KR960010097B1

KR960010097B1 - 유리를 코팅하는 방법 및 코팅된 유리

Info

Publication number: KR960010097B1
Application number: KR1019890014710A
Authority: KR
Inventors: 토마스그룬디 배리; 하그리브스 에드워드; 프란츠 클라우스
Original assignee: 필킹톤 파블릭 리미티드 캄퍼니; 글렌 나이팅게일 ·로빈 니콜슨
Priority date: 1988-10-14
Filing date: 1989-10-14
Publication date: 1996-07-25
Also published as: RO104573B1; NO894094L; TR23967A; HU212792B; CZ582789A3; PL163150B1; ATE88684T1; DK509889D0; EP0365239B1; YU198589A; AU4255489A; GB2227029A; DE68906236T2; DE68906236D1; BG50833A3; DD301877A9; FI94620B; GB8923060D0; FI894860A0; FI94620C

Abstract

없음.

Description

유리를 코팅하는 방법 및 코팅된 유리

제1도는 본 발명의 방법에 따라 코팅을 형성시키는데 이용하기 위한 장치의 측단면도이다.

제2도는 제1도에 도시된 장치의 화살표(2)방향으로 취해진 단면도이다.

제3도는 제1도에 도시된 장치의 기체 플로우 제한기를 보다 상세히 나타내주는 측단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 캐리지3 : 수평판

4, 5 : 브래킷10 : 코팅챔버

12 : 리본글래스14, 15 : 유입채널

16 : 유통로17 : 코팅영역

18 : 배출채널19, 24 : 팬테일 분배기

22, 25 : 기체흐름 제한기26 : 팬테일

32,34,36,38,40,42 : 카본블럭110 : 배출구

112 : 유입구124 : 챔버

127 : 유입제한기128 : 유입판 부재

134 : 커넥터136 : 애퍼튜어

138 : 배출 제한기152, 168 : 홀

154 : 기체흐름 배플판156 : L형 부재

164 : 조정 제한기

본 발명은 글래스를 코팅하는 방법, 특히 적어도 두 가지의 기체상 반응물을 사용하여 이동하는 핫 글래스(hot glass) 리본상에 코팅을 형성하는 방법 및 코팅된 글래스에 관한 것이다.

핫 글래스 표면상에서 분해되는 기상의 반응물을 사용함으로써 건축용으로 바람직한 성질을 지닌 코팅이 만들어질 수 있다는 것을 잘 알려져 있다.

그러므로 일조조정 코팅으로서 유용한 실리콘 코팅이 핫 글래스 표면상에 실란을 함유하고 있는 기체를 열분해시킴으로써 만들어질 수 있으며 다른 적절한 기상의 반응물로부터 다른 일조조정용 및 낮은 복사성(높은 적외선 반사성)을 지닌 코팅을 만드는데 대해서는 많은 제한이 있어 왔다.

불행하게도 필요한 두께를 지닌 매우 균일한 코팅을 얻는 것이 상업적인 면에 있어서 곤란한 것으로 밝혀졌다.

영국 특허 제1 454 377호에는 적어도 하나의 코팅 반응물을 포함하는 기상의 혼합물이 레이놀드수가 적어도 2500으로서 노즐 출구에 있는 노즐을 통해 코팅될 기판으로 향해진다.

캐리어 기체내의 코팅 반응물은 코팅될 리본 기판의 폭을 가로질러 뻗어있는 연장된 노즐을 통해 기파표면에 대해 90°의 각도로 기판상으로 향해지고 사용된 코팅 기체는 노즐의 양쪽에 있는 진공후드를 통해 배출된다.

코팅 기체는 글래스 표면에 대해 평행하게 통과되지 않으며, 핫 글래스 표면에 도달하기 전에 함께 반응하기 쉬운 반응 혼합물을 이용하기 위한 어떠한 특별한 설비도 없다.

영국 특허 제1 507 996호에 따르면 기체 반응물로부터 이 기체를 라미나르 플로우 상태에서 글래스에 대해 평행하게 흐르도록 함으로써 균일한 코팅이 만들어진다.

다시 말해서, 글래스 표면에 도달되기 전에 함께 반응하기 쉬운 반응 혼합물을 사용하기 위한 특별한 설비가 만들어지지 않는다.

영국 특허 제1 516 032호에는 액상 또는 기상의 코팅 반응물을 하나 또는 그 이상 함유하고 있는 유체를 이용하여 글래스를 코팅하는 방법이 기술되어 있는데, 이 유체가 스트리임(stream) 또는 스트리임류로서 핫 글래스상으로 안내되는데 이중의 적어도 하나는 리본의 이동 방향으로의 속도 성분을 가지며 60°이하의 각도 (또는 평균각도)로 리본면에 대해 기울어져 있다.

본 발명은 크리스탈이 규칙적인 배열을 하고 있는 균일한 구조의 글래스-접촉층을 특징으로 하는 코팅을 제공한다.

함께 반응시키는데 둘 또는 그 이상의 성분이 필요하면 이들은 개별적인 스트리임으로서 근처의 노즐을 통해 공급되는데 이들 노즐은 각각 반응물이 글래스의 바로 가까이에서 서로 접촉할 수 있게 예각으로 반응물 스트리임을 제공하도록 배열되어 있거나 : 또는 한개의 노즐이 반응물의 첫번째 스트리임을 공급하는데 이용될 수 있는 한편 두번째 반응물로서 작용하는 공기의 스트리임이 첫번째 스트리임의 모멘텀과 기울기에 의해 반응영역으로 흐르도록 유도된다.

배출관이 코팅영역의 다운 스트리임에 설치되어 코팅영역으로부터 기체를 배출시키고 글래스표면에 후드가 설치되어 글래스상의 유체스티리임이 충돌하는 영역으로부터 글래스위로 유통로가 만들어진다.

영국 특허 제1 524 326호에는 유통로를 따라 실제적으로 와류(turbulence)가 없는 레이어가 글래스 면에 의해 형성됨에 따라 기체 매질이 코팅되는 기판을 따라 흐를 수 있게 되는 공정에 대해 기술되어 있다 : 유통로는 배출관으로 이어지고 이를 통해서 잔류 기체가 글래스에서 배출된다.

기체 반응물은 영국 특허 제1 516 032호에서 나타난 바와 같이 글래스에 대해 예각으로 스트리임으로서 유통로로 도입된다.

영국 특허 제2 026 454 B호에는 특히 적어도 2.5×10^-3atm의 부분 압력에 상응하는 농도의 사염화 주석과 저어도 10×10^-3atm의 부분 압력에 상응하는 농도의 수증기를 함유하고 있는 기체성 매질을 이용함으로써 핫 글래스 표면상에 산화주석 코팅을 형성시키는 방법에 대해 기술되어 있다.

특히 바람직한 실시예에 있어서, 사염화 주석증기를 함유하고 있는 질소 캐리어 기체의 스트리임이 코팅되는 글래스면을 따라 흐를 수 있게 되고 수증기를 함유하고 있는 공기의 스트리임이 측면을 따라 흐르고 있는 지점에서 이 스트리임이 질소 캐리어 기체의 스트리임으로 인도된다.

불화수소와 같은 도핑제(doping agent)가 기판면으로 개별적으로 공급될 수 있거나 습한 공기와 혼합될 수 있다.

기체의 스트리임은 45°미만의 예각으로 글래스면으로 공급되어, 글래스면에 의해 부분적으로 형성되는 유통로를 따라 실질적으로 와류가 없는 레이어가 형성됨에 따라 이 기체 스트리임이 흐를 수 있게 되는 것이 바람직하며 상기 유통로는 배출관으로 이어지고 이를 통해 잔류 기체가 글래스로부터 배출된다.

영국 특허 GB 2 044 137A호에는 기체 반응물의 스트리임을 코팅될 핫 글래스 표면상으로 인도하는데 사용하기 위한 노즐에 대해 기술되어 있다.

예를 들어 사염화 주석 및 수증기와 같은 사용되는 코팅기체가 성급하게 반응하는 것을 피하기 위해서, 노즐은 3개의 인접한 젯트(jet)관을 포함하며, 이들은 각각 길다란 슬롯에 의해 형성된 배출구를 가지고 있다.

이 젯트관은 이들의 길다란 슬롯과 나란히 평행하게 배열되어 있으며, 이 관들을 형성하고 있는 측벽들은 세개의 모든 관에 공통인 가상의 선을 향해 수렴하고 있다.

이용시에는 글래스 평면내에서 실질적으로 상기 가상선까지 코팅될 핫 글래스 리본을 가로질러 뻗어 있는 슬롯과 함께 노즐이 정렬된다.

반응물의 라미나르 스트리임이 글래스상에서 상기 가상선을 따라 관과 충돌영역으로부터 분명하게 형성되어 흐른다.

노즐과 글래스 사이의 거리는 실제로 기체 스트리임이글래스상에 충돌함으로써 혼합을 증진시키는 곳에서 비교적 강한 국부적인 와류를 형성함에 따라 약간 감소될 수 있다.

잔류 기체는 배출관 업스트리임과 노즐의 다운스트리임에 의해 코팅영역으로부터 배출된다.

영국 특허 GB 2 113 120B에는 글래스에 인접한 노즐의 면이 다운 스트리임 방향으로 우세하게 노즐로부터 기체의 흐름을 야기시키는 모양을 갖추고 있는 GB 2 044 137A에 기술된 노즐을 변형시킨 예가 기술되어 있다.

젯트관을 떠날때 라미나르인 기체 흐름을 글래스의 이동방향으로 기울어져서 글래스에 대해 거의 평행하게 된다.

이리하여 GB 2 084 137A에서의 방법보다 과격하지 않게 글래스에 충력을 가하여 와류의 정도가 낮아지는데 그럼으로써 종래의 장치에서 흔히 발생하는 커버링의 부족 현상이 줄어든다.

본 발명가들의 GB 2 044 138A 및 유럽 특허 EP 0 060 221과 같은 또 다른 방법에서는 코팅 기체가 충격으로 인한 교반효과에 의해 거의 동시적으로 혼합되도록 하기 위해서, 코팅 기체를 다른 속도로 이동시킴으로써 또는 코팅 기체를 35°이상의 각도로 서로를 향해 이동하게 함으로써 또는 이들을 결합시킴으로써 기판과 접촉하기 전에 서로 흐르도록 한다.

상기 실시예에서 반응 기체는 글래스 표면의 매우 가까이에서 종결되는 한 셋트의 평행한 노즐을 통해 전달되는데 이들은 각각 첫번째 반응 기체를 위한 중앙 파이프와 두번째 반응 기체를 위한 두번째 동축 파이프를 지니고 있다.

파이트내의 배플은 첫번째 및 두번체 반응 기체에 상반된 회전 운동을 일으켜서 기체 흐름이 노즐의 마우스에서 만나서 각각의 기체 흐름이 기체와 접촉하기 전에 실제적으로 동시에 혼합된다.

각각의 노즐은 이외에도 사용된 반응 기체를 반응영역으로부터 제거하기 위해 첫번째의 두 파이프와 동축인 세번째의 파이프를 가지고 있다.

영국 특허 GB 2 184 748A에 기술된 방법에서는 코팅 전구체와 산화기체가 코팅 챔버의 업스트리임 단부에서 글래스 위의 혼합영역으로 도입된다.

열이 혼합영역에 공급되고 코팅 전구체와 산화기체가 실질적으로 균일한 증기 혼합물로부터 코팅이 형성되기 시작할 정도의 높이에서 기판에 노출되는 동안 혼합영역에서 완전히 혼합된다.

그런 다음 이 혼합물은 글래스의 상부면과 접촉하고 있는 코팅 챔버를 통해 연속적으로 흐를 수 있게 된다.

루프(roof)구조를 이용하여 코팅 챔버를 따라 증기의 흐름을 억제하면서 다운스트리임 방향으로의 높이를 감소시키는 것이 바람직하다.

몇몇 바람직한 실시예에서는 루프 구조가 글래스 위의 다운스트리임 루프 부분으로 유도되는 커브로서 경사져 있다.

이것은 코팅이 균일하게 형성되는데 유리한 코팅 챔버내에서 전구체가 실려있는 증기의 평탄한 보편적인 다운스트링임 플로우를 개선시키는 것으로 밝혀졌다.

이 코팅 챔버의 길이는 적어도 5m인 것이 바람직하다 : 이러한 길다란 코팅 챔버를 이용하는 것은 금방 형성된 부유 글래스 리본과 같은 급속하게 이동하는 기판상에 비교적 두꺼운 코팅을 형성할때 코팅 생성율을 증가시키는데 있어서 특히 유리하다.

전술한 종래의 그 많은 방법 중에서도 본 출원인들은 이동하는 글래스 리본상에 200nm 이상의 코팅을 형성시키기 위해 상업적으로 이용되는 기체를 이용하는 어떠한 방법도 알지 못한다.

그리하여 부서지기 쉬운 노즐을 많이 이용할 필요가 없으며 전술한 길다란 코팅 챔버를 필요로 하지 않으면서 기체 반응 혼합물로부터 20nm 이상의 두께를 지닌 실질적으로 균일한 코팅을 형성할 수 있는 간단한 방법이 필요하다.

본 발명가들은 이제 반응물을 기체의 혼합물이 와류로서 글래스의 이동방향에 대해 평행한 표준 방향으로 핫 글래스 표면을 따라 흐를 수 있게 되는 방법에 의해 비교적 짧은 코팅 챔버에서 비교적 두꺼운 코팅(200nm 이상)이 바람직하게 형성될 수 있다는 것을 알아냈다.

본 발명에 따르면, 서로 반응하는 적어도 두종류 이상의 기체 반응물로 이동하는 핫 글래스 리본상에 코팅을 형성하는 방법이 제공되는데 이 방법은 다음과 같은 과정을 포함하고 있다 : (a) 그래스의 이동방향에 대해 실질적으로 평행한 첫번째 표준 방향으로 핫 글래스 표면을 따라 첫번째 반응기체의 첫번째 플로우를 설정하고, (b) 두번째 표준 방향으로 상기 첫번째 표준 방향과 글래스 표면에 대한 각도로 와류로서 두번째 반응기체의 두번째 플로우를 설정하고, (c) 상기 두번째 반응기체의 상기 첫번째 플로우로의 업스트리임 플로우를 실질적으로 피하면서 상기 각도로 두번째 플로우를 첫번째 플로우로 도입시키고, (d) 코팅영역을 통해 와류로서 상기 첫번째 표준 방향으로 핫 글래스의 표면을 따라 결합된 코팅기체를 인도한다. 코팅 영역에서 사용된 코팅기체는 핫 글래스로부터 배출되는 것이 바람직하다.

첫번째 또는 두번째 플로우내에서 함께 반응하여 글래스상에 바람직하지 않은 고체 디포지트를 형성하거나 첫번째 및 두번째 플로우가 서로 혼합되기 전에 코팅장치에 고체 디포지트를 형성하는 기체들이 혼합되는 것을 피하는 것이 분명히 바람직하기는 하지만 첫번째 및 두번째 플로우는 각각 예를 들어 질소 또는 공기와 같은 캐리어 기체와 하나 또는 그 이상의 코팅 반응물을 포함하고 있다.

두번째 플로우는 이미 글래스와 접촉하고 있는 첫번째 플로우와 충분한 정도로 혼합되기 위해서 와류로서 제공된다.

두번째 플로우가 와류로 됨에 따라 두 기체가 급속하게 혼합되고 아래 기술된 바와 같이 짧은 코팅영역 내에서 매우 균일한 코팅이 형성될 수 있다.

와류라는 용어는 본 발명에서는 시간과 공간적인 면에서 모두 무질서한 속도와 방향에 있어서의 변동이 평균 플로우 조건 위에 덧붙여지는 플로우를 의미한다.

요구되는 와류는 매우 큰 레이놀드 수(일반적으로 2500 이상)로 작동함으로써 또는 다소 낮은 레이놀드 수로 작동하면서 와류를 일으키기에 충분한 업스트리임 교란이 있음으로써 이루어질 수 있다.

업스트리임이 충분히 교란된다면 2500 미만의 레이놀드 수도 이용될 수 있으나, 충분한 전단이 걸린다면 보다낮은 레이놀드 수에서도 와류가 형성될 수 있다 하더라도 보통 1700 이상의 레이놀드 수가 필요한 와류를 달성하는데 필요하다.

결합된 플로우는 보통 레이놀드 수가 적어도 2500이며, 바람직하기로는 적어도 6000이다.

레이놀드, 수 R은 단위가 없는 양이다.

관을 통해 흐르고 있는 기체의 경우에는 다음식으로부터 계산될 수 있다 :

여기에서 W=관내의 기체 유속.

σ=관내의 기체 밀도.

η=관내에서 흐르고 있는 기체의 동적 점도.

L=관의 수력학적 지름

첫번째 플로우는 와류 또는 라미나르 플로우이다.

이것은 글래스 이동 방향과 함께 흐르는 것이 바람직하며, 글래스의 이동 방향에 대해 거의 평행한 표준 방향으로 흐르는 동안 글래스를 향해 다소 수렴되거나 글래스로부터 다소 분산될 수 있다.

게다가 결합된 플로우가 글래스에 대해 정확하게 평행하게 될 필요는 없는데, 예를 들어, 글래스를 따르는 평균 플로우가 글래스의 이동방향에 대해 거의 같은 방향으로 또는 역방향으로 일어나고 코팅영역에서 글래스와 접촉된다면, 글래스를 향해 다소 수렴되거나 글래스로부터 다소 분산될 수 있다.

첫번째 반응기체의 첫번째 플로우에서 두번째 반응기체의 업스트리임 플로우는 거의 피해져야 된다.

이러한 업스트리임은 두번째 반응기체의 플로우가 첫번째 반응기체의 플로우로 도입되는 곳의 업스트리임에 코팅물질을 불균일하게 국부적으로 디포지트시키기가 쉽다.

그리하여 이러한 업스트리임 플로우는 생성되는 코팅에 심각한 불균일성을 초래하는 코팅물질의 국부적인 디포지트를 모두 피하기 위해 거의 피해져야 된다.

두번째 반응기체의 첫번째 플로우로의 어떠한 업스트리임도 실질적으로 피하기 위해 첫번째 플로우에 대해 약 90°이하의 각도로 플로우가 설정되어 첫번째 플로우로 도입되는 것이 바람직하다.

사실상, 약 90°의 각도는 두번째 반응기체가 첫번째 플로우로 업스트리임 되는 것을 피하면서 두번째 플로우를 실행시키는 관의 출구를 코팅물질이 디포지트되는 것을 최소화시키는 것으로 밝혀졌기 때문에 이 각도를 이용하는 것이 바람직하다.

롤 셀(roll cell)이나 에디(eddy)와 같은 플로우내의 커다란 구조적인 특징물들은 불균일한 코팅을 초래하기 쉬우므로 피해야 되는 것으로 밝혀졌다.

사실상, 와류를 이용하면 이러한 것들이 경감되는 것으로 나타났다.

이것들은 두번째 반응기체 플로우가 첫번째 반응기체의 플로우로 도입되는 속도를 증가시킴으로써 및/또는 두번째 플로우의 속도보다 낮은 속도의 결합 플로우로 작동함으로써 보다 감소될 수 있으며, 두번째 기체 플로우는 핫 글래스 표면을 따라 흐를 때 속도가 늦어진다.

한편, 코팅물이 디포지트되는 코팅영역의 길이에 비해 작은 (즉 20% 미만, 바람직하기로는 10% 미만) 최대크기를 갖는, 크기가 작은 구조적인 특징물이 균일성에 영향을 주지 않으면서 존재한다.

본 발명에 따른 발명은 예를 들어 염화 주석을 첫번째 반응기체로, 수증기를 두번째 반응기체로 이용하는 적외선을 반사시키는 산화 주석 코팅을 제조하는데 특히 유용하다.

코팅의 적외선 반사성을 증진시키기 위해 안티몬 또는 불소와 같은 도핑제가 반응기체에 포함될 수 있다.

산화 티탄 또는 질화 티탄과 같은 그 밖의 코팅도 본 발명에 따른 방법에 의해 적용될 수 있다.

산화 티탄 코팅을 적용시키기 위해서는 사염화티탄이 첫번째 반응기체로 이용될 수 있으며 수증기가 두번째 반응기체로 이용된다.

질화티탄 코팅을 얻기 위해서는 사염화 티탄이 첫번째 반응기체로 이용될 수 있으며 암모니아가 두번째 반응기체로서 이용된다.

본 발명은 첨부된 도면을 참고로 이하보다 상세히 설명되어 본 발명의 범위가 다음으로만 제한되는 것은 아니다.

도면에서 같은 부호는 같은 부분을 나타낸다.

다음 설명 및 특허청구의 범위에서 업스트리임과 다운스트리임은 코팅 챔버를 통해 흐르는 반응기체의 방향을 나타내는 용어이다.

반응기체가 흐르는 방향은 실시예에서 설명될 특수한 예에 있어서와 같이 글래스 이동방향에 대해 같은 방향인 것이 바람직하지만 반드시 같은 방향으로 흐를 필요는 없으며 반응기체의 흐름 방향이 글래스 이동방향에 대해 역방향일때도 본 발명을 바람직하게 이용할 수 있다.

특히, 제1도 및 2도를 참고하면, 1로 지정된 코팅장치는 일반적으로 왼쪽에서 오른쪽으로 로울러(도시되지 않음)위를 이동하는 리본 그래스(12)위에 매달려 있다.

코팅장치는 수평판(3)으로 이루어진 캐리지(2)로부터 떠있게 된다.

그 상부면은 4로 도시된 앞쪽에 설치된 다수의 브래킷 및 5로 도시된 뒷쪽에 설치된 다수의 브래킷에 용접되어 있다.

전형적으로는 코팅장치의 폭을 통하여 앞쪽과 뒷쪽에 각각 3개가 설치된 브래킷이 구비되어 있으며, 각 경우에 하나의 브래킷은 중심에 설치되고 다른 두개의 브래킷은 장치의 측면가까이 설치된다.

각 브래킷(4)(5)은 코팅되는 리본 글래스의 폭을 통하여 뻗어있는 각 수냉각 비임(도시되지 않음)으로부터 떠 있다.

장치의 하단부는 코팅되는 글래스 표면의 폭에 대응되는 길이에 대해 교차하여 뻗어있는 다수의 성형 카본블럭(32)(34)(36)(38)(40)(42)을 포함하고 있다.

카본 블럭은 두번째 유입채널(15)의 코팅 챔버(10) 상부의 천정(9a)이 두번째 유입채널(15)의 코팅 챔버 하부의 청정(9b)보다 더 높게 되어 있는 스텝이 진 형상의 천정(9a)(9b)을 지닌 코팅 챔버(10)로 형성되어 있다.

상기 카본 블럭을 또한 첫번째 반응기체를 코팅 챔버내로 도입시키기위해 수직의 첫번째 유입채널(14)에 의해 형성된 첫번째 유입장치와, 두번째 반응기체를 코팅 챔버내로 도입시키기 위해 수직의 첫번째 유입채널(14)에 의해 형성된 두번째 유입장치와, 첫번째 유입채널(14)과 두번째 유입채널(15) 사이의 코팅 챔버내로의 유통로(16)와, 사용된 기체를 코팅 챔버로부터 제거하는 배출 채널(18)과, 두번째 유입채널(15)과 배출 채널(18) 사이의 코팅 챔버내로의 유통로로 형성되어 있다.

여러가지 카본 블럭의 각각의 수평판 부재(44) 아래 매달려 있다.

블럭은 냉각수와 같은 열전달액을 위한 관(도시되지 않음)과 결합되며, 장치 사용중에 카본 블랙의 온도는 이 관을 통하여 냉각수를 통과시킴으로써 조절된다.

코팅 챔버(10)는 코팅되는 리본 글래스(12)를 가로질러 뻗어있는 오픈되어 있는 면을 가지고 있다.

코팅 챔버의 상단끝에, 카본 블랙(32)(34)은 상기 수직의 첫번째 유입채널(14)이 형성되어 있고, 이를 통하여 첫번째 기체 반응물이 코팅 챔버내로 도입된다.

첫번째 유입채널의 하단에, 코팅 챔버내로 두번째 기체 반응물을 도입하기 위해 두번째 수직의 유입채널(15)이 카본 블랙(34)와 (36)사이에 형성된다.

카본 블럭(40)(42)은 코팅 챔버의 하단에 코팅 챔버로부터 사용된 기체를 제거하기 위해 배출 채널(18)이 형성되어 있다.

첫번째 반응기체는 팬테일(fantail) 분배기(19)와 기체 흐름 제한기(22)를 통하여 기체 공급관(도시되지 않음)으로부터 첫번째 유입채널(14)로 공급된다.

팬테일 분배기(19)는 역전된 모양으로 앞·뒷벽(20)(21)사이에 형성되며, 앞·뒷벽은 팬테일의 바닥에서 코팅되는 글래스 리본폭을 가로질러 뻗는 좁은 슬롯(48)을 형성하기 위해 아래방향으로 서로를 향해 집중되어 있다.

팬테일의 저부에서 슬롯(48)으로부터 나오게 첫번째 반응기체는 팬테일(19)아래 설치된 기체 흐름 제한기(22)를 통과한다.

기체 흐름 제한기(22)는 제3도에 좀더 상세히 나타나며, 긴 챔버(124)를 형성하는 서로 대향한 긴벽쌍(120)(122)와 (121)(123)을 포함하고 있다.

긴벽(120)(122)(121)(123)은 코팅된 리본 글래스를 통하여 가로로 뻗어 있으며, 벽(120)(121)은 상부벽이 되고 벽(122)(123)은 하부벽이 된다.

대향한 끝단벽(126)은 긴 챔버(124)의 각단에 제공되며, 각벽 끝단(126)은 리본 글래스가 움직이는 방향과 평행하게 배치되어 있다.

기체 흐름 제한기(22)의 유입끝에는 챔버(124)를 통하여 뻗어있는 긴 유입판 부재(128)를 포함하고 있는 유입 제한기(127)가 배치되어 있다.

유입판 부재(128)는 대향한 수평판(130)(132)쌍 사이에 밀봉하여 고정되며, 각 판쌍(130)(132)은 각 긴벽(120)(122) 및 팬테일 분배기(19)에 용접되어 부착된다.

각 판쌍(130)(132)은 나사로된 커넥터(134)에 의해 서로 긴밀하게 연결된다.

가스 킷(도시되지 않음)은 각 판쌍(130)(132)과 유입판 부재(128)사이에 배치된다.

애퍼튜어(136) 열은 유입판 부재(128)의 길이를 따라 설치되며, 애퍼튜어(136)는 유입구(112)를 챔버(124)의 나머지 부분에 연결된다.

애퍼튜어(136)는 원형홀이며 2~10mm의 직경을 갖는 것이 바람직하다.

특히, 바람직한 구체적 실시에서, 애퍼튜어(136)는 4mm 직경을 가지며, 중심에서 중심까지는 20mm 떨어져 있다.

애퍼튜어(136)열은 긴 챔버(124)의 상부측에 배치되며, 애퍼튜어(136) 열이 챔버(124)의 하부벽(122)보다 상부벽(120)에 더 가깝다.

기체 흐름 제한기(22)의 배출구(110) 근처에는 배출 제한기(138)가 배치되어 있다.

배출 제한기(138)는 두 대향하는 판쌍(142)(144) 사이에 밀봉하여 고정된 긴 배출판 부재(140)를 포함하고, 상기 각 판쌍(142)(144)의 상부판이 각 긴벽(121)(123)에 용접하여 연결된다는 점에서 유입 제한기(127)와 실질적으로 같은 구조이다.

판(142)(144)은 가스 킷(도시되지 않음)에 의해 배출판 부재(140)로부터 분리되어 있다.

판(142)(144)은 판(142)(144)과 기체 흐름 제한기(22)를 카본블럭(32)(34)이 매달려 있는 판(44)에 견고히 부착시키는 나사로된 연결기(146)에 의해 견고하게 연결되어 있다.

배출판 부재(140)는 2~10mm 직경을 갖는 홀열(152)을 구비하고 있으며, 특히 바람직한 구체적 실시에서는 4mm 직경을 가지며 중심들 사이의 거리는 10mm이다.

홀(152)열은 긴 챔버(124)의 상부측에 배치되어 있다.

기체 흐름 배플판(154)은 배출판 부재(140) 아래 기체 흐름 제한기(22)의 배출구(110)에 설치된다.

기체 흐름 배플판(154)은 상기 판쌍(142)의 하부와 일체화된 긴 L-형 부재(156)를 포함하고 있으며, 홀(152) 근처에 배치된다.

L-형 부재(156)의 프리 아암(158)(free arm)은 L-형 부재(156)의 수평 아암(162)에 의해 휘어진 후에 홈(152)로부터의 반응기체가 통과되는 갭(10)을 형성하기 위해 배출판 부재(140)를 향하여 위로 뻗어 있다.

기체 흐름 배플판(154)의 목적은 기체 유통로에서 일어날 수 있는 어떤 국소적인 증가를 제거하기 위한 것이다.

따라서, 배출판 부재(140)아래 배출판 부재(140)내의 각 홀(152)의 바로 근처에서 기체 유통량이 더 심해지는 경향이 있다.

기체 흐름 배플판(154)은 이러한 국소적으로 증가하는 유통량의 농도의 균형을 맞춰준다.

본 발명의 기체 흐름 제한기로부터 기체 흐름 배플판(154)을 생략할 수도 있다.

조정 제한기(164)(intermediate restrictor)가 유입 및 배출 제한기(127)(138)사이에 배치된다.

조정 제한기(164)는 유입 제한기(127)와 같은 구조를 가지며, 홀(168)열을 지닌 긴 조정판 부재(166)를 포함하고 있다.

조정판 부재(166)는 각각 긴벽(120)(121)(122)(123)에 용접하여 부착된 배향하는 수평판 쌍(170)(172)사이에 밀봉하여 고정된다.

가스 킷(도시되지 않음)은 판(170)(172)사이에 배치되며, 조정판 부재(166) 및 판(170)(172)은 나사로된 연결기(174)에 의해 서로 긴밀히 연결된다.

조장판 부재(166)의 홀(168)열은 유입 및 배출판 부재(1248)(140)와는 대조적으로 긴 챔버(124)의 하부측에 배치되어 홀(168)열은 챔버(124)의 상부벽(120)(121)보다 하부벽(122)(123)에 더 가깝다.

이러한 배열은 이웃하는 기판 부재의 홀열이 서로 일렬이 되지 않도록 한다.

두번째 반응기체는 팬테일 분배기(19)와 같은 구조의 팬테일 분배기(24)를 통과하고 다음에 기체 흐름 제한기(22)와 같은 구조의 기체 흐름 제한기(25)를 통과하는 두번째 기체 공급관(도시되지 않음)으로부터 두번째 유입채널(15)로 공급된다.

배출 채널(18)로부터 나온 배출기체는 스페이서 유닛(52)의 채널(50)을 통과하여 배출 팬테일(26)내로 들어가며, 역전된 팬-형의 앞·뒷벽(27)(28)을 포함한다.

배출 팬테일은 소모된 기체와, 반응하지 않은 반응기체와, 운송기체를 배출관(도시되지 않음)으로 운송한다.

첫번째 유입채널(14) 및 두번째 유입채널(15)을 형성하는 각 카본 블럭(32)(34)(36)의 높이는 코팅 챔버(10)의 천정(9a)(9b)이 두번째 유입채널(16)과 코팅 챔버의 접합부에서 스텝이 진 형상으로 설치되고, 상기 유입채널(15)의 상부측상의 코팅 챔버의 천정(9)이 두번째 유입채널(15)의 하부측상의 코팅 챔버의 천정(9b)보다 더 높아지고, 제1도에서 도시된 바와 같이 천정을 통하여 취해진 길이 방향의 횡단면에 의한 선이 불연속이 되고 스텝진 모양으로 가지도록 선택된다.

따라서, 블럭(36)의 바닥은 전형적으로 블럭(34)의 바닥보다 10mm 더 낮아지도록 선택된다.

그 결과, 두번째 유입채널의 상부벽(54)의 저부는 두번째 유입채널(15)의 하부벽(56)의 저부보다 10mm 더 높아지며, 이로 인해 스텝이 진 형상을 지닌 유입 슬롯(58)을 형성한다.

이러한 스텝이 진 유입 슬롯(48)은 유입 슬롯(48) 근처에서 두번째 유입채널(15)의 측벽에 가라 앉은 고체의 코팅 물질량이 최소화시켜 주는 것으로 알려져 있다.

카본 블럭(36)의 더 낮은 업스트리임 코너는 볼록한 커브(도시되지 않음)로 형성되는데 예를 들어 10mm 높이의 스텝이 진 유입 슬롯(58)에 대하여 10mm의 곡률 반경을 가진다.

본 발명의 코팅장치는 왼쪽에서 오른쪽으로 로울러(도시되지 않음)위를 이동하는 리본 글래스(12)위에 달려있다.

코팅장치는 장치의 다운스트리임 끝에 카본 블럭(42)이 코팅되는 리본 글래스 표면위의 10mm 정도 높이에 유지되로고 되어 있는 글래스 리본 위에 높이에서 매달려 있다.

첫번째 반응기체는 캐리어 기체로 일반적으로 희석되어 코팅되는 글래스의 폭을 따라 기체의 균일한 분배가 이루어지도록 하는 팬테일 분배기(19)와 기체 제한기(22)로 공급된다.

기체 제한기(22)로부터 배출된 기체는 첫번째 유입채널(14)을 통과하고, 코팅 챔버(10)로 들어가서, 두번째 유입채널(15)의 저부를 향하여 챔버(10)내의 유통로(16)를 따라 글래스에 평행한 방향으로 이동한다.

두번째 반응기체는 일반적으로 캐리어 기체로 희석되어 글래스 폭을 따라 두번째 기체 반응물이 균일하게 분포되게 해주는 팬테일 분재기(24)와 기체 제한기(25)로 공급된다.

어떠한 캐리어 기체도 포함되어 두번째 반응기체는 두번째 유입채널(15)로부터 코팅 챔버내에 있는 첫번째 반응기체 스트리임으로 와류가 형성되도록 충분한 속도로 팬테일 분배기(24)로 공급되고 첫번째 및 두번째 플로우의 상대적인 속도는 첫번째 플로우에 두번째 반응기체의 업스트리임 플로우가 방지되도록 선택된다.

결합된 기체 플로우는 두종류의 반응기체가 반응하여 핫 글래스 표면상에 코팅을 디포지트시키는 코팅영역(17)을 통해 글래스 표면 위로 와류로서 안내된다.

캐리어 기체, 미반응된 반응기체와 폐기물 기체가 배출 팬테일(26)을 통해 걸린 감압(도시되지 않았지만 배출팬으로부터의 흡입)에 의해 배출 채널(18)을 통해 코팅영역으로부터 핫 글래스 밖으로 배출되는데 배출 팬테일(26)은 상방으로 분리되고 역전된 팬모양의 앞·뒷벽(27)(28)을 가지고 있다.

감압으로 인해 기체가 코팅영역 밖으로 배출될 뿐만 아니라 코팅장치의 업스트리임 및 다운스트리임 단부(29)(30) 아래의 외부의 공기의 흐름도 유도할 수 있다.

첫번째 반응기체의 첫번째 플로우는 첫번째 유입채널(14)을 통해 도입되는데, 와류 또는 라미나로 플로우일 수 있다.

두번째 유입채널이 들어가는 곳에 계단 구조를 지닌 천정을 가지고 있는 코팅 챔버를 이용함으로써 유입구 채널에 코팅 물질이 디포지트되는 결과 생기는 바람직하지 않은 두번째 유입 채널의 막힘없이 보다 긴 시간동안 장치가 작동될 수 있다.

불소가 도핑된 산화주석 코팅을 핫 글래스 리본에 형성시키는 상기 방법과 장치를 이용하는 방법에 대해서는 하기 실시예에 잘 나타나 있다.

[실시예 1]

4mm 부유 글래스 리본이 제1~3도에 나타나 있는 바와 같이 540m/시간의 리본 속도로 코팅장치 아래로 진행되어 나간다.

이 코팅장치는 어니일링로로 들어가기 전에 위치하며, 코팅장치 아래의 글래스 온도는 580℃였다.

354℃에서 캐리어 기체로서 예비가열된 건조 공기중의 사염화 주석을 포함하고 있는 첫번째 반응기체가 팬테일(19)의 유입구에 공급되었다.

사염화 주석은 84kg/시간의 속도로 공급되었고 건조공기는 105㎡(NTP에서 측정)/시간의 속도로 공급되었다.

첫번째 반응기체가 팬테일(19)과 흐름 제한기(22)를 통과하는데, 이 흐름 제한기는 코팅 챔버의 폭을 통해 기체를 분산시켜 첫번째 반응기체가 코팅 챔버의 폭을 경유하여 유입채널(14)로 균일하게 흐르게 한다.

유입채널(14)로부터 배출되는 기체는 업스트리임 토우(29) 아래에서 유도된 공기의 흐름과 결합하여 두번째 유입채널(15)과 코팅영역(17)을 향해 유통로(16)를 따라 글래스에 평행한 첫번째 표준방향으로 흐른다.

유입채널(14)에서 배출되는 기체의 레이놀드 수는 1300으로 계산되었다.

402℃에서 예비 가열된 공기내에 20% 불화수소산을 포함하는 두번째 반응기체는 팬테일(24)의 유입구에 공급되었다.

불화수소산은 34kg/시간의 속도로 공급되고 공기는 620㎡/시간의 속도로 공급되었다.

두번째 반응기체가 팬테일 분배기(24)와 기체 흐름 제한기(25)를 통과하는데, 이 제한 흐름기는 코팅 장치의 폭을 통해 기체를 분산시켜 첫번째 반응기체가 코팅장치의 폭을 경유하여 유입 채널(15)로 균일하게 흐르게 한다.

이 기체는 와류로서 두번째 유입 채널로부터 배출되어 글래스 표면 위로 설정된 첫번째 반응기체의 첫번째 플로우와 결합되었다.

유입 채널(15)로부터 배출되는 기체의 레이놀드 수는 4570으로 계산되었다.

유입 채널(15)로부터의 두번째 기체 흐름이 유통로(16)를 따라 유입 채널(14)로부터 설정된 플로우로 도입될 때 반응기체가 급속하게 혼합되어 코팅 챔버(10)를 통해 결합된 플로우가 생긴다.

코팅 챔버를 통해 결합된 플로우의 레이놀드 수는 7600으로 계산되었으며, 이는 업스트리임 로우(29)하에서 기체 플로우가 유도되는 효과를 지닌다.

첫번째 반응기체의 첫번째 플로우에 두번째 반응기체의 업스트리임 플로우는 유입 채널(15)을 통해 두번째 플로우의 속도를 제한하고 배출 채널(18)를 통해 배출 속도를 충분히 높게 유지함으로써 피해진다.

사용된 코팅기체는 팬테일(26)의 헤드에 감압(대기압보다 7.5mb 낮게)을 걸어줌으로써 배출 채널(18)과 팬테일(26)을 통해 핫 글래스로부터 배출된다.

전술한 방법에 의해 유입 채널(15)과 배출 채널(18)사이가 약 75cm안 비교적 짧은 코팅영역(17)을 이용함으로써 평균 두께가 270nm, 두께 범위가 250~275nm(가장자리 제외)인 불소가 균일하게 도핑된 산화주석 코팅이 합리적으로 제조되는 것으로 밝혀졌다.

코팅된 글래스는 반사 색채를 나타내며, 이것은 코팅두께 변화(±5%)가 좁은 범위에서 일어난다는 관점에서 영국 특허 출원 GB 2 199 848A에 따른 레이어 밑에서 칼라를 억제시킴으로써 쉽게 억제될 수 있었다.

[실시예 2]

다음과 같이 변형시켜서 실시예 1에 따른 방법을 반복 실시했다.

첫번째 반응기체에서 사염화 주석을 74kg/시간의 속도로 공급했고 300℃에서 예비 가열된 건조공기를 180㎡/시간의 속도로 공급했다.

유입 채널(14)로부터 배출되는 기체의 레이놀드수는 1900으로 계산되었다.

두번째 반응기체는 20% 불화수소산과 250℃에서 예비가열된 공기외에도 증기를 포함하고 있었다.

이 증기는 120kg/시간의 속도로 공급되었고 불화수소산은 35kg/시간의 속도로, 공기는 576㎡/시간의 속도로 공급되었다.

유입 채널(15)로부터 배출되는 기체의 레이놀드수는 6100으로 계산되었으며, 코팅 챔버를 통해 흐르는 결합된 플로우의 레이놀드수는 8400으로 계산되었다.

글래스 표면으로부터 사용된 코팅기체를 배출시키기 위해 사용된 감압은 대기압보다 5mb 낮았다.

전술한 방법에 의해 두께가 303~320nm인 불소가 균일하게 도핑된 산화주석 코팅의 제조되는 것으로 밝혀졌다.

코팅된 글래스는 녹색의 반사색채를 나타나는데 이것은 좁은 범위의 코팅 두께 변화라는 관점에서 영국 특허 출원 GB 2 199 848A에 따른 레이어 밑에서 칼라를 억제시킴으로써 쉽게 억제될 수 있었다.

그러므로, 본 발명에 따르면, 길이가 2m 미만인 바람직하기로는 1m 미만인 코팅영역에 만족할만한 정도로 균일하게 비교적 두껍게(200nm 이상) 코팅이 이루어질 수 있다.

Claims

이동중의 가열 유리판(hot glass)(12)을 적어도 2종류 이상의 기체상 반응물로 코팅을 형성하는 유리 코팅방법에 있어서, (a) 유리판의 이동방향에 평행한 제1표준 방향으로 상기 가열 유리판(12) 표면을 따라 기체상 제1반응물의 제1플로우(flow)를 설정하고 ; (b) 상기 제1표준 방향과 유리판 표면에 대해 소정 각도인 제2표준방향으로 와류로서 기체상 제2반응물의 제2플로우(flow)를 설정하고 ; (c) 상기 제1플로우(flow)의 업스트리임(up stream)를 실질적으로 피하면서 상기 소정 각도로 제2플로우를 제1플로우 다운스트림(down stram)으로 도입시키고 ; (d) 코팅영역(17)을 통해 와류로서 상기 제1표준 방향으로 가열 유리판(12)의 표면을 따라 상기 제1플로우와 제2플로우가 결합된 코팅기체의 플로우(flow)를 흐르게 하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동중의 가열 유리판 코팅방법.
제 1 항에 있어서, 상기 코팅영역(17)에서 사용된 기체를 가열 유리판(12) 밖으로 배출시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동중의 가열 유리판 코팅방법.
제 1 항에 있어서, 제2표준 방향이 제1표준 방향과 유리판 표면에 대해 약 90°각도인 것을 특징으로 하는 이동중의 가열 유리판 코팅방법.
제1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1플로우와 제2플로우가 결합된 플로우(flow)의 레이놀드 수가 6000 이상인 것을 특징으로 하는 이동중의 가열 유리판 코팅방법.
제1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 기체 상태인 상기 제1반응물이 염화 주석을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동중의 가열 유리판 코팅방법.
제1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 기체 상태인 상기 제2반응물이 수증기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동중의 가열 유리판 코팅방법.
제 6 항에 있어서, 불화수소가 제2반응물 기체에 부가 혼합물로 이용되는 것을 특징으로 하는 이동중의 가열 유리판 코팅방법.
제1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1플로우와 제2플로우가 결합된 플로우(flow)가 코팅영역(17)의 다운스트리임(down stream) 끝에서의 감압에 의해 코팅영역을 통해 흐르는 것을 특징으로 하는 이동중의 가열 유리판 코팅방법.
제1항 내지 3항중 어느 한 항에 따른 방법에 의하여 코팅된 것을 특징으로 하는 유리판.