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Sichtglas und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf ein-oder beiderseitig mit transparenten Schutzschichten überzogene
Sichtgläser.
Bei einer grossen Anzahl technischer Arbeiten, derenDurchführung oder Überwachung gewisse Sicher- heitsmassnahmen für das Bedienungspersonal erfordert, werden Sichtgläser gebraucht, welche entweder als
Fenster in Steuerkabinen u. dgl. oder lediglich als Augenschutz in Form von Gesichtsschützern oder Brillen zur Verwendung kommen. Solche Gläser sind vor allem in metallverarbeitenden Betrieben einem starken
Verschleiss unterworfen, da glühende Metallspritzer, die in Giessereien oder beim Schweissen oder Schlei- fen meist unvermeidlich sind, sich an der Glasoberfläche festsetzen bzw. einbrennen und dadurch das Glas oft schon nach wenigen Stunden als Sichtglas unbrauchbar machen. Da Kunststoffe und organische Gläser in dieser Hinsicht weniger empfindlich sind, zieht man sie vielfach für solche Zwecke dem Silikatglas vor.
Dabeimuss man allerdings den grossen Nachteil in Kauf nehmen, dass solche Stoffe keinerlei optische
Qualität besitzen, sondern mehr oder minder unebene, leicht verkratzbare Oberflächen aufweisen, welche eine erhebliche Behinderung für exaktes Arbeiten hervorrufen.
Zur Vermeidung dieses Nachteils wurden schon mehrfach Vorschläge gemacht, welche zum Ziele hatten, Sichtscheiben aus normalem Silikatglas zu verwenden, das durch einen spritzerabweisenden Überzug gegen das Einbrennen der glühenden Teilchen geschützt ist. Wegen des in dieser Hinsicht günstigeren Verhaltens von Kunststoffen, Kunstharzen und organischen Lacken war es naheliegend, Überzüge aus solchen Stoffen auf den zu schützenden Gläsern niederzuschlagen. Die mangelhafte optische Qualität und geringe Abriebfestigkeit dieser Überzüge verhinderte jedoch in den meisten Fällen ihre praktische Anwendung.
Nach einem weiteren Vorschlag wurde sodann empfohlen, wasserhaltige Kieselsäure- bzw. Alkalisilikatschichten unter Ausnutzung des Leydenfrost'schen Phänomens zu demselben Zweck zu verwenden, wobei der beim Auftreffen eines glühenden Teilchens entwickelte Wasserdampf einen Schutzpolster auf dem Glase bildete. Offenbar kann diese Wirkung aber nur so lange bestehen, als genügend Wasser in der Schutzschicht enthalten ist ; ausserdem ist mit zunehmender Entwässerung von Silikatschichten die Gefahr der Trübung und der Rissbildung gegeben.
Gemäss der deutschen Patentschrift Nr. 944264 wird ein Verfahren vorgeschlagen, nach welchem poröse Schichten erhalten werden sollen. Dies wird damit erreicht, dass leicht flüchtige Stoffe, wie Tetrahydronaphthalin oder Jod, zunächst zugesetztund dann wieder entfernt werden ; in der porösen Schicht sind diese ursprünglich zugesetzten Stoffe demnach nicht mehr enthalten.
In der Schweizer Patentschrift Nr. 259354 wird ein Verfahren beschrieben, nach welchem eine Mischung aus siliziumorganischen Verbindungen und mindestens einer anorganischen Verbindung eines der Elemente der 4. oder 5. Gruppe des periodischen Systems zur Beschichtung von Glas verwendet wird. Hiebei werden jedoch ausschliesslich Stoffe verwendet, die sämtlich nicht über 2500C temperaturbeständig sind. Es handelt sich in jedem Fall um. einwertige Kohlenwasserstoffreste, wie Alkyle, Phenyle oder Aralkyle.
Bei Versuchen, das Problem in befriedigender Weise zu lösen, wurde nun überraschend gefunden, dass man Sichtgläser mit optisch einwandfreien und äusserst beständigen, abriebfesten Schutzschichten erhält, wenn diese aus einem lösungsmittelfreien, bis mindestens 2500C temperaturbeständigen Überzug von an-
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organischen oxydischen Verbindungen und einer metall- bzw. metalloidorganischen Beimengung bestehen, wobei die in überwiegender Menge vorhandenen anorganischen Verbindungen aus Oxyden bestehen, welche durch hydrolytische Umsetzung und Erhitzung aus Estern von Säuren, beispielsweise Halogensäuren der Metalle der 4.
Gruppe des periodischen Systems erhalten sind.Während lösungsmittelfreie Oxydschichten für sich allein keine oder nur eine sehr unbedeutende Schutzwirkung gegen Metallspritzer besitzen, zeigte sich, dass durch den Einbau der metallorganischen Komponente ein hochelastisches Gefüge geschaffen werden kann, bei dem offenbar infolge einer sehr weitgehenden gegenseitigen Absättigung aller Valenzkräfte ein Anhaften auftreffender Metallteilchen nicht mehr möglich ist. Dass es sich dabei um nicht blosse additive Mischungen zweier oder mehrerer Stoffe handelt, geht auch daraus hervor, dass die Temperaturbeständigkeit der erfindungsgemässen Schutzüberzüge um 100 bis 2000C höher liegen kann als die der eingebauten organischen Komponente für sich allein.
Die Schichten lassen sich ferner im Gegensatz zu ihrem-organischen Anteil als optisch homogene, klare Filme von einer Dicke bis zu 10 u und mehr niederschlagen und weisen ein vorzügliches Haftvermögen an der Glasoberfläche auf.
Im Hinblick auf grosse Härte und Haftfestigkeit mit der Glasoberfläche bewähren sich als organische
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TiCHiebei bedeutet x den Polymerisationsgrad für die Gruppe in der Klammer. R, R' und R"können belie- bige, auch gleiche, organische Radikale sein, wobei mindestens R ein an Me gebundenes C-Atom aufweist und R* und R"vorteilhaft, teilweise durch ein Halogen ersetzt sein kann. Für 3-wertiges Me entfällt R'.
Besonders günstig sind die entsprechenden Verbindungen des Al, Si, Sn oder Ti. Der prozentuale Anteil der metallorganischen Beimengung soll zweckmässig zwischen 5 und 500/0, vorzugsweise zwischen 5 und 150go, bezogen auf die Gesamtmasse der fertig aufgebrachten Schicht, betragen.
Das Aufbringen der Schutzschicht auf den Sichtgläsern erfolgt zweckmässigdurch Taucheii der Gläser in Lösungen der genannten Stoffe oder durch Absenken, Aufschleudern oder Aufsprühen derselben. Als Lösungsmittel können verschiedene organische Lösungsmittel, vorzugsweise Alkohole oder Ester, verwendet werden, sofern die Ausgangsstoffe der beiden zum Scl1ichtenauìhau dienenden Stoffgruppe in ihnen gleichzeitig löslich sind. Nachdem Aufbringen wird der Flüssigkeitsfilm zunächst unter mässigem Erwärmen getrocknet, wobei gegebenenfalls an der feuchten Luft die erwähnte hydrolytische Umsetzung der in Oxyde umzuwandelnden Ester erfolgen kann, und hierauf das beschichtete Glas bis zum Austreiben des Lösungsmittels und der etwa flüchtigen Reaktionsprodukte, d. h. mindestens auf 2500C erhitzt.
Die Zeichnung zeigt schematisch zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Die Fig. 1 zeigt die Planscheibe 1 aus Glas, auf welcher einseitig eine Schutzschicht 2 gemäss der Erfindung aufgetragen ist, in Seitenansicht, in der Fig. 2 ist ein gekrümmtes Glas 1 dargestellt, wie es bei-
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spielsweise für Schutzbrillen Verwendung finden kann und welches auf beiden Seiten Schutzschichten 2 gemäss der Erfindung aufweist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ein- oder beidseitig mit transparenter Schutzschicht überzogenes Sichtglas, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (en) aus einem lösungsmittelfreien, bis mindestens 250 C temperaturbeständi- gen Überzug von anorganischen oxydischen Verbindungen und einer metall-bzw. metalloidorganischen Beimengung besteht (bestehen), wobei die in überwiegender Menge vorhandenen anorganischen Verbindun- gen aus Oxyden bestehen, welche durch hydrolytische Umsetzung und Erhitzung aus Estern von Säuren, beispielsweise Halogensäuren der Metalle der 4. Gruppe des periodischen Systems erhalten sind.