DE1696066B2

DE1696066B2 - Wärmereflektierendes Fenster und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1696066B2
Application number: DE1696066A
Authority: DE
Inventors: Peter Henry Maumee Berning; Charles Mermyn Browne; Albany Delmer Grubb
Original assignee: Libbey Owens Ford Glass Co
Current assignee: Libbey Owens Ford Glass Co
Priority date: 1967-03-17
Filing date: 1968-03-18
Publication date: 1978-08-17
Also published as: NO122607B; IE32079B1; CH515860A; ES351729A1; NL6803673A; BE712110A; DK129409B; LU55687A1; SE336041B; DK129409C; DE1696066C3; FR1559328A; US3537944A; DE1696066A1; GB1219015A; IE32079L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein wärmereflektierendes Fenster, insbesondere auf ein solches, wie es vielfach bei der heute modernen Bauweise Anwendung Findet bei der große, meistens eine Außenwand eines Raumes bildende Gissscheiben verwendet werden, die lediglich durch eine schmale, der Halterung der einzelnen Glasscheiben dienende, aus Metall bestehende gitterartige Konstruktion unterbrochen sind.

Bei derartigen Fenstern verbietet sich die Verwendung üblichen bekannten Fensterglases, da die einfallen-

)o de Strahlungsenergie der Sonne, insbesondere im Sommer, zu einer unerträglich hohen Raumtemperatur führen würde. Um diesem Nachteil abzuhelfen und die Aufheizung des Raumes durch die einfallende Strahlungsenergie der Sonne einzuschränken, hat man an sich

!5 bekannte Verbundgläser für die Fenster benutzt, die wärmeabsorbierende Eigenschaften aufweisen. Wenn auch hierdurch die Durchlässigkeit der Strahlungsenergie und damit die Erwärmung des Raumes verringert wird, bleibt doch die Tatsache bestehen, daß diese Verbundgläser, die die Sonnenstrahlung durch Absorption auffangen, eine Temperatur erhalten können, bei der sie praktisch zu Heizkörpern werden, die ihrerseits einen Teil der Wärme in das Innere des Raumes abgeben, so daß eine Herabsetzung der Raumtempera-

4^r> tür durch diese Verbundgläser nur unvollkommen und teilweise erreichbar ist. Es ist auch bereits bekannt (GB-PS 10 04 744), eine transparente Glasscheibe mit einem wärmereflektierenden Kupferfilm zu überziehen, um eine übermäßige Sonneneinstrahlung in dem Raum zu unterbinden. Diese mit einem Kupferfilm überzogenen Glasscheiben reflektieren zwar einen weit größeren Teil der einfallenden Strahlungsenergie der Sonne als das Glas selber, jedoch ergibt sich hierbei insoweit ein Problem, das darin besteht, daß der Kupferüberzug nicht nur einfallende Sonnenenergie, sondern auch aus Lichtquellen innerhalb des Raumes einfallendes Licht in gleichem Maße reflektiert, so daß eine gewisse nach innen gerichtete Spiegelwirkung entsteht. Diese Spiegelwirkung, die durch den auf das Glas aufgebrachten

bo Metallüberzug bedingt ist, ist natürlich um so wirksamer, je besser die Reflexionswirkung gegenüber der Sonneneinstrahlung ist Diese nach innen gerichtete Spiegelung der großen Glasscheiben belästigt die in dem beleuchteten Raum anwesenden Personen durch

b^r> ihre Blendwirkung und beeinträchtigt hierbei die Sicht nach außen.

Hier setzt die Erfindung ein, die ausgeht von einer mit einem aufgebrachten wärmereflektierenden, lichtdurch-

lässigen, aus Kupfer bestehenden Überzug versehenen transparenten Glasscheibe, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, den auf die Glasscheibe aufgebrachten Überzug so auszubilden, daß die von außen in das Innere des Raumes einfallende Strahlungsenergie der Sonne in ^r> weit höherem Maße reflektiert wird als die von innen durch Beleuchtungskörper auf das Fenster auffallenden Strahlen, so daß die belästigende Spiegelwirkung auf ein erträgliches Maß verringert wird unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer befriedigenden Durchsicht durch die Glasscheibe.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Kupferfilm mit einer Kupferoxidschicht überzogen ist, daß die mit dem Überzug ausgestattete transparente Glasscheibe eine Lichtdurchlässigkeit von 15 bis 45% i> aufweist, und daß die Kupferoxidschicht durch eine Schutzschicht abgedeckt ist

Weitere Merkmale ergeben sich aus den Unteranspiüchen.

Das der Herstellung des wärmerefloktierenden Fensters dienende Verfahren kennzeichnet sich dadurch, daß auf eine Fläche einer transparenten Glasscheibe eine aus Kupfer bestehende Metallschicht in einer Dicke im Bereich von 300 bis 650 Ä durch Vakuumbedampfung aufgebracht wird, wodurch eine 2^r> Lichtdurchlässigkeit im Bereich von 4 bis 25% erzielt wird, daß die Kupferschicht in Gegenwart von Sauerstoff einer elektrischen Glimmentladung ausgesetzt wird zwecks Ausbildung einer Kupferoxidschicht auf der Kupferschicht, und daß die Glimmentladungsbe- jo handlung so lange aufrechterhalten wird, bis die Lichtdurchlässigkeit der transparenten Glasscheibe und des Kupfer-Kupferoxidfilmes bei 15 bis 45% liegt, und daß der Kupfer-Kupferoxidfilm anschließend gegenüber der Außenatmosphäre abgedeckt wird. j^r>

Ein weiteres Verfahrensmerkmal ergibt sich aus dem anschließenden Anspruch.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise Ausführungsformen des wärmereflektierenden Fensters, und es bedeutet to

F i g. 1 'ein Fenster einer aus einer Vielzahl von Fenstern bestehenden Fensterwand,

Fig.2 einen Querschnitt durch ein aus Schichtglas gebildetes Fenster,

Fig.3 einen Querschnitt gemäß Fig.2 durch ein π Isolierfenster.

Wie die F i g. 1 zeigt, ist eine Mehrzahl von wärmereflektierenden Fenstern 10 in reihenweiser Anordnung in einem gitterartigen Rahmengestell 11 aufgenommen. ήι

Gemäß Fig.2 ist das Fenster 10 aus Schichtglas aufgebaut und besitzt eine außenliegende Glasscheibe 12, auf deren Innenfläche 14 ein wärmereflektierender Überzug 13 haftend befestigt ist. Der Überzug 13 besteht aus einem Kupferfilm 15, der an der Innenfläche v, 14 der Glasscheibe 12 haftend anliegt, und aus einer den Kupferfilm 15 vollständig abdeckenden, mit ihm fest verbundenen Kupferoxidschicht 16. Auf den Überzug 13 der Glasscheibe 12 ist mittels eines transparenten, beispielsweise aus Polyvinylbutyral bestehenden Kunst- w> stoffilmes 18 eine innenliegende Glasscheibe 17 geklebt.

Die Fig. 3 zeigt ein Isolierfenster mit einer außenliegenden Glasscheibe 19 und einer innenliegenden Glasscheibe 20, die zwischen sich einen Luftraum 21 bilden. Zu diesem Zwecke sind die einander zugekehr- tr> ten Randbereiche der Glasscheiben 19, 20 mit Metallbeschichtungen 23 ausgestattet, zwischen denen Distanzleisten 22 aus Metall angeordnet sind, die mit Lötmetall 24 mit den Metallbelägen 23 verbunden sind, so daß sich ein geschlossener, zwischen den beiden Glasscheiben 19, 20 angeordneter dichtender Rahmen 25 ergibt. Der Aufbau derartiger Isolierfenster ist an sich bekannt. Vor dem Zusammenbau der Glasscheibe 19,20 wird auf die innenliegende Fläche 27 der äußeren Glasscheibe 19 ein Überzug 26 aufgebracht, der ebenso wie der Überzug 13 gemäß F i g. 2 aus einem auf der innenfläche 27 haftenden Kupferfilm 28 und einer diesen vollständig abdeckenden Kupferoxidschicht 29 besteht. Nach dem erfolgten Zusammenbau des Isolierfensters wird die Luft aus dem Raum 21 entfernt und in bekannter Weise durch ein geeignetes inertes Trockengas ersetzt, das ein Beschlagen der gegenüberliegenden Oberflächen der Glasscheiben 19,20 und eine chemische Reaktion mit dem Überzug 26 verhindert

Vor dem Aufbringen der Überzüge 13 bzw. 26 auf die Glasscheiben 12 bzw. 19 werden diese in üblicher Weise gründlich gesäubert und getrocknet und die sauberen Glasscheiben werden in eine luftdichte Beschichtungskammer gegeben und unter Evakuierung erhitzt und anschließend durch Glimmentladung gereinigt, wobei die Kammer mit Sauerstoff beschickt wird. Darauf wird die Beschichtungskammer auf den gewünschten Druck evakuiert, worauf auf die Scheiben der Kupferfilm 15 bzw. 28 aufgebracht wird im Wege der Aufdampfung mittels Elektronenbeschusses einer Kupferquelle. Die Stärke des Kupferfilmes 15 ist für den Erhalt der gewünschten optischen Eigenschaften des wärmereflektierenden Fensters kritisch. Es wurde gefunden, daß Filmstärken im Bereich von 300 bis 650 A erforderlich sind, um an dem Fenster den gewünschten Unterschied im Reflexionsvermögen zu erzielen. Die Stärke des Kupferfilmes kann durch geeignete Überwachungsvorrichtungen bestimmt werden. Bei einem Kupferfilm 15 in der oben angegebenen Stärke ergibt sich eine Lichtdurchlässigkeit im Bereich von 4 bis 25%.

Nachdem der Kupferfilm 15 aufgebracht worden ist, wird die Glimmentladungsanode bei Einleitung von Sauerstoff in die Beschichtungskammer eingeschaltet, um die Kupferoxidschicht 16 auf den Kupferfilm 15 aufzutragen. Auch diese Verfahrensstufe ist kritisch, da die Dauer der Glimmentladung die Dicke der Kupferoxidschicht bestimmt in Abhängigkeit von der der Glimmentladungsanode zugeführten Energie, von der Glastemperatur und dem Druck des Sauerstoffes; im allgemeinen liegt die Dauer des Beschüsses zwischen 35 und 75 Sekunden. Auch hier wird die Stärke der Schicht 16 durch ein bekanntes optisches Überwachungssystem gesteuert, bis die mit dem Überzug versehene Glasscheibe eine Lichtdurchlässigkeit zwischen 15 und 45% aufweist, um dem Fenster die gewünschten optischen Eigenschaften, d. h. den gewünschten Uterschied im Reflexionsvermögen zwisehen der Innenfläche und der Außenfläche des Fenster·= zu verleihen.

Die Fenster gemäß den F i g. 2 und 3, die eine äußere Glasscheibe enthalten, die auf ihrer Innenfläche einen Kupfer-Kupferoxidfilm und eine Lichtdurchlässigkeit von 15 bis 45% besitzen, reflektieren 25 bis 60% der auf sie einfallenden Sonnenenergie und lassen nur 10 bis 30% durch das Fenster hindurchtreten. Das innere Reflexionsvermögen, d. h. das Beleuchtungslicht-Reflexionsvermögen von der klaren Innenseite des Fensters liegt im Bereich von nur 6 bis 16%, und zwar bei einem aus Schichtglas bestehenden Fenster zwischen 6 und 14% und bei einem Isolierfenster zwischen 10 und 16%.

Die nachstehenden Beispiele stellen die bisher

bekannte beste Verfahrensart zur Anwendung der Erfindung dar.

Beispiel I

Eine 152,4 χ 152,4 mm große Scheibe aus geschliffenem und poliertem Spiegelglas mit einer Dicke von 3,175 mm wird mit einem chemischen Reinigungsmittel und mit Wasser gewaschen, dann mit einem handelsüblichen Glasreinigungsmittel gereinigt und schließlich mit sauberem Baumwollgewebe gerieben. Die saubere Spiegelglasscheibe wird in eine Vakuumkammer eingebracht, die mit einer Hochspannungs-Entladungselektrode, einer Glasheizvorrichtung, einer Elektronenstrahl-Verdampfungsquelle mit einer 10-kW-Elektronenkanone, einer Stromzufuhr und einem wassergekühlten Kohlenstofftiegel und einem Quarz-Überwachungssystem, wie es üblicherweise zur Steuerung der Filmdicke während der Vakuumaufdampfung verwendet wird, versehen ist. Die Kammer wurde zunächst bis auf einen Druck von etwa 2 χ 10-' Torr evakuiert und die Glasprobe während des Evakuierens bis auf 204,44° C erhitzt. Darauf wurde in die Kammer Sauerstoff bis zu einem Druck von 50 Mikron eingelassen und die Spiegelglasscheibe weiter 10 Minuten gereinigt durch lonenbeschuß unter Verwendung einer Gleichspannung von 1000 V an der Glimmentladungselektrode.

Darauf wurde die Vakuumkammer weiter bis auf 1,1 χ 10"⁶ Torr evakuiert und das Glas erneut bis auf 176,67° C erwärmt.

Die Verdampfungsquelle oder der wassergekühlte Kohlenstofftiegel, der vorher mit einer Menge sauerstofffreiem Leitfähigkeitskupfer in Form eines Kupferdrahtstücks beschickt worden war, wurde dann durch Einschalten der Elektronenkanone erhitzt. Die Ablage-,-'ing von Kupfer auf dem Glas fand in 48 Sekunden bei einem Druck von 1,8 χ 10~⁶ Torr bei einem Beschichtungsabstand von 695 mm statt. Die Dicke des Kupferfilms wurde mit Hilfe der Quarzüberwachungsvorrichtung auf etwa 420 Ä bestimmt oder so lange überwacht, bis die optische Durchlässigkeit des Kupferfilmes bei 550 μπι 14% betrug. Dann wurde die Elektronenkanone ausgeschaltet.

Dann wurde die Glimmentladungselektrode wieder in Stellung geschwenkt, Sauerstoff in die Kammer eingelassen, bis ein Gesamtdruck von 37 Mikron erreicht war, und die Elektrode für die Dauer von 45 Sekunden eingeschaltet, wobei die Glasscheibe eine Temperatur zwischen 176,67⁰C und 149° C aufwies. Am Ende dieser Zeitspanne betrug die Beleuchtungslicht-Durchlässigkeit durch das Glas und den Cu-CuO-FiIm 42%.

Darauf wurde die Hochspannungs-Glimmentladungselektrode zusammen mit der Glasheizvorrichtung ausgeschaltet, worauf man die mit dem Überzug versehene Glasscheibe abkühlen ließ, während der Druck in der Vakuumkammer bis auf Umgebungsdruck erhöht und dann die Scheibe aus der Vakuumkammer entnommen wurde. Eine genaue Überprüfung durch Augenschein und ein Berühren der mit dem Überzug versehenen Scheibe zeigten in dem Film weder Risse noch Fehler.

Der Überzug der Glasscheibe wurde dann mittels einer 0,79 mm dicken Polyvinylbutylralfolie mit einer zweiten 152,4 χ 152,4 mm großen Spiegelglasscheibe mit einer Dicke von 3,175 mm beschichtet. Die nachstehende Tabelle I gibt die ermittelten Reflexions-Werte an:

Tabelle I
Beleuchtungslicht

Durchlässigkeit

Reflexion der
Innenfläche der
Innenscheibe*)

Reflexion der
Außenfläche der

41%

8%

*) Die Innenscheibe ist die unbeschichtete Scheibe unc ihre freie (nicht beschichtete) Fläche ihre Innenfläche.
**) Die AuQenscheibe ist die beschichtete Scheibe und ihre freie Fläche ist ihre Außenfläche. Die Innenseite diesel Scheibe ist die beschichtete Fläche und steht mit dei Zwischenschicht in Berührung.

Gcsamtsonneneinstrahlung

Durchlässigkeit

Reflexion der
Innenfläche der
Innenscheibe

Reflexion der
Außenfläche der Außenscheibe

29%

Diese Ergebnisse können mit einer Verglasung verglichen werden, die aus zwei unbeschichteten,

2-, 3,175 mm dicken, mittels einer 0,79 mm dicken Polyvinylbutyral-Zwischenschicht aufeinandergeschichteten Spiegelglasscheiben besteht und eine Beleuchtungslicht-Durchlässigkeit von etwa 89%, auf beiden freien Flächen eine Beleuchtungslicht-Reflexion von etwa 8%

jo und auf beiden freien Flächen eine Gesamtsonneneinstrahlungsreflexion von etwa 7% aufweist.

Beispiel II

Ein 152,4 χ 152,4 mm große geschliffene und polierte

Jj Spiegelglasscheibe mit einer Dicke von 3,175 mm wurde in gleicher Weise und unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel I gereinigt. Nach der Glimmentladungsreinigung wurde die Vakuumkammer weiter bis auf 1,3 χ 10"⁶ Torr evakuiert und die Glasscheibe erneut

4i) bis auf 176,67°C erwärmt.

Die Kohlenstoff-Tiegel-Verdampfungsqiielle, die mit Kupferdraht aus sauerstofffreiem Leitfähigkeitskupfer gefüllt wurde, wurde durch Einschalten der Elektronenkanone erhitzt. Die Ablagerung von Kupfer auf dem

•r> Glas fand in 61 Sekunden bei einem Druck von 2,7 χ 10~⁶ Torr und einem Beschichtungsabstand der Scheibe von 695 mm statt. Die Dicke des Kupferfilms wurde mit Hilfe der Quarzüberwachungsvorrichtung auf etwa 600 A gesteuert oder so lange überwacht, bis

>(i die optische Durchlässigkeit des Kupferfilmes bei 550 μιη 5% betrug. Dann wurde die Elektronenkanone ausgeschaltet.

Darauf wurde die Glimmentladungselektrode wieder in Stellung geschwenkt, Sauerstoff in die Kammer

» eingelassen, bis ein Gesamtdruck von 40 Mikror erreicht war, und die Elektrode für die Dauer von 66 Sekunden eingeschaltet, wobei die Glasscheibe eine Temperatur zwischen 171°C und 163°C !aufwies. Am Ende dieser Zeitspanne hatte die Scheibe eine

mi Beleuchtungslicht-Durchlässigkeit durch das Glas und den Cu-CuO-FiIm von 21%. Darauf wurde die Hochspannungs-Glimmentladungselektrode zusammen mit der Glasheizvorrichtung ausgeschaltet, worauf man die mit dem Überzug versehene Glasscheibe abkühlen

ii'i ließ, während der Druck in der Vakuumkammer bis aul Umgebungsdruck erhöht und dann die Scheibe aus dei Kammer entnommen wurde. Eine genaue Überprüfung durch Augenschein und ein Berühren der mit dem

Überzug versehenen Scheibe zeigten in dem Film weder Risse noch Fehler.

Die mit dem Überzug versehene Scheibe wurde zusammen mit einer filmfreien, 152,4 χ 152,4 mm großen geschliffenen und polierten Spiegelglasscheibe mit einer Dicke von 3,175 mm zu einem Isolier-Fenster nach F i g. 3 vereinigt. Der 3,97 mm breite Luftraum zwischen den Scheiben wurde evakuiert und mit trockenem Stickstoff gefüllt Bei diesem Isolier-Fenster wurden die Spektralreflexionskurven von beiden Seiten und eine Durchlässigkeitskurve von 03 bis 2,2 μίτι ermittelt Die erzielten Ergebnisse sind in der untenstehenden Tabelle II angegeben.

Tabelle II Beleuchtungslicht

Durchlässigkeit	Reflexion der Innenseite der Innenscheibe	Reflexion der Innenfläche der Innenscheibe	Reflexion der Außenseite der Außenscheibe
19% 14% Gesamtsonneneinstrahlung	—
Durchlässigkeit	Reflexion der Außenseite der Außenscheibe

57%

Diese Ergebnisse können mit einem Isolier-Fenster verglichen werden, das aus zwei unbeschichteten Glasscheiben von gleicher Stärke besteht und eine Beleuchtungslicht-Durchlässigkeit von etwa 82%, an beiden nach außen gekehrten Glasflächen eine Beleuchtungslicht-Reflexion von etwa 15% und auf beiden nach außen gekehrten Glasflächen eine Gesamtsonneneinstrahlungsreflexion von etwa 13% aufweist

Beispiel III

Aus zwei 152,4 χ 152,4 mm großen Spiegelglasscheiben mit einer Nenndicke von 3,175 mm und einer 0,79 mm dicken Polyvinylbutyral-Zwischenschicht wurde eine weitere geschichtete Einheit nach der Erfindung hergestellt Eine der Glasscheiben wurde in nachstehend beschriebener Weise mit einem Cu-CuO-FiIm versehen. Die Scheibe wurde zunächst unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel I gereinigt Nach der Glimmentladungsreinigung wurde die Vakuumkammer bis auf 1,2 χ 10~⁶ Torr evakuiert und das Glas erneut bis auf 176,67° C erwärmt

Die Kohlenstofftiegel-Verdampfungsquelle, die ein Stück Kupferdraht aus sauerstofffreiem Leitfähigkeitskupfer enthielt, wurde durch Einschalten der Elektronenkanone erhitzt Die Ablagerung von Kupfer auf dem Glas fand in 72 Sekunden bei einem Druck von 2,6 χ ΙΟ-⁶ Torr und einem Beschichtungsabstand des Glases von 695 mm statt Die Dicke des Kupferfilms wurde mit Hilfe der Quarzüberwachungsvorrichtung auf etwa 600 A oder so lange gesteuert, bis die optische Durchlässigkeit des Überzuges bei 550 μηι 5% betrug. Dann wurde die Elektronenkanone ausgeschaltet

Als nächstes wurde die Glimmentladungselektrode wieder in Stellung geschwenkt, Sauerstoff in die Kammer eingelassen, bis ein Gesamtdruck von 35 Mikron erreicht war, und die Elektrode für die Dauer von 47 Sekunden eingeschaltet, wobei die Glasprobe eine

Temperatur von 171° C aufwies. Am Ende dieser Zeitspanne hatte die Probe eine Beleuchtungslicht-Durchlässigkeit durch das Glas und den Cu-CuO-FiIm von 22%.

Nach dem Aufbringen der mit dem Film versehenen Scheibe auf die zweite Scheibe wurden an der geschichteten Einheit die Spektralreflexionskurven von beiden Seiten und eine Durchlässigkeitskurve von 0,3 bis 2,2 μιη ermittelt Die erzielten Daten sind in der

ίο untenstehenden Tabelle III angegeben.

Tabelle III Beleuchtungslicht

Durchlässigkeit

Reflexion der
Innenseite der
Innenscheibe

Reflexion der
Außenseite der Außenscheibe

24%

11%

Gesamtsonneneinstrahlung

Durchlässigkeit

Reflexion der
Innenfläche der
ln.ienscheibe

Reflexion der · Außenfläche der Außenscheibe

16%

54%

Beispiel IV

Aus zwei 152,4 χ 152,4 mm großen Spiegelglasscheiben mit einer Nenndicke von 3,175 mm, zwischen welchen sich ein mit trockenem Stickstoff gefüllter, 3,97 mm breiter Hohlraum befindet, wurde eine weitere doppeltverglaste Einheit nach der Erfindung hergestellt Eine der Glasscheiben wurde in nachstehend beschriebener Weise auf ihrer den Hohlraum begrenzenden Fläche mit einem Cu-CuO-FiIm versehen. Die Scheibe wurde zunächst unter den gleichen Bedingungen, wie im Beispiel I, gereinigt Nach der Glimmentladungsreini gung wurde die Vakuumkammer bis auf 13 x 10~⁶Torr evakuiert und das Glas erneut bis auf 176,67° C erwärmt Die Kohlenstofftiegel-Verdampfungsquelle, die ein Stück Kupferdraht aus sauerstofffreiem Leitfähigkeitskupfer enthielt wurde durch Einschalten der Elektro- nenkanone erhitzt Die Ablagerung von Kupfer auf dem Glas fand in 50 Sekunden bei einem Druck von 2,4 χ 10-° Torr und einem Beschichtungsabstand des Glases von 695 mm statt. Die Dicke des Kupferfilmes wurde mit Hilfe der Quarzüberwachungsvorrichtung

auf etwa 420 A oder so lange gesteuert, bis die Durchlässigkeit des Überzuges bei 550 μιη 14% betrug. Dann wurde die Elektronenkanone ausgeschaltet

Als nächstes wurde die Glimmentladungselektrode in Stellung geschwenkt, bis zu einem Gesamtdruck von 35 Mikron Sauerstoff in die Kammer eingelassen und die Elektrode für die Dauer von 42 Sekunden eingeschaltet, wobei die Glasprobe eine Temperatur von 176 bis 165° C aufwies. Am Ende dieser Zeitspanne hatte die Probe eine Beleuchtungslicht-Durchlässigkeit durch das

Glas und den Cu-CuO-FiIm von 40%.

Nachdem aus der, wie vorstehend beschrieben, mit einem Film versehenen Scheibe und der unbeschichteten Scheibe eine doppeltverglaste Einheit hergestellt worden war, wurden an ihr die Spektralreflexionskur ven von beiden Seiten und ein',' Durchlässigkeitskurve von 03 bis 2,2 μιη ermittelt. Die erzielten Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der nachstehenden Tabelle IV angegeben.

Tabelle IV
Beleuchtungslicht

Durchlässigkeit

Reflexion der
Innenfläche der
Innenscheibe

Reflexion der
Außenfläche der Außenscheibe

14%

Gesamtsonneneinstrahlung

Durchlässigkeit

Reflexion der
Innenfläche der
Innenscheibe

Reflexion der
Außenfläche der Außenscheibe

10

15

35%

Wie vorstehend erörtert, müssen die Filme gemäß der Erfindung vor der Außenluft oder sonstigen in ihnen eine chemische Veränderung bewirkenden Medien geschützt sein. Wenn nämlich der Film der Luft oder sonstigen Sauerstoff enthaltenden Gasen ausgesetzt wird, kann dies eine weitere Oxydation der Kupfermetallschicht bewirken, die ihrerseits die optischen Eigenschaften des Films beeinträchtigt, d.h. die Durchlässigkeit von Sonnenenergie durch den Film erheblich vermehrt Die vorstehend beschriebenen geschichteten und Mehrscheiben-Verglasungseinheiten bieten natürlich in dieser Hinsicht vollkommenen Schutz, jedoch ist die Erfindung auf Einheiten dieser Bauarten nicht beschränkt Beispielsweise kann eine Schutzschicht aus SiO₂, Al₂O₃, MgF₂ oder dergleichen mit Dicken bis zu 0,0254 mm verwendet und zum Bewirken dieses Schutzes auf die Kupferoxidschicht aufgebracht werden.

Bei allen Verglasungseinheiten nach der Erfindung muß die Kupfermetallschicht und nicht die Kupferoxidschicht so angeordnet sein, daß sie als erste die einfallende Sonnenenergie abfängt, d. h, sie muß auf der

Innenfläche der Außenglasscheibe der Einheit in Berührung mit dem Glas angebracht sein. Es ist also das Kupfer, welches das hervorragende Sonneneinstrahlungsreflexionsvermögen der Einheiten bewirkt, während die Kupferoxidschicht die niedrige Reflexion von einfallendem Licht aus Innenlichtquellen ermöglicht.

Wie zu erwarten, ist das Aussehen des Cu-CuO-Films auf der Innenseite merklich getönt, jedoch nicht so stark, daß es für das Auge unangenehm ist Die Färbung läßt sich durch Steuerung des Ausmaßes der Oxydation bei der Glimmentladungsbehandlung des Kupferfilms von rötlichgelben Tönungen über Magentarot bis zu bläulichen Tönungen verändern, wobei die Blaufärbung dem größten Oxydationsbetrag entspricht Die sich entsprechend einer anfänglich aufgebrachten Kupferdicke ergebenden Beleuchtungslicht-Durchlässigkeiten sind natürlich von dem verwendeten Oxydationsausmaß abhängig. Folglich läßt sich die Innenfärbung am Anfang ausgleichen, indem die Kupferdicke von Fall zu Fall höher oder niedriger eingestellt wird.

In den vorstehend beschriebenen Beispielen hatten die Innenfärbungen eine bläuliche Tönung.

Schließlich zeigt obwohl eine Förderung der Oxydation der Kupfermetallschicht mit Hilfe der verschiedensten Mittel, beispielsweise durch Erhitzen in Luft bis auf Temperaturen im Bereich von 149 bis 260° C oder höher, möglich ist, der entstehende Film nicht die gleichen erwünschten hervorragenden optischen Eigenschaften, wie sie mittels Verwendung einer Glimmentladungsoxydation erzielt werden. Es scheint als erzeuge der sich aus der Glimmentladungsoxydation ergebende Ioncnbeschuß in der Kupferoxidschicht eine größere Gleichmäßigkeit und einen der Einwirkung der Elemente besser standhaltenden, kompakteren, dichten Film. Darüber hinaus läßt sich eine Oxydation durch Verwendung einer elektrischen Glimmentladung bequemer und gehauer steuern, was für das Erzielen der gewünschten kritischen optischen Eigenschaften der Verglasungseinheit ein äußerst wichtiger Faktor ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmereflektierendes Fenster, bestehend aus einer transparenten Glasscheibe mit einem auf ihrer innenliegenden Oberfläche aufgebrachten dünnen, Wärmestrahlen reflektierenden Kupferfilm, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupferfilm (15 bzw. 28) mit einer Kupferoxidschicht (16 bzw. 29) überzogen ist, daß die mit dem Überzug (15,16) bzw. (28, 29) ausgestattete transparente Glasscheibe (12 bzw. 19) eine Lichtdurchlässigkeit von 15 bis 45% aufweist, und daß die Kupferoxidschicht (16) durch eine Schutzschicht (17) abgedeckt ist

2. Wärmereflektierendes Fenster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht

(17) aus einem auf die Kupferoxidschicht (16) aufgebrachten Oberzug aus SiO₂, Al₂O₃, MgF₂ oder aus deren Gemischen besteht

3. Wärmereflektierendes Fenster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Isolierfenstern die Schutzschicht aus einer zweiten transparenten Glasscheibe (20) besteht und daß der zwischen der mit dem Überzug (28, 29) versehenen Glasscheibe

(19) und der zweiten Glasscheibe (20) bestehend geschlossene Raum mit einem inerten Trockengas, vorzugsweise mit Stickstoff, gefüllt ist.

4. Wärmereflektierendes Fenster nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Außenseite der beschichteten Glasscheibe (19) auftreffende Sonnenstrahlung zu"25 bis 65% und die auf die Außenseite der unbeschichteten Glasscheibe

(20) auftreffende, durch Innenbeleuchtung erzielte Strahlung zu 10 bis 16% reflektiert wird.

5. Wärmereflektierendes Fenster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus einer zweiten transparenten Glasscheibe (17) besteht die mittels einer transparenten Kunststofffolie (18) mit der den Überzug (15, 16) tragenden Fläche (14) der beschichteten Glasscheibe (12) durch Verklebung verbunden ist.

6. Wärmereflektierendes Fenster nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie

(18) aus Polyvinylfoutyralharz besteht.

7. Wärmereflektierendes Fenster nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Außenseite der beschichteten Glasscheibe (12) auffallende Sonnenstrahlung zu 25 bis 65% und die auf die Außenseite der unbeschichteten Glasscheibe (17) auffallende, durch Innenbeleuchtung erzielte Licht-Strahlung zu 6 bis 14% reflektiert wird.

8. Verfahren zur Herstellung eines wärmereflektierenden Fensters durch Aufbringen eines dünnen, Wärmestrahlen reflektierenden Kupferfilms auf die innenliegende Oberfläche einer transparenten Glasscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupferfilm in einer Dicke im Bereich von 300 bis 650 A durch Vakuumbedampfung aufgebracht wird, wodurch eine Lichtdurchlässigkeit im Bereich von 4 bis 25% erzielt wird, daß der Kupferfilm in Gegenwart von Sauerstoff einer elektrischen Glimmentladung zur Ausbildung eimer Kupferoxidschicht auf dem Kupferfilm ausgesetzt wird, und daß die Glimmentladungsbehandlung so lange aufrechterhalten wird, bis die Lichtdurchlässigkeit der transparenten Glasscheibe und des Kupfer-Kupferoxidfilmes bei 15 bis

45% liegt und daß der Kupfer-Kupferoxidfilm anschließend gegenüber der Außenatmosphäre abgedeckt wird.

S. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß mit der ersten beschichteten Glasscheibe eine zweite transparente Glasscheibe derart zusammengefügt wird, daß die beschichtete Fläche der ersten Glasscheibe der zweiten Glasscheibe zugekehrt ist, und daß die erste und die zweite Glasscheibe derart miteinander verbunden werden, daß eine Berührung des Kupfer-Kupferoxidfilmes mit der Umgebungsatmosphäre verhindert wird.