DE3130857C2 - Wärmedämmender Belag für ein Substrat aus transparentem Material, Verfahren zu dessen Herstellung und seine Verwendung - Google Patents
Wärmedämmender Belag für ein Substrat aus transparentem Material, Verfahren zu dessen Herstellung und seine VerwendungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen wärmedämmenden Belag für transparente Substrate, insbesondere für Isolierglasscheiben. Zwischen dem Glas und einer Silberschicht befindet sich eine erste Zwischenschicht aus Wismutoxid. Auf dieser Wismut oxidschicht ist eine zweite Schicht aus Bleioxid, Antimonoxid oder Telluroxid aufgebracht, auf dieser zweiten Schicht die Silberschicht. Durch die zweite Schicht wird ein Dunkelwerden des Belages, das sonst bei UV-Einstrahlung auftritt, verhindert.
Description
berschicht deutlich höherer Schichtdicke angeordnet wird. Die für die Zwischenschicht verwendeten Materialien
haben jedoch den Nachteil, daß sie für die übliche Dioden-Kathodenzerstäubung sehr geringe Zerstäubungsgeschwindigkeit
besitzen, was sich für den Herstellvorgang als nachteilig erweist, da ^rartige Schichten
durch Kathodenzerstäubung auf die Glasscheiben aufgetragen werden. Wegen der niedrigen Zerstäubungsgeschwindigkeit
und der hohen Schichtdicke erfolgt das Auftragen außerordentlich langsam, weshalb
die HerstellLosten sehr hoch sind, wobei ferner hohe
Energiekosten anfallen. Solche Materialien könnten zwar mit höherer Zerstäubungsgeschwindigkeit mittels
besonderer Hochleistungskathoden zerstäubt werden. Solche Hochleistungskathoden sind jedoch kompliziert
aufgebaut und damit wesentlich kostspieliger als übliche Dioden-Kathoden, wobei ferner eine besondere Verfahrenstechnik
beim Zerstäuben erforderlich ist Ferner können die erwähnten Materialien nicht mit gleichen
Zerstäubungsbedingungen aufgetragen werden, weshalb auch die Zerstäubungsanlage zum Aufbringen der
Schichten jedesmal neu eingestellt werden muß.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung einen wärmedämmenden
Belag anzugeben, der auf dem System Wismutoxid-Silber-Wismutoxid basiert, jedoch nicht eine allmählich
fortschreitende Schwärzung bei Lichteinstrahlung aufweist, und bei dem alle Schichten einschließlich
der Zwischenschichten zwischen der Wismutoxidschicht und der Silberschicht kostengünstig mit konventioneller
Dioden-Kathodenzerstäubung aufgebracht werden können.
Diese Aufgabe wird mit einem wärmedämmenden Belag nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 gelöst,
der erfindungsgemäß nach der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Weise ausgestaltet
ist
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, ein bevorzugtes Herstellungsverfahren sowie vorteilhafte
Verwendungen des wärmedämmenden Belags ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß abweichend von den bisher bekannten Belägen die zweite Schicht,
die sich zwischen der Wismutoxidschicht und der Silberschicht befindet, aus einem der Materialien Bleioxid,
Antimonoxid, Telluroxid oder auch aus einer Mischung dieser Materialien mit einer Schichtdicke zwischen 2
und 30 nm besteht Eine aus diesen Materialien gebildete Zwischenschicht verhindert eine Diffusion von Silber
in die Wismutoxidschicht und damit die allmähliche Schwärzung bei Lichteinstrahlung. Die genannten Materialien
weisen für die konventionelle Dioden-Kathodenzerstäubung hohe Zerstäubungsgeschwindigkeit
auf, so daß sie das Herstellungsverfahren nicht verzögern. In diesem Sinne wirkt sich auch vorteiinaft der
Umstand aus, daß diese Materialien unter den gleichen Zerstädbungsbedingungen wie Wismutoxid auf das
Substrat aufgetragen werden können. Eine Neueinstellung des Zerstäubungssystems wie beispielsweise eine
Veränderung des Gasdruckes oder der Gaszusammensetzung ist folglich nicht notwendig.
Als Substrate kommen für den erfindungsgemäßen wärmedämmenden Belag nicht nur Glasscheiben in Betracht,
sondern beispielsweise auch transparente Folien, wie Kunststoffolien. Derartige Kunststoffolien können,
mit dem wärmedämmenden Belag versehen, in den Zwischenraum einer Isolierglasscheibe angeordnet sein
oder auch auf eine der Isolierglasscheiben aufgeklebt sein. Der wärmedämmende Belag führt in beiden Fällen
zu einer Verbesserung der Wärmedämmung einer solchen Isolierglasscheibe.
Im folgenden wird nun die Erfindung anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben
und näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 schematisch einen Querschnitt durch eine Glasscheibe mit dem erfindungsgemäßen wärmedämmenden
Belag;
F i g. 2 eine Doppelscheibe mit einer den wärmedämmenden Belag tragenden Kunststoffolie, die auf eine Scheibe aufgeklebt ist;
F i g. 2 eine Doppelscheibe mit einer den wärmedämmenden Belag tragenden Kunststoffolie, die auf eine Scheibe aufgeklebt ist;
F i g. 3 eine Doppelscheibe mit einer den wärmedämmenden Belag tragenden Kunststoffolie, die zwischen
den Scheiben aufgespannt ist
Die Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt
durch eine Glasscheibe, auf der der erfindungsgemäße wärmeisolierende Belag aufgebracht ist Die Glasscheibe
stellt das Substrat 6 dar. Unmittelbar auf dem Substrat 6 befindet sich eine" erste Schicht 1 aus Wismutoxid,
B12O3. Diese erste Schicht 1 hat eine Schichtdicke von
etwa 12 nm. Auf die Schicht 1 folgt eine zweite Schicht 2
aus Bleioxid. Diese zweite Schicht 2 aus Bleioxid hat vorzugsweise eine Schichtdicke von etwa 4 nm. Auf sie
folgt eine (dritte) Silberschicht 3, welche eine Schichtdicke von etwa 15 nm aufweist Die zweite Schicht 2 aus
Bleioxid wirkt als Sperrschicht, die ein allmähliches:
Schwarzwerden der Scheibe durch ausfallendes Silber infolge von Ultravioletteinstrahlung verhindert
Auf die Silberschicht 3 folgt eine vierte Schicht 4, die:
aus dem gleichen Material wie die zweite Schicht 2 besteht in dem Beispielsfall also aus Bleioxid. Diese vierte
Schicht 4 hat ebenfalls eine Schichtdicke von vorzugsweise 4 nm. Sie wirkt ebenfalls als Sperrschicht gegen
eine Diffusion von Silber in eine Wismutoxidschicht, die sich auf der vierten Schicht 4 befindet. Auf die vierte
Schicht kann nämlich eine fünfte Schicht 5 aufgebracht sein, die ebenfalls aus Wismutoxid besteht und eine
Schichtdicke von etwa 25 nm aufweist.
Der dargestellte, erfindungsgemäße wärmedämmende Belag zeigt keine Schwärzung durch Ultravioletteinstrahlung,
selbst eine sechswöchige Bestrahlung mit Ultraviolettlampen blieb ohne Folgen. Der wärmedämmende
Belag ist thermisch stabil, nach einer sechswöchigen Temperung bei 1000C konnten keine Veränderungen
festgestellt werden. Das Schichtsystem läßt sich in einfacher Weise durch Flammreduktion an den Scheibenrändern
entfernen, so daß eine mit dem erfindungsgemäßen wärmedämmenden Belag versehene Glasscheibe
einfach zu verarbeiten ist.
Die Lichttransmission des Schichtsystems in Verbindung mit einer 4 nm dicken Floatglasscheibe liegt bei
etwa 80%. Ohne den aufgebrachten wärmedämmenden Belag hat die Floatglasscheibe eine Lichttransmission
von 90%.
Das Emissionsvermögen des wärmedämmenden Belages liegt bei 0,1, das von Glasoberflächen dagegen bei
0,85.
Der erfindungsgemäße wärmedämmende Belag wird dadurch hergestellt, daß die einzelnen Schichten nacheinander
durch konventionelle Dioden-Kathodenzerstäubung auf das Substrat 6 aufgetragen werden. Dabei
wird vorzugsweise beim Aufbringen der Sperr- oder Schutzschichten 2 und 4, die die Silberschicht 3 umgeben,
die gleiche Gaszusammensetzung und der gleiche Zerstäubungsdruck gewählt wie bei dem Aufbringen
der Wismutoxidschichten 1 und 5. Dies ermöglicht es,
das Aufbringen der Wismutoxidschicht(en) und der Sperrschicht(en) aus Bleioxid, Antimonoxid oder Tellur-
oxid in einem Arbeitsgang dadurch durchzuführen, daß lediglich eine andere Kathode zum Zerstäuben eingeschaltet
wird.
F i g. 2 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine
Isolierglasscheibe, die mit einem erfindungsgemäßen wärmedämmenden Belag 9 versehen ist. Die Isolierglasscheibe
ist eine Doppelglasscheibe mit zwei Glasscheiben 7 und 8. In dem Zwischenraum 11 zwischen diesen
beiden Glasscheiben 7 und 8 befindet sich eine transparente Kunststoffolie 10, auf die der erfindungsgemäße
wärmedämmende Belag 9 aufgetragen ist. Diese Kunststoffolie 10 ist auf die Innenseite der Glasscheibe 8 aufgeklebt.
Stattdessen kann die Folie 10 mit dem darauf befindlichen wärmedämmenden Belag 9 auch in dem
Scheibeninnenraum 11 aufgespannt sein (Fig.3). Wie anhand der F i g. 2 ersichtlich ist, ist die Glasscheibe S an
den Seitenrändern von der Folie 10 bzw. dem wärmedämmenden Belag 9 befreit, so daß dort die Glasscheiben
7 und 8 mit einer Klebstoffmasse 12 verklebt werden können, wobei ein Abstandshalter 13 die beiden
Glasscheiben 7 und 8 auf dem vorgesehenen Abstand hält.
F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der der wärmedämmende Belag 9 auf eine Kunststoffolie 10 aufgebracht
ist. Die Kunststoffolie 10 ist zwischen den Scheiben 7,8 aufgespannt und in dem Abstandhalter 13 verklemmt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
30
35
40
45
50
55
60
65
Claims (12)
1. Wärmedämmender Belag für ein Substrat (6) aus transparentem Material, wobei der Belag aus
mehreren Schichten aufgebaut ist, mit einer ersten, an das Substrat (6) angrenzenden Schicht (t) aus
Wismutoxid, mit einer zweiten Schicht (2) aus einem Oxid, mit einer dritten Schicht (3) aus Silber, mit
einer vierten Schicht (4) aus dem Material der zweiten Schicht (2), dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Schicht (2) und die vierte Schicht (4) aus einem der Materialien Bleioxid, Antimonoxid,
Telluroxid oder aus einer Mischung dieser Materialien mit einer Schichtdicke zwischen 2 und 30 n.m
bestehen.
2. Wärmedämmender Belag nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der zweiten Schicht (2) und der vierten Schicht (4) 4 nm
beträgt
3. Wärmedämmender Belag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
Schicht (1) aus Wismutoxid eine Schichtdicke von 2 bis 20 nm, insbesondere 12 nm besitzt.
4. Wärmedämmender Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
dritte Schicht (3) aus Silber eine Schichtdicke von 7 bis 20 nm, insbesondere 15 nm besitzt.
5. Wärmedämmender Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der
vierten Schicht (4) eine fünfte Schicht (5) aus Wismutoxid aufgebracht ist.
6. Wärmedämmender Belag nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der
fünften Schicht (5) 15 bis 30 nm, insbesondere 25 nm
beträgt.
7. Verfahren zur Herstellung eines wärmedämmenden Belages nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (2) und die vierte Schicht (4) mit gleicher •Gaszusammensetzung
und gleichem Zerstäubungsdruck wie die erste Schicht (1) durch Kathodenzerstäubung abgeschieden
werden.
8. Verwendung des wärmedämmenden Belages nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für Sonnen- und
Wärmeschutz-Isolierscheiben.
9. Verwendung nach Anspruch 8, mit zwei im Abstand angeordneten Glasscheiben (7,8), dadurch gekennzeichnet,
daß der wärmedämmende Belag (9) auf einer der beiden Glasscheiben zum Scheibenzwischenraum
angeordnet ist.
10. Verwendung nach Anspruch 8, mit zwei im Abstand angeordneten Glasscheiben (7,8), dadurch gekennzeichnet,
daß der wärmedämmende Belag (9) auf einer transparenten Folie aufgebracht ist und die
Folie mit dem wärmedämmenden Belag (9) zwischen den Glasscheiben (7,8) angeordnet ist.
11. Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die transparente Folie (10) auf eine der Glasscheiben (7 bzw. 8) aufgeklebt ist.
12. Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die transparente Folie (10) mit
dem auf ihr befindlichen wärmeisolierenden Belag (9) in dem Zwischenraum (11) zwischen den Scheiben
(7 bzw. 8) aufgespannt ist.
Die Erfindung betrifft einen wärmedämmenden Belag für ein Substrat aus transparentem Material gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung.
Bei Isolierscheiben kann die Wärmedämmung dadurch erhöht werden, daß wenigstens eine der beiden Scheiben mit einer dünnen Schicht auf der Basis von Gold, Silber oder Kupfer versehen wird. Derartige Scheiben sind hochtransparent, sie weisen aber infolge dieser dünnen Schicht eine erhöhte Wärmedämmung auf und sind als Sonnenschutz-Isolierscheiben oder als Wärmeschutz-Isolierscheiben verwendbar.
Bei Isolierscheiben kann die Wärmedämmung dadurch erhöht werden, daß wenigstens eine der beiden Scheiben mit einer dünnen Schicht auf der Basis von Gold, Silber oder Kupfer versehen wird. Derartige Scheiben sind hochtransparent, sie weisen aber infolge dieser dünnen Schicht eine erhöhte Wärmedämmung auf und sind als Sonnenschutz-Isolierscheiben oder als Wärmeschutz-Isolierscheiben verwendbar.
Im Stand der Technik werden für solche Fälle bevorzugt
Schichten auf der Basis von Gold vorgesehen, wobei zwecks besserer Aufbringung, aber auch zur Erhöhung
der elektrischen Leitfähigkeit, zwischen der Goldschicht und der Glasscheibe als Substrat eine Haftschicht
aus einem Metalloxid, insbesondere aus Wismutoxid, vorgesehen wird (DE-AS 10 58 805). Andererseits
ist es wegen der hohen und unsicheren Goldpreise wünschenswert,
diese Schichten auf der Basis anderer Materialien als Gold aufzubauen. In der Zeitschrift »Glass
Technology«. Bd. 21 (Oktober 1980), Nr. 5, S. 254, sowie in der DE-OS 28 54 213, von der im Oberbegriff des
Anspruchs 1 ausgegangen ist, sind Dreifach-Schichtsysteme
auf der Basis von Silber beschrieben, die sehr gute technische Werte erreichen. Wegen des hohen Brechungsindex
von Wismutoxid sind insbesondere Schichtsysteme auf der Basis Wismutoxid-Silber-Wismutoxid
wünschenswert Die Wismutoxidschichten wirken in dem Schichtsystem als Entspiegelungsschichten
für die Silberschicht, d. h, daß mit ihnen die Transmission der Silberschicht insbesondere im sichtbaren Bereich
des Lichtes erheblich erhöht wird. Ferner wirken die Wismutoxidschichten als Schutzschichten zur Vermeidung
der Korrosion der Silberschicht.
Bei der Herstellung von Isolierglasscheiben ist es derzeit üblich, die gewünschten wärmedämmenden Beläge
auf großflächige Glasscheiben aufzubringen, wobei diese dann nach der Beschichtung auf das jeweilige Fenstermaß
zugeschnitten werden. Schichtsysteme, bei denen Wismutoxid auf der Glasscheibe (als Substrat) als
erste Schicht aufgebracht sind (DE-OS 28 54 213), sind für die Weiterverarbeitung zu Isolierglas vorteilhaft
weil die Schichten an den Scheibenrändern mit einem einfachen Flammreduktionsprozeß entfernt werden
können, so daß eine einwandfreie Verklebung der Isolierscheibe am Scheibenrand mit herkömmlichen Isolierglasklebern,
die bezüglich Haftung auf Glasoberflächen eingestellt sind, möglich ist. Nach der Entfernung
des wärmedämmenden Belages vom Scheibenrand können die im übrigen beschichteten Glasscheiben mit den
zur Zeit üblichen Fertigungsmaschinen in gleicher Weise wie unbeschichtete Glasscheiben zu Isolierglas weiterverarbeitet
werden.
Bekanntlich ist jedoch das Schichtsystem Wismutoxid-Silber-Wismutoxid
nicht beständig gegen ultraviolette Bestrahlung der Sonne, vielmehr schwärzt die Beschichtung
sich im Laufe der Zeit, wenn sie Ultraviolettstrahlung
ausgesetzt ist. Vermutlich beruht dies darauf, daß Silber durch ultraviolette Strahlung angeregt wird
und in das Wismutoxid hineindiffundiert, wo es dann als Silberteilchen ausfällt.
Zur Überwindung dieses Problems wird gemäß der
b5 DE-OS 28 54 213 die Schwärzung dadurch verhindert,
daß zwischen der Wismutoxidschicht und der Silberschicht eine Zwischenschicht aus Zinkoxid, Indiumoxid
oder Zinnoxid mit gegenüber der Schichtdicke der SiI-
Priority Applications (1)
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DE19813130857 DE3130857C2 (de) | 1981-08-04 | 1981-08-04 | Wärmedämmender Belag für ein Substrat aus transparentem Material, Verfahren zu dessen Herstellung und seine Verwendung |
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DE19813130857 DE3130857C2 (de) | 1981-08-04 | 1981-08-04 | Wärmedämmender Belag für ein Substrat aus transparentem Material, Verfahren zu dessen Herstellung und seine Verwendung |
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