CN101585667A - 一种可烘弯低辐射镀膜玻璃 - Google Patents

一种可烘弯低辐射镀膜玻璃 Download PDF

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本发明涉及一种可烘弯低辐射镀膜玻璃,该可烘弯低辐射镀膜玻璃的膜层结构自玻璃基板向外依次为:玻璃基板、过渡层、第一电介质层、低辐射层、第二电介质层、保护层。与现有技术相比,本发明具有利用化学相容性原理,具有优良的物理性能;配置灵活,便于控制,具有较高的沉积效率,耐烘弯的特点,烘弯前后的关键性能指标不会发生变化,并有低辐射功能,由该可烘弯低辐射镀膜玻璃构成的夹层玻璃的可见光透过率可达76%以上、太阳能透过率在48%以下,或者可见光透过率可达70%以上、太阳能透过率在43%以下,适用于汽车前风挡玻璃。

Description

一种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,尤其是涉及一种可烘弯低辐射镀膜玻璃。
背景技术
普通的玻璃没有隔热功能,但是通过不同技术手段玻璃可以达到隔热功能。
中国专利200620004861.8公开了一种热反射夹层玻璃,该专利描述了通过改变聚乙烯醇缩丁醛(Polyvinyl Butyral,PVB)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,具有高贴覆性和柔韧性。
中国专利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基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镀膜玻璃是一种绿色、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,与普通白玻璃相近,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镀膜玻璃是由多层膜层构成,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/TiOx/ZnO/Ag/NiCrOx/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,透过率一般在65%以上,属于高透型镀膜玻璃产品,所以不会产生严重的眩光公害。
中国专利200710074842.1公开了一种可后续加工的低辐射玻璃及其制造方法,该发明所述低辐射镀膜玻璃可以钢化、异地运输和加工,应用到民用住宅等建筑领域。
但是上述这些可钢化低辐射镀膜玻璃,有的膜层结构不能经受烘弯工序,烘弯后会导致低辐射性能下降、和/或透过率发生变化;有的膜层结构的可见光透过率不能满足汽车玻璃、特别是前风挡玻璃的要求;所以这些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,钢化玻璃的钢化、热弯工序最多停留2-4min,而夹层玻璃的烘弯工序需要在特制的连续烘弯炉中停留5-10min,所以用于夹层玻璃的可烘弯低辐射镀膜玻璃对膜系配置的要求比可钢化低辐射镀膜玻璃对膜系配置的要求要高得多;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低辐射镀膜玻璃技术开发的难易程度。
开发一种可烘弯低辐射镀膜玻璃的关键,就在于合理设计一种膜层配置,使上、下保护膜层对银层能够充分保护,以便配置的整个膜层结构可经受600-700℃的高温,并能够允许在此高温下长时间的停留,经过这种长时间高温的考验,产品性能仍保持不变。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种配置灵活、耐烘弯、具有节能效果的可烘弯低辐射镀膜玻璃。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种可烘弯低辐射镀膜玻璃,其特征在于,该可烘弯低辐射镀膜玻璃的膜层结构自玻璃基板向外依次为:玻璃基板、过渡层、第一电介质层、低辐射层、第二电介质层及保护层。
所述的过渡层为SiOxNy膜层,厚度为5-15nm。
所述的SiOxNy膜层中,0<x≤2、0<y≤4/3,2x+3y<4。
所述的第一电介质层为ZnSnOx/TiOy膜层结构,ZnSnOx膜层厚度为30-40nm,TiOy膜层厚度为1.5-3nm。
所述的ZnSnOx膜层中,0<x≤3,TiOy膜层中,0<y≤2。
所述的低辐射层为银膜层,厚度为9-13nm。
所述的第二层电介质层为TiOx/ZnSnOy膜层结构,TiOx膜层厚度为1.5-3nm,ZnSnOy膜层厚度为30-40nm。
所述的保护层为SixNy膜层,厚度为10-15nm。
所述的SixNy膜层中,0<x≤3,0<y≤4。
所述的可烘弯低辐射镀膜玻璃的保护层外再依次叠加聚乙烯醇缩丁醛层及另一玻璃基板构成低辐射镀膜夹层玻璃。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
(1)过渡层采用SiOxNy,即氮氧化硅,因为玻璃基板的主体化学成分是SiO2,根据化学相容性原理,能够增加玻璃基板与整个结构膜层之间的结合力,具有优良的物理性能;
(2)低辐射层及其相邻层结构为TiOx/Ag/TiOx,具有足够捕捉氧的能力,既可以采用平面靶材溅射,也可以采用旋转靶材溅射,配置灵活,便于控制,且均具有较高的沉积效率;
(3)膜层结构中各个膜层厚度的合理搭配,具有耐烘弯的特点,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;
(4)本发明所公开的低辐射镀膜玻璃基板经受夹层玻璃制造工艺中的烘弯工序,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不会发生变化,具有独特的低辐射效果,由该可烘弯低辐射镀膜玻璃构成的夹层玻璃的可见光透过率可达76%以上、太阳能透过率在48%以下,或者可见光透过率可达70%以上、太阳能透过率在43%以下;
(5)镀膜夹层玻璃具有低辐射功能,允许太阳光光谱中的可见光通过,反射80%以上的远红外线热辐射,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,具有节能的效果,各项性能指标均能够满足GB9656-2003《汽车用安全玻璃》国家标准,可以替代普通夹层玻璃,特别适用于汽车前风挡玻璃。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
在经过切割、磨边、抛光、洗涤、烘干后,厚度为1.8mm的绿色浮法玻璃原片上依次镀上厚度为10nm的SiO0.2N1.1膜层作为过渡层、ZnSnO2.3/TiO1.3膜层结构作为第一电介质层,其中ZnSnO2.3厚度为35nm,TiO1.3厚度为2.5nm、厚度为12nm的银膜层作为低辐射层、TiO1.3/ZnSnO2.3膜层结构作为第二电介质层,其中TiO1.3厚度为2.5nm,ZnSnO2.3厚度为35nm、厚度为12nm的Si3N4膜层作为保护层,得到可烘弯低辐射镀膜玻璃。其中,低辐射层及其相邻层为TiO1.3/Ag/TiO1.3结构,镀过渡层、电介质层、低辐射层采用旋转靶,镀银膜层所用的靶材为平面靶。该可烘弯低辐射镀膜玻璃特别适合于汽车前风挡玻璃。
光学性能测试
经在线检测,单片低辐射镀膜玻璃的辐射率为0.06,可见光透过率为70%;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81%;然后经过洗涤、合片、初压、高压、包装等制造工序制得低辐射镀膜夹层玻璃,经检测,其可见光透过率为72.2%,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:从整片低辐射镀膜夹层玻璃上切下100mm×300mm的实验片,共切两片,将两试样放置在-18±2℃下保存2h后取出,放置在常温下2min,然后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2
在经过切割、磨边、抛光、洗涤、烘干后,厚度为1.6mm的透明玻璃原片上依次镀上厚度为5nm的SiO0.3N0.4膜层作为过渡层、ZnSnO0.2/TiO0.2膜层结构作为第一电介质层,其中ZnSnO0.2厚度为30nm,TiO0.2厚度为1.5nm、厚度为9nm的银膜层作为低辐射层、TiO0.2/ZnSnO0.2膜层结构作为第二电介质层,其中TiO0.2厚度为1.5nm,ZnSnO0.2厚度为30nm、厚度为10nm的Si0.3N0.4膜层作为保护层,得到可烘弯低辐射镀膜玻璃。其中,低辐射层及其相邻层为TiO0.2/Ag/TiO0.2结构,镀过渡层、电介质层、低辐射层采用旋转靶,镀银膜层所用的靶材为平面靶。
利用该可烘弯低辐射镀膜玻璃制备低辐射镀膜夹层玻璃,该低辐射镀膜夹层玻璃包括可烘弯低辐射镀膜玻璃、PVB膜层和另外一块玻璃基板,可烘弯低辐射镀膜玻璃基板的最外镀膜层为保护层,保护层向外依次与PVB层、另外一块玻璃基板层叠加构成低辐射镀膜夹层玻璃,其中,玻璃基板的厚度为1.6mm,PVB膜层的厚度为0.76mm;低辐射膜层镀在玻璃基板上,而且是朝向PVB的玻璃基板的表面上。
低辐射镀膜夹层玻璃的制造方法:首先,取一块玻璃基板经过上片、切割、磨边、洗涤、印边、烘干等各个工序到达烘弯阶段;然后和带有膜层的玻璃基板配对,然后将两块玻璃基板放在烘弯用模具上,将模具放入烘弯炉烘弯,然后经过洗涤、合片、初压、高压、包装等工序,制造出最终低辐射镀膜夹层玻璃成品。
烘弯时,两片玻璃被叠加,一起放在模具上进行烘弯,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”。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。
光学性能
经在线检测,单片低辐射镀膜玻璃的辐射率为0.06,可见光透过率为77.5%;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%;然后经过洗涤、合片、初压、高压、包装等制造工序制得低辐射镀膜夹层玻璃,经检测,其可见光透过率为76%,太阳能总透过率为48%。
实施例3
在经过切割、磨边、抛光、洗涤、烘干后,厚度为2.5mm的透明玻璃原片上依次镀上厚度为15nm的SiON0.6膜层作为过渡层、ZnSnO3/TiO2膜层结构作为第一电介质层,其中ZnSnO3厚度为40nm,TiO2厚度为3nm、厚度为13nm的银膜层作为低辐射层、TiO2/ZnSnO3膜层结构作为第二电介质层,其中TiO2厚度为3nm,ZnSnO3厚度为40nm、厚度为15nm的Si3N4膜层作为保护层,得到可烘弯低辐射镀膜玻璃。其中,低辐射层及其相邻层为TiO2/Ag/TiO2结构,镀过渡层、电介质层、低辐射层采用旋转靶,镀银膜层所用的靶材为平面靶。
利用可烘弯低辐射镀膜玻璃制备低辐射镀膜夹层玻璃,该低辐射镀膜夹层玻璃包括可烘弯低辐射镀膜玻璃、PVB膜层和另外一块玻璃基板,可烘弯低辐射镀膜玻璃基板的最外镀膜层为保护层,保护层向外依次与PVB层、另外一块玻璃基板层叠加构成低辐射镀膜夹层玻璃,其中,玻璃基板的厚度为2.5mm,PVB膜层的厚度为0.76mm;低辐射膜层镀在玻璃基板上,而且是朝向PVB的玻璃基板的表面上。
低辐射镀膜夹层玻璃基板的制造方法:首先,取一块玻璃基板经过上片、切割、磨边、洗涤、印边、烘干等各个工序到达烘弯阶段;然后和带有膜层的玻璃基板配对,然后将两块玻璃基板放在烘弯用模具上,将模具放入烘弯炉烘弯,然后经过洗涤、合片、初压、高压、包装等工序,制造出最终低辐射镀膜夹层玻璃成品。
烘弯时,两片玻璃被叠加,一起放在模具上进行烘弯,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”。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。

Claims (10)

1.一种可烘弯低辐射镀膜玻璃,其特征在于,该可烘弯低辐射镀膜玻璃的膜层结构自玻璃基板向外依次为:玻璃基板、过渡层、第一电介质层、低辐射层、第二电介质层及保护层。
2.根据权利要求1所述的一种可烘弯低辐射镀膜玻璃,其特征在于,所述的过渡层为SiOxNy膜层,厚度为5-15nm。
3.根据权利要求2所述的一种可烘弯低辐射镀膜玻璃,其特征在于,所述的SiOxNy膜层中,0<x≤2、0<y≤4/3,2x+3y<4。
4.根据权利要求1所述的一种可烘弯低辐射镀膜玻璃,其特征在于,所述的第一电介质层为ZnSnOx/TiOy膜层结构,ZnSnOx膜层厚度为30-40nm,TiOy膜层厚度为1.5-3nm。
5.根据权利要求4所述的一种可烘弯低辐射镀膜玻璃,其特征在于,所述的ZnSnOx膜层中,0<x≤3,TiOy膜层中,0<y≤2。
6.根据权利要求1所述的一种可烘弯低辐射镀膜玻璃,其特征在于,所述的低辐射层为银膜层,厚度为9-13nm。
7.根据权利要求1所述的一种可烘弯低辐射镀膜玻璃,其特征在于,所述的第二层电介质层为TiOx/ZnSnOy膜层结构,TiOx膜层厚度为1.5-3nm,ZnSnOy膜层厚度为30-40nm。
8.根据权利要求1所述的一种可烘弯低辐射镀膜玻璃,其特征在于,所述的保护层为SixNy膜层,厚度为10-15nm。
9.根据权利要求8所述的一种可烘弯低辐射镀膜玻璃,其特征在于,所述的SixNy膜层中,0<x≤3,0<y≤4,x/y≥3/4。
10.根据权利要求1所述的一种可烘弯低辐射镀膜玻璃,其特征在于,所述的可烘弯低辐射镀膜玻璃的保护层外再依次叠加聚乙烯醇缩丁醛层及另一玻璃基板构成低辐射镀膜夹层玻璃。
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