DE2309288B2

DE2309288B2 - Durchsichtige Scheibe, insbesondere Fensterscheibe, aus Glas oder Kunststoff mit wärmereflektierender, silberhaltiger Metallschicht und Ihre Verwendung

Info

Publication number: DE2309288B2
Application number: DE19732309288
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Phys. Dr. 6450 Hanau Eligehausen
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1973-02-24
Filing date: 1973-02-24
Publication date: 1975-02-06
Also published as: GB1419036A; DE2309288C3; FR2219126A1; DE2309288A1; FR2219126B1; NL7402134A; BE808950A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine durchsichtige Scheibe, insbesondere Fensterscheibe, aus Glas oder Kunststoff mit einer silberhaltigen Metallschicht, die auf einer unmittelbar auf das Glas oder den Kunststoff aufgebrachten Zwischenschicht aus einer Metallverbindung unter Vakuum niedergeschlagen ist, sowie aus ihre Verwendung.

Solche Glas- oder Kunststoffscheiben sind in der bekanntgemachten deutschen Patentanmeldung L13792VIIIa721c beschrieben. Sie sollen unter anderem als Windschutz- oder Fensterscheiben für Flugzeuge und Fahrzeuge dienen, um eine Kondensation der Feuchtigkeit und Eisbildung durch Hindurchleiten eines elektrischen Stromes durch die Metallschicht zu verhindern. Die aufgedampfte sehr dünne Metallschicht besitzt eine Dicke im Bereich von 20 bis 150 Angström, die also die Forderung ewer hohen elektrischen Leitfähigkeit, verbunden mit hoher Lichtdurchlässigkeit, erfüllt. Die auf das Glas unmittelbar aufgedampfte Zwischenschicht aus einer Metallverbindung, wie einem Metalloxid, Metallsulfid oder Metallhalogenid, dient als Haftschicht und besiizt nur eine solche D'cke, daß sie für das Auge unsichtbar ist und keinen optischen oder Farbeffekt auf die Durchlässigkeitseigenschaften des Gegenstandes bewirkt. Ein mit einer Silberschicht versehener Gegenstand erscheint bei Lichtdurchgang in dem charakteristischen klaren Blau, mit einer Goldschicht versehen in lichtgrüner, gelbgoldener Farbe. Außer oder zusätzlich zu Silber kann als Metall der Heizschicht auch Palladium verwendet werden. Als wärmereflektierende Scheiben kommen diese bekannten Scheiben praktisch nicht zum Einsatz, weil durch die außerordentlich dünne Metallschicht keine sehr wirksame Reflex^ von Infrarotstrahlung erfolgt.

Scheiben, die einerseits für Wärmestrahlung schlecht durchlässig sind, d. h. sie gut reflektieren, und andererseits für sichtbares Licht eine möglichst hohe Transmission besitzen, sind aus der deutschen Auslegeschrift 1 421 872 bekannt. Die Metallschicht besteht hierbei aus Gold, sie ist zwischen zwei Schichten aus Metallverbindungen angeordnet. Als Metallverbindungen werden unter anderem Zinksulfid und Bleifluorid verwendet. Die Dicke der Goldschicht beträgt etwa 300 Angström, die jeder Schicht aus einer Metallverbindung etwa 450 Angström. Bei Lichtdurchgang erscheinen diese Scheiben in der charakteristischen üchtgrünen, gelbpoldei.en Farbe. Durch das teure Gold sind die Kosten für eine Scheibe nicht gering. Ihre Reflexionsfarbe ist blau. Ihr Vorteil besteht jedoch in der hohen Selektivität, d. h. der hohen Transmission für sichtbare Strahlung und der hohen Reflexion für infrarote Strahlung. Sie haben sich als Fensterscheiben, insbesondere für Gebäude, sehr bewährt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibe der eingangs charakterisierten Art zu schaffen, die eine neutrale Transmissionsfarbe bei hoher Transmission im sichtbaren und hoher Reflexion im infraroten Spektralbereich besitzt.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Merkmale:

a) eine an sich bekannte durchsichtige, unter Vakuum aufgebrachte Zwischenschicht aus ZnS, TiO₂, PbF₂, ThF₄, ThO₂, Al₂O₃, ZrO₂, Nb₂O₅ oder CdO, die einen Brechungsindex zwischen 1,7 und 2,3 besitzt;

b) die optische Dicke der Zwischenschicht liegt im Bereich zwischen 155 und 185 μΐη;

c) eine wärmereflektierende Metallschicht aus einer Silberbasislegierung, die abgesehen von unvermeidbaren Verunreinigungen 80 bis 95 Gewichtsprozent Ag, vorzugsweise 90 bis 95 Gewichtsprozent Ag, Rest eines oder mehrere der Metalle Pd, Ni, Cd und Si, enthält und deren Transmission im sichtbaren Spektralbereich zwischen 35 und 60°/o beträgt

Bevorzugt werden erfindungsgemäße Scheiben, bei denen die Zwischenschicht aus einer etwa 170 μπι dicken, unter Vakuum aufgedampften ZnS-Schicht besteht, auf der als wärmereflektierende Schicht eine Ag-Pd-Legierung unter Vakuum abgedampft ist, die aus 90 bis 95 Gewichtsprozent Ag, Rest Pd besteht und deren Transmission im sichtbaren Spekiralbereich zwischen 35 und 50 ⁰Zo liegt.

Die Zwischenschicht, die. für sichtbares Licht praktisch absoi,jtionsfrei ist, wirkt bei den erfindungsgemäßen Scheiben in doppelter Weise; sie wirkt nämlich einerseits in bekannter Weise als Haftschicht, andererseits als Interferenzschicht, wodurch die für die Silberbasislegierung charakteristische blaue Farbe neutralisiert wird. Darüber hinaus besitzt die aufgebrachte wärmereflektierende Metallschicht aus der Silbeibasislegierung, insbesondere aus einer Ag-Pd-Legierung, die Vorteile, daß sie korrosionsbeständiger, haft- und wischfester ist als eine reine Ag-Schicht. Während reines Silber sich unter Verwendung einer an sich bekannten, aus Wolfram-Draht hergestellten Verdampferspirale nur ungleichmäßig verdampfen läßt, weil es den Verdampfer nicht benetzt und daher Schmelztropfen bildet, besteht für die Verdampfung der angegebenen Ag-Legierungen diese Schwierigkeit nicht. Diese Ag-Legierungen benetzen die W-Draht-Verdampferspirak gut, wodurch ein gleichmäßiges Abdampfen nach allen Seiten gesichert und damit auch die Herstellung gleichmäßiger, wärmerefiektierender Schichten auf großflächigen Scheiben aus Glas oder Kunststoff gewährleistet ist.

Erfindungsgemäße Scheiben finden Verwendung als Fensterscheiben, z. B. für Gebäude, Eisenbahnwaggons und Krankabinen. Bewährt haben sie sich auch als achromatische Lichtteiler in optischen Geräten, bei denen es auf eine farbneutrale Teilung des einfallenden Lichtstrahls bei möglichst geringer Absorption ankommt. Erfindungsgemäße Scheiben können Bestandteil einer Verbundsicherheitsglasscheibe sein, wobei sie eine der Glasscheiben bilden und ihre wärmereflektierende Metallschicht aus der Ag-Basislegierung von der nichtbtschichteten Glasscheibe mittelbar bedeckt und damit geschützt ist, oder sie können Bestandteil einer Isolierglasscheibe sein, die aus einer Innen- und einer Außenscheibe sowie einem Distanzrahmen besteht und bei der der Raum zwischen beiden Scheiben abgeschlossen ist und die wärmereflektierende Schicht dem abgeschlossenen Raum zugekehrt ist.

Die Herstellung einer erfindungsgemäßen Scheibe geschieht beispielsweise wie folgt:

In einer auf einen Druck von etwa 10"⁴ bis

ίο 10"⁵ mm Hg evakuierten Kammer wird auf eine gereinigte Glasscheibe zuerst eine Zwischenschicht ZnS aufgedampft. Nachdem diese Schicht eine optische Dicke von etwa 170 μΐη erreicht hat, wird die Aufdampfung von ZnS unterbrochen und anschließend bei gleichem Druck die wärmereflektierende Metallschicht aus einer Ag-PJ-Le^ierung aufgedampft, die aus 90 Gewichtsprozc·' -\g und 10 Gewichtsprozent Pd besteht. Sobaiti diese Metallschicht eine Transmission von etwa 40°, υ für sichtbares Licht erreicht hat, wird die Aufdampfung der Metallschicht unterbrochen.

In der F i g. 1 ist eine erfindungsgemäße Scheibe im Schnitt dargestellt. Die Glasscheibe 1 ist mit der Zwischenschicht 2 versehen, die aus ZnS, TiO₂, PbF.,,

ThF₁, ThO₂, Al₂O₃, ZrO₂, Nb₂O₅ oder CdO besteht und eine Dicke im Bereich zwischen 155 und 185 ,um besitzt. Auf die Zwischenschicht 2 ist die wärmereflektierende, sichtbares Licht gut durchlassende Metallschicht 3 aus der Silberbasislegierung aufgebracht, die aus 80 bis 95 Gewichtsprozent Ag und einem Rest aus einem oder mehreren der Metalle Pd, Ni, Cd und Si besteht.

In F i g. 2 ist die spektrale Durchlässigkeit von erfindungsgemäßen Scheiben dargestellt mit der Schichtenfolge:

Kurve a) Glas —ZnS —Ag 90 Pd 10,

b) Glas —TiO₂-Ag90Ni 10,

c) Glas —ZnS —Ag95Ni5,

d) Glas —ZnS —Ag90Cd 10.

Auf der Abszisse ist die Wellenlänge λ in nm angegeben, auf der Ordinate ist die Transmission in Prozent aufgetragen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Durchsichtige Scheibe, insbesondere Fensterscheibe, aus Glas oder Kunststoff mit wärme- S reflektierender, silberhaltiger Metallschicht, die auf einer unmittelbar auf das Glas oder den Kunststoff aufgebrachten, aus einer Metallverbindung bestehenden Zwischenschicht unter Vakuum niedergeschlagen ist, dadurch gekenn- « zeichnet, daß zur Erzeugung einer neutralen Transmissionsfarbe bei hoher Transmission im sichtbaren und hoher Reflexion im infraroten Spektralbereich folgende Merkmale kombiniert vorliegen:

a) eine an sich bekannte durchsichtige, unter Vakuum aufgebrachte Zwischenschicht aus ZnS, TiO₂, PbF₂, ThF₄, ThO₂ Al₂O₃- ^ZrO2' Nb₂O₅ oder CdO, die einen Brechungsindex _ao zwischen 1,7 und 2,3 besitzt,

b) deren optische Dicke im Bereich zwischen 155 und 185 μΐη ausgewählt ist und die

c) eine wärmereflektierende Metallschicht aus einer Silberlegierung mit 80 bis 95 Gewichtsprozent Ag und 20 bis 5 Gewichtsprozent eines oder mehrerer der Metalle Pd, Ni, Cd und Si enthält und deren Transmission im sichtbaren Spektralbereich zwischen 35 und 60 %> beträgt.

2. Durchsichtige Scheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus einer etwa 170 μΐη dicken ZnS-Schicht besteht, auf der als wärmereflektierende Schicht eine Schicht aus einer Ag-Pd-Legierung, die aus 90 bis 95 Gewichtsprozent Ag, Rest Pd, besteht, im Vakuum aufgedampft ist und deren Transmission im sichtbaren Spektralbereich zwischen 35 und 50% beträgt.

3. Durchsichtige Scheibe nach Anspruch 1 und/ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie die eine Scheibe einer Verbundsicherheitsglasscheibe ist und ihre wärmereflektierende, aus der Ag-Basislegierung bestehende Metallschicht von der anderen Scheibe des Verbundes bedeckt ist. +5

4. Durchsichtige Scheibe nach Anspruch 1 und/ Oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie die eine Scheibe einer Isolierglasscheibe ist und die wärmereflektierende Metallschicht aus der Ag-Basislegierung dem abgeschlossenen Raum dieser Isolierglasscheibe zugekehrt ist.

5. Verwendung einer durchsichtigen Scheibe gemäß den Ansprüchen 1 und'oder 2 als achromatischer LiöhtteüVr.

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