CN101497500A - 一种可后续加工的三银低辐射膜玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可后续加工的三银低辐射膜玻璃，其特征在于，该玻璃的膜层结构为：玻璃/第一基层电介质组合层/第二基层电介质组合层/第一阻挡层/第一Ag层/第二阻挡层/第一隔层电介质组合层/第三阻挡层/第二Ag层/第四阻挡层/第二隔层电介质组合层/第五阻挡层/第三Ag层/第六阻挡层/第一上层电介质组合层/第二上层电介质组合层。本发明还提供了该玻璃的生产工艺。本发明采用了独特的膜层配置结构生产出可以后续加工的三银低辐射玻璃，具有辐射率低(小于0.02)，光学性能稳定、颜色多样、耐热、耐候等性能，可实现异地加工，满足在后续复合产品加工中的所有要求，可推广应用到汽车玻璃和民用建筑玻璃。

Description

一种可后续加工的三银低辐射膜玻璃
【技术领域】
本发明涉及特种玻璃领域，尤其涉及一种可后续加工的三银低辐射膜玻璃。
【背景技术】
三银低辐射玻璃(又称triple-silver LOW-E玻璃)，是在玻璃表面镀制包括三层银层在内的多层金属或其他化合物组成的膜系产品。由于银层具有低辐射率的特性，低辐射玻璃对可见光有较高的透射率，对红外线有很高的反射率，具有良好的隔热性能。
采用真空磁控溅射法生产普通三银低辐射玻璃的膜层结构一般为：玻璃/基层电介质组合层/第一Ag层/第一阻挡层/第一隔层电介质组合层/第二Ag层/第二阻挡层/第二隔层电介质组合层/第三Ag层/第三阻挡层/上层电介质组合层等。
电介质组合层一般为金属或非金属的氧化物或氮化物，如TiO2、ZnSnOx、SnO2、ZnO、SiO2、Ta2O5、BiO2、Al2O3、ZnAl2O4、Nb2O5、Si3N4、AZO等；
第一阻挡层、第二阻挡层和第三阻挡层一般为金属或金属氧化(氮化)物，也可以是合金或合金氧化(氮化)物，如Ti、NiCr或者NiCrOx，NiCrNx。
但是，在传统的三银低辐射玻璃加工中，只能对玻璃采用先钢化再镀膜的加工方式，传统三银低辐射节能玻璃不能推广到汽车玻璃，也不能大面积推广到民宅。这是因为：
1.不能实现弯弧玻璃镀膜
现代建筑和汽车风挡广泛采用弯钢化和热弯玻璃，传统离线低辐射镀膜玻璃不能进行弯钢化和热弯等后续的热加工处理。国内现有的建筑镀膜玻璃生产线均不能在弯钢化和热弯玻璃基片上进行镀膜。
2.镀膜运行效率低
钢化玻璃镀膜的装载率只有75％左右，也就是只能发挥镀膜线产能的75％。钢化玻璃镀膜靠人工装片和卸片，需配置足够的操作工，增加了人工工资支出，同时人工装、卸片的速度又制约了镀膜走速，镀膜线运行不经济。
各种补片的生产周期长，镀膜和中空工序中出现的废品要补片，玻璃在安装现场的损坏也要补片。这些补片再次纳入生产定单来安排生产，补片周期长。
3.玻璃运输成本高
因离线低辐射镀膜必须合成中空玻璃后使用，中空玻璃的运输增加了运输支出，例如，6mm低辐射玻璃+12mm空气层+6mm玻璃的中空玻璃，运输货物的体积是单片玻璃的两倍。
基于上述原因，开发出一种新型可后续加工的三银低辐射膜玻璃势在必行。
【发明内容】
本发明的目的在于，采用独特的膜层配置构造出一种可以后续加工的三银低辐射膜玻璃，满足在后续复合产品加工中的所有要求，可推广应用到汽车玻璃和民用建筑。
为达到上述发明目的，本发明提出以下的技术方案：
一种可后续加工的三银低辐射膜玻璃，其特征在于，该玻璃的膜层结构为：玻璃/第一基层电介质组合层/第二基层电介质组合层/第一阻挡层/第一Ag层/第二阻挡层/第一隔层电介质组合层/第三阻挡层/第二Ag层/第四阻挡层/第二隔层电介质组合层/第五阻挡层/第三Ag层/第六阻挡层/第一上层电介质组合层/第二上层电介质组合层。
根据本发明所提供的可后续加工的三银低辐射膜玻璃，所述第一基层电介质组合层、第二基层电介质组合层、第一隔层电介质组合层、第二隔层电介质组合层、第一上层电介质组合层、第二上层电介质组合层是由金属或非金属的氧化物或氮化物构成，优选TiO2、ZnSnOx、SnO2、ZnO、SiO2、Ta2O5、BiO2、Al2O3、ZnAl2O4、Nb2O5、Si3N4、AZO中的至少一种。
根据本发明所提供的可后续加工的三银低辐射膜玻璃，所述第一基层电介质组合层的厚度为5.0-10.0nm；所述第二基层电介质组合层的厚度为5.0-10.0nm。
根据本发明所提供的可后续加工的三银低辐射膜玻璃，所述第一隔层电介质组合层的厚度为50-70nm；第二隔层电介质组合层的厚度为60-80nm。
根据本发明所提供的可后续加工的三银低辐射膜玻璃，所述第一上层电介质组合层的厚度为10-35nm；第二上层电介质组合层的厚度为10-30nm。
根据本发明所提供的可后续加工的三银低辐射膜玻璃，所述第一Ag层、第二Ag层、第三Ag层的厚度为8-35nm。
根据本发明所提供的可后续加工的三银低辐射膜玻璃，所述第一、第二、第三、第四、第五、第六阻挡层的材料是氧化镍铬或氮化镍铬，层厚为0.5-5.0nm。
本发明还提供了一种上述可后续加工的三银低辐射膜玻璃的生产工艺，包括以下步骤：
(1)基础玻璃清洗干燥，并置于真空溅射区；
(2)双旋转阴极、中频反应磁控溅射沉积第一基层电介质组合层；
(3)双旋转阴极、中频反应磁控溅射沉积第二基层电介质组合层；
(4)平面阴极或旋转阴极、直流或直流加脉冲磁控溅射沉积第一阻挡层；
(5)平面阴极或旋转阴极、直流或直流加脉冲磁控溅射沉积第一Ag层；
(6)平面阴极或旋转阴极、直流或直流加脉冲磁控溅射沉积第二阻挡层；
(7)双旋转阴极、中频反应磁控溅射沉积第一隔层电介质组合层；
(8)平面阴极或旋转阴极、直流或直流加脉冲磁控溅射沉积第三阻挡层；
(9)平面阴极或旋转阴极、直流或直流加脉冲磁控溅射沉积第二Ag层；
(10)平面阴极或旋转阴极、直流或直流加脉冲磁控溅射沉积第四阻挡层；
(11)双旋转阴极、中频反应磁控溅射沉积第二隔层电介质组合层；
(12)平面阴极或旋转阴极、直流或直流加脉冲磁控溅射沉积第五阻挡层；
(13)平面阴极或旋转阴极、直流或直流加脉冲磁控溅射沉积第三Ag层；
(14)平面阴极或旋转阴极、直流或直流加脉冲磁控溅射沉积第六阻挡层；
(15)双旋转阴极、中频反应磁控溅射分别沉积第一、第二上层电介质组合层。
根据本发明所提供的可后续加工的三银低辐射膜玻璃的生产工艺，其特征在于，所述双旋转阴极、中频反应磁控溅射是在氩氮或氩氧氛围中进行，功率30kw-100kw，中频电源频率为30-50kHz。
根据本发明所提供的可后续加工的三银低辐射膜玻璃的生产工艺，其特征在于，所述平面阴极或旋转阴极、直流或直流加脉冲磁控溅射是在氩氧氛围中进行，功率2-8kw。
从以上技术方案可以看出，本发明所提供的可后续加工的三银低辐射膜玻璃及其生产工艺，采用了独特的膜层配置结构生产出可以后续加工的三银低辐射玻璃，具有辐射率低(小于0.02)，光学性能稳定、颜色多样、耐热、耐候等性能，产品先镀膜后热处理，能长距离运输，能储存8个月以上不变质，实现异地加工，满足在后续复合产品加工中的所有要求，可推广应用到汽车玻璃和民用建筑玻璃。
【附图说明】
图1所示是本发明的可后续加工的三银低辐射膜玻璃的结构示意图；
图2所示是本发明的可后续加工的三银低辐射膜玻璃的生产工艺流程示意图。
【具体实施方式】
本发明提供的可后续加工的三银低辐射膜玻璃的膜层结构为：玻璃基片/第一基层电介质组合层(5.0-10.0nm)/第二基层电介质组合层(5.0-10.0nm)/第一阻挡层(0.5～5.0nm)/第一Ag层(8-35nm)/第二阻挡层(0.5～5.0nm)/第一隔层电介质组合层(50-70nm)/第三阻挡层(0.5～5.0nm)/第二Ag层(8-35nm)/第四阻挡层(0.5～5.0nm)/第二隔层电介质组合层(60-80nm)/第五阻挡层(0.5～5.0nm)/第三Ag层(8-35nm)/第六阻挡层(0.5～5.0nm)/第一上层电介质组合层(10-35nm)/第二上层电介质组合层(10-30nm)。
各介质膜层为真空溅射沉积的金属或非金属的氧化物或氮化物，如TiO2、ZnSnOx、SnO2、ZnO、SiO2、Ta2O5、BiO2、Al2O3、ZnAl2O4、Nb2O5、Si3N4、AZO等。
在实际应用中，常用的可后续加工的三银低辐射膜玻璃的膜层结构及厚度为：玻璃基片/第一基层电介质组合层(8.0-10.0nm)/第二基层电介质组合层(8.0-10.0nm)/第一阻挡层(0.5～2.0nm)/第一Ag层(12～21nm)/第二阻挡层(0.5～2.0nm)/第一隔层电介质组合层(50-60nm)/第三阻挡层(0.5～2.0nm)/第二Ag层(12～21nm)/第四阻挡层(0.5～2.0nm)/第二隔层电介质组合层(60-68nm)/第五阻挡层(0.5～2.0nm)/第三Ag层(12～21nm)/第六阻挡层(0.5～2.0nm)/第一上层电介质组合层(15-22nm)/第二上层电介质组合层(10-15nm)。
下面为本发明提供的可后续加工的三银低辐射膜玻璃一个应用实例的膜结构：
玻璃基片/Si3N4/ZnSnOx/NiCrOx/Ag/NiCrOx/ZnSnOx/NiCrOx/Ag/NiCrOx/ZnSnOx/NiCrOx/Ag/NiCrOx/ZnSnOx/Si3N4。
其中，第一基层电介质组合层是氮化硅(Si3N4)，膜层厚度为8～8.5nm；
第二基层电介质组合层是氧化锌锡(ZnSnO)的膜层厚度为9～9.5nm；
第一阻挡层是主要材料为氧化镍铬，膜层厚度为0.5～1nm；
第一银层是膜层厚度为12nm；
第二阻挡层是主要材料为氧化镍铬，膜层厚度为0.5～1nm；
第一隔层电介质组合层是氧化锌锡(ZnSnO)的膜层厚度为59～60nm；
第三阻挡层是主要材料为氧化镍铬，膜层厚度为0.5～1nm；
第二银层是膜层厚度为15nm；
第四阻挡层是主要材料为氧化镍铬，膜层厚度为0.5～1nm；
第二隔层电介质组合层是氧化锌锡(ZnSnO)的膜层厚度为67～68nm；
第五阻挡层是主要材料为氧化镍铬，膜层厚度为0.5～1nm；
第三银层是膜层厚度为21nm；
第六阻挡层是主要材料为氧化镍铬，膜层厚度为0.5～1nm；
第一上层电介质组合层是氧化锌锡(ZnSnO)的膜层厚度为21.5～22nm；
第二上层电介质组合层是氮化硅(Si3N4)，膜层厚度为10～11nm。
上述膜层的加工工艺为：
所有氧化锌锡层系采用中频电源加旋转阴极在氩氧氛围中溅射沉积，功率为30kw-100kw，中频电源频率为30-50kHz；
所有氧化镍铬层系在氩氧氛围中溅射镍铬合金，功率为2-8kw；
氮化硅(Si3N4)层系采用中频电源加旋转阴极在氩氮氛围中溅射沉积，功率为30kw-100kw，中频电源频率为30-50kHz；
银层：平面阴极或旋转阴极、直流或直流加脉冲磁控溅射，在氩气氛围中沉积，功率为2-8kw。
本发明所提供的可后续加工的三银低辐射膜玻璃及其生产工艺的特点在于：
1.传统以Ag为红外反射膜层的低辐射玻璃不能进行后续热处理的根本原因是：Ag层在加热过程中被破坏，如Ag层被氧化、Ag层面电阻升高等现象。从外观上可观察到如下几种情况：膜面呈白色云雾状，透过率下降，颜色不均匀，可能伴随大面积掉膜；膜面有分散的片状氧化；满板针孔状的小氧化点，类似满天星；这些现象均是银层被破坏的外观表现，不能批量生产。本发明从两个方面解决产品在加厚Ag层过程中透过率降低和外光呈现干扰色的问题，一是膜层设计，让Ag层两边的膜层材料对银层具有更好的遮挡能力，Ag层两边的膜层厚度呈一定比例；二是镀膜工艺，让Ag层及两边的阻挡层更薄更致密。
2.基层电介质组合层和隔层电介质组合层为减反射膜层，起着连接玻璃和功能层的作用，要求膜层与玻璃之间粘接性能好，并缓解整个低辐射膜的内部应力。上层电介质组合层直接影响着产品的抗划伤、耐磨和抗腐蚀性能。这两个组合层的折射率要有较好的匹配，才能使产品的反射率和透过率达到理想值，这两个组合层采用频率30-50kHz的中频电源加旋转阴极溅射，同时中频电源具有较好的灭弧性能。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1、一种可后续加工的三银低辐射膜玻璃，其特征在于，该玻璃的膜层结构为：玻璃/第一基层电介质组合层/第二基层电介质组合层/第一阻挡层/第一Ag层/第二阻挡层/第一隔层电介质组合层/第三阻挡层/第二Ag层/第四阻挡层/第二隔层电介质组合层/第五阻挡层/第三Ag层/第六阻挡层/第一上层电介质组合层/第二上层电介质组合层。
2、根据权利要求1所述的可后续加工的三银低辐射膜玻璃，其特征在于，所述第一基层电介质组合层、第二基层电介质组合层、第一隔层电介质组合层、第二隔层电介质组合层、第一上层电介质组合层、第二上层电介质组合层是由金属或非金属的氧化物或氮化物构成，优选TiO2、ZnSnOx、SnO2、ZnO、SiO2、Ta2O5、BiO2、Al2O3、ZnAl2O4、Nb2O5、Si3N4、AZO中的至少一种。
3、根据权利要求2所述的可后续加工的三银低辐射膜玻璃，其特征在于，所述第一基层电介质组合层的厚度为5.0-10.0nm；所述第二基层电介质组合层的厚度为5.0-10.0nm。
4、根据权利要求2所述的可后续加工的三银低辐射膜玻璃，其特征在于，所述第一隔层电介质组合层的厚度为50-70nm；第二隔层电介质组合层的厚度为60-80nm。
5、根据权利要求2所述的可后续加工的三银低辐射膜玻璃，其特征在于，所述第一上层电介质组合层的厚度为10-35nm；第二上层电介质组合层的厚度为10-30nm。
6、根据权利要求1所述的可后续加工的三银低辐射膜玻璃，其特征在于，所述第一Ag层、第二Ag层、第三Ag层的厚度为8-35nm。
7、根据权利要求1所述的可后续加工的三银低辐射膜玻璃，其特征在于，所述第一、第二、第三、第四、第五、第六阻挡层的材料是氧化镍铬或氮化镍铬，层厚为0.5-5.0nm。
8、权利要求1-7任意一项所述可后续加工的三银低辐射膜玻璃的生产工艺，包括以下步骤：
(1)基础玻璃清洗干燥，并置于真空溅射区；
(2)双旋转阴极、中频反应磁控溅射沉积第一基层电介质组合层；
(3)双旋转阴极、中频反应磁控溅射沉积第二基层电介质组合层；
(4)平面阴极或旋转阴极、直流或直流加脉冲磁控溅射沉积第一阻挡层；
(5)平面阴极或旋转阴极、直流或直流加脉冲磁控溅射沉积第一Ag层；
(6)平面阴极或旋转阴极、直流或直流加脉冲磁控溅射沉积第二阻挡层；
(7)双旋转阴极、中频反应磁控溅射沉积第一隔层电介质组合层；
(8)平面阴极或旋转阴极、直流或直流加脉冲磁控溅射沉积第三阻挡层；
(9)平面阴极或旋转阴极、直流或直流加脉冲磁控溅射沉积第二Ag层；
(10)平面阴极或旋转阴极、直流或直流加脉冲磁控溅射沉积第四阻挡层；
(11)双旋转阴极、中频反应磁控溅射沉积第二隔层电介质组合层；
(12)平面阴极或旋转阴极、直流或直流加脉冲磁控溅射沉积第五阻挡层；
(13)平面阴极或旋转阴极、直流或直流加脉冲磁控溅射沉积第三Ag层；
(14)平面阴极或旋转阴极、直流或直流加脉冲磁控溅射沉积第六阻挡层；
(15)双旋转阴极、中频反应磁控溅射分别沉积第一、第二上层电介质组合层。
9、根据权利要求8所述的可后续加工的三银低辐射膜玻璃的生产工艺，其特征在于，所述双旋转阴极、中频反应磁控溅射是在氩氮或氩氧氛围中进行，功率30kw-100kw，中频电源频率为30-50kHz。
10、根据权利要求8所述的可后续加工的三银低辐射膜玻璃的生产工艺，其特征在于，所述平面阴极或旋转阴极、直流或直流加脉冲磁控溅射是在氩氧氛围中进行，功率2-8kw。
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