CN102838289A - 一种阳光控制薄膜以及双层复合阳光控制薄膜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阳光控制薄膜，在基材PET上磁控溅射镀制氮化钛膜。基材PET的厚度为23μm-50μm。氮化钛膜的厚度为5nm-30nm。氮化钛膜采用中频反应磁控溅射孪生靶方法镀制。本发明还涉及一种双层复合阳光控制薄膜，两层阳光控制薄膜之间通过压敏胶层粘结。压敏胶层位于两层阳光控制薄膜的氮化钛膜之间。本发明阻隔了红外线就减少了热量的来源，且在可见光区还有增透效果，实现了隔热的同时却不影响可见光的透过率。并且TiN在室温下具有很高的化学稳定性，性能稳定永不褪色、变色，使用寿命长久。本发明还可以防止玻璃破碎后飞溅，兼具有防爆膜的功能。本发明一种双层复合阳光控制薄膜可以有效地减少反射光强度。

Description

一种阳光控制薄膜以及双层复合阳光控制薄膜

技术领域

本发明涉及一种阳光控制薄膜，特别是涉及一种用于汽车及建筑物的，隔热的同时却不影响可见光的透过率的阳光控制薄膜。本发明还涉及一种利用该阳光控制薄膜制成的双层复合阳光控制薄膜。

背景技术

随着能源的紧缺以及环境污染的加剧，对新能源及新材料的需求日渐突出，同时对节能减排也提出较高的要求。在太阳光光谱范围内红外线是主要承载热能的谱线，因此，阻隔了红外线就减少了热量的来源。早期的阳光控制膜为染色膜，主要用于实现强光控制，即遮阳，和阻隔部分太阳光热量作用；染色膜主要通过吸收来控制可见光的透过率。染色膜对太阳光谱没有光谱选择透过性，即不能在红外及近红外光谱区与可见光区实现有差别的选择透过性，而且染色膜在阳光的曝晒下容易褪色，使用寿命很短。因此亟需以一种实现红外及近红外光谱区与可见光区实现有差别的选择透过性的且具有较长使用寿命的阳光控制薄膜。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种实现了隔热的同时却不影响可见光的透过率，性能稳定，使用寿命长的阳光控制薄膜；为达到更有效的减少反射光强度，本发明还提供一种双层复合阳光控制薄膜。

为解决上述技术问题，本发明一种阳光控制薄膜，在基材PET上磁控溅射镀制氮化钛膜。

基材PET的厚度为23μm-50μm。氮化钛膜的厚度为5nm-30nm。

氮化钛膜采用中频反应磁控溅射孪生靶方法镀制。

为达到更有效的减少反射光强度，本发明一种利用阳光控制薄膜制成的双层复合阳光控制薄膜，两层阳光控制薄膜之间通过压敏胶层粘结。

压敏胶层的厚度为5.5μm～6.0μm。

压敏胶层位于两层阳光控制薄膜的氮化钛膜之间。

本发明阳光控制薄膜在柔性基材PET上反应磁控溅射镀制氮化钛薄膜，该阳光控制薄膜能够很好的反射红外线，阻隔了红外线就减少了热量的来源，而且在可见光区还有增透效果，即在可见光区有光谱选择透过性能，实现了隔热的同时却不影响可见光的透过率。对汽车及建筑物而言，该阳光控制薄膜制成的贴膜，贴在汽车及建筑物的窗户上可以有效的减少开空调的次数和时间，在当今能源紧缺的环境下，是一种新型良好的节能环保材料，对节约能源及环境保护具有重要意义。

并且TiN在室温下具有很高的化学稳定性，一般情况下，它与水、水蒸气、盐酸、硫酸等均不发生反应，性能稳定永不褪色、变色。使用寿命长久。

本发明阳光控制薄膜贴在汽车及建筑物的窗户上，还可以防止玻璃破碎后飞溅，兼具有防爆膜的功能。

本发明两层阳光控制薄膜更有效的减少反射光的强度。

附图说明

图1为本发明所提供的一种阳光控制薄膜的示意图。

图2为本发明所提供的一种双层复合阳光控制薄膜的示意图。

图3为采用分光光度仪测量的阳光控制薄膜的透射率曲线图。

图中：1为基材PET，2为氮化钛膜，3为压敏胶层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

本发明一种阳光控制薄膜为在基材PET上采用中频反应磁控溅射孪生靶方法磁控溅射镀制氮化钛膜。基材PET的厚度为23μm-50μm。氮化钛膜的厚度为5nm-30nm。基材PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，英文名：polyethyleneterephthalate。基材PET的太阳光透过率为≥86％，耐热温度为＞150℃。

本发明优选的厚度为：基材PET的厚度为23μm，氮化钛膜的厚度为5nm；

基材PET的厚度为36μm，氮化钛膜的厚度为20nm；

基材PET的厚度为50μm，氮化钛膜的厚度为30nm；

基材PET的厚度为23μm，氮化钛膜的厚度为30nm。

本发明的制备方法如下：用中频反应磁控溅射镀膜技术在柔性基材PET上沉积氮化钛膜，柔性基材不进行镀膜的一面贴在冷鼓上，冷鼓的温度≤-20℃。确保在镀膜过程中PET基材薄膜的温度低于150℃。其中反应溅射状态由等离子体发射光谱监测控制装置PEM自动控制，使整个反应溅射状态维持在“过渡区”，避免了靶面中毒和打火问题，大大提高了沉积速率和薄膜表观质量。为了确保沉积薄膜的高均匀性，采用二元布气技术供气。通过调节溅射电源的功率和PET基材的走速来调节从靶材溅射出来的粒子的能量以及在PET上沉积的TiN的厚度，从而获得所需结构和光电特性的薄膜。同时利用光谱透过率在线测量系统进行反馈调节溅射电源的功率和PET基材的走速，以实现获得所需要的比较准确的结构和光电特性的薄膜。

本发明优选采用中频孪生靶柔性卷绕磁控溅射镀膜机。真空室由扩散泵、机械泵、分子泵等抽真空，基材经放卷、张力辊、冷鼓到收卷缓慢走动，靶材为高纯钛靶。当本底真空度进入10^-4Pa后开始充入工作气体Ar₂，供气量为70sccm，此时经过对供气管路的残余气体清洗等，孪生靶电源开启，首先对靶面进行大功率20kw清洗10分钟，以除去靶面氧化层。溅射过程采用靶恒功率、基材走速可调模式。靶面清洗完毕后，靶功率调为13kw，收放卷速差±4‰，收/放卷张力±70N，并开启PEM控制向靶面充入反应气体N₂，根据所需要的透光率，参照在线透光率监视系统，适当调节基材走速，以获得所需透光率的薄膜。整个反应溅射过程都是在PEM控制下和在线透光率监视系统的监测下完成的。具体参数选择见表1

表1镀膜实验参数选择

制得的阳光控制薄膜的膜面幅宽度可达1.52m。对制得的氮化钛(TiN)阳光控制薄膜用分光光度仪进行透过率光谱分析，并分析其隔热效果。测试仪器为：日本岛津——UV-3600型分光光度仪。阳光控制薄膜的PET基材的厚度为23μm，氮化钛薄膜的厚度为30nm。具体实验结果见附图2和表2。

表2TiN薄膜光学隔热性能参数

PET基材的厚度对各种光线的透过率影响甚微。氮化钛薄膜厚度与各种光线的透过率成反比，随着氮化钛薄膜厚度的减少，各种光线的透光率的稍微有所提高。因此可以根据实际情况需要而选择合适的阳光控制薄膜的厚度。

阳光控制薄膜可以制成单层贴膜也可以双层复合在一起后再制成双层复合阳光控制薄膜。双层复合阳光控制薄膜通过压敏胶层将两层阳光控制薄膜粘结而制得。压敏胶层的厚度为5.5μm～6.0μm。压敏胶层位于两层阳光控制薄膜的氮化钛膜之间。双层复合阳光控制薄膜，可以有效的减少反射光强度。减反射原理是以光的波动性和干涉现象为基础的。双层复合阳光控制薄膜的规格优选为：

PET(23μm)/TiN(30nm)/压敏胶层(5.5μm)/TiN(30nm)/PET(23μm)；

PET(23μm)/TiN(5nm)/压敏胶层(5.5μm)/TiN(5nm)/PET(23μm)；

PET(36μm)/TiN(20nm)/压敏胶层(6.0μm)/TiN(20nm)/PET(36μm)；

PET(50μm)/TiN(30nm)/压敏胶层(6.0μm)/TiN(30nm)/PET(50μm)。

阳光控制薄膜和双层复合阳光控制薄膜可以通过压敏胶粘在玻璃上，压敏胶层位于玻璃和PET基材之间，压敏胶层的厚度为5.5μm～6μm。在压敏胶中混合特种UV吸收剂构成，可阻隔99％的紫外线。

TiN在室温下具有很高的化学稳定性，一般情况下，它与水、水蒸气、盐酸、硫酸等均不发生反应，性能稳定永不褪色、变色。使用寿命长久。

本发明贴在汽车及建筑物的窗户上，还可以防止玻璃破碎后飞溅，兼具有防爆膜的功能，例如：PET基材的厚度为23μm，氮化钛薄膜的厚度为30nm的阳光控制薄膜通过6μm厚的压敏胶贴在3mm厚的普通玻璃上，可以抵抗动能为0.454kg·m²/s²的冲击。相当于重227g的铁球从2米高处垂直落下，砸到贴膜玻璃上，玻璃出现破裂但仍然牢固的靠在一起而没有飞溅。测试时，测试样本玻璃面向上，阳光控制薄膜在下面，以模拟汽车贴膜的玻璃受到来自车外的石块打击。在玻璃上增加阳光控制薄膜的层数可以进一步增加玻璃抗冲击的能力。

Claims (6)

1.一种阳光控制薄膜，其特征在于：在基材PET上磁控溅射镀制氮化钛膜。

2.根据权利要求1所述的一种阳光控制薄膜，其特征在于：所述基材PET的厚度为23μm-50μm，所述氮化钛膜的厚度为5nm-30nm。

3.根据权利要求1所述的一种阳光控制薄膜，其特征在于：氮化钛膜采用中频反应磁控溅射孪生靶方法镀制。

4.一种利用权利要求2所述的阳光控制薄膜制成的双层复合阳光控制薄膜，其特征在于：两层所述阳光控制薄膜之间通过压敏胶层粘结。

5.根据权利要求4所述的一种双层复合阳光控制薄膜，其特征在于：所述压敏胶层的厚度为5.5μm～6.0μm。

6.根据权利要求4所述的一种双层复合阳光控制薄膜，其特征在于：所述压敏胶层位于两层所述阳光控制薄膜的氮化钛膜之间。

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