20100330377A1 (en) 2010-12-30
US20100258652A1 (en) 2010-10-14
FI20080217A0 (fi) 2008-03-14
EP2241540A3 (en) 2016-03-30
WO2009080892A1 (en) 2009-07-02
EP2241540A2 (en) 2010-10-20
EP2231538A1 (en) 2010-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA021546B1 (ru) Способ и устройство для получения покрытия на поверхности стекла
EP2231339B1 (en) Device and method for producing particles
AU2006349829B2 (en) Device and method for producing nanoparticles
US20130071551A1 (en) Coating method and apparatus
CN101641301A (zh) 玻璃的掺杂方法
US5882368A (en) Method for coating glass substrates by ultrasonic nebulization of solutions
US20110041556A1 (en) Glass surface modification process
US8642120B2 (en) Method and apparatus for coating glass substrate
EP2103574B2 (en) Combustion deposition using aqueous precursor solutions to deposit titanium dioxide coatings
US8563097B2 (en) Remote combustion deposition burner and/or related methods
JP2002201044A (ja) 光触媒ガラスの製造装置および製造方法
Gutierrez Combustion CVD: exploration of potential for optical thin film synthesis
WO2012146828A2 (en) Process and apparatus for coating

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM

PC4A Registration of transfer of a eurasian patent by assignment