CN105461236A - 一种角度变换炫彩玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明创造提供一种角度变换炫彩玻璃，通过交替在玻璃基底上沉积折射率分别在2.0-2.7之间以及1.38-1.8之间的介质层获得，其中，第一层介质层与最后一层介质层的折射率均为2.0-2.7之间。本发明创造能够通过各膜层对光的干涉、反射、折射等物理作用，使玻璃在不同角度观察时，呈现不同的颜色及色调，从而达到随着观察角度变化玻璃颜色逐渐发生变化的炫彩特性。

Description

一种角度变换炫彩玻璃及其制备方法
技术领域
本发明创造属于玻璃深加工制备技术领域，具体涉及一种通过在玻璃表面镀制多层膜，使玻璃在不同角度观察时呈现不同的颜色及色调的炫彩玻璃及其制备方法。
背景技术
目前对于公建等装饰性玻璃，一般采用Low-E低辐射玻璃或热反射阳光控制膜玻璃，其产品颜色一般只有灰色、蓝色、绿色等颜色，且产品都为单一色调，同一片玻璃没有炫变多彩的效果。对于渐变色玻璃一般用于相机镜头等，该玻璃一般是在玻璃原片中掺杂适当的吸收特定光谱的元素，或在镜头上镀制一层渐变感光膜及超硬防滑膜，从而达到拍摄层次感重现的效果，如专利CN203385970U。而目前在市场上，所有想通过渐变、炫彩效果来实现层次外观效果的产品，均由网点印刷或喷绘实现，或者采用镀制膜层和油墨结合膜层叠加，来完成不同的颜色效果。使产品的上下边出现明显的膜层和非膜层区，产品中间出现循序渐进的过度，如专利CN104529186A。其缺点是制备工艺复杂，技术门槛要求高，产品工艺很难控制，更重要的是很难大尺寸及大批量生产，生产效率低下，且产品不能实现钢化处理及无法实现大面积生产并用于公建等装饰等用途。
发明内容
本发明创造为解决现有技术中的问题，提供了一种角度变换炫彩玻璃，能够通过各膜层对光的干涉、反射、折射等物理作用，使玻璃在不同角度观察时，呈现不同的颜色及色调，从而达到随着观察角度变化玻璃颜色逐渐发生变化的炫彩特性。
本发明创造提供的一种角度变换炫彩玻璃，通过交替在玻璃基底上沉积折射率分别在2.0-2.7之间以及1.38-1.8之间的介质层获得，其中，第一层介质层与最后一层介质层的折射率均为2.0-2.7之间。
进一步，所述介质层的层数优选为3层或5层。
其中，所述折射率在2.0-2.7之间的介质层材料可以是TiOx(1.3<x<2)、SiNx(0.8<x<1.3)、NbOx(1.8<x<2.5)、ZrOx(1.4<x<2)、TiNx(1.0<x<1.3)、ZnSnOx(2.1<x<3)、TNO中的一种或多种，优选TiOx(1.3<x<2)、ZrOx(1.4<x<2)、SiNx(0.8<x<1.3)，最优选TiOx(1.3<x<2)、SiNx(0.8<x<1.3)；这些材料为本领域公知、常用、或容易获得的介质层材料，在后文的描述中，省略了对每种材料中下标x计量比取值范围的描述。
其中，所述折射率在1.38-1.8之间的介质层材料可以是SiOx(1.5<x<2)、SiNxOy(1.5<x<1.8，0.2<y<0.5)、MgF2中的一种或多种，优选SiOx(1.5<x<2)、SiNxOy(1.5<x<1.8，0.2<y<0.5)，最优选SiOx(1.5<x<2)；这些材料为本领域公知、常用、或容易获得的介质层材料，在后文的描述中，省略了对每种材料中下标x和y计量比取值范围的描述。
进一步，自玻璃基底向上，第一介质层的厚度在30-150nm之间，第二介质层的厚度在60-200nm之间，第三介质层的厚度在20-150nm之间，第四介质层的厚度在30-180nm之间，第五介质层的厚度在20-120nm之间。
所述基底为待处理的玻璃原片，玻璃原片厚度包括但不限于3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、15mm、19mm，玻璃尺寸可达3000mm×12000mm。
本发明创造提供的角度变换炫彩玻璃采用磁控溅射镀膜技术在基底上依次镀制各个膜层而获得，磁控溅射镀膜过程真空度要求在3×10-3-8×10-3mbar之间。
本发明创造提供的角度变换炫彩玻璃具体的制备过程可以包括：将玻璃原片进行清洗抛光，采用磁控溅射镀膜技术依次镀制各个介质层，然后对镀制完成的玻璃进行裁切、中空、夹层、外协加工、钢化热处理等加工处理工序。
需要说明的是，本发明创造的方法中优选的采用了磁控溅射镀膜工艺，但其他的制备方法只要能够达到本发明的膜层结构，则同样能够适用，如化学气象沉积、离子束溅射沉积、蒸镀法等其他物理或化学沉积方法。
本发明创造的有益效果是：(1)打破常规由网点印刷或喷绘实现，或者采用镀制膜层和油墨结合膜层叠加的方式实现渐变、炫彩效果的产品；(2)采用磁控溅射方式，工艺简单可控，成品率高，生产效率高、成本低廉；可大面积、大尺寸生产，不仅可用于室内装饰，还可用于幕墙公建产品；(3)镀膜后的玻璃可以进行裁切、中空、夹层、外协加工、钢化热处理等加工处理工序，从而增加了产品室内装潢的安全性，同时也大大缩短了制备周期，提高了产品生产效率；(4)可单片使用，也可制备成中空或配合low-e、热反射等制备成中空及夹层等产品。
附图说明
图1是本发明创造实施例1的结构示意图；
图2是本发明创造实施例2的结构示意图；
图3是本发明创造实施例3的结构示意图。
其中，1-底层介质层；2-第一金属吸收层；3-第一介质层；4-第二金属吸收层；5-外层保护层；6-基底。
具体实施方式
下面通过结合附图对本发明创造进行进一步说明。下面的实施例中描述的具体方案仅是为了说明本发明创造的内容，并不用于对本发明创造的限定。为叙述方便，在实施例的描述中省略了其他非必要的或常规的过程描述，如对玻璃原片具体的清洗过程、溅射镀膜过程中靶材的选取、功率、玻璃片移动速率的选择等，这些条件被认为是本领域技术人员容易调试并获知的。
实施例1
将玻璃原片在清洗抛光后，采用测控溅射镀膜设备依次在玻璃原片上镀制介质层。
首先玻璃基片上镀制第一介质层，该介质层折射率在2.0-2.7之间，材料可以是如TiOx、SiNx、NbOx、ZrOx、TiNx、ZnSnOx、TNO等中的一种或几种材料组合，优选TiOx、ZrOx、SiNx，最优选TiOx、SiNx。膜层厚度在30nm-80nm之间，优选40nm-70nm之间，最优选45-65nm之间。
在第一介质层上镀制第二介质层，该介质层折射率在1.38-1.8之间，材料是SiOx、SiNxOy、MgF2等一种或几种材料组合，优选SiOx、SiNxOy，最优选SiOx。膜层厚度在80nm-200nm，优选90nm-180nm，最优选100nm-150nm。
在第二介质层上镀制第三介质层，该介质层折射率在2.0-2.7之间，材料可以是如TiOx、SiNx、NbOx、ZrOx、TiNx、ZnSnOx、TNO等中的一种或几种材料组合，优选TiOx、ZrOx、SiNx，最优选TiOx、SiNx。膜层厚度40nm-150nm，优选50nm-130nm，最优选60-120nm。
本例中一种优选的实施方式如图1所示，其颜色及色调随观察角度的变化如下表1所示，反射色及透过色都发生了渐变效果，总体主要色调变化有红色、黄色、绿色和蓝色四种，具有渐变炫彩的效果。
表1
实施例2
将玻璃原片在清洗抛光后，采用测控溅射镀膜设备依次在玻璃原片上镀制介质层。
首先玻璃基片上镀制第一介质层，该介质层折射率在2.0-2.7之间，材料可以是如TiOx、SiNx、NbOx、ZrOx、TiNx、ZnSnOx、TNO等中的一种或几种材料组合，优选TiOx、ZrOx、SiNx，最优选TiOx、SiNx。膜层厚度在30nm-70nm之间，优选40nm-65nm之间，最优选45-60nm之间。
在第一介质层上镀制第二介质层，该介质层折射率在1.38-1.8之间，材料是SiOx、SiNxOy、MgF2等一种或几种材料组合，优选SiOx、SiNxOy，最优选SiOx。膜层厚度在60nm-140nm，优选80nm-120nm，最优选90nm-110nm。
在第二介质层上镀制第三介质层，该介质层折射率在2.0-2.7之间，材料可以是如TiOx、SiNx、NbOx、ZrOx、TiNx、ZnSnOx、TNO等中的一种或几种材料组合，优选TiOx、ZrOx、SiNx，最优选TiOx、SiNx。膜层厚度20nm-100nm，优选30nm-80nm，最优选40nm-60nm。
在第三介质层上镀制第四介质层，该介质层折射率在1.38-1.8之间，材料是SiOx、SiNxOy、MgF2等一种或几种材料组合，优选SiOx、SiNxOy，最优选SiOx。膜层厚度在30nm-120nm，优选40nm-100nm，最优选60nm-80nm。
在第四介质层上镀制第五介质层，该介质层折射率在2.0-2.7之间，材料可以是如TiOx、SiNx、NbOx、ZrOx、TiNx、ZnSnOx、TNO等中的一种或几种材料组合，优选TiOx、ZrOx、SiNx，最优选TiOx、SiNx。膜层厚度20nm-80nm，优选30nm-70nm，最优选40nm-60nm。
本例中一种优选的实施方式如图2所示，其颜色及色调随观察角度的变化如下表2所示，主要有蓝色、黄色、茶色、绿色四种色调，具有渐变炫彩的效果。
表2
实施例3
将玻璃原片在清洗抛光后，采用测控溅射镀膜设备依次在玻璃原片上镀制介质层。
首先玻璃基片上镀制第一介质层，该介质层折射率在2.0-2.7之间，材料可以是如TiOx、SiNx、NbOx、ZrOx、TiNx、ZnSnOx、TNO等中的一种或几种材料组合，优选TiOx、ZrOx、SiNx，最优选TiOx、SiNx。膜层厚度在75nm-150nm之间，优选80nm-130nm之间，最优选85nm-100nm之间。
在第一介质层上镀制第二介质层，该介质层折射率在1.38-1.8之间，材料是SiOx、SiNxOy、MgF2等一种或几种材料组合，优选SiOx、SiNxOy，最优选SiOx。膜层厚度在70nm-150nm，优选80nm-140nm，最优选90nm-120nm。
在第二介质层上镀制第三介质层，该介质层折射率在2.0-2.7之间，材料可以是如TiOx、SiNx、NbOx、ZrOx、TiNx、ZnSnOx、TNO等中的一种或几种材料组合，优选TiOx、ZrOx、SiNx，最优选TiOx、SiNx。膜层厚度20nm-100nm，优选30nm-90nm，最优选40nm-80nm。
在第三介质层上镀制第四介质层，该介质层折射率在1.38-1.8之间，材料是SiOx、SiNxOy、MgF2等一种或几种材料组合，优选SiOx、SiNxOy，最优选SiOx。膜层厚度在70nm-180nm，优选80nm-160nm，最优选90nm-120nm。
在第四介质层上镀制第五介质层，该介质层折射率在2.0-2.7之间，材料可以是如TiOx、SiNx、NbOx、ZrOx、TiNx、ZnSnOx、TNO等中的一种或几种材料组合，优选TiOx、ZrOx、SiNx，最优选TiOx、SiNx。膜层厚度40nm-120nm，优选50nm-100nm，最优选60nm-80nm。
本例中一种优选的实施方式如图3所示，其颜色及色调随观察角度的变化如下表3所示，主要有橙色、金黄、蓝色、青绿四种色调，具有渐变炫彩的效果。
表3
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种角度变换炫彩玻璃，在玻璃基底上交替沉积有折射率分别在2.0-2.7之间以及1.38-1.8之间的介质层，其中，第一层介质层与最后一层介质层的折射率均为2.0-2.7之间。
2.根据权利要求1所述的一种角度变换炫彩玻璃，其特征在于，所述介质层的层数优选为3层或5层。
3.根据权利要求1所述的一种角度变换炫彩玻璃，其特征在于，所述折射率在2.0-2.7之间的介质层材料可以是TiOx、SiNx、NbOx、ZrOx、TiNx、ZnSnOx、TNO中的一种或多种，优选TiOx、ZrOx、SiNx，最优选TiOx、SiNx。
4.根据权利要求1所述的一种角度变换炫彩玻璃，其特征在于，所述折射率在1.38-1.8之间的介质层材料可以是SiOx、SiNxOy、MgF2中的一种或多种，优选SiOx、SiNxOy，最优选SiOx。
5.根据权利要求1所述的一种角度变换炫彩玻璃，其特征在于，自玻璃基底向上，第一介质层的厚度在30-150nm之间，第二介质层的厚度在60-200nm之间，第三介质层的厚度在20-150nm之间，第四介质层的厚度在30-180nm之间，第五介质层的厚度在20-120nm之间。
6.根据权利要求1所述的一种角度变换炫彩玻璃，其特征在于，自玻璃基底向上依次为第一介质层、第二介质层和第三介质层；所述第一介质层折射率在2.0-2.7之间，膜层厚度在30nm-80nm之间，优选40nm-70nm之间，最优选45-65nm之间；所述第二介质层折射率在1.38-1.8之间，膜层厚度在80nm-200nm，优选90nm-180nm，最优选100nm-150nm；所述第三介质层折射率在2.0-2.7之间，膜层厚度40nm-150nm，优选50nm-130nm，最优选60nm-120nm。
7.根据权利要求1所述的一种角度变换炫彩玻璃，其特征在于，自玻璃基底向上依次为第一介质层、第二介质层、第三介质层、第四介质层和第五介质层；所述第一介质层折射率在2.0-2.7之间，膜层厚度在30nm-70nm之间，优选40nm-65nm之间，最优选45-60nm之间；所述第二介质层折射率在1.38-1.8之间，膜层厚度在60nm-140nm，优选80nm-120nm，最优选90nm-110nm；所述第三介质层折射率在2.0-2.7之间，膜层厚度20nm-100nm，优选30nm-80nm，最优选40nm-60nm；所述第四介质层折射率在1.38-1.8之间，膜层厚度在30nm-120nm，优选40nm-100nm，最优选60nm-80nm；所述第五介质层折射率在2.0-2.7之间，膜层厚度20nm-80nm，优选30nm-70nm，最优选40nm-60nm。
8.根据权利要求1所述的一种角度变换炫彩玻璃，其特征在于，自玻璃基底向上依次为第一介质层、第二介质层、第三介质层、第四介质层和第五介质层；所述第一介质层折射率在2.0-2.7之间，膜层厚度在75nm-150nm之间，优选80nm-130nm之间，最优选85nm-100nm之间；所述第二介质层折射率在1.38-1.8之间，膜层厚度在70nm-150nm，优选80nm-140nm，最优选90nm-120nm；所述第三介质层折射率在2.0-2.7之间，膜层厚度20nm-100nm，优选30nm-90nm，最优选40nm-80nm；所述第四介质层折射率在1.38-1.8之间，膜层厚度在70nm-180nm，优选80nm-160nm，最优选90nm-120nm；所述第五介质层折射率在2.0-2.7之间，膜层厚度40nm-120nm，优选50nm-100nm，最优选60nm-80nm。
9.根据权利要求1所述的一种角度变换炫彩玻璃的制备方法，其特征在于，包括采用磁控溅射镀膜技术在玻璃基底上交替镀制折射率分别在2.0-2.7之间以及1.38-1.8之间的介质层的步骤，所述磁控溅射镀膜过程真空度要求在3×10-3-8×10-3mbar之间。
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