DE1062901B

DE1062901B - Ein- oder beiderseitig mit transparenter Schutzschicht ueberzogenes Sichtglas und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1062901B
Application number: DEJ15027A
Authority: DE
Inventors: Dr Hubert Schroeder; Reinhard Kaufmann
Original assignee: Jenaer Glaswerk Schott and Gen
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1958-06-26
Filing date: 1958-06-26
Publication date: 1959-08-06
Also published as: CH386058A; BE627075A

Description

Ein- oder beiderseitig mit transparenter Schutzschicht überzogenes Sichtglas und Verfahren zu seiner . Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf ein- oder beiderseitig mit transparenten Schutzschichten überzogene Sichtgläser.
Bei einer großen Zahl technischer Arbeiten, deren Durchführung oder Überwachung gewisse Sicherheitsmaßnahmen für das Bedienungspersonal erfordert, werden Sichtgläser gebraucht, welche entweder als Fenster in Steuerkabinen u. dgl. oder lediglich als Augenschutz in Form -von Gesichtsschützern oder Brillen zur Verwendung kommen. Solche Gläser sind vor allem -in metallverarbeitenden Betrieben einem stärken Verschleiß unterworfen, da glühende Metallspritzer; die in Gießereien oder beim Schweißen- oder Schleifen meist. unvermeidlich sind, sich an der Glasoberfläche festsetzen bzw. einbrennen und dadurch das Glas oft schon nach wenigen Stunden als Sichtglas unbrauchbar machen. Da Kunststoffe und organische Gläser in dieser Hinsicht weniger empfindlich sind, zieht man sie vielfach für solche Zwecke dem Silikatglas vor. Dabei muß man allerdings den großen Nachteil in Kauf nehmen, daß solche Stoffe keinerlei optische Qualität besitzen, sondern mehr oder minder unebene, leicht verkratzbäre Oberflächen aufweisen, welche eine erhebliche Behinderung für exaktes Arbeiten hervorrufen.
Zur Vermeidung dieses Nachteils wurden schon mehrfach Vorschläge gemacht, welche zum Ziele hatten, Sichtscheiben aus normalem Silikatglas zu verwenden, das durch einen spritzen abweisenden Überzug gegen das Einbrennen der glühenden Teilchen geschützt ist. Wegen des in dieser Hinsicht günstigeren Verhaltens von Kunststoffen, Kunstharzen und organischen Lacken war es nahehegend, Überzüge aus solchen Stoffen auf den zu schützenden Gläsern niederzuschlagen. Die mangelhafte optische Qualität und geringe Ahriebfestigkeit dieser Überzüge verhinderte jedoch in den meisten Fällen ihre praktische Anwendung. Nach einem weiteren Vorschlag wurde sodann empfohlen, wasserhaltige Kieselsäure- bzw. Alkalisilikatschichten unter Ausnutzung des Leydenfrostschen Phänomens zu demselben Zweck zu verwenden, wobei der beim Auftreffen eines glühenden Teilchens entwickelte Wasserdampf ein Schutzpolster auf dem Glase bildete. Offenbar kann diese Wirkung aber nur nur so lange bestehen, als genügend Wasser in der Schutzschicht enthalten ist; außerdem ist mit zunehmender Entwässerung von Silikatschichten die Gefahr der Trübung und der Rißbildung gegeben.
Bei Versuchen, das Problem in befriedigender Weise zu lösen, wurde nun überraschend gefunden, daß man Sichtgläser mit optisch einwandfreien und äußerst beständigen, abriebfesten Schutzschichten erhält, wenn diese aus einem lösungsmittelfreien, bis mindestens 250° C temperaturbeständigen Überzug von anorganischen oxydischen Verbindungen und -einer metatl-bzw. metalloidorganischen Beimengung bestehen. Während lösungsmittelfreie Oxydschichteri für- sich allein keine oder nur eine sehr unbedeutende Schutz-Wirkung gegen Metallspritzer besitzen, zeigte sich, daß durch den Einbau der metallorganischen Komponente ein hochelastisches Gefüge geschaffen werden kann, bei dem offenbar infolge einer sehr weitgehengen gegenseitigen Absättigung aller Valenzkräfte ein Anhaften auftreffender Metallteilchen nicht mehr möglich ist. Daß es sich dabei nicht um bloße additive Mischungen zweier oder mehrerer Stoffe handelt, geht auch daraus hervor, daß die Temperaturbeständigkeit der erfindungsgemäßen Schutzüberzüge um 1.00 bis 200° C höher liegen kann als die der eingebauten organischen Komponente für sich allein. Die Schichten lassen sich ferner im Gegensatz zu ihrem organischen Anteil als optisch homogene, klare Filme von einer Dicke bis zu 10[, und mehr niedergeschlagen und weisen ein vorzügliches Haftvermögen an der Glasoberfläche auf.
Als geeignete anorganische Verbindungen kommen insbesondere die in bekannter Weise durch hydrolytische Umsetzung und Erhitzung aus Estern von Säuren, beispielsweise Halogensäuren, der Metalle der IV. Gruppe des Periodischen Systems erhaltenen Oxyde in Betracht; im Hinblick auf große Härte und Haftfestigkeit mit der Glasoberfläche bewähren sich besonders Mischungen von Si 02 und Ti 02 oder Zr 02, die außerdem den Vorteil. bieten, daß ihre Lichtbrechung durch das Mischungsverhältnis der des Glases optimal angepaßt werden kann.
_. Für die _meiall,. bzw.- metalloidorganische Beimengung'eignen sich z. B: Verbindungen vom Typ R" (MeORR7x - MeRR'R" bzw. ' :-,R @@ (MeO R)x -, Me-R.RI'i, Die Strukturformeln dieser";Ver;bindungen sind fol- o gende , a':.: .. . Hierbei bedeutet x den Polymerisatiönsgrad für die Gruppe in ( ). R,R' und R" können beliebige, auch gleiche, organische Radikale sein, wobei mindestens R ein an Me direkt gebundenes C-Atom aufweist und R' und R" vorteilhaft, teilweise durch ein Halogen ersetzt sein kann. Für 3wertiges Me entfällt R'.
Besonders günstig sind die entsprechenden Verbindungen des Al, Si, Sn oder Ti. Der prozentuale Anteil der metallorganischen Beimengung soll zweckmäßig zwischen 5 und 50%, vorzugsweise zwischen 5 und 15%, bezogen auf die Gesamtmasse der fertig aufgebrachten Schicht, betragen.
Das Aufbringen der Schutzschicht auf den Sichtgläsern erfolgt zweckmäßig durch Tauchen der Gläser in Lösungen der genannten Stoffe oder durch Absenken, Aufschleudern oder Aufsprühen derselben. Als Lösungsmittel können verschiedene organische Lö= sungsmittel, vorzugsweise Alkohole oder Ester, verwendet werden, sofern die Ausgangsstoffe der beiden zum Schichtenaufbau dienenden Stoffgruppen in ihnen gleichzeitig löslich sind. Nach dem Aufbringen wird der Flüssigkeitsfilm zunächst unter mäßigem Erwärmen getrocknet, wobei gegebenenfalls an der feuchten Luft die erwähnte hydrolytische Umsetzung der in Oxyde umzuwandelnden Ester erfolgen kann, und hierauf das beschichtete Glas bis zum Austreiben des Lösungsmittels und der etwa flüchtigen Reaktionsprodukte, d. h. mindestens auf 250° C, erhitzt.

Claims

P A T E N T A N S P R V C H E . 1. Ein- oder beidseitig mit transparenter Schutzschicht überzogenes Sichtglas, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht(en) aus einem lösungsmittelfreien, bis mindestens 250° C temperaturbeständigen Überzug von anorganischen _ oxydischen Verbindungen und einer metall-.bzw. metalloidorganischen Beimengung besteht (bestehen). -2. Sichtglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß-die anorganischen Verbindungen der Schutzschichten) aus Oxyden bestehen, welche durch hydrolytische Umsetzung und Erhitzung aus Estern von Säuren,- beispielsweise Halogensäuren, der Metalle der IV. Gruppe des Periodischen Systems erhalten sind. 3. Sichtglas nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganischen Verbindungen der Schutzschicht(en) aus Mischungen von S'02 und Ti 02 und/oder Zr 02 bestehen. 4. Sichtglas nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet; daß als metall- bzw. metalloidorganische Beimengung Verbindungen vom Typ R" (MeORR')x MeRR'R" bzw. R"Me.0 R) x MeRR" in der Schutzschicht enthalten sind, wobei Me ein 4- bzw. 3wertiges Metall oder Metalloid und R, R' und R" beliebige, auch gleiche organische Radikale sein können und mindestens R ein an Me direkt -gebundenes C-Atom aufweist und R' und R" teilweise durch ein Halogen ersetzt sein kann. 5. Sichtglas nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Me eines oder Mischungen der Elemente Al, Si, Sn oder Ti ist. 6. Sichtglas nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der prozentuale Anteil der metall-bzw. metalloidorganischen Beimengung zwischen 5 und 15%, bezogen auf die Gesamtmasse der fertig aufgebrachten Schicht, beträgt. 7. Verfahren zum Herstellen von Sichtgläsern nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsstoffe der zum Schichtenaufbau dienenden Stoffgruppen in organischen Lösungsmitteln gelöst und- die Schichten durch Aufschleudern, Aufsprühen oder Absenken der Lösungen bzw. Eintauchen der Gläser auf der Glasoberfläche niedergeschlagen werden, worauf der entstandene Film getrocknet wird und schließlich das Lösungsmittel und die etwaigen flüchtigen Reaktionsprodukte durch Erhitzen ausgetrieben werden.