CN102092959A - 含有三层复合减反层的高遮阳三银低辐射镀膜玻璃及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种含有三层复合减反层，具有低反射以及极强高遮阳性能的中低透三银低辐射镀膜玻璃及镀制工艺，该产品自玻璃基板向外的结构层依次为：玻璃/复合减反层（1）+银层（1）+保护层（1）/复合减反层（2）+银层（2）+保护层（2）+复合减反层（3）+银层（3）+保护层(3)+电介质层（1）；采用真空磁控溅射镀膜工艺，优点是，具有极强的红外线反射能力，膜层表面辐射率低，实现可见光的中低透过率和低反射率等优良特性的玻璃的同时，获得比传统中低透双银低辐射膜更高的遮阳性能和更低的反射率。

Description

含有三层复合减反层的高遮阳三银低辐射镀膜玻璃及工艺

技术领域

   本发明涉及一种镀有三层复合减反层，具有低反射率和高效遮阳性能的中低透三银低辐射镀膜玻璃及生产工艺。

背景技术

2007年以来，两家玻璃巨头PPG和Cardinal先后推出三银低辐射镀膜玻璃，将节能镀膜玻璃产品的性能推向新的高度。

市场上现有镀有双银层的中低透低反射高遮阳低辐射镀膜玻璃，其遮阳性能已经不能满足高端玻璃幕墙的需要，在一些中低可见光透射外光的建筑上，对遮阳系数提出了进一步的要求。但是如果通过简单的增加银层厚度甚至增加到三层银层来实现遮阳性能的提升，往往反射值得不到控制，并且外观也会呈现暖色调，非但通不过有关的光污染法案，其色调更是无法得到客户的认可。

发明内容

本发明目的，是提供一种含有三层复合减反层的高遮阳三银低辐射镀膜玻璃，该玻璃的层结构是，在玻璃基板镀制包含有三层复合减反层所分隔的三层银层结构，各膜层结构，自玻璃基板向外依次为：

玻璃和复合减反层（1）+银层（1）+保护层（1）和复合减反层（2）+银层（2）+保护层（2）+复合减反层（3）+银层（3）+保护层(3)+电介质层（1）；各膜层厚度为：

电介质层（1）为Si₃N₄，膜层厚度为   10nm-100nm;

 银层（1）、（2）、（3）为Ag，膜层厚度分别为5nm-50nm;

复合减反层（1）、（3）为SiO₂+ZnO，厚度分别为10nm-100nm;

复合减反层（2）为SiO₂+ZnO，厚度为10nm-110nm;

 保护层（1）、（2）、(3)为NiCrOx，膜层厚度分别1nm-50nm。

其各膜层的镀制工艺是：

复合减反层（1）、（2）、（3）：通过交流阴极的Si圆靶在氩氧氛围中溅射，氩氧比例保持在1：1.2；并在SiO₂上镀有由交流阴极的陶瓷锌靶溅射的ZnO层，其氩氧比例保持在6：7； 

 银层（1）、（2）、（3）：通过直流平靶在氩气氛围中溅射；

 保护层（1）、（2）：通过直流平靶在氩氧气氛围中溅射镍铬合金，其中Ni:Cr=80:20；氩氧比例保持在20：3；

电介质层（1）：通过交流阴极的Si圆靶在1：1.2氩氮氛围中溅射；硅铝合金之比为Si:Al=90:10。

本发明优点是，具有超出传统双银低辐射膜的红外线反射能力，膜层表面辐射率低遮阳系数更低且反射率低等优良特性的玻璃。

与传统的低辐射双银玻璃相比，本次开发的低辐射三银玻璃由于采取了三层复合减反层和三层银层的复杂工艺，使得辐射率较之前者大大降低，从而实现玻璃的遮阳性能的进一步提高，光选择性范围加大，而且由于复合了三层减反层，使得产品保留了本身低辐射率的性能上，吸收率比之双银产品有相当程度的加强，可以按客户要求在同时满足中低透射率和低遮阳系数的前提下，有效抑制反射率，使其能符合目前很多城市已出台的限制玻璃的可见光反射率法规，避免了常见的低遮阳系数和低透射高反射之间的矛盾。

具体实施方式

  本发明用平板玻璃双端连续式镀膜机，包括12个交流阴极，6个直流阴极，采用下表列出的工艺参数，使用10个交流双靶，6个直流单靶，共16个靶位进行生产，制出本发明三银复合结构的低反射高遮阳低辐射镀膜玻璃，其工艺参数和靶的位置列表如下 ：

 用上述工艺参数制出的玻璃光学性能如下：

玻璃可见光透过率T=50.0%

可见光玻璃面反射率=11%

可见光玻璃面色坐标a*值= -1

            色坐标b*值= -2.7

可见光透射色坐标a*值= -6

          色坐标b*值= 0

玻璃的辐射率ε=0.033。

本发明制成中空玻璃间隔为12mm充空气窗结构，按照ISO10292标准测定的数据如下：

可见光透过率T=45%

可见光玻璃面反射率（Out）=13%

可见光玻璃面反射率（In）=11%

太阳能透过率T=21%

太阳能反射率（Out）=37%

G-value=0.25

遮阳系数SC=0.29

传热系数U=1.60W/m²·K

本发明三层复合减反层都为SiO₂+ZnO，但是其厚度根据需要不同。复合减反膜层中的ZnO层是采用由安装在交流阴极上的陶瓷锌靶在氩氧氛围中溅射得出的ZnO膜层，在生成溅射物时腔体氩氧比例保持在6：7左右。采用这种氩氧比例的目的是在保持一定量的氩气溅射速率的同时，大流量通入氧气产生足够的氧化溅射物ZnO，并保持整个溅射腔体气压稳定，防止溅射过程中陶瓷Zn圆靶在纯氩状态下溅射瞬间供氧不足可能出现的失氧状态，使得溅射产生的ZnO层物质单一稳定。陶瓷Zn靶材是由靶材供应商提供。而SiO₂的作用则是在玻璃基片和每一层银层中间形成稳定均匀的架构分隔，并本身具有非常好的光谱吸收性，单镀SiO₂层已经可以达到有效降低反射的效果，但是为了在保有低反射特性的同时进一步提高整个膜系的低辐射性能，在SiO₂上镀了ZnO层，通过光谱的互相干涉作用和利用ZnO和Ag之间有良好的浸润性，使得在保有原吸收率的前提下，辐射率大幅度下降。通过不断调整试验，利用SiO₂+ZnO复合减反层在光谱中与其他层互相干涉所能起到的低反射中吸收的作用，有效的使得最终产品在保证原有的透射值和低遮阳系数的基础上降低了产品的反射率，使其能符合目前很多城市已出台的限制玻璃的可见光反射率法规（即光污染问题）。其中复合减反层（2）的厚度我们设计为10nm-110nm, 这个厚度考量是因为SiO₂单层膜层在这个区域发生变化时，最终膜层颜色透射色坐标b*值和玻璃面反射色坐标b*值相反变化，这样，就可以不断自由调节，使得产品的透射和反射颜色达到所需的中性颜色。使用SiO₂+ZnO结构后，合理分配其两层膜层厚度，可以使镀膜玻璃的玻璃面颜色和透射颜色都呈中性，通过调节复合减反层（1）、（2）、（3）的厚度，可以使得最终产品在外观色调上有丰富的选择。

三层银层用分别用厚度不同的三层复合减反层分开，并且每层按照软件计算的厚度进行不同工艺的镀制组合。利用非对称气体调节装置对每一层金属层和金属化合层的总厚度以及均匀型进行严格的控制调整，其调试难度远远大于双银结构的低辐射膜产品。严格的工艺制定和执行非但使得最终的产品符合我们预期的中性色调，对比传统的双银结构低辐射镀膜玻璃，更在保持其光学性能的同时，热工性能提高了30%，具有更大的T/G比，使得建筑师在玻璃外观和性能的选择上具有更大的空间。

低反射率和高效遮阳性能的中低透三银低辐射镀膜玻璃的主要用途为高端建筑幕墙、用窗玻璃，可以实现传统中低透双银玻璃无法达到的热工指标同时又能保证外观的透光率在中低范围的同时满足低反射率的要求。在达到降低玻璃表面辐射率，提高玻璃隔热性能上，本发明的各类三银玻璃作为目前镀膜玻璃技术领域的最高点，在获得超高遮阳性能的同时，实现可见光的高中低各个阶段的透过率和低反射率，同时颜色中性，外观效果自然柔和，解决了建筑行业日益提高的节能性能和外观要求之间的矛盾，具有广阔的应用范围和市场前景。

Claims (2)

1.一种含有三层复合减反层的高遮阳三银低辐射镀膜玻璃，其特征在于：在玻璃基板镀制包含有三层复合减反层所分隔的三层银层结构，各膜层结构，自玻璃基板向外依次为：

玻璃和复合减反层（1）+银层（1）+保护层（1）和复合减反层（2）+银层（2）+保护层（2）+复合减反层（3）+银层（3）+保护层(3)+电介质层（1）；各膜层厚度为：

电介质层（1）为Si₃N₄，膜层厚度为   10nm-100nm;

 银层（1）、（2）、（3）为Ag，膜层厚度分别为5nm-50nm;

复合减反层（1）、（3）为SiO₂+ZnO，厚度分别为10nm-100nm;

复合减反层（2）为SiO₂+ZnO，厚度为10nm-110nm;

 保护层（1）、（2）、(3)为NiCrOx，膜层厚度分别1nm-50nm。

2.按权利要求1所述含有三层复合减反层的高遮阳三银低辐射镀膜玻璃工艺，其各膜层的镀制工艺是：

复合减反层（1）、（2）、（3）：通过交流阴极的Si圆靶在氩氧氛围中溅射，氩氧比例保持在1：1.2；并在SiO₂上镀有由交流阴极的陶瓷锌靶溅射的ZnO层，其氩氧比例保持在6：7； 

 银层（1）、（2）、（3）：通过直流平靶在氩气氛围中溅射；

 保护层（1）、（2）：通过直流平靶在氩氧气氛围中溅射镍铬合金，其中Ni:Cr=80:20；氩氧比例保持在20：3；

电介质层（1）：通过交流阴极的Si圆靶在1：1.2氩氮氛围中溅射；硅铝合金之比为Si:Al=90:10。