DE1421851A1 - Strahlenreflektierendes Medium - Google Patents

Description

Strahl onrc f 1 «k ti er on :i t.· a Kediutn .

Die vorliegende iirfindunj b-j trifft s.trfihl en- re flektierende Medien und insbo'-.on ι tore nc-ur-· ivumbin 'ti oa>Hi von JJ¹IIiUu:! aar g dafür.

Strahl-m-roL'lei:tiererido Ji¹LIu!-; .;ind wohlbekannt. iieoondere eruioche, aui: dun :n bu.-lvinui.e irisierende Kct-sll^xydfilme beiit:ih'in, werden κ« Ii. in der arnorik mischen P-vt-jntrekrii't 2.564.70Ö beiichrit-'b.jn. Diene Filius sind Jedoch nur begrenzt verwendbar, da ^:;ich ihre Re i'lez<:iOY.^:iLv\^'xni^l:n±t f"r .Jonnen öchutzzwecke auf die "^ellenl-ln ..en in de^i vom öifpUtb-jren Spek- tviwi /.eitöi" sntfoi'tibun Infr-irot-^ureich der. Somxn.sp-jlrtrums beschränkt, der nur einen öüi'irj^fü.^igen Teil· der von der Sonne auati^-:;jt'r-ililten Energie darstellt.

Bs wurde gefunden, daß sich derartige l-iet-i.lloxydfilme vorteilhaft in '/erbindung mit an-Jeren Medien verwenden lassen, die die Fähigkeit haben, Energie im rsichtbar^n Teil und dem un-

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aitteibar daran angrenzenden Infrarotbereich, des Spektrums . za absorbieren und ■ mnehlieSend die gleiche Energie mit Wellenlängen innerhalb des von diesen Filif-m :*-±flek ti erb en Bereichs wieder auszustrahlen. Met«; ^atdeekung· wird ausführlich: in dem Patent...... Patentaa-aeldtrai; 0 26.599 VTb/32b derselben Ariiiitilderin beechrieben.

Z'iip.r zeitv.n die in der genannten Patent !.runelfüing· beschriebenen dtoffgetiiiHche befriedigende Wntmw-«chutaeigenschaften, doch sind .sie im allgemeinen aenthetisoh insofern unbefriedigend, al£> die Farben der durch .sie betrachteten iie^itiistiinde verfälscht werden, flenn diese .t?-j.rbflnderun^en auch' für manche industrielle Versendun^szweoke zulässig sein können, so sollten ,-it; doch in solchen Fällen, in denen die menschliche Bequemlichkeit eine flolle spMt , vermieden werden, z.B. in '.föhn- und Bürohnusem und bei -mderen Anwendungszweckon, bei denen eo notw^ndl^ ist, die zu betrachtenden G-eßenstände in ihren natürlicher Farben zu sehen.

Die vo rl Lügende -Erfindung; bet rif ft ein Fönst er mit wirk- BHHi&r ütrahlerrce i'le;cion, durch das' aber doch die ü-egsnßtände . in ihr.-·!, natürlichen Farben zu s'itipn sind» außerdem reflektiert das Fenster οί.";·-·η -no 'betr^r1chLüchen Teil -ler otrahlung im sichxbai'tm 13er'uich des -Spektrum«, u>u ::in- :1 ^-nduii^ zu verhindern, während ^liichzeitig di-j Qe^erntönri*; ohne Purbverntide-rung ■ dadui->:h b-:tr'vChteb werden kcirmon»

Dia vor.Lie^(-;nde Erfindung· betrifft ein strahlenrefl.Jctieroncu^a iiedium,. das aus einer praktisch ganz durchsichtigen ' Glasscheibe besteht, ftuf der sich zwei Filrn-e befinden, von ..i-iiiun. c~^Ύ' ^ine au oineüt Gferai.'iGh von etwa 0,4-4,4 Gew,;S> eines Antiiiionoxydü,berechrjfot als BbpÜ-j und etwa 95j6-99,6 &ew.,';£ eines Zinnoxyds, berechnet alt; dnOp, und der · ndere Film aup ., einem iiemiwoh von etwa 14,1-27,2 Crew, ία eineB Äntimonoxyds j ..:. - .\ berechnet alrt -Jb₀Ov.-, und etwa. 72,8-85,9 U-e-.i eir.es Zi berechnet al« pnü_o, bestsht.

erste ^:Jb¹IIt;! ami.'. ,4-1,5 '$> Antiiaor.oxyd und .''8,5-99»'··> -° Zirit o.iyd,. Bei einer inder.3ti -Form der -Erfindung sin:', υ, 7-4,4 - antiraonoxycl

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und 3^lj,v-99,3 h Zinnoxyd vorhanden. Bei nocn einer anderen Ausführungαform sind 0,7-1,5 'f° -antirnonoxyd und *3Q ,b~'J9 *3 > Zinnoxyd vorgesehen.

Die Erfindung soll nun an Hand der builiegenden Zeichnung noch weiter benebrieben werden, En zeilen:

Pig. 1 eine graphische Darstellung, din die prozentuale Menge der bei verschiedenen uellenlän_tJc;n von einen ab.· orbierenden Film nach einer bevorzugten Ausführun^sform der Erfindung durehgtlansenen und reflektierten strahlen angibt:

Fig. 2 eine graphische Darstellung ähnlich der in Fig. 1 für einen reflektierenden Film, der n-.oh einer bevorzugten Außiuhruiv.frPoiiii der vorliegenden Erfindung verwendet ä wurde;

Fig. 3 eine graphische Darstellung ähnlich Fi^. 1, jedoch in vergrößertem MaiSstab, die den trozeiituatz der von den komi)iniert aufgebrachten Filmen nach den Fig.l und 2 durchgelansenen Strahlung angibt,

Fig. 4 einen Schnitt durch ein Stück ü-las, auf dem sich eine Kombination von zwei Filmen nach der Erfindung befindet, und

Fig. 5 einen ochnitt durch ein Stück ü-l-s, auf dem iiich eine andere Kombination der Filme nach der Erfindung befindet. I

Das energiereflektierende Medium nach vorliegender Erfindung besteht aus zwei Filmen. Der erste diener Filme ißt ein abnorbierender Film mit einem wesentlich höheren Antimongehalt als der zweite, der reflektierende Film. Diese Filme werden nach üblichen und bekannten Verfahren hergestellt, die im allgemeinen darin bestehen, daß man eine erwärmte Q-lasoberfläche mit dem Dampf oder einer versprühten Lösung eines oder mehrerer wärmezersetzbarer Metallsalze oder organischer Metallverbindungen in Berührung bringt, die sich unter Abscheidung der entsprechenden Metalloxydfiline auf der erwärmten Oberfläche zersetzen. Eine ausführlichere

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Beschreibung dieser Vorgänge findet sich in der oben erwähnten Patentschrift 2.564.708,

Die Filme nach der Erfindung stellt man dadurch her, daß man auf eine erwärmte GKLasoberfläeb:© Lösungen aufbringt, die als filmbildende lösliche Stoffe verschiedene Mengen von SnOl..5H₂O und SbGl, enthalten. Die löslichen Stoffe «ersetzen sich unter Bildung der Oxyde der entsprechenden Metalle. Für die Zwecke des vorliegenden Verfahrens errechnet sich hiernach die Zusammensetzung der versohiedenen Filme mit ihren Oxydgemischen in üblicher Weise auf der Grundlage von SnO„ und Sb₂O₅.

Ss wurde gefunden, daß sich die günstigste Filmkombination dadurch herstellen läßt, daß man den absorbierenden Überzug durch Zersetzung einer Lösung von SnGl/.5HgO und

SbGl- im Verhältnis von 85115 &ew.$ herstellt und den Eeflexionsüberzug aus einer Lösung, die diese Bestandteils im G-ewichtsverhältnis 99s5'·0,5 enthält. Berechnet auf der Grundlage von SnO und Sb Q„ im Film lauten dann die entsprechenden Mengenverhältnisse 79,2 ι 20,8 und 99«3 ι 0,07,

Zur Erläuterung der Beschreibung sind für eine bevorzugte Ausführungsform die Reflexions- und Durchlässigkeit seigenschaf ten dieser Filme einzeln und gemeinsam in den Figuren 1-3 angegeben. ■ /

Fig. 1 zeigt in den Kurven 1 und 2 dis Durchlässigkeit s- und Reflexionsdaten für einen absorbierenden Film aus 79,2 $ SnO und 2OjS °/o Sb₂O₅ von einer solchen Stärke, die ■'. dem GrUn dritter Ordnung entspricht und der auf eln&t? Börosilikatglas-Scheibe mit der Zusammensgtßung iron ®t#ft 80 Jj . .-SiO₂, 14 $ B₂O₅J 4 $ Ha₂O und 2 $> Al₃O₅ und eiösr rqn 6,6$ mm Dicke abgeschieden worden ist.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, hat dieser- absorbiereftde Film eine Durchlässigkeit von etwa 0-43 $ und eine Reflexion von etwa 0-32 ?S. Die prozentuale Menge einer jeden absorbierten und als 'längere wieder ausgestrahlten Wellenlänge entspricht

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BAD ORtGlNAL

etwa 100 % abzüglich der Summe der durchgelassenen und reflektierten prozentualen Mengen. Die Wellenlängen der wiederauesgestrahlten Energie lassen sich als Funktion der Temperatur nach "bekannten physikalischen Gesetzen "berechnen.

Fig. 2 zeigt die entsprechenden Daten in den Kurven und 4 für einen Film aus 99»3 % SnO₂ und 0,7 # Sb₂O-, dessen Stärke dem Rot dritter Ordnung entspricht. Die Kurve 5 zeigt, daß dieser IiIm die Fähigkeit hat, Strahlen des siohtbaren und des daran angrenzenden Infrarot-Spektrums bis zu 80 % durchzulassen,. während er im weiter entfernten Infrarot-Bereich keine Wellenlängen durchläßt, die langer als etwa 3,5 At sind. Die Kurve 4 zeigt die Neigung des Filmes, nur kleine prozentuale Mengen der sichtbaren Wellenlängen zu reflektieren, während er im weiter davon entfernten Infrarot-ereieh bis zu ™ 85 % reflektiert.

Die Kurven der Figuren 1 und 2 geben nicht ganz genau die Durchlässigkeit und Reflexionseigenschaften der entsprechenden Filme unter den tatsächlichen Benutzungsbedingungen wieder. Bs wäre unter derartigen Bedingungen zu erwarten gewesen, daß die Summe der gesamten durchgelassenen und reflektierten Energie rund 100 ?& der auf das Medium fallenden beträgt. Diese Zahl wird in den Kurven der Figuren 1 und 2 nicht erreicht, da die Daten sämtlicher Kurven der Zeichnung von Fenstern stammen, die nicht auf ihre Benutzungstemperaturen erwärmt worden waren und infolgedessen entspricht die Differenz der absorbierten Strahlung. Im praktischen Gebrauch würde diese Energie zum Teil abgeleitet und zum Teil als Wärmestrahlung erneut ausgestrahlt werden. Wie zu erwarten» zeigt der in Fig. 1 dargestellte absorbierende Film die größeren Unterschiede, da er dazu bestimmt ist, große Strahlungsmengen zu absorbieren. Im praktischen Gebrauch wird diese absorbierte Strahlung mit solchen Wellenlängen erneut ausgestrahlt, die von der lemperatur des Fensters abhängig sind und die an schließend von dam reflektierenden Film reflektiert werden.

Bei gleichzeitiger Verwendung der beiden Filme erhält man die in !ig. 3 dargestellte Durchlässigkeitskurve

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Aus ihr geht hervor, daß diese Kombination Energie in einem Höchstumfang von 30 Ύ° hei Wellenlängen von etwa lit ». aber keine Energie in dem vom sichtbaren Spektrum entfernten Infrarotbereich über 2,7μ. durchläßt. Die sichtbaren Strahlen werden von der Kombination zu etwa 9 bis 21 fo unter Verminderung der Blendung und bei einer nahezu farbgetreuen. Wiedergabe durchgelassen.

Ein Fenster, das mit dieser Filmkombination versehen ist, sieht grau aus, während die dadurch betrachteten Gegenstände nur geringe Farbabweichungen zeigen. Die Antimonmenge in dem reflektierenden Film kann bis auf etwa 1 fo SbCl** in der Lösung (1,5 fo WoJO-*- im Film) gesteigert werden, ohne daß sich diese Eigenschaften ändern; bei Mengen über 1 fo SbCl₅ in der Lösung jedoch beginnen die durch die Kombination betrachteten Gegenstände eine blaue Färbung anzunehmen, 'und bei einem G-ehalt von etwa 3 f° SbCl.* in der Lösung (4,4 % . SbpO-z im Film) haben das Glas und die dadurch betrachteten Gegenstände eine tiefblaue Färbung. Senkt man die Antimon-

ermenge unter 0,5 SbCl., in der Lösung, so/rsicht man eine noch höhere Durchlässigkeit im Infraroten, bis bei etwa 0,3 fo SbCl^' (0,4 fo'ähjO^ im Film) nur noch etwa 60 fo der Infrarot-Strahlung reflektiert werden; und wenn überhaupt kein Antimon mehr in dem reflektierenden Film enthalten ist, dann sinkt dieser Wert auf etwa 30 fa. Steigert man die Antimonmenge über 3 fo SbCl.* hinaus, so* sinkt die Infrarot-Reflexion bis auf etwa 30 fo bei 5 ^σΑ SbCl₅ (7,3 % Sb₃O₅ im Film) ab.

Vermindert man andererseits im absorbierenden Film die Antimonmenge, so beginnen die duroh die Kombination betrachteten Gegenstände eine bläuliche Färbung anzunehmen, "bis sie bei etwa 10 $> SbCl, (14,1 $> Sb₂O₅ im Film) eine deutlich blaue Farbe haben. Mit zunehmendem Antimongehalt im absorbierenden Film nehmen anderseits diese Gegenstände eine rötliche Färbung an, bis sie bei etwa 20 $ SbCl₅ (27,2 % Sb₃O₅ im Ulm) eine ausgesprochene rote Farbe haben. Leicht bläuliche oder rötliche Färbungen sind aber nicht nachteilig und stellen in manchen Fällen eine angenehme Erscheinung dar; infolge- dessen sind alle Kombinationen innerhalb dieses Bereiches für viele Verwendungszwecke geeignet.

0ADORiG'NAL

Die Stärke der Filme nach der Erfindung kann schwanken und die Menge der von den kombinierten Filmen durchgelassenen Lichtenergie laßt sich durch Steigerung der Stärke der absorbierenden Filme verringern. Verwendet man einen Film in der Stärke des Rots vierter Ordnung als absorbierenden Film in der gezeigten Ausführungsform, so liegt die Durchlässigkeit bei etwa 20 fi der sichtbaren Strahlung, während bei einer Stärke entsprechend dem Rot erster Ordnung bei dem absorbierenden Film der entsprechende Wert etwa 50 $ ist. Die Fähigkeit des reflektierenden Filmes, Infrarotstrahlen zu reflektieren, ist ebenfalls eine Funktion seiner Stärke. Mit zunehmender Stärke des reflektierenden Films steigt auch die Infrarotreflexion. Diese Beziehung gilt bis zu Filmstärken von Rot dritter Ordnung. Ober diese Grenze hinaus sind die Reflexionszunahmen nur noch gering.

Die Filme nach der Erfindung können beide auf derselben Seite der Glasscheibe oder auch auf entgegengesetzten Seiten von ihr aufgebracht sein, wie dies in den Figuren und 5 gezeigt wird. Bei dem obigen Beispiel waren beide Filme auf der der Strahlungsquelle abgekehrten Seite des G-lases aufgebracht. Bs ist lediglich erforderlich, daß in jedem Falle der absorbierende Film der Strahlungsquelle näher als der reflektierende ist.

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Claims (3)

1. Patentansprüche;

   ■ 1. Strahlen-reflektierendes Medium, bestehend aus einer praktisch ganz durchsichtigen Glasscheibe, auf der sich zwei Filme befinden, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Mim aus etwa 0,4-4,4 Gew.# eines Antimonoxyds, berechnet als Sb₂O^, und etwa 95»6-99»6 Gew.% eines Zinnoxyds, berechnet als SnO₂, und der zweite Film aus etwa 14,1-27,2 Gew.?S eines Antimonoxyds, berechnet als SbpO*, und etwa 72,8-85,9 Gew.$ eines Zinnoxyds, berechnet als SnOp» besteht.
2. 2. Strahlen-reflektierendes Medium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Film aus etwa 0,7-1,5 G-ew.% eines Antimonoxyds, berechnet als Sb20^» und etwa 98,5-99»3 Gew.# eines Zinnoxyds, berechnet als SnOp» besteht.
3. 3. Strahlen-reflektierendes Medium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Film aus etwa 4,4 $ eines Antimonoxyds, berechnet als SbpO·*» und etwa 95,6 eines Zinnoxyds, berechnet als SnOg, und der zweite Film aus etwa 20,8 Gew.$ eines Antimonoxyds, berechnet als SbpCU, und etwa 79»2 Gew.$ eines Zinnoxyds, berechnet als SnOp, besteht

   4· Strahlen-reflektierendes Medium nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich beide Filme auf derselben Seite der Glasscheibe befinden.

   Für GORNIIfG/GLASS WOBKS

   Rechts

   90980 5/0215 bad original