DE1907394B2 - Gegen elektrische Aufladung geschützte Fensterscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf gegen elektrische Aufladung geschützte Fensterscheiben, wie sie z. B. für Fenster an elektrischen Meßinstrumenten gebraucht werden, um die Störung der Anzeige durch elektrostatische Kräfte zu verhindern. Ein weiteres »ehr wichtiges Anwendungsgebiet der Erfindung ergibt sich in der Luftfahrttechnik: es hat sich gezeigt, daß sich beim Flug in großer Hohe und bei tiefen Temperaturen (d.h. unter atmosphärischen Bedingungen, bei denen die Luftfeuchtigkeii sehr gering ist) die Außenseite der Frontscheibe eines mit hoher Geschwindigkeit fliegenden Flugzeuges in solchem Maße elektrisch aufladen kann, daß elektrische Durchschläge zwischen der Außenseite und der auf der Innenseite der Scheibe befindlichen oder (bei mehrschichtigen Scheiben) in diese eingebetteten Heizschicht (die der Enteisung dient) auftreten können, die zum Bruch führen. Außerdem stören Entladungen, auch wenn sie nicht zu mechanischen Zerstörungen führen, die elektronischen Bordgeräte.

Es ist bekannt, auf die gegen Aufladung zu schützende Seite einer Fensterscheibe einen durchsichtigen, elektrisch leitenden, sogenannten antistatischen Belag aufzubringen, welcher die elektrischen Oberflächenladungen abzuleiten vermag, bei Fenstern elektrischer Meßinstrumente werden zu diesem Zweck vielfach thermisch aufgedampfte Schichten angewendet, die aus einem Halbleiter, z. B. aus Indiumoxyd, Zinnoxyd oder anderen Stoffen bestehen. Wesentlich ist. daß die aufgebrachte Schicht aus einem Stoff besteht, der bei einer Schichtdicke, welche die gewünschte elektrische Ableitung noch sicher gewährleistet, auch eine genügende Durchsichtigkeit ergibt. Außerdem muß eine solche antistatische Schicht, wenn sie praktisch brauchbar sein soll, noch bestimmten Anforderungen in bezug auf Abriebfestigkeit und Widerstandsfestigkeit gegen atmosphärische Kmfliisse genügen.

Bei Instrumentenfenstern sind diese Anforderungen verhältnismäßig gering, da es in diesem Falle meist zulässig ist, die antistatischen Beläge auf der Innenseite der Fenster aufzubringen Bei Frontscheiben von Flugzeugen jedoch konnte das Problem bisher nicht befriedigend gelöst werden. Es erweist sich nämlich, daß die Stoffe, die in Hinblick auf ihre Lichtdurchlässigkeit und elektrische Leitfähigkeit in Frage kommen, verhältnismäßig weiche Beläge ergeben, gleich mich welchem Verfahren man sie herstellt. Dies gilt leider auch fUr die im Vakuum thermisch aufgedampften Schichten dieser Stoffe.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, dieses Problem zu lösen, d. h. gegen elektrische Aufladung Beschützte Fensterscheiben zu finden, die den elektrischen, optischen und mechanischen Ansprüchen genügen und die insbesondere auch für Frontscheiben von Flugzeugen geeignet sind.

Erfindungsgemäß wird die Verwendung einer An-

5 Ordnung, bestehend aus» einer lichtdurchlässigen Unterlage, einer darauf behindlichen lichtdurchlässigen elektrisch leitenden Schicht und einer darüber angebrachten, an die Atmosphäre angrenzenden licht durchlässigen oxidischen Deckschicht als gegen elek-

trische Aufladung geschützte Fensterscheibe vorgese·-

Zwar war es bekannt, daß Gegenstände bzw. Schichten auf Gegenstanden durch auf ihre Oberflache aufgebrachte. z.B. aufgedampfte, oxidische

is Deckschichten geschützt werden können.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, auf einen antistatischen Belag eine zusätzliche medrigbrechende, sogenannte reflexionsvermindfc.Tide Schicht aus Magnesiumfluorid aufzubringen, die jedoch vor

ao allem wegen ihrer notwendig geringen Dicke \on λ-4 der Wellenlänge des sichtbaren Lichtes die gewünschte Schutzfunktion nicht auszuüben vermag MgI--Schichten sind besonders dann wenig widerstandsfähig, wenn die zu beschichtende Scheibe beim

Bedampfen nicht erhitzt werden darf, was fur die fur Flugzeugfrontscheiben in Frage kommenden kunststoffe /utnfft

Hs waren auch mit einem elektrisch leitenden Überzug versehene Fensterscheiben bekannt, wohci

der Überzug dazu diente, die Scheibe elektrisch beheizen zu können. Ein solcher Überzug konnte durch weitere Scheiben oder isolierende Deckschichten geschützt werden. Im Falle antistatischer Beläge jedoch schien sich die Verwendung von Schutzschichten zu verbieten, weil die lichtdurchlässigen oxidischen Schichten, die hierfür in Frage kommen, eine so gering? elektrische Leitfähigkeit aufweisen, daß sie selbst der Gefahr der elektrischen Aufladung ihrer Oberfläche ausgesetzt erscheinen, was die gleichen

Storeffekte hervorrufen würde wie die elektrisch aufgeladene Oberfläche der ungeschützten Scheibe Gerade die bewährtesten oxidischen Schutzschichten isolieren so gut wie oder besser als Glas und werden z. B. sogar als vorzugliche Isolationsschichten fin

Kondensatoren und elektrische Diinnschichtschaltungen in Schichtdicken von 0,1 bis 1 /im verwendet

Überraschenderweise hat sich aber gezeigt, daß die

üblichen, harten und widerstandsfähigen, praktisch absorptionsfreien Schutzschichten aus Oxiden trot/

ihrer hervorragenden Isolationseigenschaften die Wirkung eines darunter befindlichen antistatischen Belages nicht aufheben. Eine solche oxidische Schicht kann zwar fur sich allein niemals als antistatische Schicht verwendet werden, in Verbindung mit einer darunter befindlichen elektrisch besser leitenden Schicht dagegen ist sie brauchbar und kann gleichzeitig ihre Schutzfunktion erfüllen.

Line antistatische Fensterscheibe kann beispielsweise folgendermaßen hergestellt werden:

Die mit dem elektrisch leitenden überzug zu versehende Fläche der Fensterscheibe wird zunächst gereinigt und darauf in einer Vakuumaufdampfanlage ein Überzug aus Indiumoxyd aufgebracht, z.B. durch Verdampfen metallischen Indiums in einer Sauer-

6j stoff atmosphäre von etwa 10'⁴ Torr und Niederschlagen der Dämpf« auf der Scheibe bis zu einer Schichtdicke von etwa 0,1 μιη bis zu einigen μιη. Dieser überzug wird anschließend (entsprechend deutscher

I 907 394

Patentschrift 1195125) einer elektrischen Glimmentladung bei etwa IQ ' Torr Sauerstoffdruck ausgesetzt, wobei »ein elektrischer Widerstand während des Glimmen» mittels entsprechender Meßeinrichtungen beobachtet wird. Bei Erreichen des gewünschten niedrigen Flächenwiderstandes, der zwischen einigen IOD Ohm und einigen Megohm liegen kann, wird die Glimmentladungsbehandlung abgebrochen. Die so hergestellten Beläge haften besonders gut auf Scheiben aus Polystyrol oder Metacrylsäureaethylcster. Es ist ein Vorteil, daß sich Indiuraoxidüberzüge auf den meisten Kunststoffen gut haftend aufbringen lassen und dabei eine sehr hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Ein anderer Vorteil der Verwendung

von Kunststoffscheiben an Stelle von Glas ist auch darin zu sehen, daß Kunstirtoffscheiben sich leichter in beliebige Form bringen lassen, was z, B. für Flugzeugverglasungen wichtig ist. Vor allem aber sind

δ Kunststoffscheiben oder Verbundscbeiben mit wenigstens einer Kunststoffauflaiäe auf der Außenseite vogelschlagsicherer.

Auf den elektrisch leitenden Belag aus Indiumoxid wird zusätzlich eine Schutzschicht aus einem Oxid,

ίο ι. B. aus Siliciummonoxjd oder Siliciumdioxid (Quarz), aufgebracht, was ebenfalls, in an sich bekannter Weise durch Vakuumaufdampfen geschehen kann. Die fertig beschichtete Scheibe kann sodann im Sinne der Erfindung verwendet werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verwendung einer Anordnung, bestehend au* einer lichtdurchlässigen Unterlage, einer darauf befindlichen lichtdurchlässigen elektrisch leitenden Schicht und einer darüber angebrachten, an die Atmosphäre angrenzenden lichtdurchlässigen oxidischen Deckschicht als gegen dektrische Aufladung geschützte Fensterscheibe.