DE2351402A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von metallueberzogenem glas - Google Patents

Description

DIPL-ING. HANS W. GROENING DIPL.-CHEM. DE. ALFRED SCHÖN

PATENTANWÄLTE

S/G 49-1

Globe Amerada Glass Company, Elk Grove Village, 111. 60007, U.S.A.

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von metallüberzogenem Glas

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines halbtransparenten Glases und bezieht sich insbesondere auf Changeant-Fenster mit metallischen überzügen.

Strahlungsenergie kann in Form von ultravioletten Strahlen, sichtbaren Strahlen und Infrarotstrahlen durchgelassen werden. Dieses Spektrum erstreckt sich innerhalb eines Wellenlängenbereiches von ungefähr 1000 bis 2 000 000 8. Um die Strahlungsenergiedurchlässigkeitseigenschaften von Glas zu modifizieren, kann ein dünner und transparenter Metallüberzug unter Ausbildung eines halbtransparenten Spiegels oder Changeant-Spiegels aufgebracht werden, der bestimmte Bereiche des Spektrums reflektiert» Werden die wärmeerzeugenden Teile des Spektrums auf diese Weise reflektiert, dann werden die Fenster eine wirksame Wärmebarriere.

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Um die angestrebten Ergebnisse zu erzielen, sind verschiedene Verfahren in der Vergangenheit" entwickelt worden, um Metalle, Metallegierungen sowie dielektrische Schichten auf transparente Substrate aufzubringen, und zwar durch chemische Abscheidung, durch Aufdampfen oder durch Elektronenstrahlabscheidung. Ferner sind Aufsprühmethoden sowie Pyrolysemethoden von Emails sowie Wärmezersetzungsmethoden von metallorganischen Verbindungen bekannt geworden. Die bei diesen Verfahren erhaltenen Produkte sind teuer und schwierig in der Herstellung, insbesondere im Hinblick auf die Erzielung von sehr gut reproduzierbaren Ergebnissen. Die bekannten Produkte besitzen keine gleichmäßige Qualität und sind nicht frei von Defekten wobei sie außerdem keine lange Lebensdauer aufweisen. Vielmehr erleiden sie mechanische Schäden sowie Korrosionsschaden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines neuen und verbesserten halbtransparenten Glases. Ferner soll ein neues Verfahren geschaffen werden, durch welches Glas in einer wirksameren, weniger aufwendigen und billigeren Weise hergestellt werden kann. Insbesondere hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, Glas sowie andere transparente Materialien mit molekularen bindenden Dämpfen sowie mit einer geschützten Oberfläche zu versehen. Dabei soll ein Schutz gegenüber allen Verunreinigungen erzielt werden, die dazu neigen, die Spiegeloberfläche zu korrodieren, zu verfärben oder zu verformen.

Ferner soll ein neues Verfahren geschaffen werden, mit dessen Hilfe halbtransparentes Glas oberflächenbehandelt werden kann. Es soll eine Methode zur Verfügung gestellt werden, bei deren Ausführung Glas durch einen Metallzerstäubungsprozeß an der Oberfläche behandelt wird. Insbesondere soll die Aufbringung eines Metallüberzugs mit jeder beliebigen Dicke oder Farbe ermöglicht werden. Dabei soll die Bildung von kleinen Löchern oder anderen Defekten, welche die Oberfläche verschlechtern, verhindert werden.

Ferner soll eine neue Vorrichtung zur Erreichung der vorstehend umrissenen Ziele geschaffen werden. Dabei ist an eine Vorrich-

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tung gedacht, die ein Verfahren ermöglicht, bei dessen Ausführung eine Vielzahl von Platten aus einem halbtransparenten Glas nacheinander bearbeitet werden kann. Es soll ein System zur Verfügung gestellt werden, das sowohl chargenweise als auch kontinuierlich Glasplatten zu verarbeiten vermag. Diese Vorrichtung soll u.a. verhindern, daß während der Ausbildung der Oberfläche Teilchen auf diese fallen, so daß das Entstehen von Oberflächendefekten und Fehlern vermieden wird, die sonst durch derartige Teilchen erzeugt werden können.

Durch die Erfindung wird eine aus vielen Stationen bestehende Fördereinrichtung geschaffen, die sich innerhalb einer großen Kammer befindet, die unter Vakuum gesetzt werden kann. Glasplatten, vorzugsweise in vertikaler Position, werden zur Verarbeitung durch die Kammer geschickt. An den aufeinanderfolgenden Stationen werden sie erhitzt und entgast, gereinigt, mit Metall überzogen und oberflächenbehandelt. Optische Sensoren sowie Schallsensoren steuern das Verfahren und bewegen die Glasplatten weiter, nachdem sie den jeweils gewünschten Zustand erreicht haben. Das neue Verfahren zur Behandlung von Glas gestattet die Herstellung einer Oberfläche mit bestimmten angestrebten Eigenschaften. Das Verfahren bedient sich einer elektromagnetischen Zerstäuburigsabscheidung, bei deren Durchführung das Material mit gesteuerter Geschwindigkeit abgeschieden und mit einer sehr hohen Geschwindigkeit sowie unter einer hohen Spannung auf einem Glassubstrat auftreffen gelassen wird. Ein gleichmäßiger Überzug wird auf diese Weise durch Makromolekülbüschel gebildet, die in und auf dem Substrat abgeschieden werden, bis sie einen gleichmäßigen Metallfilm bilden. Der-aufgebrachte überzug haftet fest an und greift molekular in das Glasmaterial ein. Anschließend wird er in geeigneter Weise gegenüber einem Abrieb sowie gegenüber einer chemischen und mechanischen Zerstörung durch einen überzug aus einem transparenten Material geschützt. Während dieses Verfahrens befinden sich die Glasplatten in einer vertikalen Position, so daß das aufgebrachte Material einen horizontalen Weg zurücklegen muß. Fremdmaterialien, wie beispielsweise Staub, sind schwerer als

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das aufgebrachte Material. Daher fallen sie vertikal unter der Einwirkung der Schwerkraft herab und erreichen nicht die Glasoberfläche.

Unter dem Begriff "Zerstäuben" soll eine bekannte Erscheinung verstanden werden, gemäß welcher ein elektrisches- Hochfrequenzfeld eine Oberfläche mit Ionen bombardiert, welche die bombardierte Oberfläche zersetzen oder erodieren. Die Ionen werden dabei auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt, wodurch eine Umwandlung von Stoßenergie erfolgt.

Die Erfindung wird durch die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: '

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung, teilweise im Schnitt.

Fig. 2 eine stark stilisierte Wiedergabe der Gitterstruktur eines Glassubstrats,

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Laminat, das erfindungsgemäß hergestellt worden ist.

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung ähnlich der Vorrichtung von Fig. 1, die dazu geeignet ist, das Glas in einer vertikalen Position zu befördern.

Die Konstruktion von Fig. 1 besteht aus einem viele Stationen durchlaufenden Produktionsband, das in einem Vakuum 20 untergebracht ist. Die Stationen bestehen aus einer Zuführungskassette 21, einer Aufheiz- und Entgasungskammer 22, einer Reinigungsstation 23, einer Zerstäubungsstation 24, einer Überziehungsstation 25, einer Reinigungsstation 26 und einer Ausstoßkassette 27.

Die Zuführungskassette 21 besteht aus irgendeinem geeigneten Gehäuse mit einer Aufzugseinrichtung 30, welche einen Stapel aus Glasplatten, die verarbeitet werden sollen, trägt und anhebt. Die Einrichtung ist derartig ausgelegt, daß die oberste Glasplatte immer mit dem oberen Teil der Kassette fluchtet,und zwar unabhängig von einer Veränderung in der Beladung, falls der

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Stapel aus Glasplatten verbraucht wird.

Eine oder mehrere Kassetten werden mit einer Vielzahl von geeigneten Rohlingen 31, wie beispielsweise Glasplatten, beladen und dann an das Gehäuse 20 gebracht.Jede Glasplatte wird gereinigt, getrocknet, inspiziert und in einen Halterahmen gegeben. Dann wird die Kassette verschlossen, wodurch eine verschlossene Kammer gebildet wird, an die ein Vakuum angelegt werden kann. Ein Paar parallel angebrachter Führungsschienen 32, 33 befindet sich an den sich gegenüberliegenden Seiten der Vorrichtung und schafft eine Einrichtung zum Befestigen der Kassette an dem Vorrichtungsgehäuse 20. Nachdem die Kassette auf diese Weise befestigt worden ist, wird durch eine Vakuumpumpe, die mit einer Abzugsleitung 35 verbunden ist, ein Vakuum in der ganzen Kammer 20 erzeugt.

Einrichtungen zum Erhitzen und Entgasen der zu verarbeitenden Rohlinge, in diesem Falle Glasplatten, sind vorgesehen, die in Aktion treten, bevor die Glasplatten durch die Anlage geschickt werden. Unabhängig davon, wie die Glasplatten angehoben werden, befindet sich die oberste Platte 36 innerhalb der Erhitzungskammer 22, in welcher ihre Temperatur durch die Wärme einer oder mehrerer Erhitzungslampen 37 oder einer anderen Einrichtung erhöht wird. Die Wärme dringt auch durch die zwei oder drei obersten Glasplatten, so daß diese vorerhitzt werden, bevor sie in die Produktionsreihe gelangen. Die Glasplatten, welche die Kammer 22 verlassen, werden auf eine vorherbestimmte Temperatur erhitzt, so daß sie frei von eingeschlossenem Gas oder Feuchtigkeit sind.

Eine Einrichtung ist vorgesehen, um die Ionen oder andere Fremdmaterialien, die sich in den Zwischenräumen der Molekülgitterstruktur in der oberen Glasschicht befinden, zu entfernen. Irgendeine geeignete Fördereinrichtung transportiert die erhitzte und entgaste Platte 36 aus der Station 22 in die Station 23, wobei sie unter dem Bodenteil 39 einer Zwischentrennwand 40 vorbeigleitet. Die Fördereinrichtung kann aus Ketten bestehen, welche die Ränder des Glases erfassen. Ferner

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kann es sich um einen Glashalter oder um einen Schiebemechanismus handeln.

In der Station 23 bombardiert an der Stelle 41 eine Elektronenquelle die Oberfläche der Glasplatte 42, wodurch Ionen von der Oberfläche,insbesondere Hydroxyl- und Alkaliionen verschoben werden. Wie symbolisch in der Fig. 2 gezeigt wird, besteht das Glas 43 aus einem Gitter von Atomen 44, die durch Elektronen miteinander verbunden sind, wobei Zwischenräume 46 vorhanden sind, die mit Ionen gefüllt werden können. Die bombardierenden Elektronen drücken die Ionen aus den Zwischenstellen 46 heraus. Ein Sauerstoffstrom sowie ein Edelgasstrom 47 werden in die Reinigungsstation 23 über eine Eingangsöffnung 48 eingepumpt, streichen über die Glasoberfläche und werden an einer Ausgangsöffnung 49 abgesaugt. Ein Leitelement 41 dirigiert die Ströme derart, daß sie über die Oberfläche der Glasplatte 42 streichen. Die Ströme treffen die zu überziehende Oberfläche und entfernen die herausbombardxerten Ionen. Ein Paar parallel angebrachter Metallgitter 52, 53, die geerdet sind, ziehen die überschüssigen Elektronen ab, die das Glas bombardieren. Die Glasplatte wird auf diese Weise bis zu einer Tiefe von ungefähr 5O Ä gereinigt. Lose gebundene Fremdsubstanzen werden ebenfalls aus den Zwischenräumen herausgeholt. Besondere Sorgfalt wird dahingehend angewendet, daß die Hydroxyl- und Alkaliionen entfernt werden, da sie die Hauptelemente sind, welche die Metalloberfläche korrodieren oder verfärben und ein ausreichendes Binden verhindern.

Es ist ferner eine Einrichtung zum überziehen der Glasplatte mit einer halbtransparenten Schicht der Station 24 vorgesehen. An einem Leitelement 60 hängt eine Hochfrequenzspule 61. Ein Material, das eine Quelle für zerstäubtes Metall bildet, befindet sich in der Nähe der Spule und wird durch das auftretende elektrische Feld angegriffen. Man kann jedes geeignete Material verwenden, bevorzugt werden jedoch Kupfe'rlegierungen, ferner Aluminium/Gold, Chrom/Gold sowie Nickel/Eisen/Kobalt. Wird das Metali durch die Hochfrequenzenergie angegriffen, dann zersetzt

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es sich, wobei Teilchen mit makromolekularer Größe auf die gereinigte Oberfläche der Glasplatte 65 herabregnen. Die molekulare Bindung ist fest genug, um die Legierungszusammensetzung innerhalb der makromolekularen Teilchen zu konservieren, wenn sie durch den Raum innerhalb des Gehäuses 24 auf die Oberfläche der Glasplatte fliegen. Die zwei geerdeten Gitter 62, 63 sammeln Teilchen, welche außerhalb der gewünschten Fläche herabfallen. Die Teilchen, die auf das Glas fallen, werden in etwa die ersten 50 A (64, Fig. 3) der gereinigten Zwischenräume 46 (Fig.2)·- unter Ausbildung einer Molekülbindung mit dem Glasgitter 65 eindiffundiert. Nachdem das Binden begonnen hat, verursachen die zerstäubten Teilchen, die auf die Glasoberfläche herabregnen, ein Aufwachsen in der Metallüberzugsschicht.

Während des Zerstäubens wird ein Edelgas in einen Einlaß 68 eingepumpt, strömt um ein Leitelement 60 und tritt aus dem Auslaß 69 aus. Das Leitelement 60 trägt dazu bei, das Gas in einer solchen Weise auszurichten, daß es über die Glasoberfläche 65 streicht. In einer gebauten und getesteten Ausführungsform wird Argon verwendet. Dieses Gas ermöglicht es, daß die Teilchen in das Gitter eindringen und sich mit der Gitterstruktur verzahnen. Die Farbe von Licht, das durch das Glas geschickt wird, ändert sich mit zunehmender Dicke der Schicht. Liegt ein extrem dünner Film vor, dann ist das durchgeschickte Licht ziemlich gleichmäßig über das Spektrum verteilt. Wird die Schicht des Metallfilms 66 dicker, dann tritt eine anfänglich blau-grüne Farbe in der Nähe von 5700 8 auf. Bei dieser Wellenlänge ist das Auge am empfindlichsten. Mit zunehmender Dicke geht die Farbe des Films über grau und kupferfarben bis zum blauen Ende der Skala.

Um das Verfahren zu steuern, ist eine Anzahl von fotoelektrischen Zellen 71 gleichmäßig unterhalb des Glases verteilt. Zwischen dem Glas 65 und den Fotozellen 71 befindet sich ein Changeant-Filter mit Lichtdurchlässigkeitseigenschaften, die komplementär zu den Lichtdurchlässigkeitseigenschaften sind, die von der Glasplatte 65 erwartet werden. Die Ausgestaltung

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eines derartigen Filters ist bekannt. Die Erfindung sieht ein Filter vor, das aus einer Glasplatte hergestellt ist, die mit einer Legierung aus Kupfer und Aluminium überzogen ist. In jedem Falle hören die fotoelcktrischen Zellen auf, eine feststellbare Menge Licht aufzunehmen, wenn der Metallfilm 66 eine Dicke erreicht hat, bei welcher sein Wellenbereich komplementär zu der Charakteristik des Lichtfilters ist. Durch eine Oberflächenkompression und ein überbrücken von feinen Rissen macht der Metallüberzug das Glas fester als eine Glasplatte mit einem Grundierungsmittelüberzug. '

Es ist eine Einrichtung vorgesehen, um einen schützenden Oberflächenüberzug auf dem Metallüberzug auf dem Glas aufzubringen. Insbesondere dann, wenn der Metallfilm die gewünschte Dicke erreicht hat, wird die Glasplatte der Station -2,5 zugeführt (vgl. die Bezugszahl. 74). liier befindet sich ein Leitelemcnt 75, das eine Hochfrequenzspule 76 trägt und .einen Sauerstoffstrom, der über eine Einlaßöffnung 77 eingepumpt worden ist, verteilt und auf die Glasoberfläche 74 richtet, worauf der Sauerstoffstrom über die öffnung 78 abgezogen wird. Die geerdeten Gitter 79, sammeln versprühtes Material, das außerhalb der Glasfläche 7 4 herabfällt. Ein Material, das zerstäubt, wird in das Hochfrequenzfeld eingebracht und ergibt Teilchen mit makromolekularer Größe, die auf der Metallüberzugsoberfläche aufgebracht werden. Vorzugsweise ,wird ein feuerfestes Oxydmaterial.mit einem entsprechend angepaßten Wärmeausdehnungskoeffizienten als transparenter Überzug 81 (Fig. 3) aufgebracht. Es können jedoch auch andere Materialien verwendet werden, beispielsweise Aluminiumoxid, Spinelle, Silikate, Titanoxide, Magnesiumaluminiumeisensilikat und -oxid, verschiedene Gläser sowie andere Substanzen mit einem entsprechenden Brechungsindex und mit entsprechender Härte. Bei der Auswahl des Überzugsmaterials ist die Diffusion des reflektier- · ten Lichtes zu berücksichtigen. Der überzug 81 schafft eine gute mechanische Abschirmung für den Metallüberzug 66.

Die Fig. 1 zeigt keine Sensoren zum überwachen des in der Station 25 aufgebrachten Überzugs, da die Überzugsdicke durch den Zeit-Zyklus gesteuert wird. Die Zeit, die zum Aufstäuben eines Me-

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tallüberzugs 66 in der Station 24 erforderlich ist, entspricht der Zeit, die zum Aufstäuben eines Schutzüberzugs 81 in der Station 25 verstreicht, wobei natürlich die Spannung und die Frequenz entsprechend eingestellt sind. Daher werden die Glasplatten 65, 74 gleichzeitig bewegt. Jedoch können Sensoren vorgesehen sein, die ähnlich den Sensoren 55, 71 sind.

Das Glas bewegt sich dann über der Station 26, in welche ein trockenes Gas durch eine Einlaßöffnung 85 eingepumpt wird und um ein Leitelement 86 über die Oberfläche der Glasplatte 88 streicht und dann durch eine Ausgangsöffnung 87 abgezogen wird. In dieser Station wird das Glas gekühlt und auf Umgebungsbedingungen zurückgebracht. ' - ·

Mit der Einführung einer jeden neuen Glasplatte in die Station 26 wird die vorangegangene Glasplatte 88 in die Kassette 27 eingebracht. Nachdem die letzte Glasplatte aus der Kassette 21 bis zur Kassette 27 transportiert worden ist, wird das Vakuum an der Stelle 35 aufgefüllt. Dann wird die Kassette 27 zur Entladung entfernt. Anschließend wird eine mit Rohlingen beladene Kassette für die verbrauchte Kassette 21 ausgetauscht, während eine leere Kassette 27 an dem Ausstoßende der Kammer 20 angebracht wird. Dann wird eine neue Charge von Glasplatten verarbeitet.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird durch Eig. 4 wiedergegeben. Gemäß dieser Ausführungsform werden die Glasplatten in einer vertikalen Position gehalten, während sie durch die Verarbeitungsstationen laufen. Die Teile des Systems gemäß Fig. 4, die ähnlichen Teilen in Fig. 1 entsprechen, besitzen die gleichen Bezugszahlen mit einem Index "a". Diese Teile werden nicht nochmals beschrieben, da sie im Zusammenhang mit der Beschreibung von Fig. 1 bereits erläutert worden sind.

Das System von Fig. 4 besteht aus einem Drehtisch 100,der sich auf jede beliebige Winkelposition drehen kann. Die Zeich-

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nung wurde im Hinblick darauf angefertigt, die Arbeitspositionen zu zeigen, die voneinander um 18O⁰C verschoben sind.

Auf dem Drehtisch 100 ist eine Vielzahl von Magazinen 21a befestigt. In der gezeigten Ausführungsform sieht man zwei derartige Magazine 21a1 und 21a2, die vollständig voneinander getrennt sind und zwei unabhängige Gehäuse darstellen, von denen an jedes ein Vakuum angelegt werden kann. Das Magazin 21a1"ist derartig positioniert, daß es mit frischen Glasplatten beladen werden kann, während das Magazin 21a2 sich in einer solchen Position befindet, daß es einen bestimmten Vorrat an zuvor aufgenommenen Glasplatten in das Gehäuse 20a an dessen Einlaßende 22a abzugeben vermag. Jede Glasplatte 101 gleitet in das Gehäuse 21a1 durch eine öffnung 1O2. Im Inneren bewegt sich die Platte in Längsrichtung in der Richtung I und dann seitlich in der Richtung J, bis das Magazin 21 al voll ist. T~Än'chließend wird der Drehtisch 100 gedreht, um die frische Glaszufuhr dem Gehäuse 20a anzubieten. In der Stellung, in der sich das Magazin 21a2 befindet, werden die Glasplatten aus dem Magazin abgegeben, wobei sie sich sutstt in der Richtung K und dann in der Richtung L bewegen. Auf diese Weise steht ein kontinuierlich arbeitendes Beschickungssystem zur Verfügung, das eine chargenweise Verarbeitung von Glasrohlingen gestattet.

Innerhalb des Gehäuses 20a werden die Glasplatten in den Stationen 22a und 23a erhitzt bzw. durchgereinigt. In der Station 22a evakuiert eine Pumpe 105 die Kammer auf ein Vakuum von ungefähr 10~ , während die Glasplatte erhitzt wird. Eine Pumpe 106 evakuiert die Kammer 23a auf ein Vakuum von ungefähr 10

Gleichzeitig wird ein geeignetes Gas in die Kammer 23a aus einem Drucktank 107 eingeführt, das über die Glasoberfläche streicht. Man kann jedes Inertgas in den verschiedenen Kammern verwenden. Argon wird jedoch bevorzugt, da es am billigsten und leicht verfügbar ist. Das Gas wird gleichmäßig durch einen vertikalen Verteiler 108 versprüht. Eine Trennwand 41 dirigiert das Gas in einer derartigen Weise, daß ein dünner bandähnlicher

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Gasstrom erzeugt wird, der die ganze Oberfläche einer vertikalen Glasplatte 109 bestreicht, die durch das Gehäuse 20a auf oberen und unteren sich in Längsrichtung erstreckenden Schienen 110, 111 wandert. Das auf diese Weise in die Kammer 23a eingeführte

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Gas vermindert das Vakuum von ungefähr 10 auf ungefähr 10 Torr.

'Die Funktionen der Station 24, 25, 26 (Fig. T) werden in einer einzigen großen Kammer 11.5 (Fig. 4) realisiert. Trennwände 116, 117 und 118 teilen die Kammer in vier getrennte Abteile auf. Ein Verteiler 120 befindet sieh in der Nähe einer jeden dieser vier.Kammern, um einen Strom aus Argon oder einem anderen geeigneten Gas einzuführen. Eine einzige Pumpe 121 zieht das Gas aus jeder der Kammern 115 ab, während .die-Trennwände 116 bis 118 den Gasstrom in einer derartigen Weise dirigieren, daß eine schnellfließende Gasschicht erzeugt wird, welche die Oberfläche einer jeden Glasplatte innerhalb der Kammer 115 bestreicht. .

Bei der Ausführungsform von Fig. 4 sind vier Kammern zur Oberflächenbehandlung des Glases vorgesehen,um die Gesamtkosten der wertvollen Metalle herabzusetzen, die zur Durchführung der verschiedenen Stufen eingesetzt werden, und um die optischen Qualitäten zu verbessern. In der Kammer 23a wird ein Eisen/Chrom-Niederschlag auf der Oberfläche des gereinigten Glases 109 aufgebracht, wobei eine Molekularschicht auf dem Glas erzeugt wird, die fest mit diesem verzahnt ist. Eine Kupfer- oder Kupfer/Gold-Legierung wird in der Kammer 121 aufgebracht. In der Kammer 122 wird eine Goldschicht aufgebracht, um eine Korrosion oder eine andere Beschädigung des zuvor aufgebrachten Kupfers, Eisens und Chroms zu verhindern. Alluminiumoxid wird in der Kammer 123 aufgebracht, während in der Kammer 124 eine Schutzschicht aufgelegt wird. In diesem System werden daher drei verschiedene Materialien verwendet, von denen ,jedes einen anderen Brechungsindex aufweist, wobei sich die verschiedenen Brechungsindezes derartig ergänzen, daß das gewünschte kumulative Ergebnis erhalten wird.

Innerhalb einer jeden Kammer sind die Zerstäubungselektroden bezüglich des Glases derartig angeordnet, daß die makromoleku-

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laren Teilchen von der Elektrode horizontal durch die Kammer auf die Oberfläche des Glases wandern müssen. Die horizontale Bewegungsrichtung wird durch entsprechende elektrische Felder eingestellt und aufrechterhalten. Andere Fremdteilchen innerhalb der Kammer, wie beispielsweise Staub, sind schwerer als die zerstäubten Teilchen und werden nicht durch die elektrischen Felder beeinflußt. Daher fallen sie unter der Schwerkraft auf den Boden der Kammer, wo sie auf irgendeine geeignete Weise entfernt werden. Auf diese Weise erreichen sie nicht die Glasoberfläche, auf welcher sie sonst kleine Löcher oder andere Oberflächenfehler erzeugen könnten.

Nachdem der letzte Zug in der Kammer 124 aufgebracht worden ist, wird das fertige Glas in die Ausgangskammer 27a befördert. Es folgt dabei dem durch die Pfeile M angegebenen Weg. Die Kammer 27a wird dann gegenüber dem Vakuum in dem Gehäuse 20a verschlossen, worauf trockener Stickstoff aus dem Tank 104 in die Kammer 27a eingeleitet wird, um darin den Druck mit dem Atmosphärendruck auszugleichen. Dann werden die fertigen Glasplatten an der Stelle 131 durch Bewegen in der Richtung N entfernt. Anschließend wird die Kammer 27a erneut gegenüber der Atmosphäre abgedichtet und durch die Pumpe 132 auf ein Vakuum von ungefähr

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10 evakuiert. Dann kann die nächste Glascharge verarbeitet werden.

Die vorstehende Beschreibung befaßt sich mit der Oberflächenbehandlung einer großen Glasplatte, die in normaler Weise bevorzugt wird. Manchmal sollen jedoch kleinere Platten behandelt werden. Beispielsweise werden die Außenwände von vielen großen Gebäuden der Einwirkung von hohen negativen Drucken ausgesetzt. Sie wirken dabei als Segel. Ist die Windgeschwindigkeit sehr hoch, dann tritt ein hoher Druck auf einer Gebäudeseite und ein niedriger Druck auf der gegenüberliegenden Seite auf. Die Folge ist eine starke nach unten gerichtete Strömung auf der Niederdruckseite des Gebäudes. Diese Kombination aus niedrigem Druck kann Scheiben aus ihren Rahmen herausdrücken.

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Um dieser Gefahr zu begegnen, wird das Glas gehärtet,um es fester zu machen. Das Glas muß jedoch vor dem Härten geschnitten werden. Daher kann es notwendig sein, nicht genau festgelegte Glasgrößen zu härten und dann zu behandeln.

Um Glas mit unregelmäßiger Größe zu behandeln, ist ein Rahmen 240 mit einzelnen Teilern 241 vorgesehen, die je nach der Größe und Form des Glases angeordnet sind. Die einzelnen Platten aus geschnittenem und gehärtetem Glas werden in die entsprechenden Abschnitte des Rahmens 240 eingesetzt. Dann wird auf den Rahmen 240 durch entsprechende Klammern oder Halter 243 ein geeignetes Oberteil 242 aufgesetzt, welches die Anordnung vervollständigt. Auf diese Weise werden die einzelnen kleinen Glasplatten an Ort und Stelle gehalten.

Die fertige Anordnung 240 ist von .der gleichen Form und Größe wie die Ausgangsplatte 101. Daher kann sie dem System in der gleichen Weise wie die Platte 101 zugeführt werden. Der Rahmen 240 bewegt sich auf vertikal angeordneten Schienen 110, 111 wie die Glasplatte 101.

Nachdem die Bearbeitung beendet ist, wird der Rahmen 24Oa auseinandergenommen, um die kleinen bearbeiteten Platten 244 zu entfernen, worauf der Rahmen als Rahmen 240 zum erneuten Beladen verwendet werden kann.

Aus den vorstehenden Ausführungen gehen die erfindungsgemäß··?..-. erzielten Vorteile deutlich hervor. Das System ermöglicht eine genaue Steuerung des Verfahrensablaufs. Das Vakuum innerhalb der Kammer 20 schaltet leck sowie äußere Einflüsse, die von den Verfahrensstationen ausgehen, aus. Wenn auch das gezeigte System unter Verwendung von beladenen Kassetten als chargenweise arbeitendes System gezeigt worden ist, so wird dennoch eine hohe Produktivität im Vergleich zu anderen bekannten Systemen erzielt. Veränderungen hinsichtlich der Größen sowie der Spezifikationen der Glasplatten lassen sich ohne weiteres durchführen. Komputerkontrollen können zur Gewährleistung einer noch besseren Reproduzierbarkeit sowie aus

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noch wirtschaftlicheren Gründen vorgesehen sein. Jede Zerstäubungsstation kann einzeln gesteuert werden. Jede Station läßt sich warten, wobei die Elektroden ersetzt werden können. Spezielle Gase können mit bestimmten Beschickungsgeschwindigkeiten sowie unter bestimmten Drucken zugeführt werden, um ein exaktes Fließen innerhalb des Systems zu gewährleisten. Die verschiedenen Zeitzyklen zur Herstellung der Substrate können außer Betracht bleiben, da immer eine fertig beladene Kassette zur Verfügung steht.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch zum Überziehen von Flugzeugfenstern sowie zur Schaffung von elektrisch beheizten Filmen bei Frosten und Klarmachen von Autofenstern. Transparente Kunststoffe können ebenfalls überzogen werden. Es können ferner Fensterplatten für öfen, Gefriereinrichtungen sowie Kammern, in denen hohe und tiefe Temperaturen vorherrschen »hergestellt werden. Außerdem können Fenster für öffentliche Transportsysteme, öffentliche Passagen, Banken sowie Sicherheitssysteme hergestellt werden. Ferner können Strahlungsfenster· erzeugt werden, die gegenüber Röntgenstrahlen und anderen Strahlen abschirmend wirken.

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Claims (10)

Patentansprüche

1. Verfahren zum überziehen einer Vielzahl von Rohlingen, dadurch gekennzeichnet, daß (a) eine Vielzahl von gereinigten Rohlingen dem Zuführende eines Gehäuses, das eine Vielzahl von Stationen zur Bearbeitung der gereinigten Rohlinge aufweist, zugeführt wird, (b) die Rohlinge durch das Gehäuse sowie durch die Stationen geleitet werden, (c) die Oberflächen der Rohlinge mit Elektronen bombardiert sowie.mit einem Gas zur Verschiebung von Teilchen aus den Zwischenräumen der bombardierten Oberflächen behandelt werden, (d) ein Metallfilm auf die Oberfläche unter Erzeugung einer molekularen Bindung, welche in die gereinigten Zwischenräume eingreift, zerstäubt wird, und (e) der Film mit einer schützenden Oberfläche überzogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zone in dem Gehäuse, die wenigstens einige der Stationen umfaßt, evakuiert wird, wobei wenigstens einige der Verfahrensstufen in einem Vakuum durchgeführt werden, und gesteuerte Mengen des Gases in wenigstens einige der Stationen eingeführt werden, so daß die Verfahrensstufen in diesen Stationen in einer gesteuerten Atmosphäre durchgeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Rohlinge aus transparenten Glasplatten bestehen, wobei die Lichtdurchlässigkeit durch die Rohlinge während des Zerstäubens überwacht und das Zerstäuben dann beendet wird, wenn die Lichtdurchlässigkeit durch das Glas einen bestimmten Wert erreicht hat.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohlinge in wenigstens einem Teilvakuum vor dem Bombardieren mit Elektronen erhitzt und entgast werden.

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5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohlinge vertikal in abwechselnd verwendbare Magazine eingesetzt werden, die aufeinanderfolgend in der Weise in Position gebracht werden, daß sie die Rohlinge in eine erste Station abgeben, während ein anderes Magazin beladen wird, wobei jeder der Rohlinge in einer vertikalen Position durch die Stationen geleitet wird.

6. Verfahren nach,Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufen (c) bis (e) darin bestehen, Elektronen, zerstäubtes FiImmaterial und Überzugsmaterial auf vertikale Oberflächen der Rohlinge längs horizontaler Wege zu richten, wobei schwere Teilchen durch Schwerkraft von den Elektronen, dem zerstäubten Filmmaterial sowie dem Überzugsmaterial abgetrennt werden, und die Elektronen, das zerstäubte Filmmaterial und das überzugsmaterial mittels elektrischer Felder gesteuert werden.

7. Vorrichtung zum überziehen von Rohlingplatten, gekennzeichnet durch eine chargenweise zu beladende Einrichtung zum Lagern der Rohlinge, wobei eine der Einrichtungen mit den Rohlingen vor der Verarbeitung und eine andere Rohlinge aufnimmt, nachdem sie verarbeitet worden sind, eine Einrichtung zum Transportieren der Rohlinge von der einen zu der anderen chargenweise beladenen Einrichtung, einer Einrichtung zum Bombardieren der Rohlinge mit Elektronen zur Entfernung von Ionen, die in den zwischenmolekularen Räumen des Gitters vorliegen, welches die Struktur des Rohlings bildet,sowie eine Einrichtung zum Zerstäuben eines Films auf der Oberfläche der Rohlinge während ihres Transports.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, mit deren Hilfe festgestellt werden kann, bis zu welcher Tiefe die Zwischenräume der Rohlinge gereinigt worden sind, eine Einrichtung, die auf die zuerst genannte Einrichtung anspricht und die Rohlinge zu der Zerstäubungseinrichtung transportiert, in welcher ein Film auf den Rohlin-

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gen aufgebracht wird, wobei eine molekulare Bindung mit den Zwischenräumen so lange erfolgt, bis das durch die Rohlinge durchgelassene Licht bis zu einer vorherbestimmten Menge vermindert ist, und eine Zerstäubungseinrichtung, die auf die Einrichtung zur Ermittlung der Lichtdurchlässigkeit anspricht und den aufgebrachten Film mit einem Überzug aus einer transparenten, mechanisch schützenden feuerfesten Oxidschicht übergibt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein vakuumdichtes Gehäuse mit einer Vielzahl von Stationen, die durch Trennwände getrennt sind, vorgesehen ist, wobei jede Station einen Rand aufweist, den die Rohlinge passieren, wenn sie von Station zu Station transportiert werden, wobei eine Leiteinrichtung in jeder Station sowie eine Einrichtung vorgesehen ist, um gesteuerte Gasmengen rund um das Leitelement in der Weise zu pumpen, daß das Gas über die Oberfläche der . Rohlinge streicht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtfiltereinrichtung mit Lichtdürchlässigkeits-

Charakteristiken vorgesehen ist, die komplementär zu den Lichtdurchlässigkeitscharakteristiken der Rohlinge sind, wobei photoelektrische Sensoren auf einer Seite des Filters vorgesehen sind, die mit dem Rohling fluchten, um festzustellen, wann Licht von der anderen Seite des Rohlings durch die Komplementärcharakteristiken des Glases und des Filters zum Verschwinden gebracht wird.

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