CN106116177B - 绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃及其制备方法。该镀膜玻璃包括玻璃基板和自所述玻璃基板一表面向外依次叠设的第一电介质膜层、第一复合功能膜层、第二电介质膜层、第二复合功能膜层、第三电介质膜层；其中，所述第一复合功能膜层和所述第二复合功能膜层均为三明治结构；所述三明治结构的中间层为银膜层，所述银膜层两相对表面叠设有保护膜层。本发明获得的绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃的透过率达到40％～75％、辐射率低于0.04，可见光透过率与阳光热总透过率比值大于1.6，满足人们对绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃的需求。

Description

绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃及其制备方法
技术领域
本发明属于镀膜玻璃技术领域，具体涉及一种绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃及其制备方法。
背景技术
镀膜玻璃是通过在玻璃基板一表面向外涂制一层或多层金属，合金或金属化合物薄膜，以达到改变玻璃的光学性能，满足特定要求的一种玻璃。根据功能可以将镀膜玻璃划分为两大类，即：热反射镀膜玻璃和低辐射镀膜玻璃。
其中，热反射镀膜玻璃是一种通过简单的太阳光全波段无差别反射，来达到遮阳效果的产品，不具备低辐射效果；而低辐射镀膜玻璃则是通过选择性的反射太阳光近红外波段，来达到遮阳效果的产品，具备低辐射效果。
随着社会经济的不断发展，市场对镀膜玻璃产品的要求越来越高，如：追求更高透过率，更好的遮阳效果，更加丰富的颜色及更低的成本。
目前市场上绿色低辐射产品一般是使用绿色着色基片镀膜来制成绿色低辐射镀膜玻璃。这些玻璃存在透过颜色绿，色彩还原性差、玻璃吸热大且两面吸热差别大，热处理难度高，在使用过程中容易破、绿色原片生产周期长，表面质量差，生产难度高等缺点。
另外，有不少厂家使用简单的单银膜系来实现绿色低辐射镀膜玻璃。这类玻璃存在内反射过高，性能较差等缺点。
也有玻璃生产厂家使用双银膜系来实现绿色低辐射镀膜玻璃。这类玻璃不能进行热处理，导致生产成本较高、颜色偏灰、大角度反射偏色、透过率较低等缺点。
发明内容
针对目前绿色低辐射镀膜玻璃存在的热处理难度高、表面质量差、内反射过高、颜色偏灰、辐射率高、透过率较低等问题，本发明实施例提供了一种绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃及其制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明实施例的技术方案如下：
一种绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃，包括玻璃基板和自所述玻璃基板一表面向外依次叠设的第一电介质膜层、第一复合功能膜层、第二电介质膜层、第二复合功能膜层、第三电介质膜层；
其中，所述第一复合功能膜层和所述第二复合功能膜层均为三明治结构；所述三明治结构的中间层为银膜层，所述银膜层两相对表面叠设有保护膜层。
以及，一种如上所述的绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃的制造方法，该方法至少包括在所述玻璃基板一表面向外，依次叠设第一电介质膜层、第一复合功能膜层、第二电介质膜层、第二复合功能膜层、第三电介质膜层。
上述实施例中的绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃，将功能膜层设计成三明治结构，与三层电介质膜层配合，获得的产品反射颜色L*(37～61)a*(-15～-8)，b*(-5～10)；透过率40％～75％，a*(-3～3)，b*(-3～3)；室外颜色显示深绿，浅绿，草绿，透过颜色接近灰色，辐射率低于0.04；可见光透过率与阳光热总透过率比值大于1.6；获得的玻璃在颜色、化学性能和机械性能达到预期效果。
上述实施例中，绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃的制备方法工序简单、生产效率高、生产成本低，结构牢固、紧凑，产品性能满足人们对绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃的需求。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例中绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃的结构示意图；
图2是本发明实施例绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃的制备流程图；
图3是本发明实施例1中绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃的结构示意图；
图4是本发明实施例2中绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实例提供了一种绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃，该绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃包括玻璃基板1和自玻璃基板1一表面向外依次叠设的第一电介质膜层2、第一复合功能膜层3、第二电介质膜层4、第二复合功能膜层5和第三电介质膜层6；其中，第一复合功能膜层3和第二复合功能膜层5均为三明治结构。
在任何一实施例中，玻璃基板1为普通白色浮法玻璃，一方面降低生产成本，另一方面提高生产效率。
在一优选实施例中，第一电介质膜层2的厚度为5nm～60nm。进一步优选地，第一电介质膜层2由TiO2、ZnO、SnO2、ZnSnO3任一种材料的形成单层或至少两种材料混合后形成单层，或者至少两种及以上所组成多层复合层。第一电介质膜层2能有效加强玻璃基板1与第一复合功能层3的结合强度，并且能够阻止玻璃基板1中的Na+向其他膜层中渗透，同时通过调整第一电介质层2的材质和/或厚度，达到降低绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃反射率和颜色，为第一复合功能层3的生长做铺垫层。
在任一实施例中，第一复合功能膜层3为三明治结构。该三明治结构的中间层为银膜层，在银膜层两相对表面叠设有保护膜层。三明治结构的第一复合功能膜层3能选择性反射红外线，使绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃保持可见光透过率，降低红外透过率，本身能经受热处理，并保持足够透过率。
优选地，第一复合功能膜层3的厚度为3nm～30nm。该厚度下的第一复合功能膜层3，再结合其他电介质膜层及第二复合膜层5的厚度，能够确保本发明实施例的透过率为40％～75％，且辐射率低于0.04。
进一步优选地，在第一复合功能膜层3的上述厚度的前提下，银膜层厚度为5nm～20nm。
作为优选地，所述保护膜层由Zn、Cr、Nb、Ti、CrOx、NbOx、TiOx、NiCrOx、CrNx、NbNx、TiNx、NiCrNx中的任一种形成，其中，x表示不完全氧化或氮化；或者由Zn、Cr、Nb、Ti、CrOx、NbOx、TiOx、NiCrOx、CrNx、NbNx、TiNx、NiCrNx中的至少两种混合后形成；保护膜层主要起到保护银膜层，防止银膜层受损。
在一优选实施例中，第二电介质膜层4的厚度为60nm～100nm。进一步优选地，第二电介质膜层4由TiO2、ZnO、SnO2、ZnSnO3任一种材料的形成单层或至少两种材料混合后形成单层，或者至少两种及以上所组成多层复合层。第二电介质膜层4是选择性增透可见光层，使使绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃保持可见光透过率，降低红外透过率，兼具颜色调整功能，同时为第二复合功能层5的生长做铺垫层。
在任一实施例中，第二复合功能膜层5为三明治结构。该三明治结构的中间层为银膜层，在银膜层两相对表面叠设有保护膜层。三明治结构的第二复合功能膜层5能选择性反射红外线，使绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃保持可见光透过率，降低红外透过率，本身能经受热处理，并保持足够透过率。
优选地，第二复合功能膜层5的厚度为3nm～30nm。该厚度下的第二复合功能膜层5，再结合其他电介质膜层及第一复合膜层3的厚度，能够确保本发明实施例的透过率为40％～75％，且辐射率低于0.04。
进一步优选地，在第二复合功能膜层5的上述厚度的前提下，银膜层厚度为5nm～20nm。
作为优选地，所述保护膜层由Zn、Cr、Nb、Ti、CrOx、NbOx、TiOx、NiCrOx、CrNx、NbNx、TiNx、NiCrNx中的任一种形成，其中，x表示不完全氧化或氮化；或者由Zn、Cr、Nb、Ti、CrOx、NbOx、TiOx、NiCrOx、CrNx、NbNx、TiNx、NiCrNx中的至少两种混合后形成；保护膜层主要起到保护银膜层，防止银膜层受损。
在一优选实施例中，第三电介质膜层6的厚度为5nm～60nm。进一步优选地，第三电介质膜层6由TiO2、ZnO、SnO2、ZnSnO3任一种材料的形成单层或至少两种材料混合后形成单层，或者至少两种及以上所组成多层复合层。第三电介质膜层6使膜层内部与外部空气隔绝，免受侵蚀，提高产品的耐腐蚀性和耐机械摩擦性能，同时还起到一定的颜色调节作用。
上述各膜层在所限定的厚度范围内按顺序结合，尤其将功能膜层设计成三明治结构，获得的产品反射颜色L*(37～61)a*(-15～-8)，b*(-5～10)；透过率40％～75％，a*(-3～3)，b*(-3～3)；室外颜色显示深绿，浅绿，草绿，透过颜色接近灰色，辐射率低于0.04；可见光透过率与阳光热总透过率比值大于1.6；获得的玻璃在颜色、化学性能和机械性能达到预期效果。
相应地，在上文所述的绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃的基础上，本发明实施例还提供了本发明实施例绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃的一种制备方法。作为本发明优选实施例，该绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃的制备方法包括如下步骤：
所述玻璃基板1一表面向外，依次叠设第一电介质膜层2、第一复合功能膜层3、第二电介质膜层4、第二复合功能膜层5、第三电介质膜层6。
具体地，在玻璃基板1表面叠设膜层前，先采用Benteler清洗机对普通白色浮法玻璃进行清洗，去除玻璃基板1表面的有机污染物质。
具体地，叠设膜层的方式为蒸镀、磁控溅射或喷镀中的任一种。采用磁控溅射叠设膜层时，采用德国冯·阿登那公司生产的磁控溅射镀膜设备控制溅射的真空度小于5×10- 5mbar，磁控溅射时气压5×10-4mbar～5×10-2mbar。
本发明实施例绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃的制备方法工序简单、生产效率高、生产成本低，结构牢固、紧凑，产品性能满足人们对绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃的需求。
以下通过多个实施例来举例说明本发明实施例绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃的原理、作用以及达到的功效。
实施例1
一种绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃及其制备方法。其中，如图3所示，绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃包括玻璃基板1和在所述玻璃基板1的一表面向外逐层沉积而成的TiO2膜层21、ZnO膜层22；NiCr膜层31、Ag膜层32、NiCr膜层33；ZnO膜层41、TiO2膜层42、ZnO膜层43、NiCr膜层51、Ag膜层52、NiCr膜层53、ZnO膜层61、TiO2膜层62、TiO2膜层63。
其中，TiO2膜层21的厚度为22nm，ZnO膜层22的厚度为7nm，组成第一电介质膜层2的厚度为29nm；NiCr膜层31的厚度为0.6nm、Ag膜层32的厚度为12.4nm、NiCr膜层33的厚度为0.6nm，组成第一复合功能膜层3的厚度为13.6nm；ZnO膜层41的厚度为10nm、TiO2膜层42的厚度为69nm、ZnO膜层43的层厚度为10nm、组成第二电介质膜层4的厚度为89nm；NiCr膜层51的厚度为0.6nm、Ag膜层52的厚度为12.8nm、NiCr膜层53的厚度为0.6nm、组成第二复合功能膜层5的厚度为14nm；ZnO膜层61的厚度为7nm、Si3N4膜层62的厚度为18.2nm、TiO2膜层63的厚度为3nm，组成第三电介质膜层6的厚度为28.2nm。
该绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃的制备工艺如下：
涉及的叠设镀膜设备为：平板玻璃双端连续式镀膜机。采用下述表1中列出的工艺参数，使用20个交流旋转阴极，6直流平面阴极，共26个阴极进行生产，制备出本实施例1的绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃。其具体的工艺参数和阴极的位置见如下表1：
表1实施例1的制备工艺参数
其中，工艺走速为500cm/min。
将按照上述表1中的工艺参数制备出来的绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃进行光学性能测试，其测试结果如下：
第三电介质膜层6面的可见光透过率：60％，透过颜色：a*＝1.5，b*＝-2.5；
第三电介质膜层6面的可见光光反射率：14％，反射颜色：a*＝-8，b*＝6；
普通白玻璃基板1的可见光光反射率：15％，反射颜色：a*＝-11，b*＝0.5。
对绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃进行光学性能测试经过热处理，其测试结果如下：
第三电介质膜层6面的可见光透过率：68％，透过颜色：a*＝0.5，b*＝-0.5；
第三电介质膜层6面的可见光反射率：17％，反射颜色：a*＝-10，b*＝8；
普通白玻璃基板1的可见光反射率：15％，反射颜色：a*＝-14，b*＝2。
颜色为较为纯正的绿色，辐射率0.03，制成中空玻璃后，透过率63％，遮阳系数0.44(JGJ151)。产品理化性能达到GB/T18915.2-2013要求。
实施例2
一种绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃及其制备方法。其中，如图4所示，绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃包括玻璃基板1和在所述玻璃基板1的一表面向外逐层沉积而成的TiO2膜层21、ZnO膜层22；ZnOx膜层31、Ag膜层32、NiCr膜层33；ZnSnO3膜层41、ZnO膜层42、ZnOx膜层51、Ag膜层52、NiCr膜层53、ZnO膜层61、TiO2膜层62、SnO2膜层63。
其中，TiO2膜层21的厚度为25nm，ZnO膜层22的厚度为5nm，组成第一电介质膜层2的厚度为30nm；ZnOx膜层31的厚度为3nm、Ag膜层32的厚度为12nm、NiCr膜层33的厚度为0.6nm，组成第一复合功能膜层3的厚度为15.6nm；ZnSnO3膜层41的厚度为78nm、ZnO膜层42的厚度为12nm，组成第二电介质膜层4的厚度为90nm；ZnOx膜层51的厚度为3nm、Ag膜层52的厚度为11nm、NiCr膜层53的厚度为0.6nm、组成第二复合功能膜层5的厚度为14.6nm；ZnO膜层61的厚度为7nm、TiO2膜层62的厚度为17nm、SnO2膜层63的厚度为3nm，组成第三电介质膜层6的厚度为27nm。
该绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃的制备工艺如下：
涉及的叠设镀膜设备为：平板玻璃双端连续式镀膜机。采用下述表1中列出的工艺参数，使用20个交流旋转阴极，6直流平面阴极，共24个阴极进行生产，制备出本实施例2的绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃。其具体的工艺参数和阴极的位置见如下表2：
表2实施例2的制备工艺参数
其中，工艺走速为500cm/min。
将按照上述表2中的工艺参数制备出来的绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃进行光学性能测试，其测试结果如下：
第三电介质膜层6面的可见光透过率：67％，透过颜色：a*＝0.5，b*＝-2.；
第三电介质膜层6面的可见光反射率：14％，反射颜色：a*＝-10，b*＝8；
普通白玻璃基板1的可见光反射率：16％，反射颜色：a*＝-11，b*＝4。
对绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃进行光学性能测试经过热处理，其测试结果如下：
第三电介质膜层6面的可见光透过率：75％，透过颜色：a*＝1，b*＝-0；
第三电介质膜层6面的可见光光反射率：18％，反射颜色：a*＝-12，b*＝7；
普通白玻璃基板1的可见光光反射率：16％，反射颜色：a*＝-14，b*＝2。产品理化性能达到GB/T18915.2-2013要求。
颜色为较为纯正的绿色，辐射率0.034，制成中空玻璃后，透过率67％，遮阳系数0.46(JGJ151)；产品理化性能达到GB/T18915.2-2013要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃，其特征在于：所述镀膜玻璃包括玻璃基板和自所述玻璃基板一表面向外依次叠设的第一电介质膜层、第一复合功能膜层、第二电介质膜层、第二复合功能膜层、第三电介质膜层；
所述玻璃基板为白玻；
其中，所述第一电介质膜层由厚度为22nm的TiO2膜层和厚度为7nm的ZnO膜层依次层叠形成；
第一复合功能层由厚度为0.6nm的NiCr膜层、厚度为12.4nm的Ag膜层和厚度为0.6nm的NiCr膜层依次层叠形成；
第二电介质膜层由厚度为10nm的ZnO膜层、厚度为69nm的TiO2膜层以及厚度为10nm的ZnO膜层依次层叠形成；
第二复合功能层由厚度为0.6nm的NiCr膜层、厚度为12.8nm的Ag膜层和厚度为0.6nm的NiCr膜层依次层叠形成；
第三电介质膜层由厚度为7nm的ZnO膜层、厚度为18.2的Si3N4膜层以及厚度为3nm的TiO2膜层依次层叠形成；
或者，
所述第一电介质膜层由厚度为25nm的TiO2膜层和厚度为5nm的ZnO膜层依次层叠形成；
第一复合功能层由厚度为3nm的ZnOx膜层、厚度为12nm的Ag膜层、厚度为0.6nm的NiCr膜层依次层叠形成；
所述第二电介质膜层由厚度为78nm的ZnSnO3膜层、厚度为12nm的ZnO膜层依次层叠形成；
所述第二复合功能层由厚度为3nm的ZnOx膜层、厚度为11nm的Ag膜层和厚度为0.6nm的NiCr膜层依次层叠形成；
第三电介质膜层由厚度为7nm的ZnO膜层、厚度为17nm的TiO2膜层以及厚度为3nm的SnO2膜层依次层叠形成。
2.一种如权利要求1所述的绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃的制造方法，至少包括在所述玻璃基板一表面向外，依次叠设第一电介质膜层、第一复合功能膜层、第二电介质膜层、第二复合功能膜层、第三电介质膜层。
3.如权利要求2所述的绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃的制造方法，其特征在于：所述叠设膜层的方式为蒸镀、磁控溅射或喷镀中的任一种。
4.如权利要求3所述的绿色可热处理双银低辐射镀膜玻璃的制造方法，其特征在于：所述磁控溅射腔室的真空度小于5×10-5mbar，磁控溅射时气压5×10-4mbar～5×10-2mbar。
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