CN105803417A - 汽车玻璃立式多腔共形复合膜系连续磁控溅射生产线 - Google Patents

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Abstract

汽车玻璃立式多腔共形复合膜系连续磁控溅射生产线,通过在进料段和出料段分别对称布置初抽低真空腔体组、中真空腔体组和高真空腔体组以前后衔接中段布置的多部薄膜溅射沉积腔体组支持生产线，同时合理控制温度和玻璃的输送速度，完成对汽车玻璃的连续磁控溅射镀膜工艺，从而在玻璃基片形成复合介质膜层，尤其适用于制备全介质膜系阳光选择节能玻璃，整个镀膜过程连续化生产，工艺可控，生产效率和产品合格率较高；具有成本低、膜层材料与基体玻璃结合牢、耐侯性强，无废气产生等优势；有益于推广应用。沉积薄膜后的玻璃的可见光透过率为大于76％，整个风挡玻璃面无明显的光学色差，光学畸变小于3′，具有极高的抗酸耐碱性和耐磨性，因此具有较长的使用寿命。

Description

汽车玻璃立式多腔共形复合膜系连续磁控溅射生产线
技术领域
本发明涉及IPC分类中的C23C溅射法镀覆技术或C03C玻璃的表面处理技术，尤其是汽车玻璃立式多腔共形复合膜系连续磁控溅射生产线。
背景技术
现有汽车玻璃有透光和隔热两个基本功能，但是这些有限的原有性能已经不能满足不断提高的舒适度现实需求。作为改进的方法之一，阳光控制膜和低辐射膜部分的弥补了普通玻璃在这一方面的不足。
汽车出厂销售前均未对车窗玻璃镀膜，而用户往往基于舒适性要求都会对车窗采用外加贴膜的办法来处理，但是由于驾乘人员在车辆使用过程中需要频繁升降侧挡车窗玻璃，如果遮阳膜抗磨性能不佳，会使遮阳膜表面产生大量划痕，进而破坏遮阳膜产品结构，影响其光学性能和力学性能，降低了驾乘人员的舒适性和安全性。
另一方面，相关的玻璃镀膜技术却已经发展到较高水平，其中的Low-E玻璃尤为重要，Low-E玻璃即LowEmissivityGlass的简称，即低辐射玻璃。在玻璃上镀涂一层TiO2就能使其变成防雾、防露和自清洁玻璃，这种工艺在少量汽车玻璃上也有一定范围的应用。
在现有的磁控溅射镀膜生产线中，通常是通过一呈板状长方体结构的磁体来提供磁场，虽然磁控溅射的技术日趋成熟，但是其仍存在众多的缺陷，一方面，由于板状长方体结构的磁体本身的磁场分布是不均匀的，造成了靶材所处区域的磁场分布不均匀，使得在二极溅射中的二次电子的运动不稳定及分布不均匀，最终导致待镀膜的玻璃基片的镀膜分布不均匀及镀膜厚度不一致，从而严重影响了玻璃基片的镀膜质量及合格率；另一方面，由于磁体相对于靶材往往是呈固定设置的，无法移动，对于靶材面积较大而磁体所产生的磁场较小的情况时，则使得靶材的利用率和溅射范围受到限制，无法充分利用靶材，对未处于磁场作用区域内的靶材造成浪费，且很大的制约了玻璃基片镀膜的加工效率，且也会对玻璃基片的镀膜质量及合格率产生一定的不良影响；再者，现有的磁控溅射镀膜生产线还存在结构复杂、镀膜加工效率低、玻璃基片镀膜加工成本高、工艺通用性差及无法满足大批量的生产需求的缺点。
目前，由于没有适用的连续磁控溅射生产工艺和设备而不能够在玻璃表面沉积功能性薄膜。
专利文献公开了少量相关技术方案，中国专利申请201310105287.X公开一种连续立式双面镀膜生产线，有进片台、出片台、回架装置、真空室，真空室首尾端为进片室、出片室，两室间依次为首部至少两个缓冲室、至少六个镀膜室、尾部至少两个缓冲室；每个真空室内设第一独立传动装置、前侧或后侧室壁上有室门，靠近首部缓冲室的至少两个相邻镀膜室的室门、靠近尾部缓冲室的至少两个相邻镀膜室的室门分别相对错开排列；靠近首部缓冲室的至少两个相邻镀膜室中，每个镀膜室的室门的内侧、与室门相正对的另一侧室壁的内侧分别装有靶材、加热管；靠近尾部缓冲室的至少三个镀膜室中，每个镀膜室的室门的内侧、与室门相正对的另一侧室壁的内侧分别装有靶材、加热管。
中国专利申请201410448350.4公开了一种减反射玻璃的制备方法及其镀膜设备。该设备位于平板玻璃生产线的退火窑内，包括固设在所述退火窑内腔顶部的镀膜反应器和固化设备；该方法是在当玻璃进入且通过退火窑时，装在退火窑内的镀膜反应器启动，向玻璃垂直喷涂液态或气态的镀膜介质，形成多层减反射膜，然后通过固化设备对减反射膜进行固化，便得到了具有多层减反射膜的减反射玻璃。
中国专利申请201210040147.4提供了一种阳光控制镀膜玻璃的制备方法，在浮法玻璃生产线的锡槽窄段内，通入含有硅烷和乙烯的混合气体，采用化学气相沉积方法在浮法玻璃表面沉积硅系纳米膜层，得到所述阳光控制镀膜玻璃；所述锡槽窄段的温度为620-650℃，浮法玻璃的拉引速度为200-550m/h。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车玻璃立式多腔共形复合膜系连续磁控溅射生产线，以解决复合膜系磁控溅射连续生产缺乏专用设备的技术问题。
本发明的目的将通过以下技术措施来实现：进料段由前向后上依次连接一组初真空腔体、低真空腔体、中真空腔体和高真空腔体，同时对称地，出料段上由前向后依次连接另一组高真空腔体、中真空腔体、低真空腔体和初真空腔体，在进料段高真空腔体和出料段高真空腔体之间通过中段至少一部高真空腔体连续连接至少二部溅射腔体，输送导轨贯穿安装在其中，输送导轨为立式输送机构，进料段前端初真空腔体上安装进料阀门，出料段后端初真空腔体上安装出料阀门。
尤其是，在相邻的二部初真空腔体、低真空腔体、中真空腔体、高真空腔体或溅射腔体之间连接过渡连接腔体，过渡连接腔体内安装隔阀。
尤其是，溅射腔体与待加工玻璃外形相适应的仿形结构。
尤其是，溅射腔体内均布有多组阴极，该阴极为中频溅射阴极。
尤其是，溅射腔体的外壁上安装有铰链连接的开合门。
尤其是，进料段和出料段的初真空腔体、低真空腔体、中真空腔体和高真空腔体分别间隔安装有铰链连接的开合门。
尤其是，溅射腔体安装有薄膜溅射沉积观察窗口。
尤其是，输送导轨的输送速度为2-8m/min，本底真空抽到1-2.5×10-4Pa,通入工艺气体到0.10-0.22Pa，进行连续溅射沉积。
本发明的优点和效果：通过在进料段和出料段分别对称布置初抽低真空腔体组、中真空腔体组和高真空腔体组以前后衔接中段布置的多部薄膜溅射沉积腔体组支持生产线，同时合理控制温度和玻璃的输送速度，完成对汽车玻璃的连续磁控溅射镀膜工艺，从而在玻璃基片形成复合介质膜层，尤其适用于制备全介质膜系阳光选择节能玻璃，整个镀膜过程连续化生产，工艺可控，生产效率和产品合格率较高；具有成本低、膜层材料与基体玻璃结合牢、耐侯性强，无废气产生等优势；有益于推广应用。沉积薄膜后的玻璃的可见光透过率为大于76％，整个风挡玻璃面无明显的光学色差，光学畸变小于3′，具有极高的抗酸耐碱性和耐磨性，因此具有较长的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例1结构示意图。汽车玻璃立式磁控线结构示意图
附图标记包括：进料阀门1、开合门2、输送导轨3、初真空腔体4、隔阀5、低真空腔体6、中真空腔体7、高真空腔体8、溅射腔体9、阴极10、玻璃11、出料阀门12。
具体实施方式
本发明原理在于，整条连续生产线包括进料段和出料段的初抽低真空腔体组、中真空腔体组、高真空腔体组以及连接于进料段和出料段之间的至少二部薄膜溅射沉积腔体组；输送导轨3贯穿安装在其中，输送导轨3为立式输送机构。
采用本发明提供的制备方法制备得到的阳光控制镀膜玻璃，能实现镀膜玻璃透射比为25％；遮阳系数Sc为0.56；颜色均匀性为△E*ab≤2.0；耐磨性为1.23，膜层均匀无脱膜；耐酸性为0.3％，膜层无明显变化，产品的各方面性能指标均优于国家标准。
以下结合实施例对本发明座进一步解释说明。
本发明中，所有各种形状的汽车玻璃在生产线腔体内采用立式安装形式，通过传动输送机构，按照生产节拍依次通过各薄膜溅射沉积腔体。玻璃立式安装输送机构可以实现根据不同的汽车玻璃尺寸自由调节玻璃的安装固定方式，并且能平稳的按照与汽车风挡玻璃共形的要求稳定、均匀、一致的连续通过各个腔体。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
以下结合附图和具体实施例，更具体地说明本发明的内容，并对本发明作进一步阐述，但这些实施例绝非对本发明有任何限制。
实施例1：如附图1所示，初抽低真空腔体组为初真空腔体4和低真空腔体6、中真空腔体组为中真空腔体7、高真空腔体组为高真空腔体8，薄膜溅射沉积腔体组为溅射腔体9；进料段由前向后上依次连接一组初真空腔体4、低真空腔体6、中真空腔体7和高真空腔体8，同时对称地，出料段上由前向后依次连接另一组高真空腔体8、中真空腔体7、低真空腔体6和初真空腔体4，在进料段高真空腔体8和出料段高真空腔体8之间通过中段至少一部高真空腔体8连续连接至少二部溅射腔体9，输送导轨3贯穿安装在其中，输送导轨3为立式输送机构，进料段前端初真空腔体4上安装进料阀门1，出料段后端初真空腔体4上安装出料阀门12。
前述中，在相邻的二部初真空腔体4、低真空腔体6、中真空腔体7、高真空腔体8或溅射腔体9之间连接过渡连接腔体，过渡连接腔体内安装隔阀5。
前述中，溅射腔体9与待加工玻璃外形相适应的仿形结构。溅射腔体9采用与汽车风挡玻璃形状互相一致的外形结构，有利于玻璃表面沉积的薄膜均匀一致，实现薄膜沉积后的汽车玻璃无光学色差和最低的光学畸变。
前述中，溅射腔体9内均布有多组阴极10，该阴极10为中频溅射阴极，以便于根据整个膜系的配置要求和生产过程的总体控制，实现灵活的安装阴极靶材材料。
前述中，溅射腔体9的外壁上安装有铰链连接的开合门2，以便于阴极10相关设施和输送导轨3等传动输送机构设施的安装和设备的维护检修。
前述中，进料段和出料段的初真空腔体4、低真空腔体6、中真空腔体7和高真空腔体8分别间隔安装有铰链连接的开合门2，以便于输送导轨3等传动输送机构设施的安装和设备的维护检修。
前述中，溅射腔体9安装有薄膜溅射沉积观察窗口，以便于生产过程中实时监测传动输送机构的运行情况、溅射阴极的稳定性和玻璃表面薄膜的沉积状况。
在本实施例中，经过实测：生产线对七座的商务车前风挡玻璃镀膜，玻璃输送的速度为3m/min，本底真空抽到2×10-4Pa,通入工艺气体到0.15Pa，进行连续溅射沉积。沉积薄膜后的玻璃的可见光透过率为大于76％，整个风挡玻璃面无明显的光学色差，光学畸变小于3′。
生产线对普通的家用乘用车前风挡玻璃镀膜，玻璃输送的速度为4m/min，本底真空抽到1.5×10-4Pa,通入工艺气体到0.13Pa，进行连续溅射沉积。沉积薄膜后的玻璃的可见光透过率为大于76.8％，整个风挡玻璃面无明显的光学色差，光学畸变小于2′。
生产线对对普通的家用乘用车前风挡玻璃镀膜，玻璃输送的速度为3m/min，本底真空抽到2×10-4Pa,通入工艺气体到0.16Pa，进行连续溅射沉积。沉积薄膜后的玻璃的可见光透过率为大于78％，整个风挡玻璃面无明显的光学色差，光学畸变小于2′。
在本实施例中，汽车玻璃立式多腔共形复合膜系连续磁控溅射生产线生产周期：60s；产能：年产量大于200万平方米；玻璃最大规格：9000mm×2540mm；膜层均匀性：在有效沉积区域内，膜层厚度均匀性≤±5％；阴极结构：采用中频孪生旋转阴极，平面阴极等；输送导轨3传动方式：采用滚轮结构；镀膜工艺实现方式：阳光选择全介质膜系产品，以及热反射镜镀膜产品、可钢化热反射镜产品、单银低辐射膜产品、双银低辐射膜产品和可钢化单银双银低辐射膜产品等；控制系统：控制系统能实现人、机对话，及时对生产过程进行必要干预。运行过程有报警提示和故障显示，故障显示能提示操作人员正确的操作和排故。
在本实施例中，技术参数包括：
1)极限真空压力：6×10E-4Pa
2)平均生产周期：根据产品确定
3)基片架尺寸：可以根据要求定做
4)膜层均匀性:±3％
在本实施例中，制备得到的连续镀膜玻璃对可见光的透射比为25％；遮阳系数Sc为0.56；颜色均匀性为△E*ab≤2.0；耐磨性为1.23，膜层均匀无脱膜；耐酸性为0.3％，膜层无明显变化；耐碱性为0.7％，膜层无明显变化。
本发明，所有各种形状的汽车玻璃在生产线腔体内采用立式安装形式，玻璃10立式安装在输送导轨3上，可以实现根据不同的汽车玻璃尺寸自由调节玻璃的安装固定方式。可用于在任何规格尺寸的汽车玻璃表面沉积多种功能薄膜。
以上所述的仅是本发明的一种实施方式。本领域技术人员在本说明书的启示下对本发明实施例中所作的任何变动都将属于本发明权利要求书的范围内。比如：溅射腔体9的数量可根据需要灵活决定；隔阀5选型；生产线布置形状；开合门2与进料阀门1或出料阀门12的相对位置可根据需要灵活设置。

Claims (8)

1.汽车玻璃立式多腔共形复合膜系连续磁控溅射生产线,其特征在于，进料段由前向后上依次连接一组初真空腔体(4)、低真空腔体(6)、中真空腔体(7)和高真空腔体(8)，同时对称地，出料段上由前向后依次连接另一组高真空腔体(8)、中真空腔体(7)、低真空腔体(6)和初真空腔体(4)，在进料段高真空腔体(8)和出料段高真空腔体(8)之间通过中段至少一部高真空腔体(8)连续连接至少二部溅射腔体(9)，输送导轨(3)贯穿安装在其中，输送导轨(3)为立式输送机构，进料段前端初真空腔体(4)上安装进料阀门(1)，出料段后端初真空腔体(4)上安装出料阀门(12)。
2.如权利要求1所述的汽车玻璃立式多腔共形复合膜系连续磁控溅射生产线，其特征在于，在相邻的二部初真空腔体(4)、低真空腔体(6)、中真空腔体(7)、高真空腔体(8)或溅射腔体(9)之间连接过渡连接腔体，过渡连接腔体内安装隔阀(5)。
3.如权利要求1所述的汽车玻璃立式多腔共形复合膜系连续磁控溅射生产线，其特征在于，溅射腔体(9)与待加工玻璃外形相适应的仿形结构。
4.如权利要求1所述的汽车玻璃立式多腔共形复合膜系连续磁控溅射生产线，其特征在于，溅射腔体(9)内均布有多组阴极(10)，该阴极(10)为中频溅射阴极。
5.如权利要求1所述的汽车玻璃立式多腔共形复合膜系连续磁控溅射生产线，其特征在于，溅射腔体(9)的外壁上安装有铰链连接的开合门(2)。
6.如权利要求1所述的汽车玻璃立式多腔共形复合膜系连续磁控溅射生产线，其特征在于，进料段和出料段的初真空腔体(4)、低真空腔体(6)、中真空腔体(7)和高真空腔体(8)分别间隔安装有铰链连接的开合门(2)。
7.如权利要求1所述的汽车玻璃立式多腔共形复合膜系连续磁控溅射生产线，其特征在于，溅射腔体(9)安装有薄膜溅射沉积观察窗口。
8.如权利要求1所述的汽车玻璃立式多腔共形复合膜系连续磁控溅射生产线，其特征在于输送导轨(3)的输送速度为2-8m/min，本底真空抽到1-2.5×10-4Pa,通入工艺气体到0.10-0.22Pa，进行连续溅射沉积。
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