CN101372396A - 可烘弯低辐射镀膜玻璃 - Google Patents

Abstract

可烘弯低辐射镀膜玻璃，涉及一种镀膜玻璃，尤其适用于低辐射镀膜玻璃，本发明提供了一种低辐射镀膜玻璃以及由该低辐射镀膜玻璃构成的夹层隔热玻璃。该可烘弯低辐射镀膜玻璃层次依次为：为玻璃板/第一电介质层/低辐射层/第二电介质层/保护层；其中优选的一个实施例的镀膜玻璃层次依次为：glass substrate/SiO_xN_y/NbO_x/NiCrO_x/ZnSnO_x/Ag/ NiCrO_x/NbO_x/SiO_xN_y膜层，该低辐射镀膜玻璃保护层外再依次叠加PVB(聚乙烯醇缩丁醛)层、玻璃板构成夹层隔热玻璃，该夹层隔热玻璃的可见光透过率不少于76％、太阳能透过率不大于48％，或者可见光透过率可达不少于70％、太阳能透过率不大于43％，这种夹层隔热玻璃特别适合于汽车前风挡玻璃。

Description

可烘弯低辐射镀膜玻璃

【技术领域】

本发明涉及一种镀膜玻璃，尤其适用于低辐射镀膜玻璃。

【背景技术】

普通的夹层玻璃是玻璃/PVB膜片/玻璃的夹层结构，是没有隔热功能的。但是夹层玻璃可以通过不同技术手段达到隔热功能。

中国专利第200620004861.8号公开了一种热反射夹层玻璃，该专利描述了通过改变PVB(Polyvinyl Butyral，聚乙烯醇缩丁醛)的结构和材料来实现夹层玻璃的热反射功能，因为普通夹层玻璃是没有热反射或者隔热性能的。其结构包括第一层玻璃、第二层玻璃以及两层玻璃之间的PVB功能膜层和第一PVB胶片层，PVB功能膜层包括一PVB胶片层和与之层压在一起的热反射膜层，该热反射膜层由复数层非金属层的有序排列组成，具有高贴覆和柔韧性。

中国专利第97209697.3公开了一种热反射夹层玻璃，其PVB的结构与普通夹层玻璃所用的PVB一样，其不同点在于所采用的原片玻璃板中至少有一片是镀膜玻璃，即与PVB相邻的玻璃表面镀有一层热反射膜层，从而使夹层玻璃具有热反射功能。

玻璃镀膜产品按照功能分类，可分为热反射膜和低辐射膜。但是经检索，没有发现镀有低辐射膜的夹层玻璃，从而使夹层玻璃具有低辐射功能或者隔热功能的技术文献。带有低辐射功能镀膜的夹层玻璃在国内处于空白状态。

低辐射镀膜玻璃也叫Low-E镀膜玻璃，是指表面镀上拥有极低表面辐射率的金属或其他化合物组成的多层膜层的特种玻璃。Low-E镀膜玻璃是种绿色、节能、环保的玻璃产品。普通玻璃的表面辐射率在0.84左右，Low-E镀膜玻璃的表面辐射率在0.25以下。这种不到头发丝百分之一厚度的低辐射膜层对远红外热辐射的反射率很高，能将80％以上的远红外热辐射反射回去，而普通透明浮法玻璃、吸热玻璃的远红外反射率仅在12％左右，所以Low-E镀膜玻璃具有良好的阻隔热辐射透过的作用。冬季，它对室内暖气及室内物体散发的热辐射，可以像一面热反射镜一样，将绝大部分反射回室内，保证室内热量不向室外散失，从而节约取暖费用。夏季，它可以阻止室外地面、建筑物发出的热辐射进入室内，节约空调制冷费用。Low-E镀膜玻璃的可见光反射率一般在11％以下，与普通白玻相近，低于普通阳光控制镀膜玻璃的可见光反射率，可避免造成反射光污染。

根据low-E镀膜玻璃的制造工艺，可分为在线low-E镀膜玻璃和离线low-E镀膜玻璃两种，本发明属于离线low-E镀膜玻璃领域。

离线low-E镀膜玻璃是由多次膜层构成，是采用磁控溅射镀膜技术生产的，其功能层主要为银层，由于银层特别容易氧化，所以普通的离线low-E镀膜玻璃不能进行加热操作，只能是镀膜后立即合成中空玻璃使用。

随着技术不断进步，近几年出现了可钢化low-E镀膜玻璃，国内几家比较大的采用磁控溅射技术的玻璃镀膜厂家可以生产这种可钢化low-E镀膜玻璃。“可钢化”就是指玻璃先镀膜，镀膜后再钢化，而不会对膜层质量造成影响；可钢化low-E镀膜玻璃是指玻璃先镀上低辐射膜层，然后再去钢化，钢化后的关键性能，如辐射率(E值)、透过率等，均不会发生变化，也就是说钢化后还可以保持膜层的原有性能。这种可钢化low-E镀膜玻璃的膜层结构一般为：玻璃/Si₃N₄/TiO_x/ZnO/Ag/NiCrO_x/Si₃N₄。这种膜层结构可以进行钢化或热处理，并且在进行钢化或热处理后仍能保持原有性能；所述产品比较适合于高档建筑幕墙玻璃，透过率在65％以上，属于高透型镀膜玻璃产品，所以不会产生严重的反眩光公害。

但是这种可钢化膜层结构的镀膜玻璃不能经受烘弯工序，烘弯后会导致低辐射性能下降、和/或透过率发生变化，所以这种可钢化镀膜玻璃产品不能用于制造夹层玻璃，特别是不能用于制造汽车前风挡玻璃。

烘弯工序是夹层玻璃制造工艺中的关键工序，因为尽管烘弯工序与钢化玻璃制造工艺中的热弯工序都要承受600℃以上的高温，但镀膜玻璃在两种工序中的停留时间是不同的，钢化玻璃的热弯工序最多停留2-4分钟，而夹层玻璃的烘弯工序需要停留5-10分钟，而在高温下的停留时间对镀膜玻璃的膜层质量的影响最厉害，所以高温下的停留时间就决定了镀膜玻璃技术开发的难易程度。

经检索，至今为止国内只有两件专利涉及本发明所要保护的技术：一件是中国专利申请200710009649.X号；另一件是中国专利第200720008456.8号；这两件专利的发明(或设计)人与本发明的发明(或设计)人相同。上述两件专利为现有技术。但是上述两件专利的技术方案存在太阳能总透过率不够低、膜层与玻璃/PVB的粘结力不够好、外观不够好等不足。与上述两件专利相比，本发明所公开的技术内容具有突出的实质性特点和显著的进步，具体表现在：太阳能总透过率明显降低、膜层与玻璃/PVB的粘结力明显提高、外观好等优点。

【发明内容】

本发明的目的在于克服了现有技术中膜层不能够长时间耐高温的缺陷，提供了一种可烘弯低辐射镀膜玻璃，并且在保持可见光透过率可达76％以上的同时，太阳能透过率降低至48％以下。

本发明的方案是可烘弯低辐射镀膜玻璃，该镀膜玻璃层次依次为：玻璃基板/第一电介质层/低辐射层/第二电介质层/保护层，其中低辐射层为银层，第一电介质层为

SiO_xN_y/NbO_x/NiCrO_x/SnO_x/ZnO_x或SiO_xN_y/SnO_x/NiCrO_x/SnO_x/ZnO_x或

SiO_xN_y/ZnSnO_x/NiCrO_x/SnO_x/ZnO_x或SiO_xN_y/ZnSnO_x/NiCrO_x/ZnSnO_x或

SiO_xN_y/TiO_x/NiCrO_x/TiO_x/ZnO_x或SiO_xN_y/TiO_x/NiCrO_x/TiO_x或SiO_xN_y/TiO_x/NiCrO_x/ZnSnO_x或

SiO_xN_y/TiO_x/NiCrO_x/SnO_x/ZnO_x结构；其中，SiO_xN_y层，0≤x<2，0<y≤4/3，且2x+3y＝4；NbO_x层，0<x≤2.5；NiCrO_x层，0<x≤3；SnO_x层，0<x≤2；ZnSnO_x层，0<x≤3；ZnO_x层，0<x≤1；TiO_x层，0<x≤2。

与背景技术中的相同发明人的上述两件专利相比，本发明具有相同的优点：所公开的低辐射镀膜玻璃板能够经受夹层玻璃制造工艺中的烘弯工序，即可以承受长时间的高温过程，经过烘弯后，膜层结构保持完好，膜层质量不会发生变化，烘弯前后的关键性能指标，如可见光透过率、辐射率等，均不会发生变化。由于本发明所述低辐射镀膜玻璃板能够经受烘弯工序的长时间耐高温的考验，而不会使其性能发生改变，且可以保持≥80％的可见光透过率，所以，本发明所述低辐射镀膜玻璃板可用于制造夹层玻璃，而使夹层玻璃具有独特的隔热效果。

本发明所公开的夹层隔热玻璃具有低辐射功能，允许太阳光光谱中的可见光通过，而能够将80％以上的远红外线热辐射反射回去。冬季，它对暖气及车内物体散发的热辐射，像镜面一样，将绝大部分反射回车内，保证车内热量不向车外散失，从而节约取暖费用；夏季，它会阻止车外太阳光及建筑物、地面发出的热辐射进入车内，节约空调致冷费用。所以，这种镀有低辐射膜的夹层玻璃具有真正意义上的节能效果。各项性能指标均能够满足GB9656-2003《汽车用安全玻璃》国家标准。本发明所述夹层隔热玻璃可替代普通夹层玻璃使用，特别适用于汽车前风挡玻璃。

另外，与背景技术中的相同发明人的上述两件专利(即为现有技术)相比，本发明还具有以下突出的实质性特点和显著的进步，具体表现在：

第一点，本发明所公开产品的可见光透过率≥76％，太阳能总透过率≤48％，或者可见光透过率≥70％，太阳能总透过率≤43％；太阳能总透过率远远低于现有技术的53％；

降低太阳能总透过率，需要降低辐射率；而要降低辐射率，需要增加银层厚度；而银层厚度增加，就会导致可见光透过率下降；所以在大大降低了太阳能总透过率的同时，能够继续保持可见光透过率，是本发明的技术创新的关键；

第二点，膜层与玻璃/PVB之间的粘结力明显提高

现有技术中，膜层与玻璃/PVB之间的粘结力可达到2-3级(最高为6级，具体操作可按照汽车玻璃的物理性能检测中的敲击性能测试)；而本发明，膜层与玻璃/PVB之间的粘结力可达到4-5级；而粘结力反映了夹层玻璃安全性的好坏；

第三点，镀膜产品外观更高

现有技术中，镀膜产品外观会出现少许朦胧或者模糊，会在一定程度上影响视觉效果；而本发明所公开的镀膜产品外观清晰、透明；

另外，这种少许朦胧的外观可能也是膜系设计或膜层搭配的合理性的反映，即若膜层在经受长时间、高温的烘弯过程的考验后，镀膜产品外观清晰，说明膜层根本没有发生氧化；若出现少许朦胧或者模糊，可能说明膜层发生少许氧化。

【附图说明】

图1为本发明所述的可烘弯低辐射镀膜玻璃的结构示意图；

图2为本发明所述的由可烘弯低辐射镀膜玻璃构成的夹层隔热玻璃的结构示意图。

【具体实施方式】

图1本发明的低辐射镀膜玻璃板的膜层结构示意图，自玻璃板向外依次为：glasssubstrate/SiO_xN_y/NbO_x/NiCrO_x/ZnSnO_x/ZnO_x/Ag/NiCrO_x/NbO_x/SiO_xN_y，其中1为玻璃基板(英文译成glass substrate)，3为SiO_xN_y层，0≤x<2，0<y≤4/3，且2x+3y＝4；5为NbO_x层，0<x≤2.5；7为NiCrO_x层，0<x≤3；9为ZnSnO_x层，0<x≤3；11为ZnO_x层，0<x≤1；13为Ag层；15为NiCrO_x层，0<x≤3；17为NbO_x层，0<x≤2.5；19为SiO_xN_y层，0≤x<2，0<y≤4/3，且2x+3y＝4。

第一电介质层为SiO_xN_y/NbO_x/NiCrO_x/ZnSnO_x/ZnO_x结构，低辐射层为Ag层，第二电介质层为NiCrO_x/NbO_x层，保护层为SiO_xN_y层；第一电介质层中的ZnSnO_x层可以由TiO_x或SnO_x层替代；第一电介质层和第二电介质层中的NbO_x层可以由SnO_x或TiO_x或ZnSnO_x层替代；ZnO_x层可以省略。

该低辐射镀膜玻璃的制造工艺包括：厚度不小于1.6mm的新鲜浮法玻璃原片切片、上片、切割、磨边、洗涤、依次经过各个靶材镀膜、在线检测、下片、包装等，该制造工艺是在磁控溅射镀膜生产线实现的，该镀膜生产线包括9-13个溅射靶材，按照膜层材料的要求，将各个靶材布置好，设置所需的功率及氩气、氮气、氧气等的流量，就可以生产出满足要求的产品。

其中，镀TiO_x、SiO_xN_y、SnO_x等膜层所用的靶材为旋转靶，镀NbO_x、NiCrO_x、Ag等膜层所用的靶材为平面靶，ZnO_x、ZnSnO_x膜层可以用旋转靶或者平面靶。各个膜层的厚度分别为：第一电介质层中，SiO_xN_y膜层厚度为35-50nm，NbO_x膜层厚度为10-16nm，NiCrO_x层厚度为5-20nm，ZnSnO_x膜层厚度为10-16nm，ZnO_x膜层厚度为5-15nm；低辐射层Ag层厚度为5-20nm；第二电介质层中，NiCrO_x层厚度为5-20nm，NbO_x膜层厚度为25-35nm，保护层中，SiO_xN_y膜层厚度为45-60nm。另外，SiO_xN_y、TiO_x、ZnO_x等膜层起到抗反射作用，从而保持低辐射镀膜玻璃的透过率在80％以上。

图2为本发明所述的由可烘弯低辐射镀膜玻璃构成的夹层隔热玻璃的其中一种结构示意图，该夹层隔热玻璃的结构依次为玻璃板1/低辐射膜层/PVB/玻璃板2，玻璃板1的厚度为1.6-2.5mm，低辐射膜层厚度为150-250nm，PVB的厚度为0.76mm，玻璃板2厚度为1.6-2.5mm；其中，1为玻璃板1(英文译为glass substrate1)，3为SiO_xN_y层，5为NbO_x层，7为NiCrO_x层，9为ZnSnO_x层，11为ZnO_x层，13为Ag层；15为NiCrO_x层，17为NbO_x层，19为SiO_xN_y层，21为PVB层，23为玻璃板2(英文译为glass substrate2)；低辐射膜层镀在玻璃板1上，而且是朝向PVB的玻璃板1的表面上。

该夹层隔热玻璃包括一玻璃板层(玻璃板2)、一PVB层和另外一玻璃板层(玻璃板1)，另外一玻璃板为可烘弯低辐射镀膜玻璃板，可烘弯低辐射镀膜玻璃板的最外镀膜层为保护层，保护层向外依次与PVB层、一玻璃板层叠加构成夹层隔热玻璃。该夹层隔热玻璃板的制造方法：首先，玻璃板2经过切割、上片、洗涤、磨边、喷粉、印边、烘干等各个工序到达烘弯阶段；然后和带有低辐射膜层的玻璃板1配对，然后玻璃板2和带有低辐射膜层的玻璃板1一起被放在烘弯用模具上，将模具放入烘弯炉烘弯，然后经过合片、初压、高压、包装等工序，制造出最终夹层隔热玻璃成品。

烘弯时，两片玻璃被叠加，一起放在模具上进行烘弯，同领域技术人员将这两片玻璃分别简称为“大片”和“小片”，紧贴模具的一片称为“大片”，叠加在大片上面的一片称为“小片”。低辐射膜层可以镀在“大片”上，也可以镀在“小片”上，只要膜层朝向PVB膜片、紧靠着PVB膜片即可。无论是镀在“大片”上还是镀在“小片”上，都能起到相同的低辐射功能。

实施例一

在经过洗涤、抛光、烘干后的干净的厚度为1.8mm的绿色浮法玻璃原片(由福耀玻璃集团浮法事业部福清工厂生产)上先镀上第一电介质层，即按照顺序依次镀上SiO_xN_y/NbO_x/NiCrO_x/ZnSnO_x/ZnO_x膜层，其中镀SiO_xN_y膜层用的是旋转靶，镀NbO_x、NiCrO_x、ZnSnO_x膜层所用的靶材为平面靶，ZnO_x膜层用的是旋转靶；其中，

SiO_xN_y膜层中，x＝O.3，y＝1.5，膜层厚度为40nm；

NbO_x膜层中，x＝1.7，厚度为12nm；

NiCrO_x膜层中，x＝0.3，厚度为15nm；

ZnSnO_x膜层中，x＝1.8，厚度为12nm；

ZnO_x膜层中，x＝0.8，厚度为8nm。

其次再镀上低辐射膜层，即Ag层，所用的靶材为平面靶，膜层厚度为16nm。

然后再镀上第二电介质层，按照顺序依次镀上NiCrO_x/NbO_x层；其中镀NiCrO_x的靶材为平面靶，膜层中，x＝0.3，厚度为12nm；

镀NbO_x的靶材为平面靶，NbO_x膜层中，x＝1.7，厚度为10nm。

最后镀上保护层，即SiO_xN_y膜层，所用靶材为旋转靶，x＝0.3，y＝1.5，膜层厚度为50nm。

光学性能

经在线检测，单片低辐射镀膜玻璃的辐射率为0.05，可见光透过率为77％；烘弯后检测，单片低辐射镀膜玻璃的辐射率为0.045，可见光透过率为80％；然后经过合片、高压等夹层玻璃制造工序制得夹层隔热玻璃，经检测，其可见光透过率为71％，太阳能总透过率为42％。

物理性能

敲击实验：该实验是衡量膜层与PVB、玻璃之间粘接性能的最重要的检测方法，实验步骤为：从整片夹层隔热玻璃上切下100mm×300mm的实验片，共切两片，将两试样放置在-18±2℃下保存2小时，取出，放置在常温下2分钟，放在试样箱上用铁锤敲击，待冷凝水挥发后，将敲击后试样与标准样片对照，就可以判断出敲击实验的等级。经检测，敲击实验为3级，满足GB9656-2003的要求。

按照GB9656-2003，冲击实验、耐辐照实验、湿热循环实验等均能满足要求。

实施例二

在经过洗涤、抛光、烘干后的干净的厚度为2.1mm绿色浮法玻璃原片上(由福耀玻璃集团浮法事业部福清工厂生产)，按照顺序依次镀上SiO_xN_y/SnO_x/NiCrO_x/SnO_x/Ag/NiCrO_x/SnO_x/SiO_xN_y膜层，其中：

SiO_xN_y膜层中，x＝1.5，y＝0.33，膜层厚度为35nm；

SnO_x膜层中，x＝1.5，厚度为15nm；

NiCrO_x膜层中，x＝0.3，度为23nm；

SnO_x膜层中，x＝1.5，厚度为12nm。

其次再镀上低辐射膜层，即Ag层，膜层厚度为15nm。

然后再镀上第二电介质层，按照顺序依次镀上NiCrO_x/SnO_x层；其中

NiCrO_x膜层中，x＝0.3，厚度为20nm；

SnO_x膜层中，x＝1.6，厚度为15nm。

最后镀上保护层，即SiO_xN_y膜层，所用靶材为旋转靶，x＝0.3，y＝1.4，膜层厚度为55nm。

各膜层所用靶材类型与实施例一中的一样。

光学性能

经在线检测，单片低辐射镀膜玻璃的辐射率为0.055，可见光透过率为76.7％；烘弯后检测，单片低辐射镀膜玻璃的辐射率为0.04，可见光透过率为80％；然后经过合片、高压等夹层玻璃制造工序制得夹层隔热玻璃，经检测，其可见光透过率为70％，太阳能总透过率为43％。

物理性能

敲击实验：该实验是衡量膜层与PVB、玻璃之间粘接性能的最重要的检测方法，实验步骤与实施例一相同。经检测，敲击实验为4级，比实施例一的要好，满足GB9656-2003的要求。

按照GB9656-2003，冲击实验、耐辐照实验、湿热循环实验等均能满足要求。

Claims (8)

1.可烘弯低辐射镀膜玻璃，该镀膜玻璃层次依次为：玻璃基板/第一电介质层/低辐射层/第二电介质层/保护层，其中低辐射层为银层，其特征在于：第一电介质层为SiO_xN_y/NbO_x/NiCrO_x/SnO_x或SiO_xN_y/SnO_x/NiCrO_x/SnO_x或SiO_xN_y/ZnSnO_x/NiCrO_x/SnO_x或SiO_xN_y/ZnSnO_x/NiCrO_x/ZnSnO_x或SiO_xN_y/TiO_x/NiCrO_x/TiO_x/ZnO_x或SiO_xN_y/TiO_x/NiCrO_x/TiO_x或SiO_xN_y/TiO_x/NiCrO_x/ZnSnO_x或SiO_xN_y/TiO_x/NiCrO_x/SnO_x结构；

其中，SiO_xN_y层，0≤x<2，0<y≤4/3，且2x+3y＝4；NbO_x层，0<x≤2.5；NiCrO_x层，0<x≤3；SnO_x层，0<x≤2；ZnSnO_x层，0<x≤3；ZnO_x层，0<x≤1；TiO_x层，0<x≤2。

2.如权利要求1所述的可烘弯低辐射镀膜玻璃，其特征在于：第二电介质层为NiCrO_x/NbO_x或NiCrO_x/SnO_x或NiCrO_x/TiO_x或NiCrO_x/ZnSnO_x结构；

其中，NiCrO_x层，0<x≤3；NbO_x层，0<x≤2.5；SnO_x层，0<x≤2；TiO_x层，0<x≤2；ZnSnO_x层，0<x≤3。

3.如权利要求1所述的可烘弯低辐射镀膜玻璃，其特征在于：保护层为SiO_xN_y结构；其中，SiO_xN_y层，0≤x<2，0<y≤4/3，且2x+3y＝4。

4.如权利要求1所述的可烘弯低辐射镀膜玻璃，其特征在于第二电介质层为NiCrO_x/NbO_x或NiCrO_x/SnO_x或NiCrO_x/TiO_x或NiCrO_x/ZnSnO_x结构，保护层为SiO_xN_y结构；

其中，NiCrO_x层，0<x≤3；NbO_x层，0<x≤2.5；SnO_x层，0<x≤2；TiO_x层，0<x≤2；ZnSnO_x层，0<x≤3；SiO_xN_y层，0≤x<2，0<y≤4/3，且2x+3y＝4。

5.如权利要求1所述的可烘弯低辐射镀膜玻璃，其特征在于：膜层结构的优选方案为镀膜玻璃层次依次为：玻璃基板/SiO_xN_y/NbO_x/NiCrO_x/ZnSnO_x/ZnO_x/Ag/NiCrO_x/NbO_x/SiO_xN_y结构；其中，SiO_xN_y层，0≤x<2，0<y≤4/3，且2x+3y＝4；NbO_x层，0<x≤2.5；NiCrO_x层，0<x≤3；ZnSnO_x层，0<x≤3；ZnO_x层，0<x≤1。

6.如权利要求1或2或3或4或5所述的可烘弯低辐射镀膜玻璃，其特征在于：保护层外再依次叠加PVB层、玻璃板层构成夹层隔热玻璃。

7.如权利要求6所述的可烘弯低辐射镀膜玻璃，其特征在于：夹层隔热玻璃的可见光透过率不少于76％、太阳能透过率不大于48％。

8.如权利要求6所述的可烘弯低辐射镀膜玻璃，其特征在于：夹层隔热玻璃的可见光透过率不少于70％、太阳能透过率不大于43％。

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