DE1421872B2 - Durchsichtige Seheibe, vorzugsweise für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine durchsichtige Scheibe, insbesondere für Fahrzeuge und Flugzeuge.

Es sind lichtdurchlässige Scheiben mit einem elektrisch leitenden Überzug bekannt, welche als elektrisch heizbare Windschutz- oder Fensterscheiben für Fahrzeuge und Flugzeuge Verwendung finden. Bei diesen Scheiben ist auf den Glasträger zunächst eine Haftschicht aus einer Metallverbindung, wie Zinksulfid, und auf die Haftschicht eine Metallschicht, wie Goldschicht, unter Vakuum aufgedampft. Gegebenenfalls kann auf die Metallschicht noch eine zusätzliche Schicht aufgebracht werden, welche die Aufgabe hat, die Metallschicht gegen mechanische Einwirkungen zu schützen. Beispielsweise besteht diese die Metallschicht bedeckende Schutzschicht aus Kieselsäure, Aluminiumoxid oder Magnesiumfluorid.

Bekannt ist weiterhin die Herstellung durchscheinender und elektrisch leitender Goldüberzüge auf Glas durch Kathodenzerstäubung in inerter und sauerstofffreier Atmosphäre, wobei auf den Glasträger zuerst eine Zwischenschicht aus Oxiden von Cadmium, Blei, Tellur, Antimon oder Wismut aufgebracht und auf diese dann die Goldschicht aufgestäubt wird. Anschließend wird eine Wärmebehandlung durchgeführt. Auf die Goldschicht wird noch eine dünne, durchscheinende Schicht aus dem gleichen Oxid aufgetragen, das unterhalb der Goldschicht auf den Glasträger aufgebracht wurde. Die Schicht schützt den Metalliilm nicht nur gegen mechanische Einwirkungen, sondern macht ihn gegen Wärmeeinwirkung unempfindlich und ermöglicht es, die Wärmebehandlung bei höherer Temperatur durchzuführen.

Die Erfindung geht von diesem Stand der Technik aus und hat sich die Aufgabe gestellt, eine Schichtenfolge für eine durchsichtige, elektrisch heizbare, eine Goldschicht aufweisende Scheibe zu finden, welche einerseits für Wärmestrahlung schlecht durchlässig ist, d. h. sie gut reflektiert, andererseits aber für sichtbares Licht eine möglichst hohe Durchlässigkeit aufweist und darüber hinaus einen geringen elektrischen Widerstand besitzt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine durchsichtige Scheibe, vorzugsweise für Fahrzeuge, welche ein hohes Reflexionsvermögen für Wärmestrahlung, hohe Durchlässigkeit für sichtbare Strahlung und einen niedrigen elektrischen Widerstand aufweist, mit einer dünnen Metallschicht zwischen zwei Schichten aus Metallverbindungen. Als Metallschicht wird in an sich bekannter Weise Gold verwendet, und sowohl die darunterliegende Haftschicht als auch die darüberliegende Deckschicht bestehen aus Zinksulfid, Zinkselenid oder Bleifluorid. In Fällen, in denen besondere chemische und mechanische Widerstandsfähigkeit gefordert wird, ist diejenige Deckschicht, welche auf die Goldschicht aufgebracht ist, noch mit einer der bekannten Schutzschichten, beispielsweise aus Siliziumoxid, bedeckt. Es ist natürlich auch möglich und in gewissen Fällen besonders zweckmäßig, die erfindungsgemäß ausgebildete durchsichtige Scheibe als Teil einer Verbundscheibe zu verwenden. Die dünnen Schichten werden in an sich bekannter Weise durch Aufdampfen im Vakuum erzeugt-.

Die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Scheiben gehen aus nachfolgender Tabelle hervor:

	I Zn-Sulfid Au Zn-Sulfid	Schichtenfolge II Zn-Selenid Au Zn-Sslenid	III Pb-Fluorid Au Pb-Fluorid
Haftfestigkeit auf Glas	sehr gut gut 74 bis 76 8 4 bis 5 mindestens etwa 0,2	sehr gut mittel 68 bis 70 12 bis 14 ~ 10 etwa 0,2	sehr gut gut 70 bis 72 10 ~ 8 etwa 0,2
Haftfestigkeit auf Plexiglas Durchlässigkeit in % für sichtbares Licht Durchlässigkeit für Wärmestrahlung Elektrischer Widerstand in Ohm/Quadrat Belastbarkeit in Watt/cm2

Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Scheiben eine außerordentlich gute Durchlässigkeit im sichtbaren Spcktralbereich und eine geringe Durchlässigkeit für Wärmestrahlung aufweisen. Die Reflexion der erfindungsgemäßen Scheiben ist im sichtbaren Spektralbereich nur wenig größer als die normaler, nicht mit Schichten bedeckter Scheiben.

Vergleichsuntersuchungen von erfindungsgemäß ausgebildeten Scheiben (Schichtenfolge ZnS—Au— ZnS auf Glas) mit vom Stand der Technik her bekannten Scheiben (Schichtenfolge ZnS—Au auf Glas), wobei in beiden Fällen bei identischem Glasträger die Dicke der ZnS-Schicht jeweils etwa 450 Ä und die Dicke der Goldschicht etwa 300 A und der elektrische Widerstand der Goldschicht in allen Fällen etwa 5 Ohm/Quadrat betrug, zeigten, daß die erfindungsgemäß ausgebildeten Schichtkörper diesen vom Stand derTeehnik her bekannten Schichtkörpern wesentlich überlegen sind. Die erfindungsgemäßen Schichtkörper weisen eine maximale Durchlässigkeit von 70% im Bereich von 5500 bis 5750 A, also im Bereich der maximalen Augenempfindlichkeit, auf, während die vom Stand der Technik her bekannten Schichtkörper eine maximale Durchlässigkeit von 36% bei etwa 5250 A aufweisen. Wärmestrahlung reflektieren die beiden untersuchten Schichtkörper gleich gut. Die nicht vorhersehbare und überraschend hohe Durchlässigkeit des erfindungsgemäß ausgebildeten Schichtkörpers für sichtbares Licht unter Beibehaltung der guten Reflexionseigenschaft für Wärmestrahlung ist auf die spezielle Auswahl der

6j Schichtenfolge zurückzuführen, die den Kern der Erfindung bildet.

Die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Scheiben, nämlich hohe Durchlässigkeit für

sichtbares Licht und hohe Reflexion für Wärmestrahlung, zeigen sich besonders dann, wenn die Scheiben als Fenster in Eisenbahnzügen und Kraftfahrzeugen benutzt werden. Durch Benutzung erfindungsgemäßer Scheiben an diesen Fahrzeugen wird die Wärmestrahlung reflektiert, die hohe Lichtdurchlässigkeit für sichtbares Licht und damit die Durchsichtigkeit der Scheiben bleibt jedoch erhalten. Bei Verwendung derartiger Scheiben im Falle der Beheizung des Fahrzeugs wird weitgehend verhindert, daß Wärme aus dem Fahrzeuginnern verlorengeht.

Der Vorteil der Beheizung der Scheiben ist bei Flugzeugen und Kraftfahrzeugen dann wesentlich, wenn eine Gefahr der Vereisung besteht und durch die Vereisung die Durchsichtigkeit behindert werden könnte.

Von großem Nutzen zeigen sich auch dann die Vorteile der erfindungsgemäßen Scheiben, wenn — wie z. B. im Falle von ins Freie verfahrbaren Krankabinen in Gießereibetrieben — an einem Arbeitsort (Gießhalle) eine starke Wärmestrahlung auftritt, an einem anderen Ort (im Freien bei winterlichen Temperaturen) eine Vereisung erfolgen kann.

Außerdem ermöglicht die Benutzung der erfindungsgemäßen Scheiben anfänglich nur als Wärmeschutz auch den eventuell später bei Bedarf erfolgenden, sehr einfachen Einbau einer Heizung, falls dies bei dem ersten Einbau noch nicht bekannt oder berücksichtigt sein sollte. Auch in modernen, mit großen Glasfenstern versehenen Gebäuden ist die Verwendung der Scheiben nützlich.

In den F i g. 1 und 2 sind zwei Beispiele für die erfindungsgemäß ausgebildeten Scheiben 'dargestellt.

F i g. 1 zeigt eine einfache Scheibe, während

F i g. 2 ihre Verwendung als Verbundscheibe darstellt.

Die Glasscheibe 1 trägt eine erste Haftschicht 2 aus Zinksulfid, Zinkselenid oder Bleifluorid, auf die die Goldschicht 3 aufgebracht ist. Die Goldschicht 3 ist bedeckt von einer Schicht 4, die ebenfalls aus Zinksulfid, Zinkselenid oder Bleifluorid besteht.

Die oberste Schicht 4 kann in Fällen, in denen besondere chemische und mechanische Widerstandsfähigkeit gefordert wird, durch eine der bekannten Schutzschichten, z. B. aus Siliziumdioxid, bedeckt sein. Es ist aber natürlich auch möglich (F i g. 2) und in gewissen Fällen besonders zweckmäßig, eine zweite Scheibe 5 davorzusetzen und durch einen vorzugsweise metallischen Rahmen 6 und eine Zwischenlage 7 mit der heizbaren und wärmereflektierenden Scheibe 1 zu verbinden. Die elektrischen Zuleitungen zur Metallschicht 3 müssen natürlich durch den Rahmen 6 (eventuell isoliert) hindurchgeführt und mit der Goldschicht 3 verbunden werden. Anordnungen dafür sind bekannt, so daß es unnötig ist, hier darauf einzugehen. Die Verbundscheibe nach F i g. 2 kann natürlich auch durch das vorbekannte Verkleben oder durch das ebenfalls bekannte Verschmelzen der beiden Scheiben 1 und 5 an ihrem Rand hergestellt sein.

In F i g. 3 sind die spektralen Durchlässigkeitskurven von drei untersuchten beschichteten Glasscheiben gleicher Dicke dargestellt mit der Schichten-

folge:

Kurve a

Glas-

Kurve b

Glas-

Kurve C

Glas-

-GoId,

-Zinksulfid—Gold,

-Zinksulfid—Gold—Zinksulfid.

Die Dicke der Goldschicht betrug für alle drei Schichtkörper etwa 300 A, die Dicke der Zinksulfid-Schichten für die Schichtkörper b) und c) jeweils etwa 450 A. Auf der Abszisse ist die Wellenlänge, auf der Ordinate die Durchlässigkeit in Prozent aufgetragen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Durchsichtige Scheibe, vorzugsweise für Fahrzeuge, welche ein hohes Reflexionsvermögen für Wärmestrahlung, hohe Durchlässigkeit für sichtbar·! Strahlung und einen niedrigen elektrischen Widerstand aufweist, mit einer dünnen Metallschicht zwischen zwei Schichten aus Metallverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (3) in an sich bekannter Weise aus Gold und sowohl die darunterliegende Haftschicht (2) als auch die darüberliegende Deckschicht (4) aus Zinksulfid, Zinkselenid oder Bleifluorid bestehen.

2. Scheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Deckschicht (4) eine harte und chemisch widerstandsfähige Schutzschicht, z. B. aus Siliziumdioxid, aufgebracht ist.

3. Scheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Teil einer Verbundscheibe bildet, wobei die Schichten (2, 3, 4) einer zweiten Scheibe (5) zugekehrt sind.

4. Scheibe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten (2, 3, 4) im Vakuum aufgedampft sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen