DE10349169A1 - Method for determining a coating on a glass substrate - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Methode zur Erkennung einer Beschichtung auf einem Glassubstrat, wobei die Reflexionseigenschaften eines an der Beschichtung, speziell an ihrer Grenzfläche mit der Luft, reflektierten Lichtstrahls bekannt seien, dadurch charakterisiert, dass die Reflexion eines Lichtstrahls an der zu prüfenden Oberfläche eines Glassubstrats oder einer monolithischen, beschichteten oder Mehrfach-Verglasungseinheit und nachfolgend an einer anderen Oberfläche gemessen wird und die Ergebnisse dann verglichen werden, um zu bestimmen, ob die zu prüfende Oberfläche mit der Beschichtung versehen ist. DOLLAR A Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens und die Anwendung dieses Verfahrens bei verschiedenartigen Verglasungseinheiten.The present invention relates to a method for recognizing a coating on a glass substrate, wherein the reflection properties of a light beam reflected on the coating, especially at its interface with the air, are known, characterized in that the reflection of a light beam on the surface of a glass substrate to be tested or a monolithic, coated or multiple glazing unit and subsequently measured on another surface and the results are then compared to determine whether the surface to be tested is coated. DOLLAR A The invention also relates to a device for carrying out this method and the application of this method to various types of glazing units.
Description
Die Erfindung betrifft die Erkennung dünner Beschichtungen auf Glas oder einem äquivalenten Material, insbesondere die Erkennung von fast nicht wahrnehmbaren dünnen Beschichtungen.The invention relates to detection thin coatings on glass or an equivalent material, especially the detection of almost imperceptible thin coatings.
Unter den zu erkennenden Beschichtungen können alle Beschichtungen genannt werden, die eine von Glas unterschiedliche Reflexion aufweisen, und Beschichtungen, die als wasserreinigende, selbstreinigende, Antifouling-, einfach zu reinigende, hydrophile/oleophile, hydrophobe/oleophobe, fotokatalytische, gefärbte oder ungefärbte, transparente Beschichtungen bezeichnet werden. Genannt werden können Beschichtungen, die auf SiO2, SiOC, TiO2 und Fluorsilanen, insbesondere mit einer funktionellen (Per)Fluoralkyl-Gruppe, basieren.Among the coatings to be recognized, all coatings can be mentioned that have a different reflection from glass, and coatings that are water-cleaning, self-cleaning, antifouling, easy-to-clean, hydrophilic / oleophilic, hydrophobic / oleophobic, photocatalytic, colored or uncolored, transparent Coatings are called. Coatings based on SiO 2 , SiOC, TiO 2 and fluorosilanes, in particular with a functional (per) fluoroalkyl group, can be mentioned.
Bezüglich der Beschichtungen, die einen wasserreinigenden, selbstreinigenden, Sonnenschutz-, einfach zu reinigenden Charakter etc. haben, ist die Reinigungsfunktion nur dann effektiv, wenn die Seite der Verglasung, auf der die Beschichtung (oder die Beschichtungen) aufgebracht ist, in Kontakt mit der äußeren Atmosphäre ist.Regarding the coatings that a water-cleaning, self-cleaning, sun protection, simple to be cleaned, etc., is the cleaning function effective only when the side of the glazing on which the coating is (or the coatings) is applied, is in contact with the outside atmosphere.
Es hat sich deshalb als absolut notwendig erwiesen, in der Fabrik sicherzustellen, dass die „Beschichtungs"-Seite genau an der äußeren Seite einer Doppelverglasungseinheit angeord net ist, wenn dieses beschichtete Glas zu einer Doppelverglasungseinheit zusammengefügt wird; es hat sich in diesem Zusammenhang ebenfalls als absolut notwendig erwiesen, zu kontrollieren, ob die beschichtete Seite so angebracht ist, dass sie von der Außenseite des Gebäudes nach außen gerichtet ist.It has therefore proven absolutely necessary proven in the factory to ensure that the "coating" side is exactly on the outside a double glazing unit is net if this is coated Glass is assembled into a double glazing unit; in this context it has also become absolutely necessary proven to check whether the coated side is so attached is that they are from the outside of the building outward is directed.
Im Fall selbstreinigender, chemisch aktiver Beschichtungen, die insbesondere auf nanopartikulärem anatasischem TiO2 basieren, ist es weiterhin während der Herstellung von Doppelverglasungseinheiten wichtig, dass das Glas mit der Beschichtung nach der korrekten Seite zeigt (Beschichtung an der Außenseite), da sonst ein Risiko besteht, dass die aktive Beschichtung die organische Versiegelung, die die Doppelverglasung versiegelt, schwächt. Gleichermaßen ist es notwendig, sicherzustellen, dass sich solch eine chemisch aktive Beschichtung nicht in Kontakt mit der Kunststoffzwischenschicht einer laminierten Verglasung oder eines anderen organischen Verbundprodukts befindet, welches sonst progressiv geschwächt werden würde und zu einer raschen Alterung der Verglasung führt.In the case of self-cleaning, chemically active coatings, which are based in particular on nanoparticulate anatase TiO 2 , it is still important during the manufacture of double glazing units that the glass with the coating points to the correct side (coating on the outside), otherwise there is a risk that the active coating weakens the organic seal that seals the double glazing. Likewise, it is necessary to ensure that such a chemically active coating is not in contact with the plastic intermediate layer of laminated glazing or other organic composite product, which would otherwise be progressively weakened and lead to rapid aging of the glazing.
Es ist deshalb höchst bedeutend, die Position der beschichteten Seite des Glases erkennen zu können, sowohl während des Zusammenfügens von Doppelverglasungseinheiten, Mehrfach-Verglasungseinheiten, laminierten Verglasungen etc., als auch wenn die Verglasung im Gebäude oder Transportfahrzeuge eingepasst wird.The position is therefore very important the coated side of the glass, both during the joining of double glazing units, multiple glazing units, laminated glazing etc., as well as if the glazing in the building or transport vehicles is fitted.
Die oben beschriebenen optischen Eigenschaften dieser Beschichtungen (Mangel an Färbung, Transparenz, Reflexion ähnlich der von Glas), machen eine visuelle Erkennung der Position der beschichteten Seite auf der Verglasung während ihrer Zusammenfügung und wenn sie auf der Baustelle eingepasst wird unmöglich.The optical described above Properties of these coatings (lack of color, transparency, reflection similar to that of glass), make a visual detection of the position of the coated Side on the glazing during their assembly and if it is fitted on site it becomes impossible.
Die dielektrische Natur der Beschichtung schließt die Benutzung eines kommerziell erhältlichen, mit elektrischem Leitvermögen arbeitenden Detektors aus.The dielectric nature of the coating excludes use a commercially available with electrical conductivity working detector.
Die Beschichtung könnte durch eine optische Vorrichtung erkannt werden, deren Prinzip auf der Messung der Reflexion von Licht durch die Seiten der Verglasung beruht. Diese Vorrichtungen messen die Lichtmenge, welche spiegelnd durch die Oberfläche, mit der sie in Kontakt sind, reflektiert wird. Diese Messung verwendet ein optoelektronisches System, dass das erhaltene Signal mit einem in dem Detektor gespeicherten Wert vergleicht. Dieser Referenzwert, der während der Konstruktion des Detektors festgesetzt wird, korrespondiert zu einer leicht höheren Signalstärke, als die bei der Reflexion an einer Glasseite erhaltenen. Wenn das gemessene Signal schwächer als das Referenzsignal ist, ist die Seite, die in Kontakt mit der Vorrichtung ist, eine Glasseite, wenn das Signal stärker als das Referenzsignal ist, ist die Vorrichtung in Kontakt mit der beschichteten Seite.The coating could go through an optical device can be recognized, the principle of which on the Measuring the reflection of light through the sides of the glazing based. These devices measure the amount of light that is specular through the surface, with which they are in contact is reflected. This measurement used an optoelectronic system that the signal obtained with a compares the value stored in the detector. This reference value, the while the construction of the detector is fixed corresponds to a slightly higher one Signal strength, than that obtained from the reflection on one side of the glass. If that measured signal weaker than the reference signal is the side that is in contact with the Device is a glass side when the signal is stronger than is the reference signal, the device is in contact with the coated Page.
Es wurde festgestellt, dass ein solcher Detektor während der Benutzung nach kurzer Zeit fehlerhafte Resultate liefert. Der prinzipielle Grund der Erkennungsfehler liegt in der Verschmutzung der Messoptik. Wenn, wie es unvermeidbar ist, die Messoptik progressiv verschmutzt (mit Staub, Fingerabdrücken, Kratzern, etc.), wird das reflektierte Licht abgeschwächt, bis ein Grad erreicht ist, der systematisch unter dem Referenzsignal liegt, unabhängig von der Natur der Seite, die in Kontakt mit dem Detektor ist. Der Detektor sieht dann nur Glasseiten, mit dem Risiko, dass die Verglasungen falsch zusammengesetzt oder falsch eingepasst werden. Da solch eine Vorrichtung nicht durch den Benutzer gereinigt werden kann, ist der Detektor dann außer Betrieb.It was found that such Detector during returns incorrect results after a short time. The the main reason for the detection errors is the pollution the measuring optics. If, as is inevitable, the measuring optics are progressive dirty (with dust, fingerprints, scratches, etc.) the reflected light is weakened, until a level is reached that is systematically below the reference signal lies, independent the nature of the side that is in contact with the detector. The The detector then only sees glass sides, with the risk of glazing incorrectly assembled or incorrectly fitted. Because such a device cannot be cleaned by the user is the detector then save Business.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Erkennung einer dünnen, speziell einer fast nicht wahrnehmbaren, auf Glas abgeschiedene Beschichtung verfügbar zu machen, die das oben beschriebene Problem einer Verschmutzung oder Alterung des Detektors, insbesondere der Messoptik, überwindet.The object of the invention is a Device for recognizing a thin, especially one almost not perceptible coating available on glass make the pollution or problem described above Aging of the detector, in particular the measuring optics, is overcome.
Dafür ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Erkennung einer Beschichtung auf einem Glassubstrat, wobei die Reflexionseigenschaften eines an der Beschichtung, insbesondere an ihrer Grenzfläche mit der Luft, reflektierten Lichtstrahls bekannt seien. Das besondere Merkmal dieses Verfahrens besteht darin, dass die Reflexion eines Lichtstrahls an der zu prüfenden Oberfläche eines Glassubstrats oder einer monolithischen, laminierten oder Mehrfach-Verglasungseinheit und anschließend an einer anderen Oberfläche gemessen wird und die Ergebnisse dann verglichen werden, um zu bestimmen, ob die zu prüfende Oberfläche mit der Beschichtung versehen ist.To this end, the invention relates to a method for recognizing a coating on a glass substrate, the reflection properties of a light beam reflected on the coating, in particular on its interface with the air, being known. The special feature of this method is that the reflection of a light beam is measured on the surface of a glass substrate or monolithic, laminated or multiple glazing unit to be tested and then on another surface, and the results are then compared to determine whether the surface to be tested with the coating is provided.
Der Vorteil dieses Erkennungsverfahrens liegt in den zwei Messungen, die die Abschwächung des Signals, die aus einer Verschmutzung oder einer anderen Erscheinung (z. B. eine driftende Messelektronik) resultiert, kompensieren. Wenn das gemessene erste Signal S 1 durch einen Faktor r abgeschwächt ist, so wird das zweite Signal S2 mit dem gleichen Faktor r abgeschwächt. Nach einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens wird das Verhältnis der zwei gemessenen Signale, in diesem Fall r.Sl/r.S2 = S1/S2, bestimmt, um die Ergebnisse der beiden Messungen zu vergleichen. Dieses Verhältnis ist deshalb identisch zu dem, welches ohne eine Abschwächung der Signale S1 und S2 erhalten wird.The advantage of this detection method lies in the two measurements that the attenuation of the signal that comes from contamination or another phenomenon (e.g. a drifting Electronics) results, compensate. If the measured first Signal S 1 is weakened by a factor r, so the second Signal S2 attenuated by the same factor r. After an advantageous execution the procedure becomes the ratio of the two measured signals, in this case r.Sl/r.S2 = S1 / S2, to compare the results of the two measurements. This ratio is therefore identical to that which does not weaken Signals S1 and S2 is obtained.
Bei der Ausführung dieses Verfahrens ist es möglich, die zu prüfende Oberfläche mit einer Kontrolloberfläche zu vergleichen, die z. B. entweder aus der „erwarteten", mit einer Beschichtung versehenen Oberfläche, speziell einer Glasscheibe mit Beschichtung, oder aus demselben Substrat ohne die Beschichtung (Glasscheibe alleine) besteht. Im ersten Fall wird die Anwesenheit der Beschichtung ein Signalverhältnis geben, das genügend nah 1 ist, während es in dem zweiten Fall genügend entfernt von 1 ist; die Abwesenheit einer Beschichtung wird zum entgegengesetzten Resultat führen.When performing this procedure is it possible the one to be checked surface with a control surface to compare the z. B. either from the "expected" with a coating provided surface, specifically a sheet of glass with coating, or from the same There is substrate without the coating (glass pane alone). in the first case the presence of the coating will give a signal ratio that's enough is close 1 while it is sufficient in the second case is removed from 1; the absence of a coating becomes the opposite Lead result.
Es ist jedoch bevorzugt, dass die andere Oberfläche die entgegengesetzte Seite der zu prüfenden Oberfläche eines Glassubstrates oder einer monolithischen, laminierten oder Mehrfach-Verglasungseinheit ist. Besonders vorteilhaft ist es und stellt eine bevorzugte Ausführung des vorliegenden Verfahrens dar, wenn nur eine der beiden Seiten des Glassubstrates oder der monolithischen, laminierten oder Mehrfach-Verglasungseinheit mit der Beschichtung versehen ist. Dies liegt daran, dass in diesem Fall die Anwesenheit der Beschichtung während der ersten oder der zweiten Messung in einem Signalverhältnis resultiert, das höher bzw. niedriger als 1 ist, wobei angenommen wird, dass die Reflexion durch die Beschichtung größer ist als die des Substrats ohne die Beschichtung.However, it is preferred that the other surface the opposite side of the surface to be tested Glass substrates or a monolithic, laminated or multiple glazing unit is. It is particularly advantageous and represents a preferred embodiment of the present method if only one of the two sides of the glass substrate or the monolithic, laminated or multiple glazing unit is provided with the coating. This is because in this case the presence of the coating during the first or the second Measurement in a signal ratio the higher results or less than 1, assuming that the reflection is larger due to the coating than that of the substrate without the coating.
Nach bevorzugten Verfahrensausführungen:According to preferred procedures:
- – ist die Beschichtung, wie oben angegeben, eine wasserreinigende, selbstreinigende, Antifogging- und/oder Antifouling- (Fouling des organischen und/oder mineralischen Typs), einfach zu reinigende, hydrophile/oleophile oder hydrophobe/oleophobe und/oder photokatalytische, gefärbte oder ungefärbte, transparente Be schichtung, speziell basierend auf SiO2, SiOC, TiO2 oder Fluorsilanen, insbesondere mit einer funktionellen (Per)Fluoralkyl-Gruppe; und- As stated above, the coating is a water-cleaning, self-cleaning, antifogging and / or antifouling (fouling of the organic and / or mineral type), easy-to-clean, hydrophilic / oleophilic or hydrophobic / oleophobic and / or photocatalytic, colored or undyed, transparent coating, especially based on SiO 2 , SiOC, TiO 2 or fluorosilanes, in particular with a functional (per) fluoroalkyl group; and
- – werden die Resultate verglichen durch in Bezug setzen des Verhältnisses des Signals S1 der von ersten Seite reflektierten Lichtstrahlen zu dem Signal S2 der von der zweiten Seite reflektierten Lichtstrahlen relativ zu zwei positiven Zahlenwerten a und b, die kleiner bzw. größer als 1 sind (es ist z. B. möglich, a = 0,9 und b = 1,1 zu wählen).- become the results compared by relating the ratio of the signal S1 of the light rays reflected from the first side to the signal S2 of the light rays reflected from the second side relative to two positive numerical values a and b that are smaller and larger than 1 (e.g. it is possible a = 0.9 and b = 1.1).
Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls eine Vorrichtung zur Ausführung dieses oben beschriebenen Verfahrens, wenigstens umfassend einen Knopf zur Initialisierung der Messung, eine Messschaltung, bestehend aus einer Lichtquelle, einem Messfenster, einem Empfänger, der mit einer Schaltung zur Verstärkung und Digitalisierung des Signals verbunden ist, und zwei lichtemittierenden Dioden.The subject of the invention is also a device for execution this method described above, at least comprising one Button for initializing the measurement, consisting of a measurement circuit from a light source, a measurement window, a receiver, the with a circuit for amplification and digitizing the signal is connected, and two light emitting Diodes.
Das Quelle/Fenster/Empfänger-System ist vorteilhaft in einer Konfiguration angeordnet, die die Beleuchtung der zu messenden Seite unter einem Einfallswinkel ermöglicht, der groß geiiug ist, dass nur die von dieser Seite reflektierten Lichtstrahlen den Empfänger erreichen.The source / window / receiver system is advantageously arranged in a configuration that the lighting allows the side to be measured at an angle of incidence, the big eyes is that only the light rays reflected from this side are the receiver to reach.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht in der Ausführung des obigen Verfahrens bei Gebäudeverglasungen, speziell dem Doppelverglasungstyp, bei Verglasungen für Fahrzeuge des automobilen Windschutzscheiben-, Rückfenster- oder Seitenfenstertyps oder für Land-, Luft- oder Seetransportfahrzeuge, bei Gebrauchsverglasungen, z. B. Glas für Aquarien, Schaufenster, Gewächshäuser, Verglasungen für Innendekoration, Verglasungen für Duschen, Verglasungen für Stadtmöblierung, Spiegel, Bildschirme, speziell Fernsehbildschirme, und Verglasungen mit elektrisch kontrollierter, variabler Absorption.Another object of the invention consists in the execution the above procedure for building glazing, especially the double glazing type, for glazing for vehicles automotive windshield, rear window or side window type or for Land, air or sea transport vehicles, for use glazing, z. B. glass for Aquariums, shop windows, greenhouses, glazing for interior decoration, Glazing for showers, Glazing for Street furniture, Mirrors, screens, especially television screens, and glazing with electrically controlled, variable absorption.
Die Erfindung wird nun anhand des folgenden Ausführungsbeispiels erläutert.The invention is now based on the following embodiment explained.
Die Anwesenheit einer 25 nm dicken TiO2-Schicht auf einer der Seiten einer Natronkalk-Quarz-Floatglasscheibe
von 4 mm Dicke, wie beschrieben in Patent
Es wird ein Detektor benutzt, in der Form einer leicht zu handhabenden Box, die ausgerüstet ist mit einem Knopf zur Initialisierung der Messung, mit zwei lichtemittierenden Dioden (LEDs) und mit einem Messfenster an der unteren Seite der Box, welche in Kontakt mit der zu prüfenden Seite sein wird.A detector is used in the shape of an easy to handle box that is equipped with a button to initialize the measurement, with two light emitting Diodes (LEDs) and with a measuring window on the lower side of the Box that will be in contact with the page to be checked.
Die Messschaltung des Detektors besteht aus einer Lichtquelle des LED-Typs, einem Messfenster, geschützt durch eine dünne Glasplatte, oder äquivalentem, und einem Empfänger des Fotodioden-Typs, oder äquivalentem, der mit einer Schaltung zur Verstärkung und Digitalisierung des Signals verbunden ist.The measuring circuit of the detector consists of a light source of the LED type, a measuring window, protected by a thin one Glass plate, or equivalent, and a receiver of the photodiode type, or equivalent, the with a circuit for amplification and digitization of the Signal is connected.
Das Quelle/Fenster/Empfänger-System ist einer Konfiguration angeordnet, die es ermöglich, die zu messende Oberfläche unter einem Einfallswinkel zu beleuchten, der groß genug ist (ca. 60°), dass die an verschiedenen Seiten und Grenzflächen reflektierten Lichtstrahlen genügend weit getrennt sind und deshalb darik der Breite des Fensters oder der Membran einfach separiert werden können, wodurch der an der Beschichtung reflektierte Lichtstrahl der einzige ist, der erfaßt wird; das von den anderen Seiten der Verglasung (einschließlich über die Grenzfläche zwischen der Beschichtung und dem Substrat) reflektierte Licht wird nicht wahrgenommen. Nur der von der zu messenden Seite reflektierte Lichtstrahl erreicht den Empfänger.The source / window / receiver system is arranged in a configuration that makes it possible to illuminate the surface to be measured at an angle of incidence that is large enough (approx. 60 °) that the light beams reflected on different sides and interfaces are separated sufficiently are and therefore darik the width of the window or the membrane can be easily separated, whereby the light beam reflected on the coating is the only one that is detected; that from the other sides of the glazing (including across the interface between the coating and the substrate) reflected light is not perceived. Only the light beam reflected from the side to be measured reaches the receiver.
Die Emissionswellenlänge der LED ist gemäß dem Reflexionsspektrum der zu erkennenden Beschichtung gewählt. Da die oben erwähnten wasserreinigenden, selbstreinigenden, etc. Beschichtungen ein Reflexionsmaximum im blauen Teil des sichtbaren Spektrums besitzen, in welchem sie mehr reflektieren als das Glassubstrat, das sie überziehen, (z. B. 8 % der Lichtstrahlen anstatt 4 %) wird eine LED gewählt, die in diesem Spektralband emittiert.The emission wavelength of the LED is according to the reflection spectrum of the coating to be recognized. Since the above-mentioned water purifying, self-cleaning, etc. coatings a reflection maximum in blue part of the visible spectrum, in which they have more reflect than the glass substrate they cover (e.g. 8% of the light rays instead of 4%) an LED is selected, which emits in this spectral band.
Die Verarbeitungselektronik besteht aus einer geeigneten elektronischen Steuereinheit und notwendiger Peripheriegeräte (Speicher, etc.).The processing electronics exist from a suitable electronic control unit and necessary peripherals (Storage, etc.).
Die Prüfphase besteht aus der Platzierung des Detektors in Kontakt mit der zu prüfenden Oberfläche der Verglasung und der Betätigung eines Knopfes, um die erste Messung vorzunehmen. Danach platziert der Benutzer den Detektor auf der zweite Seite der Verglasung und initialisiert die zweite Messung. Zwei LEDs, die auf Seite 1 (erste Messung) und Seite 2 (zweite Messung) Bezug nehmen, informieren den Benutzer über die Nummer der beschichteten Seite. Wenn die Beschichtung während der ersten bzw. der zweiten Messung erkannt wurde, leuchtet die LED der Seite 1 bzw. die LED der Seite 2 auf. Bei Abwesenheit einer Beschichtung ist das Signalverhältnis z. B. zwischen 0,9 und 1,1, welches weder als kleiner noch größer 1 gilt, und keine LED leuchtet auf, wenn nicht eine dritte LED für diesen Zweck vorgesehen ist. Eine geeignete Anordnung der LEDs und die Hinzufügung eines Informationsaufdruckes auf der Box erleichtert den Gebrauch und die Interpretation der Ergebnisse.The test phase consists of the placement of the Detector in contact with the surface to be tested Glazing and actuation a button to take the first measurement. Afterwards placed the user uses the detector on the second side of the glazing and initializes the second measurement. Two LEDs on page 1 (first Measurement) and page 2 (second measurement), inform the user the number of the coated side. If the coating during the the first or the second measurement was detected, the LED lights up side 1 or the LED on side 2. In the absence of one Coating is the signal ratio z. B. between 0.9 and 1.1, which is neither smaller nor larger than 1, and no LED lights up unless a third LED is used for this purpose is provided. A suitable arrangement of the LEDs and the addition of a Information printed on the box facilitates use and the Interpretation of the results.
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