DE2310084C2

DE2310084C2 - Wärmeisolierendes Mehrscheibenglas

Info

Publication number: DE2310084C2
Application number: DE19732310084
Authority: DE
Inventors: Jean-Marie Moustier-sur-Sambre Autequitte; Pol Ransart Baudin; Emile Gilly Plumat; Robert Mont-Sur-Marchienne Posset
Original assignee: Glaverbel Mecaniver SA
Current assignee: Glaverbel Mecaniver SA
Priority date: 1972-03-02
Filing date: 1973-02-28
Publication date: 1983-04-14
Also published as: DK141869B; AU5267973A; JPS5636136B2; DE2310084A1; DK141869C; BE795926A; FR2174589A5; NL7302772A; CA1014013A; NO132426C; JPS48101412A; SE412282B; CH569246A5; IT977892B; GB1417333A; NO132426B

Description

Oberflächenschichten des Glases durch größere Ionen ersetzt während sich das Glas auf einer Temperatur unterhalb seiner oberen Entspannungstemperatur befindet

Für bestimmte Anwendungsfälle, dab;i auch im Rahmen der vorliegenden Anmeldung, ist diese zweite beschriebene Art der chemischen Härtungsbehandlung besonders vorteilhaft. Dabei diffundieren bevorzugt Kaliumionen im Austausch gegen Natriumionen in die Platte.

Es existieren auch noch andere Varianten von chemischen Härtungsbehandlungen für Platten aus Glas oder einem glaskristallinen Material. Beispielsweise können negative Oberflächenspannungen in den Oberflächenschichten einer Glasplatte in der Weise erzeugt werden, daß man Ionen in diese Schichten aus einem Kontaktmedium unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes eindiffundieren läßt, ohne daß es zu einer begleitenden Diffusion von Ionen aus dem Glas oder dem glaskristallinen Material in das Kon'aktmedium kommt.

Diese bekannten chemischen Verfahren zur Härtung eines Glases führen zu einer Erhöhung der mechanischen Festigkeit einer behandelten Platte. Da die Beständigkeit gegen Temperaturschocks eine ganz andere Eigenschaft eines Glases ist, war nichts darüber bekannt, wie eine derartige Behandlung sich auf die Beständigkeit gegenüber Temperaturschocks auswirkt und wie sich ein derartig behandeltes gehärtetes Glas verhält, wenn es der von einem Ofen abgegebenen hohen Wärme ausgesetzt ist.

Es sind ferner beispielsweise aus der DE-AS 15 09 637 Isolierfenster für Gebäude bekannt, bei denen die isolierende Wirkung dadurch erhöht wird, daß man auf ihnen eine Schicht vorsieht, die die Wärmestrahlung im Sonnenlicht reflektiert Sonnenlicht enthält eine Wärmestrahlung, die im nahen kurzwelligeren Infrarotbereich liegt. Die Wärmestrahlung, die beispielsweise in einem Küchenofen erzeugt wird, weist eine ganz andere wellenlängenmäßige Zusammensetzung auf, wobei Wellenlängenanteile im langwelligeren oder fernen Infrarotbereich überwiegen. Materialien, die geeignet sind, die eine der genannten Arten von Infrarotstrahlen zu reflektieren, lassen die andere Strahlung durch, weshalb Erfahrungen mit Isolierfenstern für Gebäude nicht direkt auf beispielsweise Betrachtungsfenster für Öfen oder Herde übertragen werden können.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein wärmeisolierende:; Mehrscheibenglas für Abschirmungen von öfen oder Herden anzugeben, das bei einem günstigen Festigkeits/Gewichts-Verhältnis hinsichtlich der erzielten Festigkeits- und Temperaturwechselbeständigkeit-Werte sowie hinsichtlich der erzielten Isolierwirkung bekannten derartigen Gläsern überlegen ist.

Diese Aufgabe wird durch ein wärmeisolierendes Mehrscheibenglas gelöst, wie es in den Ansprüchen gekennzeichnet ist.

Die Erfindung beruht dabei auf einer Kombination wichtiger vorteilhafter Eigenschaften. Durch die Verwendung einer chemisch gehärteten Glasplatte, bei der bevorzugte Kaliumionen die Natriumionen in der Oberflächenschicht teilweise ersetzt haben, wird es möglich, eine Abschirmung zu schaffen, die eine hohe mechanische Festigkeit aufweist, wobei sich gezeigt hat, daß auch die Beständigkeit gegenüber einem Wärmeschock sehr hoch ist. Wenn Kaliumionen in die Oberflächeschicht eindiffundiert sind, behält eine

derartige Platte ihre negativen Oberflächenspannungen bis zu relativ hohen Temperaturen bei. Durch die Härtung kann die verwendete Glasplatte ferner beträchtlich dünner sein als eine nichtgehärtete Platte mit vergleichbarer Festigkeit Sie weist dadurch ein vergleichweise geringes Gewicht auf, was von beträchtlichem praktischem Wert für die Herstellung von Öfen und Herden ist bei denen u. a. das Gewicht eine sehr wichtige Rolle spielt Die Verwendung einer schweren Abschirmung steigert nämlich das Gesamtgewicht des Herdes, wobei in einem solchen Falle auch schwerere Befestigungen für die Abschirmungen verwendet werden müssen. Das bedeutet eine unnütze Verschwendung von Rohmaterialien und ist insbesondere im Falle einer Massenproduktion von Küchenherden nachteilig. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner die Beobachtung ausgenutzt daß eine chemisch gehärtete Platte die genannten vorteilhaften Eigenschaften auch bei sehr hohen Temperaturen beibehalten kann, wie sie dann herrschen, wenn die Platte im angegebenen Sinne als Teil einer Mehrscheiben-Abscbirmung für einen Ofen verwendet wird.

Die Platten aus Glas oder dem glaskristallinen Material, die die Mehrscheiben-Abschirmung bilden, können grundsätzlich flach oder gekrümmt sein. Im Falle von gekrümmten Platten kann die Krümmung derart sein, daß die Oberflächen der Platten abwickelbar sind. Ferner können die Platten entweder eine gleichmäßige Dicke aufweisen, oder ihre Dicke kann von einem Bereich zum anderen beispielsweise in der Art einer Linse schwanken.

Wenn alle Platten der Mehrscheiben-Abschirmung durchsichtig sind, bildet eine derartige Abschirmung ein Betrachtungsfenster, das beispielsweise in einen Ofen oder einen Herd eingebaut werden kann.

Als Grundmaterial für die Glasplatten der Mehrscheiben-Abschirmung kann ein Soda-Kalkglas verwendet werden, das dabei den Vorteil aufweist, relativ billig zu sein. Es ist dabei gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt, ein Glas zu verwenden, bei dem beide Oberflächen einer chemischen Härtungsbehandlung im oben angegebenen Sinne unterzogen wurde. Es kann in Einzelfällen jedoch auch zweckmäßig sein, eine Platte zu verwenden, bei der nur eine ihrer Flächen durch Eindiffusion von Ionen gehärtet worden ist.

Die bevorzugte Härtungsvariante ist der Austausch von Alkalimetallionen der Oberfläche der Platte gegen andere aus einem Behandiungsmedium, wobei bevorzugt Kaliumionen im Austausch gegen Natriumionen in die Oberfläche der Glasplatte eindiffundiert werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weisen die mindesten zwei Glasplatten der Mehrscheiben-Abschirmung einen Abstand voneinander auf, der wenigstens der Dicke dieser Platten oder der Dicke der dünneren dieser Platten entspricht, wenn Platten verschiedener Dicke verwendet werden. Die Einhaltung dieser Bedingung ist für die Erzielung einer wirksamen Wärmeisolation wichtig. Allgemein gesprochen nimmt dabei die Wärmeisolation mit zunehmendem Abstand zwischen den Platten zu. Durch eine entsprechende Wahl dieses Abstandes wird gewährleistet, daß die Temperatur der äußeren Flächen der Abschirmung geringer ist als die Temperatur an den Innenflächen. Durch richtige Wahl des Abstandes läßt sich ein unter praktischen Gesichtspunkten optimaler Wert für den Temperaturunterschied der ins Innere des Ofen weisenden Fläche und der einem Betrachter zugekehrten Fläche der Mehrscheiben-Abschirmung einstellen.

Der Temperaturunterschied kann beispielsweise derartig sein, daß keine Gefahr mehr besteht, daß man sich beim Berühren der nach außen gekehrten Seite der Abschirmung Verbrennungen zuzieht. Das ist als Sicherheitsfaktor ganz besonders für Abschirmungen, die in Küchenherden verwendet werden, von Bedeutung, da mit derartigen Abschirmungen auch Kinder in Berührung kommen können.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Abschirmung aus dem wärmeisolierenden Mehrscheibenglas eine Infrarotstrahlen reflektierende Schicht aus einem Oxid oder einem Oxidgemisch auf. Eine derartige Schicht kann eine merkliche Menge der auftretenden langwelligen Infrarotstrahlung herausfilirieren. Eine derartige Schicht verbessert das Wärmeisolationsvermögen der Abschirmung weiter.

Eine derartige Überzugsschicht kann aus einer einzigen Schicht bestehen, sie kann aber auch aus einer Anzahl von Schichten ähnlicher oder verschiedener Dicke aufgebaut sein. Dabei können für die verschiedenen Schichten des Überzugs gleiche oder verschiedene Materialien verwendet werden. Durch die Anordnung des Infrarotstrahlen reflektierenden Überzugs in der Weise, daß dieser Überzug sich auf einer ins Innere des Ofens oder Herdes weisenden Fläche befindet, werden die außen angeordneten gehärteten Platten auf einer tieferen Temperatur gehalten als in dem Falle, wenn kein derartiger Überzug verwendet wird. Das trägt dazu bei, daß die mechanische Festigkeit der außen liegenden gehärteten Platten über einen größeren Arbeitstemperaturbereich innerhalb des Ofens gleich bleibt, oder daß für einen gegebenen gleichbleibenden Arbeitstemperaturbereich die äußere Platte bzw. die äußeren Platten dünner gemacht werden können, als in anderen Fällen, ohne daß es zu einer Verminderung der mechanischen Festigkeit kommt. Es ist gemäß einer für bestimmte Anwendungszwecke bevorzugten Ausführungsform möglich, daß die Platte oder die Platten, die einen Infrarotstrahlen reflektierenden Überzug aufweisen, ebenfalls chemisch gehärtet sind. Auch eine derartige überzogene Platte kann unter Erzielung der gleichen mechanischen Festigkeit dünner ausgeführt sein, als in anderen Fällen, so daß das Gesamtgewicht der Abschirmung vermindert wird. Derartige Ausführungsformen haben den besonderen Vorteil, daß in diesem Falle die beiden außen liegenden Flächen der Abschirmung gegen mechanische Einwirkungen gefestigt sind. Das ist insbesondere dann von erheblicher Bedeutung, wenn beide Außenflächen der Abschirmung von Zeit zu Zeit frei liegen, wie es beispielsweise der Fall ist, wenn die Abschirmung in die Tür eines Backofens eingebaut ist

Der infratot-filternde Überzug verleiht der Platte bevorzugt eine geringe Energiedurchlässigkeit und ein hohes Reflexionsvermögen für Energien entsprechend einem Wellenlängenbereich von 0,8 bis 15 μπι. Dieser angegebene Wellenlängenbereich ist der wichtigste Wellenlängenbereich für Infrarotstrahlen, die aus dem Inneren von öfen oder Herden austreten und herausgefiltert werden müssen.

Es gibt viele Oxidüberzüge, die einerseits sehr wirksame Infrarotfilter bilden, wobei sie gleichzeitig gut durchsichtig sind. Eine gute Durchsichtigkeit ohne Verfälschung der Farben ist dabei für Betrachungsfenster sehr erwünscht Bevorzugt werden als Metalloxide > Zinnoxid und/oder Indiumoxid verwendet Diese Oxide sind sehr wirksam im angegebenen Sinne, dabei hart und abriebbeständig.

Es ist dabei bevorzugt, wenigstens einen Oxidüberzug vorzusehen, der ein Dotierungsmittel enthält, wodurch die Infrarotstrahlen reflektierenden Eigenschaften des Überzugs beträchtlich verbessert werden können.
> Bevorzugt weist das erfindungsgemäße wärmeisolierende Mehrscheibenglas wenigstens einen Überzug auf, der aus Zinnoxid besteht. Als Dotierungsmittel für diesen Überzug werden vorzugsweise Ionen oder Atome von Antimon und/oder Fluor und/oder Chlor in verwendet. Wenn wenigstens ein Überzug aus Indium vorgesehen ist, werden als Dotierungsmittel für einen solchen Überzug bevorzugt Ionen oder Atome von Zinn und/oder Fluor und/oder Chlor eingesetzt. Die angegebenen Dotierungsmittel sind in Verbindung mit den entsprechenden Oxiden am wirksamsten.

Es ist besonders bevorzugt, wenn der aufgebrachte Oxidüberzug eine minimale Dicke von 100 nm aufweist, wobei eine solche Dicke für die meisten Anwendungszwecke als zweckmäßigste minimale Dicke angesehen wird, die erforderlich ist, um ausreichende Infrarotstrahlen reflektierende Eigenschaften zu erhalten.

Für bestimmte Anwendungsfälle kann es bevorzugt sein, unter einer Oxidschicht des angegebenen Typs eine Grundierung aus einem Material vorzusehen, das gegenüber der Oxidschicht und gegenüber dem Material der überzogenen Fläche der überzogenen Platte chemisch inert ist Eine solche Grundierschicht ist dann von besonderer Bedeutung, wenn die Gefahr einer Reaktion zwischen dem oxidischen Überzugsmaterial und der Glas- oder Glaskeramik-Platte besteht, die die Strahlen filternde Wirkungen des Überzugs verschlechtern könnte, oder wenn der Überzug auf eine chemisch gehärtete Platte aufgebracht ist und die Gefahr besteht, daß Ionen aus dem Überzugsmateria! in die Oberflächenschichten der Platte diffundieren und die erzeugten negativen Oberflächenspannungen vermindern.

Gemäß einer bestimmten vorteilhaften Ausführungsform ist wenigstens ein Überzug aus Indiumoxid vorgesehen, unter dem sich als Grundierungsschicht eine Schicht aus Siliciumdioxid befindet. Auf diese Weise wird eine Reaktion zwischen dem Indiumoxid-Überzug und eventuell vorhandenen Kaliumionen in der überzogenen Platte verhindert.

Die Durchlässigkeit der gesamten Abschirmung für sichtbares Licht ist vorzugsweise größer oder gleich 20%. Ein derartiger Durchlässigkeitsgrad wird dann angestrebt, wenn die Abschirmung eine ausreichende Durchsichtigkeit aufweisen soll. Die erfindungsgemäße Anordnung der Scheiben der Mehrscheiben-Abschirmung ist dabei so, daß eine erste Platte, die den für Infrarotstrahlung filternd wirkenden Überzug trägt, eine ins Innere des Ofens oder Herdes gerichtete Fläche bildet, während die zweite Platte, die chemisch gehärtet ist, sich an der Außenseite des Ofens oder Herdes befindet Eine solche Anordnung stellt sicher, daß ein erheblicher Teil der Infrarotstrahlung, die aus dem Ofen- oder Herd-Inneren auf die Abschirmung auftrifft, an einem Durchdringen der Abschirmung gehindert wird.

ω Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert Es zeigen die

F i g. 1 und 2 Querschnitte durch zwei Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen wärmeisolierenden '5 Mehrscheibenglases aus zwei Glasplatten,

F i g. 3 einen Querschnitt durch einen für den Einbau in einem erfindungsgemäßen wärmeisolierenden Mehrscheibenglas geeigneten Plattentyp, bei dem zwischen

der Infrarotstrahlung herausfilternden Schicht und der Glasplatte eine Grundierungsschicht angeordnet ist,

F i g. 4 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen wärmeisolierenden Mehrscheibenglases aus drei Glasplatten, wobei sich im gezeigten Ausführungsbeispiel die Infrarotstrahlung reflektierende Schicht auf der in dem Herd weisenden Fläche der mittleren der drei Scheiben befindet.

Beispiel 1

Fig. 1 zeigt im Schnitt ein erfindungsgemäßes wärmeisolierendes Mehrscheibenglas, das als Betrachtungsfenster für einen Ofen dient, in welchem Nahrungsmittel gekocht werden.

Das Betrachtungsfenster weist eine Verglasung aus zwei Platten 10 und 11 aus durchsichtigem Glas auf, die in einem Abstand von 30 mm angeordnet sind. Die Platten 10 und 11 weisen die folgende Zusammensetzung in Gew,-% auf: 64% SiO₂,11 % Na₂0,6% CaO, 6% MgO, 8% B₂O₃, 5% AI₂O₃ und Spuren an FeO. Sie wurden einer Hochtemperatur-lonendiffusionsbehandlung unterzogen, wie sie nachfolgend beschrieben wird.

Lithiumionen werden in die Oberflächenschichten des Glases bei einer Temperatur von 590⁰C eindiffundiert. Die Lithiumionen stammen dabei aus einer Salzschmelze, die aus einer Mischung von 10Gew.-% LiNO₃ und 90 Gew.-% NaNO₃ besteht Die Behandlung des Glases in der Salzschmelze dauert 25 Minuten, und als Ergebnis werden Platten erhalten, die eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Wärmeschocks aufweisen.

Nach dem Abkühlen werden die Glasplatten für einen Zeitraum von 1 Minute in eine wäßrige Lösung eingetaucht, die 9% Fluorwasserstoffsäure enthält.

Anschließena wird auf die Platte 11 ein Überzug 12 aus Zinnoxid mit einem Zusatz von Fluor und Chlorionen als Dotierungsmittel aufgebracht Der Überzug weist eine Dicke von ungefähr 200 nm auf und wird durch Aufsprühen erzeugt, indem auf die eine geeignete Temperatur aufweisende Glasplatte eine Lösung aufgesprüht wird, die aus folgenden Bestandteilen besteht: 46 cm* SnCl₄,6 cm³ HCI, 0,7 cm³ HF, 11 cm' Methanoi, 35 cm³ Wasser und 2 cm³ eines organischen Reduktionsmittels (im speziellen Falle wurde Phenylhydrazin verwendet). Die Platte 10 und die Platte 11, die auf die eben beschriebene Weise mit dem Überzug 12 versehen wurde, werden durch einen Aluminiumrahmen 13 in einem Abstand voneinander festgehalten.

Ein Kontakt zwischen dem Rahmen 13 und den Stahlplatten 14 der Ofenwand wird dadurch verhindert, daß zwischen dem Rahmen 13 und den Stahlplatten 14 eine Asbestschicht 15 angeordnet ist.

Die Platte 11 bildet die ins Innere des Ofens gerichtete Fläche des Mehrscheibenglases, wobei sich der Überzug 12 im vorliegenden Falle auf der in den Zwischenraum zwischen den Platten 10 und 11 weisenden Seite der Platte 11 befindet

Die Durchlässigkeit der erhaltenen Abschirmung für sichtbares Licht beträgt 80%, während eine Infrarot-Reflexion von 30% für Strahlen mit einer Wellenlänge von 2 μπι ermittelt wird. Wellenlängen von mehr als 5 μπι werden zu ungefähr 60% reflektiert

Bei einer Ofentemperatur von 220⁰C beträgt die Temperatur in dem Mittelteil der äußeren Fläche der äußeren Platte 10 75° C

Beispiel 2

F i g. 2 zeigt einen Querschnitt durch ein Betrachtungsfenster, das in seiner Konstruktion dem in F i g. 1 gezeigten Fenster ähnlich ist. Auch dieses Betrachtungsfenster ist für einen Ofen bestimmt, in dem Nahrungsmittel gekocht werden.

Die Platten 16 und 17 sind Platten aus einem durchsichtigen Soda-Kalk-Glas üblicher Zusammensetzung (in Gew.-%: 72% SiO₂, 12,5% Na₂O, 0,09% K₂O₁ 9,4% CaO, 3% MgO, 3% Al₂O₃,0,01% Fe₂O₃) mit einer Dicke von 2 mm. Diese Glasplatten sind chemisch gehärtet und damit mechanisch verstärkt worden,

ίο indem sie einer lonendiffusionsbehandlung unterzogen wurden, die in den Oberflächenschichten der Platten negative Spannungen erzeugt. Die durchgeführte lonendiffusionsbehandlung war eine Tieftemperatur-Ionendiffusionsbehandlung, die so durchgeführt wurde, daß die Platten in ein Bad aus geschmolzenem Kaliumnitrat mit einer Temperatur von 470⁰C eingetaucht wurden. Während einer solchen Behandlung werden Natriumionen, die in den Oberflächenschichten der Platten enthalten sind, gegen Kaliumionen ausgetauscht, die in dem Bad aus geschmolzenem Kaliumnitrat vorliegen. Da der Durchmesser von Kaliumionen größer ist als derjenige von Natriumionen, erzeugt eine derartige Behandlung negative Spannungen in den Oberflächenschichten der Platten, wobei diese negative Spannungen Zugspannungen ausgleichen, die im zentralen Teil der Platten entstanden sind. Die Platte 17, die die das ins Innere des Ofens weisende Fläche des Mehrscheibenglases bildet, ist mit einer Schicht 18 aus SnO₂ überzogen, das 1,5 Atome Antimon pro 100 Ato-

JO me Zinn enthält. Die Schichtdicke beträgt 200 nm. Das Antimon dient als Dotierungsmittel für das SnO₂, wodurch die Fähigkeit, Infrarotstrahlen zu reflektieren, merklich erhöht wird. Bei einer Temperatur im Inneren des Ofens von 220⁰C beträgt die Temperatur in dem

J5 zentralen Teil der äußeren Fläche der Platte 16 75° C.

Beispiel 3

Ein Betrachtungsfenster, wie es in F i g. 2 dargestellt und hinsichtlich der Anordnung der Platten, der Überzugsschichten und der Zusammensetzung bzw. Vorbehandlung der Platten in Beispiel 2 beschrieben ist, weist im vorliegenden Falle einen Überzug aus SnO₂ und einer Dicke von 150 nm auf. Die die innere Fläche des Betrachtungsfensters bildende Platte 17 für sich

r> genommen läßt 65% sichtbares Licht durch und reflektiert 36% Infrarotstrahlen mit Wellenlängen von 2,5 um.

Diese Platte 17 ist in hohem Maße widerstandsfähig gegenüber einem Bruch infolge eines Wärmeschocks.

"><> Die Anordnung einer solchen Platte 17 als innere Fläche eines Betrachtungsfenstc.s ergibt ein Betrachtungsfenster das Infrarotstrahlen auf wirksame Weise reflektiert Es kann daher z. B. zum Betrachten von Wärmequellen verwendet werden, ohne daß die

beispielsweise im Inneren von öfen stehende intensive Infrarotstrahlung nach außen durchdringt.

Beispiel 4

Ein Betrachtungsfenster, wie es in F i g. 2 dargestellt ist, unterscheidet sich von den Fenstern gemäß

Beispiel 2 und 3 durch die Art des Überzugs 18. Im

vorliegenden Falle ist ein Überzug aus Indiumoxid mit einer Dicke von 150 nm aufgebracht Eine Glasplatte 17 mit einem solchen Überzug läßt 70% des sichtbaren Lichts durch, wobei 42% Infrarotstrahlen mit einer Wellenlänge von 2$ μπι reflektiert werden.

Befindet sich die zu untersuchende Wärmequelle auf sehr hohen Temperaturen, dann ist die von dieser Quelle

intermittierte Strahlung im sichtbaren Bereich des Spektrums sehr intensiv. In einem solchen Falle kann eine Glasplatte 17 verwendet werden, die gefärbt ist, um die Augen des Betrachters zu schützen, wobei als Färbemittel beispielsweise Kobaltoxid verwendet wer- ■> den kann. Zum Schutz der gefärbten Platte ist es dabei von Vorteil, wenn die Überzugsschicht so angeordnet ist wie der Überzug 18 in F i g. 2, d. h. vom Ofeninneren her gesehen ist die gefärbte Platte durch die ÜberzugsscWicht geschützt. in

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Betrachtungsfenster einen ins Innere des Ofens weisenden Zinnoxidüberzug 18 aufweisen, während sich eine nicht dargestellte Kobaltoxidschicht auf der nach außen weisenden Fläche des im Ofen oder Herd η angeordneten Betrachtungsfensters befindet.

Beispiel 5

Bei einem Betrachtungsfenster gemäß F i g. 2 kann die Platte 17 auch eine Platte 33 der folgenden Art sein. _> <i

Die in F i g. 3 gezeigte Platte 33 ist mit einer Platte gemäß Beispiel 2 identisch mit der Ausnahme, daß sie mit einer Siliciumoxidschicht 34 mit einer Dicke von 10 nm und einem Überzug 35 aus In₂O3 mit einer Dicke von 200 nm überzogen ist, wobei dieser Überzug 2,2% :■-, (Atom-%) Zinn als Dotierungsmittel enthält. Die Siliciumdioxidschicht 34 erfüllt die Aufgabe, eine chemische Reaktion zwischen den Kaliumionen in der Oberflächenschicht der chemisch gehärteten Platte 33 und dem Indiumoxidüberzug 35 während dessen w Bildung zu verhindern.

Beispiel 6

Eine Platte aus einem chemisch gehärteten Glas wird mit indiumoxid in der Weise beschichtet, daß eine s-> Lösung von Indiumchlorid (wasserfrei oder hydratisiert), das in Butylacetat oder Dimenthylformamid gelöst ist, auf eine erhitzte Platte aufgesprüht wird. Der erhaltene Überzug besitzt eine Dicke von 200 bis 250 nm. Eine derartige überzogene Platte wird in einer Abschirmung gemäß F i g. 1 eingebaut. Bei einer derartigen Abschirmung besitzen beide Glasplatten 10 und 11 die gleiche Zusammensetzung wie die in Beispiel 2 beschriebenen Platten. Die Platte 10 befindet sich auf der Außenseite des Ofens und ist einer 4S chemischen Tieftemperatur-Härtungsbehandlung unterzogen worden, um ihr eine hohe mechanische Festigkeit zu verleihen, während die Platte 11 den Indiumüberzug 12 trägt und in das Innere des Ofens zeigt, einer chemischen Hochtemperatur-Härtungsbe- >o handlung unterzogen worden ist, wodurch sie eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Wärmeschock besitzt. Die Konstruktion entspricht der in Beispiel 1 beschriebenen Konstruktion. Die Lichtdurchlässigkeit der Abschirmung beträgt 85%. 40% der Infrarotstrahlen mit einer Wellenlänge von 2,5 μΐη und 80 bis 90% der Infrarotstrahlen mit einer Wellenlänge von 5 μΐη werden reflektiert.

Beispiel 7

Es wird eine Abschirmung hergestellt, die genau der in Beispiel 2 beschriebenen Abschirmung entspricht, mit der Ausnahme, daß die chemisch gehärtete Glasplatte 17 durch eine Platte aus einem nichtgehärteten Borsilikatglas der folgenden Zusammensetzung (in Gew.-%) ersetzt wird: 80% SiO₂, 13% B₂O₃, 2.25% AI2O3, 3,8% Na2O, 0,4% K₂O. Der Temperaturgradient quer zu der Abschirmung, der bei der Durchführung eines Tests, wie er in Beispiel 2 beschrieben wird, ermittelt wird, ist ähnlich dem bei der Durchführung dieses Beispiels ermittelten Gradienten. Die Verwendung einer Borsilikatglasplatte, die ins Innere eines Ofens oder Herdes weist, bewirkt, daß die Abschirmung sehr hohen Ofentemperaturen zu widerstehen vermag.

Beispiel 8

Es wird ein wärmeisolierendes Mehrscheibenglas hergestellt, das aus drei Glasplatten besteht, wobei der Aufbau so ist, wie in Fig.4 dargestellt. Die äußere Platte 48 besteht aus einem chemisch gehärteten Glas üblicher Zusammensetzung (vergl. Beispiel 2). Die mittlere Platte 49 ist ein übliches nichtgehärtetes Glas, während die Platte 50, die die ins Innere des Ofens weisende Fläche der Abschirmung bildet, ein Borsilikat der Zusammensetzung ist, die in Beispie! 7 beschrieben ist. Jede Platte weist eine Dicke von 3 mm auf. Die Platten werden durch Abstandseiemente 52 und 53 in einem Abstand von 30 mm gehalten. Die mittlere Platte 49 weist einen Überzug 51 aus Zinnoxid mit einer Dicke von 200 nm auf, wobei diesem Überzug 1,5 Atome Antimon pro 100 Atome Zinn als Dotierungsmittel zugesetzt worden sind. Die Abschirmung ist in dem Rahmen 54 angeordnet. Löcher 55—57 sind in den Abstandselementen 52 und 53 bzw. dem Rahmen 54 angeordnet, so daß die Innenräume 58 und 59 der Abschirmung ventiliert werden können. Bei einer Ofentemperatur von 220° C beträgt die Temperatur an dem mittleren Teil der äußeren Fläche der äußeren Platte 48 55° C

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: benglases größer oder gleich 20% ist.

1. Wärmeisolierendes Mehrscheibenglas, das einen Teil eines Ofens oder Herdes bildet und aus mindestens zwei Platten aus Glas oder glaskerami- -sehen Material besteht, von denen eine mit einer Infrarotstrahlen reflektierenden Schicht versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens eine Platte aus Glas oder glaskeramischem Material aufweist, die chemisch gehärtet κ worden ist und die als äußere Scheibe der Verglasung dient und daß die Infrarotstrahlen reflektierende Schicht aus einem Oxid oder einem Oxidgemisch besteht

2. Mehrscheibenglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Platten in einem solchen Abstand zueinander angeordnet sind, der wenigstens der Dicke dieser Platten oder der Dicke der dünneren dieser Platten, falls die Platten von verschiedener Dicke sind, entspricht. 2»

3. Mehrscheibenglas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte aus einem Borsilikatglas mit einem Wärmeausdehungskoeffizienten von weniger als 5 · 10-⁶⁰C besteht, wobei diese Platte die ins Ofen- oder Herdinnere weisende r> Fläche der Abschirmung bildet.

4. Mehrscheibenglas nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte, die einen Infrarotstrahlen reflektierenden Überzug trägt, die ins Ofen- oder Herdinnere weisende i<> Fläche des Mehrscheibenglases bildet und chemisch gehärtet worden ist.

5. Mehrscheibenglas nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Oxid vorhanden ist, das aus Zinnoxid oder r, Indiumoxid besteht.

6. Mehrscheibenglas nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Oxidüberzug ein Dotierungsniittel enthält.

7. Mehrscheibenglas nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Überzug vorhanden ist, der aus Zinnoxid und Ionen oder Atomen von Antimon und/oder Fluor und/oder Chlor als Dotierungsmittel besteht.

8. Mehrscheibenglas nach Ansprüche, dadurch v-> gekennzeichnet, daß wenigstens ein Übeizug vorhanden ist, der aus Indiumoxid und Ionen oder Atomen von Zinn und/oder Fluor und/oder Chlor als Dotierungsmittel besteht.

9. Mehrscheibenglas nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Oxidüberzug eine minimale Dicke von 100 mm besitzt.

10. Mehrscheibenglas nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb « des oder wenigstens eines Überzugs eine Grundierschicht aus einem Material vorhanden ist, das chemisch gegenüber dem Überzug und dem Material der überzogenen Fläche der überzogenen Platte inert ist. bo

11. Mehrscheibenglas nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Überzug vorhanden ist, der aus Indiumoxid besteht, wobei sich unterhalb dieses Überzugs eine Grundierschicht aus Siliciumdioxid befindet. bs

12. Mehrscheibenglas nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässigkeit für sichtbares Licht des Mehrschei-Die Erfindung betrifft ein warmeisolierendes Mehrscheibenglas, das in die Wand eines Ofens oder Herdes eingebaut werden und einen Teil dieser Wand bilden kann. Für die Konstruktion wärmeisolierender Abschirmungen sind Glasplatten von besonderer Bedeutung. Dabei werden an derartige Glasplatten ganz besonders hohe Anforderungen gestellt, wenn sie für Betrachungsfenster oder lichtdurchlässige Türen von beispielsweise Öfen oder Herden verwendet werden sollen.

Für derartige Zwecke sind jedoch normale unbehandelte Glasplatten nicht geeignet, da diese bei ihrer Verwendung als wärmeisolierende Abschirmungen nicht den minimalen Anforderungen an die erforderliche Festigkeit genügen. Eine derartige Festigkeit muß in zweierlei Hinsicht gegeben sein. Einmal muß eine für wärmeisolierende Abschirmungen verwendete Glasplatte gegenüber von außen einwirkenden mechanischen Kräften ausreichend fest sein, zum anderen muß eine derartige Abschirmung auch in der Lage sein, einen Wärmeschock auszuhalten. Es ist dabei für die praktische Verwendbarkeit von Platten mit ausreichenden Festigkeitswerten ferner außerordentlich wichtig, daß das Verhältnis der Festigkeit zu dem Gewicht der Platte oder der Platten, welche die Abschirmung bilden, einen günstigen Wert aufweist.

Zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit einer Glasplatte ist es bekannt, die Glasplatte chemisch zu härten. Derartige Verfahren sind beispielsweise in der DE-OS 17 71 251 und der DE-OS 19 13 136 beschrieben. Die Möglichkeit einer chemischen Härtung wird dabei bereits in »Sprechsaal für Keramik, Glas, Email« 85 (1952) Seite 116 grundsätzlich behandelt.

Das chemische Härten einer Platte aus Glas oder einem glaskristallinen Material besteht darin, daß man während des Erhitzens der Platte aus einem mit dieser Platte in Berührung befindlichen Medium Ionen in die Oberflächenschichten der Platte dndiffundieren läßt, wobei unter solchen Bedingungen gearbeitet wird, daß negative oder als Druckspannungen zu bezeichnende Spannungen in diesen Schichten entstehen, wenn die Diffusion erfolgt oder wenn im Anschluß daran die Platte abkühlt. Eine derartige Oberflächenhärtung kann auf einer Seite oder auf beiden Seiten einer Glasplatte durchgeführt werden. Bei der Behandlung kann ein Austausch von Alkalimetallionen aus der Platte mit anderen Alkalimetallionen aus dem Behandlungsmedium erfolgen. Derartige Behandlungen lassen sich sehr einfach und wirtschaftlich durchführen und ermöglichen den Aufbau sehr hoher negativer Oberflächenspannungen, so daß eine derart behandelte Platte ein sehr günstiges Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht aufweisen kann. Behandlungen, die auf einem derartigen Austausch von Alkalimetallionen beruhen, lassen sich in Hoch- und Tieftemperaturbehandlungen unterteilen. Bei der Durchführung von Hochtemperatur-Ionenaustauschbehandlungen werden Ionen in den Oberflächen einer Glasplatte durch andere Ionen ersetzt, während sich das Glas auf einer Temperatur oberhalb seiner oberen Entspannungstemperatur befindet. Die eingelagerten Ionen bewirken, daß die Oberflächenschichten einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Bei der Durchführung von Tieftemperaturlonenaustauschbehandlungen werden Ionen in den