DE2345760A1

DE2345760A1 - Thermal filters which reflect infra-red radiation - glass with four layer coating of nickel, copper and two alumina films

Info

Publication number: DE2345760A1
Application number: DE19732345760
Authority: DE
Inventors: Robert Milton Gelber
Original assignee: Optical Coating Laboratory Inc
Current assignee: Optical Coating Laboratory Inc
Priority date: 1973-09-11
Filing date: 1973-09-11
Publication date: 1975-07-24

Abstract

Filter for controlling the amt. of transmitted heat consists of a substrate, transparent to visible radiation, and provided with a coating consisting of four layers: (1) a layer of electrically non-conducting matl. (2) a thin core-forming layer of matl which is different to the substrate. (3) a layer of metal so thin that the optical props. of the filter are practically unaltered. (4) a second layer of non-conducting matl. The coating is formed so that a reflection of min. 80% in the wavelength region of 4-50 mu is achieved. Layer (1) is pref. 58 plus-or-minus 17 nm Al2O3, layer (2) Ni; layer (3) is pref. 8-45, esp. 13.5 nm Cu, or Au 2-30 esp. 4.4 nm thick; and layer (4) 37 plus-or-minus 11 nm Al2O3. The filters pass visible light but reflect infra-red radiation, they are inexpensive to make and are suitable for use as furnace windows. When Au is used for layer (3) an inter layer (3a) of yttrium oxide 166 plus-or-minus 34 nm is pref. used. Layer (1) may also consist of TiO2 and layer (4) MgF2.

Description

OPTICAL COATING LABORATORY INC.OPTICAL COATING LABORATORY INC.

Wärinef iltorHeat filter

Die Erfindung betrifft Ifärmefilter bzw. Filter zur RejeTuni?· des Wämeüker^aiwjs v-nzs speziellen Typs, die aus einem durcli- sicfotf&efj Substrat otid Miriam auf diesen aufgetragenen Überzug aus dünnen Filrasnbestehen.The invention relates to Ifärmefilter or filter to RejeTuni? · The Wämeüker aiwjs ^ v-nzs particular type consisting of an EFJ & durcli- sicfotf substrate otid Miriam to this applied coating of thin Filrasnbestehen.

In der U3-P3 3 6β2ι $?S wird ein Infrarot-Interferorr-2;Cilter eines Typs beschrieben, der hauptsächlich zur Trennung von Viärine und Licht bestimmt ist, die von Glühlichtquellen aus gesandt werden. In spektraler Hinsicht v.'ird bei der Anwendung dieses Filters liehe Durchlässigkeit in Gebiet des sichtbaren Spektrums und hohe Reflexion in Gebiet des infraroten äpoktruius erreicht, wobei ein sehr rascher Übergang zwischen dern sichtbaren und dem Infrarotbert;ich eri'ol*t. Eä existieren ^edcch andere Anwendungszwecke, in denen thermische .Regelung gewünscht wird und in denen die Strahlungsquelle eine Quelle ipit veit niedrigerer Temperatur ist, als eine Glühlampe. ,Beispiele für solche Strahlüngsquellen sind wärme Körper, wie verschieden^ Arten von öfen. Bai solchen Anwon&ungszwecken im Gebiet niedrigerer Temperatur besteht noch ein Bedürfnis für ein Filter, welches sichtbares Licht durchläßt und welches gleichseitig Inf-'arctenergie abweist, scclai? die auf einer Seite des FiltersIn U3-P3 3 6β2ι $? S an infrared interferorr-2; filter of a type is described which is mainly intended for the separation of Viärine and light that are sent from incandescent light sources. From a spectral point of view, the use of this filter achieves transparency in the area of the visible spectrum and high reflection in the area of the infrared spectrum, with a very rapid transition between the visible and infrared spectrum . Eä ^ exist edcch other applications, in which thermal .Regelung desired and in which the radiation source is a source ipit Veit lower temperature than an incandescent lamp. Examples of such sources of radiation are warm bodies, such as various types of ovens. For such applications in the area of lower temperature there is still a need for a filter which allows visible light to pass through and which at the same time rejects infarct energy, scclai? those on one side of the filter

50 0 83C/0366 BAD ORIGINAL50 0 83C / 0366 BAD ORIGINAL

-2- 23A5760-2- 23A5760

vorliegende Wärme auf diese Seite des Filters beschränkt bleibt und nicht auf die andere Seite des Filters fließt. Wenn daher das Filter als Fenster in einem Gebäude verwendet wird, wird während des Sommers die Hitze außerhalb des Gebäudes von dem Gebäude abgehalten und irn Winter fließt die innerhalb des Gebäudes vorhandene Wärme nicht aus dem Gebäude ab. Im Fall eines Ofens wird die Wärme im Inneren des Ofens eingeschlossen, sodaß ein wirksamerer Betrieb des Ofens gewährleistet wird, und außerdem ist die Außenfläche des Filters merklich kühler als die eines einfachen unbeschichteten Fensters und ist daher weniger gefährlich für den Menschen. Das in der vorstehend genannten US-Patentschrift beschriebene spezifische Filter hat jedoch einen zusätzlichen Nachteil, der darin besteht, daß es zur Verwendung bei sehr hohen Temperaturen ungeeignet ist. Dieses Filter zeigt außerdem den Nachteildaß es aufgrund der Verwendung von Silber relativ teuer ist. Ss besteht daher ein Bedürfnis nach einem Wärmefilter bzv/. Filter zum Regeln cler> War mc-üb er gangs, welches in Verbindung mit Wärmequellen niederer Temperatur angewendet werden kann, welches relativ einfach und mit geringem Kostenaufwand herzustellen ist und welches hohe Betriebstemperatur hat. any heat present remains restricted to this side of the filter and does not flow to the other side of the filter. Therefore, when used the filter as a window in a building the heat outside the building is kept away from the building during the summer and inside the building during the winter existing heat in the building is not removed from the building. In the case of a stove, the heat is trapped inside the stove, so that more efficient operation of the furnace is ensured, and also the outer surface of the filter noticeably cooler than that of a simple uncoated window and is therefore less dangerous to humans. That however, the specific filter described in the aforementioned US patent has an additional disadvantage that is that it is unsuitable for use at very high temperatures. This filter also shows the disadvantage that it is relatively expensive due to the use of silver. There is therefore a need for a heat filter or /. Filter to regulate the> Was mc-über gangs, which in connection with Heat sources of low temperature can be used, which is relatively simple and inexpensive to manufacture and which has high operating temperature.

Es ist daher allgemein Aufgabe der Erfindung, ein Filter zur Regelung des Wärnctlber^angs zugänglich zu machen, welches befähigt ist, Infrarot-Strahlungsenergie zu reflektieren und gleichzeitig sichtbare Energie durchzulassen und welches in Verbindung mit Wärmequellen verwendet werden kann, die eine wesentlich niedrigere ■ Temperatur als eine Glühlampe auf v/eisen.It is therefore a general object of the invention to provide a filter To make regulation of the heat range accessible, which enables is to reflect infrared radiation energy and at the same time to transmit visible energy and which in connection Can be used with heat sources that have a significantly lower ■ temperature than an incandescent lamp on iron.

Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Filter mit den vorstehenden Eigenschaften zu schaffen, das in einer Umgebung mit relativ, hoher Temperatur angewendet v/erden kann.The object of the invention is also to provide a filter with the above To create properties that can be applied in a relatively high temperature environment.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Filter mit den vorstehenden Eigenschaften zu schaffen, das relativ billig und leicht herzustellen ist.It is a further object of the invention to provide a filter having the above characteristics that is relatively inexpensive and is easy to manufacture.

Das erfindungsgei'iiäße Filter mit den vorstehenden Eigenschaften soll außerdem in einfacher V/eise in guter Ausbeute hergestellt werden können.The filter according to the invention with the above properties should also be able to be produced in a simple manner in good yield.

509830/038$509830/038 $

BAD ORfGlNALBAD ORfGlNAL

Es ist weitere Aufgabe der Erfindung, ein Filter mit den vor-? .stehenden Eigenschaften zugänglich zu machen, in-welchem eine Doppelschicht vorliegt, die aus relativ· leicht zugänglichen und .billigen Materialien ausgebildet ist.It is a further object of the invention to provide a filter with the pre-? . to make available properties in which a Double layer is present, which is formed from relatively easily accessible and cheap materials.

Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filter mit den vorstehenden Eigenschaften zu schaffen, welches mit Hilfe einer auf jeder Seite der D^ppelschicht angeordneten Schicht eines dielektrischen Materials bzw. eines elektrischen Nichtleiters geschützt ist.Another object of the invention is to provide a filter with the above To create properties, which with the help of a layer arranged on each side of the double layer of a dielectric material or an electrical non-conductor is protected.

Das erfindungsgemäße Filter mit den vorstehend genannten Eigenschaften soll besonders gut geeignet für Fenster von Öfen verschiedener Arten sein.The filter according to the invention having the properties mentioned above is said to be particularly suitable for windows of various types of ovens.

Ferner soll das erfindungsgemäße Filter mit den vorstehend angegebenen Eigenschaften geringes Abstrahlungs- bzw. Emissionsvermögen haben.Furthermore, the filter according to the invention with the above specified properties low radiation or emissivity to have.

Aufgabe der Erfindung ist es außerdem, ein Filter mit dan vorstehenden Eigenschaften zugänglich zu machen, das einen harten dauerhaften Überzug aufweist, welcher die Wärmeströmung und die Oberflächentemperatur stark vermindert.The object of the invention is also to provide a filter with dan above To make properties accessible, which has a hard permanent coating, which the heat flow and the Surface temperature greatly reduced.

Diese Aufgaben v/erden mit Hilfe des erfindungs ge mäßen Filters zur Regelung des Wärmeübergangs gelöst, das aus einem Substrat besteht, welches aus einem für sichtbare Strahlungsenergie durchlässigen Material gebildet ist. Das Substrat weist eine Oberfläche auf und auf dieser Oberfläche ist ein überzug aus- · gebildet. Der Überzug besteht aus einer Doppelschicht, die eine dünne Schicht eines Materials, welches sich von dem Material des Substrats unterscheidet, und eine Metallschicht umfaßt. Der Überzug besteht außerdem aus einer Schicht eines elektrisch nicht leitenden Materials auf jeder Seite der Doppelschicht, das als Schutz für die Doppelschicht"dient und außerdem die optischen Eigenschaften des Filters verbessert.These tasks are performed with the aid of the filter according to the invention solved to regulate the heat transfer, which consists of a substrate, which consists of a for visible radiation energy permeable material is formed. The substrate has a surface and on this surface there is a coating of educated. The coating consists of a double layer that a thin layer of a material different from the material of the substrate and a metal layer includes. The coating also consists of a layer of electrically non-conductive material on each side of the double layer, which serves as protection for the "double layer" and also improves the optical properties of the filter.

Weitere Aufgaben und Gegenstände der Erfindung sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich, in der die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf dieFurther objects and objects of the invention will be apparent from the following description in which the preferred Embodiments of the invention with reference to the

509830/0366
BAD ORIGINAL509830/0366
BATH ORIGINAL

"beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben werden."attached drawings are described in more detail.

In der Zeichnung ist Figur 1 eine maßstäbliche Ansicht eines Teils eines Ofens mit einem Fenster, für das ein erfindungsgemäßes Wärinefilter verv/endet wird.In the drawing, FIG. 1 is a scale view of part of a furnace with a window for which an inventive Heat filter is used / ended.

Figur 2 ist eine Schnittansicht des in Figur 1 gezeigten Fensters längs Linie 2-2 in Figur 1.FIG. 2 is a sectional view of the window shown in FIG. 1 along line 2-2 in FIG.

Figur,3 ist eine graphische Darstellung, welche die optischen Eigenschaften eines erfindungsgemäßen Filters zeigt.Figure 3 is a graph showing the optical Properties of a filter according to the invention shows.

Figur 4 ist eine graphische Darstellung, welche die Reflexion und das Emissionsvermögen eines erfindungsgemäßen -Filters zeigt.Figure 4 is a graph showing the reflectance and emissivity of a filter according to the invention shows.

Figur 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht ähnlich Figur 2, die eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters zeigt.Figure 5 is an enlarged sectional view similar to Figure 2 showing another embodiment of a filter according to the invention shows.

In Figur 1 ist ein Ofen 11 eines konventionellen Typs dargestellt, beispielsweise ein Ofen, wie er im Haushalt benutzt wird, der entweder mit Hilfe von Gas oder Elektrizität beheizt wird, '»le dem Fachmann auf diesem Gebiet gut bekannt ist, besteht ein solcher Ofen aus einem Gehäuse 12, das mit einer Öffnung versehen ist, die gewöhnlich mit Hilfe einer schwenkbaren bzw. klappbaren Tür 13 verschlossen ist. Ein Fenster 14 ist in der Tür vorgesehen, um dem Benutzer des Ofens zu ermöglichen, das Innere des Ofens einzusehen. Üblicherweise bestehen solche Fenster aus zwei im Abstand angeordneten Glasscheiben 16 und 17, die hermetisch abgedichtet sind, sodaß zwischen Ihnen ein Luftraum eingeschlossen wird, der als Isolator wirkt. Wie dem Fachmann gut bekannt ist, sind neuere Öfen mit einer Selbstreinigungseinrichtung versehen, wobei die Öfen auf hohe Temperatur erhitzt werden. Um zu verhindern, daß das Fenster 14 eine übermäßig hohe Temperatur erreicht, bei der eine das Fenster berührende Person sich Verbrennungen zuziehen könnte, ist das Fenster 14 mit einem erfindungsgemäßen thermischen Regelfilter versehen.In Figure 1 a furnace 11 is shown of a conventional type, such as a furnace, as used in the household, that is heated either by means of gas or electricity, ' »le to those skilled in this area is well known, such a furnace from a housing 12 which is provided with an opening which is usually closed by means of a pivotable or hinged door 13. A window 14 is provided in the door to enable the user of the oven to see the interior of the oven. Usually such windows consist of two spaced glass panes 16 and 17 which are hermetically sealed so that an air space is enclosed between them, which acts as an insulator. As is well known to those skilled in the art, newer ovens are provided with a self-cleaning facility in which the ovens are heated to a high temperature. In order to prevent the window 14 from reaching an excessively high temperature at which a person touching the window could be burned, the window 14 is provided with a thermal control filter according to the invention.

¥ie in Figur 2 gezeigt wird, besteht das erfindungsgeinäße Filter zur Regelung des Wärmeübergangs aus der Scheibe 16,¥ ie shown in Figure 2, there is the erfindungsgeinäße filter for regulating the heat transfer from the disk 16,

509830/0366509830/0366

-5- 2945760-5- 2945760

die als Substrat für das Filter dient, und einem Überzug 18-, der von dem Substrat 16 getragen wird. Das Substrat 16 ist aus irgendeinem geeigneten Material gebildet, es besteht jedoch vorzugsweise aus einem Material, welches im sichtbaren Bereich des Spektrums hohe Durchlässigkeit aufweist. So kann beispielsweise das Substrat 16 aus einem Glas mit einem Brechungsindex von ungefähr 1,517 gebildet sein. Das Substrat ist mit zv/ei parallelen Oberflächen 21 und 22 versehen, woboi die Oberfläche 21 der Außenluft oder dem Außenaedium ausgesetzt ist und die Oberfläche 22 den Überzug 18 bedeckt ist." Die Scheiben 16 und 17 können gewünschtenfalls als äußere und innere Scheibe bezeichnet werden.which serves as a substrate for the filter, and a coating 18- carried by the substrate 16. The substrate 16 is formed from any suitable material, but is preferably made from a material which is visible in the visible Region of the spectrum has high transmittance. For example, the substrate 16 can be made of a glass with a refractive index formed by about 1.517. The substrate is provided with two parallel surfaces 21 and 22, woboi the surface 21 exposed to the outside air or the outside medium and the surface 22 is covered by the coating 18. "The disks 16 and 17 can, if desired, be external and inner disc are referred to.

Der Überzug 18 besteht aus mindestens 4 Schichten, die als erste, zweite, dritte und vierte Schicht 26, 27, 28 und 29 bezeichnet werden, gezählt von dem Substrat aus. Die SchichtenThe coating 18 consists of at least 4 layers, which are the first, second, third and fourth layers 26, 27, 28 and 29 counted from the substrate. The layers

27 und 23 bilden eine Doppelschicht und die Schichten 26 und 29 bestehen aus Schichten eines elektrisch nicht leitenden Materials, die dazu dienen, die Doppelschicht zu schützen und die außerdem zu den optischen Eigenschaften des Filters beitragen, wie nachstehend beschrieben wird.27 and 23 form a double layer and layers 26 and 29 consist of layers of an electrically non-conductive material that serve to protect the double layer and which also contribute to the optical properties of the filter, as described below.

Die Doppelschicht besteht aus einer relativ dünnen Schicht 27» die aus einem von dem Substrat ,verschiedenen Material gebildet ist und als Kernbildungsschicht für die dickere MetallschichtThe double layer consists of a relatively thin layer 27 » which is formed of a material different from the substrate and as a core formation layer for the thicker metal layer

28 dient. Die dünne Schicht 27 wird vorzugsweise so dünn wie möglich gehalten, sodaß sie einen sehr geringen bzw. überhaupt keinen Einfluß auf die optischen Eigenschaften des Filters hat. So wurde gefunden, daß die Schicht 27 eine Dicke im Bereich von 5 bis 29 Ängströmeinheiten haben kann. Diese dünne Schicht kann aus einem beliebigen einer Anzahl von Materialien gebildet werden. Es* wurde jedoch gefunden, daß zu diesem Zweck Nickel undQirom besonders zufriedenstellend sind. Andere Metalle, die ebenfalls verwendet werden können, sind Rhodium, Palladium, Nichrom (Nickel-Chrom-Legierung), Wolfram und dergleichen. Außerdem können auch gewisse elektrisch nicht leitende Katerialien, wie Titanmonoxyd, Siliziummonoxyd und Alurniniummonoxyd sowie Metalloxydgemische, wie sie in der US-PS 3 034 924 be-28 serves. The thin layer 27 is preferably kept as thin as possible so that it has a very little or even a minimum has no influence on the optical properties of the filter. It has thus been found that the layer 27 has a thickness in the range of Can have 5 to 29 angstrom units. This thin layer can be formed from any of a number of materials will. However, it has been found that nickel and qirom are particularly satisfactory for this purpose. Other metals that Also that can be used are rhodium, palladium, nichrome (nickel-chromium alloy), tungsten, and the like. In addition, certain electrically non-conductive materials, such as titanium monoxide, silicon monoxide and aluminum monoxide and metal oxide mixtures, as they are in US Pat. No. 3,034,924

509830/0366
BAD ORIGINAL 509830/0366
BATH ORIGINAL

schrieben werden, verwendet werden, um eine zufriedenstellende Unterschicht oder Kernbildungsschicht für die Metallschicht 28 auszubilden.can be used to provide a satisfactory underlayer or nucleation layer for the metal layer 28 to train.

Wie vorstehend erläutert wurde, ist die Dicke dieser Unterschicht oder dünnen Schicht nicht kritisch, vorausgesetzt, daß sie eine gewisse Mindestdicke überschreitet, die mit etwa 5 üngströmeinheiten angenommen wird. Diese Unterschicht oder dünne Schicht scheint die Wirkung einer Kernbildungsschicht zu haben, weiche dem dünnen Metallfilm 28 die optischen Eigenschaften eines Körpers oder einer Masse aus dem Metall (bulk metal) verleiht. Anders ausgedrückt, hat die Unterschicht oder dünne Schicht 27 solche Eigenschaften, daß sie unwirksam zur Veränderung der optischen Eigenschaften des Filters ist, jedoch bewirkt, daß der anschließende dünne Metallfilm ein solches Verhalten zeigt, als ob er eine homogene Metallplatte oder anders ausgedrückt, eine Platte aus einer Metallmasse wäre.As explained above, the thickness of this sub-layer is or thin layer is not critical, provided that it exceeds a certain minimum thickness, which is about 5 üngström units is assumed. This underlayer or thin Layer seems to have the effect of a nucleation layer, soft the thin metal film 28 gives the optical properties of a body or a mass of the metal (bulk metal). In other words, the underlayer or thin layer 27 has such properties that it is ineffective for alteration of the optical properties of the filter, but causes the subsequent thin metal film to exhibit such behavior shows as if it were a homogeneous metal plate or, in other words, a plate made of a metal mass.

Die dünne Metallschicht 28 besteht aus einem Metall, welches ermöglicht, daß der Überzug relativ hohen Temperaturen widersteht, wie beispielsweise Temperaturen im Bereich von-250 bis 450⁰C. Um diese Hochtemperaturerfordernisse zu erfüllen, wurde festgestellt, daß es erforderlich ist, entweder Kupfer oder Gold als Metall für diese Schicht zu wählen. Wenn Kupfer für diese Schicht verwendet wird, wie in der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform gezeigt ist, hat die Kupferschicht eine Dicke von ungefähr 13,5 Millimikron. Die Dicke kann jedoch im Bereich von etwa 8 bis 50 Millimikron liegen. Es wurde gefunden, daß, je dünner die Kupferschicht ist, umso größer die visuelle Durchlässigkeit und um so größer die Emissionsfähigkeit ist, sodaß der Wärmefluß durch das Fenster erhöht wird. Im gegenteiligen Fall, wenn die Kupferschicht dicker wird, vermindert sich" die visuelle Durchlässigkeit und die Emissionsfähigkeit vermindert sich, sodaß der Wärmefluß durch das Glas vermindert wird. Der Überzug hat daher eine bessere Wirkung, wenn die Dicke der Kupferschicht erhöht wird. Diese Erhöhung der--Dicke hat jedoch den Nachteil, daß bei Erhöhung der Dicke der Kupferschicht auch die visuelle Durchlässigkeit vermindert wird.The thin metal layer 28 is made of a metal which enables the coating to withstand relatively high temperatures, such as temperatures in the range of -250 to 450 ^° C. In order to meet these high temperature requirements, it has been found that it is necessary to use either copper or Choose gold as the metal for this layer. When copper is used for this layer, as shown in the embodiment shown in Figure 2, the copper layer is approximately 13.5 millimicrons thick. However, the thickness can range from about 8 to 50 millimicrons. It has been found that the thinner the copper layer, the greater the visual permeability and the greater the emissivity, so that the heat flow through the window is increased. On the contrary, when the copper layer becomes thicker, "the visual transmittance and emissivity are reduced, so that the heat flow through the glass is reduced. The coating therefore has a better effect if the thickness of the copper layer is increased. This increase in the --Thickness, however, has the disadvantage that if the thickness of the copper layer is increased, the visual permeability is also reduced.

5 0 9 8 3 0/0366
BAD ORIGINAL5 0 9 8 3 0/0366
BATH ORIGINAL

Um zu gewährleisten, daß die aus den Schichten 27 und 28 "bestehende Doppelschicht einen Überzug "bildet, der hart, dauerhaft und stabil ist, ist es erforderlich, daß die zwei zusätzlichen Schichten 26 und 29 auf beiden gegenüberliegenden .Seiten der Schicht vorgesehen sind. Die Schichten 26 und 29 sind aus einem geeigneten elektrisch nicht leitenden (dielektrischen) Material gebildet, wie Aluminiumoxyd und Magnesiumfluorid (als Materialien mit niederem Index) und Titandioxyd (als Material mit hohem Index).To ensure that the layers 27 and 28 " Double layer forms a coating "which is hard, durable and stable, it is necessary that the two additional Layers 26 and 29 are provided on both opposite sides of the layer. Layers 26 and 29 are formed from a suitable electrically non-conductive (dielectric) material, such as aluminum oxide and magnesium fluoride (as low index materials) and titanium dioxide (as high index material).

In einer Ausführungsform der Erfindung, die in Figur 2 gezeigt ist, wurde die dielektrische Schicht 26 aus Aluminiumoxyd oder Saphir gebildet. Die Schicht 26 hatte eine physikalische Dicke von 58 Millimikron und eine viertel Wellenlängen-optische? Dicke von 382,8 Millimikron. Diese Dicken können um + 3O?o variiert werden, wobei stets noch die zufriedenstellenden optischen Eigenschaften beibehalten werden. Um die gewünschten mechanischen Eigenschaften für die Schicht 26 zu erzielen, ist es nur erforderlich, daß sie eine Dicke hat, die größer als 100 bis 200 Ängströmeinlieiten ist.In one embodiment of the invention shown in FIG. 2, the dielectric layer 26 was made of aluminum oxide or aluminum oxide Formed sapphire. Layer 26 had a physical thickness of 58 millimicrons and a quarter wavelength optical? 382.8 millimicrons thick. These thicknesses can vary by + 30? O while still maintaining the satisfactory optical properties. To get the mechanical you want To achieve properties for the layer 26, it is only necessary that it has a thickness greater than 100 to 200 angstrom units.

Die Schicht 29 wurde so ausgebildet, daß sie eine physikalische Dicke von 37 Millimikron und eine viertel Wellenlängen-optische Dicke von 244,2 Millimikron hatte. Auch hier sollte, wie bei der ersten dielektrischen Schicht 26 die Mindestdicke für die Schicht 29» bei der die erforderliche mechanische Festigkeit und Stabilität erzielt wird, 100 bis 200 Ängströmeinheiten betragen, während zum Erzielen der gewünschten optischen Eigenschäften die Dicke im Bereich von + 3O?o von der optimalen Dicke von 37 Millimikron abweichen kann.Layer 29 was formed to have a physical thickness of 37 millimicrons and a quarter wavelength optical Thickness of 244.2 millimicrons. Here too, as in the case of the first dielectric layer 26, the minimum thickness for the Layer 29 »in which the required mechanical strength and stability is achieved, be 100 to 200 angstrom units, while to achieve the desired optical properties, the thickness is in the range of + 3O? o from the optimum Thickness may vary from 37 millimicrons.

Die Schichten 26* 27, 28 und 29, die den Überzug 18 bilden, können in üblicher Weise abgelagert werden. Die Materialien werden nacheinander in einer Vakuumkammer verdampft, welche die Substrate enthält, die beschichtet werden sollen, wobei auf diesen der erfindungsgemäße Überzug ausgebildet wird. So können die Überzugsschichten 26, 27, 28 und 29 in der angegebenen Reihenfolge in der Vakuumkammer abgelagert werden.The layers 26 * 27, 28 and 29 that form the coating 18, can be deposited in the usual way. The materials are evaporated one after the other in a vacuum chamber, which contains the substrates to be coated, wherein on these the coating according to the invention is formed. Thus, the coating layers 26, 27, 28 and 29 in the specified Sequence to be deposited in the vacuum chamber.

509830/0366509830/0366

Die erste elektrisch nicht leitende Schicht 26 übt eine Bindungswirkung für die Doppelschicht sowie eine Wirkung zum Schutz der Doppelschicht vor Luft und vor den Chemikalien aus, die in dqm Glassubstrat vorhanden sind. Die zweite oder äußere Schicht 29 dient als Schutzschicht für die Doppelschicht und schützt sie vor der Atmosphäre, Ss ist somit ersichtlich, daß die beiden elektrisch nicht leitenden bzw. dielektrischen Schichten den Überzug stabilisieren, indem sie ihn mechanische Festigkeit sowie Schutz verleihen. Außerdem üben sie eine optische Funktion aus, indem sie die Reflexion von dem Überzug; von der Seite-vermindern, die von dem Betrachter angesehen wird, wie in Figur 2 gezeigt ist.The first electrically non-conductive layer 26 has a binding effect for the double layer as well as an effect to protect the double layer from air and from the chemicals, which are present in dqm glass substrate. The second or outer layer 29 serves as a protective layer for the double layer and protects them from the atmosphere, so it can be seen that the two electrically non-conductive or dielectric layers stabilize the coating by making it mechanically Give strength as well as protection. They also practice an optical Function out by getting the reflection from the plating; from the side viewed by the viewer, as shown in FIG.

Wenn der überzug fertiggestellt ist, verursacht die Doppelschicht die Haupteigenschaften, die von dem Filter gewünscht werden. Die beiden dielektrischen Schichten verleihen jedoch dem Überzug die gewünschte Härte, Festigkeit und Beständigkeit. Es wurde gefunden, daß die Kupferschicht als solche selbst mit der Nickelunterschicht 27 instabil ist. Sie oxydiert an der Atmosphäre. Außerdem widersteht sie nicht den Fouchtigkeitstests und Abriebtests. Wenn die Doppelschicht von den dielektri· sehen Schichten umgeben ist, übersteht der Überzug leicht übliche Prüfverfahren im Hinblick auf Feuchtigkeit, Beständigkeit, Härte und Abriebfestigkeit für Überzugsschichten in Form von dünnen Filmen. Die wichtigste Eigenschaft ist jedoch die, daß die beiden dielektrischen Schichten den Überzug beständig machen, sodaß der Überzug nicht oxydiert und daher in Umgebungen hoher Temperatur verwendet v/erden kann.When the coating is done, it creates the double layer the main properties that are desired in the filter. However, the two dielectric layers impart the desired hardness, strength and durability of the coating. It was found that the copper layer as such with itself the nickel underlayer 27 is unstable. It oxidizes in the atmosphere. In addition, it does not withstand moisture tests and abrasion tests. If the double layer is surrounded by the dielectric layers, the coating easily protrudes from the usual Test methods with regard to moisture, resistance, hardness and abrasion resistance for coating layers in Form of thin films. The most important property, however, is that the two dielectric layers make the coating permanent so that the coating does not oxidize and therefore can be used in high temperature environments.

Überzüge, wie sie in Figur 2 vorgesehen sind, haben sich als beständig in einem Standard-Abriebtest mit 20 Reibvorgängen, einem 24-stündigen Feuchtigkeitstest und einem Bandablösetest erwiesen. Sie waren außerdem befähigt, einem Hochtemperaturtest zu widerstehen, bei dem das Filter bei einer Temperatur von 35O⁰C in normaler Atmosphäre während 1000 Stunden erhitzt wurde. Ein solcher Hochtemperetürtest hatte venig oder überhaupt keine Wirkung auf das Emissionsvermögen des Filters.Coatings as provided in Figure 2 have been found to be resistant to a standard abrasion test with 20 rubs, a 24 hour moisture test, and a tape peel test. They were also able to withstand a high-temperature test in which the filter was heated at a temperature of 35O ⁰ C in a normal atmosphere for 1,000 hours. Such a high temperature door test had little or no effect on the emissivity of the filter.

509830/0366
BAD ORIGJNAL509830/0366
BAD ORIGJNAL

Nachdem der Überzug 18 auf das Substrat 16 aufgetragen wurde, werden das Substrat 16 mit dem darauf befindlichen Überzug und die Scheibe 17 um ihren Außenumfang abgedichtet und in der Weise angeordnet, daß ein Raun 31 zwischen dem Überzug und einer Oberfläche der Scheibe 17 verbleibt, der mit Luft gewöhnlich von Atmosphärendruck gefüllt ist. Es ist daher ersichtlich, dai3 der Überzug auf der Innenseite der Scheibe 16 vorgesehen ist und in dem Raum 31 zwischen den Scheiben 16 und 17 der Luft ausgesetzt ist. Die Anordnung kann dann in einer Ofentür angeordnet werden, wie in Figur 1 gezeigt ist. Der Übe?, zug 10 zeigt sehr niedere Reflexion für sichtbare Strahlung, wenn er von der Außenseite betrachtet wird, wie in Figur 2 gezeigt ist. Dies ist eino sehr wünschenswerte Eigenschaft. Außerdem sollte die Reflexion, wenn möglich, frei von Färbung sein, d.h. neutral sein.After the coating 18 has been applied to the substrate 16, the substrate 16 with the coating and the disc 17 sealed around its outer circumference and in the Arranged so that a roughness 31 between the coating and a surface of the disc 17 remains, which is filled with air usually at atmospheric pressure. It can therefore be seen dai3 the coating is provided on the inside of the disc 16 and in the space 31 between the discs 16 and 17 exposed to air. The assembly can then be placed in an oven door as shown in FIG. The practice? Train 10 shows very low reflectance for visible radiation when viewed from the outside as shown in FIG is. This is a very desirable property. In addition, if possible, the reflection should be free of staining be, i.e. be neutral.

Das spektrale Verhalten eines Filters gemäß Figur 2 ist in Figur 3 gezeigt. ¥ie aus dieser Figur ersichtlich ist, umfaßt die in Figur 3 gezeigte Kurve den Vfellenlängenbereich von ungefähr 400 Millimikron bis 2500 Millimikron. In Figur 3 sind vier Kurven gezeigt, wobei zwei der Kurven Durchlässigkeitskurven und zwei der Kurven Reflexionskurven darstellen. Zwei der Kurven beziehen sich auf eine nachstehend beschriebene Ausführuiigsform der Erfindung, während die anderen beiden Kurven 32 und 33 die in Figur 2 gezeigte Ausführungsform darstellen. Kurve 32 ist eine Kurve, welche die Reflexion für eine erfindungsgemäße Anordnung zeigt und welche verdeutlicht, daß die Reflexion bei 400 Millimikron S % beträgt und relativ neutral bis ungefähr 600 Millimikron ist, wonach ein Anstieg der Reflexion beginnt und die Reflexion stetig bis 2500 Millimikron steigt," v/o die Reflexion etwa 69/j beträgt. Die Durchlässigkeitskurve 33 zeigt, daß die Durchlässigkeit bei 400 Millimikron bei etwa 63 % beginnt und dann bis zu einer maximalen Durchlässigkeit von etwa 75 % bei 600 Millimikron ansteigt und anschließend in Richtung des Infrarotberciches abfällt, bis bei 2500 Millimikron die Durchlässigkeit ungefähr 13 $ beträgt. Daraus ist ersichtlich, daß das Filter im Kin-The spectral behavior of a filter according to FIG. 2 is shown in FIG. As can be seen from this figure, the curve shown in FIG. 3 comprises the range of length from approximately 400 millimicrons to 2500 millimicrons. In FIG. 3 four curves are shown, two of the curves representing transmission curves and two of the curves representing reflection curves. Two of the curves relate to an embodiment of the invention described below, while the other two curves 32 and 33 represent the embodiment shown in FIG. Curve 32 is a curve which shows the reflection for an arrangement according to the invention and which makes it clear that the reflection at 400 millimicrons is S % and is relatively neutral to about 600 millimicrons, after which the reflection begins to increase and the reflection increases steadily to 2500 millimicrons The transmittance curve 33 shows that transmittance begins at 400 millimicrons at about 63% and then increases to a maximum transmittance of about 75 % at 600 millimicrons and then towards the infrared range drops until the permeability is about $ 13 at 2500 millimicrons, which shows that the filter in the child

509830/0366
BAD ORIGINAL509830/0366
BATH ORIGINAL

blick auf die Durchlässigkeit nicht über den gesamten sichtbaren Bereich hinweg neutral ist. Anders ausgedrückt, verläuft die Durchlässigkeit nicht flach über den Bereich des sichtbaren Spektrums.view of the transmittance is not neutral over the entire visible area. In other words, it runs the transmittance is not flat across the range of the visible spectrum.

Ein Vergleich der Eigenschaften dieses Filters mit dem Filter gemäß US-PS 3 6§2 520 zeigt, daß das erzindungsgenäße Filter, welches Kupfer enthält, im sichtbaren Spektrum keine neutrale Durchlässigkeit zeigt, sondern in der Durchsicht ein leicht kupferartiges Aussehen hat. Außerdem fällt die Durchlässigkeit der Kupfer enthaltenden Vorrichtung nicht so rasch ab, wie die Durchlässigkeit bei Verwendung von 3i3.ber und aus diesem Grund ist Silber wünschenswerter zur Verwendung für Hochtemperaturquellen, wie eine tfolfram-Glühbirne. Die Reflexion des Kupferfilters gemäß der Erfindung und des bekannten Silberfilters sind ähnlich; es ist jedoch festzustellen, daß die Reflexion des Kupfer enthaltenden Filters nicht so rasch ansteigt wie die Reflexion des Silberfilters. Dies ist für zahlreiche Anwendungs?:v.^recke relativ unwichtig, wie beispielsweise bei Verwendung von warmen Körpern als Strahlungsquelle!!. Für diese Anwendungszwecke ist es erforderlich, daß die hohe Reflexion bei Wellenlängen von 4 Mikron und darüber erhalten wird und in diesem Bereich ist die Reflexion des Kupferfilters gerade so groß wie die des Silberfilters. Ungefähr 95 % des Energiespektrums eines schwarzen Körpers einer Temperatur von etwa 200⁰C liegt zwischen 4 und 50 Mikron, v/ob ei das Strahlungsrnaximum bei etwa 6 Mikron liegt. Somit ist ersichtlich, daß ein Filter niedere Abstrahlung im Bereich von 4 bis 50 Mikron aufweisen nuß, wenn es einen Überzug hat, der gutes Emissionsvermögen für Anwendungszwecke^ wie für Ofentüren zeigt. Diese Temperatur von 200 C für einen kalten schwarzen Körper ist niedrig im Vergleich mit einer Glühstrahlungsquelle, wie UoIfram, welches eine Temperatur eines schwarzen Körpers von ungefähr 3200⁰K hat. Im Fall eines schwarzen Körpers dieser zuletzt genannten Temperatur bestehen 85 /ο der Energie aus Strahlung von ',/ellenlangen von weniger als 2,5 Mikron. Zur Abweisung von »arme ist es erforderlich, daß eine gute Infrarotreflexion zwischen 0,7 und 2,5 Mikron erfolgt. Für Anwendungszwecke, wie Ofentüren, ist es unnötig, daß eineA comparison of the characteristics of this filter with the filter according to US-PS 3 520 6§2 shows that the erzindungsgenäße filters containing copper, in the visible spectrum shows no neutral permeability but has in phantom a slightly copper-like appearance. In addition, the permeability of the copper-containing device does not drop as rapidly as the permeability using 3i3.ber, and for this reason silver is more desirable to be used for high temperature sources such as a tungsten light bulb. The reflection of the copper filter according to the invention and the known silver filter are similar; however, it is found that the reflection of the copper-containing filter does not increase as rapidly as the reflection of the silver filter. This is for numerous applications: v. ^r corner relatively unimportant, such as when using warm bodies as a radiation source. !! For these uses it is necessary that the high reflectance be obtained at wavelengths of 4 microns and above, and in this range the reflectance of the copper filter is just as great as that of the silver filter. About 95 % of the energy spectrum of a black body at a temperature of about 200 ^° C. is between 4 and 50 microns, and the radiation maximum is about 6 microns. Thus, it can be seen that a filter must have low emissions in the range of 4 to 50 microns if it has a coating that exhibits good emissivity for uses such as oven doors. This temperature of 200 C for a cold black body is low in comparison with an incandescent source, such as UoIfram which has a temperature of a black body of about 3200 ⁰ K. In the case of a blackbody at this last-mentioned temperature, 85 / ο of the energy consists of radiation less than 2.5 microns long. Rejection of poor requires that there be good infrared reflection between 0.7 and 2.5 microns. For applications such as oven doors, it is unnecessary that a

509830/0366
BAD ORIGINAL509830/0366
BATH ORIGINAL

234576G234576G

hohe Abweisung auftritt, bis ungefähr zum Bereich einer Wellenlänge von 4 Mikron.high rejection occurs, down to about one wavelength of 4 microns.

Das Filter gemäß Figur 2 hat einen entscheidenden Vorteil, der darin liegt, daß die Materialien, aus denen es gebildet ist, außerordentlich billig und leicht zugänglich sind. Außerdem lassen sich die Materialien leicht verdampfen und so regeln, daß die Ausbeute sehr hoch ist.The filter according to Figure 2 has a decisive advantage, which is that the materials from which it is formed, are extremely cheap and easily available. In addition, the materials can be easily evaporated and thus controlled that the yield is very high.

In Figur 4 ist eine graphische Darstellung .gezeigt, in der die thermischen Eigenschaften eines gemäß Figur 2 hergestellten Filters aufgetragen sind. Die Eigenschaften des Filters im sichtbaren Bereich sind in Figur 3 gezeigt, in der das sichtbare Gebiet durch den Bereich von 400 bis 700 Millimikron dargestellt ist. Um die Wärmereflexionseigenschaften des Filters zu bestimmen, ist es erforderlich, den Bereich von 4 bis 50 Mikron zu untersuchen. Die Kurve 34 in Figur 4 zeigt die Wärmereflexion und das Emissionsvermögen für den. Bereich von 4 bis 50 Mikron und zeigt ferner, daß die Reflexion etwa 0,85 und das Emissionsvermögen 0,15 betragen. Das Emissionsvermögen ist definitionsgemäß 1 minus Reflexion.FIG. 4 shows a graphic representation in which the thermal properties of a filter produced according to FIG. 2 are plotted. The properties of the filter in the visible area are shown in Figure 3, in which the visible area through the range from 400 to 700 millimicrons is shown. In order to determine the heat reflective properties of the filter, it is necessary to use the range from 4 to 50 microns to examine. Curve 34 in Figure 4 shows the heat reflectance and emissivity for the. Section 4 to 50 microns and also shows that the reflectance is about 0.85 and the emissivity is 0.15. The emissivity is by definition 1 minus reflection.

Wenn gewünscht wird, das Filter in Umgebungen mit Temperaturen von wesentlich über 35O⁰C zu verwenden, ist es wünschenswert, daß ein weiteres erfindungsgemäßes Filter des in Figur 5 gezeigten Typs eingesetzt wird. Der darin gezeigte Überzug 36 ist auf der Oberfläche 22 des Substrats 16 ausgebildet und besteht aus mindestens fünf Schichten 37, 38, 39, 41 und 42. Da in dieser Ausführungsform, wie nachstehend beschrieben wird, Gold anstelle von Kupfer verwendet wird und da das Gold als solches sehr weich ist, ist es erforderlich, den 4 Schichten der vorher beschriebenen Ausführungsform mindestens eine zusätzliche Schicht zuzufügen, um zu gewährleisten·,' daß der Überzug die erforderliche Härte und Beständigkeit hat. Da außerdem Gold andere optische Eigenschaften als Kupfer aufweist, ist es notwendig, andere Materialien und eine andere Anordnung zu verwenden, um eine niedere Reflexion im sichtbaren Bereich an dem Glassubstrat 16 zu erhalten.If desired, the filter in temperatures substantially above 35O ⁰ C to use, it is desirable that a further filter according to the invention of the type shown in Figure 5 is used. The coating 36 shown therein is formed on the surface 22 of the substrate 16 and consists of at least five layers 37, 38, 39, 41 and 42. Since in this embodiment, as will be described below, gold is used instead of copper and since the gold as such is very soft, it is necessary to add at least one additional layer to the 4 layers of the previously described embodiment in order to ensure that the coating has the required hardness and resistance. In addition, since gold has different optical properties than copper, it is necessary to use different materials and a different arrangement in order to obtain a low reflection in the visible range on the glass substrate 16.

509830/0366
BAD ORIGINAL509830/0366
BATH ORIGINAL

Die erste Schicht 37 des Überzugs 36, gezählt von dem Substrat an, v/ird aus Titandioxyd mit einem Brechungsindex von 2,3 gebildet. Diese Schicht 31 hat eine physikalische Dicke von 29,4 Millimikron und Q-\r·.^. vierte. 1 V^r3llcr:.--cpt-'.GcVo -"!icke von 270,48 Millimikron, die ui.i + 30>i schwanken kann, v/obei immer noch zufriedenstellende .Ergebnisse erzielt v/erden. Die zweite oder nächste Schicht, gerechnet von dem Substrat an, ist die Schicht 38, eine dünne Ke rnlxiMung ε schicht, die, wie vorher erläutertThe first layer 37 of the coating 36, counting from the substrate, is formed from titanium dioxide having a refractive index of 2.3. This layer 31 has a physical thickness of 29.4 millimicrons and Q- \ r ·. ^. fourth. 1 V ^r 3llcr: .-- cpt - '. GcVo - "! Icke of 270.48 millimicrons, which can vary ui.i + 30> i, v / obei still achieve satisfactory results. The second or The next layer, counted from the substrate, is the layer 38, a thin core layer which, as previously explained

wurde, aus einem geeigneten Katerial gebildet wurde, wie Nickel« Diese dünne Kernbildungsschicht ermöglicht es, für eine dünne Goldschicht die optischen Eigenschaften einer Metallmasse zu erzielen. Die dünne Schicht 38 kann die gleiche Dicke haben, vie sie bei der vorhergehenden Ausführungcform angegeben wurde.was formed from a suitable material, such as nickel " This thin core-forming layer makes it possible for a thin gold layer to have the optical properties of a metal mass achieve. The thin layer 38 can be of the same thickness as it was specified in the previous embodiment.

Die nächste Schicht ist die aus Gold gebildete Schicht 39, die eine physikalische Dicke von 4,4 Millimikron hat. Dies ist die optimale Dicke für die Goldschicht. Gewünschtonfalls kann die Dicke jedoch von 2,0 Millimikron bis ungefähr 30 Millimikron variieren. In gleicher Weise wie bei der Kupferschicht können die Emissionseigenschaften des Überzugs auf Kosten der visuellen Durchsichtigkeit verbessert "Wsracn.The next layer is layer 39, formed of gold, which has a physical thickness of 4.4 millimicrons. this is the optimal thickness for the gold layer. If desired, the However, thickness can vary from 2.0 millimicrons to about 30 millimicrons. In the same way as with the copper layer you can improves the emission properties of the coating at the expense of visual transparency "Wsracn.

Die nächste Schicht 41, welche die nächste an die Goldschicht angrenzende Schicht darstellt, wird aus Yttriumoxyd (YpO₇) gebildet, das einen Brechungsindex von 1,9 zeigt. Diese Schicht aus Yttriumoxyd hat eine physikalische Dicke von 166 Millimikron und eine viertel Wellen-optische Dicke von 1260,60 Millimikron. Diese Schicht v/ird zur Verbesserung der Härte vorgesehen und verleiht dem überzug die gewünschte Beständigkeit und Härte. Die optische Dicke und die physikalische Dicke dieser Schicht können'um + 20 % schwanken, ohne daß die Eigenschaften des Überzugs ernsthaft beeinträchtigt v/erden.The next layer 41, which is the next layer adjacent to the gold layer, is formed from yttrium oxide (YpO ₇ ), which has a refractive index of 1.9. This yttria layer has a physical thickness of 166 millimicrons and a quarter wave optical thickness of 1260.60 millimicrons. This layer is provided to improve the hardness and gives the coating the desired resistance and hardness. The optical thickness and the physical thickness of this layer can vary by + 20 % without the properties of the coating being seriously impaired.

Die letzte Schicht, die Schicht 42, ist eine elektrisch nicht leitende Schicht und v/ird verwendet, um den überzug optisch der Luft anzugleichen. Sie besteht aus einer isolierenden Schicht, die aus Magnesiumfluorid (MgFp) gebildet ist, das einen Brechungsindex von 1,38 hat. Diese Magnssiumfluoridschicht hat eine physikalische Dicke von 80,15 Millimikron und eine viertelThe final layer, layer 42, is an electrically non-conductive layer and is used to make the coating optically to adjust to the air. It consists of an insulating layer made of magnesium fluoride (MgFp), the one Has a refractive index of 1.38. This has a magnesium fluoride layer a physical thickness of 80.15 millimicrons and a quarter

509830/0 366
BAD ORIGINAL509830/0 366
BATH ORIGINAL

Wellen-optische Dick© von 442,420 Millimikron. Für MgF₂ können die physikalische Dicke und die vierte'¹ "Rollen-optische Dicke innerhalb + ;>O >ί variiert v/erden, wobei irnnor noch geeignete Ergebnisse erzielt v;erden. Die vor stehend angegebenen optimalen Dicken führen :.u einer niedrigen Reflexion im sichtbaren Bereich imd eier stärksten Neutralität des Überzugs. Sobald von dieser optixclen Dicke abgewichen wird, wird die Reflexion im sichtbaren .Bereich erhöht .und es tritt ein Verlust der Neutralität'der Farbe ein. Bei gewissen Anwendungszwecken kann es viünschenswert sein, durch Reflexion eine speziolle Färbung zu erzielen und dies kann erreicht v/erden, indem die Dicke der elektrisch isolierenden Schichten verändert wird.Wave-optical thickness © of 442,420 millimicrons. For MgF ₂ , the physical thickness and the fourth ' ¹ "roll-optical thickness can vary within +;>O> ί, but suitable results can never be achieved. The optimum thicknesses given above lead to: low reflection in the visible range and the strongest neutrality of the coating. As soon as this optical thickness is deviated from, the reflection in the visible range is increased and the neutrality of the color is lost. For certain applications, it may be desirable to pass through Reflection to achieve a special color and this can be achieved by changing the thickness of the electrically insulating layers.

Die Schichten, welche den Überzug 3d bilden, kennen auch in üblicher l/eise in einer Vakuumkammer aufgedampft werden, indeiz die Materialien nacheinander auf das Substrat aufgedampft werden. The layers which form the coating 3d are also usually vapor-deposited in a vacuum chamber, indeiz the materials are successively evaporated onto the substrate.

Das spektrale Verhalten eines Filters des in Figur 5 gezeigten Typs ist in Figur 3 gezeigt, in der die Kurve 46 die mit dem Goldfilter erhaltene Reflexion und die Kurve 47 die mit dem Goldfilter erhaltene Durchlässigkeit darstellen. Es ist ersichtlich, daß die Durchlässigkeit des Goldfilters sehr ähnlich der Durchlässigkeit des Kupferfilters ist. Sie beginntThe spectral behavior of a filter of the type shown in FIG. 5 is shown in FIG the reflection obtained the gold filter and the curve 47 with represent the permeability obtained with the gold filter. It can be seen that the permeability of the gold filter is very similar is the permeability of the copper filter. she begins

bei etwa 400 Millimikron bei einer Durchlässigkeit von etwa 60 %. Sie hat ein Durchlässigkeitsmaximum von 75 % bei 575 bis 580 Millimikron und fällt dann im Infrarotbereich ab. Zunächst fällt sie vorher· als im Fall von Kupfer, aber danach fällt /wie weniger rasch, so daß bei 2500 Millimikron die Durchlässigkeit etwa 18 % beträgt. Die Reflexion im Fall von Gold beginnt bei etwa 400 Millimikron bei 16 % und vermindert sich bis zu einem Minimum bei 550 Millimikron von ungefähr 4,5 % und steigt dann bis etwa 1000 Millimikron an und fällt danach ab bis etwa 1700 Millimikron. Dann steigt sie bis etwa 2500 Millimikron, wo die Reflexion ungefähr 42 % zeigt. Die Reflexion erhöht sich weiter bis sie das Gebiet vonat about 400 millimicrons with a transmission of about 60 %. It has a maximum transmission of 75% at 575 to 580 millimicrons and then drops off in the infrared range. At first it falls earlier than in the case of copper, but then falls less rapidly than in the case of copper, so that at 2500 millimicrons the permeability is about 18 % . The reflection in the case of gold starts at about 400 millimicrons at 16 % and decreases to a minimum at 550 millimicrons of about 4.5 % and then increases to about 1000 millimicrons and then decreases to about 1700 millimicrons. Then it rises to about 2500 millimicrons where the reflectance shows about 42%. The reflection continues to increase until it covers the area of

50 98 30/0366 BAD ORIGINAL50 98 30/0366 ORIGINAL BATHROOM

_jLjjLj

Mikron erreicht hat, welches ein kritisches Gebiet darstellt. In diesem Gebiet ist die Reflexion von Gold gerade so gut wie die von Kupfer und beide reflektieren 85 %, wie durch Kurve in Figur 4 dargestellt ist. Das Emissionsvermögen beträgt weniger als 0,2, nämlich 0,15.Micron, which is a critical area. In this area the reflectance of gold is just as good as that of copper and both reflect 85 % as shown by the curve in FIG. The emissivity is less than 0.2, namely 0.15.

Es ist daher ersichtlich, daß unter Verwendung von Gold ebenfalls ein sehr zufriedenstellendes Filter zur Regelung des Wärmeübergangs erhalten -wird und daß es in gleicher V/eise wieIt can therefore be seen that using gold as well a very satisfactory filter for regulating the heat transfer is obtained and that it is in the same way as

5098 3 0/03665098 3 0/0366

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

das in Figur 2 gezeigte Filter verwendet werden kann. Der ein-. zige Unterschied besteht darin, daß der Überzug aus mehr Schichten besteht, was das Filter aufwendiger macht und daß außerdem die Verwendung von Gold erforderlich ist, welches, teuerer ist als Kupfer. Es hat jedoch den Vorteil, daß es in Umgebungen mit weit höherer Temperatur angewendet v/erden kann, wie beispielsweise bei Temperaturen im Bereich von 250 bis 55O⁰C. the filter shown in Figure 2 can be used. The one. Zany difference is that the coating consists of more layers, which makes the filter more expensive and that also the use of gold is required, which is more expensive than copper. However, it has the advantage that it v applied in environments with much higher temperature / ground may, for example, at temperatures in the range of 250 to 55O ⁰ C.

Aus" den vorstehenden Ausführungen wird ersichtlich, daß erfindungsgemäß ein neues und verbessertes · liärmefilter zugänglich wird, das besonders auf die von schwarzen Körpern ausgesandte Strahlungsenergie abgestellt ist, die wesentlich geringere Temperaturen haben, als die Temperaturen von Glühlampen. In dem Filter liegt ein Überzug vor, der relativ billig ist und der in einfacher V/eise mit hoher Ausbeute gebildet werden kann.From "the foregoing it can be seen that according to the invention a new and improved noise filter available which is specially geared towards the radiant energy emitted by black bodies, the much lower temperatures than the temperatures of incandescent lamps. There is a coating in the filter which is relatively cheap and which can be formed in a simple manner with high yield.

Das Filter widersteht den üblichen Feuchtigkeits- und Abriebprüfungen und kann außerdem während langer Dauer hohen Temperaturen von mehr als 300⁰C widerstehen. Der Überzug hat geringes Emissionsvermögen, wodurch eine drastische Verminderung der Oberflächentemperatur von Fenstern ermöglicht wird, die der Hitze ausgesetzt sind. Die optischen Eigenschaften werden hauptsächlich durch die in dem Filter vorliegende einzige Metallschicht bestimmt, die entweder aus Kupfer oder aus Gold besteht.The filter resists the usual moisture and abrasion tests and may also during long continuous high temperatures of more than 300 ⁰ C resist. The coating has low emissivity, which allows a drastic reduction in the surface temperature of windows that are exposed to the heat. The optical properties are mainly determined by the single metal layer present in the filter, which consists of either copper or gold.

Erfindungsgemäß wurde zwar das Hauptgewicht auf die Verwendung des Filters in Verbindung mit schwarzen Körpern als Strahlungsquellen mit Temperaturen von mehr als 200 C gelegt; die Überzüge sind je doch auch besonders gut geeignet zur Verwendung für Glas für Architektur- und Bauzwecke, um den Wärmeübergang durch ein Fenster aufgrund der Sonnenstrahlung im Bereich von 400 bis 2500 Millimikron zu regeln, der im allgemeinen als Abschattungskoeffizient des Architekturglases charakterisiert, wird. Der thermische Durchgang der Wärme durch das Glas aufgrund der auf gegenüberliegenden Seiten der Glasscheibe existierenden Temperaturdifferenz wird durch den Übergang von Energie im Bereich von 4 bis 50 Mikron bestimmt und wird häufig als U-Faktor desAccording to the invention, the main emphasis was placed on the use of the filter in connection with black bodies as radiation sources with temperatures of more than 200 C; the coatings are sorted but also particularly to regulate well suited for use for glass for architectural and construction purposes, at the heat transfer through a window due to the solar radiation in the range of 400 to 2500 milli micron, the generally characterized as shading coefficient of architectural glass is. The thermal transfer of heat through the glass due to the temperature difference existing on opposite sides of the glass pane is determined by the transfer of energy in the range of 4 to 50 microns and is often called the U-factor of the

509830/0366
BAD ORIGINAL509830/0366
BATH ORIGINAL

Architekturglases gekennzeichnet. Wie aus den in Figuren 3 und 4 gezeigten Kurven hervorgeht, hat Architekturglas, wenn es mit den erfindungcgenäfon überzügen versehen ist, ausgezeichnete Abschattun.':cl:oefι'izienten und U-Fsktoren.Architectural glass marked. As from the in Figures 3 and As shown in Fig. 4, architectural glass has when it comes to the invention covers are provided, excellent Shading. ': Cl: efficient and U-Fsectors.

509830/0366
BAD ORIGINAL 509830/0366
BATH ORIGINAL

Claims

PatentansprücheClaims

1y Filter zur Regelung des YfärmeÜbergangs, bestehend aus einem Substrat, das aus einen: für sichtbare Strahlung durchlässigen Material besteht, und einen auf der Oberfläche dieses Substrats ausgebildeten Überzug , dadurch g e'k e η η ζ e i c h net, daß der Überzug eine unmittelbar auf der Oberfläche des Substrats angeordnete erste Schicht eines elektrisch nicht leitenden Materials, eine anschließende Doppe!schicht, die- aus einer dünnen Kernbildungsschicht aus einsm von dem Substrat verschiedenen Material auf der zum Substrat gerichteten Soito und einer mit der dünnen Kernbildungsschicht in Berührung stehenden Metallschicht, die so dünn ist, daß sie die optischen Eigenschaften des Filters praktisch nicht verändert, besteht, und eine zweite Schicht eines elektrisch nicht leitenden Materials auf der der Atmosphäre zugewandten Oberseite des Überzugs umfaßt, wobei der Überzug so ausgebildet ist, daß eine Reflexion von mehr als 80 % im Wellenlängenbereich von 4 Mikron bis 50 Mikron erzielt wird.1y filter for regulating the Y heat transition, consisting of a substrate which consists of a material permeable to visible radiation, and a coating formed on the surface of this substrate, thereby g e'k e η η ζ calibrated that the coating has a direct first layer of an electrically non-conductive material arranged on the surface of the substrate, a subsequent double layer consisting of a thin core-forming layer made of a material different from the substrate on the soito facing the substrate and a metal layer in contact with the thin core-forming layer, which is so thin that it practically does not change the optical properties of the filter, and comprises a second layer of an electrically non-conductive material on the upper surface of the coating facing the atmosphere, the coating being designed so that a reflection of more than 80 % achieved in the wavelength range from 4 microns to 50 microns wi approx.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die dünne Metallschicht aus Kupfer oder Gold besteht.2. Filter according to claim 1, characterized in that the thin metal layer made of copper or Gold is made.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kernbildungsschicht für die Metallschicht aus Nickel besteht.3. Filter according to claim 1 or 2, characterized draws that the nucleation layer for the metal layer consists of nickel.

4. Filter nach Anspruch 2 oder 3_f dadurch g e k e η η -4. Filter according to claim 2 or 3 _f thereby gek e η η -

509830/0366
BAD ORIGfNAL 509830/0366
BAD ORIGfNAL

zeichnet , daß die Kupferschicht eine Dicke von 8 bis 45 Millimikron, vorzugsweise von etwa 15»5 Millimikron hat.draws that the copper layer has a thickness of 8 to 45 millimicrons, preferably about 15 »5 millimicrons.

5. Filter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Goldschicht eine Dicke von 2 bis 30 Millimikron, vorzugsweise von etwa 4,4 Millimikron hat.5. Filter according to claim 2 or 3, characterized that the gold layer has a thickness of 2 to 30 millimicrons, preferably about 4.4 millimicrons.

6. Filter· nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Schichten aus elektrisch nicht leitendem Material aus Aluminiuraoxyd gebildet sind und daß die erste nicht leitende Schicht eine Dicke von 58+17 Millimikron und die zweite nicht leitende Schicht eine Dicke von 37+11 Mil1iraikr on hat.6. Filter · according to claims 1 to 5, characterized that the two layers of electrically non-conductive material are formed from aluminum oxide and that the first non-conductive layer a thickness of 58 + 17 millimicrons and the second non-conductive layer a thickness of 37 + 11 Mil1iraikr on has.

7. Filter nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Goldschicht eine zusätzliche Schicht zwischen der aus Gold bestehenden Schicht und der zweiten Schicht des elektrisch nicht leitenden Materials angeordnet ist, die vorzugsweise aus Yttriumoxyd einer physikalischen Dicke von 166 +' 34 Millimikron besteht.7. Filter according to claims 1 to 6, characterized in that that when using a gold layer an additional one Layer between the layer made of gold and the second layer of the electrically non-conductive material is arranged, which preferably consists of yttria having a physical thickness of 166 + '34 millimicrons.

8. Filter nach Ansprüchen 1 bis 7, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die erste Schicht des elektrisch nicht leitenden Materials aus Titandioxyd"und die zweite Schicht des elektrisch nicht leitenden Materials aus Magnesiumfluorid besteht. 8. Filter according to claims 1 to 7, d a d u r c h characterized, that the first layer of the electrically non-conductive material made of titanium dioxide "and the second layer of the electrically non-conductive material made of magnesium fluoride.

509830/0366509830/0366