DE7637681U1

DE7637681U1 - Transparente glasscheibe mit halb reflektierender oberflaeche

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Publication number: DE7637681U1
Application number: DE19767637681
Authority: DE
Original assignee: Saint Gobain Industries SA
Current assignee: Saint Gobain Industries SA
Priority date: 1975-12-05
Filing date: 1976-12-01
Publication date: 1977-04-28
Also published as: GB1518580A; ES453925A1; IT1064523B; IE43892L; FR2333759A1; IE43892B1; FR2333759B1; BE849077A; BR7608127A

Description

/ Transparente Glasscheibe mit halbreflektierender Oberfläche

Die Neuerung bezieht sich auf eine Glasscheibe aus transparentem Material, wie zum Beispiel mineralischem oder organischem Glas, das auf mindestens einer seiner Oberflächen mit einer halb reflektierenden Metallschicht versehen ist.

Verglasungen dieser Art werden ausgehend von einer transparenten Glasscheibe aus organischem oder mineralischem Glas hergestellt, auf die unter Vakuum eine oder mehrere Metallschichten aufgedampft werden, beispielsweise aus Kupfer, Gold, Silber, Aluminium etc.

Verglasungen dieser Art und Verfahren zu ihrer Herstellung sind beispielsweise in den FR-PSen 2 135 033 und 2 161 738 sowie den FR-Patentanmeldungen 73 05 577 und 74 26 023 beschrieben.

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Derartige halb reflektierende und gegebenenfalls leitende Verglasungen werden unter anderem bei Gebäuden, optischen Geräten, Schutzmasken oder -Brillen verwendet, und zwar als Wärmeschutzverglasung, Heiz- oder Filterverglasung. Aufgrund der Zerbrechlichkeit bzw. Sprödigkeit der aufgebrachten Schichten müssen derartige Verglasungen als Verbundverglasungen oder als dichte Doppelverglasungen verwendet werden, bei denen die beschichtete Oberfläche im Inneren angeordnet ist. Auf diese Weise sind die unter Vakuum aufgebrachten Schichten gegen mechanische oder chemische Angriffe geschützt, die beispielsweise durch Staub, Reibung, Stoffen in der Atmosphäre, Reinigungsmitteln etc. auftreten.

Es ist einsichtig, daß der Herstellungspreis derartiger Verbundverglasungen hoch ist und daß es vorteilhaft ist, monolithische Verglasungen herstellen und vertreiben zu können, welche die gleichen Eigenschaften hinsichtlich der Optik, der Leit-feiliiykciL oder das "ürnic schutz Verhaltens aufweisen.

Aufgabe der Neuerung ist es, derartige halb reflektierende Verglasungen, die unter Vakuum beschichtet worden sind, in der Weise herzustellen, daß sie eine besonders gute Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischen und mechanischen Angriffen aufweisen.

Die neuerungsgemäßen Verglasungen sind ganz allgemein dadurch gekennzeichnet, daß ihre halb reflektierenden Schichten mit einem Schutzfilm aus einem weichen Kunststoffmaterial überzogen sind, der nach Verkratzung sich rasch wieder schließt und selbstheilend wirkt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Neuerung besteht das weiche Kunststoffmaterial aus einem schwach vernetzten Polyurethan.

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Das Polyurethan kann insbesondere als ersten Bestandteil einen Polyglykoläther mit 10,5 bis 12 % freien OH-Gruppen, der bei der Kondensation von Propylenoxid mit Trimethylolpropan entsteht, und als zweiten Bestandteil ein Biuret von 1-6 Hexamethylendiisocyanat mit 21 bis 22 % Isocyanatgruppen enthalten, wobei das Gewichtsverhältnis des zweiten Bestandteiles zum ersten Bestandteil zwischen 0,9 und 1,1 liegt.

Die Schutzschicht aus weichem Kunststoffmaterial kann eine Dicke zwischen 50 μΐη und 1 000 μπι aufweisen.

Diese Schutzschicht der neuerungsgemäßen Verglasung wird in flüssigem Zustand auf die zu schützenden Oberflächen der Verglasung aufgebracht, während anschließend die Vernetzung des Kunststoffmaterials erfolgt.

Die Aufbringung der Schutzschicht kann durch Gießen^!

durch 'Zerst-äubuny Out=!' durch Eintauchen

erfolgen, wenn es sich um beide Oberflächen der Verglasung handelt.

In den beiden nachstehenden Ausführungsbeispielen soll das neuerungsgemäße Verfahren und die damit erzielbaren Vorteile im einzelnen näher erläutert werden.

Beispiel 1

Man geht aus von zwei Glasscheiben mit den Abmessungen 10 cm χ 10 cm, die durch Verdampfung unter Vakuum auf einer ihrer Oberflächen mit einer Kupferschicht überzogen worden sind, welche ihrerseits von einer Aluminiumschicht überzogen ist. Die auf diese Weise hergestellten halb reflektierenden Probekörper weisen eine Rubinfarbe auf.

Anschließend mischt man einen Polyglykoläther mit 11 % freien OH-Gruppen, der bei der Kondensation von Propylenoxid

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mit Trimethylolpropan entsteht, als Bestandteil 1 mit einem Biuret von 1-6-Hexamethylendiisocyanat mit 21% von Isocyanatgruppen als Bestandteil 2 in einem Gewichtsverhältnis von 1-1 der beiden Bestandteile.

Man entgast diese flüssige Mischung und beschichtet hiermit die Glasscheibe in der Weise,- daß ein Schutzfilm von 250 Mikron Dicke auf der mit Kupfer und Aluminium beschichteten Oberflächa von einem der beiden Glasprobekörper entsteht, der vorher auf eine Temperatur von ungefähr 60⁰C erwärmt worden ist. Der beschichtete Probekörper wird anschließend für einen Zeitraum von 45 Minuten in einen auf 60⁰C aufgeheizten Behälter gebracht, um die Vernetzung der Polyurethanschicht vorzunehmen.

Man misst dann die optischen Eigenschaften der beiden körper und erhält auf diese Weise das Diagramm nach Pig. i für den Probekörper Nr. 1 ohne Schutzschicht und das Diagramm nach Fig. 2 für den Probekörper Nr. 2, der mit der Schutzschicht aus Polyurethan überzogen ist.

In diesen Diagrammen gibt die Kurve T für jede auf der Abszisse aufgetragene Wellenlänge den Transmissionskoeffizienten, die Kurve R den Reflektionskoeffizienten der die Schicht tragenden Seite des Probekörpers und die Kurve R' den Reflektionskoeffizienten der denSchichten gegenüberliegenden Seite.

Wenn man die Werte dieser Transmissions- und Reflektionskoeffizienten auf jeder Oberfläche für das gesamte Sonnenspektrum integriert, so kann für jeden Probekörper den Faktor der gesamten durchgelassenen Energie TW, den Faktor der gesamten reflektierten Energie RW auf der beschichteten Oberr flächenseite und den Faktor der gesamten reflektierten Energie

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RW auf der beschichteten Oberflächenseite und den Faktor der gesamten reflektierten Energie R¹W auf der nicht beschichteten Oberflächenseite berechnen.

In ähnlicher Weise kann man, wenn man sich auf den sichtbaren Bereich des Spektrums beschränkt, die entsprechenden Faktoren TL, RL und R¹L berechnen, die ausschließlich die Energien im sichtbaren Lichtbereich betreffen.

Die Werte dieser verschiedenen Faktoren sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt.

Tabelle 1

Probekörper Nr. 1 (ohne Schutzschicht) Probekörper Nr. 2 (mit Schutzschicht)	TW	RW	R¹W	TL	RL	R¹L
27 33	50 42	39 38	41 48	33 25	23 25

Man erkennt, daß die Transmissionsfaktoren TW und TL im Falle des mit dem Kunststoffmaterial beschichteten Probekörpers Nr. 2 höher sind als im Falle des Probekörpers Nr.

Die Reflektionsfaktoren R¹W und R'L auf der nicht beschichteten Oberflächenseite sind bei beiden Probekörpern praktisch gleich, jedoch sind die Reflektionsfaktoren RW und RL auf der mit den Schichten versehenen Oberflächenseite etwas niedriger bei dem mit dem Kunststoffmaterial beschichteten Probekörper Nr. 2.

Man erkennt, daß somit in optischer Hinsicht der Einfluß des Schutzfilmes aus Polyurethan für eine Vielzahl von An-

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Wendungen vorteilhaft ist.

Es darf ferner darauf hingewiesen werden, daß man stets die Möglichkeit hat, die optischen Eigenschaften des mit dem Kunststoffilm beschichteten Probekörpers in der einen oder anderen Richtung zu modifizieren. Zu diesem Zweek ist es ausreichend, die endgültige Wirkung der Schutzschicht im Moment der Aufbringung unter Vakuum derart zu berücksichtigen, daß man in entsprechender Weise auf die Transmissions- oder Reflektionswerte einwirkt. Um die Haftungsfähigkeit des Filmes aus Kunststoffmaterial zu messen, wird der Probekörper Nr. in einem Schrank einem Alterungstest unter Verwendung von Zyklen unterworfen.

Jeder Zyklus mit einer Gesamtdauer von 6 Stunden läuft bei 90 % relativer Feuchtigkeit ab und besteht aus den folgenden Phasen:

- Erhöhung der Temperatur von 0⁰C bis 40⁰C innerhalb von 30 Minuten;

- Lagerung bei 40⁰C für 3 Stunden;

- Absenken der Temperatur auf 0⁰C innerhalb von 30 Minuten;

- Lagerung bei 0⁰C für 2 Stunden.

Dieser Zyklus wird sehr häufig bis zu ungefähr 500 Stunden wiederholt und man stellt fest, daß die Haftungsfähigkeit des Filmes aus Kunststoffmaterial sehr gut ist und im Laufe der Zeit aufrechterhalten bleibt.

Um die Widerstandsfähigkeit abzuschätzen, die dieser Film gegenüber Reibungseinwirkung besitzt, werden die beiden Probekörper den folgenden Tests ausgesetzt: A: Die nicht mit dem Kunststoffmaterial überzogene Schicht

des Probekörpers Nr. 1 wird mit einer Schwingschleifmaschine mit Gummi geschliffen. Die Metallschichten werden

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dabei vollständig beseitigt. Wenn man diesen Vorgang auf dem mit dem Kunststoffmaterial überzogenen Probakörper wiederholt, bleibt die Oberfläche vollständig intakt.

B: Ein weiterer Test besteht darin, daß die beiden Probekörper einem Strom aus Schleifpulver ausgesetzt werden, der unter der Bezeichnung REGAWIT IV bekannt ist und der folgende Korngrößen enthält:

Körner zwischen 0,4 mm und 0,2 mm 1,4 % Körner zwischen 0,2 mm und 0,1mm 91,5% Körner zwischen 0,1 mm und 0,08 mm 5,5 %

Staub 1,5 %.

Man richtet den Strahl aus Schleifpulver in einem Abstand von 85 cm bis 90 cm unter einem Druck von 0,5 kg /cm² auf die Probekörper, wobei die Zeit zum Bestreichen der Länge der Probekör^er ungefähr 1 Sekunde beträgt.

Nach einer bestimmten Anzahl von Durchgängen wird die Trübung der Probekörper gemessen. Nach 12 Durchgängen betrug die bei dem nicht geschützten Probekörper Nr. 1 erreichte Trübung 85 %, während sie bei dem durch die selbst heilende ^v---^/ Schicht geschützten Probekörper Nr. 2 nur 10 % betrug.

Beispiel 2

Man arbeitet wie beim Beispiel 1, jedoch geht man von zwei Glasscheiben aus, die durch Verdampfung unter Vakuum auf einer Oberfläche nacheinander mit einer Aluminiumschicht, einer Goldschicht und einer zweiten Aluminiumschicht überzogen sind.

Die auf diese Weise hergestellten halb reflektierenden Prob.ekörper weisen eine goldene Farbe auf.

Wie beim Beispiel 1 werden die optischen Eigenschaften der

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beiden Probekörper gemessen und man erhält das Diagramm nach Fig. 3 für den Probekörper Nr. 1 ohne Schutzschicht und das Diagramm nach Fig. 4 für den Probekörper Nr. 2, der mit der Schutzschicht überzogen ist.

Die nachstehende Tabelle 2 gibt die Faktoren für die Transmission und die Reflektion der beiden Probekörper für den gesamten Solarstrahlungsbereich und für den Bereich des sichtbaren Spektrums an.

Tabelle 2

Probekörper Nr. 1 (ohne Schutzschicht) Probekörper Nr. 2 (mit Schutzschicht)	TW	RW	R'W	TL	RL	R¹L
26 32	50 42	37 37	43 50	34 27	23 25

Die Ergebnisse belegen den vorteilhaften Einfluß des Schutzfilmes aus Kunststoffmaterial.

Der Test hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit bei der Alterung und die Versuche hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit bei Abriebeinwirkung geben ebenso zufriedenstellende Ergebnisse wie beim Beispiel 1 hinsichtlich des mit der Schutzschicht überzogenen Probekörpers.

Insbesondere zeigt der Abriebtest mit dem Strahl aus Schleifpulver, daß schon beim ersten Durchgang auf dem Probekörper nicht nur die Metallschichten beseitigt werden, sondern daß auch das Glas aufgerauht wird, während nach Ablauf von 20 Durchgängen auf dem geschützten Probekörper dieser eine noch unterhalb von 18 % liegende Trüoung aufwies und die Metallschichten unter dem Polyurethanfilm intakt waren.

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Die oben erläuterten Beispiele zeigen, daß die Verglasungen/ die unter Vakuum mit einer Schicht versehen und mit einem Schutzfilm aus selbst heilendem Polyurethan überzogen worden sind, sich als monolithische Verglasungen verwenden lassen, ohne daß irgendeine Gefahr der Beschädigung der halb reflektierenden Schichten besteht. Das gleiche gilt für den Fall, wo der transparente Träger ein organisches Glas ist.

In den beiden vorstehenden Beispielen wurde der selbst heilende Polyurethanfilm auf den beschichteten Oberflächen der Probekörper d_urch Aufgießen aufgebracht. ¹ . Es versteht sich von selbst, daß es auch möglich ist, den Film durch Zerstäubung oder durch Eintauchen aufzubringen. In letzterem Falle werden beide Oberflächen der Glasscheibe mit Polyurethan überzogen, was bei bestimmten Anwendungen von Vorteil sein kann, da der Polyurethanfilm aufgrund seiner Elastizität und seiner Widerstandsfähigkeit

die Glasbruchstücke zurückzuhalten. Darüber hinaus ist es mit dem Film aus Kunststoffmaterial möglich, die optischen Eigenschaften der damit überzogenen Verglasungen zu modifizieren. Auf diese Weise kann der Film UV-Schutzeigenschaften oder Absorptionseigenschaften im IR-Bereich besitzen.

Ferner kann man durch ein Einfärben des KunststoffmÄterialfilmes in der Farbe, die komplementär zu der des mit den halb reflektierenden Schichten überzogenen Glases ist/ ein ungefärbtes Produkt erhalten.

Andererseits kann man durch Einfärben des Kunststoffmaterialfilmes in der gleichen Farbe wie sie das mit den Schichten versehene Glas aufweist diese Farbe verstärken.

- fcftnsprüche: -

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Claims

1. Aus mineralischem oder organischem Glas bestehende Glasscheibe, die auf mindestens einer ihrer Oberflächen eine oder mehrere teilreflektierende Metallschichten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die teilreflektierenden Metallschichten durch einen Files aus weichem Kunststoffmaterial abgedeckt sind, das bei kratzerartigen Verletzungen eine seibstheilende Wirkung besitzt.

2.Glasscheibe nach Anspruch 1,dadurch gekennzeich net, daß das weiche Kunststoffmaterial aus einem schwach vernetzten Polyurethan besteht.

3. Glasscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet , daß das Polyurethan als ersten Bestandteil einen Polyglykolether mit 10,5 bis 12% freien OH-Gruppen, der bei der Kondensation von Propylenoxid mit Trimethylolpropan entsteht, und als zweiten Bestandteil ein Biuret von 1-6-Hecamethylendiisocyanat mit 21 bis 22% Isocyanatgruppen enthalten, wobei das Gewichtsverhältnis des zweiten Bestandteiles zum ersten Bestandteil von 0,9 und 1,1 liegt.

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4. Glasscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus weichem Kunststoffmaterial eine Dicke zwischen 50 μπι und 1000 μΐη aufweist.

5. Glasscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzfilm aus einem Kunststoffmaterial besteht, das gegen UV-Etrahlung schützt.

6. Glasscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß d^r Schutzfilm aus einem Kunststoffmaterial besteht, das Absorptionseigenschaften im IR-Bereich aufweist.

7. Glasscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzfilm aus einem Kunststoffmaterial besteht, das in einer Farbe eingefärbt ist, die komplementär zu derjenigen des mit den halbreflektierenden Schichten überzogenen Glases ist.

8. Glasscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzfilm aus einem K^nststoffmaterial besteht, das in der gleichen Farbe, wie das in den halbreflektierten Schichten überzogene Glas eingefärbt ist.

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