DE3244416C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft hochkorrosionsbeständige Reflexionsschichtsysteme auf Glas oder glasähnlichen Substraten. Die mit den Reflexionsschichtsystemen versehenen Substrate werden z. B. als Spiegel in der Möbelindustrie, im Haushalt, im Verkehrswesen, im wissenschaftlichen Apparatebau oder als teildurchlässige Spiegel angewendet.

Es ist bekannt, daß metallische Reflexionsschichten mit oder ohne Selbstpassivierungseigenschaften durch Aufbringen einer weiteren dünnen Metallschicht und/oder einer organischen Polymerschicht, die auch aus mehreren Einzelschichten bestehen kann, vor Korrosion geschützt werden. Da die Schutzwirkung der dünnen Metallschicht gegenüber der Reflexionsschicht vorrangig durch die galvanische Wechselwirkung zwischen den beiden Metallschichten bestimmt wird, besteht die dünne Metallschicht fast immer aus einem Metall, daß nach seiner Stellung in der elektrochemischen Spannungsreihe unedler als das Metall der Reflexionsschicht ist. Die meistens aus einem Reinmetall bestehende dünne Metallschicht wird vorwiegend mit Hilfe naßchemischer Verfahren oder der Vakuumbedampfung aufgebracht. Die Reflexionsschicht wird durch die dünne Metallschicht nur solange geschützt, bis diese noch nicht anodisch aufgelöst ist. Der größte Teil der Schutzwirkung wird von der organischen Polymerschicht übernommen, da die Zeit bis zur anodischen Auflösung der dünnen Metallschicht sehr viel kleiner ist als die Zeit der Durchdringung der organischen Polymerschicht mit Atmosphärilien (Wasser, Sauerstoff u.a.), wobei an die organische Polymerschicht u.a. bezüglich des Vernetzungsgrades besondere qualitative Anforderungen gestellt werden. Üblicherweise muß die organische Polymerschicht in einem energieintensiven Prozeß getrocknet werden.

In zahlreichen Anwendungsfällen wird jedoch trotz kostenaufwendiger Herstellungsverfahren, z. B. bei der Abscheidung mit Hilfe der thermischen bzw. Elektronenstrahlbedampfung im Vakuum, die geforderte Lebensdauer aufgrund der geringen korrosionschemischen Beständigkeit nicht erreicht. Im Falle der naßchemischen Abscheidung werden durch den Umgang mit giftigen Elektrolysebädern erhöhte Anforderungen an den Arbeits- und Umweltschutz gestellt. Die Erzeugung einer Korrosionsschutzschicht auf der Reflexionsschicht mit Hilfe der anodischen Oxidation, z. B. nach dem Eloxalverfahren bei Verwendung von Aluminium als Reflexionsschicht, ist sowohl mit einem erheblichen technologischen Aufwand als auch mit der Bildung zahlreicher und zur Verschlechterung des Reflexionsgrades führender Löcher in der Reflexionsschicht verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hochkorrosionsbeständige Reflexionsschichtsysteme auf Glas oder glasähnlichen Substraten zu schaffen, die keine Verschlechterung des Reflexionsvermögens, vorzugsweise der Lichtreflexion, während der Herstellung und der späteren Verwendung aufweisen und zur Erreichung eines langzeitigen Korrosionsschutzes keine organische Polymerschicht erfordern.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die Aufgabe dann gelöst wird, wenn auf der Oberfläche des Glases oder der glasähnlichen Substrate mittels Gleichstrom- Plasmatronaufstäuben eine aus Aluminium, Kupfer, Zinn und/oder Zink bestehende Reflexionsschicht aufgebracht ist, die mit einer weiteren, aus Titan, Eisen, Nickel oder Chrom bestehenden Schicht unter Beibehaltung des Reflexionsvermögens und der Bildung einer Übergangs­ schicht beschichtet ist.

Die auf diese technologisch einfache und kostengünstige Weise hergestellten erfindungsgemäßen hochkorrosions­ beständigen Reflexionsschichtsysteme besitzen unter Beibehaltung des Reflexionsvermögens, vorzugsweise der Lichtreflexion, einen derart langzeitigen Korrosions­ schutz, daß eine organische Polymerschicht aus dieser Sicht nicht mehr erforderlich ist. Eine qualitativ we­ niger gute organische Polymerschicht hat - falls not­ wendig - nur noch die Funktion des Schutzes gegen einen starken mechanischen Angriff auf das Reflexionsschicht­ system zu erfüllen.

Die gefundene wesentliche Erhöhung des langzeitigen Korrosionsschutzes kann mit der Ausbildung einer Über­ gangsschicht erklärt werden. Diese Übergangsschicht be­ wirkt offenbar ein wesentlich stärkerer Selbstpassi­ vierungsvermögen als das reiner Metalle und bildet so­ mit die Grundlage für ein hochkorrosionsbeständiges Re­ flexionsschichtsystem. Anhand eines Ausführungsbeispie­ les soll die Erfindung näher beschrieben werden, die zugehörige Fig. 1 zeigt die Verläufe der Korrosions­ ströme dreier Proben in Abhängigkeit von der Zeit.

Auf eine sorgfältig gereinigte 10 cm×10 cm große Float­ glasprobe wird im Vakuum bei einem Arbeitsdruck von 133, 32 mPA (Argon) mit Hilfe des Gleichstrom-Plasmatron­ aufstäubens das Reflexionsschichtsystem Aluminium/Titan mit einer Aluminiumschichtdicke von ca. 110 nm und einer Titanschichtdicke von ca. 20 nm in einem Prozeß nachein­ ander aufgebracht. Zum Zwecke des Vergleiches werden zwei auf die gleiche Weise gereinigte 10 cm×10 cm große Floatglasproben mit dem Reflexionsschichtsystem Alumi­ nium/Titan mit gleichen Schichtdicken im Vakuum bei einem Arbeitsdruck von 2,67 mPa mittels thermischer Verdampfung in einem Prozeß nacheinander aufgebracht. Eine dieser beiden Proben wird mit einer organischen Polymerschicht, einem handelsüblichen Spiegeldecklack, überzogen. Alle drei Proben werden einem elektrochemischen Test unterwor­ fen, bei welchem der zeitliche Verlauf des Korrosions­ stromes, gemessen gegen eine sauerstoffgespülte Platin­ elektrode in einer 0,5 n HNO₃, ein Maß für die Korro­ sionsbeständigkeit und damit Lebensdauer des aufgebrach­ ten Reflexionsschichtsystemes ist.

Bei der Kurve 1 handelt es sich um die thermisch be­ dampfte Probe ohne organische Polymerschicht, während Kurve 2 die thermisch bedampfte mit organischer Poly­ merschicht darstellt, Kurve 3 repräsentiert die mittels Gleichstrom-Plasmatronaufstäuben hergestellte Probe.

Bereits nach ca. drei Stunden weist die thermisch be­ dampfte Probe ohne organische Polymerschicht erste vi­ suell erkennbare Defekte (z. B. Löcher) auf, nach ca. 20 Stunden geht das Reflexionsschichtsystem im Maximum der Kurve am stärksten in Lösung. Charakteristisch ist der steile Anstieg und steile Abfall des Korrosionsstrom­ verlaufes mit einem hohen Maximum (Kurve 1).

Der Verlauf des Korrosionsstromes bei der thermisch be­ dampften Probe mit organischer Polymerschicht (Kurve 2) ist gegenüber Kurve 1 flacher mit einem niedrigen Maximum, die organische Polymerschicht übt also eine gewisse Schutzwirkung aus. Hier sind erste Defekte nach ca. 20 Stunden zu erkennen, nach ca. 60 Stunden geht das Re­ flexionsschichtsystem im Maximum der Kurve am stärksten in Lösung.

Bei der mittels Gleichstrom-Plasmatronaufstäuben herge­ stellten Probe (Kurve 3) können dagegen erste Defekte frühestens nach ca. 200 Stunden beobachtet werden. Der extrem niedrige Korrosionsstrom sowie der nahezu konstan­ te Verlauf ohne Maximum über die Zeit - selbst nach ca. 480 Stunden - beweisen, daß kaum ein in Lösung gehen des Reflexionsschichtsystems stattfindet und somit ein hochkorrosionsbeständiges Reflexionsschichtsystem vor­ liegt.

Messungen der Lichtreflexion der Reflexionsschicht bei den o. g. drei Proben unmittelbar nach der Herstellung ergeben Werte von 86%. Die Messungen im Verlaufe des elektrochemischen Beständigkeitstests ergeben Werte von 9% nach 20 Stunden Testzeit bei der thermisch bedampften Probe ohne organische Polymerschicht, 12% nach 20 Stun­ den Testzeit bei der thermisch bedampften Probe mit or­ ganischer Polymerschicht und 9% nach 60 Stunden Test­ zeit, 85% nach 200 und 480 Stunden Testzeit bei der mit Hilfe des Gleichstrom-Plasmatronaufstäubens hergestell­ ten Probe.

Claims (1)

1. Hochkorrosionsbeständige Reflexionsschichtsysteme auf Glas oder glasähnlichen Substraten, dadurch gekennzeich­ net, daß auf der Oberfläche mittels Gleichstrom - Plas­ matronaufstäuben eine aus Aluminium, Kupfer, Zinn und/ oder Zink bestehende Reflexionsschicht aufgebracht ist, die mit einer weiteren, aus Titan, Eisen, Nickel oder Chrom bestehenden Schicht unter Beibehaltung des Re­ flexionsvermögens und Bildung einer Übergangsschicht beschichtet ist.