194788. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés vékony fémoxid filmek előállítására meleg üvegek felületén
1 I'M 788 2 A találmány egyrészt eljárásra vonatkozik, melynek segítségével a hengerelt vagy drótbetétes meleg üveg felületén vékony fémoxid filmek állíthatók elő, másrészt vonatkozik a berendezésre, mellyel ezek a filmek kialakíthatók. Ismeretesek már olyan eljárások, melyekkel a meleg üveg felszínére fémoxidokat visznek fel. A lényegesebb változatokat a 3 850 679 sz. amerikai egyesült államokbeli, a 3 660 061 sz. amerikai egyesült államokbeli, a 3 689304 sz. amerikai egyesült államokbeli, a 4022601 sz. amerikai egyesült államokbeli és az 1482 316 sz. és 1482 315 sz. nagy-britanniai szabadalmi leírások ismertetik. A fenti eljárásoknál három, egymástól lényegesen különböző módszert alkalmaznak. A pirolízises módszernél a forró üvegfelületre levegő segítségével fémsók vizes vagy organikus oldószeres oldatait porlasztják fel, a felvitelkor a felületre csapódó anyagok termikusán elbomlanak és így mintegy csapadékként képződik a megfelelő fémoxid. A fémsók szórásával dolgozó eljárások szerint a legtöbb esetben két vagy három lépésben viszik fel a különböző fémsók oldatát, majd ezt követően kémiai reakciók során alakítják ki a megfelelő rétegeket. A CVD (Chemical Vapour Deposition) eljárás lényege pedig az, hogy az oldószerben feloldott fémsót meleg elpárologtató térben porlasztják és így az gőz halmazállapotban kerül az üveg felszínére, itt a fémsó elbomlik és részben vagy teljesen oxidálódik. A kialakuló réteg összetételét az oldószer, a fémsó kémiai összetétele, a hőmérséklet és a hordozó gáz minősége határozza meg. Mindezeknek az eljárásoknak közös hiányossága az, hogy az üveg felületére leváló bevonat nem teljesen egységes, kisebb foltok keletkezhetnek és így a kész üveg felülete nem tökéletes. Célul tűztük ki olyan eljárás kidolgozását, mely a fenti hiányosságokat kiküszöböli. Eljárásunk lényege, hogy egy porlasztókészülékben előállítjuk a szükséges fémsó és/vagy fémkomplex oldatának levegővel és/vagy inert gázzal képzett gőzeit és ezt vezetjük egy vonal (rés) fúvókán keresztül az üveg felületére, így elérjük azt, hogy a lecsapódás előtt a későbbiekben oxidot képező fémsó és/vagy fémkomplex kémiailag egységes, bomlás nélküli állapotban van és így a kialakuló réteg is fizikai értelemben egyenletes és kémiailag homogén. Eljárásunk szerint az üvegolvasztó munkakádjának kifolyó felőli részén levő formázó hengerek közül kilépő 820-870 °C hőmérsékletű és a szabad levegőn 700-800 °C hőmérsékletre lehűlt tiszta vagy drótbetétes üveget továbbítjuk a megoldásunk szerinti berendezés alatt elvezetve a kezelőszalagra. A berendezés megfelelő részében előállítjuk a szükséges fémsó vagy fémkomplex 5-15, célszerűen 8-14 tömeg %-os oldószeres oldatát, melyet 2 bar feletti nyomáson tartott préslevegő vagy inert gáz segítségével előporlasztunk, majd előmelegített inert gázzal és/vagy levegővel porlasztva visszük az üvegasztalra. Az előporlasztott festék így gőz halmazállapotban jut az üvegszalag felületére és csupán ott bomlik el. Tekintettel arra, hogy az ilymódon felvitt festék kémiailag teljesen egységes és bomlása csupán a felületen következik be, az előállított fémoxidbevonat is makulátlan és színe a fémsótól függ. Ezzel a megoldással sikerült a 3 850 679 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalomban leírt eljárás során fellépő túlhevülés káros következményeit eliminálni. Ezen eljárás szerint ugyanis belső melegítőtest segítségével végzik a porlasztást és így az üvegfelületre érkező anyag már nem egységes és természetesen a bevonat is foltokat mutat. Másik hibalehetőség az ismert megoldásoknál az, hogy ha az üveg felszínére vezetett gőz jelentősen alacsonyabb hőmérsékletű, mint az üveg felszíne, akkor ennek gyors lehűlése miatt görbülések keletkeznek az üvegszalagon. Ezt a hiányosságot az alábbiak szerint sikerült kiküszöbölnünk. Eljárásunk során tigy állítjuk be a formázó hengert, hogy az gyorsan lehűtse az üveget úgy, hogy a formázott alakját még megtartsa. Ekkor az üveg felszíne gyorsan hűl le és így közte és a belső rész között lényeges hőmérsékletkülönbség mutatkozik. Mikor az üvegszalag a formázó hengert elhagyja a felszíne újra elkezd melegedni, ez a pont, melyet a technológia során meghatározunk, alkalmas arra, hogy a szükséges hőmérsékletet külön melegítő eszközök nélkül fenntartsuk és eljárásunkat az általunk alkotott berendezéssel kivitelezzük. A hőmérséklet változásának görbéjét a 2. ábrára való hivatkozással a 3. ábrán mutatjuk be. A 2. ábrán a technológiai haladás irányában bejelöltük az „A”, „B” és „C” pontokat, amelyeknél az üvegfelszín hőmérsékletét és a felszín és az üvegszalag közepének hőmérséklet-különbségét ábrázoltuk a 3. ábrán. A formázó henger („A” pont) a célnak megfelelően gyorsan lehűti az üveget olyan mértékig, hogy a formázott alakot megtartsa. Ekkor az üveg felszíne - mintegy burokszerűen - gyorsan lehűl, a hőmérsékletkülönbség jelentős (lásd 3. ábra 1. és 2. grafikon). Ezért berendezésünket a „B” ponton helyezzük el. A találmány szerinti eljárás megvalósításához olyan berendezést terveztünk, mely a technológia kivitelezésére a gyártósorhoz szerelhető. A meleg üvegek felületén kialakítandó vékony fémoxid filmek anyagának felvitelére szolgáló berendezést - melyet az 1. és 2. ábrán részletesen ismertetünk - az (5) formázó hengerek és a (20) üvegszalagot feszültségmentesítő (19) hőkezelőszalag közötti szakaszon szereljük fel. A berendezés kulcsponti része - a 2. ábrán részleteiben bemutatott -(21) porlasztóház, mely magában foglalja a (27) levegőelosztót, a (26) levegőfúvókákat, a (25) festékfúvókákat, a (24) festékosztót, a (23) előporlasztót és a melegporlasztást végző (22) résfúvókát. További tartozékai a berendezésnek az (1) a levegő szárítására, nyomásának és mennyiségének szabályozására szolgáló elem; a (3) alkatrész, mely viszont az inert gáz szárítását, mennyiségi és nyomásszabályozását végzi; a (2) levegő és/vagy inert gáz előmelegítő, a (13) inert gáz vezeték, a (14) és (15) préslevegővezeték, a (2) előmelegítőhöz vezető (16) villamoskábel, a (4) festékadagoló tartály és a hozzá csatlakozó (9) vezeték; a (7) előporiasztó és a (6) főporlasztó vezeték. A (21) porlasztóházat körülvevő (10) elszívótáska; a (8) elszívóvezeték és a (12) elszívó ventillátor, mely utóbbiak a (11) leválasztó kondenzátorba torkollnak, ennek a hűtését a (17) és (18) vezetéken áramló hűtőfolyadék vagy víz biztosítja. Eljárásunkat az alábbi példákon mutatjuk be részletesen anélkül, hogy oltalmi igényünket az ott leírtakra korlátoznánk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
