DE1284066B - Verfahren zur Herstellung eines Oberflaechenbelags auf einem durchsichtigen Traeger, insbesondere auf einem Glas mit stark reflektierenden Eigenschaften im Infrarot - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Oberflächenbelags auf einem durchsichtigen Träger, insbesondere auf einem Glas, mit geringer Reflexion im sichtbaren Licht und stark reflektierenden Eigenschaften im Infrarot. Nach dem Vorschlag des Hauptpatents wird dabei in der Weise verfahren, daß die Glasscheibe oder ein anderer durchsichtiger Träger zunächst mit einem halbdurchsichtigen dünnen Silberbelag versehen und auf bzw. aus dem Silberbelag anschließend eine Schwermetall-Silber-Sulfidschicht gebildet wird, indem die versilberte Glasscheibe mit einer wäßrigen, ein Schwermetallsalz, ein Alkalihydroxid und Thioharnstoff enthaltenden Lösung behandelt wird.
• Dieses Verfahren hat-sich bewährt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Farbtönung der so hergestellten Gläser usw. und/oder ihre reflektierenden Eigenschaf, ten im Infrarot nicht in allen Fällen den gestellten Anforderungen entsprechen.
• Erfindungsgemäß gelingt es demgegenüber dadurch, Gläser oder andere durchsichtige Träger mit den gewünschten Farbtönungen und hohen reflektierenden Eigenschaften im Infrarot zu erhalten, daß auf dem durchsichtigen Träger, z. B. der Glasscheibe, als halbdurchlässiger Spiegel zunächst ein Goldspiegel gebildet und auf diesem Spiegel anschließend auf nassem Wege eine SchwermetalIsulfidschicht niedergeschlagen wird. Der halbdurchlässige Goldspiegel wird dabei vorzugsweise auf nassem Wege, also im Spritzverfahren oder im Schaukelverfahren, aufgebracht.
• Die in der angegebenen Weise hergestellten durchsichtigen Träger, z. B. Glasscheiben, haben- einen wischfesten Belag mit geringer Reflexion im sichtbaren Bereich und hoher Reflexion im Infrarot.
• In ganz besonderem Mäße haben sich durchsichtige Träger, z. B. Glasscheiben, mit halbdurchlässigem Goldspiegel und anschließend auf dem Spiegel auf nassem Wege niedergeschlagener Schwermetallsulfidschicht bewährt, bei denen als Schwermetallsulfidschicht eine Cadmiumsulfidschicht unter Bildung eines Gold-Cadmium-SüIfidbelags aufgebracht- -ist. Diese unter Verwendung von Cadmium als Schwermetall gebildeten Beläge haben eine besonders hohe Durchsicht im sichtbaren Bereich bei hoher Reflexion im Infrarot. Sie legen den an sich leicht verwischbaren Goldbelag in ganz besonderem Maße auf dem Glas oder anderem Träger fest und sind chemisch -sehr widerstandsfähig. Sie werden insbesondere nicht von den in Zwischenschichten von Mehrscheibensicherheitsglas, z. B. Polyvinylbutyral befindlichen, sehr reaktionsfähigen Schwefelstabilisatoren, oder von den bei der Herstellung von Doppelglasscheiben verwendeten schwefelhaltigen Klebemitteln angegriffen. - _ An Stelle des Cadmiumsulfids können aber auch andere Schwermetallsalze in Sulfide übergeführt und als Sulfidbelag auf die dünne Goldschicht aufgebracht werden. Da die Reflexion der Wärmestrahlen von der Oberflächenbeschaffenheit der zuerst aufgebrachten dünnen Goldschicht und vom Brechungsindex der aufgebrachten Sulfidschicht abhängig ist, ist es auf diese Weise möglich, infrarotreflektierende Gold-Schwermetall-SulfidschichtenmitverschiedenenEigenschaften aufzubringen und so das Maximum der Reflexion im Infrarot in gewünschter, beispielsweise Sonderzwecken angepaßter Weise zu verschieben. Als Schwermetallsulfide dieser Art kommen neben Cadmiumsulfid Sulfide des Bleis, Zinns, Wismuts, Wolframs, Molybdäns, Thalliums, Vanadiums, Quecksilbers, Antimons usw. in Betracht. Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Herstellung eines durchsichtigen Trägers unter Verwendung von Cadmiumsulfid als Schwermetallsulfid beschrieben, doch ist die Erfindung nicht auf die Verwendung gerade von Cadmiumsulfid beschränkt, da auch andere Schwermetallsulfide verwendet werden können.
• Der dünne Goldbelag braucht bei dem neuen Verfahren nicht mehr aufgedampft zu werden, sondern kann im nassen Verfahren aufgebracht werden. Der Cadmiumsulfidbelag wird darauf in einem getrennten Arbeitsgang ebenfalls im nassen Verfahren, beispielsweise im Schaukelverfahren oder durch Aufspritzen, niedergeschlagen.
• Zur Ausführung des Verfahrens werden die zu behandelnden Scheiben der üblichen Reinigung auf der zu belegenden Fläche unterzogen, um eine gute Haftung des kombinierten Belags zu erreichen. Das Aufbringen der dünnen halbdurchsichtigen Goldschicht kann sowohl im Schaukel- als auch Spritzbelegeverfahren erfolgen: -Vorzugsweise wird jedoch das Spritzbelegeverfahren angewendet, d. h., das Aufspritzen von ammoniakalischer Goldlösung, Alkali und Reduktionsmittel. Sowerden -beispielsweise mit. einer zweiteiligen Spritzpistole eine- Goldchloridlösung und ein rasch wirkendes Reduktionsmittel, z. B. eine Hydrazindichloridlösung aufgespritzt. Die Dichte des Belags und seine Gleichmäßigkeit werden damit schnell und sicher geregelt. Der im Spritzbelegeverfahren aufgebrachte Belag zeigt eine höhere Reflexion im Infrarot. Es hat sich dabei herausgestellt, daß das Aufspritzen der Lösungen bei- etwa 4 bis 6 atü nicht nur eine gute Geschlossenheit des dünnen Goldbelags und eine sehr gute Verankerung des darauf gebildeten Schwermetallsulfidbelags bewirkt, sondern auch eine optimale Reflexion im Infrarot hervorruft.
• Es empfiehlt sich, der Goldlösung bei der Reduktion etwa 1 bis'-5D/o, vorzugsweise 2%, des -Goldgewichts an Platin zuzugeben. Ebenfalls kann der Goldbelag in an sich bekannter Weise durch .Zusatz von Härtechemikalien, beispielsweise durch Zusatz von Spuren von Komplexsalzen des Nickels, Kupfers, Bleis, Chroms und Zinks;-verbessert werden.
• Der so gewonnene dünne Goldbelag wird, z. B. mittels einer Spritzpistole, mit destilliertem Wasser abgespritzt, auf diese Weise von anhängenden Chemikalien befreit und sofort in -das vorbereitete Bad der ammoniakalischen Cadmium- und Thioharnstofflösung gebracht, oder im Spritzverfahren mit der Cadmiumsulfidlösung behandelt. Beim Spritzverfahren wird eine zweiteilige Spritzpistole verwendet und z. B. eine ammoniakalische Cadmiumlösung und eine -Thioharnstofflösüng `iin Flüssigkeitsstrahl gemischt. Beim Aufbringen im Schaukel-- oder Aufgießverfahren wird z. B. einer ammoniakalischen Cadmiumnitratlösung unmittelbar vor dem Baden der Scheiben eine Thiohamstofflösung zugesetzt, so daß Cadmiumsulfid entsteht, das sich in der frischen Goldoberfläche außerordentlich fest verankert.
• Besonders günstige Reflexionswerte werden erhalten, wenn der Goldlösung etwa 21% des Metallgehalts an Platin zugesetzt und das Silber oder Gold im Spritzverfahren unter einem Spritzdruck von etwa 6 atü aufgetragen wird.
• Die geringe Dämpfung des sichtbaren Lichtes durch die Gold-Schwermetall-Sulfidbeläge wirkt in den hier in Betracht kommenden verhältnismäßig hellen Räumen angenehm auf das Auge. In manchen Fällen ist es jedoch erwünscht, die Reflexionswerte in den verschiedenen Wellenbereichen zu verschieben, um z. B. dem Raumlicht eine gefällige Tönung, beispielsweise einen Chamois- oder Roseton, zu geben.
• Zur Modifizierung des Farbtones und zur Veränderung des Wellenbereichs der Absorption kann auf die dünne Goldschicht vor der Aufbringung des Schwermetallsulfidbelags eine dünne Kupferschicht aufgebracht, z. B. aufgespritzt, werden.
• Es wurde weiter gefunden, daß die Reflexion der Wärmestrahlung bei verschiedenen Gold-Schwermetall-Sulfidschichten, z. B. dem Blei-Gold-Sulfidbelag, auf der Seite der Glasscheibe, auf welcher sich der Belag befindet, etwa doppelt so groß ist wie auf der belagfreien Seite. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, Räume, die gegen Wärmeeinstrahlung geschützt werden sollen, in der Weise zu verglasen, daß die Belagschicht auf der dem Raum abgewandten Seite des Glases angeordnet ist. Auf diese Weise wird die von außen in den Raum einfallende Wärmestrahlung verhältnismäßig stark reflektiert, während die Durchsicht von der Innenseite des Raumes aus nicht erheblich behindert wird.
• Bei Verglasung mit Doppelglasscheiben, von denen eine Glasscheibe mit einem erfindungsgemäßen Belag versehen ist, der auf der Belagseite eine größere Reflexion der Wärmestrahlung hat als auf der gegenüberliegenden Seite, wird die Scheibe mit der Belagschicht vorzugsweise in der Weise angeordnet, daß die Belagsehicht sich auf der dem Raum abgewandten Seite der Innenscheibe, also im Innenraum der Doppelscheibe, befindet.
• Bei der Herstellung von Verbundsicherheitsglasscheiben wird die mit der Belagschicht versehene Scheibe so angeordnet, daß die Belagschicht auf der Zwischenschicht liegt. Für die Verbundsicherheitsglasscheiben verwendet man vorzugsweise einen Belag aus Gold-Cadmium-Sulfid oder Gold-Zinn-Sulfid, weil deren Reflexionen sowohl gegen Luft als auch gegen Glas und somit auch gegen die Zwischenschicht nahezu gleich sind, so daß durch das Aufbringen der Zwischenschicht keine nennenswerte Minderung der Reflexion eintritt.
• Die neuen Gold-Schwermetall-Sulfidschichten können nicht nur auf Silikatglas beliebiger Gestaltung bzw. auf durchsichtigen oder transparenten Kunststoffen niedergeschlagen werden, sondern auch auf durchsichtigen oder transparenten Kunststoffolien. Es lassen sich so Vorhänge, beispielsweise Rollvorhänge, herstellen, die im Bedarfsfall vor einem Fenster angeordnet werden können.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Diagramm veranschaulicht, und zwar ist auf der Abszisse die Wellenlänge in Millimikron und auf der Ordinate die relative Reflexionserhöhung gegenüber Normalglas =100 bei einem Einfallswinkel von 45°, gemessen mit einem Zeiß-Monochromator, aufgetragen.
• Das Diagramm enthält zwei Kurven, und zwar zeigt die Kurve 3 den Reflexionsverlauf eines Goldbelags und die Kurve 4 den Reflexionsverlauf des gleichen Goldbelags, nachdem er mit Cadmiumsulfid in einen Gold-Cadmium-Sulfidbelag gemäß der vorliegenden Erfindung umgewandelt wurde. Die Kurven zeigen, daß die Reflexionswerte im sichtbaren Bereich bis etwa 800 mit bei der Kurve 3 wesentlich höher liegen als bei der Kurve 4, so daß also die Lichtdurchlässigkeit des betreffenden Glases auch entsprechend verbessert ist. Die Reflexionswerte im Infrarot sind zwar bei der Kurve 4 auch gefallen, liegen aber immer noch mehrfach höher als bei einem Normalglas.
• Die Werte der Reflexionserhöhung gegenüber normalem Glas sind selbstverständlich auch von der Schichtdicke abhängig, doch sind in den Diagrammen Beläge von gleicher Schichtdicke miteinander verglichen.
• Der dünne Goldbelag kann in bekannter Weise (s. Fachbuch des Glaserhandwerks im österreichischen Gewerbeverlag) nach dem Rezept von G. Schieb hergestellt werden.
• Man benutzt dazu eine Goldlösung sowie eine Reduktionslösung. Die Lösung A besteht aus 1 g Goldchlorid in 120 ccm Wasser, gemischt mit einer Lösung von 6g Ätznatron in 100 ccm Wasser. Zur Verbesserung des Goldbelags kann man dieser Lösung noch 11/z g Selendioxid beimischen, wobei sie zweckmäßig auf 50° C erwärmt wird.
• Die Reduktionslösung B enthält 2 g Traubenzucker in 24 ccm Wasser, 24 ccm Alkohol und 24 ccm Formalinlösung.
• Zum Aufbringen des Goldes im Schaukelverfahren werden zwei Teile der Lösung A mit 0,75 Teilen der Reduktionslösung B gemischt.
• Beim Spritzverfahren muß man ein stärkeres Reduktionsmittel anwenden, und man spritzt mit einer Hydrazindichloridlösung von 0,05 bis 0,5% je nach gewünschter Zeit- und Auftragdichte.
• Der dünne Goldbelag wird mit destilliertem Wasser abgespritzt und anschließend wird der Cadmiumsulfidbelag aufgebracht. Dazu bespritzt man die Scheibe mittels einer zweiteiligen Spritzpistole mit einer ammoniakalischen Cadmiumnitratlösung, die 90 g Cadmiumnitrit in 5 1 Wasser enthält sowie mit einer Thioharnstofflösung, in der 150 g Thioharnstoff in 51 Wasser gelöst sind.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung eines Oberflächenbelags auf einem durchsichtigen Träger, insbesondere auf einem Glas, bei dem der durchsichtige Träger, z. B. die Glasscheibe, zunächst mit einem halbdurchlässigen Spiegel versehen und auf dem Spiegel anschließend auf nassem Wege eine Schwermetallsulfidschicht niedergeschlagen wird, nach Patent 1243 833, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß auf dem durchsichtigen Träger, z. B. der Glasscheibe, als halbdurchlässiger Spiegel ein Goldspiegel gebildet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Goldspiegel auf nassem Wege, also im Spritzverfahren oder im Schaukelverfahren, aufgebracht wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Goldspiegel durch Aufbringen einer alkalischen Goldchloridlösung und eines Reduktionsmittels gebildet wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Goldspiegel als Schwermetallsulfidschicht ein Cadmiumsulfid unter Bildung eines Gold-Cadmium-Sulfidbelags niedergeschlagen wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der hauchdünne Goldbelag auf dem durchsichtigen Träger durch Aufspritzen einer Goldchlorid- und einer Hydrazindichloridlösung gebildet wird und daß das Cadmiumsulfid auf dem Goldbelag durch Aufspritzen einer ammoniakalischen Cadmiumnitratlösung und von gelöstem Thioharnstoff niedergeschlagen wird.