CN103496202A - 一种透光隔热膜及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种透光性能优良、红外和紫外反射率均较高、制造工艺简单，经久耐用的可静电粘附隔热膜的制造方法，可静电粘附隔热膜的制造方法，通过在所提供的基材层上叠加各功能层实现。
Description
技术领域
本发明涉及一种透光隔热膜及其制造方法。
背景技术
隔热膜的主要作用是在阻碍热量的传递。隔热膜不仅广泛使用于各种交通工具上，也大量使用在建筑物上。据统计，在一般的商业大楼中，和空调相关的用电量约占总用电量的47％。所以，降低空调的用电需求，对于节省大楼运作成本是一项很重要的课题。
太阳光中的红外线部分是自然界最主要的热源。太阳光(特别是其中的红外线部分)进入商业大楼内部后，会使得室内温度提高，为降低进入建物内的太阳辐射，一般会在商业大楼的窗户贴上隔热膜。然而，隔热膜除了能够阻挡太阳光中的红外线部分，也会阻挡太阳光中的可见光，而导致商业大楼内部空间的亮度降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种透光性能优良、红外和紫外反射率均较高、制造工艺简单，经久耐用的透光隔热膜及其制造方法。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种透光隔热膜的制造方法，包括以下步骤：
(1)提供基材；
(2)采用物理气相沉积工艺(PVD)在基材上表面沉积钛层，在沉积过程中对沉积表面施加一个方向控制电场，使得钛层晶粒沉积方向一致；
(3)在钛层表面沉积氮化钛层；
(4)将步骤(3)制得的半成品烘干；
(5)采用偏压磁控溅射方法在氮化钛层上沉积一层镀膜层；
(6)将步骤(5)制得的半成品烘干；
(7)在镀膜层表面涂布一层具有抗冲击性的抗刮层；
(8)基材下表面涂布黏胶层；
(9)在基材下表面的黏胶层上覆盖移除膜；
(10)最后经过干燥，一体成型得到所述的透光隔热膜。
优选的，基材为碳纤维膜；
优选的，所施加的方向控制电场为竖直方向，使得钛层晶粒呈竖条状排列。
优选的，在钛层表面沉积氮化钛层采用物理气相沉积工艺。
优选的，所述镀膜层为氧化银、氧化锌或氧化镍。
优选的，所述抗刮层为PET保护膜。
优选的，所述移除膜为PET保护膜。
优选的，物理气相沉积工艺(PVD)的沉积温度为50-100℃，沉积时间为0.5-1h。
优选的，所述烘干温度为80-110℃，烘干时间为2-3h；所述干燥温度为120-140℃，干燥时间为3-4h。
更优选的，在镀膜层与抗刮层之间还涂布有一电介质层。
更优选的，在步骤(6)和步骤(7)之间增加电介质沉积工艺在镀膜层与抗刮层之间沉积二氧化硅电介质层，该电介质沉积工艺采用等离子变频功率逐渐增强的方法进行电介质层沉积，使得在沉积过程中，沉积速率随时间不断提高，该层的沉积品质也显著提高。
更优选的，在PET保护膜表面再覆盖一层丝网，所述丝网为银丝网或碳素网；在丝网表面再次涂布一层第二PET保护膜。
更优选的，在第二PET保护膜上覆盖耐磨层，耐磨层由透明丙烯酸层构成。
更优选的，在第二PET保护膜上覆盖隔热增强层和耐磨层之间增加隔热增强层；所述隔热增强层的组份组成(Kg)如下：
物理气相沉积(Physica1 Vapor Deposition，PVD)工艺表示在真空条件下，采用物理方法，将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术，其中电离为离子的情形即为离子化的物理气相沉积(IPVD)。物理气相沉积的主要方法有，真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜，及分子束外延等。发展到目前，物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。
优选地，物理气相沉积为离子化的物理气相沉积。
溅射镀膜是指在真空室中，利用荷能粒子轰击靶材表面，通过粒子动量传递打出靶材中的原子及其它粒子，并使其沉淀在基体上形成薄膜的技术。在磁控溅射中，由于磁场作用，等离子体区被强烈地束缚在距靶面附近大约60mm的区域内，被溅射出的靶材粒子若直接沉积到基体表面，其速度较小，粒子能量较低，膜-基结合强度较差，且低能量的原子沉积在基体表面迁移率低，易生成多孔粗糙的柱状结构薄膜。最直接的解决方案是给基体施加一定的负偏压。当基体加负偏压时，等离子体中的离子将受到负偏压电场的作用而加速飞向基体。到达基体表面时，离子轰击基体，并将从电场中获得的能量传递给基体，导致基体温度升高，因此要选择适当的负偏压，并且水冷冷却辊。
本发明还保护根据上述方法制造得到的透光隔热膜。
本发明可以达到的有益效果如下：
(1)采用物理气相沉积工艺(PVD)在基材表面沉积钛层，与传统的工艺不同的是，在钛离子沉积到基材表面时，受到方向控制电场的影响，使得钛层晶粒规则排布，钛晶粒之间的紧凑性和方向性都有了显著的提高，膜的牢固性增强，透光性能良好。
(2)钛层与氮化钛层结合的使用使得增透作用增强，隔热膜的整体性能更佳。
(3)采用偏压磁控溅射方法在氮化钛层上沉积镀膜层，该方法利用电磁场的相关原理进行镀膜，涂覆效果优于普通的涂布技术和沉积技术，获得的隔热效果和透光率也更佳。
(4)增加电介质沉积层，并且采用等离子变频功率逐渐增强的方法进行电介质层沉积，使得在沉积过程中，沉积速率随时间不断提高，该层的沉积品质也显著提高，可见光区透光率以及近红外区光的屏蔽率更高，使用寿命更长。
(5)增加金属丝网层，进一步提高隔热膜强度及使用寿命。
附图说明
图1为根据本发明实施例1的透光隔热膜的结构图；
图2为根据本发明实施例2、3的含电介质层的透光隔热膜的结构图；
图3为根据本发明实施例4的透光隔热膜的结构图；
图4根据本发明实施例5的透光隔热膜的结构图；
图5为根据本发明实施例6的透光隔热膜的结构图；
图6为本发明的制造工艺图；
图中：1、移除膜；2、黏胶层；3、抗刮层(第一PET保护膜)；4、镀膜层；5、氮化钛层；6、钛层；7、基材；8、电介质层；9、丝网；10、第二PET保护膜；11、耐磨层、12、隔热增强层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施据对本发明进行详细说明。
实施例1
制造透光隔热膜，步骤如下：
(1)提供基材，基材为碳纤维膜；
(2)采用物理气相沉积工艺(PVD)在基材表面沉积钛层，沉积温度为80℃，沉积时间为1h，在沉积过程中对沉积表面施加一个竖直方向控制电场，使得钛层晶粒呈竖条状排列；
(3)在钛层表面采用物理气相沉积工艺沉积氮化钛层；
(4)将步骤(3)制得的半成品烘干，烘干温度为80℃，烘干时间为2-3h；
(5)采用偏压磁控溅射方法在氮化钛层上沉积氧化镍镀膜层；
(6)将步骤(5)制得的半成品烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为2-3h；
(7)在镀膜层表面涂布一层第一PET保护膜；
(8)基材下表面涂布黏胶层，所述黏胶层由聚氨酯胶粘剂构成；
(9)在基材下表面的黏胶层上覆盖移除膜；
(10)最后经过干燥，干燥温度为120℃，干燥时间为3h，一体成型得到所述的透光隔热膜。
复合隔热膜总厚度为0.45mm，其中碳纤维膜厚度为0.08mm、钛层厚度为0.02mm、氮化钛层厚度为0.03mm、氧化镍镀膜层厚度为0.02mm、第一PET保护膜厚度为0.10mm黏胶层厚度为0.10mm，移除膜厚度为0.10mm。
可供选择地，复合隔热膜总厚度为0.30-0.80mm，其中碳纤维膜厚度为0.06-0.10mm、钛层厚度为0.01-0.05mm、氮化钛层厚度为0.02-0.05mm、氧化镍镀膜层厚度为0.01-0.05mm、第一PET保护膜厚度为0.08-0.25mm黏胶层厚度为0.07-0.20mm，移除膜厚度为0.05-0.10mm。
实施例2
制造透光隔热膜，步骤如下：
(1)提供基材，基材为碳纤维膜；
(2)采用物理气相沉积工艺(PVD)在基材表面沉积钛层，沉积温度为80℃，沉积时间为1h，在沉积过程中对沉积表面施加一个竖直方向控制电场，使得钛层晶粒呈竖条状排列；
(3)在钛层表面采用物理气相沉积工艺沉积氮化钛层；
(4)将步骤(3)制得的半成品烘干，烘干温度为80℃，烘干时间为2-3h；
(5)采用偏压磁控溅射方法在氮化钛层上沉积氧化镍镀膜层；
(6)将步骤(5)制得的半成品烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为2-3h；
(7)采用电介质沉积工艺在镀膜层上沉积二氧化硅电介质层，该电介质沉积工艺采用等离子变频功率逐渐增强的方法进行电介质层沉积；
(8)在镀膜层表面涂布一层第一PET保护膜；
(9)基材下表面涂布黏胶层，所述黏胶层由聚氨酯胶粘剂构成；
(10)在基材下表面的黏胶层上覆盖移除膜；
(11)最后经过干燥，干燥温度为120℃，干燥时间为3h，一体成型得到所述的透光隔热膜。
复合隔热膜总厚度为0.50mm，其中碳纤维膜厚度为0.08mm、钛层厚度为0.03mm、氮化钛层厚度为0.03mm、氧化镍镀膜层厚度为0.03mm、二氧化硅电介质层厚度为0.03mm、第一PET保护膜厚度为0.10mm、黏胶层厚度为0.10mm，移除膜厚度为0.10mm。
可供选择地，复合隔热膜总厚度为0.30-0.90mm，其中碳纤维膜厚度为0.06-0.10mm、钛层厚度为0.02-0.07mm、氮化钛层厚度为0.02-0.06mm、氧化镍镀膜层厚度为0.01-0.06mm、二氧化硅电介质层厚度为0.02-0.06mm、第一PET保护膜厚度为0.06-0.25mm、黏胶层厚度为0.07-0.20mm，移除膜厚度为0.04-0.10mm。
实施例3
制造透光隔热膜，步骤如下：
(1)提供基材，基材为碳纤维膜；
(2)采用物理气相沉积工艺(PVD)在基材表面沉积钛层，沉积温度为100℃，沉积时间为1h，在沉积过程中对沉积表面施加一个竖直方向控制电场，使得钛层晶粒呈竖条状排列；
(3)在钛层表面采用物理气相沉积工艺沉积氮化钛层；
(4)将步骤(3)制得的半成品烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为3h；
(5)采用偏压磁控溅射方法在氮化钛层上沉积氧化镍镀膜层；
(6)将步骤(5)制得的半成品烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为3h；
(7)采用电介质沉积工艺在镀膜层上沉积二氧化硅电介质层，该电介质沉积工艺采用等离子变频功率逐渐增强的方法进行电介质层沉积；
(8)在镀膜层表面涂布一层第一PET保护膜；
(9)基材下表面涂布黏胶层，所述黏胶层由聚氨酯胶粘剂构成；
(10)在基材下表面的黏胶层上覆盖移除膜；
(11)最后经过干燥，干燥温度为140℃，干燥时间为3h，一体成型得到所述的透光隔热膜。
复合隔热膜总厚度为0.50mm，其中碳纤维膜厚度为0.08mm、钛层厚度为0.03mm、氮化钛层厚度为0.03mm、氧化镍镀膜层厚度为0.03mm、二氧化硅电介质层厚度为0.03mm、第一PET保护膜厚度为0.10mm、黏胶层厚度为0.10mm，移除膜厚度为0.10mm。
可供选择地，复合隔热膜总厚度为0.36-0.90mm，其中碳纤维膜厚度为0.06-0.10mm、钛层厚度为0.02-0.07mm、氮化钛层厚度为0.02-0.06mm、氧化镍镀膜层厚度为0.02-0.06mm、二氧化硅电介质层厚度为0.02-0.06mm、第一PET保护膜厚度为0.08-0.25mm、黏胶层厚度为0.08-0.20mm，移除膜厚度为0.06-0.10mm。
实施例4
制造透光隔热膜，步骤如下：
(1)提供基材，基材为碳纤维膜；
(2)采用物理气相沉积工艺(PVD)在基材表面沉积钛层，沉积温度为100℃，沉积时间为1h，在沉积过程中对沉积表面施加一个竖直方向控制电场，使得钛层晶粒呈竖条状排列；
(3)在钛层表面采用物理气相沉积工艺沉积氮化钛层；
(4)将步骤(3)制得的半成品烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为3h；
(5)采用偏压磁控溅射方法在氮化钛层上沉积镀膜层。其中的镀膜层选自氧化银、氧化锌或氧化镍中的一种；
(6)将步骤(5)制得的半成品烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为3h；
(7)采用电介质沉积工艺在镀膜层上沉积二氧化硅电介质层，该电介质沉积工艺采用等离子变频功率逐渐增强的方法进行电介质层沉积；
(8)在镀膜层表面涂布一层第一PET保护膜；
(9)在第一PET保护膜表面覆盖一层丝网，所述丝网为银丝网或碳纤维丝网；
(10)在丝网表面再次涂布一层第二PET保护膜；
(11)基材下表面涂布黏胶层，所述黏胶层由聚氨酯胶粘剂构成；
(12)在基材下表面的黏胶层上覆盖移除膜；
(13)最后经过干燥，干燥温度为140℃，干燥时间为3h，一体成型得到所述的透光隔热膜。
复合隔热膜总厚度为0.55mm，其中碳纤维膜厚度为0.08mm、钛层厚度为0.03mm、氮化钛层厚度为0.03mm、氧化镍镀膜层厚度为0.03mm、二氧化硅电介质层厚度为0.03mm、第一PET保护膜厚度为0.05mm、丝网厚度为0.05mm、第二PET膜厚度为0.05mm、黏胶层厚度为0.10mm，移除膜厚度为0.10mm。
可供选择地，复合隔热膜总厚度为0.38-0.95mm，其中碳纤维膜厚度为0.05-0.10mm、钛层厚度为0.02-0.08mm、氮化钛层厚度为0.02-0.08mm、氧化镍镀膜层厚度为0.02-0.08mm、二氧化硅电介质层厚度为0.02-0.08mm、第一PET保护膜厚度为0.03-0.08mm、丝网厚度为0.03-0.08mm、第二PET膜厚度为0.03-0.08mm、黏胶层厚度为0.08-0.17mm，移除膜厚度为0.08-0.12mm。
实施例5
制造透光隔热膜，步骤如下：
(1)提供基材，基材为碳纤维膜；
(2)采用物理气相沉积工艺(PVD)在基材表面沉积钛层，沉积温度为100℃，沉积时间为1h，在沉积过程中对沉积表面施加一个竖直方向控制电场，使得钛层晶粒呈竖条状排列；
(3)在钛层表面采用物理气相沉积工艺沉积氮化钛层；
(4)将步骤(3)制得的半成品烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为3h；
(5)采用偏压磁控溅射方法在氮化钛层上沉积镀膜层。其中的镀膜层选自氧化银、氧化锌或氧化镍中的一种；
(6)将步骤(5)制得的半成品烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为3h；
(7)采用电介质沉积工艺在镀膜层上沉积二氧化硅电介质层，该电介质沉积工艺采用等离子变频功率逐渐增强的方法进行电介质层沉积；
(8)在镀膜层表面涂布一层第一PET保护膜；
(9)在第一PET保护膜表面覆盖一层丝网，所述丝网为银丝网或碳纤维丝网；
(10)在金属丝网表面再次涂布一层第二PET保护膜；
(11)在第二PET保护膜上覆盖耐磨层，耐磨层由透明丙烯酸层构成；
(12)基材下表面涂布黏胶层，所述黏胶层由聚氨酯胶粘剂构成；
(13)在基材下表面的黏胶层上覆盖移除膜；
(14)最后经过干燥，干燥温度为140℃，干燥时间为3h，一体成型得到所述的透光隔热膜。
复合隔热膜总厚度为0.60mm，其中碳纤维膜厚度为0.08mm、钛层厚度为0.03mm、氮化钛层厚度为0.03mm、氧化镍镀膜层厚度为0.03mm、二氧化硅电介质层厚度为0.03mm、第一PET保护膜厚度为0.05mm、丝网厚度为0.05mm、第二PET膜厚度为0.05mm、耐磨层厚度为0.05mm、黏胶层厚度为0.10mm，移除膜厚度为0.10mm。
可供选择地，复合隔热膜总厚度为0.40-1.00mm，其中碳纤维膜厚度为0.06-0.10mm、钛层厚度为0.02-0.08mm、氮化钛层厚度为0.02-0.08mm、氧化镍镀膜层厚度为0.02-0.08mm、二氧化硅电介质层厚度为0.02-0.08mm、第一PET保护膜厚度为0.03-0.08mm、丝网厚度为0.03-0.08mm、第二PET膜厚度为0.03-0.08mm、耐磨层厚度为0.02-0.07mm、黏胶层厚度为0.07-0.15mm，移除膜厚度为0.08-0.12mm。
实施例6
制造透光隔热膜，步骤如下：
(1)提供基材，基材为碳纤维膜；
(2)采用物理气相沉积工艺(PVD)在基材表面沉积钛层，沉积温度为100℃，沉积时间为1h，在沉积过程中对沉积表面施加一个竖直方向控制电场，使得钛层晶粒呈竖条状排列；
(3)在钛层表面采用物理气相沉积工艺沉积氮化钛层；
(4)将步骤(3)制得的半成品烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为3h；
(5)采用偏压磁控溅射方法在氮化钛层上沉积镀膜层。其中的镀膜层选自氧化银、氧化锌或氧化镍中的一种；
(6)将步骤(5)制得的半成品烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为3h；
(7)采用电介质沉积工艺在镀膜层上沉积二氧化硅电介质层，该电介质沉积工艺采用等离子变频功率逐渐增强的方法进行电介质层沉积；
(8)在镀膜层表面涂布一层第一PET保护膜；
(9)在第一PET保护膜表面覆盖一层丝网，所述丝网为银丝网或碳纤维丝网；
(10)在金属丝网表面再次涂布一层第二PET保护膜；
(11)在第二PET保护膜上覆盖隔热增强层；
(12)在隔热增强层上覆盖耐磨层，耐磨层由透明丙烯酸层构成；
(13)基材下表面涂布黏胶层，所述黏胶层由聚氨酯胶粘剂构成；
(14)在基材下表面的黏胶层上覆盖移除膜；
(15)最后经过干燥，干燥温度为140℃，干燥时间为3h，一体成型得到所述的透光隔热膜。
其中，所述隔热增强层的组份组成(Kg)如下：
所述隔热增强层制造方法为：
(A)首先称取EVA、聚异丁烯、二氧化钛、氧化锌、UV-531、UV-327乙二醇单丁醚、羟基丙烯酸水溶性分散液；
(B)然后将称取的组份混合，搅拌1h使其混合均匀；
(C)将混合好的组份加入挤出机中，进行挤出成膜，挤出隔热膜的厚度为0.1mm，控制挤出机温度为180℃；
(D)将挤出成型的隔热膜冷却至室温。
复合隔热膜总厚度为0.70mm，其中碳纤维膜厚度为0.08mm、钛层厚度为0.03mm、氮化钛层厚度为0.03mm、氧化镍镀膜层厚度为0.03mm、二氧化硅电介质层厚度为0.03mm、第一PET保护膜厚度为0.05mm、丝网厚度为0.05mm、第二PET膜厚度为0.05mm、隔热增强层厚度为0.1mm、耐磨层厚度为0.05mm、黏胶层厚度为0.10mm，移除膜厚度为0.10mm。
可供选择地，复合隔热膜总厚度为0.45-1.17mm，其中碳纤维膜厚度为0.06-0.10mm、钛层厚度为0.02-0.08mm、氮化钛层厚度为0.02-0.08mm、氧化镍镀膜层厚度为0.02-0.08mm、二氧化硅电介质层厚度为0.02-0.08mm、第一PET保护膜厚度为0.03-0.08mm、丝网厚度为0.03-0.08mm、第二PET膜厚度为0.03-0.08mm、隔热增强层厚度为0.05-0.15mm、耐磨层厚度为0.02-0.07mm、黏胶层厚度为0.07-0.15mm，移除膜厚度为0.08-0.12mm。
实施例7
隔热膜的性能
选取市场上的两种隔热膜以及本发明实施例1-6制造的隔热膜进行测试，得到相关性能数据如表1所示：
表1实施例1-6制造的隔热膜的性能
从表1可以看出本发明制造的隔热膜在透光率、红外线阻隔率和紫外线阻隔率方面都要远远优于市场上现有的隔热膜。
显然，本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若这些修改和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种透光隔热膜的制造方法，包括以下步骤：
(1)提供基材；
(2)采用物理气相沉积工艺(PVD)在基材上表面沉积钛层，在沉积过程中对沉积表面施加一个方向控制电场，使得钛层晶粒沉积方向一致；
(3)在钛层表面沉积氮化钛层；
(4)将步骤(3)制得的半成品烘干；
(5)采用偏压磁控溅射方法在氮化钛层上沉积一层镀膜层；
(6)将步骤(5)制得的半成品烘干；
(7)在镀膜层表面涂布一层抗刮层；
(8)基材下表面涂布黏胶层；
(9)在基材下表面的黏胶层上覆盖移除膜；
(10)最后经过干燥，一体成型得到所述的透光隔热膜。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所施加的方向控制电场为竖直方向，使得钛层晶粒呈竖条状排列，在钛层表面沉积氮化钛层采用物理气相沉积工艺。
3.根据权利要求1-2任一所述的方法，其特征在于：所述镀膜层为氧化银、氧化锌或氧化镍。
4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于：所述抗刮层为PET保护膜；基材为碳纤维膜。
5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于：在镀膜层与抗刮层之间还涂布有一层电介质层，所述电介质层为采用等离子变频功率逐渐增强的方法进行电介质层沉积的二氧化硅电介质层。
6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于：在PET保护膜表面再覆盖一层丝网，所述丝网为银丝网或碳素网；在丝网表面再次涂布一层第二PET保护膜。
7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于：在第二PET保护膜上覆盖耐磨层，耐磨层由透明丙烯酸层构成。
8.根据权利要求1-7任一所述的方法，其特征在于：
在第二PET保护膜上覆盖隔热增强层和耐磨层之间增加隔热增强层；所述隔热增强层的组份组成(Kg)如下：
9.根据权利要求1-8任一所述的方法，其特征在于：
物理气相沉积工艺(PVD)的沉积温度为50-100℃，沉积时间为0.5-1h；所述烘干温度为80-110℃，烘干时间为2-3h；所述干燥温度为120-140℃，干燥时间为3-4h。
10.根据权利要求1-9所述的方法制造得到的透光隔热膜。
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- 2013-08-28 CN CN201310380358.7A patent/CN103496202B/zh not_active Expired - Fee Related
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