DE1086405B - Glas mit unebener, reflexarmer Oberflaeche und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

• Glas mit unebener, reflexarmer Oberfläche und Verfahren zu deren Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf Glas und andere durchsichtige oder durchscheinende silikatische Stoffe mit einer Oberflächenbeschaffenheit, welche die Reflexion stark vermindert, sowie auf Verfahren zur Herstellung solcher Oberflächen. Es ist bekannt, Glas einseitig oder beidseitig durch feine Aufrauhung der Oberfläche praktisch reflexfrei zu machen, ohne dem Glas die Durchsichtigkeit zu nehmen. Eine solche Aufrauhung kann z. ß. durch feines Sandstrahlen erzielt werden. In der Regel wird aber ein chemisches Lösen bzw. Ansätzen z. B. mittels verdünnter Flußs-äure und Alkalifluoriden angewendet. Durch den Ätzvorgang erhält man eine Mattierung, welche etwa einer feinkristallinen Struktur der Glasoberfläche entspricht. Auf diese Weise gelingt es, die Reflexion an der behandelten Oberfläche praktisch völlig auszuschließen, andererseits ergibt sich durch die Diffusionswirkung der mattierten Fläche trotz Wahrung der Durchsichtigkeit des Glases eine gewisse Verminderung des Lichtdurchganges.
• Die vorliegende Erfindung bezweckt, den letztgenannten Nachteil weitgehend auszuschalten, andererseits aber eine ausreichende -Reflexverminderung zu gewährleisten. Es gibt in der Praxis zahlreiche Anwendungsfälle, in welchen es wesentlich darauf ankommt, daß bei ausreichender Reflexverminderung eine möglichst vollständige Klarheit und Durchsichtigkeit des Glases gewahrt bleibt. Ein solcher Fall ist z. B. bei der Verwendung als Deckglas für Diapositive gegeben. Diese Anwendung ist zwar erwünscht, um die störende Bildung von Newton-Ringen zu verhüten, jedoch haben die bisher bekannten, durch Mattierung reflexfreien Gläser in diesem Anwendungsfall den Nachteil, daß die durch die Mattierung hervorgerufene, dichte Körnung der Oberflächenstruktur bei der Projektion des Diapositivs störend in Erscheinung tritt, insbesondere durch Verminderung der Lichtstärke und durch Mitabbildung der kristallinen Struktur unter entsprechender Vergrößerung derselben. Es muß also das Verschwinden der Newton-Ringe, welches durch die feine Mattierung gewährleistet ist, durch gewisse Nachteile erkauft werden.
• Die nach der Erfindung ausgebildete reflexvermindernde Oberfläche unterscheidet sich von den bisher bekannten Oberflächen dadurch, daß die Oberfläche in unregelmäßiger, von der kristallinen Struktur des Glases unabhängiger Verteilung nach allen Seiten wellenförmig ausgebildet ist bzw. in den flachen Wölbungen ohne Grenz- oder Bruchlinien ineinander übergehende Mikrowölbungen und -ausnehmungen aufweist. Dabei haben die Wölbungen und die talförmigen Ausnehmungen bei unregelmäßiger Verteilung auch verschiedene Form, Ausdehnung und Höhe bzw. Tiefe. Bei dieser Oberflächengestaltung ist die Zahl der Höchst- und Tiefstpunkte der Oberfläche gegenüber einer bekannten geätzten oder sandgestrahlten Glasoberfläche zweckmäßig erheblich vermindert, und zwar mindestens um eine Größenordnung, d. h. um eine Potenz von 10, vorzugsweise aber im Verhältnis von etwa 100:1.
• Eine nach der Erfindung ausgebildete Oberfläche unterscheidet sich schon beim äußeren Anblick wesentlich von den bekannten mattierten Flächen. An Stelle einer gleichmäßigen Mattierung erblickt man eine Vielzahl glänzender Pünktchen, im Abstand voneinander, welche !die Scheitelpunkte der Wellenstruktur darstellen, an welchen sich jeweils die zur Ebene der Glastafel bzw. zur Betrachtungsebene parallelen Mikroflächenelemente befinden.
• Auch durch ein anderes bekanntes Verfahren zur Herstellung reflexarmer Gläser kann eine solche Oberflächenbeschaffenheit nicht erzielt werden. Dieses bekannte Verfahren besteht darin, daß zunächst auf der einen Seite des Glases feine, mit bloßem Auge aus dem Bildbetrachtungsabstand nicht oder kaum mehr erkennbare Unebenheiten von mikroskopisch feststellbaren Abmessungen erzeugt werden und das Glas dann mindestens auf der so behandelten Seite mit einer sich mit gleichmäßiger Dicke anschmiegenden, reflexverminderten Interferenzschicht versehen wird. Im Gegensatz hierzu ist nach der Erfindung keine Interferenzschicht vorgesehen und auch nicht erforderlich, da die Oberfläche das Glases als solche in neuartiger Weise ausgebildet ist. Diese Ausbildung unterscheidet sich deutlich von dem Stand der Technik, der nur zu einer Oberflächenstruktur führt, wie man solche entweder durch das übliche Ätzen oder auch dadurch erhält, daß das Glas zunächst mit einem sehr feinkörnigen Schliff versehen und dann blank geätzt wird. Auch nach dem bekannten Verfahren von T ay 1 o r, nach welchem die Oberflächenschicht ausgelaugt wird, gelangt man nicht zu der nach der Erfindung ausgebildeten Oberflächenstruktur.
• Die Herstellung einer nach der Erfindung ausgebildeten Oberfläche kann erfindungsgemäß in der Weise durchgeführt werden, daß die zu behandelnde Oberfläche bei der Ätzung mittels Flußsäure durch auf der Oberfläche dicht aufliegende, feinstverteilte, in Flußsäure unlösliche Teilchen partiell abgedeckt wird. Zweckmäßig wird für die partielle Abdeckung der Glasoberfläche gegen den Angriff der Flußsäure ein staubfeiner, in der Behandlungsflüssigkeit unlöslicher Stoff verwendet, der aus einem Element oder von einer anorganischen oder organischen chemischen Verbindung, z. B. Calciumfluorid, Silicium oder Bariumsulfat, gebildet wird. Auch wird die Einwirkungsdauer der flußsauren Ätzlösung zweckmäßig gegenüber den bisher bekannten Ätzverfahren vermindert.
• Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird die zu behandelnde, horizontal gelagerte Glastafel in an sich bekannter Weise mit einem Rand versehen und auf den Boden der so gebildeten flachen Wanne eine Mischung der Ätzlösung mit den unlöslichen Bestandteilen, welche darin suspendiert sind, aufgegossen. Das abdeckende Pulver kann auch in solchem Überschuß zur Ätzflüssigkeit angewendet werden, daß sich eine streichfähige Paste bildet, welche auf die zu behandelnde Oberfläche aufgetragen und von dieser wieder entfernt wird, ohne daß das Ansetzen eines Randes an die Platte erforderlich wäre. Auch können die zu behandelnden Glastafeln, gegebenenfalls mit einseitiger Abdeckung, im Tauchverfahren in der Suspension bzw. in der mehr oder weniger pastösen Masse behandelt werden.
• Die Zusammensetzung der Behandlungsmasse kann nach der Art des zu behandelnden Glases variieren. Eine für viele Zwecke geeignete Zusammensetzung ist folgende: Beispiel Zu einem Liter 18-0/aige Flußsäure werden 100g chemisch reines, feinstkörniges Calciumfluorid aufgeschlemmt. Auf die zu behandelnde Glastafel wird eine etwa 2 cm hohe Schicht :der milchigen Emulsion aufgegossen, aus welcher sich das unlösliche Fluorid auf der zu behandelnden Oberfläche absetzt. Nach einer halben Stunde wird dekantiert.
• Beim Betrachten der behandelten Glasoberfläche in etwa 300facher Vergrößerung und bei 600facher Vergrößerung erkennt man deutlich die unregelmäßig angeordneten Wölbungsscheitel und den sanften wellenförmigen Übergang dieser flachen Buckel in die zwischenliegenden, ebenfalls unregelmäßig angeordneten flachen Ausnehmungen, wobei nicht nur die Anordnung, sondern auch die Form, Ausdehnung und Tiefe bzw. Höhe der Buckel und der Ausnehmungen in gewissen Grenzen unregelmäßig sind. Es ergibt sich hierdurch eine unregelmäßige Oberfläche, welche jedoch den Durchtritt des Lichtes nicht behindert. Das nach der Erfindung ausgebildete Glas ist mit Vorteil z. B. in den Fällen anzuwenden, in denen reflexarmes Glas Verwendung findet, z. B. für Bilder, Plantische oder Meßapparate, sowie andererseits zur Vermeidung von Newton-Ringen bei möglichst verlustfreiem Lichtdurchgang, z. B. bei optischen Linsen, bei Abdeckplatten in Vergrößerungs- und Kopierapparaten, die auf Filme oder auf andere glatte Flächen aufgelegt werden, Kondensorlinsen zur Vermeidung der Fadenabbildung usw.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Glas mit unebener; reflexarmer Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche in unregelmäßiger, von der kristallinen Struktur des Glases unabhängiger Verteilung nach allen Seiten wellenförmig ausgebildet ist bzw. in den flachen Wölbungen ohne Grenz- oder Bruchlinien ineinander übergehende Mikrowölbungen und Ausnehmungen aufweist.
2. 2. Glas mit nach Anspruch 1 gestalteter Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Höchst- und Tiefstpunkte der Oberfläche gegenüber einer bekannten geätzten Glasoberfläche um mindestens eine Größenordnung vermindert ist, beispielsweise etwa im Verhältnis 100: 1.
3. 3. Verfahren zum Herstellen von Glasoberflächen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche beim Ätzen mittels Flußsäure durch auf der Oberfläche dicht aufliegende, feinstverteilte, in Flußsäure unlösliche Teilchen partiell abgedeckt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verwendung eines staubfreien, in der Behandlungsflüssigkeit unlöslichen Stoffes für die partielle Abdeckung der Glasoberfläche gegen den Angriff der Flußsäure, der aus .einem Element oder von einer anorganischen oder organischen chemischen Verbindung, z. B. Calciumfluorid, Silicium oder Bariumsulfat, gebildet wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, .daß das die Glasoberfläche partiell abdeckende Pulver in solcher Menge der Ätzflüssigkeit zugesetzt wird, daß diese mit dem Pulver eine streichfähige Paste bildet.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnden Glastafeln, gegebenenfalls mit einseitiger Abdeckeng, im Tauchverfahren in einer Ätzflüssigkeit behandelt werden, welche das die partielle Abdeckung bewirkende Pulver suspendiert oder in pastöser Beimischung enthält. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 756 523; deutsche Auslegeschrift H16201 IVc/32b (bekanntgemacht am 23. B. 1956) ; schweizerische Patentschrift Nr. 224 173.