DE4108616C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fassadenplatte, insbesondere zum Verkleiden der Fassade zwischen mit Glasscheiben ausgestatte­ ten Fensteröffnungen eines Gebäudes, mit einem transparenten Glasträger, der auf seiner Rückseite eine die Außenansicht der Fassadenplatte hinsichtlich Lichtreflexionsgrad und Farbton an diejenige der Glasscheiben im Fensterbereich anpassende Beschichtung mit einer Metalloxidschicht mit einem Brechungs­ index zwischen 1.8 und 2.5 sowie einer Dicke von 0-150 nm und darauf einer optisch dichten, gerichtet reflektierenden, metallischen Abdunkelungsschicht, die überwiegend aus Metallen der Gruppe Chrom, Titan, Nickel sowie deren Legierungen besteht, aufweist.

Rückseite meint in diesem Zusammenhang diejenige Glasober­ fläche, die nach dem Einbau dem Gebäudeinneren zugewandt ist; als optisch dicht werden solche Schichten bezeichnet, deren Lichtdurchlässigkeit bei senkrechtem Lichteinfall deutlich weniger als 10%, insbesondere weniger als 5%, beträgt. Der Glasträger besteht üblicherweise aus nach dem Floatverfahren hergestelltem Natron-Kalk-Silikatglas.

Bei der Gestaltung der Fassade von Gebäuden besteht in vielen Fällen das Bedürfnis, im lichtundurchlässigen Fassadenbereich (Brüstungsbereich), also zwischen den Fensteröffnungen, als Außenelemente Fassadenplatten einzusetzen, welche in Hellig­ keit und Farbe der Außenansicht beispielsweise durch geeignete Beschichtungen harmonisch auf den Fensterbereich abgestimmt sind. Meistens wird dabei eine weitgehende Übereinstimmung zwischen dem Fenster- und dem Brüstungsbereich angestrebt, um auf diese Weise eine Glasfassade mit zumindest bereichsweise einheitlichem Aussehen zu erhalten.

Im Fensterbereich werden dabei Einfach- oder Mehrfachscheiben unter Verwendung von normalen oder auch in der Masse einge­ färbten Glasscheiben eingesetzt. Zum anderen werden häufig auch beschichtete Glasscheiben verwendet, um beispielsweise die Sonnenschutzwirkung zu verbessern. Als Sonnenschutz­ beschichtung eignen sich dünne halbtransparente Metallschich­ ten, insbesondere aus Gold und Silber, welche üblicherweise mit zusätzlichen Interferenzschichten zu einem Mehrschichtsystem kombiniert werden. Mit solchen Mehrschicht­ systemen ist es möglich, sehr gute Sonnenschutzeigenschaften zu erhalten und gleichzeitig in der Außenansicht die Spiegel­ wirkung solcher beschichteter Glasscheiben zu reduzieren.

In vielen Anwendungsfällen ist es nämlich erwünscht, daß die Lichtreflexion nach außen nicht zu hoch ist, um eine uner­ wünschte Blendung auszuschalten. Das gilt z. B. für Innen­ städte mit hoher Bebauungsdichte, wobei meistens, um den Altstadtcharakter nicht zu stören, auch intensive Färbungen für diese Scheiben unerwünscht sind. Um Blendung weitgehend auszuschalten, sollte die Lichtreflexion im allgemeinen Werte von etwa 25% nicht überschreiten. Diese Forderung wird von üblichem Isolierglas erfüllt. So beträgt die Lichtreflexion einer Einfachscheibe aus klarem Glas etwa 8%, einer Zweifach­ scheibe aus klarem Glas 14 bis 15%, die einer Dreifach­ scheibe etwa 20%. Bei Verwendung von in der Masse eingefärbten Gläsern sind die entsprechenden Werte niedriger.

Wegen ihrer Kratzempfindlichkeit und der Gefahr von Schicht­ veränderungen durch die Einwirkung der Außenatmosphäre werden derartige Beschichtungen im allgemeinen innerhalb von herme­ tisch abgeschlossenen Isolierglasscheiben angeordnet. Einzel­ scheiben mit auf der Rückseite angebrachter Beschichtung können nur dann verwendet werden, wenn für die Beschichtung relativ harte und chemisch beständige Materialien eingesetzt werden.

Um eine Anpassung des lichtundurchlässigen Brüstungsbereich an dem Fensterbereich zu erhalten, ist es bereits bekannt, als Fassadenelemente Isolierglasscheiben gleichen Aufbaus wie im Fensterbereich einzusetzen, wobei jedoch zusätzlich auf die dem Gebäudeinneren zugewandte Scheibe eine optisch dichte Email- oder Farb-Abdunkelungsschicht aufgebracht wird, um den störenden Durchblick auf hinter dem betreffenden Fassaden­ element liegende Wandbereiche zu verhindern. Derartige Lösun­ gen sind im Hinblick auf eine optisch einheitliche Glasfassade voll befriedigend. Allerdings sind die Kosten sehr hoch, weil auch im Brüstungsbereich Isolierglas eingesetzt werden muß.

Hinzu kommen wegen des hohen Absorptionsgrades für Sonnen­ strahlung der zusätzlichen lichtundurchlässigen Beschichtung beträchtliche unerwünschte Erwärmungseffekte derartiger Fassadenelemente. Diese sind bei der Verwendung von Isolier­ glas aus zwei klaren Glasscheiben so hoch, daß bei nicht hinterlüfteten Fassadenplatten Temperaturen oberhalb von 80°C auftreten können, welche die Belastungsfähigkeit des Randver­ bundes übersteigen und damit zur Zerstörung der Isolierglas­ scheibe führen. Aber auch bei Isolierglasscheiben, bei denen die äußere Scheibe eine Sonnenschutzwirkung zeigt und dadurch die auf die rückseitige Scheibe auftreffende Sonnenstrahlung reduziert, ergibt sich eine beträchtliche zusätzliche Bela­ stung, welche die Lebensdauer des Isolierglases beeinträch­ tigt. Weitere Kosten entstehen bei derartigen Fassadenplatten dadurch, daß zur Vermeidung von Glasbruch bei ungleichmäßiger thermischer Belastung chemisch oder thermisch vorgespanntes Glas verwendet werden muß.

Es ist ferner bereits bekannt, für den lichtundurchlässigen Fassadenbereich monolithische Glasscheiben einzusetzen, die auf ihrer Vorderseite eine hochbrechende Metalloxidschicht, z. B. aus Titandioxid, als farbgebende Interferenzschicht aufweisen (vgl. DE-PS 26 46 513). Bei derartigen Fassadenplat­ ten ist die dem Gebäudeinneren zugewandte Rückseite mit einer optisch dichten Email- oder Lack-Abdunkelungsschicht versehen. Ein großer Nachteil derartiger monolithischer Fassadenplatten mit außenliegender Beschichtung besteht darin, daß die Reini­ gung ihrer Außenseite mit einem erheblichen Aufwand verbunden ist. Festhaftende Verschmutzungen sind sehr schwierig zu entfernen, da in solchen Fällen mechanische Reinigungsverfah­ ren, wie sie für unbeschichtetes Glas üblich sind, nicht angewendet werden können, weil dies zu Verkratzungen der Metalloxidschicht führen würde. Hinzu kommt, daß diese Oxid- Interferenzschichten mit einem Lichtreflexionsgrad oberhalb von 30% zu hoch reflektieren, um eine optische Anpassung des Brüstungsbereichs an den mit niedrig reflektierenden Glas­ scheiben ausgestatteten Fensterbereich durchführen zu können.

Aus der US-PS 39 51 525 ist eine Glas-Fassadenplatte vorbe­ kannt, die auf ihrer Rückseite mit einer reflektierenden, farbgebenden, hochbrechenden Metalloxidschicht versehen ist. Um eine optische Anpassung von Fenster- und Brüstungsbereich zu erhalten, wird in beiden Bereichen die gleiche Beschichtung verwendet, wobei Material und Dicke der Metalloxidschicht so gewählt sind, daß im Fensterbereich eine Sonnenschutzwirkung auftritt.

Die Fassadenplatte weist im Unterschied zu den im Fensterbe­ reich eingesetzten Glasscheiben auf der Metalloxidschicht zusätzlich eine optisch dichte Abdunkelungsschicht aus einge­ branntem Email auf. Weil die Anordnung einer Emailschicht unmittelbar auf der farbgebenden Metalloxidschicht aber zur Folge hat, daß die Farbanpassung an die im Fensterbereich verwendeten Glasscheiben mit an Luft angrenzender Metalloxid­ schicht verschlechtert wird, soll nach der US-PS 39 51 525 eine Kompensation zumindestens teilweise dadurch erreicht werden, daß die Farbe und das Material der Emailschicht geeignet ausgewählt werden. Dieses Vorgehen kann hinsichtlich der optischen Anpassung des Brüstungs- an den Fensterbereich nicht voll befriedigen. Im Unterschied zur Metalloxidschicht reflektieren Emailschichten diffus. Dadurch hängt der Grad der erreichten Anpassung stark von der sich örtlich und zeitlich ändernden spektralen Zusammensetzung der einfallenden Sonnen­ strahlung ab.

Es ist weiterhin bekannt, im lichtundurchlässigen Fassaden­ bereich Glasscheiben zu verwenden, die rückseitig wie die Glasscheiben im Fensterbereich eine lichtdurchlässige Be­ schichtung z. B. aus einem Metalloxid tragen, die zusätzlich aber mit einer optisch dichten Abdunkelungsschicht aus einem Lack oder einer eingefärbten Folie versehen sind. Wegen der unterschiedlichen Reflexionswerte an den Grenzflächen Metall­ oxid/Luft im Fensterbereich und Metalloxid/Abdunkelungsschicht im Brüstungsbereich ergibt sich wie bei der Verwendung eines Emails als Abdunkelungsschicht eine unbefriedigende Anpassung hinsichtlich Farbton und Lichtreflexionsgrad. Außerdem sind diese organischen Abdunkelungsschichten der Einwirkung von Licht und UV-Strahlung durch die Glasscheibe und die Metall­ oxidschicht hindurch ausgesetzt, was zu Alterungsproblemen und Ablösungserscheinungen führen kann. Hinzu kommt, daß das Aufbringen einer zusätzlichen Abdunkelungsschicht auf die in der Regel pyrolytisch oder mittels eines physikalischen Beschichtungsverfahrens aufgebrachte Metalloxidschicht kosten­ trächtig ist.

Die beschriebenen Fassadenplatten sind insbesondere dann nicht für den Einbau im Brüstungsbereich geeignet, wenn im Fenster­ bereich eine Verglasung aus Klarglas, in der Masse eingefärb­ tem Glas oder niedrig reflektierend beschichteten Sonnen­ schutz-Glasscheiben eingesetzt wird. Das menschliche Auge ist nämlich in der Lage, bei einem unmittelbaren Vergleich neben­ einander eingebauter Glasscheiben auch äußerst geringfügige Unterschiede in der Außenansicht wahrzunehmen. Das führt dann zu einem unerwünscht uneinheitlichen Gesamtbild einer entspre­ chend ausgestatteten Glasfassade.

Aus der EP-OS 04 04 282 der Anmelderin ist bereits eine gattungsgemäße Fassadenplatte aus einer rückseitig beschich­ teten Einzelglasscheibe bekannt. Die Beschichtung besteht aus einer glasseitigen Metalloxidschicht mit einem Brechungsindex zwischen 1.8 und 2.4 und einer optischen Dicke zwischen 60 und 160 nm sowie auf dieser Metalloxidschicht einer optisch dichten, gerichtet reflektierenden Abdunkelungsschicht aus einem in sauerstofffreier Atmosphäre aufgebrachten Metall oder einer Metallegierung aus der Gruppe Chrom, Titan, Nickel, insbesondere Chrom-Nickel-Legierungen oder Edelstahl. Diese Fassadenplatte hat sich für die Anwendung bei Fassaden, die im Fensterbereich mit relativ hoch reflektierenden Glasscheiben ausgestattet sind, bewährt.

Fassadenplatten nach der EP-OS 04 04 282 verfügen über einen Lichtreflexionsgrad von 30-50% und sind daher für den oben geschilderten Einsatzfall, nämlich zur Anpassung an niedrig reflektierende Glasscheiben im Fensterbereich, nicht verwendbar. Änderungen des Lichtreflexionsgrads bei gleich­ bleibendem Farbton sind bei der Herstellung der gattungsgemäßen Fassadenplatte nur durch Austausch des für die Abdunkelungsschicht verwendeten Materials möglich und damit verfahrensmäßig relativ aufwendig.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine als Einzelscheibe verwendbare Fassadenplatte der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei Betrachtung von der Vorderseite einen Lichtreflexionsgrad im Bereich von nur 8- 25% hat und einen störenden Durchblick auf hinter der Fassadenplatte liegende Wandbereiche verhindert, wobei eine sehr gute Anpassung hinsichtlich Lichtreflexionsgrad und Farbton an die im Fensterbereich eingesetzten Glasscheiben mit entsprechend niedrigem Lichtreflexionsgrad sowie mäßig inten­ sivem Farbton erzielbar sein soll. Die Fassadenplatte soll kostengünstig herstellbar sein, wobei Änderungen des Farbtons und des Lichtreflexionsgrads ohne großen Aufwand, insbesondere ohne Austausch der eingesetzten Schichtmaterialien, und ohne nennenswerte Einbußen bei der Alterungsbeständigkeit der Fassadenplatte möglich sein sollen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in Weiterbildung der gattungsgemäßen Fassadenplatte dadurch gelöst, daß die metal­ lische Abdunkelungsschicht zur Reduzierung ihres Lichtreflexi­ onsgrades mit einem Zusatz eines Nichtmetalls in einer solchen Menge versehen ist, daß der Lichtreflexionsgrad der durch ausreichende Dicke noch optisch dichten Abdunkelungsschicht bei senkrechtem Lichteinfall, von der Vorderseite der Glas­ scheibe und ohne dazwischenliegende Metalloxidschicht gemes­ sen, zwischen 10% und 35% beträgt.

Aus der DE-OS 21 22 258 ist es bereits bekannt, Glasober­ flächen mit einer opaken, fest haftenden Abdeckschicht zu versehen, indem eine stromlos abgeschiedene Metallschicht aus Nickel, Kobalt oder Kupfer in einem Nachbehandlungsschritt oxidiert oder sulfiert wird. Die so erzeugte Abdeckschicht ist dunkelfarbig, vorzugsweise schwarz, und dient der Maskierung der zwischen den Leuchtstoffpunkten liegenden Bereiche der Rückseite von Bildschirmen. Eine derartige durchreagierte Schicht wirkt lichtabsorbierend, optisch matt und ist für den Einsatz auf der Rückseite von Fassadenplatten ungeeignet. Das offenbarte Herstellverfahren ist aufwendig und hinsichtlich Lichtreflexionsgrad und -farbe wenig flexibel.

Die DE-OS 30 27 256 befaßt sich mit der Herstellung von hochlichtdurchlässigen Wärmereflexionsschichtsystemen mit mindestens einer dünnen Schicht aus einem Edelmetall oder Aluminium sowie einer dielektrischen Deckschicht, die zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit des Schichtsystems zusätzlich zum üblichen Sauerstoff Stickstoff enthält. Die optisch nahezu völlig transparente Deckschicht wird in einer Argon-Sauerstoff-Stickstoff-Atmosphäre bevorzugt mittels reaktiver Magnetron-Kathodenzerstäubung aufgebracht. Dabei bewirkt weder die Reduzierung des Sauerstoffgehalts noch der Stickstoffgehalt der Deckschicht eine merkliche Abnahme der angestrebten Transparenz dieser Schicht. Das Schichtsystem insgesamt ist hochtransparent und damit für die Anwendung als opake und niedrig-reflektierende Beschichtung der Rückseite von Fassadenplatten ungeeignet. Es wird vielmehr im transpa­ renten Fensterbereich eingesetzt.

Aus der DE-OS 38 06 124 ist es schließlich bekannt, transpa­ rente Sonnenschutzschichten auf Glas dadurch herzustellen, daß ein Target aus einer Zinn(65)-Nickel(35)-Legierung in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre zerstäubt wird, wobei durch ausreichend niedrige Einstellung des Sauerstoffgehalts der Atmosphäre eine suboxidische SnNiO_x-Vorschicht entsteht. Die beschichtete Glasscheibe wird anschließend bei etwa 640°C wärmebehandelt, wobei die Lichttransmission stark zunimmt. Erst durch diesen zusätzlichen Wärmebehandlungsschritt erhält die fertige Schicht die notwendige Langzeitstabilität sowie die angestrebten guten Sonnenschutzeigenschaften bei hohem Lichttransmissionsgrad. Verfahrensbedingt ist es erforderlich, den Sauerstoffgehalt der Atmosphäre und damit der suboxi­ dischen Vorschicht sehr genau auf einen festen Wert einzustel­ len. Das vergleichsweise aufwendige Verfahren eignet sich damit nicht zur Herstellung von opaken Fassadenplatten mit einfach an die Anforderungen anpassbarem Lichtreflexionsgrad.

Durch das Zusammenwirken der erfindungsgemäßen Maßnahmen gelingt es auf überraschend einfache und äußerst wirtschaft­ liche Weise, den Fassadenplatten die gewünschten optischen Eigenschaften zu verleihen, ohne daß die ausgezeichnete Beständigkeit der rückseitig beschichteten Glasscheibe gegen­ über Umwelteinflüssen nennenswert beeinträchtigt wird.

Wesentlich für die Erfindung ist der genau dosierte Zusatz des Nichtmetalls, insbesondere von Sauerstoff, zu dem Metall oder der Metallegierung der Abdunkelungsschicht, der so zu bemessen ist, daß die Schicht einerseits noch ihren metallischen Charakter bewahrt und andererseits der Lichtreflexionsgrad der Abdunkelungsschicht in ausreichendem Maße abgesenkt wird. Ein Maß hierfür stellt der Imaginärteil k des komplexen Brechungs­ index n-i·k der Abdunkelungsschicht dar. Dieser liegt für Chrom beispielsweise bei 4.0. Erfindungsgemäß wird k durch den Zusatz des Nichtmetalls um 25-75% gegenüber dem reinen Metall bzw. der reinen Metallegierung der Abdunkelungsschicht abgesenkt, maximal aber auf 1.0.

Im Falle des Sauerstoffzusatzes beispielsweise liegt der Sauerstoffanteil der erfindungsgemäßen Abdunkelungsschicht deutlich unter dem Sättigungsgehalt des voll oxidierten Metalls; er beträgt typischerweise weniger als 30%, insbeson­ dere weniger als 20% des Sauerstoffgehalts der voll oxidier­ ten Schicht. Beispielsweise liegt er im Falle von Cr (Oxid = Cr₂O₃, Sauerstoffgehalt 60%) unter 18%, insbesondere unter 12%.

Die Erfindung erlaubt es, ausgehend von lediglich je einem Ausgangsmaterial für die Metalloxid- und für die Abdunkelungs­ schicht Farbton und Lichtreflexionsgrad der Fassadenplatte praktisch unabhängig voneinander zu variieren. Zur Anpassung des Farbtons an die geforderten Werte braucht bei gegebenem Material und Reflexionsgrad der Abdunkelungsschicht lediglich die Dicke der Metalloxidschicht verändert zu werden, während der Lichtreflexionsgrad der Fassadenplatte innerhalb des Bereichs von 8-25% durch Veränderung des Nichtmetall­ zusatzes, insbesondere des Sauerstoffanteils, der Abdunke­ lungsschicht eingestellt wird.

Fassadenplatten nach der Erfindung lassen sich in ganz beson­ ders vorteilhafter Weise dadurch herstellen, daß die Schichten im Vakuum mittels Magnetron-Kathodenzerstäubung aufgebracht werden. Dieses Verfahren ermöglicht bei dem Einsatz von Durchlaufanlagen besonders wirtschaftlich die Beschichtung großer Glasflächen. Dabei erfolgt die Herstellung der im wesentlichen absorptionsfreien Metalloxid- oder Metallmisch­ oxidschicht, wenn diese zur Einstellung des Farbtons erforder­ lich ist, besonders vorteilhaft durch die reaktive Magnetron- Kathodenzerstäubung unter Verwendung von Metall- oder Metall­ legierungstargets in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre.

Die Abdunkelungsschicht wird ebenfalls durch Zerstäubung von metallischen Targets in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre aufgebracht, wobei jedoch nur soviel Sauerstoff zugesetzt wird, daß der metallische Charakter der Schicht noch erhalten bleibt. Alternativ oder zusätzlich können der Beschichtungs­ atmosphäre beispielsweise auch geringe Mengen an Stickstoff hinzugefügt werden, um den Lichtreflexionsgrad der metalli­ schen Abdunkelungsschicht im gewünschten Ausmaß zu reduzieren. Andere Nichtmetalle können je nach Art des Nichtmetalls ebenfalls der Beschichtungsatmosphäre zugesetzt oder dem Metalltarget beigemischt werden.

Es hat sich gezeigt, daß das erfindungsgemäße Schichtsystem besonders geeignet ist, um in Verbindung mit der Magnetron- Kathodenzerstäubung in Durchlaufanlagen farblich unterschied­ lich angepaßte Fassadenplatten in wirtschaftlicher Weise herzustellen. Durch die zuvor beschriebenen Maßnahmen kann man eine umfangreiche Produktpalette mit vielfältigen Nuancierun­ gen in der Farbe und dem Lichtreflexionsgrad herstellen, ohne daß die Targetmaterialien gewechselt werden müssen. Letzteres ist bekanntlich bei Vakuum-Beschichtungsanlagen mit einem erheblichen Aufwand verbunden, weil für einen Targetwechsel die Anlage belüftet werden muß und das Wiedererreichen der für die Beschichtung erforderlichen Vakuum-Bedingungen einen erheblichen Zeitaufwand erfordert.

Als Ausgangsmaterial für die Herstellung der äußeren Schicht hat sich vor allem Chrom als besonders geeignet erwiesen. Für die Herstellung der Metalloxid-Schicht sind insbesondere Schichten aus SnO₂, ZnO, In₂O₃, TiO₂ oder deren Mischoxide geeignet, die sich besonders wirtschaftlich durch reaktive Magnetron-Kathodenzerstäubung herstellen lassen und die zusammen mit der mit einem Nichtmetall-Zusatz, insbesondere Sauerstoff, versehenen metallischen Abdunkelungsschicht über eine für die Anwendung als rückseitige Beschichtung einer Fassadenplatte ausreichende Korrosionsbeständigkeit verfügen.

Auf die vorzugsweise mittels der wirtschaftlichen Magnetron- Kathodenzerstäubung aufgebrachte erfindungsgemäße Beschichtung braucht wegen der optischen Dichtheit der äußeren Schicht keine zusätzliche Abdunkelungsschicht, z. B. in Form eines Farblackes oder einer aufgeklebten, dunkel eingefärbten Folie, aufgebracht zu werden. Auch kann insbesondere bei Anwendung eines Sauerstoffzusatzes wegen der vorzüglichen Schichthaftung zwischen der mit Sauerstoff angereicherten metallischen Abdunkelungsschicht und der Metalloxidschicht auf zusätzliche, den Beschichtungsaufwand erhöhende Haftschichten verzichtet werden.

In Einzelfällen kann sogar auf die farbgebende Metalloxid­ schicht verzichtet werden, wenn im Fensterbereich relativ neutral reflektierende Glasscheiben vorhanden sind und ledig­ lich eine Anpassung des Lichtreflexionsgrads der an sich ebenfalls relativ neutral reflektierenden Abdunkelungsschicht durch entsprechende Bemessung des erfindungsgemäßen Nicht­ metallzusatzes, insbesondere der Sauerstoffbeimischung, erfolgen muß. Auch ohne die Metalloxidschicht haftet dabei eine mit Sauerstoff angereicherte metallische Abdunkelungs­ schicht im Unterschied zu reinen Metallschichten ausgezeichnet auf Glas und ist die Fassadenplatte hinreichend korrosions­ beständig.

Es liegt allerdings im Rahmen der Erfindung, die mit der erfindungsgemäßen Beschichtung versehene Rückseite der Glas­ scheibe beispielsweise zum Schutz vor Beschädigungen beim Transport oder beim Einbau zusätzlich mit einer organischen oder anorganischen Schutzschicht oder einer Schutzfolie abzudecken. Außerdem kann die rückseitig beschichtete Fassa­ denplatte gegebenenfalls mit einer weiteren Scheibe aus Glas, Metall, Kunststoff oder dergleichen zu einem Laminat verbunden werden, wenn dies aus Sicherheitsgründen, zur Verbesserung der Wärmedämmung usw. gewünscht wird.

Die Beschichtung hat auch ohne eine zusätzliche Schutzab­ deckung langzeitig eine ausreichende Beständigkeit gegenüber der Einwirkung der Atmosphäre, wobei insbesondere die Feuch­ tigkeitsbeständigkeit von großer Bedeutung ist, weil sich auf der Rückseite von Glasfassadenplatten häufig Wasserkondensat abscheidet. Die Feuchtebeständigkeit des Glasträgers wird durch die metallische Abdunkelungsschicht mit ihrem erfin­ dungsgemäßen Gehalt an Sauerstoff und dergleichen sogar noch verbessert. Dieses Ergebnis ist für den Fachmann gänzlich unerwartet, weil durch reaktive Magnetron-Kathodenzerstäubung hergestellte Metalloxidschichten an und für sich keineswegs über die für offenliegende Beschichtungen erforderliche Feuchtraumbeständigkeit verfügen. Setzt man z. B. SnO₂-Schich­ ten einem Feuchtraumtest bei 40°C und 100% relativer Luftfeuchtigkeit aus, so zeigt sich bereits nach etwa 60 Stun­ den beginnende Korrosion. Nach 150 Stunden hat sich die Beschichtung großflächig abgelöst. Ein entsprechender Test bei 70°C führt bereits nach 60 Stunden Einwirkungszeit zu groß­ flächigen Schichtablösungen. Ein ähnliches Verhalten zeigen auch andere Metalloxidschichten.

Bei dem erfindungsgemäßen Schichtsystem ergibt sich demgegen­ über eine ganz erhebliche Verbesserung der Feuchtraumbeständigkeit. So konnten bei einer mit Sauerstoff angereicherten Chromschicht nach 2000 Stunden bei 70°C und 100% relativer Luftfeuchtigkeit noch keine Schichtveränderun­ gen festgestellt werden. Diese hohe Korrosionsbeständigkeit ist überraschend; denn man wird erwarten, daß zumindest über die immer vorhandenen "pinholes" in der mit Sauerstoff oder anderen Nichtmetallen angereicherten Metall- oder Metallegie­ rungsschicht Feuchtigkeit eindiffundiert und die darunterlie­ gende feuchtigkeitsempfindliche Metalloxidschicht angegriffen und selbst auch an der Grenzfläche zum Glasträger unterwan­ dert wird, so daß es in diesen Bereichen zu Schichtablösungen kommt. Die hohe Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung ist insbesondere auch deswegen überraschend, weil unter den genannten Testbedingungen das für solche Anwendungen normaler­ weise als Glasträger eingesetzte Natron-Kalk-Silikatglas selbst nicht mehr ausreichend korrosionsbeständig ist. So zeigt sich bei 70°C und 100% relativer Luftfeuchtigkeit bereits beginnende Oberflächenkorrosion des unbeschichteten Glases nach 200 Stunden Einwirkungszeit.

Durch die erfindungsgemäße Beschichtung wird also die Korro­ sionsbeständigkeit des Glasträgers um mehr als eine Zehner­ potenz verbessert. Das ist ein sehr wichtiges Kriterium für den Einsatz solcher Fassadenplatten, insbesondere dann, wenn sich zwischen der Fassadenplatte und dem dahinterliegenden Isolationsmaterial ein Luftzwischenraum befindet, der nur schwach belüftet ist. Unter solchen Bedingungen reicht selbst die Korrosionsbeständigkeit von üblichem Natron-Kalk-Silikat­ glas nicht aus, um langfristig eine Korrosion der Glasober­ fläche zu verhindern.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung im einzelnen erläutert. Dabei zeigt die aus einer einzigen Figur bestehende Zeichnung eine Fassadenplatte nach der Erfindung im Schnitt senkrecht zur Scheibenebene.

Wie die Zeichnung erkennen läßt, besteht die Fassadenplatte nach der Erfindung aus einem transparenten Glasträger 10 aus Natron-Kalk-Silikatglas, einer darauf vorzugsweise durch reaktive Magnetron-Kathodenzerstäubung aufgebrachten Metall­ oxidschicht 12 und einer darauf folgenden äußeren Abdunke­ lungsschicht 14 aus einem mit einem Nichtmetall, vorzugsweise mit Sauerstoff, angereicherten Metall- oder einer Metallegie­ rung auf. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Metalloxidschicht 12 von einer maximal etwa 150 nm dicken SnO₂-Schicht und die äußere Abdunkelungsschicht 14 von einer mit Sauerstoff angereicherten Chromschicht gebildet. Auch die äußere Schicht 14 wurde mittels Magnetron-Kathodenzerstäubung, und zwar in einer Argon-Sauerstoff-Atmosphäre, hergestellt.

Beim Aufbau einer Glasfassade wird die in der Zeichnung schematisch dargestellte Fassadenplatte so angeordnet, daß die den Schichten 12, 14 abgewandte Vorderseite des Glasträgers 10 der Atmosphäre und die Abdunkelungsschicht 14 dem Gebäudeinne­ ren bzw. der Gebäudeaußenwand zugewandt ist.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Fassadenplatte wird in den folgenden Ausführungsbeispielen erläutert.

Beispiel I

In einer Vakuum-Beschichtungsanlage, die mit Beschichtungsein­ richtungen für die Magnetron-Kathodenzerstäubung ausgerüstet war, wurden auf eine Floatglasscheibe aus Natron-Kalk-Silikat­ glas von 8 mm Dicke im Format 50 cm × 100 cm nacheinander folgende Schichten aufgebracht:

• - eine SnO₂-Schicht in einer Dicke von 66 nm durch reaktive Zerstäubung eines Zinntargets in einer Argon-Sauerstoff- Atmosphäre bei einem Druck von 3.5·10^-1 Pa;
• - eine mit Sauerstoff angereicherte Abdunkelungsschicht aus Chrom durch Zerstäubung eines Chromtargets in einer Argon-Sauerstoff-Atmosphäre von 1.3·10^-1 Pa, wobei die Dicke der Schicht und ihr Sauerstoffgehalt so eingestellt wurden, daß die Lichtdurchlässigkeit einer mit dieser Schicht versehenen Floatglasscheibe von zuvor 88% auf etwa 1% reduziert und gleichzeitig ein Lichtreflexions­ grad, gemessen von der Glasvorderseite, von etwa 30% erreicht wurde.

Der Imaginärteil k des komplexen Brechungsindex n-i·k der Abdunkelungsschicht betrug 2.4 und lag damit etwa 40% unter­ halb des Wertes für reines Chrom. Die mit beiden Schichten versehene Glasscheibe wies bei Betrachtung von der unbeschich­ teten Vorderseite einen Lichtreflexionsgrad von 16.3% auf. Sie war ohne erkennbaren Farbstich. Die Farborte in Reflexion, gemessen im L, a, b-Farbsystem (nach R. S. Hunter, Photoelec­ tric Color Difference Meter, in J. Opt. Soc. Am. 48 (1958), S.985-955), lagen bei a = -1.0 und b = -4.4.

In der Außenansicht stimmte die Scheibe hinsichtlich Reflexi­ onsgrad und Farbton sehr gut mit einer Isolierglasscheibe aus zwei 6 mm dicken, klaren Floatglasscheiben überein, bei welcher als Sonnenschutzbeschichtung auf der dem Scheiben­ zwischenraum zugewandten Oberfläche der Außenscheibe ein Interferenzschichtsystem mit Silber als Funktionsschicht aufgebracht war. Diese Scheibe hatte eine Lichtdurchlässigkeit von 51%. Der Lichtreflexionsgrad betrug 16% und die Farborte in Reflexion dieser Isolierglasscheibe lagen bei a = -1.0 und b = -4.7.

Beispiel II

In der Vakuum-Beschichtungsanlage aus dem vorhergehenden Beispiel wurde auf eine Floatglasscheibe aus Natron-Kalk-Sili­ katglas von 8 mm Dicke im Format 50 cm × 100 cm folgende Schicht aufgebracht:

• - eine mit Sauerstoff angereicherte Abdunkelungsschicht aus einer Nickel-Chrom-Legierung durch Zerstäubung eines Ni 80/Cr 20-Targets in einer Argon-Sauerstoff-Atmo­ sphäre von 1.3·10^-1 Pa, wobei die Dicke der Schicht und ihr Sauerstoffgehalt so eingestellt wurden, daß die Lichtdurchlässigkeit einer mit dieser Schicht versehenen klaren Floatglasscheibe von zuvor 88% auf etwa 1% reduziert und ein Lichtreflexionsgrad , gemessen von der Glasvorderseite, von 22% erreicht wurde.

Der Imaginärteil k des komplexen Brechungsindex n-i·k der Abdunkelungsschicht betrug 1.6 und lag damit etwa 60% unterhalb des Wertes für reines Chrom. Die beschichtete Scheibe wies bei Betrachtung von der Glasvorderseite einen Lichtreflexionsgrad von 22% auf. Ihre Außenansicht war fast neutral mit einem leichten Farbstich in Richtung grün. Die Farborte in Reflexion, gemessen im L, a, b-Farbsystem, lagen bei a = -2.5 und b = -0.2.

In der Außenansicht stimmte die Scheibe im Reflexionsgrad und im Farbton sehr gut mit einer Isolierglasscheibe aus zwei klaren 6 mm dicken Floatglasscheiben überein, bei welcher als Sonnenschutzbeschichtung auf der dem Scheibenzwischenraum zugewandten Oberfläche der Außenscheibe eine teildurchlässige, in sauerstofffreier Atmosphäre hergestellte Chromschicht aufgebracht war. Diese Isolierglasscheibe hatte eine Licht­ durchlässigkeit von 18%. Ihr Lichtreflexionsgrad betrug 22% und die Farborte in Reflexion lagen bei a = -3.0 und b = -0.5.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausfüh­ rungsformen wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

10 Glasträger
12 Metalloxidschicht
14 Metallische Abdunkelungsschicht mit Nicht­ metall-, insbesondere Sauerstoffzusatz

Claims (14)

1. Fassadenplatte, insbesondere zum Verkleiden der Fassade zwischen mit Glasscheiben ausgestatteten Fensteröffnun­ gen eines Gebäudes, mit einem transparenten Glasträger (10), der auf seiner Rückseite eine die Außenansicht der Fassadenplatte hinsichtlich Lichtreflexionsgrad und Farbton an diejenige der Glasscheiben im Fensterbereich anpassende Beschichtung mit einer Metalloxidschicht (12) mit einem Brechungsindex zwischen 1.8 und 2.5 sowie einer Dicke von 0-150 nm und darauf einer optisch dichten, gerichtet reflektierenden, metalli­ schen Abdunkelungsschicht (14), die überwiegend aus Metallen aus der Gruppe Chrom, Titan, Nickel oder deren Legierungen besteht, insbesondere Nickel-Chrom-Legie­ rungen oder Edelstahl, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Abdunkelungsschicht (14) zur Reduzie­ rung ihres Lichtreflexionsgrades mit einem Nichtmetall­ zusatz in einer solchen Menge versehen ist, daß der Lichtreflexionsgrad der durch ausreichende Dicke noch optisch dichten Abdunkelungsschicht (14) bei senkrech­ tem Lichteinfall, von der Vorderseite der Glasscheibe und ohne dazwischenliegende Metalloxidschicht (12) gemessen, zwischen 10% und 35% beträgt.

2. Fassadenplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nichtmetallzusatz zur metallischen Abdunkelungsschicht (14) so bemessen ist, daß der Imaginärteil k ihres komplexen Brechungsindex n-i·k um 25-75% unter demjenigen des für die Abdunke­ lungsschicht (14) verwendeten Metalls oder der Metall­ legierung ohne den entsprechenden Zusatz liegt, minde­ stens aber 1.0 beträgt.

3. Fassadenplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Mengenanteil des Nichtmetallzusatzes an der metallischen Abdunkelungsschicht (14) zwischen 3 und 30% liegt.

4. Fassadenplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mengenanteil des Nichtmetallzusatzes an der metallischen Abdunkelungsschicht (14) zwischen 5 und 25% liegt.

5. Fassadenplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Abdunke­ lungsschicht (14) als Metall im wesentlichen Chrom enthält.

6. Fassadenplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Nichtmetallzusatz zur metallischen Abdunkelungsschicht (14) im wesentlichen aus Sauerstoff besteht.

7. Fassadenplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffgehalt der metallischen Abdunkelungs­ schicht (14) maximal 30%, bezogen auf den Sättigungsgehalt des verwendeten Metalls oder der Metallegierung, beträgt.

8. Fassadenplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der metallischen Abdunkelungsschicht (14) zwischen 20 und 100 nm liegt.

9. Verfahren zum Herstellen einer Fassadenplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß mindestens eine der Schichten (12, 14) mittels Vakuumbeschichtung auf den Glasträger (10) aufgebracht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Schichten (12, 14) mittels Magnetron-Kathodenzerstäubung aufgebracht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloxidschicht (12) durch reaktive Magnetron- Kathodenzerstäubung von metallischen Targets in sauer­ stoffhaltiger Atmosphäre aufgebracht wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die metallische Abdunkelungsschicht (14) durch Magnetron-Kathodenzerstäubung von metallischen Targets in sauerstoffhaltiger Atmosphäre aufgebracht wird, wobei der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre niedri­ ger eingestellt wird, als er zum Aufbringen einer mit Sauerstoff gesättigten Oxidschicht mindestens erforder­ lich ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Flußrate des der Beschichtungsatmosphäre zugesetz­ ten Sauerstoffs mindestens 20%, vorzugsweise minde­ stens 30%, unterhalb derjenigen eingestellt wird, die zum Erreichen einer mit Sauerstoff gesättigten Oxid­ schicht erforderlich ist.

14. Verwendung einer Fassadenplatte nach einem der Ansprü­ che 1 bis 8 zur Verkleidung des lichtundurchlässigen Bereichs von Fassaden, die im Fensterbereich mit Glasscheiben mit einem Lichtreflexionsgrad von 8-25% ausgestattet sind.