DE2138517A1

DE2138517A1 - Glasscheibe

Info

Publication number: DE2138517A1
Application number: DE19712138517
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl Phys Dr Stehl
Original assignee: Flachglas Wernberg GmbH
Current assignee: Flachglas Wernberg GmbH
Priority date: 1971-08-02
Filing date: 1971-08-02
Publication date: 1973-03-01
Also published as: GB1370504A; FR2148117A1; BE787026A; DE2138517B2; DE2138517C3; NL7210399A; FR2148117B1; IT963494B

Description

Juli 1971

Flachglas Aktiengesellschaft

DELOG-DBTAG

465 Gelsenkirchen, Auf der Reihe 2

Glasscheibe

Die Erfindung bezieht sich auf eine. Glasscheibe (in ebener oder gebogener Ausführungsform) mit einseitig oder beidseitig aufgebrachter Wärmereflexionsauflage aus Metallschicht und zumindest einer dielektrischen Schicht.. Der Ausdruck Metallschicht umfaßt im Rahmen der Erfindung Schichten aus Metallen, Metallegierungen und auch aus Halbmetallen. Der Ausdruck dielektrische Schicht meint im Rahmen der Erfindung Schichten mit hohem Brechungsindex, hauptsächlich solche aus Metalloxiden und Metallsulfiden, z.B. Schichten aus ZnS, BIpO^,,

TiO₂, CdS, CeO₂, PbO,

SnO

309809/0926

BAD ORIGINAL

Andrejewski, Hpnke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen, Theaterplatz 3

-2-

Wärraereflektierende Glasscheiben sind in verschiedenen AusfUhrungsformen bekannt. So ist es zunächst bekannt, auf Glasscheiben Metallschichten, z.B. Schichten aus Gold, Kupfer, Silber oder Aluminium aufzubringen, um den Innenraum vor zu starker Sonneneinstrahlung zu schützen. Diese bekannten, wärmereflektierenden Glasscheiben sind jedoch in der Außenansicht stark getönt und/oder in der Durchsicht stark farbstichig bzw. stark metallisch spiegelnd, was u.a. aus architektonischen Gründen stört. Aus architektonischen Gründen werden wärmereflektierende Glasscheiben mit farbneutraler Außenansicht in zunehmendem Maße verlangt, weil sie bei unterschiedlicher Parbgestaltung der Fassadenelemente verwendet werden können.

Es ist ferner bekannt, auf die wärmereflektierenden Metallschichten zusätzlich dielektrische Entspiegelungsschichten aufzubringen, insbesondere die Metallschicht beidseitig mit einer solchen dielektrischen Schicht zu versehen (vergl. DT-PS 1 058 und französische Patentschrift 1 513 724). Durch diese Entspiegelungsschichten wird jedoch das Reflexionsvermögen der Metallschicht für sichtbares Licht so stark erniedrigt, daß die Scheiben in der Außenansicht dunkel erscheinen und damit nicht den architektonischen Forderungen entsprechen. Außerdem sind solche Scheiben in der Außenansicht oder in der Durchsicht getönt.

Die Forderung nach farbneutraler Außenansicht und Durchsicht läßt sich durch das Aufbringen von bestimmten Metallegierungsschichten erfüllen, jedoch haben solche Schichten den Nachteil, daß sie Sonnenstrahlung nur wenig reflektieren, sondern hauptsächlich absorbieren. Das führt zu einer starken Erwärmung bei einer so beschichteten Glasscheibe und von der aufgeheizten Scheibe wird ein beträchtlicher Anteil der absorbierten Sonnen-

309809/0926 BAD ÖFUGINAL

Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen, Theaterplatz

strahlung an den Innenraum abgegeben. Hinzu kommt, daß durch die Aufheizung der Scheibe die Gefahr von Glassprüngen besteht. Außerdem wirken solche Scheiben wegen-ihres niedrigen Reflexionsvermögens für sichtbares Licht in der Passade als dunkle, gleichsam tote Elemente, die zur Fassadengestaltung nicht beitragen.

Es ist endlich bekannt, auf Glasscheiben eine dielektrische Schicht aus einem Material mit hohem Brechungsindex aufzubringen, z.B. eine Schacht aus Titanoxid, Wismutoxid, Ceroxid oder Zinksulfid (vergli, OS 1 811 158). Solche Schichten reflektieren i einen großen Teil der auffallenden Sonnenstrahlung durch Interferenzwirkung, wenn die optische Schichtdicke einerViertelwellenlängenschicht entspricht. Die Außenansicht und die Durchsicht solcher Reflexions-Interferenzschichten sind praktisch farbneutral, insbesonderejWenn die optische Schichtdicke etwa einer Viertelwellenlähgenschicht für den kurzwelligen sichtbaren Spektralbereich entspricht. Allerdings ist die Wirkung einer solchen dielektrischen Reflexionsschicht durch die Höhe des Brechungsindexes der praktisch verfügbaren Materialien ziemlich begrenzt. Für die meisten Anwendungen wird verlangt, daß ein Sonnenschutzglas weniger als 50$ der auffallenden Sonnenstrahlung hindurchläßt. Das läßt sich jedoch mit einer dielektrischen Reflexionsschicht nicht erreichen, und zwar weder f mit einer solchen wärmereflektierenden Einfachscheibe als auch nicht mit einer Isolierglaascheibe, die aus einer solchen wärmereflektierenden Scheibe und einer Klarglasdeckscheibe besteht, die zumeist unter Zwischenschaltung eines LuftZwischenraumes angeordnet und bei den meisten Anwendungen eingesetzt wird. Man kann hier dadurch eine Verbesserung erreichen, daß die wärmereflektierende Scheibe beidseitig beschichtet wird. Das hat allerdings den Nachteil, daß bei der entsprechenden Isölierglaseinheit eine Schicht nichtjLuftzwischenraurn liegt, sondern den

geändert Gemäß Eingab© eingegangen am .-./^^tZ.^^^.^

309809/0926

BAD ORIGINAL

Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen, Theaterplatz

-4-

atmosphärischen Einwirkungen ausgesetzt ist. Außerdem besteht bei einer Reinigung der Scheiben mit üblichen Reinigungsmitteln die Gefahr, daß die Schicht beschädigt und zerkratzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Glasscheibe zu schaffen, die sich wie die letztgenannten Scheiben durch hohes Reflexionsvermögen und farbneutrale Außenansicht auszeichnet, jedoch die Transmission für Sonnenstrahlung in einem für die meisten technischen Anwendungen erforderlichen Maße reduziert.

Die Erfindung geht aus von einer Glasscheibe mit einseitig oder beidseitig aufgebrachter Wärmereflexionsauflage aus Metallschicht und zumindest einer dielektrischen Schicht. Die erfindungsgemäße Glasscheibe ist gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

a) Die dielektrische Schicht besteht aus einem Material mit einem Brechungsindex größer zwei und ihre optische Schichtdicke entspricht einer Viertelwellenlangenschicht für eine Wellenlänge des sichtbaren Spektralbereichs, insbesondere des kurzwelligen sichtbaren Spektralbereichs,

b) die Metallschicht, die auf die dielektrische Schicht aufgebracht oder unter dieser angeordnet ist, besitzt eine Dicke von 20 bis 100 8, vorzugsweise von 30 bis 80 8.

Der Begriff Viertelwellenlangenschicht für sichtbares Licht bedarf der Erläuterung:

Maximale Reflexionserhöhung erhält man bei einer dielektrischen

309809/0926
BAD OBiGiNAL

Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 43Θ0 Essen, Theaterplatz

-5-

Schicht nur für die Wellenlänge, für welche die Interferenzbedingung

η . d = Viertelwellenlänge

η = Brechungsindex der Schicht d = Dicke der Schicht

erfüllt ist. Allerdings ist bei einer Interferenzschicht 1. Ordnung (Viertelwellenlängenschicht) der Spektralbereich hoher Re- | flexion ziemlich breit. Das gilt besonders auf der langwelligen Seite des Interferenzrnaximums. Aus diesem Grunde empfiehlt es sich, um in der Außenansicht praktisch Farbneutralität zu erhalten, die Viertelwellenlängenschicht auf das kurswellige sicht bare Gebiet anzupassen. So ergibt sich mit η ■ 2,35 unil d. « 4-50 eine Anpassungswellenlänge von 4200 8, die also schon im Blau-Bereich liegt.

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besteht die Metallschicht aus einem Edelmetall, vorzugsweise aus Gold..Es empfiehlt sich, die Metallschicht zwischen der dielektrischen Schicht und der Glasscheibe anzuordnen. Bewährt hat sich und im Sinne einer Optimierung ausgezeichnet ist eine Ausführungs- " form, bei der die dielektrische Schicht aus Titanoxid und/oder Wismutoxid besteht.

Die erfindungsgemäße Glasscheibe kann als Einfachglasscheibe oder Mehrfachglasscheibe (Isolierglasscheibe) mit Luftzwischenraum aufgebaut sein. Im letzteren Falle wird man dafür sorgen, daß die Wärmereflexionsauflage sich stets auf der Innenseite befindet.

Überraschenderweise ergibt sich für eine Glasscheibe erfin-

309809/0926

Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen, Theaterplatz 3

-β-

dungsgemäßer Gestaltung eine Transmission für Sonnenstrahlung, die um 5 bis 15 % niedriger liegt, als die Transmission der entsprechenden Glasscheibe, bei der die zusätzliche Metallschicht fehlt, die dielektrische Schicht aber angeordnet ist. Überraschenderweise und in Abweichung von der herrschenden Lehre beeinträchtigt die erfindungsgemäß vorgesehene Metallschicht in ihrer Dicke von 20 bis 100 S, vorzugsweise von 30 bis 8o 8, weder das hohe Reflexionsvermögen noch die farbneutrale Außenansicht bzw. Durchsicht. Im Ergebnis sind so eine farbneutrale Außenansicht und Durchsicht mit einer solchen Reduktion der Transmission für Sonnenstrahlung kombiniert, wie sie bei den meisten Anwendungen unerläßlich ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines erfindungswesentlichen Ausführungsbeispiels ausführlicher erläutert:

Auf eine Floatglasscheibe wurde in einer Vakuum-Beschichtungsanlage durch Kathodenzerstäubung eine Goldschicht von etwa 6o S Dicke und anschließend eine Wismutoxidschicht von etwa 450 8 aufgebracht. Die erfindungsgemäße Wärmeschutzscheibe wurde mit einer Klarglasdeckscheibe zu einer Isolierglaseinheit verbunden. Die Isolierglasscheibe hatte eine Transmission von 45 % für Sonnenstrahlung, besaß für sichtbares Licht ein hohes Reflexionsvermögen und hatte eine farbneutrale Außenansicht. Die Durchsicht war ebenfalls praktisch farbneutral mit einem kaum erkennbaren Umbralton.

Zu Vergleichszwecken wurde auf eine Floatglasscheibe nach dem gleichen Verfahren eine Wismutoxidschicht gleicher Dicke aufgebracht. Die entsprechende Isolierglaseinheit hatte eine Transmission von 54 fo für Sonnenstrahlung. Sie zeigte ebenfalls ein

309809/0926 BAD ORIGINAL

Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen, Theaterplatz 3

-7-

hohes Reflexionsvermögen für sichtbares Licht. Die Außenansicht war farbneutral, während sich in der Durchsicht wie bei der erfindungsgemäßen Scheibe nur ein kaum erkennbarer Umbralton zeigte.

Ansprüche

309809/0926

Claims

Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen, Theaterplatz

A η s ρ r ü C h e

1. Glasscheibe mit einseitig oder "beidseitig aufgebrachter Wärmereflexionsauflage aus Metallschicht und zumindest einer dielektrischen Schicht, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

a) Di (5 dielektrische Schicht besteht aus einem Material mit einem Brechungsindex größer zwei und ihre optische Schichtdicke entspricht einer Yiertelwellenlängenschicht für eine Wellenlänge des sichtbaren Spektralbereichs, insbesondere des kurzwelligen sichtbaren Spektralbereichs,

b) die Metallschicht besitzt eine Dicke von 20 bis 100 S, vorzugsweise von 30 bis So 8.

?. Glasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metal!schicht aus einem Edelmetall, vorzugsweise aus Gold, besteht .

3- Glasscheibe=¹ nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht zwischen der dielektrischen ochieht und dor Glasscheibe angeordnet ist.

4. Glasscheibe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht aus Titanoxid und/oder Wismutoxid bestellt.

309009/0926

BAD ORIGINAL