CN105731826A - 一种中性透过色双银低辐射玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明经过特殊设计，提供了一种中性透过色双银低辐射玻璃及其制备方法，其特征在于，在浮法玻璃基片的一个表面上采用磁控溅射镀膜工艺沉积有如下结构的多层薄膜：第一金属氧化物层(101)、第一氧化物层(102)、第一金属钛(103)、第一层金属银(104)、第二氧化物层(105)、第二金属氧化物层(106)、第二金属银层(107)、第二金属钛(108)、第三氧化物层(109)、第三金属氧化物层、(110)氧化钛保护层(111)。本发明所制备双银低辐射玻璃除了具有遮阳系数低，光学性能稳定，可后续加工等特点外，还具有中性的透过色，为高档建筑玻璃提供一种非常好的选择。

Description

一种中性透过色双银低辐射玻璃及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及一种镀膜玻璃技术领域，尤其是一种可钢化的、透过颜色中性的双银低辐射镀膜玻璃。
【背景技术】
低辐射(Low-E)玻璃是一种镀膜玻璃。通过在浮法玻璃基片表面镀上具有低辐射特性的功能膜，来降低玻璃表面的辐射率从而提高玻璃的节能性能。低辐射镀膜玻璃在夏季可以阻隔物体受太阳照射后发出的二次辐射热，同样冬季可以减少室内的热量向外流失，从而发挥隔热保温节能降耗的目的。低辐射玻璃以其优异的节能环保性能而被誉为21世纪最理想的建筑玻璃材料。随着对建筑物装饰性要求的不断提高，低辐射玻璃在建筑行业中的使用量也不断增大。目前市面上常见的低辐射玻璃主要为单银和双银，其中单层银的应用占主导地位。相对于单银产品，双银低辐射玻璃具有更好的光热选择比、更低的辐射率，更优异的节能效果和舒适性。随着社会能耗的不断增加，相关节能政策的不断出台，在节能监控越来越严，节能要求越来越高的今天，单银Low-E中空玻璃已不能很好地满足需要，国内建筑节能玻璃已形成向双银Low-E玻璃发展的趋势。此外，当今人们在选择建筑物的玻璃门窗时，除了考虑性能和外观特征外，室内的中性(即透过色中性)视觉效果也得到了广泛的关注。通过国际照明委员会(CIE)推荐的L、a*、b*色度空间来表征透过颜色，如若使Low-E玻璃达到透过色中性，则需要将a*控制在-1.0～+1.0，b*控制在-1.0～1.0之间。但目前双银Low-E玻璃层的膜系结构非常复杂，在保证其优异光学性能，加工性能及外观颜色的同时，很难实现其透过颜色的中性，仍需要相当的技术突破。
【发明内容】
本发明针对现有技术的不足，经过特殊膜系设计，开发了一种新的可后续加工的镀膜玻璃，此镀膜玻璃不仅具有低的遮阳系数，同时还实现了透过色中性的效果。
此发明的技术方案为：一种中性透过色双银低辐射玻璃，其特征在于，在玻璃基片上采用磁控溅射镀膜工艺沉积有如下结构的多层薄膜：第一金属氧化物层(101)、第一氧化物层(102)、第一金属钛(103)、第一层金属银(104)、第二氧化物层(105)、第二金属氧化物层(106)、第二金属银层(107)、第二金属钛(108)、第三氧化物层(109)、第三金属氧化物层、(110)氧化保护层(111)。
其中第一层金属氧化物层(101)、第二层金属氧化物层(106)和第三层金属氧化物层(108)可以是单一氧化物，也可以是含有氧化物的氧化物组合层，比如ZnSnOx、ZnO、AZO、SnO2等。基片的厚度为4.0～10.0mm，所述第一金属氧化物层厚度为35.0～42.0nm、第一氧化物层厚度为25.0～30.0nm、第一金属钛层厚度为0.9～1.5nm、第一金属银层厚度为10.0～12.0nm、第二氧化物层厚度为45.0～48.0nm、第二金属氧化物层厚度为55.0～65.0nm、第二金属银层厚度为8.0～12.0nm、第二金属钛层0.9～1.5nm、第三氧化物层厚度为27.0～32.0nm、第三金属氧化物层厚度为42.0～45.0nm、氧化保护层厚度为2.0～5.0nm。
作为优选。基片的厚度为6mm
作为优选，所述第一金属氧化物层厚度为39.2nm，第一氧化物层厚度为27.3nm，第一钛层厚度为1.2nm，第一金属银层厚度为10.5nm，第二氧化物层厚度为46.3nm，第二金属氧化物层厚度为57.8nm，第二金属银层厚度为9.7nm，第二钛层厚度为1.2nm，第三氧化物层厚度为29.0nm，第三金属氧化物层厚度为44.0nm，氧化保护层厚度为2.5nm。
一种中性透过色双银低辐射玻璃及其制备方法，其特征在于包含以下步骤：
1)将相应尺寸的4mm～10mm玻璃基片(100)清洗干净，并将离线磁控溅射设备的真空度设置在10-3Pa，线速度设置为3.0～4.0m/min；
2)将玻璃基片传送入镀膜腔室中，设置镀第一金属氧化物层(101)的设备总功率为155～165KW，在玻璃基板上镀第一金属氧化物层(101)35.0～42.0nm；
3)设置镀第一氧化物层(102)的设备总功率为80～90KW，在玻璃基板上镀第一氧化物层(102)28.0～30.0nm；
4)设置镀金属钛层(103)的设备总功率为7.2～8.2KW，在玻璃基板上镀第一金属钛层(103)0.9～1.5nm；
5)设置镀第一层银层(104)的设备总功率为9.0～9.5kW，在玻璃基板上镀第一金属银(104)10.0～12.0nm；
6)设置镀第二氧化物层(105)的设备总功率为113.0～119.0kW，在玻璃基板上镀第二氧化物层(105)45.0～48.0nm；
7)设置镀第二金属氧化物层(106)的设备总功率为185.0～200.0kW，在玻璃基板上镀第二层金属氧化物层(106)55.0～65.0nm；
8)设置镀第二层银层(107)的设备总功率为7.3～8.5kW，在玻璃基板上镀第二层金属银层(107)8.0～10.0nm；
9)设置镀金属钛层(108)的设备总功率为7.2～8.2kW，在玻璃基板上镀金属铜层(108)0.9～1.5nm；
10)设置镀第三氧化物层(109)的设备总功率为60.0～70.0kW，在玻璃基板上镀第三氧化物层(109)27.0～32.0nm；
11)设置镀第三金属氧化物层(110)的设备总功率为165.0～170.0kW，在玻璃基板上镀第三金属氧化物层(110)42.0～45.0nm；
12)设置镀保护层的设备总功率为22.0～30.0kW，在玻璃基板上镀保护层(111)2.0～3.0nm；
【附图说明】
图1为本发明的结构示意图
图2为本发明300-2500nm的透过率光谱
图3为本发明300-800nm的透过率光谱
【具体实施方式】
以下所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明进行范围限定
实施例1：一种中性透过色双银低辐射玻璃，膜层结构见附图1。包括玻璃基片(100)，第一金属氧化物层(SnO)101、第一氧化物层(SiO2)102、金属钛(NiCr)103、第一金属银层(Ag)104、第二氧化物层(SiO2)105、第二金属氧化物层(SnO)106、第二金属银层(Ag)107、金属钛层(NiCr)108、第三氧化物层(SiO2)109、第三金属氧化物层(ZnSnOx)110、氧化(GuOx)保护层111。
所述玻璃基片(100)厚度为4mm、第一金属氧化物层101厚度为37.0nm、第一氧化物层102厚度为29.0nm、第一金属钛层103厚度为1.1nm、第一金属银层104厚度为11.0nm、第二氧化物层105厚度为47.0nm、第二金属氧化物层106厚度为60.0nm、第二金属银层107厚度为9.2nm、第二金属钛层108厚度为1.1、第三氧化物层109厚度为30.nm、第三金属氧化物层110厚度为43.0nm、氧化保护层111厚度为2.3nm。具体操作步骤如下：
1)将尺寸的4mm的玻璃基片(100)清洗干净，并将离线磁控溅射设备的真空度设置在10-3Pa，线速度设置为4.0m/min；
2)将玻璃基片传送入镀膜腔室中，设置镀第一金属氧化物层(101)的设备总功率为158.0KW，在玻璃基板上镀第一层氧化物层(101)37.0nm；
3)设置镀第一氧化物层(102)的设备总功率为88kW，在玻璃基板上镀第一层金属氧化物(102)29.0nm；
4)设置镀第一金属钛层(103)的设备总功率为7.7kW，在玻璃基板上镀第一层金属钛(103)1.1nm；
5)设置镀第一层金属银(104)的设备总功率为9.2kW，在玻璃基板上镀第一层金属银(104)11.0nm；
6)设置镀第二氧化物层(105)的设备总功率为115kW，在玻璃基板上镀第二氧化物(105)47.0nm；
7)设置度第二金属氧化物层(106)的设备总功率为192.0kW，在玻璃基板上镀金属钛层(106)60.0nm；
8)设置镀第二层金属银(107)层的设备总功率为7.7kW，在玻璃基板上镀第二层金属银(107)9.2nm；
9)设置镀第二层金属钛(108)的设备总功率为8.0kW，在玻璃基板上镀第二层金属钛(108)1.1nm；
10)设置镀第三层氧化物层(109)的设备总功率为67kW，在玻璃基板上镀第三层氧化物层(109)30.0nm；
11)设置镀第三层金属氧化物层(110)的设备总功率为168.0kW，在玻璃基板上镀第三层金属氧化物层(110)43.0nm；
12)设置镀保护层的设备总功率为9.2kW，在玻璃基板上镀保护层(111)2.3nm；
其中，在镀膜过程中，所述步骤2至步骤12之间是持续进行的，没有时间间隔，所述步骤1中的玻璃基片需用超纯水清洗。
本实施方式中，以特定的膜层材料，特定的膜层层数，特定的层间排列组合及特定的膜层厚度设置，结合特定的工艺设置，将制备出来的镀膜玻璃进行了分析检测，其结果如下：
可见光透射比 可见光反射比 遮阳系数 透过颜色数值
68.3％ 13.1％ 0.33 a*＝-0.9，b*＝-0.1
实施例2：一种中性透过色双银低辐射玻璃，膜层结构见附图1。所述玻璃基片(100)厚度为6mm、第一金属氧化物层101厚度为37.0nm、第一氧化物层102厚度为29.0nm、第一金属钛层103厚度为1.1nm、第一金属银层104厚度为11.0nm、第二氧化物层105厚度为47.0nm、第二金属氧化物层106厚度为60.0nm、第二金属银层107厚度为9.2nm、第二金属钛层108厚度为1.1、第三氧化物层109厚度为30.nm、第三金属氧化物层110厚度为43.0nm、氧化保护层111厚度为2.3nm。具体操作步骤如下：
1)将尺寸为6mm的玻璃基片(100)清洗干净，并将离线磁控溅射设备的真空度设置在10-3Pa，线速度设置为3～4m/min；
2)将玻璃基片传送入镀膜腔室中，设置镀第一金属氧化物层(101)的设备总功率为157.0KW，在玻璃基板上镀第一层氧化物层(101)36.0nm；
3)设置镀第一氧化物层(102)的设备总功率为80kW，在玻璃基板上镀第一层金属氧化物(102)25.0nm；
4)设置镀第一金属钛层(103)的设备总功率为7.2kW，在玻璃基板上镀第一层金属钛(103)0.9nm；
5)设置镀第一层金属银(104)的设备总功率为9.0kW，在玻璃基板上镀第一层金属银(104)10.0nm；
6)设置镀第二氧化物层(105)的设备总功率为113kW，在玻璃基板上镀第二氧化物(105)45.0nm；
7)设置度第二金属氧化物层(106)的设备总功率为185.0kW，在玻璃基板上镀金属钛层(106)55.0nm；
8)设置镀第二层金属银(107)层的设备总功率为7.3kW，在玻璃基板上镀第二层金属银(107)8.0mm；
9)设置镀第二层金属钛(108)的设备总功率为7.2kW，在玻璃基板上镀第二层金属钛(108)0.9nm；
10)设置镀第三层氧化物层(109)的设备总功率为60kW，在玻璃基板上镀第三层氧化物层(109)27.0nm；
11)设置镀第三层金属氧化物层(110)的设备总功率为165.0kW，在玻璃基板上镀第三层金属氧化物层(110)42.0nm；
12)设置镀保护层的设备总功率为9.0kW，在玻璃基板上镀保护层(111)2.0nm；
其中，在镀膜过程中，所述步骤2至步骤12之间是持续进行的，没有时间间隔，所述步骤1中的玻璃基片需用超纯水清洗。
本实施方式中，以特定的膜层材料，特定的膜层层数，特定的层间排列组合及特定的膜层厚度设置，结合特定的工艺设置，将制备出来的镀膜玻璃进行了分析检测，其结果如下：
可见光透射比 可见光反射比 遮阳系数 透过颜色数值
67.5％ 12.8％ 0.33 a*＝-0.3，b*＝-0.6
实施例3：一种中性透过色双银低辐射玻璃，膜层结构见附图1。所述玻璃基片(100)厚度为6mm、第一金属氧化物层101厚度为42.0nm、第一氧化物层102厚度为30.0nm、第一金属钛层103厚度为1.5nm、第一金属银层104厚度为12.0nm、第二氧化物层105厚度为48.0nm、第二金属氧化物层106厚度为65.0nm、第二金属银层107厚度为1.0nm、第二金属钛层108厚度为1.5、第三氧化物层109厚度为32.nm、第三金属氧化物层110厚度为45.0nm、氧化保护层111厚度为3.0nm。具体操作步骤如下：
1)将尺寸为6mm的玻璃基片(100)清洗干净，并将离线磁控溅射设备的真空度设置在10-3Pa，线速度设置为3～4m/min；
2)将玻璃基片传送入镀膜腔室中，设置镀第一金属氧化物层(101)的设备总功率为165.0KW，在玻璃基板上镀第一层氧化物层(101)42.0nm；
3)设置镀第一氧化物层(102)的设备总功率为90kW，在玻璃基板上镀第一层金属氧化物(102)30.0nm；
4)设置镀第一金属钛层(103)的设备总功率为8.2kW，在玻璃基板上镀第一层金属钛(103)1.5nm；
5)设置镀第一层金属银(104)的设备总功率为9.5kW，在玻璃基板上镀第一层金属银(104)12.0nm；
6)设置镀第二氧化物层(105)的设备总功率为119kW，在玻璃基板上镀第二氧化物(105)48.0nm；
7)设置度第二金属氧化物层(106)的设备总功率为200.0kW，在玻璃基板上镀金属钛层(106)65.0nm；
8)设置镀第二层金属银(107)层的设备总功率为8.5kW，在玻璃基板上镀第二层金属银(107)10.0nm；
9)设置镀第二层金属钛(108)的设备总功率为8.2kW，在玻璃基板上镀第二层金属钛(108)1.5nm；
10)设置镀第三层氧化物层(109)的设备总功率为70kW，在玻璃基板上镀第三层氧化物层(109)32.0nm；
11)设置镀第三层金属氧化物层(110)的设备总功率为170.0kW，在玻璃基板上镀第三层金属氧化物层(110)45.0nm；
12)设置镀保护层的设备总功率为10.0kW，在玻璃基板上镀保护层(111)3.0nm；
其中，在镀膜过程中，所述步骤2至步骤12之间是持续进行的，没有时间间隔，所述步骤1中的玻璃基片需用超纯水清洗。。
本实施方式中，以特定的膜层材料，特定的膜层层数，特定的层间排列组合及特定的膜层厚度设置，结合特定的工艺设置，将制备出来的镀膜玻璃进行了分析检测，其结果如下：
可见光透射比 可见光反射比 遮阳系数 透过颜色数值
67.8％ 13.5％ 0.34 a*＝-0.8，b*＝-0.9
以上说明仅仅是为使本领域的技术人员能够完整的实施本方案而对发明的解释，但并不是对发明的限制。本领域技术人员在阅读本说明书后可以根据需要对本实施例做出创造性的修改，但只要在发明权利要求范围内的都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种中性透过色双银低辐射玻璃，其特征在于，在玻璃基片上采用磁控溅射镀膜工艺沉积有如下结构的多层薄膜：第一金属氧化物层(101)、第一氧化物层(102)、第一金属钛(103)、第一层金属银(104)、第二氧化物层(105)、第二金属氧化物层(106)、第二金属银层(107)、第二金属钛(108)、第三氧化物层(109)、第三金属氧化物层、(110)氧化铜保护层(111)。
2.根据权利要求1所述的一种中性透过色低辐射玻璃，其特征在于其中第一层金属氧化物层(101)、第二层金属氧化物层(106)和第三层金属氧化物层(108)可以是单一氧化物，也可以是含有氧化物的氧化物组合层，比如ZnSnOx、ZnO、AZO、SnO2等。
3.根据权利要求1所述的一种中性透过色双银低辐射玻璃，其特征在于基片的厚度为4.0～10.0mm，所述第一金属氧化物层厚度为35.0～42.0nm、第一氧化物层厚度为25.0～30.0nm、第一金属钛层厚度为0.9～1.5nm、第一金属银层厚度为10.0～12.0nm、第二氧化物层厚度为45.0～48.0nm、第二金属氧化物层厚度为55.0～65.0nm、第二金属银层厚度为8.0～12.0nm、第二金属钛层0.9～1.5nm、第三氧化物层厚度为27.0～32.0nm、第三金属氧化物层厚度为42.0～45.0nm、氧化铜保护层厚度为2.0～5.0nm。
4.一种中性透过色双银低辐射玻璃及其制备方法，其特征在于包含以下步骤：
a)将相应尺寸的4mm～10mm玻璃基片(100)清洗干净，并将离线磁控溅射设备的真空度设置在10-3Pa，线速度设置为3.0～4.0m/min；
b)将玻璃基片传送入镀膜腔室中，设置镀第一金属氧化物层(101)的设备总功率为155～165KW，在玻璃基板上镀第一金属氧化物层(101)35.0～42.0nm；
c)设置镀第一氧化物层(102)的设备总功率为80～90KW，在玻璃基板上镀第一氧化物层(102)28.0～30.0nm；
d)设置镀金属钛层(103)的设备总功率为7.2～8.2KW，在玻璃基板上镀第一金属钛层(103)0.9～1.5nm；
e)设置镀第一层银层(104)的设备总功率为9.0～9.5kW，在玻璃基板上镀第一金属银(104)10.0～12.0nm；
f)设置镀第二氧化物层(105)的设备总功率为113.0～119.0kW，在玻璃基板上镀第二氧化物层(105)45.0～48.0nm；
g)设置镀第二金属氧化物层(106)的设备总功率为185.0～200.0kW，在玻璃基板上镀第二层金属氧化物层(106)55.0～65.0nm；
h)设置镀第二层银层(107)的设备总功率为7.3～8.5kW，在玻璃基板上镀第二层金属银层(107)8.0～10.0nm；
i)设置镀金属钛层(108)的设备总功率为7.2～8.2kW，在玻璃基板上镀金属铜层(108)0.9～1.5nm；
j)设置镀第三氧化物层(109)的设备总功率为60.0～70.0kW，在玻璃基板上镀第三氧化物层(109)27.0～32.0nm；
k)设置镀第三金属氧化物层(110)的设备总功率为165.0～170.0kW，在玻璃基板上镀第三金属氧化物层(110)42.0～45.0nm；
l)设置镀保护层的设备总功率为22.0～30.0kW，在玻璃基板上镀保护层(111)2.0～3.0nm。
5.根据权利要求4所述，一种中性透过色双银低辐射玻璃及其制备方法其特征在于所述步骤b)至1)之间是持续进行的。
6.根据权利要求1～6所述，一种中性透过色双银低辐射玻璃及其制备方法其特征在于对于可见光(波长从380nm-780nm)透过率在65％～680％之间，透过颜色a*在1～-1.0之间，b*～-1.0～1.0之间，遮阳系数0.30～0.35之间。
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