CN111925130A

CN111925130A - 高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃及其制备

Info

Publication number: CN111925130A
Application number: CN202010850303.8A
Authority: CN
Inventors: 董清世; 蔡法清
Original assignee: Xinyi Glass Jiangsu Co Ltd
Current assignee: Xinyi Glass Jiangsu Co Ltd
Priority date: 2020-08-21
Filing date: 2020-08-21
Publication date: 2020-11-13

Abstract

本申请提供了一种高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃，包括玻璃基底、设于玻璃基底上的衬底层、依次层叠设于衬底层上的多功能复合层以及介质保护层；其中，玻璃基底与衬底层之间还设有介质层，介质层的折射率为1.50～1.60。本申请中镀膜玻璃的制备包括以下步骤：选择玻璃基板，并对玻璃基板进行清洗、烘干；玻璃基板进入真空区；在玻璃基板上，采用磁控溅射镀膜机依次镀制介质层、多功能复合层以及介质保护层，制成高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃。本申请提供的方案与现有技术相比，具有高透射率的同时具备高反射率，同时也具备较好的理化性能，便于规模化生产以及推广应用。

Description

高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃及其制备

技术领域

本申请属于镀膜玻璃技术领域，尤其涉及一种高透射高反射玻璃及其制备。

背景技术

当前高反射的双银镀膜玻璃大部分都透过率较低，呈现出镜面的效果，一般都用于南方建筑中的隔热，常规的产品设计中玻璃的透过率都很低。即使设法提高透过率后，各方面的物理化学性能急剧降低，比如容易氧化，反射率降低，力学性能变差等。一般双银镀膜玻璃高透过低反射是比较常见的，这种产品一般显示出高通透的外观，但有时候我们需要一些玻璃在高透的同时，还具有较高的反射率，使外观呈现出水晶的效果，同时具有较好的物理化学性能，以便于大规模的生产和推广应用。

现有的生产技术中，为了达到高反射率高透过率的效果，一般需要减薄金属复合层中的金属保护层材料，减少对光的吸收，同时为了达到高反射率的目的，一般要减薄复合介质层和介质层的厚度，因此玻璃基层中的Na+容易攻击金属薄膜材料，使其性能下降，这在镀膜玻璃产品在做热加工的时候尤其突出，目前市场上一般同类产品达不到热加工的要求，或者产品本身就容易被氧化。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃，以解决现有技术中存在的双银镀膜玻璃透过率高但反射率低、理化性能差的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：包括玻璃基底、设于玻璃基底上的衬底层、依次层叠设于衬底层上的多功能复合层以及介质保护层；

其中，玻璃基底与衬底层之间还设有介质层，介质层的折射率为1.50～1.60。

可选地，介质层的材质为：SiO₂或掺杂了Si₃N₄的SiO₂，介质层的厚度为20～60nm。

可选地，多功能复合层包括：在玻璃基底至衬底层的方向上依次层叠设置的第一介质复合层、第一金属复合层、第二介质复合层、第二金属复合层以及第三介质复合层。

可选地，第一金属复合层以及第二金属复合层包括：Ag层、Ag+Cu合金层、NiCr层、Nb层、Ti层、TiO₂层、和NiCrOx层中的一层或多层。

可选地，述第一金属复合层以及第二金属复合层的厚度各为10～25nm。

可选地，第一介质复合层包括：Si₃N₄层、TiO₂层、ZnO层、SnO₂层和SnZnO_x层中的一层或多层，第一介质复合层的厚度为：3～15nm。

可选地，第二介质复合层包括：Si₃N₄层、TiO₂层、ZnO层、SnO₂层、掺杂ZnO的SnO₂层中的一层或多层，第二介质层的厚度为60～100nm。

可选地，第三介质复合层包括：Si₃N₄层、TiO₂层、ZnO层、SnO₂层、掺杂ZnO的SnO₂层中的一层或多层，第三介质复合层的厚度为30～70nm。

可选地，介质保护层包括：TiO₂层、ZrO₂层、掺杂Si₃N₄的ZrO₂层或者掺杂Si₃N₄的Zr₃N₄层中的一层或多层，厚度为:3～10nm。

本发明的另一方面，还提供了一种高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃的制备方法，清洁的玻璃基板，进入真空环境中；在所玻璃基板上，采用磁控溅射镀膜方法依次镀制介质层、多功能复合层以及介质保护层，制成高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃。

本申请提供的高透射高反射玻璃的有益效果在于：与现有技术相比，本申请中的高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃，不需要减薄复合介质层的厚度，同时具备高透射率的同时具备较高的反射率以及良好的理化性能，便于规模化生产以及推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的高透射高反射玻璃的结构示意图；

图2为本申请实施例一提供的高透射高反射玻璃的结构示意图；

图3为本申请实施例二提供的高透射高反射玻璃的结构示意图；

图4为本申请实施例三提供的高透射高反射玻璃的结构示意图；

其中，图中各附图标记：

1-玻璃基底；2-介质层；3-第一介质复合层；4-第一金属复合层；5-第二介质复合层；6-第二金属复合层；7-第三介质复合层；8-介质保护层；

101-玻璃基底；102-介质层；103-第一介质复合层；104-第一银离子金属复合层；104a-Ag层；104b-NiCrO_x层；105-第二介质复合层；105a-SnO₂层；105b-ZnO层；106-第二银离子金属复合层；106a-Ag层；106b-NiCrO_x层；107-第三介质复合层；107a-ZnO层；107b-Si₃N₄层；108-介质保护层；

201-玻璃基底；202-介质层；203-第一介质复合层；204-第一银离子金属复合层；204a-Ag层；204b-NiCrO_x层；205-第二介质复合层；205a-SnO₂层；205b-ZnO层；206-第二银离子金属复合层；206a-Ag层；206b-NiCrO_x层；207-第三介质复合层；207a-ZnO层；207b-Si₃N₄层；208-介质保护层；

301-玻璃基底；302-介质层；303-第一介质复合层；304-第一银离子金属复合层；304a-Ag层；304b-NiCr层；305-第二介质复合层；305a-SnO₂层；305b-ZnO层；306-第二银离子金属复合层；306a-Ag层；306b-NiCr层；307-第三介质复合层；307a-ZnO层；307b-Si₃N₄层；308-介质保护层。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，现对本申请实施例提供的高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃进行说明。本申请的高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃包括如下结构：玻璃基底1、介质层2、第一介质复合层3、第一金属复合层4、第二介质复合层5、第二金属复合层6、第三介质复合层7、介质保护层8。

进一步地，玻璃基底1中，玻璃是普通透明浮法玻璃，经过去离子水漂洗，烘干；介质层2设于玻璃基底1上，由1层透明介质层合成，使用膜层材料有：SiO₂或SiO₂和Si₃N₄混合物薄膜，厚度20nm～40nm，这一层起到整体膜层与玻璃粘接的作用，同时对整个膜层具有一定的保护作用。并且，介质层2与玻璃基底1的成分相似，折射率相同，不影响光的透过率和反射率。

第一复合介质层3设于介质层2上，由一层或多层透明介质层合成，使用膜层材料有：Si₃N₄、SiO₂、TiO₂、ZnO、SnO₂、SnO₂与ZnO混合中的一种或多种，厚度3nm-15nm，这一层起到金属银层的镀膜种子层作用。第一金属复合层4设于第一复合介质层3上，由一层或多层金属层合成，可使用膜层材料有：Ag、Cu、NiCr、Nb、Ti，TiO₂，NiCrO_x中的一种或多种。其中，NiCr中Ni：Cr的质量比为75：25；NiCrO_x中Ni：Cr的质量比为75：25，X为0.1～1。第一金属复合层4的厚度10nm～25nm，这一层是低辐射金属层，作用是提高玻璃性能，同时调整颜色。

第二介质复合层5设于金属复合层4上，由一层或多层透明介质层合成，使用膜层材料有：Si₃N₄、SiO₂、TiO₂、ZnO、SnO₂、Si₃N₄与SiO₂混合、SnO₂与ZnO混合中的一种或多种，厚度60nm～100nm，这一层金属之间的介质层，用于干涉，起到调整颜色作用。第二金属复合层6设于介质复合层5上，第二金属复合层6与第一金属复合层4的结构和功能相同，在此不作赘述。

第三介质复合层7设于第二金属复合层6上，由一层或多层透明介质层合成，使用膜层材料有：Si₃N₄、SiO₂、TiO₂、ZnO、SnO₂、Si₃N₄与SiO₂混合、SnO₂与ZnO混合中的一种或多种，厚度30nm～70nm，这一层是外干涉层，起到调整颜色的作用。介质保护层8设于介质复合层7上，由1层透明介质层合成，使用膜层材料有：TiO₂、ZrO₂、Si₃N₄和ZrO₂混合物、或者Si₃N₄和Zr₃N₄混合物中的一种或多种，厚度3nm～10nm，这些材料都为硬质致密材料，用作保护层。

本申请中的高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃的制备流程如下：

1.玻璃基片经过清洗机，纯水漂洗，烘干；

2.玻璃经传送进入依次进入各级真空室从大气环境进入高真空区域；

3.玻璃经传送进入溅射区域，依次通过设置有上述2-8层材料的磁控溅射阴极，依次镀制：介质层2、第一介质复合层3、第一金属复合层4、第二介质复合层5、第二金属复合层6、第三介质复合层7、介质保护层8；

4.镀制完成后玻璃经传送进入依次进入各级真空室从高真空区域进入大气环境；

5.进入下一个工艺流程或包装。

本申请实施例中的高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃，在提升反射率的同时，物理厚度增加增强了其理化性能，同时不会对镀膜产品的光学性能产生影响。本发明的介质层采用与玻璃材料相近的材料，折射率1.5，在玻璃上镀制SiO₂薄膜不会对玻璃光学性能产生任何影响，相当于其他膜层直镀在玻璃上，但是从物理上来说，膜层物理厚度增厚了，可以很好的阻隔玻璃种的Na+，对膜层起到很好的保护作用；同时，除了纯SiO₂材料，在要求不高的场合，考虑工艺的稳定性，也可以使用大比例的SiO₂掺杂少量Si₃N₄的做法。这样又扩大了介质层的材料选用范围，提升了可加工性与物理性能。

也就是说，在玻璃基层与介质复合层之间设置介质层，能够为介质复合层以及金属复合层作为铺垫，在保持高透射率以及高反射率的同时降低了介质复合层以及金属复合层的厚度，并且能够防止镀膜膜层被氧化或者被玻璃基板中的Na⁺攻击。

实施例一

请参阅图2，现对本申请实施例提供的高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃进行说明。本实施例中的高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃包括：依次叠加设置的普通白玻璃基底101、介质层102、第一介质复合层103、第一银离子金属复合层104、第二介质复合层105、第二银离子金属复合层106、第三介质复合层107、介质保护层108。

其中，介质层102为SiO₂层，介质层102设于玻璃基底101上，其厚度为30nm。第一介质复合层103设于介质层102上，第一介质复合层103为ZnO层，ZnO层的厚度为5nm。

第一银离子金属复合层104包括设于第一介质复合层103上的Ag层104a、和设于Ag层104a上的NiCrO_x层104b。Ag层104a的厚度为16.3nm、NiCrO_x层104b的厚度为0.5nm，它们共同组成带有保护功能的第一银离子金属复合层104的厚度为16.8nm。

第二介质复合层105包括设于第一银离子金属复合层104上的SnO₂层105a以及设于SnO₂层105a上的ZnO层105b。SnO₂层105a厚度为59nm、ZnO层105b的层厚度为20nm，它们共同形成第二介质复合层105的厚度为79nm。

第二银离子金属复合层106包括设于第二介质复合层105上的Ag层106a、和设于Ag层106a上的NiCrO_x层106b。Ag层106a的厚度为15.6nm、NiCrO_x层106b的厚度为0.5nm，它们共同组成带有保护功能的第二银离子金属复合层106的厚度为16.1nm。

第三介质复合层107包括设于第二银离子金属复合层106上的ZnO层107a、以及设于ZnO层107a上的Si₃N₄层107b。ZnO层107a的厚度为10nm、Si₃N₄层107b的厚度为23nm，共同形成第三介质复合层107的厚度为33nm。

介质保护层108包括形成于第三介质复合层107上的ZrO₂层，ZrO₂层的厚度为5nm。

本实施例中，高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃的其制备方法为：利用平板玻璃双端连续式磁控溅射镀膜机，采用下述表1中列出的工艺参数，使用18个交流旋转阴极，4直流平面阴极，共22个阴极进行生产，按照膜层顺序制备出高透过高反射高性能效果低辐射镀膜玻璃，其具体的阴极和工艺参数见如下表1：

表1

其中，工艺走速600cm/min，其中平面阴极开口均为260mm；表中使用材料、工艺气体栏括号内的比值为两种元素的质量比。

将按照上述表1中的工艺参数制备出来的高透过高反射高性能效果双银低辐射镀膜玻璃经过热处理加工后，进行光学性能测试，其测试结果如下：

介质保护层108面的可见光透过率：71％，透过颜色：a*＝-3.5，b*＝3.8；

介质保护层108面的可见光光反射率：15％，反射颜色：a*＝-7.5，b*＝-10.5；

普通白玻璃基板1的可见光光反射率：18％，反射颜色：a*＝0，b*＝-10.5。

辐射率0.03，合成中空玻璃后透过率64％，反射率22％，国标遮阳系数0.41，光热比达到1.71，其他产品性能达到GB/T18915.2-2013要求。

实施例二

请参阅图3，现对本申请实施例提供的高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃进行说明。本实施例中的高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃包括：依次叠加设置的普通白玻璃基底201、介质层202、第一介质复合层203、第一银离子金属复合层204、第二介质复合层205、第二银离子金属复合层206、第三介质复合层207、介质保护层208。

其中，介质层202为SiO₂层，介质层202设于玻璃基底201上，其厚度为30nm。第一介质复合层203设于介质层202上，第一介质复合层203为ZnO层，ZnO层的厚度为3nm。

第一银离子金属复合层204包括设于第一介质复合层203上的Ag层204a、和设于Ag层204a上的NiCrO_x层204b。Ag层204a的厚度为16.0nm、NiCrO_x层204b的厚度为0.3nm，它们共同组成带有保护功能的第一银离子金属复合层204的厚度为16.3nm。

第二介质复合层205包括设于第一银离子金属复合层204上的SnO₂层205a以及设于SnO₂层205a上的ZnO层205b。SnO₂层205a厚度为60nm、ZnO层205b的层厚度为21nm，它们共同形成第二介质复合层205的厚度为81nm。

第二银离子金属复合层206包括设于第二介质复合层205上的Ag层206a、和设于Ag层206a上的NiCrO_x层206b。Ag层206a的厚度为15.0nm、NiCrO_x层206b的厚度为0.3nm，它们共同组成带有保护功能的第二银离子金属复合层206的厚度为15.3nm。

第三介质复合层207包括设于第二银离子金属复合层206上的ZnO层207a、以及设于ZnO层207a上的Si₃N₄层207b。ZnO层207a的厚度为10nm、Si₃N₄层207b的厚度为27nm，共同形成第三介质复合层207的厚度为37nm。

介质保护层208包括形成于第三介质复合层207上的ZrO₂层，ZrO₂层的厚度为3nm。

本实施例中，高透射高反射玻璃的其制备方法为：利用平板玻璃双端连续式磁控溅射镀膜机，采用下述表2中列出的工艺参数，使用18个交流旋转阴极，4直流平面阴极，共22个阴极进行生产，按照膜层顺序制备出高透过高反射高性能效果低辐射镀膜玻璃，其具体的阴极和工艺参数和见如下表2：

表2

其中，工艺走速600cm/min，其中平面阴极开口均为220mm；表中使用材料、工艺气体栏内的比值为两种元素的质量比。

介质保护层208面的可见光透过率：67％，透过颜色：a*＝-3，b*＝2.5；

介质保护层208面的可见光光反射率：15％，反射颜色：a*＝-12，b*＝-7；

普通白玻璃基板201的可见光光反射率：18％，反射颜色：a*＝-2，b*＝-9。

辐射率0.03，合成中空玻璃后透过率61％，反射率22％，国标遮阳系数0.40，光热比达到1.75，其他产品性能达到GB/T18915.2-2013要求。

实施例三

请参阅图4，现对本申请实施例提供的高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃进行说明。本实施例中的高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃包括：依次叠加设置的普通白玻璃基底301、介质层302、第一介质复合层303、第一银离子金属复合层304、第二介质复合层305、第二银离子金属复合层306、第三介质复合层307、介质保护层308。

其中，介质层302为SiN_xO_y层，介质层302设于玻璃基底301上，其厚度为20nm。第一介质复合层303设于介质层302上，第一介质复合层303为ZnO层，ZnO层的厚度为5nm。

第一银离子金属复合层304包括设于第一介质复合层303上的Ag层304a、和设于Ag层304a上的NiCr层304b。Ag层304a的厚度为19.0nm、NiCr层304b的厚度为0.3nm，它们共同组成带有保护功能的第一银离子金属复合层304的厚度为19.3nm。

第二介质复合层305包括设于第一银离子金属复合层304上的SnO₂层305a以及设于SnO₂层305a上的ZnO层305b。SnO₂层305a厚度为61nm、ZnO层305b的层厚度为22nm，它们共同形成第二介质复合层305的厚度为83nm。

第二银离子金属复合层306包括设于第二介质复合层305上的Ag层306a、和设于Ag层306a上的NiCr层306b。Ag层306a的厚度为17.0nm、NiCr层306b的厚度为0.3nm，它们共同组成带有保护功能的第二银离子金属复合层306的厚度为17.3nm。

第三介质复合层307包括设于第二银离子金属复合层306上的ZnO层307a、以及设于ZnO层307a上的Si₃N₄层307b。ZnO层307a的厚度为10nm、Si₃N₄层307b的厚度为24nm，共同形成第三介质复合层307的厚度为34nm。

介质保护层308包括形成于第三介质复合层307上的ZrO₂层，ZrO₂层的厚度为5nm。

本实施例中，高透射高反射玻璃的其制备方法为：利用平板玻璃双端连续式磁控溅射镀膜机，采用下述表2中列出的工艺参数，使用18个交流旋转阴极，4直流平面阴极，共22个阴极进行生产，按照膜层顺序制备出高透过高反射高性能效果低辐射镀膜玻璃，其具体的阴极和工艺参数和见如下表3：

表3

介质保护层308面的可见光透过率：60％，透过颜色：a*＝-4，b*＝3；

介质保护层308面的可见光光反射率：21％，反射颜色：a*＝-10，b*＝-7；

普通白玻璃基板1的可见光光反射率：26％，反射颜色：a*＝0，b*＝-9。

辐射率0.03，合成中空玻璃后透过率55％，反射率28％，国标遮阳系数0.35，光热比达到1.79，其他产品性能达到GB/T18915.2-2013要求。

通过上述的技术方案，在玻璃基层与介质复合层之间设置介质层，能够为介质复合层以及金属复合层作为铺垫，在保持高透射率以及高反射率的同时降低了介质复合层以及金属复合层的厚度，并且能够防止镀膜膜层被氧化或者被玻璃基板中的Na⁺攻击。综上，本申请提供的高透射高反射玻璃的有益效果在于：与现有技术相比，本申请的高透射高反射玻璃，具有高透射率高反射率的同时，也具备较好的理化性能和加工性能以及稳定性，便于规模化生产以及推广应用。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃，其特征在于，包括玻璃基底、设于所述玻璃基底上的衬底层、依次层叠设于所述衬底层上的多功能复合层以及介质保护层；其中，所述玻璃基底与所述衬底层之间还设有介质层，所述介质层的折射率为1.50～1.60。

2.根据权利要求1所述的高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述介质层的材质为：SiO₂或掺杂Si₃N₄的SiO₂；所述介质层的厚度为20～60nm。

3.根据权利要求1所述的高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述多功能复合层包括：在所述玻璃基底至所述衬底层的方向上依次层叠设置的第一介质复合层、第一金属复合层、第二介质复合层、第二金属复合层以及第三介质复合层。

4.根据权利要求3所述的高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述第一金属复合层以及第二金属复合层包括：Ag层、Ag+Cu合金层、NiCr层、Nb层、Ti层、TiO₂层、和NiCrOx层中的一层或多层。

5.根据权利要求4所述的高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述第一金属复合层以及第二金属复合层的厚度各为10～25nm。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述第一介质复合层包括：Si₃N₄层、TiO₂层、ZnO层、SnO₂层和SnZnO_x层中的一层或多层，所述第一介质复合层的厚度为：3～15nm。

7.根据权利要求3-5中任一项所述的高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述第二介质复合层包括：Si₃N₄层、TiO₂层、ZnO层、SnO₂层、掺杂ZnO的SnO₂层中的一层或多层，所述第二介质层的厚度为60～100nm。

8.根据权利要求3-5中任一项所述的高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述第三介质复合层包括：Si₃N₄层、TiO₂层、ZnO层、SnO₂层、掺杂ZnO的SnO₂层中的一层或多层，所述第三介质复合层的厚度为30～70nm。

9.根据权利要求3-5中任一项所述的高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述介质保护层包括：TiO₂层、ZrO₂层、掺杂Si₃N₄的ZrO₂层或者掺杂Si₃N₄的Zr₃N₄层中的一层或多层，厚度为:3～10nm。

10.一种高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1-9中所述的高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃，其包括以下步骤：

清洁的玻璃基板，进入中空环境中；

在所述玻璃基板上，采用磁控溅射镀膜方法依次镀制介质层、多功能复合层以及介质保护层，制成高透过高反射的可热加工双银低辐射镀膜玻璃。