CN103448324B

CN103448324B - 一种玫瑰红色低辐射镀膜玻璃及其制备方法

Info

Publication number: CN103448324B
Application number: CN201310360442.2A
Authority: CN
Inventors: 黄颖; 崔平生; 梁瑞记
Original assignee: DONGGUAN SG ENGINEERING GLASS CO LTD; CSG Holding Co Ltd
Current assignee: DONGGUAN SG ENGINEERING GLASS CO LTD; CSG Holding Co Ltd; Dongguan CSG Engineering Glass Co Ltd
Priority date: 2013-08-16
Filing date: 2013-08-16
Publication date: 2015-06-24
Anticipated expiration: 2033-08-16
Also published as: CN103448324A

Abstract

本发明涉及镀膜玻璃技术领域，尤其涉及一种玫瑰红色低辐射镀膜玻璃及其制备方法，所述玫瑰红色低辐射镀膜玻璃采用磁控溅射镀膜，包括玻璃基片以及镀在所述玻璃基片表面的镀膜层，所述镀膜层自所述玻璃基片一侧向外依次包括第一介质层、铜层或铜氮复合层、第一保护层和第二介质层。本发明结构简单，不仅降低了产品生产成本，使其能更广泛的应用，而且本发明颜色纯正、鲜亮，从不同角度观察呈现稳定的反射色，颜色稳定，更进一步，本发明结构稳定，使用中颜色持久，能保持长久不变色。

Description

一种玫瑰红色低辐射镀膜玻璃及其制备方法

技术领域

本发明涉及镀膜玻璃技术领域，尤其涉及一种玫瑰红色低辐射镀膜玻璃及其制备方法。

背景技术

玻璃门窗是每座商厦或住宅楼宇都不可缺少的，它除了能够挡风、遮雨和采光以外，还具有美化、装饰建筑物外观的作用，而现代建筑对玻璃的装饰性要求越来越高，希望能够制作出不同颜色的玻璃产品。其中，对于玫瑰红色的玻璃产品，通常采用镀膜的方法在玻璃基片上镀上多层氧化物介质层通过干涉得到所需的玫瑰红色；但是这种方法得到的玫瑰红镀膜玻璃，颜色不纯且不够鲜亮，从不同角度观察往往呈现不同的色泽；而且在使用一段时间后很容易变色，严重地影响了玻璃安装后的视觉效果，限制了这种玻璃的应用范围；此外，由于该种镀膜玻璃需要镀制多层氧化物，生产成本较高，价钱昂贵，限制了该玫瑰红镀膜玻璃的使用。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供了一种成本较低、颜色鲜亮且持久的玫瑰红色低辐射镀膜玻璃。

本发明的目的之二在于提供该种玫瑰红色低辐射镀膜玻璃的制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种玫瑰红色低辐射镀膜玻璃，包括玻璃基片以及镀在所述玻璃基片表面的镀膜层所述镀膜层自所述玻璃基片一侧向外依次包括第一介质层、铜层或铜氮复合层、第一保护层和第二介质层。

较佳地，所述铜层或铜氮复合层的厚度为3-50nm，优选为10-30nm。

较佳地，所述铜氮复合层为CuN_x层。

较佳地，所述镀膜层还包括设置在所述第一介质层和所述铜层或铜氮复合层之间的第二保护层，所述第一保护层和所述第二保护层均为NiCr膜层，具有良好的抗酸碱耐腐蚀性能，能够保护铜层不被氧化，所述第一保护层和所述第二保护层的每层厚度可选范围为0.1～20nm。

较佳地，所述第一介质层、所述第二介质层为金属氧化层、金属氮化层或硅的氮化层。此外，所述第一介质层、所述第二介质层还可设置为金属氧化层、金属氮化层或硅的氮化层中的两层或多层。其中第一介质层镀在玻璃上，一方面是阻止玻璃的离子穿透，避免对铜层或铜氮复合层的伤害，另一方面在玻璃面上形成致密膜，提高膜层平整度和膜层之间的牢固程度；第二介质层位于膜层最外层，一般要求具有高硬度，保证膜层具有良好的耐磨耐刮伤特性。所述第一介质层和所述第二介质层的每层厚度可选范围为3～150nm，其中第一介质层厚度优选范围为20～40nm，第二介质层厚度优选范围为40～130nm。

优选地，所述金属氧化层为SnO_x层、ZnO_X层和TiO_x层，所述ZnO_X为氧化锌、过氧化锌中的一种或两种混合物，所述金属氮化层为金属钛的氮化层，所述硅的氮化层为SiN_x层。

该种玫瑰红色低辐射镀膜玻璃采用磁控溅射方法在所述玻璃基片的表面镀膜而成，具体为将所述玻璃基片放入真空磁控溅射镀膜设备的靶材室自玻璃基片一侧向外逐层镀膜，所述铜层在惰性气体的气氛下镀制，所述铜氮复合层在氮气和惰性气体的混合气体的气氛下镀制。

较佳地，所述惰性气体为氩气，所述氮气和惰性气体的混合气体中，所述氮气含量为所述混合气体总含量的20～60%。

所述靶材室的靶材包括TiO_x陶瓷靶、银靶、铜靶、钛靶、锡靶、镍铬靶、锌铝靶、硅铝靶中的至少一个。

所述TiO_x陶瓷靶纯度为99.50%～99.99%。

所述银靶、铜靶、钛靶、锡靶纯度均为99.900%～99.999%。

所述镍铬靶为铬镍重量比为20%～30%的镍铬合金靶，镍、铬纯度均为99.900%～99.999%。

所述锌铝靶为锌铝重量比为5%～30%的锌铝靶，锌、铝的纯度均为99.900%-99.999%。

所述硅铝靶为硅铝重量比为5%～30%的硅铝靶，硅、铝的纯度均为99.900%-99.999%。

所述溅射靶材的靶型包括旋转靶、平面靶。

本发明的玫瑰红色镀膜玻璃的有益效果从外观颜色来看，玻璃制品制得后，对外观进行检测，外观颜色范围如下表所示：

类别	L*_g	a*_g	b*_g
				数值范围	45～100	5～30	15～45

表中，各参数的含义为：L*_g为镀膜玻璃的玻璃面的亮度，a*_g和b*_g表示镀膜玻璃的玻璃面的颜色值，镀膜玻璃的外观颜色数值在上表所述的范围内，则其玻璃面的外观显示为玫瑰红色。

相比于传统在玻璃表面镀多层氧化层，通过光的干涉得到玫瑰红色镀膜玻璃，本发明在玻璃表面镀铜层或铜氮复合层，在光的干涉作用下得到玫瑰红镀膜玻璃，其不仅降低了产品生产成本，使其能更广泛的应用，而且本发明颜色纯正、鲜亮，可见光的透过率为10%～40%，从不同角度观察呈现稳定的玫瑰红反射色，更进一步，本发明结构稳定，使用中颜色持久，能保持长久不变色。

附图说明

图1、本发明的结构示意图；

图2、本发明实施例1的结构示意图；

图3、本发明实施例2的结构示意图；

图4、本发明实施例3的结构示意图；

图5、本发明实施例4的结构示意图；

图6、本发明实施例5的结构示意图；

图7、本发明实施例6的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步的详细说明。

如图1所示，玫瑰红色低辐射镀膜玻璃产品的膜层结构由玻璃基片0一侧向外依次为第一介质层1、功能层2、第一保护层3、第二介质层4，其中第一介质层1厚度范围为3～150nm，优选20～40nm，其为金属氧化层、金属氮化层或硅的氮化层，也可设置为金属氧化层、金属氮化层或硅的氮化层中的两层或多层；功能层2为铜层或铜氮复合层，厚度范围为3-50nm，优选为10-30nm，铜氮复合层为CuN_x层；第一保护层3为NiCr膜层，厚度范围为0.1～20nm；第二介质层4厚度范围为3～150nm，优选40～130nm，其为金属氧化层、金属氮化层或硅的氮化层，也可设置为金属氧化层、金属氮化层或硅的氮化层中的两层或多层，且在第一介质层和第二介质层中金属氧化层一般为SnO_x层和/或TiO_x层，金属氮化层一般为金属钛的氮化层（TiN_x），硅的氮化层为SiN_x层，一般为Si₃N₄层；此外，见图4，还可以在第一介质层1和功能层2之间设置第二保护层5，可加强对功能层2的保护，第二保护层5优选NiCr膜层，厚度范围为0.1～20nm。

在产品研发中，采用专业膜层模拟软件进行理论模拟，获得相关膜层的理论厚度，然后进行镀膜工艺的调试。该种玫瑰红色低辐射镀膜玻璃采用磁控溅射方法在玻璃基片0的表面镀膜而成，具体为将玻璃基片0放入真空磁控溅射镀膜设备的靶材室自玻璃基片0一侧向外按膜层结构逐层镀膜,其中，铜层在惰性气体的气氛下镀制，可优选氩气的气氛，铜氮复合层在氮气和惰性气体的混合气体的气氛下镀制，优选氮气氩气的混合气氛，其中氮气含量为所述混合气体总含量的20～60%。

此外，在磁控溅射时靶材室的靶材包括TiO_x陶瓷靶、银靶、铜靶、钛靶、锡靶、镍铬靶、锌铝靶、硅铝靶中的至少一个；其中，TiO_x陶瓷靶纯度为99.50%～99.99%，银靶、铜靶、钛靶、锡靶纯度均为99.900%～99.999%，镍铬靶为铬镍重量比为20%～30%的镍铬合金靶，镍、铬纯度均为99.900%～99.999%，锌铝靶为锌铝重量比为5%～30%的锌铝靶，锌、铝的纯度均为99.900%-99.999%，硅铝靶为硅铝重量比为5%～30%的硅铝靶，硅、铝的纯度均为99.900%-99.999%；溅射靶材的靶型可选旋转靶或平面靶。

参见附图2-5，通过如下具体实施方式对本发明做详细描述。

实施例1

见图2，一种玫瑰红色低辐射镀膜玻璃，包括玻璃基片0以及镀在玻璃基片0表面的镀膜层，镀膜层采用磁控溅射方法在玻璃基片0的表面镀膜而成，由玻璃基片0一侧向外依次为第一介质层1（TiO₂层，厚度为20nm）、功能层2（铜层，厚度为25nm）、第一保护层3（NiCr层，厚度为5nm）和第二介质层4（Si₃N₄层，厚度为110nm）。

玻璃制品的结构为：Glass/TiO₂/Cu/NiCr/Si₃N₄。

经肉眼观察，非镀膜表面（玻璃面观察）呈现出色泽鲜明的均匀的偏金红的玫瑰红色，从多个角度观察，均能获得稳定的反射色；经仪器对该镀膜玻璃的玻璃面进行颜色检测，该镀膜玻璃的颜色值：L*_g为65.67，a*_g为21.51，b*_g为35.52，以上颜色值在玫瑰红色标准颜色值范围内，该镀膜玻璃为玫瑰红色；产品可见光透过率为20%，辐射值E为0.05,制成结构为6mm双银低辐射镀膜玻璃+12mm中空层+6mm白玻片的中空玻璃窗，其传热系数U=1.67W/m²·K，遮阳系数Sc=0.20。

实施例2

见图3，一种玫瑰红色低辐射镀膜玻璃，其包括玻璃基片0和镀在玻璃基片0表面的膜层，镀膜层采用磁控溅射方法在玻璃基片0的表面镀膜而成，由玻璃基片0一侧向外依次为第一介质层1（TiO₂层和ZnO_X层，厚度分别为20nm和15nm）功能层2（铜层，厚度为30nm）、第一保护层3(NiCr层,厚度为5nm)和第二介质层（Si3N₄层，厚度为130nm）。

玻璃制品的结构为：Glass/TiO₂/ZnO_X/Cu/NiCr/Si₃N₄。

经肉眼观察，非镀膜表面（玻璃面观察）呈现出色泽鲜明的均匀的偏金红的玫瑰红色，从多个角度观察，均能获得稳定的反射色；经仪器对该镀膜玻璃的玻璃面进行颜色检测，该镀膜玻璃的颜色值：L*_g为61.57，a*_g为25.51，b*_g为36.44，以上颜色值在玫瑰红色标准颜色值范围内，该镀膜玻璃为玫瑰红色；产品可见光透过率为30%，辐射值E为0.05,制成结构为6mm双银低辐射镀膜玻璃+12mm中空层+6mm白玻片的中空玻璃窗，其传热系数U=1.67W/m²·K，遮阳系数Sc=0.22。

实施例3

见图4，一种玫瑰红色低辐射镀膜玻璃，其包括玻璃基片0和镀在玻璃基片0表面的膜层，镀膜层采用磁控溅射方法在玻璃基片0的表面镀膜而成，由玻璃基片0一侧向外依次为第一介质层1（TiO₂层，厚度为25nm）、第二保护层5（NiCr层，厚度为3nm）、功能层2（铜层，厚度为30nm）、第一保护层3（NiCr层，厚度为5nm）、第二介质层4（ZnO_X层和Si₃N₄层，厚度分别为30nm、60nm）。

玻璃制品的结构为：Glass/TiO₂/NiCr/Cu/NiCr/ZnO_X/Si₃N₄。

经肉眼观察，非镀膜表面（玻璃面观察）呈现出色泽鲜明的均匀的偏金红的玫瑰红色，从多个角度观察，均能获得稳定的反射色；经仪器对该镀膜玻璃的玻璃面进行颜色检测，该镀膜玻璃的颜色值：L*_g为75.16，a*_g为15.52，b*_g为38.54，以上颜色值在玫瑰红色标准颜色值范围内，该镀膜玻璃为玫瑰红色；产品可见光透过率为25%，辐射值E为0.05,制成结构为6mm双银低辐射镀膜玻璃+12mm中空层+6mm白玻片的中空玻璃窗，其传热系数U=1.68W/m²·K，遮阳系数Sc=0.22。

实施例4

见图5，一种玫瑰红色低辐射镀膜玻璃，其包括玻璃基片0和镀在玻璃基片0表面的膜层，镀膜层采用磁控溅射方法在玻璃基片0的表面镀膜而成，由玻璃基片0一侧向外依次为第一介质层1（TiO₂层和TiN_x层，厚度均为20nm）、功能层2（铜氮复合层，厚度为30nm）、第一保护层3（NiCr层，厚度为5nm）和第二介质层4（TiN_x层，厚度为130nm）。

玻璃制品的结构为：Glass/TiO₂/TiN_x/CuN₃/NiCr/TiN_x。

经肉眼观察，非镀膜表面（玻璃面观察）呈现出色泽鲜明的均匀的偏金红的玫瑰红色，从多个角度观察，均能获得稳定的反射色；经仪器对该镀膜玻璃的玻璃面进行颜色检测，该镀膜玻璃的颜色值：L*_g为67.57，a*_g为25.51，b*_g为36.44，以上颜色值在玫瑰红色标准颜色值范围内，该镀膜玻璃为玫瑰红色；产品可见光透过率为15%，辐射值E为0.05,制成结构为6mm双银低辐射镀膜玻璃+12mm中空层+6mm白玻片的中空玻璃窗，其传热系数U=1.67W/m²·K，遮阳系数Sc=0.18。

实施例5

见图6，一种玫瑰红色低辐射镀膜玻璃，其包括玻璃基片0和镀在玻璃基片0表面的膜层，镀膜层采用磁控溅射方法在玻璃基片0的表面镀膜而成，由玻璃基片0一侧向外依次为第一介质层1（TiO₂层和Si₃N₄层，厚度均为20nm）、功能层2（铜氮复合层，厚度为30nm）、第一保护层3（NiCr层，厚度为5nm）和第二介质层（SnO₂层和Si₃N₄层，厚度分别为10nm、100nm）。

玻璃制品的结构为：Glass/TiO₂/Si₃N₄/CuN₃/NiCr/SnO₂/Si₃N₄。

经肉眼观察，非镀膜表面（玻璃面观察）呈现出色泽鲜明的均匀的偏金红的玫瑰红色，从多个角度观察，均能获得稳定的反射色；经仪器对该镀膜玻璃的玻璃面进行颜色检测，该镀膜玻璃的颜色值：L*_g为59.55，a*_g为15.15，b*_g为32.22，以上颜色值在玫瑰红色标准颜色值范围内，该镀膜玻璃为玫瑰红色；产品可见光透过率为15%，辐射值E为0.05,制成结构为6mm双银低辐射镀膜玻璃+12mm中空层+6mm白玻片的中空玻璃窗，其传热系数U=1.67W/m²·K，遮阳系数Sc=0.20。

实施例6

见图7，一种玫瑰红色低辐射镀膜玻璃，其包括玻璃基片0和镀在玻璃基片0表面的膜层，镀膜层采用磁控溅射方法在玻璃基片0的表面镀膜而成，由玻璃基片0一侧向外依次为第一介质层1（Si₃N₄层，厚度为40nm）、功能层2（铜氮复合层，厚度为50nm）、第一保护层3（NiCr层，厚度为10nm）、第二介质层4（SnO₂层和Si₃N₄层，每层厚度分别为30nm、40nm）。

玻璃制品的结构为：Glass/Si₃N₄/CuN₃/NiCr/SnO₂/Si₃N₄。

经肉眼观察，非镀膜表面（玻璃面观察）呈现出色泽鲜明的均匀的偏金红的玫瑰红色，从多个角度观察，均能获得稳定的反射色；经仪器对该镀膜玻璃的玻璃面进行颜色检测，该镀膜玻璃的颜色值：L*_g为69.55，a*_g为16.76，b*_g为35.97，以上颜色值在玫瑰红色标准颜色值范围内，该镀膜玻璃为玫瑰红色；产品可见光透过率为20%，辐射值E为0.05,制成结构为6mm双银低辐射镀膜玻璃+12mm中空层+6mm白玻片的中空玻璃窗，其传热系数U=1.67W/m²·K，遮阳系数Sc=0.20。

对实施例中的产品进行相关的性能检测：

1.耐氧化实验：将产品暴露在空气中，产品耐氧化时间可达100～200h，制作成中空玻璃后，保持中空玻璃的密封性，可保持永久不变色。

2.耐磨性实验：以镀膜面为磨耗面，将产品试样安装在磨耗试验机的水平回转台上旋转试样；试样旋转200次，试验前后可见光透射比平均值的差值的绝对小于值4%，符合GB/T18915.1～18915.2-2002镀膜玻璃国家标准。

3.耐酸性实验：选取25mm*50mm的产品为试样，将试样浸没在（23±2）℃、1mol/L浓度盐酸中，浸渍时间24h，试验前后可见光透射比平均值的差值的绝对值小于4%，符合GB/T18915.1～18915.2-2002镀膜玻璃国家标准。

4.耐碱性实验：选取25mm*50mm的产品为试样，将试样浸没在（23±2）℃、1mol/L浓度氢氧化钠溶液中，浸渍时间24h，试验前后可见光透射比平均值的差值的绝对值小于4%，符合GB/T18915.1～18915.2-2002镀膜玻璃国家标准。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims

1.一种玫瑰红色低辐射镀膜玻璃，包括玻璃基片以及镀在所述玻璃基片表面的镀膜层；其特征在于：所述镀膜层自所述玻璃基片一侧向外依次包括第一介质层、铜层或铜氮复合层、第一保护层和第二介质层；

其中，所述第一介质层、所述第二介质层为金属氧化层、金属氮化层或硅的氮化层中的一层、两层或多层，且所述金属氧化层为ZnO_X层，或为ZnO_X与SnO_x层和/或TiO_x层的多种复合膜层，所述ZnO_X为氧化锌、过氧化锌中的一种或两种混合物。

2.根据权利要求1所述的玫瑰红色低辐射镀膜玻璃，其特征在于：所述铜层或铜氮复合层的厚度为3-50nm。

3.根据权利要求1所述的玫瑰红色低辐射镀膜玻璃，其特征在于：所述镀膜层还包括设置于所述第一介质层和所述铜层或铜氮复合层之间的第二保护层。

4.根据权利要求3所述的玫瑰红色低辐射镀膜玻璃，其特征在于：所述第一保护层和所述第二保护层的每层厚度为0.1～20nm。

5.根据权利要求1所述的玫瑰红色低辐射镀膜玻璃，其特征在于：所述第一介质层和所述第二介质层的每层厚度为3～150nm。

6.如权利要求1-5任一项所述的玫瑰红色低辐射镀膜玻璃的制备方法，包括在所述玻璃基片表面镀膜，其特征在于：所述镀膜层采用磁控溅射方法镀覆而成，将所述玻璃基片放入真空磁控溅射镀膜设备的靶材室自玻璃基片一侧向外逐层镀膜，所述铜层在惰性气体的气氛下镀制，所述铜氮复合层在氮气和惰性气体的混合气体的气氛下镀制。