IT7370711A1 - Procedimento e dispositivo per il rivestimento di superfici mediante deposizione da fase vapore - Google Patents

Description

[0001] 100 0509 DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: ci mediante deposizione da fase vapore" di PPG INDUSTRIES, INC., nazionalita statunitense, One Gateway Center, Pittsburgh, Pennsylvania 15222, Stati Uniti d'America.

[0002] Depositato il.

[0003] 14.Dicembre 1973 70 711 A/78 Estratto della Descrizione Un rivestimento di ossido metallico viene applicato ad una superficie di vetro calda ponendo a contatto la superficie con una miscela di aria fungente da veicolo, di solvente evapo- rato e di un reagente contenente metallo evaporato.

[0004] La misce- la e inviata contro il vetro attraverso un ugello ad un nume- ro di Reynolds, superiore a 2500, con la distanza tra ugello e vetro almeno 1,25 volte la dimensione caratteristica dell u- gello.

[0005] Di preferenza, la miscela inviata contro il vetro otioddex un e4ueae ote%untte etus8xeatoo otte%n un osxeaeitte di contrazione uguale a 6 o piu ed avente pareti foggiate in modo che un fluido fluente adiacente alle pareti stesse attra verso l'ugello venga accelerato in modo sostanziale durante tutto il suo passaggio attraverso l'ugello.

[0006] L'offclale Rogante Sfondo dell'invenzione La presente invenzione si riferisce al rivestimento di sub- strati, particolarmente substrati di vetro, con rivestimenti costituiti principalmente di ossidi metallici.

[0007] La presente in- PA/cb venzione si riferisce, in modo piu particolare, alla messa a contatto di una superficie di vetro calda con vapori di rea- genti, che, al contatto con la superficie di vetro calda, for- mano rivestimenti di ossido metallico.

[0008] Anteriormente alla presente invenzione, era noto che era possibile rivestire substrati con rivestimenti di ossido me tallico ponendo a contatto i substrati con soluzioni costitui- te di beta-dichetonati metallici e simili disciolti in solven- ti appropriati.

[0009] Si vedano i seguenti brevetti statunitensi: Mochel, brevetto statunitense No.

[0010] 3.202.054, Tompkins, brevet- to statunitense No.

[0011] 3.081.200, Donley et al., brevetto statu- nitense No..3.660.061 e Michelotti et al., brevetto statuni tense No.

[0012] 3.652.246..Questi brevetti hanno descritto al pub blico parecchie composizioni chimiche, che sono adatte per ri- vestire il vetro con rivestimenti di ossido metallico.

[0013] In ge- vestimenti, secondo la tecnica anteriore, sono procedimenti in cui uno spruzzo liquido di composizione di rivestimento e in viato contro una superficie del substrato di vetro da rivestire.

[0014] Questi brevetti, mentre coprono l'applicazione di particolari metalli od ossidi metallici al vetro od altri substrati, sia pure sotto forma di vapore, descrivono ognuno, come modo mi gliore di applicazione, la messa a contatto del substrato con le composizioni in forma liquida.

[0015] Nello sviluppo di tecniche per applicare a pressione atmosferica composizioni di rivesti- mento evaporate su substrati riscaldati, sono state incontrate talune difficolta.

[0016] E'.

[0017] risultato difficile ottenere rivestimen- ti a grana fine e di aspetto uniforme.

[0018] Sono stati prodotti ri- yestimenti spessi ponendo a contatto il substrato con uno spruz- zo liquido, ma e risultato estremamente difficile, se non im- possibile, ottenere pellicole relativamente spesse aventi tra smissione della luce visibile inferiore a circa 50%, con l'im piego delle tecniche di deposizione da fase vapore conosciute.

[0019] I procedimenti di deposizione da fase vapore erano conosciu- ti anteriormente.

[0020] La maggior parte delle forme di attuazione commerciali delle tecniche di deposizione da fase vapore sono procedimenti effettuati in condizioni di pressione inferiore a quella atmosferica.

[0021] Sono state sviluppate piu tecniche per aumentare la velocita di deposizione della pellicola impiegan do queste tecniche,ad esempio campi elettrici, campi magneti ci ed eccitazione mediante radio-frequenza oppure microonde, sono stati impiegati per aumentare la quantita di moto delle particelle di reagente nelle composizioni di rivestimento da fase vapore nel corso della loro applicazione.

[0022] Inoltre, sono state usate guide d'onda per inviare i vapori di composizioni di rivestimento su zone di bersaglio delimitate in modo particolare.

[0023] Si vedano il brevetto statunitense 3.114.652 di Schetky e bre- vetto statunitense 3.561.940 di Scholes.

[0024] La richiedente ha ora trovato che l'uniformita di pellico- velocita della deposizione chimica da fase vapore od accumulo della pellicola possono essere notevolmente aumentati invian- do vapori contenenti reagente attraverso un ugello contro un substrato in particolari condizioni di flusso e preferibilmen- te effettuando ci con distanze particolari tra ugello e sub- strato, con l'impiego di ugelli di costruzione particolare.

[0025] Riassunto dell'Invenzione Un reagente di rivestimento evaporabile viene evaporato in una fase vapore o veicolo gassoso ed alimentato attraverso un ugello ed inviato contro un substrato riscaldato.

[0026] Le tem- perature del substrato e del reagente sono tali che, alcon- tatto con il substrato, il reagente reagisce con formazione di un rivestimento aderente sul substrato.

[0027] Allo scopo di as- sicurare una deposizione rapida, efficace ed uniforme del ri- vestimento, la miscda gassosa contenente il reagente di rive- stimento inviata attraverso l'ugello con un numero di Reynolds almeno uguale a 2500.

[0028] Per un rivestimento a velocita elevata di un nastro o lastra di vetro continui, si preferisce che il numero di Reynolds per la miscela gassosa fluente sia almeno circa 5.000.

[0029] Il reagente di rivestimento evaporabile e generalmente un sebbene i reagenti preferiti siano usualmente solidi a tempe- ratura ambiente.

[0030] Il reagente pud essere evaporato mediante tec- niche classiche, quali ebollizione se si tratta dyun liquido oppure, se e un solido, il reagente pud essere evaporato ali- mentandolo su una piastra riscaldata, mescolandolo con un ma- teriale inerte, quale sabbia, e facendo passare un veicolo gas- corrente in rapido movimento di veicolo gassoso e riscaldando la miscela fluidizzata.

[0031] Nelle forme di attuazione preferite della presente invenzione, il reagente viene disciolto in un solvente adatto e la soluzione spruzzata in un veicolo gas- soso caldo in modo da evaporare il solvente ed il reagente.

[0032] I materiali di rivestimento reattivi che sono preferiti per l'impiego nella presente invenzione sono i sali organo-metal- lici pirolizzabili dei metalli dei Gruppi Ib a VIIb e del Grup- po VIII del Sistema Periodico degli Elementi.

[0033] I sali organo metallici preferiti, che sono impiegati, sono i beta-dichetonati, gli acetati, gli esoati, i formiati e simili.

[0034] Gli acetilaceto- nati di ferro, cobalto e cromo sono particolarmente preferiti come ingredienti reattivi delle presenti composizioni di ri- vestimento.

[0035] Sebbene i reagenti di rivestimento che sono preferiti per l'impiego nella presente invenzione siano materiali pirolizza bili, possono anche essere usati altri tipi reagenti.

[0036] Ad esem- L'Ufficiale Rogante pio, possono essere impiegati reagenti idrolitici quali beta- dichetonati fluorurati, particolarmente acetilacetonati, e di- cumeni metallici.

[0037] Possono anche essere usati reagenti che ri - chiedono la presenza di quantita sostanziali di altri reagenti cooperanti quali ossigeno, idrogeno, alogeni o simili.

[0038] Come gia indicato, il procedimento di evaporazione preferito com- porta uno stadio iniziale di dissoluzione, cosicche il reagente od i reagenti impiegati dovrebbero essere facilmente solubili in un solvente adatto.

[0039] Una molteplicita di idrocarburi ed alogenocarburi alifati- ci ed olefinici sono adatti come solventi nell'esecuzione dei procedimenti qui descritti.

[0040] Nella pre sente invenzione sono efficacemente impiegati sistemi solventi a componente singo- lo, particolarmente un sistema solvente utilizzante cloruro di metilene.

[0041] I sistemi solvent utilizzanti due o piu solven- ti sono ugualmente risultati particolarmente utili.

[0042] Alcuni solventi rappresentativi che possono essere usati nell'esecuzione della presente invenzione, sono: bromuro di metilene, tetracloruro di carbonio, tetrabromuro di carbonio, cloroformio, bromoformio, t,l,t-tricloroetano, percloroetile- ne, 1,1,l-tricloroetano, dicloroiodometano, 1,1,2-tribromo- etano, tricloroetilene, tribromoetilene, tricloromonofluoro etano, esacloroetano, 1,1,1,2-tetracloro-2-cloroetano, 1,1,2- tricloro-1,2-dicloroetano, tetrafluorobromoetano, esaclorobu tadiene, tetracloroetano e simili.

[0043] Possono anche essere impiegati altri solventi, particolar- mente sotto forma di miscele di uno o piü solventi polari or- ganici, quali un alcool contenente 1 a 4 atomi di carbonio ed un gruppo ossidrilico ed uno o piu composti aromatici non polari, quali benzene, toluene oppure xilene.

[0044] La volatilita di questi materiali ne rende l'impiego alquanto piu difficile di quello del suindicato gruppo di idrocarburi alogenati ed alogenocarburi preferiti, ma essi hanno una particolare uti- lit economica.

[0045] Nell'esecuzione preferita della presente invenzione, una soluzione di un sale organo-metallico reattivo in un solven- te organico inviata in una camera di evaporazione.

[0046] La came- ra di evaporazione e costruita in modo da provvedere un ele- mento riscaldante, che riscalda lo spazio circondante l'ele- mento stesso f ino ad una temperatura sufficiente per evapora re la soluzione di rivestimento entro tale spazio, invece di evaporare il liquido soltanto a contatto con l'elemento ri- scaldante stesso.

[0047] Un veicolo gassoso inviato attraverso e via dal riscaldatore in modo da intercettare la composizione di rivestimento, mescolarsi con questa aumentandone la veloci- ta di evaporazione e trasportare i vapori attraverso il riscal- datore fino al supporto da rivestire.

[0048] I vapori del solvente e del sale organo-metallico reattivo sono inviati dalla camera di evaporazione verso un collettore allungato disposto attraverso la larghezza di un.

[0049] substrato ri scaldato, che deve essere rivestito.

[0050] A questo collettore e col- oex4sqns lT on4uoo xodea oraau xed toe9untle ollo8n un o4a9o In una forma di attuazione preferita, l'ugello allungato presenta, come sezione trasversale minore, una forma uniforme- mente convergente in modo da provvedere una accelerazione so- stanzialmente continua degli strati limite dei vapori che vi passano attraverso.

[0051] La dimensione di sezione trasversale mag- giore dell'ugello leggermente inferiore alla larghezza del corrispondente substrato, cosicche un substrato, disposto in relazione affacciata rispetto all'ugello, si estende oltre la dimensione maggiore dell'ugello ad entrambe le estremita del- lo stesso.

[0052] Questa relazione provvede il mantenimento di una caduta di pressione sostanzialmente uniforme lungo la dimen- sione maggiore dell'ugello ed impedisce la fuga di una quan- titasproporzionatamente grande dei vapori inviati attraverso l'ugello, ad ogni estremita di quest'ultimo, cosicche la to talita dei vapori ha un buon contatto con il substrato.

[0053] Gli ugelli secondo la presente invenzione sono allungati per essere disposti trasversalmente attraverso un substrato.

[0054] Il movimento relativo tra il substrato e l'ugello, lungo la direzione normale alla dimensione allungata dell'ugello stes- -tep ozzeu sed osestsqns top etaso4 eintsedoo eun eguesuoo os l'ugello.

[0055] La sezione trasversale minore dell'ugello (cioe, la sezione trasversale definita da un piano perpendicolare sia al piano di un substrato uniformemente distanziato dall'aper- tura dell'ugello sia perpendicolare alla dimensione allungata dell'ugello) ha generalmente forma e dimensioni uniformi su tutta la dimensione allungata effettiva dell'ugello stesso.

[0056] L'ugello allungato presenta, come sezione trasversale minore, forme dalla sua entrata alla sua uscita.

[0057] Questa forma fa si che lo strato limite di vapori e gas fluenti attraverso l'u- gello, adiacente alle pareti di quest'ultimo, venga accelerato sostanzialmente su tutta quanta la lunghezza dell'ugello.

[0058] In una forma di attuazione preferita, la sezione trasversale mi- nore e sostanzialmente definita come una parabola cubica, pre- feribilmente con le pareti all'uscita e per tra 10% della lun- ghezza dell'ugello in vicinanza dell'uscita, parallele tra loro.

[0059] Con una tale forma, il fluseo non soltanto accelera du- rante il suo passaggio attraverso l'ugello, ma accelera a ve locita costante, cosicche viene conferito al flusso stesso una particolare stabilita e sono eliminate le pulsazioni di flusso.

[0060] La sezione trasversale maggiore dell'ugello sara general- mente rettangolare, particolarmente per ugelli aventi una di- mensione allungata che e superiore a circa 10 volte la lar- ghezza di entrata della sezione trasversale minore.

[0061] Questa e semplicemente una forma di ugello, che puo essere costruita ture e tecniche di lavorazione di macchina.

[0062] Con questa forma preferita, due elementi di ugello allungati possono essere L'Ufficlaie Roganie lavorati di macchina separatamente fino alla forma desidera- ta e montati in relazione affacciata, parallela, in modo da formare un ugello.

[0063] Per un ugello corto, avente una dimensione 10 allungata inferiore a circa 10 volte la larghezza della sezio- be preferibilmente contrarsi, dall'entrata all'uscita, nello stesso modo della sezione trasversale minore.

[0064] In tutta la pre- otteon un cpuetu s oteduntte ottogn aed isuodziosep gaues avente una dimensione allungata almeno oppia e preferibil- mente almeno quintupla della larghezza dell'entrata della se- zione trasversale minore dell'ugello.

[0065] L'ugello secondo la presente invenzione ha preferibilmente un rapporto di contrazione almeno uguale a quattro e preferi- bilmente almeno uguale a circa 6.

[0066] Tali rapporti di contrazione hanno l'effetto che le condizioni di flusso irregolare, che possono svilupparsi a monte dell'ugello, sono attenuate od eliminate sulla lunghezza dell'ugello, cosicche si stabilisce un flusso uniforme su tutta quanta la zona d'urto contro il substrato, con densita di contatto vapori-substrato simmetrica piano bisecante l'ugello perpendicolarmente alla sua sezione trasversale minore.

[0067] Il rapporto di contrazione e il rapporto tra l'area di flusso di entrata dell'ugello e l'area di flusso di uscita dell'ugello.

[0068] La faccia dell'ugello disposta in relazione affacciata ri- spetto al substrato da rivestire situata in una posizione, rispetto ad un supporto per i substrati da rivestire, tale che la distanza tra la faccia dell'ugello e la superficie ad esso piu vicina durante il rivestimento sia almeno O,5 volte la larghezza dell'ugello in corrispondenza della sua uscita.

[0069] Di preferenza, il rapporto tra distanza e larghezza dell'u- gello almeno 0,65 e di preferenza compreso tra 0,9 e 5.

[0070] Nelle forme di attuazione maggiormente preferite, il rapporto e compreso tra 1,25 e 5.

[0071] L'evaporatore ed il collettore dell'apparecchio di rivesti- mento secondo la presente invenzione sono fatti funzionare ad una pressione sufficiente per provocare il flusso dei vapori attraverso l'ugello ad un numero di Reynolds almeno uguale a 2500 e preferibilmente almeno circa 5000, allo scopo di assi- curare una deposizione del rivestimento rapida, efficace ed uniforme.

[0072] L'apparecchio ed il procedimento secondo la presente inven- una molteplicita di substrati ricettivi: Substrati refrattari quali vetri, vetro-ceramiche, ceramiche, metalli rivestiti di porcellana e simili, sono particolarmente rivestibili mediante la presente invenzione.

[0073] Anche altri substratii quali metalli, materie plastiche, carta e simili, possono essere rivestiti secondo i principi della presente invenzione.

[0074] In particolare, la presente invenzione e utile per provvedere il rivestimento di vetro piano con rivestimenti di ossido metallico trasparenti.

[0075] I risultanti articoli di vetro piano rivestiti con ossidi me- tallici hanno trovato particolare utilita in applicazioni di architettura.

[0076] Breve descrizione dei disegni La fig.

[0077] 1 una vista parziale in prospettiva,sezionata, del dispositivo preferito per attuare la presente invenzione, illustrante il flusso di vapori ed altri fluidi impiegati nel- l'esecuzione dell invenzione.

[0078] La fig.

[0079] 2 e una vista in sezione parziale dell'evaporato- re, del collettore e dell'ugello, preferiti, impiegati nella esecuzione della presente invenzione, illustrati in combina zione con una lastra di vetro del tipo a galleggiamento suppor- tata in relazione affacciata rispetto all'ugello.

[0080] La fig.

[0081] 3 una vista in sezione parziale del dispoaitivo preferito secondo la presente invenzione, presa lungo la linea di sezione 3-3 della fig.

[0082] 2.

[0083] La fig.

[0084] 4 una vista in sezione parziale dell'evaporatore di sezione 4-4 della fig.

[0085] 3, illustrante la particolare rela- zione tra l'elemento riscaldante ivi presente e il vano del- la camera con la sua disposizione di entrate, uscite e deflettori, in modo da provvedere l'evaporazione delle composizioni di ri- della camera piuttosto che l'evaporazione a contatto con l'ele- mento riscaldante stesso.

[0086] La fig.

[0087] 5 una vista in sezione ingrandita dell'ugello pre- ferito impiegato nell'esecuzione della presente invenzione, insieme con un collettore adatto per distribuire vapori all'ugello.

[0088] La fig.

[0089] 6 una vista in sezione dell'ugello preferito per l'impiego nell'esecuzione della presente invenzione, presa lungo la linea di sezione 6-6 della fig.

[0090] 5.

[0091] Descrizione delle forme di attuazione preferite.

[0092] Nell'esecuzione della presente invenzione, e importante che il numero di Reynords, che caratterizza i vapori fluenti uscen ti dall'ugello ed inviati contro il substrato in corso di ri- vestimento, sia superiore a circa 2500.

[0093] Mentre un numero di Reynolds almeno uguale a 1700 assicura che il flusso di vapori sia completamente turbolento, stato ora trovato che il numero di Reynolds deve essere almeno ugua- le a circa 2500 affinche il flusso sia sostanzialmente uni- ossod ? gwoo tosen4sqns l! ox4uoo o4xn tp sexe.T e44n4 ns ewoj in evidenza da tecniche interferometriche e dall'uniformita dei depositi risultanti.

[0094] Nell'esecuzione della presente invenzione, si preferisce che lo strato limite di vapori e gas fluenti attraverso un u- gello ed inviati contro un substrato da rivestire, venga ac- celerato durante il suo passaggio attraverso l'ugello.

[0095] Cid impedisce indebite pulsazioni del flusso .ed aumenta la velo- cita gl'uniformita di deposizione del rivestimento.

[0096] Di pre- L'Uffclale Roganta ferenza, l'ugello ha un rapporto di contrazione almeno uguale a 6.

[0097] Il numero di Reynolds e definito dalla seguente equazione dimensioni.

[0098] I simboli W,p e rappresentano la portata, la den- sita e la viscosita dinamica dei vapori fluenti.

[0099] E e una lun- ghezza caratteristica definita nel punto ove sono determinate le altre variabili.

[0100] Secondo i principi di idraulica conosciuti, la dimensione caratteristica L che e pertinente nella relazio- ne definita il diametro idraulico, che e definito come quat lo diviso per il perimetro allo stato bagnato dell'uscita del- l'ugello.

[0101] La portata, la densita e la viscosita dei vapori so- no tutte caratterizzate nell'equazione come i valori di que- ste proprieta all'uscita dell'ugello.

[0102] La presente invenzione puo essere meglio compresa in base alla seguente descrizione particolareggiata del dispositivo e del procedimento.

[0103] Con riferimento dapprima alla fig.

[0104] 1, e provvisto per il rivestimento un substrato, ad esempio una lastra di vetro 1i.

[0105] La lastra di vetro 11 e generalmente supportata, di preferen- zain un piano orizzontale, ed generalmente supportata me- diante mezzi che possono sottoporre a traslazione o convoglia- re la lastra di vetro 11 lungo un percorso quale indicato dalla freccia in basso a destra nella fig.

[0106] 1.

[0107] Il dispositivo di rivestimento secondo la presente invenzione, comprendente un complesso .

[0108] evaporatore 12 ed un comple*so di distribu- zione dei vapori 13, disposto in relazione affacciata rispet- to alla lastra di vetro 11.

[0109] 15 Il complesso evaporatore 12 comprende una camera di evapora zione t4, che in una forma di attuazione preferita dell'in venzione e una camera cilindrica contenente elementi per e- vaporare i reagenti, elementi che sono ulteriormente descrit- ti in seguito.

[0110] Il complesso evaporatore 12 comprende inoltre mezzi per alimentare un reagente 15 e mezzi per alimentare un veicolo gassoso 16.

[0111] Un reagente e alimentato, attraverso una tubazione di so- luzione 17, ad una serie di tubazioni di alimentazione di so- luzione 18, ognuna delle quali collegata ad una puntaspruz- zatrice 19, la cui apertura di scarico si trova all'interno della camera di evaporazione 14.

[0112] La tubazione di soluzione 17 incamiciata con una tubazione refrigerante 2O, che divi- sa mediante un diaframma 21 in parti di flusso di andata e ritorno.

[0113] Gas di polverizzazione, preferibilmente aria, ali- méntato ad ognuna delle punte spruzzatrici 19 attraverso una serie di tubazioni di alimentazione di polverizzazione 22, la totalita delle quali collegata con una tubazione di gas di polverizzazione 23.

[0114] Il complesso dei mezzi di alimentazione dei reagenti 15 eun mp ozzem aad nl ouotzeaodeae tp mxoaeo ettns oseyuom ? serie di attacchi 24, che circondano le tubazioni e sono im- bullonati od altrimenti collegati ad una serie di sostegni 25 saldati alla camera di evaporazione 14.

[0115] I mezzi di alimentazione del veicolo gassoso 16 comprendo- no un collettore del veicolo gassoso 26 montato sulla camera di evaporazione 14 per mezzo di una staffa 27.

[0116] Al collettore del veicolo gassoso 26 e collegata una serie di tubazioni di alimentazione del veicolo gassoso 28, ognuna collegata ad un preriscaldatore di veicolo gassoso 29, che a suavolta col- legato con la cameradi evaporazione 4 in modo tale che il veicolo gassoso riscaldato possa essere inviato nella camera.

[0117] I preriscaldatori 29 sono preferibilmente riscaldatori a re- sistenza elettrica, aventi ognuno un collegamento di energia elettrica 30 collegato ad una sorgente di energia elettrica controllata (non illustrata) .

[0118] La camera di evaporazione 14 puo essere una struttura sin- gola, ma, se e di lunghezza estesa, e preferibilmente di co- struzione modulare con una serie di camere di evaporazione relativamente corte 14 collegate estremita ad estremita me- diante attacchi 31 della camera di evaporazione, che bloccano insieme le singole camere.

[0119] All'interno della camera di evaporazione 14 vi sono ele- menti per evaporare un reagente ed altri materiali, quali un solvente.

[0120] Un riscaldatore 32 montato nella camera di evapo- gun rared cnp uy esyatp eatttn,tsenb eyo opou u ti euotzex in cui entra la totalita dei materiali in entrata ed una dal- la quale si scaricano i vapori uscenti.

[0121] Il riscaldatore 32 ε costruito in modo che i vapori lo possano attraversare, dal- la parte di entrata fino alla parte di uscita della camera otepqueos oun a ottaejed eraaepreospr un .ti eaogzexodeae tp re termico a tubi ed alette, nei cui tubi e alimentato un flui.

[0122] do scambiatore termico, termicamente controllato.

[0123] Il riscaldatore 32 e montato entro la camera 14 su supporti, che sono efficacemente anche piastre di distribuzione del vei- colo gassoso 33, saldate od altrimenti unite alle pareti in- terne della camera 14.

[0124] Le piastxe di distribuzione del veico- lo gassoso 33 sono sagomate ed unite alla camera 14 in modo tale che con ogni piastra 33 e la parete della camera a breve distanza viene formato uno spazio collettore chiuso.

[0125] Le piastre di distribuzione del veicolo gassoso 33 sono provviste di una serie di aperture, che permettono al gas di effluire libera- mente nella parte di entrata della camera di evaporazione 14, ove si mescola con il reagente ed il solvente spruzzati e li evapora.

[0126] La miscela gassosa contenente un reagente nella parte di entrata della camera di evaporazione 14 passa attraverso il riscaldatore 32, che equilibra o regola finemente la tempera tura della miscela entrante nella parte di uscita della camera di evaporazione 14.

[0127] Il riscaldatore 32 ha preferibilmente una capacita termica elevata rispetto alla massa della miscela gas- L'Ufficiale Roganie sosa fluente, cosicche e assicurata la stabilita termica.

[0128] Nella parte di uscita della camera di evaporazione 14 vi e una serie di tubazioni di scarico dei vapori 34, che si e- stendono all'esterno attraverso la parete della camera di eva- porazione 14 ed hanno piu aperture di entrata in prossimita delle loro estremita interne.

[0129] L'estremita interna di ogni tu- bazione di scarico dei vapori 34 preferibilmente coperta con un ombrello 35, che devia qualsiasi eventuale materiale in particelle, che penetri nella camera oppure si formi nella ca- mera stessa, impedendogli cosi di otturare la tubazione di scarico dei vapori.

[0130] Un riscaldatore di scarico dei vapori 36 circonda le tuba- aioni di scarico dei vapori 34.

[0131] Il riscaldatore di scarico dei vapori 36 ha due cavita, una cavita di entrata ed una cavita di ritorno, che sono sollegate ad un sistema fluido di scambio termico ricircolante (non illustrato).

[0132] Durante il funzionamen- to, un fluido caldo, ad esempio olio, e fatto circolare attra- verso il riscaldatore di scarico dei vapori 36 per regolare la temperatura della miscela gassosa che viene scarica dalla ca- mera di evapora ione 14.

[0133] Ad ogni tubazione di scarico dei vapori 34 collegato un giunto 37, preferibilmente un giunto flessibile, che collega il complesso evaporatore 12 al complesso di distribuzione dei vapori 13.

[0134] Il complesso di distribuzione dei vapori 13 compren- de un collettore dei vapori o pieno 38, avente due canali dei vapori 39 separati da una parete divisoria 40 ed incamiciati con cavita interne ed esterne di fluido di regolazione termica, 41 e 42.

[0135] Durante il funzionamento, un fluido caldo, quale olio, e fat- to circolare attraverso le cavita interne ed esterne per re- 19 golare la temperatura della miscela gassosa che scorre attra- verso i canali dei vapori 39.

[0136] I canali di vapori 39 del collettore 38 sboccano in ugel- li 43, preferibilmente ugelli convergenti.

[0137] Ogni ugello for- mato di elementi di parete di ugello opposti 44, collegati al collettore 38.

[0138] Preferibilmentegni elemento di parete di u- gello 44 provvisto di una cavita 45, attraverso la quale eaeto%on xed totto otenb topteo opyntj un otetau gaesse gnd esattamente la temperatura di una miscela gassosa di rivesti- mento che viene inviata, attraverso gli ugelli 43, sul substrato 11.

[0139] I presenti dispositivo e procedimento di rivestimento pos- altri procadimenti e substrati, quali fabbricazione della car- ta, laminazione di lamiere metalliche e simili.

[0140] Il presente continua oppure una serie di substrati separati.

[0141] Nelle forme di attuazione preferite della presente invenzione, viene ri- vestita una lastra di vetro continua.

[0142] Questa pud essere una lastra prodotta mediante il procedimento di fabbricazione di cristalli, mediante un qualsiasi procedimento di fabbricazione di lastre (procedimento Colburn, Fourcault oppure Pittsburgh Pennvernon) oppure mediante un procedimento a galleggiamento.

[0143] l'oficlale Ragante COM applicare un rivestimento ad un substrato in un piano vertica- le, orizzontale od altrimenti orientato e questa caratteristi- 20 ca e una caratteristica della presente invenzione, particolar- mente pregiata ed eccezionale.

[0144] In una forma di attuazione particolarmente preferita, la presente invenzione usata per rivestire un nastro.

[0145] di vetro del tipo a galleggiamento formato di fresco.

[0146] Il nastro puo essere facilmente rivestito.

[0147] sull'una o sull'altra superficie principale mediante gli insegnamenti secondo la presente in- venzione e la descrizione che segue si riferisce al rivesti- mento della superficie superiore del nastro di vetro.

[0148] Con riferimento ora alle figg.

[0149] 2, 3 e 4, nonche alla fig.

[0150] 1, il dispositivo secondo la presente invenzione pu essere os- servato in un ambiente particolarmente preferito, lo spazio che si trova tra un bagno di galleggiamento ed un forno di ri- cottura.

[0151] Un nastro di vetro continuo 11 illustrato su un bagno di metallo fuso 46, ad esempio stagno fuso, contenuto in una ca- mera di bagno 47 comprendente pareti refrattarie di fondo, la- terali e superiori 48 racchiuse in un rivestimento metallicq 49.

[0152] Il nastro 11 e sollevato dal metallo fuso 46 all'estremita di uscita della camera di bagno 47, su rulli di sollevanento 50, che sono opportunamente supportati ed azionati mediante usuali mezzi di trasmissione per rulli, collegati ad un motore (non illustrato).

[0153] Blocchi di carbone 5: sono caricati da molla e premono contro il fondo dei rulli rotanti 50 in modo da e- liminare qualsiasi materiale che pu essersi depositato sui -21- rulli stessi.

[0154] I blocchi di carbone 51 sono supportati entro un prolunganento refrattario 52 della camera di bagno.

[0155] Il materia le eliminato dai rulli, che cade in questo prolungamento 52, puo essere eliminato con facilita periodicamente.

[0156] Il nastro di vetro 11 e convogliato in un forno di ricottu- ra 53, in cui disposta una molteplicita di rulli di ricottu- ra 54.

[0157] Sono provvisti mezzi di trasmissione classici per fa- re ruotare i rulli 54.

[0158] Ogni rullo di ricottura 54 esercita una forza di trazione sul vetro di entita sufficiente per con- vogliare il vetro attraverso il forno, ove la sua temperatura regolata in modo da eliminare tensioni permanenti e solleci- aed yzzeu yp ogred ouuej vg tltnx I .onsea leu T4ueserd yuoyze trasportare il vetro del tipo a galleggiamento formato di fresco, dalla camera di bagno di galleggiamento 47, attraver so una camera di rivestimento mediante evaporazione 55 e poi attraverso il forno di ricottura 53.

[0159] L'atmosfera nella camera di bagno 47 e un'atmosfera ridu- cente contenente azoto ed una piccola quantita di idrogeno, allo scopo di assicurare hhe venga impedita l'ossidazione del metallo fuso 46.

[0160] In generale, l'atmosfera contiene circa 90 a 99,9% di azoto, il rimanente essendo idrogeno.

[0161] L'atmosfera e mantenuta ad una pressione leggermente superiore a quela Ofclale ambiente, ad esempio 0,1 a 0,5 pollici d'acqua (0,25 - 1,27 cm) per impedire sostanzialmente l'ingresso dell'atmosfera ambiente nella camera di bagno 47.

[0162] Per trattenere l'atmosfera e consentire il passaggio del nastro di vetro dalla camera di bagno 47, l'estremita di usci- ta di quest'ultima provvista di una serie di tende o drappi 56, che strisciano sul nastro di vetro e servono come mezzo per isolare dalla camera di bagno 47 l'atmosfera leggermente pressurizzata della camera di rivestimento mediante evapora- zione 55.

[0163] Questi drappi o tende,56 sono usualmente fabbricati di materiale flessibile di amianto o fibra di vetro, che non te, cioé una temperatura compresa tra circa 1000 e 12000F (538- 649oC).

[0164] Altri drappi o tende 57 di materiale analogo sono prov- visti all'entrata del forno di ricottura 53, questi ultimi drappi servendo come mezzo per isolare il forno di ricottura 53 dalla camera di rivestimento mediante evaporazione 55.

[0165] Tp egsaaoxd SS oxodea esej p ogueuyyseatx tp Baeueo eT cappe a vuoto 58 aventi entrate situate sia a monte, in adia- cenza della camera di bagno, sia a valle, in adiacenza del forno di ricottura.

[0166] Le cappe a vuoto 58 si estendono vertical- mente verso l'alto fino ad una coppia di tubi di aspirazione re spazio sufficiente per travi di supporto a doppio T 60 e euoznqtxystp tp ossetduoo I! pe tl exogexodeae ossetduoo tr dei vapori 13 insieme con l'apparecchiatura associata.

[0167] Le cappe a vuoto 58 sono mobilmente supportate su travi a doppio T 60 23 mediante ruote 61, che poggiano sulla sommita delle travi a doppio T 60.

[0168] Le travi a doppio T 60 sono disposte trasversal- -ods ts eqo ll ox4eA Tp ox4seu Tep osxooxed lT osIeaeJ44e e4ueu sta dalla camera di bagno 47 verso il forno di ricottura 53.

[0169] Le cappe a vuoto sono trattenute : distanziate mediante la traver- sa 62.

[0170] I tubi di aspirazione.59 sono montati su staffe 63 sui quali sono montate ruote 64, che poggiano su rotaie 65 di una traver di supporto superiore 66.

[0171] Tutto quanto il complesso del- le cappe a vuoto comprendente le cappe a vuoto 58 ed i tubi di aspirazione 59, pu essere spostato trasversalmente rispetto al percorso del nastro di vetro 11 per rimuovere completamente il complesso stesso dalla linea di galleggiamento per esegui re manutenzione e riparazioni.

[0172] Questa rimozione effettuata spostando il complesso lungo le travi 60 e 66 mentre rotola sulle ruote di supporto 61 e 64.

[0173] Il complesso di rivestimento da fase vapore supportato, entro la camera di rivestimento da fase vapore 55, dalle tra- yi a doppio T 6O per mezzo di una staffa di supporto del ri- yestitore da fase vapore 67.

[0174] Sulla staffa di supporto 67 sono montate le ruote di supporto del rivestitore da fase vapore 68.

[0175] Le ruote di supporto del rivestitore da fase vapore 68 poggia no su travi a doppio T 60, su una delle quali montata una rotaia 69.

[0176] La forma della rotaia 69 e della ruota di supporto 68 che vi si impegna tale da impedire il movimento laterale del complesso rispetto alla rotaia ed alle travi a doppio T.

[0177] Il complesso rivestitore da fase vapore comprende, oltre al complesso evaporatore 12 ed al complesso di distribuzione dei vapori 13, una struttura meccanica per supportare questi ele- menti operativi.

[0178] Questa struttura meccanica comprende un moto- re 70 e martinetti 71 per sollevare ed abbassare il complesso odetasqns tep ouaauot ntd einddo ouopa ntd otiodstp ep opou u da rivestire.

[0179] Dalla staffa di supporto del rivestitore da fase vapore 67 pendono traverse 72 del rivestitore da fase vapore.

[0180] Sulle tra- op 4xoddns e 2l eto4ou 1op otoddns un 4e4uom ouos zl osxe4 martinetti 74.

[0181] Sul supporto di motore 73 montato il motore 7O, preferibilmente un motore a velocita variabile a corrente continua.

[0182] Collegato a questo motore 70 vi un albero di tra smissione 75, che a sua volta collegato con i martinetti a vite 71.

[0183] Entro ogni martinetto 71 vi un adatto ingranaggio per azionare in movimento verticale un albero a vite.

[0184] Gli alberi a vite 76 sono,collegati con l'albero di.trasmis- sione 75 attraverso.

[0185] i martinetti 71 che sono collegati ad un ingranaggio.

[0186] Azionando l'albero di trasmissione 75 per mezzo del motore 70, gli alberi a vite 76 vengono fatti spostare verticalmente in modo da sollevare ed abbassare il complesso di rivestimento da fase vapore.

[0187] Sugli alberi a vite 76 sono mon- tate forcelle 77.

[0188] Collegati alle forcelle 77 e pendenti da que- ste vi sono bracci di supporto 78, che sono collegati con pia- stre trasversali 79.

[0189] Sulle piastre trasversali 79 montato un supporto a culla dell'evaporatore 80, al quale imbullonata od altrimenti uni- ta la camera di evaporazione 14.

[0190] Come descritto brevemente in quanto precede, l'attuazione preferita della presente invenzione richiede che un veicolo gassoso, preferibilmente aria, venga alimentato alla camera di evaporazione 14 in modo da mescolarsi con lo spruzzo polveriz- zato di composizione di rivestimento proveniente dagli apici degli ugelli spruzzatori 9, per aumentare la velocita di eva- porazione del materiale di rivestimento e poi trasportare la miscela attraverso il riscaldatore 32 per riscaldare ulterior- mente la combinazione prima dell'erogazione finale al substrato da rivestire.

[0191] Il veicolo gassoso e alimentato all'evaporatore a partire dai collettori 26, che sono preferibilmente tubi mon- tati sul complesso mediante staffe 27.

[0192] La tubazione flessibile 28 collegata al collettore 26 del veicolo gassoso ed inviata, attraverso elementi riscaldanti 29, fino a raccordi passanti attraverso la parete della camera di evaporazione 14 e pene- tranti nello spazio formato dalle piastre di distribuzione del- l'aria 33 con la parete della camera di evaporazione.

[0193] Ai ri- scaldatori 29 alimentata energia da un cavo elettrico 81, W'Otficiale Roganta che passa attraverso un condotto di sostegno di distribuzione 82 montato su staffe 27 e 83.

[0194] Le caratteristiche strutturali del dispositivo attualmente preferito risultano evidenti nelle figure 2, 3 e 4.

[0195] I vapori della composizione di rivestimento inalterati od in eccesso ed il veicolo gassoso scaricati dagli ugelli 43 verso il sub- I vapori ed i gas che non hanno reagito sono eliminati dalla camera per mezzo della cappa a vuoto 58.

[0196] Allo scopo di ridurre al minimo od evitare l'accumulo di depositi sulle superfici irregolari della struttura, che potrebbe portare alla saldatura dei depositi ed alla loro caduta sul substrato 11 con formazio- ne di difetti, il complesso di rivestimento da fase vapore gaaoxd cxesse qnd exodea esej ep axott4saayx Top te ousegos or sto di piastre i rinforzo 85.

[0197] Esso collegato al complesso rivestitore grazie al fatto che e unito a piastre trasversali 79.

[0198] Le piastre trasversali 79, come indicato precedentemente, sono unite al complesso di supporto 78 e sono in ltre collegate al supporto a culla dell'evaporatore 80.

[0199] Come gia indicato, la camera di evaporazione .14 collegata al supporto a culla 80 -o4ttseay Tep 78 ouieuos o1 x4 oyzeds oT *98 osseooe gp xoj -Trqtiejoid 82 xodsa tep 9o44olToo lT pe axodea osej ep ed mente riempito con un isolante termico 87, quale lana minerale, amianto o simili.

[0200] Come illustrato nella fig.

[0201] 3, la costruzione di un complesso di rivestitore da fase vapore, per coprire tutta quanta la lar- ghezza di un nastro di vetro fabbricato in modo classico, pud 27 essere modulare.

[0202] La costruzione modulare e preferita grazie alla facilita di manutenzione e riparazione dell'apparecchiatura.

[0203] Le singole camere di evaporazione 14, con la relativa apparec- chiatura, sono unite insieme in modo da formare un complesso che copre tutta quanta la larghezza del nastro.

[0204] Mentre l'evaporatore 14 pud essere di costruzione modulare, il collettore di distribuzione dei vapori 38 e gli ugelli dei vapori 43 sono preferibilmente gruppi singoli.

[0205] In questo modo, i wapori sono distribuiti uniformemente su tutta la larghezza del substrato che eve essere rivestito.

[0206] Con riferimento alle figure 5 e 6, possono essere osservati i particolari del collettore di distribuzione dei vapori e degli ugelli dei vapori.

[0207] I vapori di rivestimento sono distribuiti uniformemente lun- 8t ouetd o tiodea tep 9to44elloo lt c4ueypeu o4ax4sqns lt o% La struttura di una combinazione particolarmente preferita di collettore 38 ed ugello 43 puo essere osservata nelle viste ingrandite delle figure 5 e 6.

[0208] La lunghezzatrasversale del pie- -oA tp oi4seu un tp xzzoq9xeT eT oxdoo eqo 8E gxot4oTloo o ou tro da rivestire, molto maggiore della larghezza del collettore.

[0209] Ad esempio, per rivestire un nastro di vetro avente una larghez- za di circa 10 pidi (3 metri), la lunghezza del collettore, d illustrato nella fig.

[0210] 6, sara approssimativamente anche d 1O piedi.

[0211] In generale, la larghezza del collettore sara di 1 piede o meno (0,3 metri).

[0212] -28- Il collettore di vapori 38 comprende una molteplicita di canali di vapori, che sono allungati e separati tra loro alle loro estremita di uscita, ma che alla loro entrata si incon- trato in un canale comune.

[0213] I molteplici giunti 37, che portano i vapori dall'evaporatore 14 verso il collettore 38, sono col- legati al collettore 38 lungo questo canale di entrata comune.

[0214] Ogni canale di vapori 39 pu essere preferibilmente costrui- to con.almeno due curve contrapposte, cosicche il percorso dei vapori passanti attraverso il canale deva cambiare direzione almeno due volte.

[0215] In questo modo, aumentata l'uniformita ai distribuzione dei vapori sulla lunghezza del canale.

[0216] Mentre entro i canali possono essere disposti deflettori per inter rompere ulteriormente il flusso dei vapori e distribuire i vapori sulla lunghezza dei canali, si preferisce la costruzio- ne semplice senza deflettori, ma con direzione di flusso variata.

[0217] Nella costruzione preferita, non vi sono zone di ristagno e -ue tp gauetoqin4 yssntj greeto ep ete4 etus%iods odoo unsseu tita notevole.

[0218] : Intorno ai canali di vapori 39 vi sono cavita 41 e 42 per trasportare un fluido riscaldante oppure refrigerante, come si desidera, secondo i flussi di corrente trasversale come illustrato nella figura 6.

[0219] Queste camere 41 e 42 si estendo- no sulla lunghezza del collettore di vapori 38 e sono colle- gate ad una sorgente di fluido riscaldante oppure refrigeran- te (non illustrata).

[0220] Nella forma di attuazione preferita, nel le camere alimentato olio caldo.

[0221] Al collettore di vapori 38 sono collegati elementi di pa: rete di ugello 44 formanti gli ugelli 43, che inviano la com- posizione di rivestimento evaporata ed il veicolo gassoso verso il substrato 11 che deve essere rivestito.

[0222] Gli ugelli 43 sono allungati, come si vede nella figura 6, ed in vistain pianta essi appaiono come feritoie.

[0223] La sezione trasversale del- le aperture di ugello, osservata parallelamente alla dimensio- ne maggiore di feritoia, e, illustra che gli ugelli preferiti si restringono notevolmente a partire dalla loro entrata versc la loro uscita.

[0224] La contrazione di ogni feritoia e tale che i vapori passanti attraverso la feritoia stessa vengono continua mente accelerati sulla lunghezza della feritoia.

[0225] In questo modo, lo strato limite di vapori adiacente alla parete della feritoia e ridotto al minimo ed il perimetro della feritoia uniforme- mente bagnato dai vapori, cosicche i vapori uscenti sono inviati uniformemente contro il substrato.

[0226] Gli ugelli possono essere ca- ratterizzati da un rapporto di contrazione, che e il rapporto tra l'area di entrata e l'area di uscita oppure, negli ugelli rappresentati nelle figure 5 e 6, indicato come c/a.

[0227] Le con- dizioni di flusso preferite per ottenere un rivestimento effi scritte sono definite come le condizioni all'estremita di u scita degli ugelli.

[0228] 30- nella figura 5, determina la distanza "b" tra l'uscita di ugello ed il substrato.

[0229] Di preferenza, il rapporto b/a e compreso tra O,75 e 1O.

[0230] Nelle forme di attuazione maggiormente preferite, il tp olTeaxe4u.I o4ua .g Sz i ex4 osexduoo /q : o4aoddex b/a, la velocita di deposizione del rivestimento sostanzial- mente superiore a quella corrispondente a distanze minori oppu- re maggiori.

[0231] Ogni canale di vapori 39 ha preferibilmente un volune che molt iplicato almeno di circa 6 minuti per la portata volumetrica del canale.

[0232] Grazie a questa capacita per trattenere i vapori passanti at- traverso il canale, quest'ultimo serve come sezione di attenua zione per eliminare le variazioni residue di velocita risultan- ti dal flusso di correnti separate uscenti dai giunti flessibili 37.

[0233] Come accennato precedentemente, i canali di vapori 39 riorien- tano preferibilmente il flusso di vapori tendendo a distribui- re uniformemente questi ultimi sulla lunghezza del collettore 38.

[0234] Si osserva che la configurazione e le dimensioni dei canali di vapori 39 cooperano con la forma degli ugelli 43.

[0235] Se il rappor to di contrazione, c/a,per gli ugelli aumenta, particolarmente al di sopra di circa 5 a 6, la capacita od il volume dei canali di vapori 39 pu essere diminuita senza danno.

[0236] Ogni ugello 43 formato di due elementi 44, ognuno avente una faccia curva, uniti al collettore 38 con le loro facce cur- ve in relazione affacciata.

[0237] Ogni elemento pu essere provvisto 31 di un canale 45 per portare un fluido, quale olio caldo, in modo da regolare la temperatura dei vapori e del gas che yengono scaricati.

[0238] Nella forma di attuazione preferita, olio caldo passa attraverso canali paralleli 45 e poi attraverso canali 41 e 42.

[0239] eqeansyw eiesse qnd tlle%n tt%ep osxea ottoiltep einyexedue4 pT e la temperatura che in base a tali misure si calcola sia la temperatura detl'ugello, e la temperatura usata nel definire le condizioni di flusso dei vapori ad ogni uscita di ugello.

[0240] Le superfici curve definenti la zona di flusso degli ugel- li sono lavorate di macchina in modo levigato, allo scopo di evitare piccolissime ostruzioni o graffi che disturberebbero localmente il flusso dei vapori e del gas.

[0241] In una forma di at- tuazione preferita, gli elementi di ugello sono fabbricati di acciaio lavorato di macchina od altro metallo base e le super- fici curve interne sono placcate con un metallo facilmente la- vorabile quale oro od altro metallo prezioso.

[0242] Una finitura me- tallica di almeno circa 64 micropollici (0,154 /u) e preferi- bilmente circa 16 micropollici (0,038,u) soddisfacente.

[0243] Quando il rapporto di contrazione, c/a, e sufficientemente grande, la finitura metallica pud essere meno levigata, senza danno.

[0244] La curvatura delle superfici interne di ugello tale che il raggio di curvatura minimo all'entrata e massimo (vicino all'infinito) all'uscita.

[0245] In una forma di attuazione massima- mente preferita, il raggio di curvatura aumenta monotonamente (e preferibilmente costantemente) in funzione della distanza dall'entrata verso l'uscita dell'ugello.

[0246] Per facilita di co- struzione del dispositivo, gli elementi di ugello 44 sono la- vorati di macchina fino a raggi nettamente differenti in zone separate (I, II, III e IV ad esempio) lungo la lunghezza di percorso dell'ugello.

[0247] Ogni zona e blandamente lavorata di mac- china in modo da confondersi con la successiva.

[0248] I bordi di uscita degli elementi di ugello sono preferibil- mente angoli netti, ben definiti, cosicche la parte degli ele- menti di ugello contrapposta al substrato non sara bagnata dai vapori e gas uscenti.

[0249] Il bordo contrapposto al substrato di o- to alla faccia dell'elemento e si trovera preferibilmente a circa 87°, cosicche il bordo forma un angolo di circa 3° verso l'alto dall'uscita dell'ugello rispetto al piano del substrato.

[0250] Le condizioni di flusso che sono mantenute nell'attuazione della presente invenzione sono definite ad ogni uscita di ugello.

[0251] Con riferimento alla figura 5, si considerano i seguenti para metri.

[0252] La lunghezza caratteristica impiegata nel determinare il numero di Reynolds di scarico dei vapori e il diametro idraulico dell'ugello, definito come quattro volte l'area di sezione =eq o4ess olle ox4eaxed tt ed osayp otte%n,llop gtesxoasex4 gnato dell'apertura di ugello: 4ae D= (o+e)2 a essendo molto minore di e, il diametro idraulico si avvici- na a 2a.

[0253] La temperatura della miscela fluente vapori-gas con- siderata uguale alla temperatura media dell'olio attraverso l'ugello, determinata in base alle temperature misurate di en- trata e di uscita dell'olio.

[0254] La densita e la viscosita della miscela vapori-gas sono determinate come la densita e la visco- sita della miscela alla temperatura dell'ugello ed alla pressio- ne della camera di evaporazione.

[0255] In generale, le proprieta del centi.

[0256] La velocita di flusso e determinata in base al flusso di massa verso l'evaporatore diviso per la densita della miscela quale indicata diviso ancora per l'area totale delle aperture di uscita dell'ugello (numero di ugelli moltiplicato per /a : e_7).

[0257] I seguenti esempi illustrano l'impiego dell'ugello secondo la presente invenzione a diversi numeri di Reynolds di uscita e diverse distanze tra ugello e substrato.

[0258] ESEMPI0_I Per gli esperimenti descritti in seguito si impiega un dispo- sitivo sperimentale avente un singolo ugello quale quello de- scritto precedentemente, avente le seguenti caratteristiche.

[0259] L'ugello impiegato ha un rapporto di contrazione circa ugua- le a 6.

[0260] Con riferimento alle figure 5 e 6, l'ugello pud essere visualizzato in base alla seguente Tabella di dimensioni.

[0261] La L'Ulficyale Rogan' dimensione maggiore, e, diminuisce a partire dall'entrata dell'u- AAWA gello verso la sua uscita cosi come la dimensione minore, a all'uscita e c all'entrata.

[0262] Cosi, il rapporto di contrazione e il rapporto tra le sezioni trasversali all'entrata ed all'uscita.

[0263] 34- Il diametro idraulico e indicato per punti lungo la lunghezza dell'ugello.

[0264] Lunghezza Dimensione maggiore Dimensione minore Diametro dell'ugello (e) (cLa) idraulico Entrata, O mm 386,0 mm c.= 38,6 mm 70 mm 385,9 1 38,5 70 385,8 38,4 2 70 385,5 38,1 3 69 4 385,1 37,7 69 5 384,6 37,3 68 6 36,7 67 384,0 383,3 7 36,1 66 8 382,5 35,5 65 9 381,6 34,8 64 10 380,6 34,0 62 15 374,3 30,1 56 20 366,1 26,5 49 25 356,7 23,4 44 30 346,6 20,9 39 35 336,1 18,8 36 40 325,8 17,2 33 45 315,9 15,8 30 50 306,5 14,7 28 55 297,9 13,8 26 60 290,0 13,0 25 65 282,9 12,4 24 35 Lunghezza del- Dimensione maggiore Dimensione minore Diametroo l'ugello (e) (c/a) idraulico..

[0265] 70 mm 276,6 mm 11,9 mm 23 75 271,1 11,5 22 80 266,3 11,1 21 85 262,2 10,8 21 90 258,7 10,6 20 95 255,9 10,4 20 100 253,7 10,2 20 110 250,9 10,1 19 120 250,0 10,0 19 130 250,0 10,0 19 Il dispositivo ha un ventilatore azionato a motore in gra- uepteosx etexyds sun *se% tp otnupu/x4tt 0oot exeooxe tp op te da 5 kilowatt provvista a valle del ventilatore, la spi- rale riscaldante essendo situata nel condotto attraverso il quale il gas scorre dal ventilatore verso l'ugello.

[0266] Una ter- mocoppia situata nella parete del condotto, immediatamente a monte dell'ugello, e questa termocoppia collegata con un regolatore di temperatura, che collegato con la spirale ri- scaldante e ne regola la potenza.

[0267] Un supporto del substrato e situato opposto all'apertura dell'ugello.

[0268] Il supporto del e osei4sqns lt exepteosyn xed gzzeu tp ossyaaoad a osaxasqns tura del substrato.

[0269] Il supporto e costruito in modo da tratte- nere un substrato piano in un piano perpendicolare ad un piano 36 ellep esse.t o8unt otte%n;llep oxsueo lI osseaex44e o4tutJep corrente di gas scaricata.

[0270] dante il dispositivo sperimentale.

[0271] L'interferometro disposto in modo che il centro della sua linea di visuale si trovi nel piano definito dall'asse della corrente di gas e sia paralle- la al piano di un substrato.

[0272] L'interferometro utilizza due fa- sci di luce monocromatica coerenti, aventi ognuno una lunghez- za d'onda di 546 nanometri (lampada ad arco di mercurio, con filtro verde a banda stretta).

[0273] Poiche i campi di flusso anticipati da studiare presentano un gradiente di temperatura sostanziale, nell'interferometro e usato un sistema di specchi rotanti.

[0274] Si usa una velocita di rotazione atta a provvedere 200 ordini di interferenza.

[0275] L'in- terferenza ottica e registrata impiegando una macchina foto- grafica e le fotografie risultanti rivelano i profili di tem- peratura mediante un confronto degli spatamenti di frangia, in ampiezze di frangia, in conformita con i ben noti principi dell'interferometria.

[0276] Come deriva dalla relazione di Gladstone- Dale, uno spostamento di n spazi di frangia indica una diffe- renza di temperatura di n.ovee la differenza tra la temperatura locale in corrispondenza della frangia e la tem- del veicolo gassoso, rivelata in condizioni di quiete.

[0277] Il dispositivo fatto funzionare dapprima con una distan- 37 ezzeq8xeT rT e4T0A enp e eTen8n o4ex4sqns e oITe9n ex4 ez dell'ugello (una volta il diametro idraulico).

[0278] Aria riscalda- ta da sola viene scaricata a piu velocita di flusso, caratte- rizzate dai numeri di Reynolds 900, 1500, 2000, 2500, 4000 e 5000.

[0279] Il gas riscaldato (aria), che scaricato contro il substrato, osexqsqns tep ezueuyoya uy tpex9 O6 tp e4toas eun gxej eaep Dagli interferogrammi (le fotografie della luce interferita) si osserva che l'inizio di questa svolta avviene a circa O,8 volte la larghezza dell'ugello, a, al di sopra del substrato.

[0280] Per numeri di Reynolds uguali e superiori a 2500, si osserva in adiacenza del substrato una netta zona limite pronunciata di densita uniforme.

[0281] Ci indica condizioni di deposito unifor mi ed efficaci.

[0282] Inoltre, per numeri di Reynolds uguali e su- periori a 2500, si osserva che l'ampiezza del contatto effica -tep ero%eea coueutezueasos ? osetasqns lt uoo ossntj top eo l'ampiezza dell'ugello, cosicche i reagenti di rivestimento possono essere efficacemente distribuiti sulla superficie del substrato.

[0283] Quando sono ripetuti con temperature del substrato comprese tra 930-F e 1025-E (498,9-551,6-C), gli esperimenti non rivela- no alcuna variazione notevole con la temperatura del substrato.

[0284] L'Oflciale Rogania Gli esperimenti sono ripetuti con distanze variate tra u- gello e substrato.

[0285] Vengono esaminati i rapporti di distanza b/a = 4, b/a = 2, b/a = 1.

[0286] Per un rapporto di distanza uguale a 4, gli interferogrammi rivelano mappe di densita del gas presentanti una zona di uni- formita in prossimita del substrato, sufficientemente ampia per un rivestimento uniforme in corrispondenza di un numero di Reynolds uguale a 5000.

[0287] Per numeri di Reynolds inferiori, -tto sploufeH tp oIeumu un Tp os4os tp Te e s44optx a euoz eT un gp r4tltqeqoxd gt eosyio8%ns r4tsaop tp eddeu el oogz eo rivestimento non uniforme.

[0288] Per un rapporto di distanza uguale a 2, gli interferogram- mi rivelano mappe di densita del gas presentanti una divergen- mincia a circa O,67 volte la larghezza dell'ugello al di so- pra del substrato.

[0289] Con questo rapporto di distanza, le oscil- lazioni del flusso, che erano evidenti con un rapporto di di- stanza maggiore, sono assenti ed i campi di flusso e di den- sita rimangono uniformi rispetto al tempo.

[0290] Anche al di sotto di un numero di Reynolds 2500, si osserva una piccola zona di rivestimento uniforme e al di sopra di un numero di Reynolds di 2500 l'ampiezza della zona superiore alla larghezza del- l'ugello e per un numero di Reynolds uguale a 5000, l'ampiezza della zona e circa due volte la larghezza dell*ugello.

[0291] taarex%osejxeau tt% i e etenen ezaetsyp tp orioddex un aed rivelano mappe di densita del gas presentanti flussi che svol- tano in modo netto, creanti campi di pressione variabile.

[0292] Ci tende a distruggere l'effetto del flusso di scarico ed i nu- meri di Reynolds superiori, entro l'intervallo preferito, sono 39 raggiunti con una zona di rivestimento uniforme ancora limi- tata all'incirca ala larghezza dell'ugello.

[0293] L'ulteriore riduzione del rapporto di distanza richiede nu- meri di Reynolds superiori.

[0294] Nonostante qualsiasi supposizione a priori, che si possano ottenere miglioramenti spostando l'u- gello piu vicino al substrato, si trova che qualsiasi penetra- zione limite prevista neutralizzata da condzioni non u- niformi osservate sperimentalmente.

[0295] Mentre l'esempio descritto in quanto precede stabilisce l'importanza del numero di Reynolds e della distanza tra ugello e substrato per il rivestimento da fase vapore, per quanto la loro importanza puo essere dedotta dal- le variazioni della densita del gas e da altre condizioni in vicinanza di un substrato, l'esempio che segue descrive il ri- vestimento di un substrato di vetro secondo la forma di attua- zione preferita della presente invenzione.

[0296] ESEMPI0 II Si ripetono gli esperimenti dell'Esempio I, impiegando una feritoia semplice a pareti piane, avente le stesse aree di se- zione trasversale di entrata e di uscita dell'ugello secondo la presente invenzione, invece dell'ugello secondo la presente invenzione.

[0297] Con tutti i numeri di Reynolds e le distanze, le condizioni di flusso osservate in prossimita del substrato soo piü irregolari che nell'Bsempio 1.

[0298] ESEMPIO III Il dispositivo illustrato e descritto precedentemente di- sposto attraverso un nastro di vetro formato mediante galleg- giamento, tra un bagno di galleggiamento ed un forno di ricot- tura.

[0299] L'ugello lavorato di macchina in quattro raggi su una lunghezza di ugello uguale a 2-3/8 pollici (6,03 cm).

[0300] La lar- ghezza di entrata dell'ugello, c, 4-3/4 pollici (12,07 cm) e la sua larghezza di uscita, a, ε 1/16 pollici (1,59 mm).

[0301] I raggi dell'ugello sono: zona I, 2-3/4 pollici (6,99 cm); zona II, 13/16 pollici (20,64 mm); zona III, 11 pollici (27,94 cm); e zona IV, infinito, cioe piano di superfici.

[0302] -ed ol eooo oore totueoedsei oxtea tp onatoaoo ottseu un et19oAuoo (uu SE 9) 0otTTod tp t/l roJyo osseds c (nx4om 6) TP to sotto il dispositivo ad una velocita lineare di circa 250 pollici (635 cm) al minuto.

[0303] Il vetro ε un vetro comune di soda- calce-silice, avente una trasmissione della luce visibile di circa 88%.

[0304] Si prepara una soluzione di rivestimento.

[0305] La soluzione ha la seguente composizione, per un gallone.

[0306] Acetilacetonato di ferro 510 grammi acetilacetonato di cromo 150 grammi Acetilacetonato di cobalto 55 grammi Cloruro di metilene 1 gallone (3,785 litri) La soluzione di rivestimento erogata alla tubazione della soluzione 17, in ragione di circa 0,2 galloni al minuto (0,757 litri), ad una pressione di circa 10 libbre/pollice2 (0,7 kg/cm2) e ad -ezzxoatod tp ee.T (0oli) doOl eoo Tp exnqexedmo eun zione alimentata alla tubazione del gas di polverizzazione 23 ad una pressione di circa 5 libbre/pollice2 (0,35 kg/cm2) e ad una temperatura di circa 70oF.

[0307] L'aria di veicolo alimentata al collettore del veicolo gas- soso 26 a,circa 60 libbre/pollice2 (4,2 kg/cm2) ed in ragione di circa 170 N piedi3/minuto (4,8 N m3/minuto).

[0308] L'aria di veicolo e riscaldata fino a circa 500-F (260-c) nei preriscaldatori 29 ed alimentata alla camera di evaporazione 14, la velocita del- l'aria attraverso le piastre distributrici 33 essendo circa 5 a 10 piedi al minuto (1,5-3 metri).

[0309] Il calore sensibile nell'aria bilire la temperatura della risultante miscela aria-vapori en- tro l'intervallo compreso tra circa 400-F e 420°F (204,4-215,6-C).

[0310] Olio caldo alimentato a tutti i riscaldatori, ad una tem- uscente dalla camera di evaporazione 14 e passante attraverso il collettore 38 e gli ugelli 43, ha una temperatura stabilizzata di circa 410-F.

[0311] La temperatura del vetro tra gli ugelli circa 1050-F (565,5-c).

[0312] La distanza tra ugello e substrato ε b/a = 2.

[0313] Le condizioni descritte provvedono un numero di Reynolds del flusso L'Offiqlale Roganta di uscita dall'ugello uguale a 5000.

[0314] Il numero di Reynolds ε basato sulla viscosita dell'aria a 410-F e sulla densita della miscela aria-cloruro di metilene a 410-F e alla pressione di una atmosfera.

[0315] Il flusso di massa e conosciuto direttamente in base all'alimentazione all evaporatore.

[0316] -tu Ot tp opoxed un xed oxeuotzunj os4aj ? oa4sodspp II (" 9 8l) ox0A TP zTpod OOZ 8oITO 9IT4soAT ep opoM uT T4nu Il risultante rivestimento e uniforme sulla superficie del ve- tro, la trasmissione media della luce visibile del vetro rivesti- to essendo 40% e la variazione di trasmissione essendo inferio- re a + 2%, salvo per i bordi marginali estremi del vetro che si estendono oltre la dimensione maggiore degli ugelli.

[0317] Si osserva che il rivestimento piu uniforme ed ha un aspetto a grana molto piu fine che i rivestimenti prodotti mediante le tecniche a spruzzo utilizzanti gli stessi materiali di rivestimento.

[0318] ESEMPI0_IV Il procedimento dell'Esempio III ripetuto piu volte,, sal- -tpeootd tep ottéareted cn otaoyaopom eueta oseo tuoo u cao oo mento, in modo da determinarne l'influenza sui rivestimentiprodotti.

[0319] Dapprima, il procedimento e ripetuto con il flusso di uscita avente un numero di Reynolds uguale a 2500.

[0320] Il rivestimentori- sultante di qualita eccellente come nell'Esempio III, sebbene la trasmissione media complessiva sia soltanto 50%, cio che in- dica un rendimento di rivestimento o deposizione alquanto in- feriore a quello dell'attuazione preferita dell'invenzione.

[0321] In secondo luogo, il procedimento e ripetuto con ii flusso di uscita avente un numero di Reynolds uguale a 2000.

[0322] Il rive- stimento risultante piü sottile e meno uniforme che nell'e- sempio precedente, la trasmissione media e soltanto 60% con l'inter- vallo di trasmissione uguale a +_ 5%, ci che inaccettabile per applicazioni di architettura.

[0323] In terzo luogo, il procedimento ripetuto con il flusso di .uscita avente un numero di Reynolds uguale a 7000.

[0324] Il rivesti- mento risultante di qualita eccellente come nell'Esempio 3.

[0325] Infine, si eseguono due esperimenti con il flusso di uscita avente un numero di Reynolds uguale a 5000.

[0326] In un esperimento, la distanza tra ugello e substrato 0,9 volte la larghezza del- l'ugello e nell'altro la distanza 5 volte la larghezza dell'ugello.

[0327] Il rivestimento risultante in ogni caso sufficiente per prov- vedere una trasmissione media complessiva inferiore a 50%, ma in ogni caso la variazione circa 3%, cio che indica una in cui il rapporto di distanza O,9, il rivestimento ha una grana grossa che si avvicina a quella comunemente incontrata nell'ap- plicazione.a spruzzo di rivestimenti analoghi.

[0328] ESEMPIO_V Si ripetono gli esperimenti dell'Esempiaodyosalveache aMugello secondo la presente invenzione sostituito con una feritoia a pareti piane avente le stesse aree di sezione trasversale di entrata e di uscita dell'ugello dell'Esempio III.

[0329] I rivestimen- ti risultanti sono molto piu sottili di quelli ottenuti nell'Esempio III.

[0330] Inoltre, i rivestimenti prodotti presentano una trasmissione ir- regolare, che e osservabile visualmente.

[0331] .

Claims (1)

1. 1.- Procedimento per applicare un rivestimento ad un substrato inviando contro un substrato, attraverso un ugello, una miscela gassosa comprendente almeno un reagente di rivestimento, .che com- prende gli stadi di: a) evaporare il reagente di rivestimento e mescolare i vapori : : di reagente di rivestimento ed un veicolo gassoso in modo da formare detta miscela gassosa, e b) inviare detta miscela gassosa attraverso detto ugello con un numero di Reynolds all'uscita dell'ugello almeno ugualea circa 2500.

2.- Procedimento per applicare un rivestimento secondo la riv.

1, in cui detta miscela gassosa comprende: a) vapori di un composto metallico reattivo e b) un veicolo gassoso comprendente almeno un reagente, atto a reagire con detto composto metallico nelle condizioni es* stenti in adiacenza di detto substrato.

in cui detta miscela gassosa inviata da detto ugello bagna so- stanzialmente la totalita delle facce interne di detto ugello, mentre le superfici di detto ugello affacciate a detto substrato sono mantenute sostanzialmente non bagnate da detta miscela gassosa.

in cui detta miscela gassosa inviata attraverso detto ugello con un numero di Reynolds all'uscita dell'ugello almeno uguale a circa 5000.

S.- Procedimento per applicare un rivestimento secondo la riv.

1, 45 in cui detta miscela gassosa fluente attraverso detto ugello ha, all'uscita di detto ugello contrapposta a detto substrato, una velocita lineare sostanzialmente maggiore che all'entrata di detto ugello.

6.- Procedimento per applicare un rivestimento secondo la riv.

1, in cui detta miscela gassosa fluisce da detta uscita di ugello per un tratto uguale almeno a O,5 volte la dimensione minore di detta uscita di ugello, prima di urtare contro detto substrato.

in cui detta miscela gassosa fluisce da detta uscita di ugello per un tratto compreso tra circa 1,25 e circa 5 volte la dimen- sione minore di detta uscita di ugello prima di urtare contro detto substrato.

in cui detta miscela gassosa inviata attraverso detto ugello con un numero di Reynolds all'uscita dell'ugello almeno uguale a circa 5000.

9.- Procedimento per l'applicazione di un rivestimento secondo la riv.

1, in cui la temperatura di detta miscela gassosa in corrispondenza di detta uscita di ugello e superiore a quella alla quale detto reagente metallico satura detta miscela gassosa L'Ufficiale Rogante ed inferiore a quella alla quale detto reagente metallico in grado di reagire formando un rivestimento.

1O.- Dispositivo per applicare un rivestimento ad un subs*rato inviando contro un substrato, attraverso un ugello, una miscela - 46 gassosa comprendente almeno un reagente di rivestimento, che comprende: a) mezzi per mescolare il reagente di rivestimento evaporato,con un veicolo gassoso, b) mezzi per distribuire ad un ugello la miscela gassosa risultante, c) un ugello avente aree di flusso di entrata e di uscita tali che una miscela gassosa, ad esso erogata, inviata attraverso detto ugello con un numero di Reynolds di uscita almeno uguale a 2500.

1t.- Dispositivo per applicare un rivestimento secondo la riv.

1O, in cui detto ugello e allungato.

12.- Dispositivo per applicare un rivestimento secondo la riv.

1O, in cui etto ugello a un ugello convergente.

3.- Dispositivo per applicare un rivestimento secondo la riv.

1O, in cui detto ugello allungato e detto dispositivo comprende inoltre mezzi per convogliare un substrato, in relazione affac- ciata rispetto a detta uscita di ugello, in un percorso sostan- zialmente trasversale rispetto alla dimensione maggiore di detto ugello allungato.

14.- Dispositivo per applicare un rivestimento secondo la riv.

10, in cui le superfici di detto ugello adiacenti alle facce interne di detto ugello, all'uscita dello stesso, formano un angoloinfe- riore a circa 9oo con dette facce interne adiacenti.

15.- Dispositivo per applicare un rivestimento secondo la riv.

14, in cui detto angolo circa 87o.

6.- Dispositivo per applicare un rivestimento secondo la riv.

1O, comprendente inoltre mezzi per supportare un substrato in rela zione affacciata rispetto a detto ugello e mezzi per disporre l'uscita di detto ugello, dalla superficie affacciata di detto substrato, ad una distanza almeno uguale a O,5 volte la dimensione minore di detta uscita di ugello.

17.- Dispositivo per applicare un rivestimento secondo la riv.

16, in cui la distanza tra detta uscita di ugello e la superficie af- facciata di un substrato supportato e compresa tra circa 1,25 e circa 5 volte la dimensione minore di detta uscita di ugello.

8.- Dispositivo per applicare un rivestimentoad un substrato inviando contro un substrato, attraverso un ugello, una miscela gassosa comprendente almeno un reagente di rivestimento, che com- prende mezzi per alimentare una miscela gassosa ad un ugello, -je euoyzateo uy oseaasqns un ereaaoddns ied yzzeu e ollesn ua facciata rispetto a detto ugello, in cui detti mezzi di supporto del substrato sono provvisti in relazione di vicinanza tale ri- spetto a detto ugello che la linea centrale del flusso gassosc proveniente da detto ugello ê sostanzialmente normale al pianc principale di un substrato supportato e la distanza tra l'uscita di detto ugello e la superficie affacciata di un substrato sup- uscita di ugello.

19.- Dispositivo per applicare un rivestimento secondo la riv.

18, in cui la distanza tra uscita di ugello e substrato com- presa tra circa O,65 e circa 5 volte la dimensione minore di detta uscita di ugello.

48 20.- Bispositivo per applicare un rivestimento secondo la ri- vendicazione 18, in cui la distanza tra uscita di ugello e substrato compresa tra circa 1,25 e circa 5 volte.

la dimen- sione minore di detta uscita di ugello e l'ugello e sufficien temente convergente per accelerare il flusso dellanmiscela gassosa che vi passa attraverso, dall'entrata verso l'uscita.

21.- Dispositivo per applicare un rivestimento secondo la ri- vendicazione 8, in cui la combinazione comprende inoltre mez- ti mezzi di supporto oltre detto ugello e detto ugello e allun- gato, con la sua dimensione maggiore sostanzialmente trasver- sale rispetto alla direzione di trasporto del substrato, la proiezione di detta dimensione maggiore su un piano normale sia al piano principale di detto substrato sia alla direzione di spostamento di detto substrato,essendo inferiore alla larghez- za di detto substrato perpendicolarmente alla sua direzione di spostamento.

22.- Dispositivo per applicare un rivestimento secondo la riven- dicazione 18, in cui la distanza tra uscita di ugello e sub- strato compresa tra circa 1,25 e circa 5 volte la dimensio ne minore di detta uscita di.ugello e detta combinazione e provvista di mezzi per distribuire detta miscela gassoa in mo- do sostanzialmente uniforme a detto ugello, lungo la sua di- mensione maggiore.

23.- Dispositivo per applicare un rivestimento secondo la ri- vendicazione 18, in cui detto ugello e provvisto di mezzi per mantenere la temperatura di detta miscela gassosa che vi fluisce attraverso.

24.- Dispositivo per applicare un rivestimento ad un substrato, comprendente: a.

mezzi per supportare un substrato; b.

mezzi per evaporare almeno un reagente di rivestimento; C.

mezzi per erogare detto reagente di rivestimento, eva- porato, a detto substrato su una zona allungata trasver- sale rispetto a detto substrato, detti mezzi di erogazione comprendendo un ugello aYente una apertura di uscita affacciata a detto substrato, che e allun- gata in una dimensione trasversale rispetto a detto substrato, detto ugello essendo convergente, a partire dalla sua entrata distante da detto substrato, verso la sua uscita affacciata a detto substrato, almeno nella sua sezione perpendicolare al- ed la sua dimensione allungata,avendo le pareti parallele alla sua dimensione allungata foggiate in modo da far si che la miscela gassosa che vi e inviata attraverso, adiacente a dette pareti foggiate, acceleri sostanzialmente su tuta quanta la lunghezza dell'ugello, dalla sua entrata alla sua uscita.

25.- Dispositivo secondo la rivendicazione 24, in cui detto L'Ufficiale Rogan ugello ha un rapporto di contrazione entrata/uscita almeno uguale a circa 4.

26.- Dispositivo secondo la rivendicazione 25,in cui detto 50 ugello ha un rapporto di contrazione almeno uguale a circa 6 27.- Dispositivo secondo la rivendicazione 24, in cui detto curvatura che aumenta dall'entrata dell'ugello verso la sua uscit .

28.- Dispositivo secondo la rivendicazione 27, in cui il rag- gio di curvatura di ogni parete di ugello affacciata aumenta monotonamente dall'entrata di ugello verso la sua uscita.

PER INGARICO L'Ufficiale Roganz .