DE1075808B - Ober flachenmaßig gefärbtes Glas und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Ober flachenmaßig gefärbtes Glas und Verfahren zu seiner Herstellung

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DE1075808B
DE1075808B DENDAT1075808D DE1075808DA DE1075808B DE 1075808 B DE1075808 B DE 1075808B DE NDAT1075808 D DENDAT1075808 D DE NDAT1075808D DE 1075808D A DE1075808D A DE 1075808DA DE 1075808 B DE1075808 B DE 1075808B
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Hugo Anders Aalen Dr
Original Assignee
Fa Carl Zeiss, Heidenheim/Brenz
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    • G02B5/22Absorbing filters
    • G02B5/226Glass filters

Description

DEUTSCHES
Die Erfindung betrifft ein obefflächenmäßig gefärbtes Glas, wie es insbesondere als Sonnenschutz-Brillenglas Verwendung findet.
Neben den in_ der Masse gefärbten Gläsern und den mit einem: farbigen Überfangglas verschmolzenen Gläsern sind solche bekannt, bei denen die Farbwirkung ganz oder überwiegend durch dünne Schichten gebildet werden, welche auf die Glasoberfläche aufgetragen sind. Bei diesen Schichten, die vorzugsweise eine Dicke unterhalb der Größe einer Wellenlänge aus dem mittleren Teil des· sichtbaren Spektrums haben und meistens aus zwei oder mehr Einzelschichten zusammengesetzt sind, beruht die Farbwirkung auf Interferenzerscheinungen, zu denen häufig eine Eigenabsorption der Schichtmaterialien hinzutritt. Auf den Interferenzerscheinungen beruht der Umstand, daß derartige Gläser meist sehr lebhaft gefärbte Reflexe zeigen und daß geringfügige Änderungen der Schichtdicke, wie sie durch Fingerabdrücke und ähnliche Verunreinigungen erzeugt werden, wiederum durch lebhafte Farbänderungen auffallen. Diese sehr-störenden Effekte zu beseitigen, ist Aufgabe der Erfindung.
Die mit der Erfindung'angestrebte Wirkung"wäre theoretisch mit einem einheitlichen Farbstoff erzielbar, dessen Material selbst mindestens annähernd den gleichen Brechungsindex wie der Schichtträger besitzt Einheitliche Stoffe in diesem Sinne wären beispielsweise Farblacke, deren Lösungsmittel in erstarrtem Zustande etwa den gleichen Brechungsindex wie das Glas aufweisen. Solche Lackaufträge sind jedoch nicht brauchbar, weil sie weder die hinreichende Transparenz noch eine genügende Widerstandsfähigkeit gegen Witterungseinflüsse und mechanische Beschädigungen besitzen.
Die eingangs erwähnten Interferenzfilter mit Eigenabsorption sind unter Verwendung intensiv gefärbter Metallverbindungen, insbesondere Metalloxyde, hergestellt, welche die erforderliche Transparenz und Widerstandsfähigkeit besitzen. Der ihnen eigene hohe effektive Brechungskoeffizient bringt jedoch die bei Brillengläsern als unschön empfundene starke farbige Reflexion mit sich. Andererseits verfügt man aus den bekannten Verfahren zur Reflexminderung von Gläsern über anorganische Verbindungen, insbesondere Fluoride, welche ein den üblichen optischen Gläsern ähnliches Brechvermögen besitzen. Sie sind jedoch farblos und daher zur Herstellung von Farbgläsern nicht geeignet.
Ein oberflächenmäßig gefärbtes Glas nach der Erfindung zeichnet sich aus durch eine ein- oder beiderseitig auf die Oberfläche des Glases aufgetragene, aus Bestandteilen von verschiedenem Brechungsvermögen bestehende, interferenzfreie Absorptionsschicht mit
Oberflächenmäßig gefärbtes Glas
und Verfahren zu seiner Herstellung
Anmelder:
Fa. Carl Zeiss, Heidenheim/Brenz
Dr. Hugo Anders, Aalen,
ist als Erfinder genannt worden
einer derartigen Verteilung der Bestandteile, daß mindestens an den Grenzflächen der Schicht gegen Glas einerseits und Luft -andererseits ihre effektive Brechzahl mindestens annähernd gleich der des
so Glases ist.
Eine Ausführungsform eines Farbglases nach der Erfindung weist eine homogene Sqhicht aus Bestandteilen von verschiedenem Biechüngsver'mögefi in einer derartigen Verteilung auf, daß die effektive Brechzahl
a5 der Schicht mindestens annähernd gleich der des Glases ist. Man kann also bei der Herstellung einer solchen Schicht beispielsweise von Magnesiumfluorid ausgehen, das eine geringere Brechzahl als die üblichen optischen Gläser hat, und einem geeignet gefärbten Metall oder Metalloxyd, in dem die prozentuale Verteilung der beiden Bestandteile derart gewählt wird, daß die effektive Brechzahl der Schicht mindestens annähernd gleich der das Glases ist. Als effektive Brechzahl in diesem Zusammenhang wird bezeichnet die Brechzahl, weiche mit den üblichen refraktometrisehen oder reflektometrischen Methoden ermittelt wird. Da solche Schichten, um ein einwandfreies Haftvermögen zu besitzen, nur in geringer Stärke, nämlich maximal in der Größenordnung einer oder weniger Wellenlängen^ aufgetragen werden darf, weisen solche homogene Schichten nur eine Absorption von etwa 20 bis 30°/o· auf.
Eine weitere Ausführungsform eines Farbglases nach der Erfindung, welches auch eine hohe Absorption aufweisen kann, ist gekennzeichnet durch eine inhomogene Schicht aus Bestandteilen von verschiedenem B rechungs vermögen in einer derartigen Verteilung, daß die effektive Brechzahl der Schicht an ihren Grenzflächen gegen das Glas einerseits und Luft andererseits mindestens annähernd gleich der des Glases ist und zwischen den Grenzflächen einen kontinuierlichen Verlauf über höhere Werte aufweist.
Eine hohe Absorption wird also durch erhöhte Konzentration der höherbrechenden Bestandteile zwi-
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sehen den Grenzflächen der Schicht geliefert. Diese folgt einer kontinuierlich an- und absteigenden Verteilungskurve? w,oc|irch eine sprunghafte Änderung de# eiräetiverf'Brechzahl der Schicht vermieden wird.
Die Herstellung einer homogenen Schicht" im Sinne der Erfindung" kSm'änit Hilfe^an sich bekannter Ver- fahren erfolgen. Es werden beispielsweise die einzelnen Bestandteile der Schicht im Hochvakuum aus getrennten Verdampfern auf, das Glas niedergeschlagen, wobei die zur Erzielung der angestrebten Wirkung erforderliche anteilmäßige Verteilung der Bestandteile durch geeignete Steuerung der Energiezufuhr zu den Verdampfern und gegebenenfalls durch geeignete Steuerung der Restgasatmosphäre erzielt wird.
Zur Herstellung einer inhomogenen Schicht im Sinne der Erfindung geht man im einfachsten Falle von zwei Bestandteilen aus, deren eine eine farblose Verbindung ist, die bereits selbst einen Brechungsexponenten hat, der mindestens annähernd gleich dem des Schichtträgers ist, während als zweiter Bestandteil eine höherbrechende gefärbte Metallverbindung gewählt wird, welche die gewünschte Absorptionswirkung liefert. Es wird nun so vorgegangen, daß mit dem Auftrag der farblosen, niedrigbrechenden Substanz begonnen wird, worauf in zunächst zu- und darauf abnehmendem Maße zusätzlich die höher- , brechende Substanz und schließlich wieder allein die niedrigerbrechende Substanz aufgetragen wird. Eine solche inhomogene Schicht baut sich also derart auf, daß in der Dicke der Schicht die effektive Brechzahl, ausgehend von der des Glases, ein Maximum durchläuft und schließlich wieder den Anfangswert annimmt. Dabei kann je nach dem gewünschten Grad der Absorption die Breite des Maximums eine geringere oder größere sein. Auch bei dieser Methode kann man sich des \rakuum-Aufdampfverfahrens bedienen und die einzelnen Bestandteile des Schichtmaterials aus getrennten Verdampfern auftragen oder aber auch aus einem einzelnen Verdampfer eine Mischung der Bestandteile aufdampfen. Da die Mindesttemperaturen, bei denen die Verdampfung der verschiedenen Bestandteile einsetzt, im allgemeinen verschieden hoch sind, kann durch geeignete Steuerung der Energiezufuhr zum Verdampfer und gegebenenfalls Steuerung der Restgasatmosphäre das Mischungsverhältnis zeitlich verändert werden.
Für die Herstellung von Schichten nach der Erfindung eignen sich einerseits ungefärbte Verbindungen, wie Ceriumfluorid, Thoriumfluorid, Magnesiumfluorid und Siliciumdioxyd, als metallische Bestandteile andererseits insbesondere solche Metalle, welche keine übermäßige Affinität gegenüber dem Anion des anderen Bestandteiles haben, beispielsweise Nickel, Eisen, Mangan und Chrom sowie die niederen Oxyde von Niob, Tantal und Titan.
Oberflächenmäßig gefärbte Gläser nach der Erfindung sind mit Bezug auf die Härte und Widerstandsfähigkeit ihrer Schicht den besten der bekannten beschichteten und dadurch oberflächenmäßig gefärbten Gläsern mindestens gleichwertig, zeichnen sich ihnen gegenüber jedoch dadurch aus, daß die Reflexerscheinungen denen eines in der Masse gefärbten Glases entsprechen, die Reflexerscheinungen das bei diesen gewohnte Maß also nicht überschreiten und Fingerabdrücke und ähnliche geringfügige Verunreinigungen kaum sichtbar werden.

Claims (6)

'Patentansprüche:
1. Oberflächenmäßig gefärbtes Glas, insbesondere Sonnenschutzglas, mit einer ohne Interferenzwirkung lichtschwächenden Oberflächenschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus mindestens zwei Bestandteilen von verschiedenem Brechungsvermögen besteht, deren mindestens einer lichtabsorbierende Eigenschaften hat, und die in der Schicht so verteilt sind, daß mindestens an den Grenzflächen gegen das Glas einerseits und gegen Luft andererseits ein effektives Brechungsvermögen herrscht, das mindestens annähernd gleich dem des Glases ist. -
2. Oberflächenmäßig gefärbtes Glas nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine »homogene« Schicht aus Bestandteilen von verschiedenem Brechungsvermögen in einer derartigen gleichmäßigen Verteilung, daß die effektive Brechzahl der ganzen Schicht mindestens annähernd gleich der des Glases ist.
3. Oberflächenrrfäßig gefärbtes Glas nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine »inhomogene« Schicht aus Bestandteilen von verschiedenem B rechungs vermögen in einer derartigen, sich über die Schichtdicke stetig ändernden Verteilung, daß die effektive Brechzahl der Schicht an ihren Grenzflächen mindestens annähernd gleich der des Glases ist und zwischen ihnen einen Verlauf über höhere Werte aufweist.
4. Verfahren zur Herstellung eines oberflächenmäßig gefärbten Glases nach Anspruch 1, 2 und 3, gekennzeichnet durch die Anwendung einer praktisch absorptionsfreien Substanz mit mindestens annähernd der Brechzahl des Schichtträgers gleicher Brechzahl und einer die Absorption liefernden höherbrechenden, vorzugsweise metallischen oder metalloxydischen Substanz.
5. Verfahren zur Herstellung eines oberflächenmäßig gefärbten Glases nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als im wesentlichen farblose Bestandteile von relativ niedrigem Brechungsvermögen die Fluoride von Magnesium, Silicium, Thorium und Cer und als überwiegend absorbierende Bestandteile von relativ hohem Brechungsvermögen Nickel, Eisen, Mangan und Chrom sowie die niederen Oxyde von Niob, Tantal und Titan Anwendung finden.
6. Verfahren zur Herstellung eines oberflächenmäßig gefärbten Glases nach Anspruch 1, 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auftragen der Schicht zeitlich der Anteil des Bestandteiles mit höherer Brechzahl kontinuierlich gesteigert und nach Erreichen eines Maximums wieder vermindert wird, derart, daß. ihre Konzentration beiderseits des Maximums an den Grenzflächen der Schicht hinreichend geringe Werte aufweist.
@ 909 578/196 7.59
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