DE4024308A1

DE4024308A1 - Waermeisolierglas mit dielektrischem vielschichtenueberzug

Info

Publication number: DE4024308A1
Application number: DE4024308A
Authority: DE
Inventors: Yasunobu Iida; Nobuyuki Takeuchi; Masato Nakamura; Koichi Furuya; Hiroshi Nakashima; Toshiaki Itoh
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1990-07-31
Publication date: 1991-02-07
Anticipated expiration: 2010-08-01
Also published as: DE4024308C2; US5073451A

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmeisolierglasscheibe, welche insbesondere zur Verwendung als Kraftfahrzeugscheibenglas geeignet ist und insbesondere eine transparente Glasscheibe, welche einen wärmeisolierenden Vielschichtenüberzug aufweist, der aus wenigstens drei transparenten und dielektrischen Schichten besteht.

Zur Herstellung von Wärmeisolierglas mit niedriger Durchlässigkeit für Sonnenstrahlung ist es wohlbekannt, einen Überzugsfilm aus Silber, der eine hohe Infrarotreflexion aufweist, zu verwenden. Jedoch besitzt der Silberfilm nur eine geringe Dauerhaftigkeit und Wetterfestigkeit und ebenso Durchlässigkeit für sichtbares Licht. Wenn daher ein Wärmereflexions- oder Isolierglas unter Verwendung eines Silberfilmes mit relativ hoher Durchlässigkeit für sichtbares Licht erforderlich ist wie beispielsweise im Fall von Fensterscheiben für Kraftfahrzeuge, wird üblicherweise ein Vielschichtenüberzug ausgebildet, indem ein transparenter Metalloxidfilm auf jeder Seite eines Silberfilmes vorgesehen wird. Selbst wenn jedoch eine solche Maßnahme ergriffen wird, besitzt ein Wärmereflexionsüberzug unter Verwendung von Silber eine schlechte Feuchtigkeitsbeständigkeit und Wetterfestigkeit.

Zur Bereitstellung eines wärmereflektierenden oder isolierenden Glases von hoher Dauerstandfestigkeit gibt es verschiedene Vorschläge von Vielschichtenüberzügen unter Verwendung eines anderen Wärmereflexionsmetalls als Silber oder eines Metallnitrids. Die JP-A 61-55 603 zeigt einen Zweischichtenüberzug, bestehend aus einem Film aus Ti, Cr, Co oder Ni, der auf eine Glasoberfläche aufgeschichtet ist, und einem Film aus TiN, welcher den Metallfilm bedeckt. In der JP-A 63-2 42 948 ist ein Dreischichtenüberzug gezeigt, der aus einem Film eines Metalles wie Ti, Zr, Cr, Ni oder Ta, aufgeschichtet auf eine Glasoberfläche, einem Film aus TiN oder TaN auf dem Metallfilm und einem Metalloxidfilm als am weitesten außen liegende Schicht aufgebaut ist. Jedoch besitzen die Wärmereflexionsgläser gemäß diesen Veröffentlichungen ein relativ hohes Reflexionsvermögen für sichtbares Licht, das auf die nichtbeschichtete Seite auftrifft, und sie sind nicht vollständig zufriedenstellend hinsichtlich der Dauerstandfestigkeit des Überzuges, und daher ist es schwierig, irgendeinen dieser Vorschläge bei einem Kraftfahrzeugfensterglas anzuwenden, bei welchem eine einzelne (nicht geschichtete) Glasscheibe verwendet wird.

Die JP-A 63-2 06 333 zeigt, daß ein Wärmereflexionsglas mit einem Vielschichtenüberzug, der z. B. aus einem auf der Glasoberfläche abgelagerten TiO₂-Film, einem auf dem Oxidfilm abgelagerten TiN-Film, einem TiO₂-Film auf dem Nitridfilm und einem SiO₂-Film als am weitesten außenliegende Schicht aufgebaut ist. Die JP-A 64-5 930 zeigt ein Wärmeisolierglas mit relativ hoher Durchlässigkeit für sichtbares Licht, welches einen Vielschichtenüberzug besitzt, der aus z. B. einem SnO₂-Film auf der Glasoberfläche, einem TiO₂-Film als zweite Schicht, einem TiN-Film als dritte Schicht, einem TiO₂-Film als vierte Schicht und einem SnO₂-Film als fünfte Schicht besteht. Die Überzüge gemäß diesen Vorschlägen schließen keinen Metallfilm ein. Um daher diese Vielschichtenüberzüge einem Wärmereflexionsüberzug unter Verwendung eines Metallfilmes vergleichbar zu machen, ist es erforderlich, relativ dicken Film aus TiN und TiO₂ auszubilden, und dies ist für die Produktivität nicht vorteilhaft. Weiterhin ist die Haftung des Nitridfilmes an den Oxidfilmen nicht immer ausreichend fest.

Wenn ein wärmereflektierendes oder isolierendes Glas, das ein Schichtglas sein kann, mit einem Überzug, welcher eine elektrisch leitende Schicht wie eine Metallschicht oder eine TiN-Schicht einschließt, als Frontscheibe oder Fensterscheibe eines modernen Kraftfahrzeuges verwendet wird, tritt ein weiteres Problem auf, nämlich daß der Überzug einen elektromagnetischen Abschirmeffekt zeigt und daher die Durchlässigkeit oder den Empfang von Radiowellen behindert, z. B. zur Verwendung eines Autotelefons, zur Betätigung einer Fernsteuerung zum Öffnen und Schließen eines angetriebenen Garagentors oder zum Empfang von Radiosendungen oder TV-Sendungen unter Verwendung einer sogenannten Scheibenantenne, welche auf der Innenseite der Frontscheibe oder der Fensterscheibe angebracht ist. In diesem Zusammenhang zeigt die JP-A 60-81 047 eine Kraftfahrzeugscheibe, welche einen elektromagnetisch abschirmenden Vielfachüberzug auf jeder Seite der Glasscheibe aufweist. Auf der Außenseite umfaßt der Überzug einen transparenten und leitfähigen Film wie einen ITO-Film (Indium-Zinnoxid), welcher einen spezifischen Oberflächenwiderstand unterhalb 10² Ω/ für die elektromagnetische Abschirmung aufweist, sowie eine wärmereflektierende dielektrische Schicht, welche durch abwechselnde Beschichtung eines TiO₂-Filmes, der einen relativ hohen Brechungsindex besitzt, und eines SiO₂-Filmes, der einen relativ niedrigen Brechungsindex besitzt, gebildet wird. Auf der Innenseite schließt der Überzug einen ITO-Film und eine dielektrische Schicht (eine Kombination von TiO₂-Film und SiO₂-Film) zur Herabsetzung der Reflexion des sichtbaren Lichtes ein. Der elektromagnetische Abschirmeffekt dieses Fensterglases dient der Verhütung des Rauschens der im Fahrzeug befindlichen Elektronik durch den Einfluß von äußeren elektromagnetischen Wellen, dieser Effekt ist jedoch hinderlich für die Transmission oder den Empfang von Radiowellen für die zuvorgenannten Zwecke.

In der Zwischenzeit zeigt die JP-A 63-1 31 101 eine Glasscheibe, welche einen dielektrischen Vielschichtenüberzug aufweist, der zur Herabsetzung der Reflexion des sichtbaren Lichtes vorgesehen ist und aus mehreren Schichten mit unterschiedlichem Brechungsvermögen besteht. Der Überzug besitzt eine erste Schicht als innerste Schicht, mit relativ hohem Brechungsvermögen, eine zweite Schicht aus SiO₂ oder Al₂O₃ mit relativ niedrigem Brechungsindex (etwa 1,5), eine dritte Schicht mit relativ hohem Brechungsvermögen und eine vierte Schicht aus SiO₂ oder Al₂O₃ mit relativ niedrigem Brechungsindex, und wenigstens eine der ersten und dritten Schichten ist eine Laminierung eines Films aus z. B. Ta₂O₅, ZrO₂ oder SnO₂ mit einem Brechungsindex von 1,9-2,2 und eines Filmes aus z. B. TiO₂ mit einem Brechungsindex von 2,2-2,5. In dieser Veröffentlichung ist weder die Wärmeisolierung durch den Überzug noch die Durchlässigkeit von Radiowellen durch den Überzug von Belang.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Wärmeisolierglasscheibe mit einem Vielschichtenüberzug, wobei diese eine ausreichend niedrige Durchlässigkeit für Sonnenstrahlung, eine ausreichend hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht und ebenfalls für Radiowellen, eine gute Dauerstandfestigkeit und die Eignung zur Verwendung als Fensterglas für Kraftfahrzeuge aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Wärmeisolierglasscheibe mit einem auf einer Seite einer transparenten Glasscheibe aufweisenden Vielschichtenüberzug, wobei der Vielschichtenüberzug umfaßt:
eine erste Schicht, welche ein transparenter und dielektrischer Film aus einer Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,8 bis 2,1 ist, der auf der Glasscheibenoberfläche abgelagert ist;
eine zweite Schicht, welche ein transparenter und dielektrischer Film einer Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 2,2 bis 2,5 ist, der auf der ersten Schicht abgelagert ist; und
eine dritte Schicht, welche ein transparenter und dielektrischer Film einer Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,8 bis 2,1 ist, der auf dieser zweiten Schicht abgelagert ist,
wobei jede der ersten, zweiten und dritten Schichten durch einen Zerstäubungsprozeß oder einen Prozeß der chemischen Dampfablagerung gebildet ist und eine Dicke im Bereich von 10 bis 200 nm und einen spezifischen Oberflächenwiderstand von nicht geringer als 10 kΩ/ besitzt, wobei der Vielschichtenüberzug derart ausgebildet ist, daß die Wärmeisolierglasscheibe eine nicht niedrigere Durchlässigkeit als 65% für sichtbares Licht, ein Reflexionsvermögen für sichtbares Licht von nicht höher als 15% und eine Durchlässigkeit für Sonnenstrahlung von nicht höher als 65% hat, sowie derart, daß die Wärmeisolierglasscheibe eine geringere Durchlässigkeit für Sonnenstrahlung von wenigstens 5% als die Glasscheibe selbst besitzt.

Wahlweise kann der Vielschichtenüberzug weiterhin eine vierte Schicht, welche ein transparenter und dielektrischer Film einer Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 2,2 bis 2,5 ist, der auf der dritten Schicht abgelagert ist, und eine fünfte Schicht, welche ein transparenter und dielektrischer Film einer Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,8 bis 2,5 ist, der auf der vierten Schicht abgelagert ist, umfassen. Jede der vierten und fünften Schichten wird durch einen Zerstäubungsprozeß (Sputteringprozeß) oder ein Verfahren der chemischen Dampfabscheidung (CVD-Prozeß) gebildet und besitzt eine Dicke im Bereich von 10 bis 200 nm (100 bis 2000 Å).

Bei dem zuvor definierten Dreischichten- oder Fünfschichtenüberzug ist SnO_x (O ≦ωτ x 2), TaO_x (O ≦ωτ x 2,5), ZrO_x (O ≦ωτ x 2) oder AlN_x (O ≦ωτ x 1) als dielektrische Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,8 bis 2,1 brauchbar, und TiO_x (O ≦ωτ x 2) als dielektrische Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 2,2 bis 2,5 geeignet.

Der Vielschichtenüberzug besitzt eine ausgezeichnete feste Haftung an der Glasoberfläche und ebenfalls Haftung jeder Schicht an der/den benachbarten Schicht/en. Dieser Vielschichtenüberzug wird durch alternatives Aufschichten von zwei Arten von dielektrischen Filmen, welche relativ niedriges Brechungsvermögen bzw. relativ hohes Brechungsvermögen besitzen, aufgebaut, und der Brechungsindex jedes dielektrischen Filmes ist innerhalb eines spezifischen und engen Bereiches begrenzt. Daher besteht ein beträchtlicher Unterschied im Brechungsvermögen bzw. der spezifischen Brechkraft zwischen der Glasscheibe und der ersten Schicht des Vielschichtenüberzuges, zwischen zwei benachbarten Schichten des Vielschichtenüberzuges und zwischen der äußeren Schicht des Überzuges und der Luft, und daher tritt ein Interferenzeffekt an jeder Grenzfläche auf. Durch kollektive Ausnutzung der Grenzflächeneffekte an den jeweiligen Grenzflächen erhält der Vielschichtenüberzug eine sehr hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht und ein niedriges Reflexionsvermögen für sichtbares Licht.

Der dielektrische Vielschichtenüberzug besitzt eine ausreichend hohe Wärmeisolierfähigkeit und ebenfalls Durchlässigkeit für Radiowellen einschließlich Radiowellen und TV-Wellen. Darüber hinaus ist der Vielschichtenüberzug ausgezeichnet hinsichtlich der Wetterfestigkeit, der Feuchtigkeitsbeständigkeit und der chemischen Beständigkeit. Die Abnutzungsfestigkeit des Überzuges ist gut und erreicht einen solchen Wert, daß beim Taber-Test unter Verwendung von Schleifscheiben vom CS-10F-Typ weder der Veränderungswert der Durchlässigkeit für sichtbares Licht noch der Veränderungswert des Trübungswertes 10% nach 1000 Umdrehungen der Schleifscheiben übersteigt.

Wahlweise kann die dritte dielektrische Schicht des Dreischichtenüberzuges oder die fünfte dielektrische Schicht des Fünfschichtenüberzuges noch mit einem Film eines Oxids von Si und/oder Al mit einer Dicke im Bereich von 10 bis 200 nm (100 bis 2000 Å) bedeckt werden. Dieser Oxidfilm dient als Schutzschicht.

Eine Wärmeisolierglasscheibe mit dem zuvor beschriebenen Vielschichtenüberzug kann als Einzelglasscheibe (nicht geschichtet) eingesetzt werden und sie ist sehr geeignet als Kraftfahrzeugfensterglas oder als Fensterglas für Gebäude. Ebenfalls ist es möglich, eine solche Wärmeisolierglasscheibe in einem Schichtglas oder einem Isolierglas einzusetzen.

Weiterhin liefert die Erfindung eine Wärmeisolierglasscheibe, welche als Komponente einer Schichtglasplatte zur Verwendung als Kraftfahrzeug-Frontscheibe oder als Kraftfahrzeugfensterscheibe besonders geeignet ist. Die Wärmeisolierglasscheibe umfaßt einen auf einer Seite einer transparenten Glasscheibe ausgebildeten Vielschichtenüberzug. In diesem Fall umfaßt der Vielschichtenüberzug:
eine erste Schicht, welche ein transparenter und dielektrischer Film einer Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,8 bis 2,5 ist, der auf der Glasscheibenoberfläche abgelagert ist;
eine zweite Schicht, welche ein transparenter und dielektrischer Film einer Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,4 bis 1,7 ist, der auf dieser ersten Schicht abgelagert ist; und
eine dritte Schicht, welche ein transparenter und dielektrischer Film einer Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,8 bis 2,5 ist, der auf dieser zweiten Schicht abgelagert ist,
wobei jede der ersten, zweiten und dritten Schichten durch einen Zerstäubungsprozeß oder einen Prozeß der chemischen Dampfabscheidung gebildet worden ist und eine Dicke im Bereich von 50 bis 200 nm aufweist, der Vielschichtenüberzug derart ausgebildet ist, daß die Wärmeisolierglasscheibe eine nicht niedrigere Durchlässigkeit für sichtbares Licht als 70%, ein nicht höheres Reflexionsvermögen für sichtbares Licht als 15%, eine nicht höhere Durchlässigkeit für Sonnenstrahlung als 60% und ein nicht niedrigeres Reflexionsvermögen für Sonnenstrahlung als 20% aufweist und einen spezifischen Oberflächenwiderstand von nicht niedriger als 10 kΩ/ besitzt.

Wahlweise kann dieser Vielschichtenüberzug weiterhin eine vierte Schicht, welche ein transparenter und dielektrischer Film einer Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,4 bis 1,7 ist, der auf der dritten Schicht abgelagert ist, sowie eine fünfte Schicht, welche ein transparenter und dielektrischer Film einer Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,8 bis 2,5 ist, der auf der vierten Schicht abgelagert ist, umfassen. Jede der vierten und fünften Schichten wird durch einen Zerstäubungsprozeß (Sputteringprozeß) oder einen CVD-Prozeß gebildet und besitzt eine Dicke im Bereich von 50 bis 200 nm (500 bis 2000 Å).

Bei diesem Dreischichten- oder Fünfschichtenüberzug ist SnO_x (0 ≦ωτ x 2), TiO_x (0 ≦ωτ x 2), TaO_x (0 ≦ωτ x 2,5), ZrO_x (0 ≦ωτ x 2), AlN_x (0 ≦ωτ x 1) oder SiN_x (0 ≦ωτ x 4/3) als dielektrische Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,8 bis 2,5 brauchbar, und SiO_x (0 ≦ωτ x 2), AlO_x (0 ≦ωτ x 1,5) oder Al·SiO_x (0 ≦ωτ x 7/2) ist als dielektrische Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,4 bis 1,7 geeignet.

Dieser Vielschichtenüberzug wird ebenfalls durch alternatives Aufschichten von zwei Arten von dielektrischen Filmen aufgebaut, wobei diese ein relativ niedriges Brechungsvermögen bzw. ein relativ hohes Brechungsvermögen besitzen, und der Brechungsindex eines jeden dielektrischen Films ist innerhalb eines spezifischen und engen Bereiches begrenzt. Der Zweck der Verwendung einer solchen Konstruktion entspricht der zuvor gegebenen Erklärung.

Ein solcher Vielschichtenüberzug besitzt ein ausreichend hohes Reflexionsvermögen für Sonnenstrahlung (Wärmestrahlung) und Durchlässigkeit für sichtbares Licht und weiterhin eine Durchlässigkeit für Radiowellen einschließlich Radiowellen und TV-Wellen. Weiterhin ist die Wetterfestigkeit, Dauerstandfestigkeit und chemische Stabilität des Vielschichtenüberzuges ausgezeichnet.

Eine Wärmeisolierglasscheibe mit diesem Vielschichtenüberzug ist sehr geeignet zur Herstellung einer Wärmeisolier- Schichtglasscheibe zur Verwendung als Kraftfahrzeug-Frontscheibe oder -Rückfensterscheibe durch Laminierung mit einer nichtbeschichteten transparenten Glasscheibe unter Verwendung einer Kunststoffzwischenschicht wie einer Polyvinylbutyralfolie. Ebenfalls ist es möglich, eine solche Wärmeisolierglasscheibe einzeln zu verwenden.

Wenn erfindungsgemäße Wärmeisolierglasscheiben in einem Kraftfahrzeug als Frontscheibe und/oder Fensterscheiben verwendet werden, dienen die Wärmeisoliergläser dem Zweck der Erhöhung der Klimatisierungseffekte und ergeben hohe Behaglichkeit. Die Frontscheibe und/oder die Fensterscheiben sind gegenüber sichtbarem Licht ausreichend transparent und weisen eine ziemlich niedrige Reflexion des sichtbaren Lichtes sowohl auf der Innenseite als auch auf der Außenseite auf und zeigen daher kaum Spiegeleffekte, welche für das Gesichtsfeld nachteilig wären. Weiterhin lassen die Wärmeisolierglasscheiben der Frontscheibe und/oder der Fenster Radiowellen gut durch und behindern daher nicht die Verwendung eines Fahrzeugtelefons oder einer Fernsteuerung für ein zu betätigendes Garagentor oder den Empfang von Radio- oder TV-Wellen mit einer Glasantenne.

Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung sind

Fig. 1 eine bruchstückartige und zur Erläuterung vergrößerte Schnittansicht einer Glasscheibe mit einem wärmeisolierenden Dreischichtenüberzug gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine vergleichbare Schnittansicht einer Glasscheibe mit einem wärmeisolierenden Fünfschichtenüberzug gemäß der Erfindung,

Fig. 3 ein Diagramm, welches das Ausmaß eines Radiowellenabschirmeffektes eines Beispiels eines dielektrischen Vielschichtenüberzugs gemäß der Erfindung im Vergleich mit zwei Beispielen von eine leitfähige Schicht aufweisenden Vielschichtenüberzügen zeigt, und

Fig. 4 eine bruchstückartige und erläuternde vergrößerte Schnittansicht der Art und Weise der Laminierung der Wärmeisolierglasscheibe von Fig. 1 mit einer nichtbeschichteten Glasscheibe.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines wärmeisolierenden Vielschichtenüberzugs 20 gemäß der Erfindung. Der Vielschichtenüberzug 20 besteht aus einer transparenten und dielektrischen ersten Schicht 21, welche direkt auf einer Oberfläche einer transparenten Glasscheibe 10 ausgebildet ist, einer transparenten und dielektrischen zweiten Schicht 22, welche über der ersten Schicht 21 liegt und im Brechungsvermögen von der ersten Schicht 21 verschieden ist, und eine transparente und dielektrische dritte Schicht 23, welche auf der zweiten Schicht 22 aufliegt und im Brechungsvermögen mit der ersten Schicht 21 vergleichbar ist. Bei der Fig. 2 ist der Dreischichtenüberzug 20 der Fig. 1 zu einem Fünfschichtenüberzug 20a dadurch modifiziert, daß eine transparente und dielektrische vierte Schicht 24 auf der dritten Schicht 23 und eine transparente und dielektrische fünfte Schicht 25 auf der vierten Schicht 24 ausgebildet sind. Hinsichtlich des Brechungsvermögens ist die vierte Schicht 24 der zweiten Schicht 22 vergleichbar, und die fünfte Schicht 25 ist der ersten und dritten Schicht 21 und 23 vergleichbar. Jede dieser fünf Schichten 21-25 ist ein Metalloxidfilm, der nach einem Zerstäubungsverfahren (Sputteringprozeß) oder einem CVD- Verfahren (chemische Dampfabscheidung) abgelagert wurde. Zur Ausbildung eines jeden dieser Filme 21-25 ist die Anwendung eines Naßverfahrens wie einer Sol-Gelmethode unter Verwendung einer organischen Metallverbindungslösung nicht geeignet, da der erhaltene Film hinsichtlich Festigkeit und Dauerhaftigkeit nicht ausreichend wäre.

Die transparente Glasscheibe 10 kann entweder eine farblose Glasscheibe oder eine Farbglasscheibe sein. Wenn die Erfindung auf ein Kraftfahrzeugfensterglas angewandt wird, ist es eher vorteilhaft, eine gräuliche oder bronzefarbene Glasscheibe zu verwenden, da es bei Verwendung einer solchen Farbglasscheibe leicht ist, eine eine neutrale Färbung annehmende Wärmeisolierglasscheibe zu erhalten. Die Glasscheibe 10 kann eine gekrümmte Glasscheibe sein, und in diesem Fall kann der Vielschichtenüberzug 20 oder 20a nach dem Biegen einer Flachglasscheibe zu einer gekrümmten Glasscheibe oder vor dem Glasscheibenbiegevorgang ausgebildet werden, da die dielektrischen Filme 21-25 des Überzuges durch die beim Biegen der Glasscheibe angewandte Hitze kaum beeinträchtigt werden.

Wenn die zweite Schicht 22 des Vielschichtenüberzuges 20 eine höhere Brechkraft als die erste und dritte Schicht 21 und 23 aufweist (dieser Fall wird im folgenden als Vielschichtenüberzug Typ I bezeichnet), ist es vorteilhaft, SnO_x (0 ≦ωτ x 2), TaO_x (0 ≦ωτ x 2,5), ZrO_x (0 ≦ωτ x 2) oder AlN_x (0 ≦ωτ x 1) als Material der ersten und dritten Schichten 21 und 23 zu verwenden und ebenso als fünfte Schicht 25 des Fünfschichtenüberzuges 20A, und TiO_x (0 ≦ωτ x 2) als Material für die zweite Schicht 22 und ebenfalls die vierte Schicht 24 des Fünfschichtenüberzuges 20A. Üblicherweise ist die Verwendung von SnO₂, TaO_x oder ZrO_x besser als die Verwendung von AlN_x. Unter Verwendung dieser dielektrischen Materialien wird jede Schicht des Vielschichtenüberzuges 20 oder 20A derart ausgebildet, daß sie einen spezifischen Oberflächenwiderstand von nicht niedriger als 10 kΩ/ und vorzugsweise von nicht weniger als 100 kΩ/ besitzt. Dies bedeutet, daß ein Vielschichtenüberzug gemäß der Erfindung einen hohen elektrischen Widerstand besitzt und keine elektrisch leitfähige Schicht einschließt, und daher läßt der Vielschichtenüberzug Radiowellen ohne größere Dämpfung durch. Falls der Überzug eine elektrisch leitende Schicht wie Ag, TiN oder einen ITO- Film einschließt, weist der Überzug einen elektromagnetischen Abschirmeffekt auf.

Eine Wärmeisolierglasscheibe gemäß der Erfindung läßt Radiowellen im Frequenzbereich von 100 bis 1000 MHz mit einer Dämpfung von nur etwa 10-20 dB durch. Insbesondere ist im Frequenzbereich von 100 bis 700 MHz die Radiowellendurchlässigkeit der Wärmeisolierglasscheibe beinahe vergleichbar derjenigen der nicht beschichteten Glasscheibe: im Hinblick auf den Dämpfungsgrad ist der Unterschied zwischen der Wärmeisolierglasscheibe und der nichtbeschichteten Glasscheibe nur 1-3 dB.

Bei einem Vielschichtenüberzug 20 oder 20A vom Typ I besitzt jede Schicht (21 bis 23 oder 25) eine Dicke im Bereich von 10 bis 200 nm (100 bis 2000 Å). Falls jede Schicht zu dünn ist, ist die mechanische Festigkeit jeder Schicht unzureichend, und der Vielschichtenüberzug kann ein zu hohes Reflexionsvermögen für sichtbares Licht oder Durchlässigkeit für Sonnenstrahlung (Wärmestrahlung) bekommen. Falls jede Schicht zu dick ist, können die optischen Eigenschaften des Vielschichtenüberzuges schlecht werden, und die Produktivität des Überzuges wird schlechter.

Der Vielschichtenüberzug vom Typ I ist so aufgebaut, daß die Durchlässigkeit der beschichteten Glasscheibe für Sonnenstrahlung nicht höher als 65% und um wenigstens 5% und vorzugsweise um wenigstens 10% niedriger als diejenige der nichtbeschichteten Glasscheibe (10) ist. In dieser Hinsicht ist der Fünfschichtenüberzug 20A im allgemeinen vorteilhafter als der Dreischichtenüberzug 20. Darüber hinaus ist der Vielschichtenüberzug vom Typ I derart konstruiert, daß die beschichtete Glasscheibe eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht von nicht weniger als 65% und ein Reflexionsvermögen für sichtbares Licht von nicht höher als 15% besitzt. Da die Wärmeisolierglasscheibe als Kraftfahrzeugfensterglas verwendet wird, ist eine ausreichend hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht erforderlich, um für den Fahrer oder die Passagiere eine gute Sichtbarkeit durch das Fensterglas zu ermöglichen. Vorzugsweise ist die Durchlässigkeit für sichtbares Licht nicht niedriger als 70%. Falls das Reflexionsvermögen für sichtbares Licht 15% übersteigt, ist die Wärmeisolierglasscheibe zur Verwendung als Kraftfahrzeugfensterglas nicht sehr geeignet, da durch einen Spiegeleffekt Abbildungen von im Inneren befindlichen Gegenständen in das Gesichtsfeld des Fahrers eindringen und ebenfalls da das Fensterglas eine nicht erwünschte Blendung für die Fahrer von entgegenkommenden Kraftfahrzeugen bewirkt. Wünschenswert ist es, daß das Reflexionsvermögen für sichtbares Licht nicht höher als 13% und vorzugsweise nicht höher als 10% ist. Mit einem solchen Vielschichtenüberzug ist der Erregungsreinheitsgrad des reflektierten Lichtes so niedrig wie etwa 10% und daher nimmt die beschichtete Glasscheibe eine neutrale Färbung an.

Der Vielschichtenüberzug vom Typ I besitzt eine relativ hohe Abnutzungsfestigkeit. Es ist nicht schwierig, den Vielschichtenüberzug so herzustellen, daß beim Taber-Test unter Verwendung von zwei Schleifscheiben vom CS-10F-Typ weder der Veränderungswert der Durchlässigkeit für sichtbares Licht noch der Veränderungswert des Trübungswertes 10% nach 1000 Umdrehungen der Schleifscheiben unter einer Belastung von 500 g übersteigt. Falls der Veränderungswert der Durchlässigkeit oder der Veränderungswert des Trübungswertes größer als 10% sind, kann der Vielschichtenüberzug hinsichtlich der Dauerstandfestigkeit als Überzug auf einem Kraftfahrzeugfensterglas unzureichend sein oder hinsichtlich der Transparenz gegenüber sichtbarem Licht unzureichend werden.

Falls die zweite Schicht 22 des Vielschichtenüberzuges 20 ein geringeres Brechungsvermögen als die erste und die dritte Schicht 21 und 23 besitzt (dieser Fall wird im folgenden als Vielschichtenüberzug vom Typ II bezeichnet), ist es geeignet, SnO_x (0 ≦ωτ x 2), TiO_x (0 ≦ωτ x 2), TaO_x (0 ≦ωτ x 2,5), ZrO_x (0 ≦ωτ x 2), AlN_x (0 ≦ωτ x 1) oder SiN_x (0 ≦ωτ x 4/3) als Material für die ersten und dritten Schichten 21 und 23 und ebenfalls für die fünfte Schicht 25 des Fünfschichtenüberzuges 20A zu verwenden, sowie SiO_x (0 ≦ωτ x 2), AlO_x (0 ≦ωτ x 1,5) oder Si.AlO_x (0 ≦ωτ x 7/2) als Material der zweiten Schicht 22 und ebenfalls der vierten Schicht 24 des Fünfschichtenüberzuges 20A. Bevorzugt wird eine Kombination von TiO_x und SiO_x verwendet. Unter Verwendung dieser dielektrischen Materialien wird der Vielschichtenüberzug 20 oder 20A derart hergestellt, daß er einen spezifischen Oberflächenwiderstand von nicht niedriger als 10 kΩ/ besitzt. Auch in diesem Fall läßt die Wärmeisolierglasscheibe Radiowellen im Frequenzbereich von 100 bis 1000 MHz mit nur geringer Dämpfung durch. Insbesondere im Frequenzbereich von 100 bis 700 MHz ist die Radiowellendurchlässigkeit der Wärmeisolierglasscheibe fast vergleichbar mit derjenigen der nichtbeschichteten Glasscheibe: im Hinblick auf den Dämpfungsgrad ist der Unterschied zwischen der Wärmeisolierglasscheibe und der nichtbeschichteten Glasscheibe nur 1-3 dB.

Bei einem Vielschichtenüberzug 20 oder 20A vom Typ II besitzt jede Schicht (21 bis 23 oder 25) eine Dicke im Bereich von 50 bis 200 nm (500 bis 2000 Å). Durch eine solche Begrenzung der Dicke jeder Schicht ist es einfach, einen Vielschichtenüberzug mit ausreichend niedrigem Erregungsreinheitsgrad des reflektierten Lichtes, der daher eine neutrale Färbung annimmt, zu erhalten. Falls jede Schicht dünner als 50 nm (500 Å) ist, ist es nicht einfach, das Reflexionsvermögen des Überzuges für Sonnenstrahlung auf 20% oder darunter herabzusetzen. Falls jede Schicht zu dick ist, können die optischen Eigenschaften des Vielschichtenüberzuges schlecht werden, und die Produktivität des Überzuges wird erniedrigt.

Der Vielschichtenüberzug vom Typ II ist derart aufgebaut, daß die beschichtete Glasscheibe eine Durchlässigkeit für Sonnenstrahlung von nicht höher als 60% und ein Reflexionsvermögen für Sonnenstrahlung nicht weniger als 20% besitzt. Wenn die beschichtete Glasscheibe in einer Schichtglasplatte und als Kraftfahrzeug-Frontscheibe oder -Fensterglas verwendet wird, erfüllt der Vielschichtenüberzug, wenn diese Bedingungen erfüllt sind, den Zweck der Erhöhung der Klimatisierungseffekte und ergibt eine große Behaglichkeit. Weiterhin ist der Vielschichtenüberzug vom Typ II derart aufgebaut, daß die beschichtete Glasscheibe eine Durchlässigkeit von nicht niedriger als 70% für sichtbares Licht und ein Reflexionsvermögen von nicht höher als 15% für sichtbares Licht besitzt. Diese Bedingungen gelten aus den zuvor mit Bezug auf einen Vielschichtenüberzug vom Typ I angegebenen Gründen. Im Fall eines Überzuges vom Typ II wird die Verwendung der beschichteten Glasscheibe in einem Schichtglas oder laminierten Glas ebenfalls in Betracht gezogen. Bevorzugt wird ein Überzug vom Typ II derart hergestellt, daß die beschichtete Glasscheibe eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht von nicht niedriger als 75% und ein Reflexionsvermögen für sichtbares Licht von nicht höher als 10% besitzt.

Als Option für Vielschichtenüberzüge sowohl vom Typ I als auch vom Typ II kann über die dritte Schicht 23 des Dreischichtenüberzuges 20 oder die fünfte Schicht 25 des Fünfschichtenüberzuges 20A eine Schutzschicht (in der Zeichnung nicht gezeigt) gelegt werden, welche aus SiO_x, AlO_x oder Si.AlO_x mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,4 bis 1,7 gebildet ist und eine Dicke im Bereich von 10 bis 200 nm (100 bis 2000 Å) besitzt.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Ein Dreischichtenüberzug wurde auf einer 5 mm dicken und 600 mm quadratischen Scheibe aus transparentem und grauem Glas (NGFL) hergestellt.

Die Glasscheibe wurde mit einem neutralen Tensid gewaschen, mit Wasser und dann mit Isopropylalkohol gewaschen und getrocknet. Dann wurde die Glasscheibe waagerecht auf einen Träger aufgebracht, der waagerecht bewegbar in einer Vakuumkammer einer DC-Magnetron-Reaktionszerstäubungsapparatur installiert wurde. Der Träger war hin- und herbeweglich, so daß er abwechselnd über einem Si-Target und einem Ti-Target angeordnet werden konnte. Zu Beginn wurde die Kammer bis auf ein Vakuum von etwa 6,7 × 10^-6 mbar (5 × 10^-6 Torr) evakuiert. Dann wurde ein Mischgas aus O₂ und Ar in die Vakuumkammer eingeführt, um das Vakuum auf etwa 2,66 × 10^-3 mbar (2 × 10^-3 Torr) einzustellen, und dann wurde das Sn-Target bei einer Leistung von etwa 0,5 kW zerstäubt, während die Glasscheibe waagerecht in einem Bereich oberhalb des Sn-Targets mit einer konstanten Geschwindigkeit von etwa 50 mm/min bewegt wurde. Als Ergebnis wurde ein SnO₂-Film mit einer Dicke von etwa 60 nm (600 Å) auf der Glasscheibe als erste Schicht 21 der Fig. 1 abgelagert.

Als nächstes wurde die Glasscheibe in den Bereich oberhalb des Ti-Targets gebracht, und das Ti-Target wurde mit einer Leistung von etwa 2,5 kW zerstäubt, während die Glasscheibe waagerecht mit einer konstanten Geschwindigkeit von etwa 20 mm/min bewegt wurde. Als Ergebnis wurde ein TiO₂-Film mit einer Dicke von etwa 5 nm (50 Å) als zweite Schicht 22 auf dem SnO₂-Film 21 abgelagert. Als nächstes wurde die Glasscheibe zurück in den Bereich über dem Sn-Target gebracht, und das Sn-Target wurde mit einer Leistung von etwa 0,5 kW zerstäubt, während die Glasscheibe waagerecht mit konstanter Geschwindigkeit von etwa 60 mm/min bewegt wurde. Als Ergebnis wurde ein SnO₂-Film mit einer Dicke von etwa 50 nm (500 Å) als dritte Schicht 23 auf dem TiO₂-Film 22 abgelagert.

Nach dem zuvor beschriebenen Verfahren wurde ein Dreischichtenüberzug (20) auf einer Seite der Glasscheibe 10 ausgebildet. Mehrere Proben wurden nach demselben Verfahren und unter denselben Bedingungen hergestellt.

An den Proben der beschichteten Glasscheibe wurden die Durchlässigkeit und das Reflexionsvermögen für sichtbares Licht (380-780 nm) und die Durchlässigkeit für Sonnenstrahlung/Wärmestrahlung (340-1800 nm) mit einem automatisch registrierenden Spektrophotometer (Typ 340 von Hitachi Ltd.) nach den Methoden entsprechend der Norm JIS Z 8722 und JIS R 3106 bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Ohne den Überzug (20) zeigte die 5 mm dicke Glasscheibe (NGFL) eine Durchlässigkeit von 71,4% für Sonnenstrahlung. In der Tabelle 3 sind die Werte Δ T_s die Differenz für die Durchlässigkeit der Sonnenstrahlung der beschichteten Glasscheibe zu derjenigen der nichtbeschichteten Glasscheibe.

Darüber hinaus wurden die Abriebfestigkeit des Vielschichtenüberzuges nach dem Taber-Test bestimmt. Der Test wurde an 10 cm quadratischen Proben der beschichteten Glasscheibe mit einem Taber-Abriebtester (Modell 503 von TYBER Co.) unter Verwendung von zwei Schleifscheiben vom CS-10F-Typ durchgeführt. Eine Belastung von 500 g wurde auf jede Schleifscheibe angelegt, und der Test wurde mit 1000 Umdrehungen der Schleifscheibe auf der Oberfläche des Vielschichtenüberzuges (20) durchgeführt. Vor und nach dem Test wurde die Durchlässigkeit für sichtbares Licht einer jeden Probe gemessen, um den Differenzwert zwischen den zwei Messungen der Durchlässigkeit, Δ T, zu bestimmen. Weiterhin wurden vor und nach dem Taber-Test der Trübungswert einer jeden Probe mit einem Trübungsmesser (NDH-20D von Nippon Denshoku Kogyo Co.) gemessen, um die Differenz zwischen den zwei Messungen, Δ H, festzustellen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt.

Weiterhin wurden die Säurebeständigkeit und Alkalibeständigkeit des Dreischichtenüberzuges durch Eintauchen einiger Proben der beschichteten Glasscheibe in 1 N HCl-Lösung bei Zimmertemperatur während 6 h und von getrennten Proben in 1 N NaOH-Lösung bei Zimmertemperatur für etwa 6 h bestimmt. In beiden Fällen wurde das Ausmaß der Zerstörung des Überzuges durch visuelle Beobachtung bestimmt. An jeder Probe war eine Zerstörung des Überzuges kaum wahrnehmbar.

Getrennte Proben der beschichteten Glasscheibe wurden in einer auf eine Temperatur von etwa 50°C bei einer relativen Feuchtigkeit von etwa 95% gehaltenen Kammer für 30 Tage stehengelassen, um die Feuchtigkeitsbeständigkeit des Dreischichtenüberzuges zu bestimmen. Bei der visuellen Beobachtung der getesteten Proben konnte eine Zerstörung des Überzuges kaum wahrgenommen werden.

Der spezifische Oberflächenwiderstand des Überzuges wurde mit einem Tester vom Viersondentyp (RT-8 von NAPSON Co.) bestimmt. Die Messungen ergaben höhere Werte als 100 kΩ/.

Für die Durchlässigkeit gegenüber Radiowellen der Wärmeisolierglasscheibe von Beispiel 1 wurden die Dämpfungen für Radiowellen durch die Wärmeisolierglasscheibe bei verschiedenen Frequenzen im Bereich von 50 bis 1000 MHz mit den Testgeräten TR17302 und TR4172 von ADVANTEST Co., Ltd. bestimmt. Die Ergebnisse sind in Fig. 3 wiedergegeben. Zum Vergleich wurde die Glasscheibe (10) ohne den Überzug (20) demselben Test unterzogen. Die Ergebnisse sind in der Fig. 3 durch die Kurve X in gestrichelter Linie wiedergegeben.

Beispiele 2 bis 14

Wie in der Tabelle 1 gezeigt, wurde bei diesen Beispielen der Vielschichtenüberzug vom Typ I des Beispiels 1 hinsichtlich der Dicke einer jeden Schicht, des dielektrischen Materials mit relativ niedrigem Brechungsvermögen und/oder der Anzahl der dielektrischen Schichten modifiziert. Die Art und/oder Dicke der transparenten Glasscheibe wurde ebenfalls variiert. Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, wurde bei den Beispielen 7 und 8 über die dritte Schicht 23 des Dreischichtenüberzuges 20 ein SiO₂-Schutzfilm gelegt. Die Beispiele 9-14 beziehen sich auf den Fünfschichtenüberzug 20A, und im Beispiel 14 wurde über die fünfte Schicht 25 ein SiO₂-Schutzfilm darübergelegt. Bei den Glasscheiben bedeuten NFL eine transparente, bronzefarbene Glasscheibe und FL eine farblose transparente Glasscheibe.

Die Tabelle 3 zeigt die Eigenschaften der Wärmeisolierglasscheiben der Beispiele 1-14 und die Ergebnisse des Taber-Tests auf die Vielschichtenüberzüge dieser Beispiele. Die Vielschichtenüberzüge der Beispiele 2-14 wurden ebenfalls den Tests auf Säurebeständigkeit und Alkalibeständigkeit sowie auf Feuchtigkeitsbeständigkeit, wie sie zuvor beschrieben wurden, unterworfen. Für jedes Beispiel und bei jedem Test zeigte der Überzug nur wenig Zerstörung. In jedem Beispiel hatte der Überzug einen spezifischen Oberflächenwiderstand von höher als 100 kΩ/.

Vergleichsversuche A bis K

Wie in der Tabelle 2 gezeigt wird, wurden bei jedem der Vergleichsversuche A bis K ein nicht erfindungsgemäßer Vielschichtenüberzug auf einer transparenten Glasscheibe ausgebildet. Bei den Vergleichsversuchen A und D-K wurden die Vielschichtenüberzüge nach prinzipiell derselben Methode wie in Beispiel 1 hergestellt.

Bei den Vergleichsversuchen B und C wurden die Vielschichtenüberzüge nach einem Sol-Gelverfahren hergestellt. Beim Vergleichsversuch B wurde die Glasscheibe (nach Waschen, Spülen und Trocknen) zuerst in eine Lösung von Sn(O-n-C₄H₉)₃Cl eingetaucht und mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,2 mm/sec herausgezogen, dann bei 200°C für 20 min getrocknet, als nächstes in eine Lösung von Ti(O-n-C₄H₇)₄ eingetaucht und mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,0 mm/sec herausgezogen, dann bei 200°C für 20 min getrocknet, erneut in die Lösung von Sn(O-n-C₄H₉)₃Cl eingetaucht und mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,0 mm/sec herausgezogen, dann bei 200°C für 20 min getrocknet und schließlich bei etwa 600°C für 30 min gebrannt. Beim Vergleichsversuch C wurde die Verfahrensweise von Vergleichsversuch B mit der Ausnahme wiederholt, daß die Glasscheibe vor der abschließenden Einbrennstufe in eine Lösung von Si(O-C₂H₅)₄ eingetaucht wurde und mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,8 mm/sec herausgezogen wurde.

Die Tabelle 4 zeigt die Eigenschaften der beschichteten Glasscheiben der Vergleichsversuche A-K und die Ergebnisse der Taber-Tests an den Vielschichtenüberzügen dieser Vergleichsversuche. Die Überzüge der Vergleichsversuche B und C (hergestellt nach dem Sol-Gelverfahren) und des Vergleichsversuches H (einschließlich Ag-Schichten) wurden beim Taber-Test zerstört.

Die Überzüge dieser Vergleichsversuche wurden den zuvor beschriebenen Tests auf Säurebeständigkeit, Alkalibeständigkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit unterworfen. Der Überzug des Vergleichsversuches H (einschließlich Ag-Schichten) wurde nach einem beliebigen dieser Tests signifikant zerstört. Die Überzüge der anderen Vergleichsversuche waren gut hinsichtlich Säurebeständigkeit, Alkalibeständigkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit.

Die Überzüge der Vergleichsversuche B-G, I und K hatten einen spezifischen Oberflächenwiderstand von höher als 100 kΩ/. Jedoch hatten der Überzug des Vergleichsversuchs A (einschließlich einer TiN-Schicht) und der Überzug des Vergleichsversuches H (einschließlich Ag-Schichten) weit niedrigere Werte als 10 kΩ/. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, war der Überzug des Vergleichsversuchs A hinsichtlich der Durchlässigkeit für Radiowellen wesentlich schlechter als die Glasscheibe, und der Überzug des Vergleichsversuches H hatte noch niedrigere Werte.

Tabelle 3

Tabelle 4

Die folgenden Beispiele beziehen sich auf Vielschichtenüberzüge vom Typ II:

Beispiel 15

Ein Dreischichtenüberzug wurde auf einer 2,3 mm dicken und 600 mm quadratischen Scheibe aus transparentem, bronzefarbigem Glas (NFL) hergestellt.

Die Glasplatte wurde mit einem neutralen Tensid gewaschen, mit Wasser und dann mit Isopropylalkohol gewaschen und getrocknet. Dann wurde die Glasscheibe waagerecht auf einen Träger aufgebracht, der waagerecht bewegbar in einer Vakuumkammer einer DC-Magnetron-Reaktionszerstäubungsapparatur installiert wurde. Der Träger war hin- und herbeweglich, so daß er abwechselnd über einen Ti-Target und einem SiO₂-Target angeordnet werden konnte. Zu Beginn wurde die Kammer bis auf ein Vakuum von etwa 6,7 × 10^-6 mbar (5 × 10^-6 Torr) evakuiert. Dann wurde ein Mischgas aus O₂ und Ar in die Vakuumkammer eingeführt, um das Vakuum auf etwa 2,66 × 10^-3 mbar (2 × 10^-3 Torr) einzustellen, und dann wurde das Ti-Target bei einer Leistung von etwa 2,5 kW zerstäubt, während die Glasscheibe waagerecht in einem Bereich oberhalb des Ti-Targets mit einer konstanten Geschwindigkeit von etwa 10 mm/min bewegt wurde. Der Zerstäubungsvorgang wurde fortgeführt, bis die Glasscheibe neun Hin- und Herbewegungen über dem Ti-Target durchgeführt hatte. Als Ergebnis wurde ein TiO_x-Film mit einer Dicke von etwa 90 nm (900 Å) auf der Glasscheibe als erste Schicht 21 in Fig. 1 abgelagert. Als nächstes wurde die Glasscheibe zu dem Bereich über dem SiO₂-Target gebracht, und das SiO₂-Target wurde bei einer Leistung von etwa 2,5 kW zerstäubt, während die Glasplatte horizontal mit einer konstanten Geschwindigkeit von etwa 11 mm/min bewegt wurde. Als Ergebnis wurde ein SiO_x-Film mit einer Dicke von etwa 140 nm (1400 Å) als zweite Schicht 22 auf dem TiO_x-Film 21 abgelagert. Als nächstes wurde die Glasscheibe zurück zu dem Bereich über dem Ti-Target gebracht, und der zu Beginn durchgeführte Zerstäubungsvorgang wurde wiederholt, um auf diese Weise einen TiO_x-Film mit einer Dicke von etwa 90 nm (900 Å) als dritte Schicht 23 auf dem SiO_x-Film 22 abzulagern.

Die nach dieser Verfahrensweise erhaltene Wärmeisolierglasscheibe wurde als Komponente einer Schichtglasplatte zur Verwendung als Kraftfahrzeugfensterglas eingesetzt. In der Fig. 4 ist gezeigt, daß die Glasplatte 10 mit dem Dreischichtenüberzug 20 hierauf mit einer transparenten und farblosen Glasscheibe (FL) 30 mit einer Dicke von 2 mm in der Weise zusammengeschichtet wurde, daß der Überzug 20 auf die Glasscheibe 30 zu gerichtet war und dieser gegenüberlag. In üblicher Weise war eine Polyvinylbutyralfolie 32 zwischen den zwei Glasscheiben zwischengelegt, und die Laminierung wurde durch Anwendung von Hitze und Druck in einem Autoklaven abgeschlossen.

An Proben der laminierten Glasplatte wurden die Durchlässigkeit und das Reflexionsvermögen für sichtbares Licht (380-780 nm) und die Durchlässigkeit und das Reflexionsvermögen für Sonnenstrahlung (340-1800 nm) mit den in Beispiel 1 genannten Instrumenten gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 6 zusammengestellt.

Vor dem Laminierevorgang wurde der spezifische Oberflächenwiderstand des Überzuges 20 mit einem Tester vom Viersondentyp (RT-8 von NAPSON Co.) gemessen. Die Messung ergab einen höheren Wert als 1 MΩ/. Zur Einstufung der laminierten Glasplatte hinsichtlich der Durchlässigkeit von Radiowellen wurde eine Glasantenne (aufgebaut aus leitfähigen, auf die Glasoberfläche aufgedruckten Streifen) auf der innenseitigen Oberfläche (der nichtbeschichteten Glasscheibe 30) des Schichtglases aufgebracht, und der Empfang der Glasantenne für TV-Wellen wurde gemessen und mit den Empfangswerten einer identischen Glasantenne auf einer keinen Überzug aufweisenden Schichtglasplatte verglichen. Im Vergleich zu der Antenne auf der laminierten Glasplatte ohne Überzug ergab sich eine durchschnittliche Abnahme der Empfangspegel der Antenne auf dem laminierten Glas, welches den Wärmeisolierüberzug 20 aufwies, von etwa -0,5 dB. Der Wert der Abnahme der Empfangspegel, welcher dem Vorhandensein des Überzuges zuzuschreiben ist, ist nicht mehr als etwa -2 dB, und der Überzug kann daher als ausreichend für die Durchlässigkeit für Radiowellen angesehen werden. Zuvor wurden Versuche hinsichtlich der Beziehung zwischen dem spezifischen Oberflächenwiderstand des Überzuges 20 und dem Abnahmewert des Empfangspegels der Glasantenne durchgeführt. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, daß bei einem spezifischen Oberflächenwiderstand von nicht mehr als 10 kΩ/ der Abnahmewert des Empfangspegels nicht mehr als etwa -2 dB beträgt.

Beispiele 16-21

Wie in der Tabelle 5 gezeigt ist, wurde der Vielschichtenüberzug vom Typ II des Beispiels 15 hinsichtlich der Dicke einer jeden Schicht und/oder der Anzahl der dielektrischen Schichten modifiziert. Wie in der Tabelle 5 ersichtlich ist, beziehen sich die Beispiele 18-21 auf den Fünfschichtenüberzug 20A.

Die Wärmeisolierglasscheibe eines jeden Beispiels wurde mit der transparenten und farblosen Glasscheibe (FL, 2 mm) in derselben Weise wie in Beispiel 15 laminiert. Die Tabelle 6 zeigt die Eigenschaften der laminierten Glasplatten der Beispiele 15-21. Bei der Durchlässigkeit für Radiowellen bedeutet "OK" in der Tabelle 6, daß der spezifische Oberflächenwiderstand des Überzuges 20 oder 20A nicht höher als 10 kΩ/ war, und "NG" bedeutet, daß der spezifische Widerstand höher als 10 kΩ/ war.

Vergleichsversuche L-Q

Wie in der Tabelle 5 gezeigt ist, wurde bei jedem der Vergleichsversuche L-Q ein nicht erfindungsgemäßer Vielschichtenüberzug oder ein Einschichtenüberzug auf einer transparenten Glasscheibe ausgebildet, und die beschichtete Glasscheibe wurde mit der transparenten und farblosen Glasscheibe (FL, 2 mm) laminiert. Die im Vergleichsversuch L verwendete Glasscheibe GFL ist eine transparente, gräuliche Glasscheibe. In jedem Fall wurde der Dreischichtenüberzug oder Einschichtenüberzug nach einem Zerstäubungsprozeß (Sputteringprozeß) analog zu dem in Beispiel 15 angewendeten Prozeß hergestellt.

Im Vergleichsversuch P wurde die transparente, bronzefarbene Glasscheibe (NFL) mit der transparenten und farblosen Glasscheibe (FL, 2 mm) ohne Bildung irgendeines Überzuges auf der erstgenannten Glasscheibe laminiert. Im Vergleichsversuch Q wurde eine transparente, grünlich gefärbte Glasscheibe (GREEN) ohne Überzug und ohne Laminieren getestet.

Die Tabelle 6 zeigt die Eigenschaften der Schichtglasplatten der Vergleichsversuche L-P und der Glasscheibe des Vergleichsversuches Q.

Beim Vergleichsversuch P war der spezifische Oberflächenwiderstand des Überzuges so niedrig, daß der Abnahmewert im Aufnahmepegel der Glasantenne auf der laminierten Glasplatte etwa -25 dB erreichte. Bei den Vergleichsversuchen N und O waren die Abnahmewerte in dem Empfangspegel der Glasantenne etwa -6 dB bzw. etwa -10 dB.

Die Messungen der Durchlässigkeit und der Reflexion für sichtbares Licht und der Durchlässigkeit und Reflexion für Sonnenstrahlung für die in den Beispielen 1-21 und den Vergleichsversuchen A-P gezeigten Glasplatten sind in der Tabelle 7 wiedergegeben.

Tabelle 5

Tabelle 6

Laminiertes Glas

Tabelle 7

Claims

1. Wärmeisolierglasscheibe, insbesondere geeignet als Fahrzeugscheibenglas, umfassend eine transparente Glasscheibe und einen auf einer Seite der Glasscheibe ausgebildeten Vielschichtenüberzug, wobei der Vielschichtenüberzug umfaßt:
eine erste Schicht, welche ein transparenter und dielektrischer Film aus einer Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,8 bis 2,1 ist, der auf der Glasscheibenoberfläche abgelagert ist;
eine zweite Schicht, welche ein transparenter und dielektrischer Film einer Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 2,2 bis 2,5 ist, der auf der ersten Schicht abgelagert ist; und
eine dritte Schicht, welche ein transparenter und dielektrischer Film einer Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,8 bis 2,1 ist, der auf dieser zweiten Schicht abgelagert ist,
wobei jede der ersten, zweiten und dritten Schichten durch einen Zerstäubungsprozeß oder einen Prozeß der chemischen Dampfablagerung gebildet ist und eine Dicke im Bereich von 10 bis 200 nm und einen spezifischen Oberflächenwiderstand von nicht geringer als 10 kΩ/ besitzt, wobei der Vielschichtenüberzug derart ausgebildet ist, daß die Wärmeisolierglasscheibe eine nicht niedrigere Durchlässigkeit als 65% für sichtbares Licht, ein Reflexionsvermögen für sichtbares Licht von nicht höher als 15% und eine Durchlässigkeit für Sonnenstrahlung von nicht höher als 65% hat, sowie derart, daß die Wärmeisolierglasscheibe eine geringere Durchlässigkeit für Sonnenstrahlung von wenigstens 5% als die Glasscheibe selbst besitzt.

2. Wärmeisolierglasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallverbindung jeder der ersten und dritten Schichten ein Oxid eines Metalls, ausgewählt aus der aus Sn, Ta und Zr bestehenden Gruppe ist, und daß die Metallverbindung der zweiten Schicht ein Oxid von Ti ist.

3. Wärmeisolierglasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallverbindung jeder der ersten und dritten Schichten Aluminiumnitrid ist, und daß die Metallverbindung der zweiten Schicht ein Oxid von Ti ist.

4. Wärmeisolierglasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vielschichtenüberzug weiterhin eine Schutzschicht umfaßt, wobei diese ein Film aus einem Oxid von wenigstens einem Metall, ausgewählt aus der aus Si und Al bestehenden Gruppe, ist, der auf der dritten Schicht abgelagert ist und eine Dicke im Bereich von 10 bis 200 nm besitzt.

5. Wärmeisolierglasscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht einen Brechungsindex im Bereich von 1,4 bis 1,7 besitzt.

6. Wärmeisolierglasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vielschichtenüberzug weiterhin eine vierte Schicht, welche ein transparenter und dielektrischer Film einer Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 2,2 bis 2,5 ist, der auf der dritten Schicht abgelagert ist, sowie eine fünfte Schicht, welche ein transparenter und dielektrischer Film einer Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,8 bis 2,1 ist, der auf der vierten Schicht abgelagert ist, umfaßt, wobei jede der vierten und fünften Schichten durch einen Zerstäubungsprozeß oder einen Prozeß der chemischen Dampfabscheidung gebildet ist und eine Dicke im Bereich von 10 bis 200 nm besitzt.

7. Wärmeisolierglasscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallverbindung jeder der ersten, dritten und fünften Schichten ein Oxid eines Metalls, ausgewählt aus der aus Sn, Ta und Zr bestehenden Gruppe, ist, und daß die Metallverbindung jeder der zweiten und vierten Schichten ein Oxid von Ti ist.

8. Wärmeisolierglasscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallverbindung jeder der ersten, dritten und fünften Schichten Aluminiumnitrid ist, und daß die Metallverbindung jeder der zweiten und vierten Schichten ein Oxid von Ti ist.

9. Wärmeisolierglasscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vielschichtenüberzug weiterhin eine Schutzschicht umfaßt, welche einen Film eines Oxids wenigstens eines Metalls, ausgewählt aus der aus Si und Al bestehenden Gruppe, ist, der auf der fünften Schicht abgelagert ist und eine Dicke im Bereich von 10 bis 200 nm besitzt.

10. Wärmeisolierglasscheibe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht einen Brechungsindex im Bereich von 1,4 bis 1,7 besitzt.

11. Wärmeisolierglasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheibe eine Farbglasscheibe ist.

12. Wärmeisolierglasscheibe, besonders geeignet als Komponente einer Schichtglasscheibe zur Verwendung als Kraftfahrzeug- Frontscheibe oder -Scheibenglas, wobei die Wärmeisolierglasscheibe eine transparente Glasscheibe und einen auf einer Seite der Glasscheibe ausgebildeten Vielschichtenüberzug umfaßt, und wobei der Vielschichtenüberzug umfaßt:
eine erste Schicht, welche ein transparenter und dielektrischer Film einer Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,8 bis 2,5 ist, der auf der Glasscheibenoberfläche abgelagert ist;
eine zweite Schicht, welche ein transparenter und dielektrischer Film einer Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,4 bis 1,7 ist, der auf dieser ersten Schicht abgelagert ist; und
eine dritte Schicht, welche ein transparenter und dielektrischer Film einer Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,8 bis 2,5 ist, der auf dieser zweiten Schicht abgelagert ist,
wobei jede der ersten, zweiten und dritten Schichten durch einen Zerstäubungsprozeß oder einen Prozeß der chemischen Dampfabscheidung gebildet worden ist und eine Dicke im Bereich von 50 bis 200 nm aufweist, der Vielschichtenüberzug derart ausgebildet ist, daß die Wärmeisolierglasscheibe eine nicht niedrigere Durchlässigkeit für sichtbares Licht als 70%, ein nicht höheres Reflexionsvermögen für sichtbares Licht als 15%, eine nicht höhere Durchlässigkeit für Sonnenstrahlung als 60% und ein nicht niedrigeres Reflexionsvermögen für Sonnenstrahlung als 20% aufweist und einen spezifischen Oberflächenwiderstand von nicht niedriger als 10 kΩ/ besitzt.

13. Wärmeisolierglasscheibe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallverbindung jeder der ersten und dritten Schichten ein Oxid eines Metalls, ausgewählt aus der Sn, Ti, Zr, Zn und Ta bestehenden Gruppe ist, und daß die Metallverbindung der zweiten Schicht ein Oxid wenigstens eines Metalls, ausgewählt aus der aus Si und Al bestehenden Gruppe, ist.

14. Wärmeisolierglasscheibe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallverbindung jeder der ersten und dritten Schichten ein Nitrid eines Metalls, ausgewählt aus der aus Si und Al bestehenden Gruppe, ist, und daß die Metallverbindung der zweiten Schicht ein Oxid wenigstens eines Metalls, ausgewählt aus der aus Si und Al bestehenden Gruppe, ist.

15. Wärmeisolierglasscheibe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallverbindung jeder der ersten und dritten Schichten Titanoxid ist, und daß die Metallverbindung der zweiten Schicht Siliziumoxid ist.

16. Wärmeisolierglasscheibe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Vielschichtenüberzug weiterhin eine vierte Schicht, welche ein transparenter und dielektrischer Film einer Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,4 bis 1,7 ist, der auf der dritten Schicht abgelagert ist, und eine fünfte Schicht, welche ein transparenter und dielektrischer Film einer Metallverbindung mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,8 bis 2,5 ist, der auf der vierten Schicht abgelagert ist, umfaßt, wobei jede der vierten und fünften Schichten durch einen Zerstäubungsprozeß oder einen Prozeß der chemischen Dampfabscheidung gebildet worden ist und eine Dicke im Bereich von 50 bis 200 nm besitzt.

17. Wärmeisolierglasscheibe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallverbindung jeder der ersten, dritten und fünften Schichten ein Oxid eines Metalls, ausgewählt aus der aus Sn, Ti, Zr, Zn und Ta bestehenden Gruppe, ist, und daß die Metallverbindung jeder der zweiten und vierten Schichten ein Oxid wenigstens eines Metalls, ausgewählt aus der aus Si und Al bestehenden Gruppe, ist.

18. Wärmeisolierglasscheibe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallverbindung jeder der ersten, dritten und fünften Schichten ein Nitrid eines Metalls, ausgewählt aus der aus Al und Si bestehenden Gruppe, ist, und daß die Metallverbindung jeder der zweiten und vierten Schichten ein Oxid wenigstens eines Metalls, ausgewählt aus der aus Si und Al bestehenden Gruppe, ist.

19. Wärmeisolierglasscheibe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallverbindung jeder der ersten, dritten und fünften Schichten Titanoxid ist, und daß die Metallverbindung jeder der zweiten und vierten Schichten Siliziumoxid ist.

20. Wärmeisolierglasscheibe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheibe eine Farbglasscheibe ist.