DE69600616T2

DE69600616T2 - Neutrales, hochwertiges, beständiges Glasbeschichtungssystem mit niedriger Emissivität, daraus hergestellte Isolierverglasungen und Verfahern zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE69600616T2
Application number: DE69600616T
Authority: DE
Inventors: Klaus W. Brighton Michigan 48116 Hartig; Steven L. Monroe Michigan 48162 Larson; Philip J. Temperance Michigan 48182 Lingle
Original assignee: Guardian Industries Corp
Current assignee: Guardian Industries Corp
Priority date: 1995-11-02
Filing date: 1996-11-04
Publication date: 1999-01-21
Anticipated expiration: 2016-11-05
Also published as: PE21797A1; CA2195132A1; US5800933A; DK0771766T3; RU2124483C1; KR970026964A; NO964636L; BR9605421A; AU7054296A; ES2122755T3; EP0771766B1; NO964636D0; IL119512A; AR004962A1; CA2189283A1; JP2880136B2; PL181209B1; HN1996000068A; CO4560571A1; ZA969173B

Description

BEREICH DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft Beschichtungssysteme für Glassubstrate, welche sehr niedrige Emissionskraftwerte zeigen und in der Farbe im wesentlichen neutral sind. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf Glasgegenstände, beispielsweise Isolierglaseinheiten (z. H. Türen und Fenster), die mit diesen Beschichtungssystemen ausgestattet sind. Außerdem hat es die Erfindung mit Verfahren zu ihrer Herstellung zu tun.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Bedeutung von durch Aufsprühen beschichteten Glasschichtsystemen zur Erzielung von Eigenschaften, die der Beherrschung des Sonnenlichts dienen, bei zahlreichen Arten von Glasgegenstünden, beispielsweise Fenstern und Türen in der Hautechnik, ist gewerblich nunmehr voll anerkannt: Daneben ist auch die Bedeutung einer Verwendung solcher Schichtensysteme bei Isolierglaseinheiten (in der einschlägigen Technik als "IG"-Einheiten bekannt) in gleicher Weise voll akzeptiert. Beispiele dieser letzteren Anwendung umfassen aus mehreren Scheiben bestehende Fenster und Türen, die aus wenigstens zwei Glasscheiben hergestellt sind, die an ihren Umfangsrändern abgedichtet sind, um so zwischen sich eine Isolierkammer auszubilden. Derartige Kammern werden in dieser Hinsicht oft hergestellt, indem die Luft aus ihnen evakuiert wird. Die Glasscheiben werden an ihren Rändern durch Wärme abgedichtete, und ein anderes Gas als Luft, beispielsweise Argon, wird in die Kammer eingefüllt.
Wichtig für die Akzeptanz von Gläsern, die für eine Manipulation mit Sonnenlicht geeignet sind, einschließlich IG-Einheiten auf dem Markt sind die folgenden Kenndaten, die sich direkt auf das verwendete, durch Aufsprühen aufgebrachte Schichtensystem beziehen:
1) Das angestrebte Ausmaß an Transparenz im sichtbaren Spektralbereich, verbunden mit einem annehmbaren Wert der Reflexionsstärke bezüglich der Infrarotstrahlung;
2) ein nicht spiegelähnliches Aussehen (d. h. niedrige "Reflexionsstärke" im Sichtbaren, wie weiter unten definiert);
3) eine im wesentlichen neutrale, reflektierte Farbe im Sichtbaren, wenn von der Glasseite her betrachtet (d. h. eine Farbe, die in den Bereich von farblos bis schwach blau fällt);
4) Widerstandsfähigkeit gegenüber Verwitterung oder einer anderen chemischen Attacke, oft als "chemische Beständigkeit" bezeichnet, wie weiter unten definiert; und
5) Widerstandsfähigkeit gegenüber Abrieb (oft als "mechanische Beständigkeit" bezeichnet und ebenfalls weiter unten definiert) während der Handhabung, insbesondere während der verschiedenen Schritte, die erforderlich sind, um ein IG-Fenster oder eine IG-Tür aus zwei oder mehr Glasscheiben herzustellen, von denen wenigstens eine vorher durch Aufsprühen mit dem oben erwähnten Schichtensystem überzogen wurde.
Neben diesen physikalischen Kenndaten muß das zur Anwendung kommende Beschichtungssystem ökonomisch herstellbar sein. Wenn dies nicht der Fall ist, kann das Endprodukt, beispielsweise eine IG-Einheit, so teuer werden, daß die Nachfrage behindert wird.
Es ist in der einschlägigen Technik bekannt, daß diese angestrebten Kenndaten oft miteinander in Konflikt geraten, wenn man versucht, sie zu erreichen, und daß infolgedessen häufig Kompromisse erforderlich werden. So können beispielsweise die Erzielung annehmbarer Werte der Transparenz oder der IR(Infrarot)-Reflexion auf Kosten der Haltbarkeit gehen (und zwar so wohl im Hinblick auf die chemische, mechanische oder beide Haltbarkeiten). Bei anderen Kompromissen werden unerwünschte Farben und spiegelähnliche Fenster (oder Türen) unvermeidlich. Bei weiteren Kompromissen werden die Produktionskosten ein bedeutender Faktor. Derartige Probleme schaffen in der einschlägigen Technik einen Bedarf für ein neues, durch Aufsprühen aufbringbares Schichtensystem, das einen besseren Ausgleich unter diesen Kenndaten erzielen kann.
In der U. S. -Patentschrift Nr. 5,344,718 sind verschiedene ausgezeichnete, durch Aufsprühen erzeugte Schichtensysteme beschrieben, welche akzeptabel niedere Werte der Emissionskraft (E) erreichen und daher zutreffend als eine Familie von "Low- E"-Systemen klassifiziert werden (nämlich als eine Familie von Beschichtungen mit hoher IR-Reflexionsstärke). Daneben zeigen solche Beschichtungssysteme als eine Familie im allgemeinen Haltbarkeitscharakteristika, welche sich denjenigen pyrolytischer Beschichtungen annähern oder ihnen gleich sind und somit höchst willkommen sind. Weiterhin zeigen diese Beschichtungen, insbesondere bei ihren bevorzugten Ausführungsformen, eine hohe Durchlässigkeit im sichtbaren Spektralbereich. Gleichzeitig weisen sie auch eine vernünftig neutrale Färbung auf, die etwas in die grüne Seite des Blauen reicht, was jedoch ausreichend durch das Niveau der im Sichtbaren erreichten Reflexionsstärke verdeckt wird, so daß das Aussehen im wesentlichen neutral ist. Darüber hinaus liegen ihre Kenndaten der Reflexionsstärke im Sichtbaren unterhalb 20% und vermeiden daher eine unerwünschte spiegelähnliche Erscheinung, wenn sie bei einem Einsatz beispielsweise als ein Fenster oder eine Tür von der Innenseite oder Außenseite betrachtet werden.
Die Familie der in der U. S. -Patentschrift Nr. 5,344,718 beschriebenen Schichtensysteme benutzt zahlreiche Schichten aus Si&sub3;N&sub4; und Nickel oder Nickelchrom, zwischen welche sandwichartig eine oder mehrere Schichten aus IR-reflektierendem, metallischem Silber in ausgewählter Reihenfolge untergebracht werden, um so die angestrebten Eigenschaften des Endproduktes zu erhalten. Der gesamte Inhalt dieser Patenschrift einschließlich deren "BACKGROUND" wird zur Bezugnahme hier eingeschlossen.
Allgemein gesprochen erreicht dieses frühere Patent ('718) seine einzigartigen Ergebnisse durch die Anwendung eines Systems, welches aus fünf oder mehr Schichten besteht, wobei das System, vom Glas auswärtsgehend, folgende Schichten umfaßt:
a) eine Grundschicht aus Si&sub3;N&sub4;;
b) eine Schicht aus Nickel oder Nickelchrom;
c) eine Schicht aus Silber;
d) eine Schicht aus Nickel oder Nickelchrom; und
e) eine Überzugsschicht aus Si&sub3;N&sub4;.
Wenn das System im wesentlichen aus diesen fünf (5) Schichten besteht, gelangen im allgemeinen die folgenden Dicken zur Anwendung:
Wenn in dieser älteren Patentschrift ('718) mehr als fünf Schichten angewandt werden, beispielsweise wenn zwei Silberschichten eingesetzt werden, umfaßt das System, vom Glas ausgehend nach auswärts gerichtet, gewöhnlich die folgenden Schichten:
Glas/Si&sub3;N&sub4;/Ni : Cr/Ag/Ni : Cr/Ag/Ni : Cr/Si&sub3;N&sub4; und die Gesamtdicke des Silbers verbleibt die gleiche (z. B. 95 Å - 105 Å), so daß jede Silberschicht für sich selbst lediglich etwa 50 Å dick ist, um so die Gesamtdicke auszubilden.
Obwohl solche Systeme, wie sie in der früheren Patentschrift '718 beschrieben sind, eine erhebliche Verbesserung gegenüber den damals existierenden, bekannten Systemen darstellen, insbesondere denjenigen, wie sie in dem Abschnitt "BACKGROUND" der Patentschrift diskutiert werden, blieb nichtsdestotrotz noch Spielraum in dem Merkmal der Emissionskraft. So war beispielsweise in den Systemen der '718-Patentschrift die normale Emissionskraft (En) allgemein kleiner als oder gleich etwa 0,12, während die hemispärische Emissionskraft (Eh) allgemein niedriger als etwa 0,16 lag. In der Praxis hingegen waren die realistischerweise oder kommerziell erreichbaren unteren Grenzen allgemein für En etwa 0,09 und für Eh etwa 0,12. Erreichbare Schichtwiderstände (Rs) lagen in dieser Hinsicht allgemein bei etwa 9-10 Ohm/sq.
Eine Behinderung bei der Erreichung besserer IR-Reflexion (d. h. niedrigerer "E"-Werte) war der allgemein herrschende Glaube, daß dann, wenn die Dicke des Silbers gesteigert würde, um so eine höhere IR-Reflexionsstärke zu erreichen (und somit niedrigere "E"-Werte), wenigstens einer oder mehrere der nachfolgenden vier schädlichen Effekte eintreten würde: (1) Es würde sich ein Verlust an Haltbarkeit ergeben; (2) das Endprodukt würde von zu hoher Reflexionsstärke sein und so spiegelähnlich wirken; (3) die Farbe würde zu einem unannehmbar hohen purpurfarbenen oder rotblauen Aussehen getrieben; und/oder (4) die Strahlendurchlässigkeit (Transparenz) im Sichtbaren würde unakzeptabel niedrig werden.
Beständigkeit, und zwar sowohl die mechanische wie auch die chemische, ist ein wesentlicher Faktor bei der Gewinnung eines Architekturglases, das entweder als monolithische Scheibe oder beispielsweise IG-Einheit eingesetzt wird. Wie zuvor erwähnt, legt die Handhabung, der Zusammenbau und die Versiegelung der IG-Einheiten eine hohe Einschätzung auf die mechanische Haltbarkeit, während das Erfordernis, die Kantender Scheiben zur Erzielung einer Isolationskammer zwischen ihnen abzudichten, die Notwendigkeit für eine chemische Beständigkeit schafft, und zwar in erster Linie im Hinblick auf die Natur des Dichtmittels, welches unvermeidlich mit der Beschichtung in Kontakt gelangt.
Ästhetisch können sowohl spiegelähnliche und purpurfarbene Eigenschaften die Verkäuflichkeit jedes Produktes eliminieren, welches diese Charakteristika zeigt. Ein Verlust an Transparenz im Sichtbaren, obwohl unerwünscht, wird in Wirklichkeit nicht beanstandenswert, bis sie in einer einstückigen Scheibe unter etwa 70% und in einer IG-Einheit unterhalb etwa 63% fällt. In bestimmten Anwendungsfällen jedoch, insbesondere dort, wo niedrigere Schattierungskoeffizienten (d. h. weniger als etwa 0,6) willkommen wären, kann die Transparenz tatsächlich zu hoch sein, selbst wenn die Emissionskraft vernünftig niedrig ist. Allgemein gesprochen, dort, wo Schattierungsqualitäten erwünscht sind (d. h. um Klimatisierungskosten zu senken), sollte die monolithische Transparenz im Sichtbaren unter 75% und vorzugsweise unter 73% gehalten werden, während bei einer typischen IG-Einheit die Transparenz im Sichtbaren etwa 65 bis 68% betragen sollte.
Eine partielle Bestätigung der obigen Ansichten ist das ziemlich komplexe Schichtensystem, wie es in der U. S. -Patentschrift Nr. 5,302,449 beschrieben ist, wie auch sein mutmaßliches kommerzielles Gegenstück in Form einer IG-Einheit, bekannt als Cardinal 171, das von der Firma Cardinal IG Company vertrieben wird. Das in dieser Patentschrift beschriebene Schichtensystem variiert die Dicken und Arten der Materialien im Schichtaufbau, um bestimmte Eigenschaften im Hinblick auf eine Beherrschung des Sonnenlichtes zu erreichen, und benutzt weiterhin einen Überzug aus einem Oxid von Zink, Zinn, Indium, Wismut oder aus Oxiden von deren Legierungen, einschließlich des Oxids von Zinkstannat, um eine Widerstandsfähigkeit gegenüber Abrieb zu erzielen. Daneben benutzt das System ein oder zwei Schichten aus Gold, Kupfer oder Silber, um seine Endergebnisse zu erreichen. Wenn zwei Schichten aus Silber Anwendung finden, soll die erste eine Dicke zwischen 100 und 150 Å und vorzugsweise etwa 125 Å haben, während die zweite, darauf basierende, in ihrer Dicke zwischen 125 und 175 Å liegen soll. Wenn lediglich eine Silberschicht Anwendung findet, soll deren Dicke etwa 100 bis 175 Å betragen, vorzugsweise 140 Å. Nirgendwo erwähnt diese Patentschrift die Verwendung von Nickel oder Nickelchrom oder den Einsatz von Siliciumnitrid als Element oder als Elemente im Schichtaufbau.
In der tatsächlichen gewerblichen Praxis erwies es sich, daß die zuvor erwähnten Cardinal-IG-Einheiten sehr akzeptable Eigenschaften in Bezug auf eine Beherrschung des Sonnenlichtes erreichten, einschließlich akzeptabler Farbcharakteristika und einer relativ guten, nicht spiegelähnlichen Reflexionsstärke im sichtbaren Bereich (ein Vergleichsbeispiel wird nachstehend angegeben). Jedoch erwies sich dies sonst sehr annehmbare System im Hinblick auf seine chemische Beständigkeit als nachteilig, und, wie hier definiert, entbehrte der chemischen Beständigkeit, da es den vorgeschriebenen Erhitzungstest nicht bestehen konnte. Obwohl der genaue Grund hierfür nicht bekannt ist, ist eine einfache Schlußfolgerung die, daß, wie es für den Stand der Technik bezeichnet war, Opfer in wenigstens einem an sich wünschenswerten Merkmal gebracht werden mußten, um erwünschte Werte bei anderen Merkmalen zu erhalten. Daneben ist aufgrund der Natur des Schichtaufbaus und der benutzten Elemente das System sehr teuer in seiner Herstellung, und zwar wegen der Anzahl und Dicke der für die Erzielung des gewünschten Ergebnisses erforderlichen Schichten.
In dem Abschnitt "BACKGROUND" der zuvor erwähnten '718-Patentschrift ist ein weiteres an sich bekanntes Architekturglas- Schichtensystem angegeben, kommerziell als Super-E III bekannt, ein Erzeugnis der Airco Corporation. Dieses System besteht, vom Glas nach auswärts gerichtet, aus folgendem Schichtaufbau:
Si&sub3;N&sub4;/Ni : Cr/Ag/Ni : Cr/Si&sub3;N&sub4;.
Es ergab sich in der Praxis, daß in diesem Super-E III-System die Ni : Cr-Legierung aus 80/20 Gew.-% an Ni bzw. Cr besteht (d. h. Nickelchrom ist). Es wird angegeben, daß die beiden Nic kelchromschichten 7 Å dick sind, die Ag-Schicht soll lediglich etwa 70 Å dick sein (mit der Ausnahme, daß festgestellt ist, das Silber könne etwa 100 Å dick sein), und die Si&sub3;N&sub4;-Schichten sind relativdicker (d. h. 320 Å für die Unterlage und etwa 450 Å für den Überzug). In Wirklichkeit ergab sich jedoch, daß die Silber(Ag)-Schicht wegen ihrer dünnen Ausbildung (d. h. etwa 70 Å) in der Praxis aktuell von eher halbkontinuierlicher Natur war.
Obwohl diese Beschichtung zu einer guten Haltbarkeit führte (d. h. die Beschichtung war kratzfest, abnutzungsbeständig und chemisch stabil) und somit ein wesentliches Ausmaß dieser Kenndaten im Vergleich mit pyrolytischen Beschichtungen erreichte, ist Eh bei Glas mit einer Dicke von etwa 3 mm lediglich etwa 0,20 bis 0,22, und En liegt bei etwa 0,14 bis 0,17. Diese beiden Werte der Emissionskraft sind ziemlich hoch. Daneben wird der Schichtwiderstand (Rs) bei einem relativ hohen Wert, nämlich 15,8 Ohm/sq gemessen (ein akzeptablerer Wert wäre etwa 10,5 oder weniger). Obwohl somit sowohl die mechanische als auch die chemische Beständigkeit sich als sehr annehmbar erwiesen und die Transparenz im Sichtbaren einer monolithischen oder einstückigen Schicht ziemlich hoch, nämlich bei 76 ± 1%, lag, und obwohl sich diese Beschichtungen auch als mit herkömmlichen Abdichtmitteln, wie sie bei IG-Einheiten verwendet werden, verträglich erwiesen, war ihre Fähigkeit, IR-Strahlung zu beherrschen, geringer als erstrebenswert. Daneben machte seine ziemlich hohe monolithische Transparenz im Sichtbaren von 76 ± 1% ein solches System einigermaßen unerwünscht, wenn niedrigere Schattierungskenndaten erforderlich waren.
Die Firma Airco ließ ihrem Super-E III-System ein neues System nachfolgen, das sie als Super-E IV-System bezeichnete. Dieses System umfaßt als Schichtaufbau, ausgehend vom Glas nach auswärts, folgende Zusammensetzung:
Dieses System ist in seinem Verhalten dem Super-E III-System weitgehend ähnlich, mit der Ausnahme, daß die Transparenz im Sichtbaren höher (z. B. größer als 80%) ist. Das Strahlungsvermögen ist geringer (z. B. niedriger als etwa 0,10), und der Schattierungskoeffizient ist beträchtlich höher (z. B. etwa 0,80). Darüber hinaus ist aufgrund der Anwendung einer Unterzugsschicht aus TiO&sub2; das System in der Herstellung teuer.
Über ein anderes Schichtensystem, das vielleicht den Systemen Super-E III und IV ähnlich ist, wird in der US-Patentschrift Nr. 5,377,045 berichtet. Bei den dort beschriebenen Systemen ist beispielsweise eine einzige Silberschicht sandwichartig zwischen zwei Nickelchromschichten gepackt, welche ihrerseits wiederum sandwichartig zwischen einer unteren Schicht aus beispielsweise TiO&sub2; oder Si&sub3;N&sub4;, dotiert mit Zr, und einer äußerem Schicht aus Si&sub3;N&sub4; oder Si&sub3;N&sub4; dotiert mit Zr angeordnet sind. Die Schichtensysteme nach diesem Patent sind in der Praxis allgemein dafür bekannt, daß sie eine purpurartige Farbe haben, sie erwiesen sich als chemisch nicht beständig, wie dies durch den unten beschriebenen Koch-Test definiert ist, sie sind nicht mit Wärme behandelbar und haben ein ziemlich hohes Emissionsvermögen. Entsprechend diesem Patent werden in dieser Hinsicht, so wird dort festgestellt, besondere Aufsprühtechniken benötigt, um dasjenige Phänomen zu reduzieren, was dort als die "Eigenbeanspruchung" in einer der dielektrischen Schichten bezeichnet wird, um mechanische und chemische Beständigkeit zu erreichen, und zwar entsprechend den Testversuchen, wie sie dort zur Definition dieser zwei Eigenschaften beschrieben sind.
Eine beträchtliche Verbesserung des Standes der Technik wird in unserer gleichzeitig anhängenden Patentanmeldung Serial No. 08/356515, eingereicht am 15. Dezember 1994, nunmehr US-Patent Nr. US-A-5,514,476 (veröffentlicht am 7. Mai 1996) mit dem Titel LOW-E GLASS COATING SYSTEM AND INSULATING GLASS UNITS MADE THEREFROM beschrieben. Der Inhalt dieser Anmeldung wird zur Bezugnahme hier mit eingeschlossen. In dieser schwebenden Anmeldung ist ein besonderes Schichtensystem beschrieben, das eine Silberschicht umfaßt, die sandwichartig zwischen zwei Nickelchromschichten eingeschlossen ist, welche ihrerseits sandwichartig zwischen einer unteren und einer äußeren Schicht aus Si&sub3;N&sub4; angeordnet sind. Durch passende Einstellung der Schichtdicken erreichten die Beschichtungssysteme jener Erfindung in vorteilhafter Weise niedrigere Emissionskräfte (nämlich En < 0,7, Eh < 0,075, Rs < 5,5 Ohm/sq.). Daneben machten die Daten der Reflexionsstärke (Reflexionsstärke und Auslöschung) diese Systeme (da kein spiegelähnliches Aussehen) sehr annehmbar für eine Verwendung bei Isolierglaseinheiten ("IG's"). Die Transparenzkenndaten lagen ebenfalls in einem angemessenen Bereich, und das Problem der unerwünschten purpurähnlichen Färbung der Systeme nach dem Stand der Technik war eliminiert.
Obwohl diese Schichtensysteme sehr vorteilhaft waren, ergab es sich, daß man versuchte, noch niedrigere Emissionskraftwerte zu erreichen (nämlich verringerte Infrarotdurchlässigkeit, was ein Hauptobjekt vieler Schichtsysteme ist, wie sie bei Bau- und Automobil-Glas eingesetzt werden), hauptsächlich durch den Versuch, die Silberschicht (die primäre IR-Reflexionsschicht) dicker zu machen, wobei jedoch die Transparenz im Sichtbaren, die Färbung und die Reflexionsstärkewerte nachteilig beeinflußt werden. So ergab sich beispielsweise, daß eine Verdickung der Silberschicht die Transparenz im Sichtbaren erheblich herabsetzt, und zwar unterhalb den annehmbaren Wert von 70%. Daneben kann das Aussehen der Glasseite eines Gegenstandes (z. B. IG-Einheit), die so mit einer zu dicken Silberschicht belegt ist, oftmals hoch purpurähnlich und spiegelartig werden. Obwohl daher das obige, in unserer zuvor erwähnten gleichzeitig schwebenden Anmeldung beschriebene System Eigenschaften erzielt, die bisher in Kombination durch den Stand der Technik nicht erreichbar waren, verblieb immer noch eine Notwendigkeit für eine Verbesserung, wenn überhaupt möglich.
Neben diesen oben beschriebenen Schichtsystemen werden in der Patent- und wissenschaftlichen Literatur andere Beschichtungen mit einem Gehalt an Silber- und/oder Ni : Cr als Schichten mit Infrarot-Reflexionsstärke und anderen Eigenschaften zur Beherrschung des Lichtes erwähnt. Vergleiche beispielsweise die Fabry-Perot-Filter und andere an sich bekannte Beschichtungen und Techniken, wie sie in den U. S. -Patentschriften Nr. 3,682,528 und 4,799,745 beschrieben sind (sowie den darin diskutierten und/oder zitierten Stand der Technik). Vergleiche auch die dielektrischen Metall-Sandwichaufbauten, wie sie in zahlreichen Patentschriften, einschließlich beispielsweise den U. S. - Patentschriften Nr. 4,179,181; 3,698,946 3,978,273 3,901,997 und 3,889,026 beschrieben sind, um nur einige zu nennen. Obwohl solche anderen Beschichtungen bekannt sind oder über sie berichtet wurde, ist anzunehmen, daß vor unserer Erfindung keine dieser Offenbarungen des Standes der Technik lehren oder die Fähigkeit erreicht haben, den hochproduktiven Aufsprüh- Beschichtungsprozeß anzuwenden und gleichzeitig ein Architekturglas zu erhalten, welches nicht nur der Beständigkeit pyrolytischer Beschichtungen angenähert oder diesen gleich ist, sondern welches auch ebenso ausgezeichnete Eigenschaften in Bezug auf den Umgang mit Sonnenlicht erreicht.
Im Hinblick auf das Voranstehende ist es offensichtlich, daß in der einschlägigen Technik ein Bedarf für ein durch Aufsprühen erzeugtes Beschichtungssystem besteht, welches anstatt unnötiger Opfer auf einer angenommenen Prioritätsbasis die oben beschriebenen Merkmale bei beschichteten Glasscheiben und IG-Einheiten insbesondere im allgemeinen in wirtschaftlicher Weise optimiert. Es ist Zweck dieser Erfindung, diese und andere Forderungen des Standes der Technik zu erfüllen, was dem Fachmann nach Vorgabe der nachstehenden Beschreibung offensichtlich sein wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Diese Erfindung erreicht ihre Zwecke dadurch, daß sie in unerwarteter Weise gefunden hat, daß entweder durch Beimischung von rostfreiem Stahl zu den Schichten aus Si&sub3;N&sub4; in dem Schichtensystem unserer zuvor genannten, gleichzeitig anhängigen Anmeldung oder durch wahlweise Anordnung einer Unterzugsschicht aus TiO&sub2; unter diese mit den Beimischungen versehenen Schichten eine weitere unerwartete Absenkung der Emissionskraft erreichbar ist, und daß, in gleicher Weise unerwartet, die Reflexionsstärke im Sichtbaren und das farbliche Erscheinungsbild des Gegenstandes, wenn von der Glasseite aus betrachtet, nicht spiegelähnlich bleibt und im wesentlichen neutral ist (nämlich in den Farbbereich voll neutral oder lediglich geringfügig blau fällt). Ferner bleibt der Gegenstand chemisch und mechanisch beständig, und zwar trotz eines zeitweiligen Anwachsens der Silberschichtdicke. Bei bestimmten Ausführungsformen sind die Schichtensysteme mit Wärme behandelbar. In dieser Hinsicht sind die Schichtensysteme gemäß der Erfindung besonders nützlich, und zwar als Schichtensysteme in Isolierglaseinheiten, wie beispielsweise IG-Türen und -Fenstern, besonders dann, wenn solche Einheiten unter Benutzung von Wärmeabdichttechniken hergestellt werden.
Gemäß einem Aspekt dieser Erfindung wird ein durch Aufsprühen beschichteter Glasgegenstand vorgeschlagen, mit einem Glassubstrat, das auf einer seiner planaren Oberflächen vom Glas nach auswärts gerichtet ein System aus folgenden Schichten aufweist:
a) eine Schicht aus Si&sub3;N&sub4; und rostfreiem Stahl, wobei der rostfreie Stahl in einer Menge von etwa 0,5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf diese Schicht, vorhanden ist;
b) eine Schicht aus Nickel oder Nickelchrom;
c) eine Schicht aus Silber;
d) eine Schicht aus Nickel oder Nickelchrom; und
e) eine Schicht aus Si&sub3;N&sub4; und rostfreiem Stahl, wobei der rostfreie Stahl in einer Menge von etwa 0,5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf diese Schicht, vorhanden ist; und wobei
- wenn das Glassubstrat eine Dicke von etwa 2 bis 6 mm hat - das beschichtete Glassubstrat eine normale Emissionskraft (En) von etwa 0,06 oder weniger, eine hemisphärische Emissionskraft (Eh) von etwa 0,07 oder weniger, einen Schichtwiderstand (Rs) von etwa 5,0 Ohm/sq, oder weniger hat und - von der Glasseite aus betrachtet - im Sichtbaren ein im wesentlichen neutrales Farbreflexionsverhalten zeigt. Bei bestimmten Ausführungsformen dieser Erfindung besteht das Schichtensystem im wesentlichen aus den oben beschriebenen fünf (5) Schichten. Bei bestimmten anderen Ausführungsformen der Erfindung schließt das Schichtensystem weiterhin eine Unterzugsschicht aus TiO&sub2; ein. Bei beiden Ausführungsformen werden die relativen Dicken der Schichten so eingestellt, daß bei den weiterhin bevorzugten Ausführungsformen das Schichtensystem "mit Wärme behandelbar" ist, wobei dieser Ausdruck weiter unten noch definiert wird.
Bei bestimmten anderen Ausführungsformen der Erfindung hat eine zuvor erwähnte einzige Glasscheibe mit einer Dicke von etwa 2 bis 6 mm auf einer ihrer planaren Oberflächen ein durch die Erfindung in Betracht gezogenes Schichtensystem und die folgenden Kenndaten der Reflexionsstärke und der Farbkoordinaten:
von der Glasseite aus gesehen:
RGY etwa 8 bis 18
ah etwa -3 bis +3
bh etwa 0 bis -15
und
von der Filmseite aus gesehen:
RPY etwa 4 bis 15
ah etwa 0 bis +8
bh etwa -5 bis -20
wobei RY die Reflexionsstärke und ah, bh die Farbkoordinaten, gemessen in Hunter-Units, I11. C., 10º Observer, bedeuten.
Bei bestimmten weiteren Ausführungsformen der Erfindung wird eine Glasscheibe, die auf einer ihrer Oberflächen mit einem oben beschriebenen Schichtensystem versehen ist, zusammen mit wenigstens einer weiteren Glasscheibe verwendet, so daß jede Scheibe mit der anderen im wesentlichen parallel, jedoch von dieser im Abstand gehalten und an ihren Umfangsrändern abgedichtet ist, so daß sich unter Ausbildung einer Isolierkammer zwischen den Scheiben hierdurch eine Isolierglaseinheit ergibt, die als Fenster, Türe oder Wand einsetzbar ist, wobei das Schichtensystem an einer Oberfläche 24, wie in Fig. 2 dargestellt, derart angeordnet ist, daß sich folgende Reflexionsstärken und Farbkoordinaten-Eigenschaften ergeben:
von der Außenseite aus gesehen:
RGY etwa 14 bis 20
ah etwa -2 bis +2
bh etwa 0 bis -10
von der Innenseite aus gesehen:
RFY etwa 11 bis 18
ah etwa 0 bis +4
bh etwa 0 bis -10
wobei die Transparenz im Sichtbaren wenigstens etwa 61% beträgt. Wenn das Beschichtungssystem auf der Oberfläche 26 ange ordnet wird, kehren sich die Werte der Reflexionsstärke und der Farbkoordinaten gegenüber den obigen Werten um, die Transparenz bleibt jedoch die gleiche.
Der Ausdruck "Außenseite", wie er hier verwendet wird, bedeutet: betrachtet durch einen Beobachter von der Außenseite des Gebäudes her, in dem die beschichtete Glasscheibe (nämlich eine IG-Einheit) angebracht ist. Der Ausdruck "Innenseite", wie er hier verwendet wird, bedeutet das Gegenteil von "Außenseite", d. h. diejenige Seite, wie sie von einem Betrachter von der Innenseite des Gebäudes aus gesehen wird, in dem die Einheit angeordnet ist (z. B. vom Inneren eines Raumes in einem Hause oder Bürogebäude aus mit Blickrichtung zur "Außenseite" hin).
Wie oben festgestellt, wird durch die Erfindung ebenfalls in Betracht gezogen, daß bestimmte Schichtensysteme, welche in den Bereich der Erfindung fallen, die Eigenschaft haben, mit Wärme behandelbar zu sein. So, wie dieser Ausdruck "mit Wärme behandelbar" hier verwendet wird, bedeutet er, daß ein Schichtensystem in der Lage ist, wenigstens einem der folgenden konventionellen Erwärmungsprozesse unterworfen zu werden, ohne daß dabei seine erwünschten endgültigen Eigenschaften in nachteiliger Weise hierdurch beeinflußt werden. Die konventionellen Erwärmungsprozesse, wie sie hier in Frage kommen, sind: Tempern, Biegen, Heißverfestigung oder den (bzw. die) Wärmeabdichtschritt(e), die Anwendung finden, um zwei oder mehr Glasscheiben bei Ausbildung einer IG-Einheit miteinander abzudichten. In diesem letzteren Fall kann dies auch eine Erhitzung des Glasstapels auf eine ausreichend hohe Temperatur bedeuten, um dabei die Ränder der Glasscheiben selbst einsinken zu lassen. Der Einschluß eines solchen Erhitzungsvorganges ist jedoch nicht unbedingt erforderlich.
Bei Vorliegen der Eigenschaft, daß der erfindungsgemäße Gegenstand mit Wärme behandelbar ist, kann für einen besonderen Endzweck ein besonderes Beschichtungssystem gemäß der Erfindung ausgewählt werden. Wenn beispielsweise das Schichtensystem bei einer gekrümmten und/oder getemperten Automobil-Windschutzscheibe eingesetzt werden soll, wird ein System gewählt, das ein Durchlaufen dieser Prozesse ermöglicht. Wenn es bei Baufenstern, welche das gleiche Aussehen sowohl bei den ungetemperten als auch bei den getemperten Scheiben erfordern, nützlich ist, dann wird, als ein weiteres Beispiel, die Beschichtung so gewählt, daß dieses Resultat erreicht wird, indem die Scheibe durch den Temperungsprozeß mit Wärme behandelbar ausgebildet wird. Natürlich braucht, um "mit Wärme behandelbar" zu sein, die Beschichtung lediglich befähigt zu sein, zumindest eine einzige, jedoch nicht alle der oben aufgelisteten Wärmebehandlungen zu durchlaufen.
In dieser Hinsicht können bestimmte hier betrachtete Beschichtungen (sie müssen es jedoch keineswegs unbedingt) in der Lage sein, einer Temperung, Härtung oder Biegung zu widerstehen, sie werden jedoch immer noch als "mit Wärme behandelbar" betrachtet, wenn sie derjenigen Wärme widerstehen können, die Anwendung findet, wenn eine IG-Einheit während ihrer Herstellung (mit oder ohne Einsinken des Glases) abgedichtet wird, insbesondere, wenn das Verfahren zur Ausbildung der IG-Einheit den Schritt einer Evakuierung der Luft (Entgasung) aus der Isolierkammer während der Abdichtung einschließt, wobei die Kammer evakuiert oder mit einem neutralen Gas, z. B. Argon, gefüllt verbleibt. Daher wird bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung noch eine andere Notwendigkeit in der Technik erfüllt, indem folgendes vorgesehen wird:
Ein Verfahren zum Herstellen einer Isolierglaseinheit mit wenigstens zwei an ihren Umfangsrändern miteinander abgedichteten Glasscheiben, zwischen denen wenigstens eine Isolierkammer ausgebildet ist, wobei das Verfahren folgende Schritte einschließt: Halten der Glasscheiben in gegenseitigem Abstand, Erwärmen der Scheiben auf erhöhte Temperatur und gegenseitiges Abdichten der Umfangsränder der Glasscheiben bei oder oberhalb der erhöhten Temperatur, wobei die Verbesserung die Verwendung eines durch Aufsprühen aufgebrachten, mit Wärme behandelbaren Schichtensystems gemäß der Erfindung auf einer planaren Oberfläche wenigstens einer der Glasscheiben umfaßt, wobei das Schichtensystem so aufgebracht ist, daß es sich innerhalb der Isolierkammer der IG-Einheit befindet, die durch Abdichten der Glasscheibenränder miteinander ausgebildet ist.
Die Erfindung wird nunmehr im Hinblick auf bestimmte Ausführungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Illustrationen beschrieben, wobei:

IN DEN ZEICHNUNGEN

Fig. 1 eine Teilseitenschnittansicht einer Ausführungsform eines Schichtensystems gemäß der Erfindung ist.
Fig. 1A ist eine Teilseitenschnittansicht einer anderen Ausführungsform eines Schichtensystems gemäß der Erfindung.
Fig. 2 ist eine Teilquerschnittsansicht einer IG-Einheit, wie sie von der Erfindung in Betracht gezogen wird;
Fig. 3 ist eine schematische, schaubildliche Teilansicht eines Hauses, unter Verwendung einer IG-Einheit, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, als Fenster, Tür und Wand; und
Fig. 4 ist eine schematisierte Teilquerschnittsansicht einer Ausführungsform einer IG-Einheit in ihrem vorgefertigten Zustand vor der Evakuierung und Abdichtung, wie von der Erfindung in Betracht gezogen.

DETAILLIERTE SCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

In der Glasbeschichtungstechnik werden häufig bestimmte Ausdrücke benutzt, insbesondere wenn die Eigenschaften und die Merkmale für die Beherrschung des Sonnenlichts von beschichteten Gläsern, wie sie im Bereich der Bautechnik verwendet werden, definiert werden. Diese Ausdrücke werden hier in Übereinstimmung mit ihrer wohlbekannten Bedeutung benutzt. Beispiele hierfür sind:
Die Intensität der Reflexionsstärke von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich ist durch ihren Prozentsatz definiert und wird als RxY bezeichnet (d. h. der Y-Wert wie unten in ASTM 308-85 zitiert), wobei "X" entweder "G" für die Glasseite oder "F" für die Filmseite ist. "Glasseite" (z. B. "G") bedeutet die Blickrichtung, ausgehend von der Seite des Glassubstrats, die derjenigen gegenüberliegt, auf welcher die Beschichtung aufgebracht ist, während "Filmseite" (d. h. "F") die Blickrichtung von derjenigen Seite des Glassubstrats her meint, auf welcher die Beschichtung aufliegt. Wenn im Zusammenhang mit einer IG- Einheit gebraucht, bedeutet "G" auch "Außenseite" und "F" bedeutet "Innenseite" (d. h. je nachdem von der "Außenseite" oder der "Innenseite" des Gebäudes aus gesehen).
Farbkenndaten werden auf den "a"- und "b"-Koordinaten gemessen. Diese Koordinaten werden hier mit dem Index "h" versehen, um die übliche Anwendung der Hunter-Methode (oder Einheiten), 111. C.., 10º Observer anzudeuten, gemäß ASTM D-2244-93 "Standard Test Method for Calculation of Color Differencies From Instrumentally Measured Color Coordinates" 9/15/93, erweitert durch ASTM E-308-85, Annual Book of ASTM Standards, Vol. 06. 01 "Standard Method for Computing the Colors of Objects by Using the CIE System".
Die Ausdrücke "Emissionskraft" und "Transparenz" sind dem Fachmann verständlich und werden hier gemäß ihrer allgemein aner kannten Bedeutung verwendet. So bedeutet hier beispielsweise der Ausdruck "Transparenz" die solare Transparenz, die aus der Durchlässigkeit für sichtbares Licht, Infrarotenergie-Durchlässigkeit und ultraviolettes Licht zusammengesetzt ist. Die Gesamttransparenz für Sonnenenergie wird dann gewöhnlich als ein gewichteter Durchschnitt dieser anderen Werte gekennzeichnet. Mit Bezug auf diese Transparenzen ist die Transparenz im sichtbaren Spektralbereich, wie sie hier verwendet wird, gekennzeichnet durch die standardmäßige Illuminant C Technik bei 380 bis 720 nm; Infrarot liegt bei 800 bis 2100 nm; Ultraviolett liegt bei 300 bis 400 nm; und der gesamte Sonnenlichtbereich erstreckt sich von 300 bis 2100 nm. Für den Zweck der Emissionskraft jedoch findet ein besonderer Infrarotbereich (nämlich 2500 bis 40000 nm) Anwendung, wie weiter unten erläutert werden wird.
Die Transparenz im Sichtbaren kann unter Verwendung herkömmlicher Techniken gemessen werden. Z. B. kann unter Verwendung eines Spektrophotometers, beispielsweise ein Beckman 5240 (Beckman Sci. Inst. Corp.), eine Spektralkurve der Transparenz erhalten werden. Die Transparenz im Sichtbaren wird dann unter Verwendung der oben erwähnten ASTM 308/2244-93 Methode berechnet. Falls erwünscht, kann auch eine kleinere Anzahl von Wellenlängenpunkten als vorgeschrieben angewandt werden. Eine weitere Technik zur Messung der Transparenz im Sichtbaren besteht darin, ein Spektrometer, beispielsweise ein im Handel verfügbares Spectragard-Spectrophotometer, zu verwenden; hergestellt von Pacific Scientific Corporation. Dieses Gerät mißt und zeichnet die Transparenz im Sichtbaren direkt auf. Die Transparenz im Sichtbaren (d. h. der Y-Wert in den CIE-Tristimulus- Werten, ASTM E-308-85) wird hier unter Verwendung der I11. C.., 10º Observer-Technik angegeben und gemessen.
Die "Emissionskraft" (E) ist ein Maß oder ein Kennzeichen sowohl für Absorption und Reflexionsstärke des Lichtes bei vorgegebenen Wellenlängen. Sie wird gewöhnlich durch folgende Formel dargestellt:
E = 1 - Reflexionsstärkefilm
In der Bautechnik werden die Werte der Emissionskraft im sogenannten "Mittelbereich" sehr wichtig, wobei dieser Bereich manchmal auch der "fernliegende Bereich" des Infrarotspektrums genannt wird, nämlich von etwa 2500 bis 40000 nm, wie beispielsweise im WINDOW 4.1 Programm, LBL-35298 (1994) von Lawrence Berkley Laboratories, worauf weiter unten Bezug genommen wird, angegeben. Der Ausdruck "Emissionskraft", wie er hier verwendet wird, dient somit dazu, Emissionskraftwerte zu bezeichnen, welche in diesem Infrarotbereich gemessen werden, wie im einzelnen in dem 1991 vorgeschlagenen ASTM-Standard zur Messung von Infrarotenergie zwecks Berechnung der Emittanz angegeben, in Vorschlag gebracht von dem Primary Glass Manufacturers' Council mit dem Titel "Test Method for Measuring and Calculating Emittance of Architectural Flat Glass Products Using Radiometric Measurements". Diese Norm mit ihren Vorschriften wird hier zum Zwecke der Bezugnahme eingeschlossen. In dieser Normvorschrift wird die Emissionskraft als hemisphärische Emissionskraft (Eh) und normale Emissionskraft (En) bezeichnet.
Die aktuelle Gewinnung von Daten zur Messung solcher Emissionskraftwerte ist konventionell und kann beispielsweise unter Verwendung eines Spektrometers erfolgen, Modell Beckman Model 4260 mit "VW"-Zusatzgerät (Beckman Scientific Inst. Corp.). Dieses Spektrometer mißt die Reflexionsstärke gegen die Wellenlänge, und hieraus wird die Emissionskraft berechnet unter Verwendung der oben erwähnten, 1991 vorgeschlagenen ASTM-Norm, die ebenfalls hier zur Bezugnahme mit eingeschlossen wird.
Ein anderer hier verwendeter Ausdruck ist der "Schichtwiderstand". Schichtwiderstand (Rs) ist ein in der Technik wohlbekannter Ausdruck und wird auch hier in Übereinstimmung mit seiner wohlbekannten Bedeutung benutzt. Allgemein gesprochen betrifft dieser Ausdruck den Widerstand in Ohm für irgendeine Quadrat- oder Flächeneinheit eines Schichtensystems auf einer Glasunterlage mit Bezug auf einen das Schichtensystem durchfließenden elektrischen Strom. Schichtwiderstand ist eine An gabe dafür, wie gut die Schicht Infrarotenergie reflektiert, und dieser Ausdruck wird daher häufig zusammen mit der Emissionskraft als ein Maß für dieses Merkmal benutzt. Der "Schichtwiderstand" wird herkömmlicherweise unter Verwendung eines Vier-Punkt-Sonden-Ohmmeters gemessen, beispielsweise einer einstellbaren Vier-Punkt-Widerstandssonde zusammen mit einem Kopf der Firma Magnetron Instruments Corp., Model M-800, hergestellt von Signatone Corp, in Santa Clara, Calif.
"Chemische Beständigkeit" oder "chemisch beständig" wird hier synonym mit dem Ausdruck "chemische Widerstandsfähigkeit" oder "chemische Stabilität" benutzt. Die chemische Beständigkeit wird dadurch bestimmt, daß man eine Probe von 5 · 12,5 cm (2" · 5") eines beschichteten Glassubstrats in etwa 500 cm³ 5%iger HCl während einer Stunde kocht (d. h. bei etwa 104ºC (220ºF)). Die Probe hat diesen Test bestanden (und somit wird das Schichtensystem als "chemische Stabilität" besitzend oder als "chemisch beständig" angesehen), wenn das Schichtensystem der Probe nach einer Stunde Kochen keine Löcher mit einem größeren Durchmesser als etwa 0,076 mm (0,003") zeigt.
Der Ausdruck "mechanische Beständigkeit" oder "mechanisch beständig", wie er hier verwendet wird, wird durch einen von zwei Testversuchen definiert. Der erste Testversuch benutzt ein Pacific Scientific Abrasion Testgerät (oder ein Äquivalent hierzu), wobei eine Nylonbürste von 5 · 10 · 2,5 cm (2" · 4" · 1") zyklisch über das Schichtensystem geführt wird, und zwar in 500 Zyklen unter Verwendung eines Gewichtes von 150 g, angewandt auf eine Probe von 15 · 43 cm (6" · 17"). Bei dem anderen, wahlweise Anwendung findenden Testversuch wird ein herkömmlicher Taber-Schleifapparat (oder ein Äquivalent hierzu) benutzt, um eine Probe von 10 · 10 cm (4" · 4") 300 Umdrehungen zweier C. S. 10F Reibrädern zu unterwerfen, an denen jeweils ein Gewicht von 500 g befestigt ist. Wenn bei beiden Testversuchen bei Betrachtung mit dem bloßen Auge unter sichtbarem Licht keine wesentlichen, merklichen Kratzer auftreten, wird der Test als bestanden angesehen und der Gegenstand als "mechanisch beständig" bezeichnet.
Die Dicken der verschiedenen Schichten in den angegebenen Systemen werden durch alternative Techniken gemessen. Durch diese alternativen Techniken ist auch der Ausdruck "Dicke", wie er hier benutzt wird, definiert. Bei einer Technik werden bekannte optische Kurven benutzt, oder bei der alternativen Technik findet ein herkömmliches Nadel-Ellipsometer (nämlich ein Profilometer) Anwendung. Bei einer anderen und besonders vorteilhaften Technik wird ein "n & k"-Analysator benutzt (n & k Technology, Inc., Santa Clara, California). Diese Technik wird vermutlich allgemein in der US-Patentschrift Nr. 4,905,170 beschrieben, zusammen mit der Befähigung, den "n"-Wert (nämlich den Brechungsindex) und den "k"-Wert (nämlich den Extinktionskoeffizienten) des untersuchten Filmes zu bestimmen. Der Inhalt dieser Patentschrift wird unter Bezugnahme hier miteingeschlossen. Derartige Verfahren und Techniken sind dem Fachmann an sich bekannt und brauchen daher nicht weiter erläutert zu werden, ausgenommen die Feststellung, daß die hier angegebenen und benutzten Dicken in Å-Einheiten angegeben sind.
In den jetzt zu beschreibenden Fig. 1 und 1a ist eine partielle Querschnittsskizze zweier Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Wie ersichtlich; findet ein konventionelles Glassubstrat 1 Anwendung, wie es in der Bautechnik benutzt wird. Ein solches Glas wird vorzugsweise durch das herkömmliche "float"-Verfahren hergestellt, daher als "float-Glas" bezeichnet. Seine übliche Dicke kann von etwa 2 bis 6 mm reichen. Die Zusammensetzung des Glases ist nicht kritisch und kann in weiten Grenzen variieren. Typischerweise ist das Glas eines aus der Natriumcarbonat-Kalk-Siliciumdioxid-Glasfamilie, wie sie in der Glastechnik wohl bekannt ist.
Das Verfahren und die Vorrichtung, wie sie zur Ausbildung der verschiedenen Schichten auf dem Glassubstrat 1 verwendet werden, können ein herkömmliches Vielkammer-Multi-Target-Sprühbe schichtungssystem (Kathodenzerstäubung) einschließen, wie es von der Firma Airco, Inc. hergestellt wird. In dieser Hinsicht ist der bevorzugte Sprühbeschichtungsprozeß zur Anwendung bei der Erfindung der gleiche, wie er in der US-Patentschrift Nr. 5,344,718 beschrieben ist, deren Gesamtinhalt bereits früher zum Zwecke der Bezugnahme hier eingeschlossen wurde. Es ist als ein Aspekt dieser Erfindung hier festzustellen, daß deren einzigartige Ergebnisse unter Verwendung herkömmlicher Aufsprüh- Beschichtungstechniken erreicht werden, ohne die Notwendigkeit für Spezialverfahren zur Aufhebung von Eigenbeanspruchungen, wie sie in der oben erörterten US-Patentschrift Nr. 5,377,045 beschrieben sind.
Das folgende bezieht sich zunächst auf das in Fig. 1 dargestellte Schichtensystem, bei dem fünf Schichten (a) - (e) Anwendung finden. Vom Glas nach auswärts gerichtet treten folgende Schichten und ein bevorzugter Dickenbereich, gemessen durch die obige "n & k"-Technik bei dieser besonderen Ausführungsform auf:
* Rostfreier Stahl, vorzugsweise SS #316
** Vorzugsweise findet Nickelchrom Anwendung (z. B. 80/20 Ni/Cr Gew.-%)
Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Schichtdicken sind:
Bei den fünf (5) Schichtausführungsformen, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, betragen besonders bevorzugte Schichtdicken etwa:
Beim Sprühbeschichten der Schichten (a) und (e) werden vorzugsweise Silicium (Si)-Targets verwendet, bei denen dem Silicium die gewünschte Menge an rostfreiem Stahl (z. B. #316) beigemengt sind, um den gewünschten Endbetrag in der Filmschicht zu erreichen. Bei Ausführung des Aufsprühens in Stickstoff wird Si&sub3;N&sub4; gebildet und wenigstens ein Teil des Chroms in dem rostfreien Stahl bildet Chromnitrid. Wahlweise kann auch Aluminium als Dotierungsmittel in kleinen Mengen (z. B. 6 Gew.-%) zu dem Zweck verwendet werden, das Target leitend zu halten. Jedoch dient auch rostfreier Stahl diesem Zweck, und daher ist Al nicht erforderlich, um das gewünschte Niveau der Leitfähigkeit zu erzielen. In dieser Hinsicht wird hier festgestellt, daß im allgemeinen diejenige Menge an rostfreiem Stahl, die im allgemeinen zur Verwendung bei jeder Schicht in Betracht gezogen wird; etwa 0,5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf den Film; beträgt. Da der Aufsprühprozeß im allgemeinen das Aufsprühen des Siliciums und des rostfreien Stahls (und Al, falls wahlweise vorhanden) bei näherungsweise der gleichen Geschwindigkeit einschließt, kann die Menge jedes verwendeten Bestandteils (falls vernünftig gleichmäßig aufgegeben) im Target selbst so angenommen werden, daß sie mit vernünftiger Genauigkeit im Hinblick auf die Zwecke der Erfindung der resultierenden Menge in der Schicht nach der Sprühbeschichtung entspricht (was durch die Analyse bestätigt wird). Wenn daher hier festgestellt wird, daß eine Schioht eine bestimmte Gewichtsprozentmenge an rostfreiem Stahl einschließt, so bedeutet dies im allgemeinen, daß es sich dabei etwa um diejenige Menge handelt, die im Target Anwendung fand.
In Fig. 1A ist eine Ausführungsform der Erfindung mit sechs (6) Schichten dargestellt. Hier umfassen die fünf oberen Schichten (a') - (e') die gleichen Bestandteile wie die ihnen entsprechenden Schichten (a) - (e) in Fig. 1. Hinzugefügt hierzu ist jedoch eine Unterzugsschicht UC aus TiO&sub2; derart, daß die Dicken dieser Schichten etwa folgendermaßen sind:
Bei bestimmten bevorzugten Ausführungsformen der Schichten der können die folgenden Dicken auftreten:
Bei den Sechs (6)-Schichten-Ausführungsformen der Fig. 1A sind in dieser Hinsicht besonders bevorzugte Dicken die folgenden:
Wie oben festgestellt, hat es sich erwiesen, daß die einzigartige Verwendung von rostfreiem Stahl in den Si&sub3;N&sub4;-Schichten Anlaß zu einem artenmäßigen Schichtsystem gibt (wie durch die Beispiele von Fig. 1 und 1A dargestellt), welches, falls auf der planaren Oberfläche einer monolithischen Glasscheibe (z. B. "float-Glas") mit einer Dicke von etwa 2 bis 6 mm vorgesehen, zu einem Glasgegenstand mit einer normalen Emissionskraft (En) von etwa 0,06 oder weniger, einer hemisphärischen Emissionskraft (Eh) von etwa 0,07 oder weniger, einem Schichtwiderstand (Rs) von etwa 5,0 Ohm/sq. oder weniger führt, wobei dieser Glasgegenstand - von der Glasseite aus betrachtet - im Sichtbaren ein im wesentlichen neutrales Farbreflexionsverhalten zeigt (d. h. von neutral bis schwach blau). Durch Auswahl der geeigneten Dicken liegt die Transparenz im Sichtbaren bei wenigstens etwa 70%, und die monolithische Schicht kann, wie oben definiert, mit Wärme behandelbar gemacht werden.
Ein typischer Bereich der Reflexionsstärke und der Farbkoordinaten für die Ausführungsformen dieser Erfindung unter Verwendung der Dicken monolithischer Glasscheiben mit Beschichtungen, wie oben beschrieben, ist:

Glasseite:

RGY etwa 8 bis 18
ah etwa -3 bis +3
bh etwa 0 bis -15

Filmseite:

RpY etwa 4 bis 15
ah etwa 0 bis +8
bh etwa -5 bis -20
Bei bevorzugten Ausführungsformen sind diese Kenndaten:

Glasseite:

RGY etwa 9 bis 15
ah etwa -1 bis +3
bh etwa -4 bis -10

Filmseite:

RFY etwa 4 bis 10
ah etwa +3 bis +7
bh etwa -10 bis -20
Bei den Ausführungsformen der Fig. 1 sind die Reflexionsstärke- und Farbkoordinaten-Werte, wenn die besonders bevorzugten, oben angegebenen Dicken für diese Fünf(5)- Schichten- Ausführungen eingesetzt werden, die folgenden:

Glasseite:

RGY etwa 10,2
RY etwa 0,2
bh etwa -4,7

Filmseite:

RFY etwa 4,6
ah etwa 6,5
bh etwa -15,8
Bei den Ausführungsformen der Fig. 1 sind die Reflexionsstärke- und Farbkoordinaten-Werte, falls die besonders bevorzugten, oben angegebenen Dicken für die sechs (6) angegebenen Schichtausführungen eingesetzt werden:

Glasseite:

RGY etwa 11,0
ah etwa 2,3
bh etwa -8,8

Filmseite:

RFY etwa 6,0
ah etwa 5,4
bh etwa -17,5
Eine solche monolithische, aus klarem float-Glas hergestellte Glasscheibe hatte, wie sich zeigte, in der Tat eine Transparenz im Sichtbaren von etwa 76%, Während die Transparenz im Sichtbaren des oben beschriebenen, insbesondere bevorzugten Schichtensystems mit fünf (5) Schichten etwa 71% beträgt. In beiden Fällen erwies es sich, daß die Schichtsysteme mit Wärme behandelbar sowie chemisch und mechanisch beständig waren.
Obwohl die Menge an rostfreiem Stahl zur Anpassung an individuelle Erfordernisse variiert werden kann, erwies sich als vorzuziehen, beim Beschichten durch Aufsprühen entweder der Fünf- Schicht- oder der Sechs-Schicht-Ausführungsform gemäß Fig. 1 bzw. 1A ein Silicium(Si)-Target mit etwa 6 Gew.-% rostfreiem Stahl zu verwenden, und auf diese Weise aufgrund der oben beschriebenen Annahme eine Schicht mit etwa 6 Gew.-% rostfreiem Stahl zu erzeugen. Es wird bei praktischer Ausübung dieser Erfindung auch bevorzugt, beim Beschichten durch Aufsprühen mit den beiden sandwichartig angeordneten, kernbildenden Schichten b, d oder b', d' für die Silberschicht c oder c' das Aufsprühen in einer Stickstoffumgebung auszuführen, falls Nickelchrom (z. B. 80/20, Ni/Cr Gew.-%) Anwendung findet, wodurch wenigstens ein Teil des Chroms im Nickelchrom in ein Nitrid umgewandelt wird. In ähnlicher Weise wird natürlich wenigstens ein Teil des Chroms im rostfreien Stahl ein Nitrid bilden, wenn das Si/SS- Target in einer Stickstoffumgebung besprüht wird, um Si&sub3;N&sub4; (d. h. Siliciumnitrid) zu bilden:
Wie oben bereits gesagt, zeigt Fig. 2 etwas schematisch eine typische IG-Einheit gemäß der Erfindung. Um die mit "In" bezeichnete "Innenseite" der IG-Einheit von ihrer mit "Out" bezeichneten "Außenseite" zu unterscheiden, ist schematisch die Sonne 9 dargestellt. Wie ersichtlich, besteht eine solche IG- Einheit aus einer "Außenseite"-Glasscheibe 11 und einer "Innenseite"-Glasscheibe 13. Diese beiden Glasscheiben, die z. B. 2 bis 6 mm dick sind, sind an ihren Umfangsrändern durch ein konventionelles Dichtmittel 15 und einen Streifen 17 aus Trocknungsmittel abgedichtet. Die Scheiben werden dann in einem herkömmlichen (nur teilweise schematisch dargestellten) Rahmen 19 eines Fensters oder einer Tür befestigt. Durch Abdichtung der Umfangsränder der Glasscheiben und Ersetzung der Luft in der Kammer 20 durch ein Gas, beispielsweise Argon, ergibt sich eine typische, hochisolierende IG-Einheit. Die Isolierkammer 20 hat in dieser Hinsicht eine typische Breite von etwa 0,5".
Durch Aufbringen des oben beschriebenen Schichtensystems gemäß der Erfindung als Schichtsystem 22 auf die Wand 24 (d. h. die innere planare Fläche) der Außenseite-Glasscheibe 11 innerhalb der Kammer 20, wie dargestellt, oder alternativ auf die Wand 26 (d. h. die innere planare Fläche) der Innenseite-Glasscheibe 13 in der (nicht dargestellten) Kammer 20, ergibt sich eine besonders einzigartige, nicht spiegelähnliche IG-Einheit, die in der Farbe im wesentlichen neutral ist, wenn sie entweder von der Innenseite oder der Außenseite des Gebäudes aus betrachtet wird, in welchem die IG-Einheit installiert ist. In dieser Hinsicht zeigt Fig. 2 verständlicherweise natürlich nur eine Ausführungsform einer IG-Einheit, bei welcher die besonderen Schichtensysteme gemäß der Erfindung eingesetzt werden können. In der Tat sind die Schichtensysteme gemäß der Erfindung allgemein für eine Anwendung bei einer großen Vielfalt von IG- Einheiten verfügbar, einschließlich solcher Einheiten, welche mehr als zwei Glasscheiben einschließen. Allgemein gesprochen jedoch haben die IG-Einheiten gemäß der Erfindung, wenn das Schichtensystem auf der Wand einer der beiden Glasscheiben innerhalb einer Isolierkammer der IG-Einheit aufgebracht ist, typischerweise die folgenden Kenndatenbereiche: Tabelle 1
In dieser Hinsicht fallen bei bestimmten Ausführungsformen typasche Werte der Reflexionsstärke und der Farbkoordinaten innerhalb den nachstehenden Bereich; wenn von der Außenseite oder Innenseite aus betrachtet:
Die Transparenz im Sichtbaren beträgt wenigstens 61 und vorzugsweise wenigstens 63%.
Zusätzlich zu den obigen Merkmalen werden bei bestimmten bevorzugten Ausführungsformen, bei denen das oben erwähnte, besonders bevorzugte Fünf-Schichten-System, dargestellt in Fig. 1 (unter Verwendung der oben aufgelisteten, bevorzugten Dicke) benutzt wird, die folgenden Verhaltensmerkmale erreicht, wenn ein derartiges System in einer IG-Einheit zusammen mit einer 1/2" breiten, mit Argon gefüllten Kammer 20 benutzt wird, wenn diese Merkmale entsprechend dem Software-Programm berechnet werden, das unter dem Namen "WINDOW 4.1" von Lawrence Berkley Laboratories of Berkeley, California, bekannt ist, und wenn daneben ein Hitachi-Spektrophotometer verwendet wird, um die Eingangsdaten zu erhalten für: (1) solare Transparenz im Sichtbaren(2) solare Reflexion, Filmseite und Glasseite; und (3) ein Beckman-Infrarot-Spektrophotometer zur Messung des Emissionsvermögens. Das WLNDOW 4.1-Programm, 1988-1994, ist ein unter Copyright-Schutz stehendes Programm der Leiter der Universität von Kalifornien mit dem Titel "Fenestration Production Thermal Analysis Program". Tabelle 2:
In ähnlicher Weise erhält man unter Verwendung derselben Meßtechnik bei dem oben erwähnten System die folgenden Verhaltensmerkmale, wenn es sich bei dem Schichtensystem entweder auf der Wand 24 oder der Wand 26 (Fig. 2) um das besonders bevorzugte, aus sechs Schichten bestehende System handelt, das in Fig. 1A dargestellt ist (unter Verwendung der oben aufgelisteten, besonders bevorzugten Dicken). Die betreffenden Werte sind wie folgt: Tabelle 3:
Bei diesen beiden Ausführungsformen können die monolithischen Glasscheiben sowohl dem Kochtest zur Bestimmung der chemischen Beständigkeit als auch dem oben erwähnten Pacific-Scientific- Abrasion-Testgerät zur Bestimmung der mechanischen Beständigkeit unterworfen werden. Beide Tests werden von beiden Ausführungsformen durchlaufen.

BESONDERE BEISPIELE

Ein Airco ILS-1600 Forschungs-Beschichtungsgerät wurde verwendet, um die Schichtaufbauten sowohl gemäß Fig. 1 als auch gemäß Fig. 1A auszubilden. Dieses Heschichtungsgerät hatte die Möglichkeit, entweder drei oder vier Targets zum Einsatz zu bringen (im Falle von vier Targets müssen wenigstens zwei c-mag sein, z. B. Si und Ti). Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1A gilt: Kathode #1 ist Titan; Kathode #2 ist Silicium mit 5% Al und 6% beigemischtem #316 rostfreiem Stahl; Kathode #3 ist Silber; und Kathode #4 ist Nickelchrom (80/20 Gew.-% Ni/Cr). Wie bereits festgestellt, können die Kathoden #1 und #2 in c-mag- Form vorliegen. Hei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 wird die Titan-Kathode eliminiert, und die drei anderen verbleiben die gleichen.
Die beiden Schichtaufbauten werden auf einer klaren, monolithischen Glasscheibe aus Natriumcarbonat-Kalk-Siliziumdioxid- Float-Glas mit einer Dicke von 0,087" ausgebildet. Die nachfolgend angegebenen Beschichterabsetzungen fanden Anwendung: (Fünf-Schicht-System - Fig. 1) (Sechs-Schicht-System - Fig. 1A)
Die Dicken, gemessen durch die oben beschriebene "n & k"- Technik, sind nachfolgend angegeben:
Die optischen und elektrischen Eigenschaften jedes Systems sind wie folgt: (Fünf-Schicht-System - Fig. 1)

Elektrisch

Rs, 4,7
En, 0,06
Eh, 0,07 (Sechs-Schicht-System - Fig. 1A)

Elektrisch

Rs, 4,8
En, 0,05
Eh, 0,06
Diese beiden obigen Schichtsysteme werden jeweils zu einer IG- Einheit des in Fig. 2 dargestellten Typs ausgebildet (Beschichtung auf der Wand 24, 0,5" breite, mit Argon gefüllte oder evakuierte Isolierkammer). Die optischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften dieser Einheit (festgestellt unter Anwendung der oben beschriebenen WINDOW 4.1-Technik) sind wie folgt
Der Einfluß des rostfreien Stahls auf die optischen und elektischen Eigenschaften wird demonstriert durch einen Vergleich der Merkmale des obigen Fünf-Schicht-Systems (mit 6 Gew.-% #316 rostfreiem Stahl) mit einem duplizierten Fünf-Schichten-System von im wesentlichen dergleichen Dicke unter Anwendung derselben drei Targets, wobei jedoch bei dem duplizierten System ein SI- Target, dotiert mit 5% Al ohne jede Beifügung von rostfreiem Stahl zur Anwendung gelangte. Hier sind die Beschichterabset zungen für das keinen rostfreien Stahl enthaltende Schichtensystem wie folgt:
Die optischen und elektrischen Eigenschaften dieses duplizierten, monolithischen Fünf-Schichten-Systems (auf dem gleichen Glassubstrat) ohne rostfreien Stahl sind:

Elektrisch

RS, 5,2
En, 0,07
eh, 0,08
Wie ersichtlich, führt die Verwendung ohne rostfreien Stahl zu einer erheblichen Verbesserung der Kenndaten des Glasgegenstands, ins besondere zu einer Absenkung der E-Werte, die, im Falle des Sechs-Schichten-Systems, sogar noch niedriger sind.
Im Weg eines weiteren Vergleiches und in Kontrast zu den Kenndaten der beiden obigen Ausführungsformen gemäß der Erfindung werden die nachfolgenden Kenndaten angegeben, die durch Anwendung der oben beschriebenen WINDOW 4.1-Technik (0,5" Argonkammer) auf das oben erwähnte, kommerzielle IG-Produkt gemäß dem Stande der Technik "Cardinal-171" gewonnen wurden: Tabelle 4

Farbe (h) Hunter, I11. C10º Observer (monolithische Scheibe)

Ty, 80,7
ah, -1,26
bh, +2,62
RGY, 5,98
ah, +2,37
bh, -5,68
RFY, 4,90
ah, -2,01
bh, 0,60
Es ist in dieser Hinsicht anzumerken, daß dieses IG-Erzeugnis Cardinal-171 auf dem Markt eine beträchtliche kommerzielle Akzeptanz erfahren hat. Sein einziger wirklicher Nachteil ist sein Mangel an chemischer Beständigkeit. Sein genaues Schichtaufbausystem ist unbekannt. Es ist jedoch anzunehmen, daß es mit demjenigen konsistent ist, das in der oben erwähnten U. S. - Patentschrift Nr. 5,302,449 beschrieben ist.
Wie durch einen Vergleich der Ergebnisse dieser Erfindung mit denjenigen des bereits kommerziell akzeptierten Erzeugnisses ersichtlich, hat die vorliegende Erfindung ein hohes Niveau an Wettbewerbsfähigkeit unter Verwendung eines beträchtlich verschiedenen und weniger kostspieligen Schichtaufbausystems erreicht. Während beispielsweise das Cardinal-Produkt eine etwas höhere Transparenz im Sichtbaren erreicht als die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (73% gegenüber 70%), liegen dennoch diese 70 * nicht nur gut innerhalb des akzeptablen Niveaus, sondern diese 70% sind dann, wenn niedrigere Schattierungskoeffizienten, wie oben erwähnt, erwünscht sind (z. H. zur Reduzierung der Klimatisierungskosten bei heißem Wetter), kommerziell willkommener als die 73%. Von besonderer Bedeutung ist jedoch die durch die Erfindung erreichte, überlegene chemische Beständigkeit. Beide Erzeugnisse haben sehr niedrige, Emissionskräfte und im wesentlichen gleiche und hervorragende U-Werte.
Mit Bezug auf die oben angegebenen IG-Verhaltensmerkmale, die bisher noch nicht definiert wurden, beispielsweise UWinter, R- Wert, etc., werden diese Ausdrücke in der einschlägigen Technik wohl verstanden und werden hier in Übereinstimmung mit ihren akzeptierten Bedeutungen verwendet. Beispielsweise ist der "U"- Wert ein Maß für die Isolationseigenschaft des IG-Systems. UWinter und USommer werden entsprechend der Vorschrift NFRC 100-91 (1991) bestimmt, einer Normvorschrift, die in der WINDOW 4.1- Software enthalten ist. Der "Schattierungskoeffizient" ("S. C.") wird in Übereinstimmung mit der Vorschrift NFRC 200-93 (1993) bestimmt, wobei zuerst der Koeffizient der Sonnenwärmenutzung festgestellt und durch 0,87 geteilt wird. Der "relative Wärmenutzen" (r. h. g.) wird durch das gleiche Verfahren gemäß NFRC 200-93 festgestellt. "Tsolar" bedeutet die gesamte Sonnenenergietransparenz, eine bekannte Kombination der Durchlässigkeit im UV-, sichtbaren und IR-Bereich. "Rsoiar" bedeutet in ähnlicher Weise die gesamte Sonnenlichtreflexionsstärke, eine ebenfalls bekannte Kombination der Reflexionsstärke im UV-, sichtbaren und IR-Bereich.
Fig. 3 ist eine schematische Teilansicht eines typischen Familienhauses 28 mit verschiedenen Öffnungen, bei denen die vorliegende Erfindung angewandt werden kann. Beispielsweise kann im Fenster 30 entweder eine monolithische Glasscheibe mit einem aufgebrachten erfindungsgemäßen Schichtaufbau eingebracht sein, oder man kann als "Sturmfenster" dort eine erfindungsgemäße IG- Einheit anwenden, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. In ähnlicher Weise können eine gleitbare Wandtafel 32 oder eine nicht gleitbare Wandtafel 34 sowie eine Fronttürplatte 36 durch Anwendung der Erfindung ebenso aufgebaut werden, und zwar entweder als monolithische Glasscheibe oder als eine IG-Einheit.
Fig. 4 ist ein schematische Darstellung einer typischen, aus zwei Scheiben bestehenden IG-Einheit vor der Abdichtung. Bei bestimmten Ausführungformen dieser Erfindung sind die Schichten, wie oben festgestellt, mit Wärme behandelbar. In dieser Figur sind in dem vorbereiteten Stapel zwei typische, klare Float-Glasscheiben 31 und 33 verwendet, die durch Glasperlen 35 in einen ausgewählten gegenseitigen Abstand (z. B. 0,1 mm) gehalten sind. Die untere Scheibe 33, die geringfügig größer als die obere Scheibe 31 ist, trägt ein Schichtensystem 37 gemäß der Erfindung, das auf ihre innere planare Fläche durch Aufsprühen aufgebracht ist (wahlweise kann auch die innere planare Fläche der Scheibe 31 für das Aufbringen des Schichtensystems verwendet werden). Eine herkömmliches Dichtmittel 39 (z. B. ein nieder schmelzendes Keramikmaterial) wird dann im Umfangsbereich 41 aufgebracht, der durch Zentrierung der kleineren Scheibe 31 auf der größeren Scheibe 33 definiert wird.
In herkömmlicher Weise wird ausreichend Wärme (z. B. etwa 500ºC) aufgebracht, so daß das Dichtmittel 39 fließt, und hierdurch eine Isolierkammer 43 erzeugt. Während dieses Vorganges wirdein Vakuum angelegt, um so viel Luft und Wasserdampf wie wirtschaftlich machbar zu entfernen, so daß wahlweise entweder ein Vakuum verbleibt, oder es wird die Luft und der Wasserdampf durch ein neutrales Gas, z. B. Argon ersetzt. Bei einer alternativen Technik werden die Ränder flammabgedichtet, anstatt ein Dichtmittel zu verwenden. In jedem Falle muß Hitzeanwenung stattfinden, um die Dichtung zu erzeugen und Wasserdampf auszutreiben. Daher finden die mit Wärme behandelbaren Ausführungsformen der Erfindung einzigartige Anwendung beiden IG- Einheiten des in Fig. 4 dargestellten Typs, wobei das Schichtensystem befähigt sein muß, derjenigen Hitze zu widerstehen, die während des Abdichtens angewandt wird, ohne daß die gewünschten Eigenschaften des Endproduktes nachteilig beeinflußt werden.
Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform gelangt kein Vakuumprozess zur Anwendung und ein Abstand der Scheiben von 12,7 mm (0,5") für die Kammer wird durch verschiedene an sich bekannte, herkömmliche Techniken bewirkt. Bei einem solchen Prozess wird die Isolierkammer gewöhnlich mit Argon gefüllt, so daß etwa vorhandene Luft oder etwa vorhandener Wasserdampf (nämlich Nässe oder Feuchtigkeit) abtransportiert wird.
Aufgrund der oben gegebenen Offenbarung sind für den Fachmann zahlreiche weitere Merkmale, Modifikationen und Verbesserungen offensichtlich. Auch diese weiteren Merkmale, Modifikationen und Verbesserungen werden infolgedessen als ein Teil dieser Erfindung betrachtet, deren Schutzbereich durch die nachfolgenden Ansprüche bestimmt ist.

Claims

1. Ein durch Aufsprühen beschichteter Glasgegenstand mit einem Glassubstrat, das auf einer seiner planaren Oberflächen vom Glas nach auswärts gerichtet ein System aus folgenden Schichten aufweist:

a) eine Grundschicht aus Si&sub3;N&sub4; und rostfreiem Stahl, wobei der rostfreie Stahl in einer Menge von etwa 0,5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf diese Schicht, vorhanden ist;

b) eine Schicht aus Nickel oder Nickelchrom;

c) eine Schicht aus Silber;

d) eine Schicht aus Nickel oder Nickelchrom; und

e) eine Überzugsschicht aus Si&sub3;N&sub4; und rostfreiem Stahl, wobei der rostfreie Stahl in einer Menge von etwa 0,5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf diese Schicht, vorhanden ist und wobei

- wenn das Glassubstrat eine Dicke von etwa 2 bis 6 mm hat

- das beschichtete Glassubstrat eine normale Emissionskraft (En) von etwa 0,06 oder weniger, eine hemisphärische Emissionskraft (Eh) von etwa 0,07 oder weniger, einen Schichtwiderstand (Rs) von etwa 5,0 Ohm/sq oder weniger hat und - von der Glasseite aus betrachtet - im Sichtbaren ein im wesentlichen neutrales Farbreflexionsverhalten zeigt.

2. Ein durch Aufsprühen beschichteter Glasgegenstand nach Anspruch 1, bei dem das beschichtete Glassubstrat im Sichtbaren eine Transparenz von wenigstens etwa 70% hat.

3. Ein durch Aufsprühen beschichteter Glasgegenstand nach Anspruch 1, bei dem der Glasgegenstand mit Wärme behandelbar ist.

4. Ein durch Aufsprühen beschichteter Glasgegenstand nach Anspruch 1, bei dem das Schichtensystem außerdem eine aus TiO&sub2; bestehende Unterzugsschicht einschließt und die Schichten etwa die folgenden Dicken haben:

5. Ein durch Aufsprühen beschichteter Glasgegenstand nach Anspruch 4, bei dem das Glassubstrat eine normale Emissionskraft (En) von etwa 0,05 oder weniger, eine hemisphärische Emissionskraft (Eh) von etwa 0,06 oder weniger und einen Schichtwiderstand (Rs) von etwa 5,0 Ohm/sq oder weniger hat.

6. Ein durch Aufsprühen beschichteter Glasgegenstand nach Anspruch 5, der im wesentlichen aus dieser Unterzugsschicht und den Schichten (a) bis (e) besteht, und wobei der rostfreie Stahl in den Schichten (a) und (e) in einer Menge von etwa 6 Gew.-%, bezogen auf diese Schicht, vorhanden ist.

7. Ein durch Aufsprühen beschichteter Glasgegenstand nach Anspruch 6, bei dem die Schichten etwa die folgenden Dicken haben:

8. Ein durch Aufsprühen beschichteter Gegenstand nach Anspruch 7, bei dem die Schichten (b) und (d) aus ChromNitrid bestehen und der rostfreie Stahl aus ChromNitrid besteht.

9. Ein durch Aufsprühen beschichteter Gegenstand nach Anspruch 8, bei dem die Schichten etwa die folgenden Dicken haben:

und wobei das dieses Schichtensystem tragende Glassubstrat die folgenden Kenndaten hat:

Glasseite:

RGY etwa 11,0

bh etwa 2,3

ah etwa 2,3

Filmseite:

RFY etwa 6,0

ah etwa 5,4

bh etwa -17,5

wobei RY die Reflexionsstärke und ah und bh die Farbkoordinaten, gemessen in Hunter-Einheiten, I11. C.. 10º Observer, sind, und wobei das Schichtensystem mechanisch und chemisch beständig ist und eine Transparenz im Sichtbaren von etwa 76% hat.

10. Ein durch Aufsprühen beschichteter Gegenstand nach Anspruch 9, bei dem das Schichtensystem mit Wärme behandelbar ist.

11. Ein durch Aufsprühen beschichteter Glasgegenstand nach Anspruch L, bei dem das Schichtensystem im wesentlichen aus den Schichten (a) - (e) besteht und die Schichten etwa die folgenden Dicken haben:

12. Ein durch Aufsprühen beschichteter Gegenstand nach Anspruch 11, bei dem die Schichten etwa die folgenden Dicken haben:

13. Ein durch Aufsprühen beschichteter Gegenstand nach Anspruch 12, bei dem das Schichtensystem chemisch und mechanisch beständig ist.

14. Ein durch Aufsprühen beschichteter Gegenstand nach Anspruch 13, bei dem die Schichten etwa die folgenden Dicken haben:

und wobei das Glassubstrat, welches das Schichtensystem trägt, eine Durchlässigkeit im Sichtbaren größer als etwa 70% hat.

15. Ein durch Aufsprühen beschichteter Gegenstand nach Anspruch 14, bei dem das Glassubstrat, welches dieses Schichtensystem trägt, die folgenden Kenndaten hat:

Glasseite:

RGY etwa 10,2

ah etwa 0,4

bh etwa -4,7

Filmseite:

RFY etwa 4,6

ah etwa 6,5

bh etwa -15,8

wobei RY die Reflexionsstärke und ah und bh die Farbkoordinaten, gemessen in Hunter-Einheiten, I11. C., 10º Observer, sind.

16. Ein durch Aufsprühen beschichteter Gegenstand nach Anspruch 15, bei dem das Schichtensystem mit Wärme behandelbar ist.

17. Ein durch Aufsprühen beschichteter Gegenstand nach Anspruch 16, bei dem der rostfreie Stahl in den Schichten (a) und (e) in einer Menge von etwa 6 Gew.-%, bezogen auf die Schicht, vorhanden ist.

18. Ein durch Aufsprühen beschichteter Gegenstand nach Anspruch 17, bei dem die Schichten (b) und (c) aus ChromNitrid und der rostfreie Stahl aus ChromNitrid besteht.

19. Ein durch Aufsprühen beschichteter Gegenstand nach Anspruch 1, bei dem der rostfreie Stahl No. 316 stainless steel ist.

20. Ein durch Aufsprühen beschichteter Gegenstand nach Anspruch 1, bei dem das Glassubstrat, welches das Schichtensystem auf einer seiner Oberflächen trägt, die folgenden Kenndaten hat:

Glasseite:

RGY etwa 8 bis 18

ah etwa -3 bis +3

bh etwa 0 bis -15

Filmseite:

RFY etwa 4 bis 15

ah etwa 0 bis +8

bh etwa -5 bis -20

21. Ein durch Aufsprühen beschichteter Gegenstand nach Anspruch 20, bei dem die Kenndaten der Glas- und Filmseite die folgenden sind:

Glasseite:

RGY etwa 9 bis 15+

ah etwa -1 bis +3

bh etwa -4 bis -10

Filmseite:

RFY etwa 4 bis 10

ah etwa +3 bis +7

bh etwa -10 bis -20

22. Ein durch Aufsprühen beschichteter Gegenstand nach Anspruch 1, bei dem die Transparenz im Sichtbaren des beschichteten Glassubstrates etwa 74 bis 76% beträgt.

23. Eine Isolierglaseinheit mit wenigstens zwei im wesentlichen zueinander parallelen, in gegenseitigem Abstand gehaltenen Glasscheiben, wobei wenigstens eine Glasscheibe eine durch Aufsprühen beschichtete Glasscheibe nach Anspruch 1 ist.

24. Eine Isolierglaseinheit nach Anspruch 23, bei der die beiden Glasscheiben an ihren Umfangsrändern miteinander abgedichtet sind, so daß eine Isolierkammer zwischen ihnen entsteht, und wobei das Schichtensystem auf einer Oberfläche einer der Glasscheiben innerhalb der Isolierkammer angeordnet ist, und wobei die Reflexionsstärke und die Farbkenndaten folgende Werte haben:

von der Außenseite aus gesehen:

RGY etwa 14 bis 20

ah etwa -2 bis +2

bh etwa 0 bis -10

von der Innenseite aus gesehen:

RFY etwa 11 bis 18

ah etwa 0 bis +4

bh etwa 0 bis -10

und wobei die Transparenz im Sichtbaren wenigstens etwa 61% beträgt.

25. Eine Isolierglaseinheit nach Anspruch 24, wobei die Einheit ein Isolierglasfenster, eine Isolierglastür oder eine Isolierglaswand ist und die Transparenz im Sichtbaren wenigstens etwa 63% beträgt.

26. Eine Isolierglaseinheit mit wenigstens zwei im wesentlichen zueinander parallelen, in gegenseitigem Abstand ge haltenen Glasscheiben, die an ihren Umfangsrändern miteinander abgedichtet sind, so daß eine Isolierkammer zwischen ihnen entsteht, wobei wenigstens eine der Glasscheiben eine durch Aufsprühen beschichtete Glasscheibe nach Anspruch 4 ist, wobei das Schichtensystem innerhalb der Isolierkammer angeordnet ist.

27. Eine Isolierglaseinheit mit wengistens zwei im wesentlichen zueinander parallelen, in gegenseitigem Abstand zueinander gehaltenen Glasscheiben, die an ihren Umfangsrändern miteinander abgedichtet sind, so daß eine Isolierkammer zwischen ihnen entsteht, wobei wenigstens eine der Glasscheiben eine durch Aufsprühen beschichtete Glasscheibe nach Anspruch 8 ist, wobei das Schichtensystem innerhalb der Isolierkammer angeordnet ist.

28. Eine Isolierglaseinheit mit wenigstens zwei im wesentlichen zueinander parallelen, in gegenseitigem Abstand gehaltenen Glasscheiben, die an ihren Umfangsrändern miteinander durch Wärmeeinwirkung abgedichtet sind, so daß eine im wesentlichen luftfreie Isolierkammer zwischen ihnen entsteht, wobei wenigstens eine der Glasscheiben eine durch Aufsprühen beschichtete Glasscheibe nach Anspruch 10 ist, wobei das Schichtensystem innerhalb der Isolierkammer angeordnet ist.

29. Eine Isolierglaseinheit mit wenigstens zwei im wesentlichen zueinander parallelen, in gegenseitigem Abstand gehaltenen Glasscheiben, die an ihren Umfangsrändern miteinander abgedichtet sind, so daß eine Isolierkammer zwischen ihnen entsteht, wobei wenigstens eine der Glasscheiben eine durch Aufsprühen beschichtete Glasscheibe nach Anspruch 11 ist, wobei das Schichtensystem innerhalb der Isolierkammer angeordnet ist.

30. Eine Isolierglaseinheit mit wenigstens zwei im wesentlichen zueinander parallelen, in gegenseitigem Abstand ge haltenen Glasscheiben, die an ihren Umfangsrändern miteinander abgedichtet sind, so daß eine Isolierkainmer zwischen ihnen entsteht, wobei wenigstens eine der Glasscheiben eine durch Aufsprühen beschichtete Glasscheibe nach Anspruch 13 ist, wobei das Schichtensystem innerhalb der Isolierkammer angeordnet ist.

31. Eine Isolierglaseinheit mit wenigstens zwei im wesentlichen zueinander parallelen, in gegenseitigem Abstand gehaltenen Glasscheiben, die an ihren Umfangsrändern miteinander durch Wärmeeinwirkung abgedichtet sind, so daß eine im wesentlichen luftfreie Isolierkammer zwischen ihnen entsteht, wobei wenigstens eine der Glasscheiben eine durch Aufsprühen beschichtete Glasscheibe nach Anspruch 18 ist, wobei das Schichtensystem innerhalb der Isolierkammer angeordnet ist.

32. Verfahren zum Herstellen einer Isolierglaseinheit mit wenigstens zwei an ihren Umfangsrändern miteinander abgedichteten Glasscheiben, zwischen denen wenigstens eine Isolierkammer ausgebildet ist, wobei das Verfahren folgende Schritte einschließt: Halten der Glasscheiben in gegenseitigem Abstand, Erwärmen der Scheiben auf erhöhte Temperatur und gegenseitiges Abdichten der Umfangsränder der Glasscheiben bei oder oberhalb dieser erhöhten Temperatur und Verwendung des durch Aufsprühen beschichteten Glasgegenstand nach Anspruch 3 als wenigstens eine der Glasscheiben den in solcher Anordnung, daß sich das auf ihn aufgebrachte Schichtensystem innerhalb der Isolierkammer befindet.

33. Verfahren nach Anspruch 32, bei dem wenigstens eine der Glasscheiben der durch Aufsprühen beschichtete Glasgegenstand nach Anspruch 10 ist.

34. Verfahren nach Anspruch 32, bei dem wenigstens eine der Glasscheiben der durch Aufsprühen beschichtete Glasgegenstand nach Anspruch 16 ist.