DE1596909A1

DE1596909A1 - Verfahren zur Herstellung einer waermereflektierenden Schicht auf einem Glastraeger

Info

Publication number: DE1596909A1
Application number: DE19661596909
Authority: DE
Inventors: Berthold Frank; Rolf Groth
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1966-05-20
Filing date: 1966-05-20
Publication date: 1971-04-15
Also published as: GB1154626A; NL6706805A; BE698658A

Description

N.V. Philips'Gloeilampenfabrieken

Abschrift

"Verfahren zur Herstellung einer wärmereflektierenden Schicht auf einem Glasträger¹¹

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer im wesentlichen aus Indiumoxyd bestehenden Schicht auf einem Glasträger zur Verwendung als Wärmereflexionsfilter.

Ein derartiges Produkt ist u. a. für eine ähnliche Verwendung bereits bekannt. Zur Herstellung solcher Schichten wird eine wässrige Lösung eines Indiumsalzes auf einen erhitzten Glasträger aufgesprüht. Bei erhöhter Temperatur bildet sich aus dem Indiumsalz durch Hydrolyse und Zersetzung auf dem Glasträger eine Indiumoxydschicht. Eine verwendbare Indiumverbindung ist Indiumchlorid. Auch eine Lösung von InCl^ in einem organischen Lösungsmittel, z. B. Butylazetat oder Butanol, kann man zur Herstellung von Indiumoxydschichten auf einen erhitzten Glasträger versprühen. Durch eine geeignete Dotierung der Ausgangslösung, ζ. Β. mit einer Zinn- oder einer Fluorverbindung, werden Oxydschichten erhalten, welche für sichtbares Licht eine sehr niedrige Absorption aufweisen, jedoch Ultrarotstrahlung in hohem Maße reflektieren. Diese Schichten sind

PHN 1620 - 2 -

109816/0212

daher als Wärmereflexionsfilter sehr geeignet.

Werden Jedoch diese Schichten auf die chemisch weniger resistenten Weichgläser gesprüht, so weisen die erhaltenen •Schichten unerwünschte Trübungen auf, welche die Durchlässigkeit der Schichten für sichtbares Licht in störendem Maße herabsetzen. Aber gerade diese Weichgläser sind wegen ihrer niedrigen Herstellungskosten als Träger für wärmereflektierende Schichten besonders interessant.

Diese Gläser haben eine chemische Zusammensetzung, die innerhalb der folgenden, in Gew.% angegebenen Grenzen liegt:

Alkalioxyde, im wesentlichen Na₂O und/oder KpO 10-35

Erdalkalioxyde, vor allem CaO 5-25

wobei CaO > 5

SiO₂ 50-75

Al₂O₃ < 20

Diese Trübungserscheinungen kennt man schon sehr lange bei der Herstellung von SnO₂-Schichten aus SnCl^. Man vermutet, daß die unerwünschten Trübungen dadurch verursache werden, daß die bei der Hydrolyse freiwerdende Salzsäure in einer Oberflächenschicht mit dem Alkali des Weichglases reagiert. Es sind einige Verfahren bekannt, um diese Trübungseffekte zu unterbinden oder wenigstens stark herabzusetzen. So hat man vorgeschlagen, vor dem Besprühen des Glases eine Schutzschicht aus SiO₂ aufzubringen. Nach einem anderen nicht veröffentlichten Verfahren wird vor dem Besprühen ein wesentlicher Anteil der Alkali-Ionen aus der Oberflächenschicht des Glases herausgelöst und/oder gegen chemisch resistente Ionen ausgetauscht. Diese Vorbehandlungen machen jedoch das Verfahren für praktische Verwendung umständlich und kostspielig.

- 3 109816/0212

Deswegen wurden zur Herstellung von SnO₂-Schichten auf Weichglas metallorganische Zinnverbindungen vorgeschlagen. Auf diese Weise konnten Trübungserscheinungen verhindert werden. Diese Schichten hatten jedoch eine geringere Durchlässigkeit für sichtbares Licht als Schichten, die mit SnCl^ hergestellt waren.

Metallorganische Indiumverbindungen zur Herstellung von Indiumoxydschichten kommen im allgemeinen nicht in Frage, weil sie instabil und zum Teil sogar selbstentzündend sind. Alkoholate sind nicht geeignet, weil sie vorzeitig an Luft hydrolysieren.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Indiumoxydschicht auf einem Glasträger folgender Zusammensetzung:

Alkalioxyde, im wesentlichen Na₂O und/oder K₂O 10-35 Gew.%

Erdalkalioxyde, vor allem CaO 5-25 Gew. %

mit der Bedingung, daß CaO > 5 Gew.#

SiO₂ 50 - 75 Go...%

Al₂O₃ <20 Gew. %

durch Besprühen mit einer Lösung einer organischen Indiumverbindung, auf einer Temperatur zwischen 350⁰C und der Erweichungstemperatur des Glases, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Glas mit einer Lösung besprüht wird, vorzugsweise die aus einer komplexen organischen Indiumverbindung mit Chelatbindung in einem vorzugsweise organischen Lösungsmittel besteht.

Diese Verbindungen lassen sich bequem herstellen; sie sind ferner luft- und feuchtigkeitsbeständig und besitzen weitgehend eine gute Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln.

109616/0212

Beispiele solcher Verbindungen sind das In-Chelat von Salicylaldehyd und das Indiumbenzoylacetonat.

Nach einer bevorzugten Ausführungsart wird das Glas mit einer Lösung von Indiumacetylacetonat besprüht.

Unter Verwendung dieser Verbindungen lassen sich auf Weichglasträgern vollkommen trübungsfreie Indiumoxydschichten herstellen. Sehr geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren z. B. für die Herstellung von wärmereflektierenden Fensterscheiben. Damit eine Schicht eine hohe Wärmereflexion be- f sitzt, ist es erforderlich, daß die spezifische Leitfähigkeit möglichst groß ist, nämlich wenigstens 1CrXL "' cm Mit der Verwendung von komplexen organischen Indiumverbindungen mit Chelatbindung nach der Erfindung werden trübungsfreie Schichten erhalten mit einer spezifischen Leitfähigkeit, die wesentlich höher ist als Indiumoxydschichten von gleicher Dicke, die unter Verwendung anderer organischer Indiumverbindungen erhalten wurden.

Nach einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Lösung verwendet, die außer der Indiumverbindung noch eine Zinnverbindung als Dotierung enthält, um möglichst hohe Leitfähigkeit zu erhalten. Außer einer organischen Zinnverbindung, wie z. B. Tetrabutylzinn, kann auch Zinn(4)-Chlorid verwendet werden, weil die notwendige Dotierungsmenge so gering ist, daß durch die freiwerdende Salzsäure keine bemerkbare Trübung der Schicht entsteht.

Für ein möglichst hohes Ültrarotreflexionsvermögen müssen die Schichten eine Mindestdicke haben. Es stellte sich heraus, daß die Ultrarotreflexion bis zu Schichtdicken von etwa 0,3 /um mit zunehmender Schichtdicke ansteigt und sich bei größeren Schichtdicken kaum noch ändert. Bei Schichtdicken

— 5 — 109816/0212

von mehr als 0,5 /um wurden keine einwandfreien Schichten erhalten, so daß für ein hohes Ultrarotreflexionsvermögen Schichtdicken von etwa 0,3 bis 0,5 /um am günstigsten sind. In diesem Schichtdickenbereich wird die Durchlässigkeit des Filters im sichtbaren Gebiet im wesentlichen durch Interferenzeffekte modifiziert. Durch Wahl der Schichtdicke zwischen 0,3 und 0,5 /um kann damit das Filter zusätzlich noch auf maximale Durchlässigkeit für eine vorgegebene Wellenlänge angepaßt werden.

Die Verwendung als wärmereflektierende Fensterscheiben läßt sich in hervorragender Weise in die Technik der Doppelverglasung einpassen, wofür an sich bereits Schutz beantragt wurde in der noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung N 27 605 V/37d der Anmelderin.

Die Erfindung wird hiernach anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.

Eine Lösung von der Zusammensetzung

90 ml Butylacetat
10 ml Acetylaceton
4 g Xndiumacetylacetonat 0,13 ml SnCIV)-Chlorid

wurde auf eine auf 50O⁰C erhitzte Glasplatte der Zusammensetzung

72,6 Gew.% SiO₂ 4,4 Gew.# MgO 0,9 Gew.% Al₂O₃ 10,8 Gew.% Na₂O 6,6 Gew.% CaO 4,7 Gew.56 K₂O

109816/0212

gesprüht bis die Dicke der Schicht 0,305 /um betrug. Die Schicht besaß nach Abkühlen auf Zimmertemperatur einen Flächenwiderstand von etwa 8 Ohm/Vierkant. In der Figur werden die Durchlässigkeit (D) und das Reflexionsvermögen (R), beide in %, in Abhängigkeit von der Wellenlänge zwischen 0,4 und 15 /um dargestellt. Die Schicht ist in ihrer Dicke genau auf optimale Durchlässigkeit für Na-Licht angepaßt.

Optisch einwandfreie Schichten wurden auch erhalten bei Verwendung einer gesättigten Lösung der Indiumchelatverbindung von Salicylaldehyd in Monoäthylenglycollmonomethyläther oder bei Verwendung einer Lösung von Indiumbenzoylacetonat in ßutylacetat.

Patentansprüche:

109816/0212

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer im wesentlichen aus Indiumoxyd bestehenden Schicht auf einem Glasträger mit einer Zusammensetzung innerhalb der folgenden Grenzen:

Alkalioxyde, im wesentlichen Na₂O und/oder K₂O 10-35 Gew.%

Erdalkalioxyde, vor allem CaO 5-25 Gew.%

mit der Bedingung, daß CaO > 5 Gew.%

SiO₂ 50-75 Gew.%

Al₂O₃ <20 Gew.%

für die Verwendung als Wärmereflexionsfilter, wobei der Träger bei einer Temperatur zwischen 35O⁰C und der Erweichungstemperatur des Glases mit einer Lösung einer organischen Indiumverbindung besprüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas so lange mit einer Lösung besprüht wird, welche aus einer komplexen organischen Indiumverbindung mit Chelatbindung in einem vorzugsweise organischen Lösungsmittel besteht, bis die erhaltene Schicht nach Abkühlen eine Dicke von wenigstens 0,2 /um, vorzugsweise zwischen 0,3 und 0,5 /um aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas mit einer Lösung von Indiumacetylacetonat besprüht wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung außer der Indiumverbindung noch eine Zinnverbindung als Dotierung enthält.

4. Verwendung der nach einem der vorgehenden Ansprüche hergestellten Glasscheiben in einer Fensterverglasung, die aus wenigstens zwei zueinander parallelen Glasscheiben mit gasgefülltem Zwischenraum bzw. Zwischenräumen besteht.

109816/0212

Lee rseite