[发明专利]用于形成气溶胶的装置以及用于涂覆玻璃的方法和设备

说明书

发明背景

本发明涉及用于形成气溶胶的装置，特别是根据权利要求1前序部分的用于形成气溶胶的装置，该装置包含至少一个气体分散喷雾嘴，所述气体分散喷雾嘴借助于该喷雾嘴雾化头处的气体将液体雾化成气溶胶。本发明还涉及用于涂覆玻璃的设备，特别是根据权利要求9前序部分的用于将涂层提供到玻璃表面上的设备，该设备包含至少一个借助于喷雾嘴雾化头处的气体将至少一种用于涂覆玻璃的液体雾化成气溶胶的气体分散喷雾嘴。本发明还涉及用于涂覆玻璃制品的方法，特别是根据权利要求23的前序部分用于将来自至少一种液体原料的涂层提供到玻璃制品表面上的方法。

已知具有玻璃使用所需特性的涂层可通过使用分散到热玻璃表面内的气体反应物进行制造。这些特性包括例如用折射率在所述玻璃和所述涂层之间(优选玻璃和涂层的折射率乘积的平方根)的涂层实现的折射率相配；电致变色，即在将电流传导到玻璃内时玻璃颜色的变化；玻璃的日光辐照吸收的变化(所谓的“日光控制”玻璃)；以及特别是具有导电涂层例如掺有氟、锑或铟的氧化锡或者掺有铝的氧化锌的涂覆玻璃，该导电涂层使玻璃反射红外辐照；或者涂覆有导电、透明涂层的这种玻璃，其可以用于太阳能电池的应用。

可以用多种已知的方法例如化学气相沉积(CVD)、溅射、等离子体沉积或喷雾热解方法涂覆平板玻璃。

在喷雾热解法中，原料典型地是含有产生喷射到待涂覆的热玻璃表面上的涂料所需物质的液体。

具有用于玻璃的所需特性的涂层不仅可以通过使用气体反应物，而且还可以通过使用液体反应物来制造。与气体反应物相比，使用液体反应物能够使处理通常更简单和更廉价，但是处理速率比使用气体反应物时慢很多。

然而，实际上，已遗憾地证明难以提供具有所需厚度的足够均匀的涂层。虽然若玻璃的温度足够高、典型地高于650℃，则这样的涂层的制造在合理生产率方面获得了成功，但已证明难以有利地并当玻璃表面的温度低于650℃时以足够的生产率来制造这样的涂层。在本文中，足够的生产率是指将所需厚度的涂层提供到玻璃上的速度优选大于5m/min，更优选大于10m/min，最优选大于15m/min，由此可在玻璃生产过程中即在所谓的浮法中将涂层提供到移动的玻璃带的表面上。关于涂层的制造，优选低于650℃的温度，这是因为在该情形中涂层可以在浮法中在锡槽以后制造，由此对用于涂覆的环境条件的要求比在锡槽区域中低很多。当在离线处理中制造涂层时也优选低于650℃的温度，这是因为在玻璃钢化处理(hardening process)中玻璃的最大温度典型地是650℃。

1990年4月15日公开的Pilkington plc和FlachglasAktiengesellschaft的芬兰专利申请94620，披露了涂覆玻璃的方法，其中至少两种气体反应物一起反应在移动的热玻璃带上形成涂层。为使该方法能够在工业上于短的涂覆区中产生大于200nm强度(strength)的涂层，该方法包括将第一种反应物气体的第一流(flow)建立到热玻璃表面上，建立作为湍流的第二反应物气体的第二流，并且将合并的气体流作为湍流导引到热玻璃表面上。可以将该方法应用于在热玻璃上产生金属氧化物涂层。在该公开中给出的实施例描述了当玻璃带速度为8m/min和玻璃温度为580℃时涂层的制备。涂层的厚度为250-275nm。在第二实施例中，涂层的厚度稍大于300nm。实际上，这样的薄层厚度不会产生使玻璃用作低发射率玻璃(低-e)的足够低的玻璃发射率(小于0.2)以。该公开没有披露涂层的发射率或薄层电阻值。在该公开描述的实施例中，第一种反应物气体是在作为载气的354℃下的预热干燥空气中的四氯化锡。以84千克/小时的速率供给四氯化锡，并且以105立方米/小时的速率供给干燥空气。第二种反应物气体为也被混入到预热空气中的氢氟酸(fluoric acid)。以34千克/小时的速率供给氢氟酸，并且以620立方米/小时的速率供给空气。反应物快速混合以提供通过涂覆室的合并流。84kg四氯化锡需要约7.3立方米的氧气用以完全氧化，使得空气中的氧含量为约20％，关于该氧化反应，可以称四氯化锡在不具有额外氧的气氛下于进料室中反应。这样的反应气氛不利于二氧化锡层的形成，因为关于导电率，二氧化锡的结构优选包括误差(error)，优选缺氧。