CN112499987A - 一种红外反射组合膜层及镀膜玻璃 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学镀膜玻璃生产制造技术领域，具体涉及一种红外反射组合膜层及镀膜玻璃。该红外反射组合膜层，包括功能层Ag层，在所述功能层Ag层内侧和/或所述功能层Ag层外侧设有保护层TiZn层；所述保护层TiZn层中，Zn的重量占比为10％～50％。通过采用保护层TiZn层作为功能层Ag层的保护层，在同等膜厚度的情况下，由于其吸收小，相对于Ni或者NiCr作为保护层时，能够使得使用该红外反射组合膜层的镀膜玻璃获得更高的透光率和较好的可见光透过色。

Description

一种红外反射组合膜层及镀膜玻璃

技术领域

本发明涉及光学镀膜玻璃生产制造技术领域，具体涉及一种红外反射组合 膜层及低辐射镀膜玻璃。

背景技术

在过去的几十年里，建筑用的玻璃技术有了很大的改变，而且已经很好的 融入现代建筑的应用当中。不同于其他建筑材料的是，玻璃在可以减少人造光 源使用的同时降低建筑物的能耗。玻璃作为门窗或幕墙表现出的优越性，主要 依赖于镀膜技术的发展。基于镀膜玻璃表面低的光学辐射率，镀膜玻璃就像一 个滤波器，可以控制太阳能力的转移。根据不同地区的气候条件，不同的镀膜 玻璃可以保持建筑物室内外的温度。根据设计的膜层结构，镀膜玻璃对光波可 以选择性的通过。因此，获得了较低的表面辐射率，镀膜玻璃就可以反射红外 波长，从而减少热量的损失。

从低辐射镀膜玻璃的制备来讲，一般分为在线低辐射镀膜玻璃和离线低辐 射镀膜玻璃。在线低辐射镀膜玻璃是在浮法原片的生产过程中高温下进行膜层 沉积，该类膜一般称为“硬膜”，该制备技术得到产品的辐射率有限。离线镀膜玻 璃一般是在常温下在真空腔室内进行膜层沉积。这类膜一般称为“软膜”，其拥有 更低的表面辐射率。对于温和到炎热的气候来讲，该类膜可以更好地控制太阳 能的转移，对商业建筑空调使用费用的影响更大。

传统的镀制“软膜”的玻璃，其膜层是由多层金属层和介质层交替组合而成。 为了得到更低的辐射率，和促使膜层具有良好的节能性和可加工性，在功能层 外围需要镀制保护层。常用的保护层材料为Ni、NiCr合金，这类材料在使用时 具有良好的保护性，能够是Ag与外界隔绝，及时在高温加热的过程中，依然能 够保持功能层的完整性，发挥功能层的作用。

但是Ni或NiCr的合金材料在可见光波段和近红外光谱范围具有较大的吸 收率。可见光波段吸收大，导致最终膜层表现出透过率偏低，透过色偏绿，甚 至室内反射色也偏绿。红外光吸收大，导致膜层对红外光谱反射较差，降低了 膜层隔热性能，节能性较差。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的现有低辐射镀膜玻璃存在的透过 率偏低，透过色偏绿的问题，提供一种低辐射镀膜玻璃，该玻璃通过在功能层 Ag层外围镀制TiZn层作为保护层，使得该低辐射镀膜玻璃在同等节能性能的 情况下，可见光透过率更高，膜层透过色较为中性，室内反色低。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种红外反射组合膜层，包括功能层Ag层，在所述功能层Ag层内侧和/ 或所述功能层Ag层外侧设有保护层TiZn层；

所述保护层TiZn层中，Zn的重量占比为10％～50％。优选的，所述保护层 TiZn层中，Zn的重量占比为20％～40％。

该红外反射组合层膜应用于低辐射镀膜玻璃，其中功能层Ag层的内侧为功 能层Ag层靠近玻璃基底的一侧；功能层Ag层的外侧为功能层Ag层远离玻璃 基底的一侧；Ti和Zn的电子轨道排布和Ni的电子轨道排布存在差异，使得Ti 在可见光区域的吸收率小于Ni。在同等膜厚度的情况下，TiZn合金与Ni一样 具有优良的平整性，但是由于其吸收小，能够使得使用该红外反射组合膜层的 低辐射玻璃获得更高的透光率和较好的可见光透过色。

作为本发明的优选方案，第一保护层TiZn层或者第二保护层TiZn中Zn的 重量占比为20％～40％。

作为本发明的优选方案，位于所述功能层Ag层内侧的保护层TiZn层的厚 度为1～30nm。优选为10～20nm。

作为本发明的优选方案，位于所述功能层Ag层外侧的保护层TiZn层的厚 度为1～50nm。优选为20～40nm。

作为本发明的优选方案，所述功能层Ag层的厚度为5～20nm。

本发明还提供一种低辐射镀膜玻璃，包括玻璃基底，以及至少一层上述的 红外反射组合膜层。

作为本发明的优选方案，所述低辐射镀膜玻璃，包括玻璃基底，从玻璃基 底开始由内至外依次包括第一层种子层SiO层、第二层基底层SiN层、第三种 子层ZnO层、第一红外反射组合膜层和第七层保护层SiN层。其中第一红外反 射组合膜层为上述的的红外反射组合膜层。

膜层中，远离玻璃基底的方向为从内至外的方向。

进一步的，第一红外反射组合膜层由由内至外依次设置的第四层保护层 TiZn层、第五层功能层Ag层、第六层保护层TiZn层组成。即，该低辐射镀膜 玻璃包括玻璃基底，从玻璃基底开始由内至外依次包括第一层种子层SiO层； 第二层基底层SiN层；第三层种子层ZnO层；第四层保护层TiZn层；第五层功 能层Ag层；第六层保护层TiZn层；第七层保护层SiN层。

作为本发明的优选方案，在所述第七层保护层SiN层外侧还依次包括第八 层中间层ZnSnO层、第九层保护层ZnO层、第二红外反射组合膜层和第十三层 保护层SiN层；其中第二红外反射组合膜层为上述的的红外反射组合膜层。

进一步的，第二红外反射组合膜层由由内至外依次设置的第二红外反射组 合膜层由由内至外依次设置的第十层保护层TiZn层、第十一层功能层Ag层、 第十二层保护层TiZn层组成。即，在所述第七层保护层SiN层外侧还依次包括 第八层中间层ZnSnO层；第九层保护层ZnO层；第十层保护层TiZn层；第十 一层功能层Ag层；第十二层保护层TiZn层；第十三层保护层SiN层。

作为本发明的优选方案，在所述第十三层保护层SiN层外侧还依次包括第 十四层中间层ZnSnO层、第十五层保护层ZnO层、第三红外反射组合膜层和第 十九层保护层SiN层；其中第三红外反射组合膜层为上述的的红外反射组合膜 层。

进一步的，第三红外反射组合膜层由由内至外依次设置的第十六层保护层 TiZn层、第十七层功能层Ag层、第十八层保护层TiZn层组成。即，在第十三 层保护层SiN层外侧还依次包括第十四层中间层ZnSnO层；第十五层保护层ZnO 层；第十六层保护层TiZn层；第十七层功能层Ag层；第十八层保护层TiZn层； 第十九层保护层SiN层。

作为本发明的优选方案，所述第一层种子层SiO层的厚度为0～30nm；第 二层基底层SiN层的厚度为5～45nm。

作为本发明的优选方案，所述第八层中间层ZnSnO层的厚度为20-40nm； 所述第十四层中间层ZnSnO层的厚度为20-40nm。

作为本发明的优选方案，当所述第七层保护层SiN层、所述第十三层保护 层SiN层和所述第十九层保护层SiN层作为最外层时，厚度为10-50nm；当所 述第七层保护层SiN层、所述第十三层保护层SiN作为中间层时，厚度为 10-45nm。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明的低辐射镀膜玻璃，通过采用TiZn层作为功能层Ag层的保护层， 在同等膜厚度的情况下，由于其吸收小，相对于Ni或者NiCr作为保护层时， 能够获得更高的透光率和较好的可见光透过色。

2、本发明的低辐射镀膜玻璃，通过将TiZn层中Zn的重量占比在10-50％ 时，透光率在35.7％-55％，具有良好的透光性能。室内反射率在24％-29.5％， 同时透过色a*(代表红绿程度，其值越负，颜色越绿，反之越红)在-2.2～-5.5之 间，透过色b*(代表黄蓝程度，其值越负，颜色越蓝，反之则越黄)在-1.5～1.8 之间接近中性色。

附图说明

图1是本发明实施例1的低辐射镀膜玻璃的结构示意图。

图2是本发明实施例2的低辐射镀膜玻璃的结构示意图。

图3是本发明实施例3的低辐射镀膜玻璃的结构示意图。

图标：图1中，100-玻璃基底；101-第一层种子层SiO层；102第二层基底 层SiN层；103-第三层种子层ZnO层；104-第四层保护层TiZn层；105-第五层 功能层Ag层；106-第六层保护层TiZn层；107-第七层保护层SiN层；

图2中，200-玻璃基底；201-第一层种子层SiO层；202第二层基底层SiN 层；203-第三层种子层ZnO层；204-第四层保护层TiZn层；205-第五层功能层 Ag层；206-第六层保护层TiZn层；207-第七层保护层SiN层；208-第八层中间 层ZnSnO层；209-第九层保护层ZnO层；210-第十层保护层TiZn层；211-第十 一层功能层Ag层；212-第十二层保护层TiZn层；213-第十三层保护层SiN层；

图3中，300-玻璃基底；301-第一层种子层SiO层；302第二层基底层SiN 层；303-第三层种子层ZnO层；304-第四层保护层TiZn层；305-第五层功能层 Ag层；306-第六层保护层TiZn层；307-第七4层保护层SiN层；308-第八层中 间层ZnSnO层；309-第九层保护层ZnO层；310-第十层保护层TiZn层；311- 第十一层功能层Ag层；312-第十二层保护层TiZn层；313-第十三层保护层SiN 层；314-第十四层中间层ZnSnO层；315-第十五层保护层ZnO层；316-第十六 层保护层TiZn层；317-第十七层功能层Ag层；318-第十八层保护层TiZn层； 319-第十九层保护层SiN层。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

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 用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

基本结构为：玻璃基底/SiO/SiN/ZnO/TiZn/Ag/TiZn/SiN

利用真空离线磁控溅射镀膜设备，如图1所示，以6mm的普通浮法白玻基 片作为玻璃基底100，由内至外依次镀制厚度20nm的第一层种子层SiO层101； 厚度35nm的第二层基底层SiN层102；厚度5nm的第三层种子层ZnO层103； 厚度20nm的第四层保护层TiZn层104；厚度15nm的第五层功能层Ag层105； 厚度35nm的第六层保护层TiZn层106；厚度20nm的第七层保护层SiN层107。

其中，第一红外反射组合膜层由由内至外依次设置的第四层保护层TiZn层、 第五层功能层Ag层、第六层保护层TiZn层组成。

其中所使用的TiZn靶中，Zn的重量比为30％。

实施例2

基本结构为：

玻璃基底/SiO/SiN/ZnO/TiZn/Ag/TiZn/SiN/ZnSnO/ZnO/TiZn/Ag/TiZn/SiN

利用真空离线磁控溅射镀膜设备，如图2所示，以6mm的普通浮法白玻基 片作为玻璃基底200，由内至外依次镀制厚度15nm的第一层种子层SiO层201； 厚度30nm的第二层基底层SiN层202；厚度5nm的第三层种子层ZnO层203； 厚度13nm的第四层保护层TiZn层204；厚度12nm的第五层功能层Ag层205； 厚度28nm的第六层保护层TiZn层206；厚度22nm的第七层保护层SiN层207； 厚度27nm的第八层中间层ZnSnO层208；厚度5nm的第九层保护层ZnO层209； 厚度22nm的第十层保护层TiZn层210；厚度14nm的第十一层功能层Ag层211； 厚度28nm的第十二层保护层TiZn层212；厚度24nm的第十三层保护层SiN层213。

其中，第一红外反射组合膜层由由内至外依次设置的第四层保护层TiZn层、 第五层功能层Ag层、第六层保护层TiZn层组成。第二红外反射组合膜层由由 内至外依次设置的第十层保护层TiZn层、第十一层功能层Ag层、第十二层保 护层TiZn层组成。

其中所使用的TiZn靶中，Zn的重量比为40％。

实施例3

基本结构为：

玻璃基底/SiO/SiN/ZnO/TiZn/Ag/TiZn/SiN/ZnSnO/ZnO/TiZn/Ag/TiZn/SiN- /ZnSnO/ZnO/TiZn/Ag/TiZn/SiN

利用真空离线磁控溅射镀膜设备，如图3所示，以6mm的普通浮法白玻基 片作为玻璃基底300，由内至外依次镀制厚度12nm第一层种子层SiO层301； 厚度32nm的第二层基底层SiN层302；厚度5nm的第三层种子层ZnO层303； 厚度26nm的第四层保护层TiZn层304；厚度17nm的第五层功能层Ag层305； 厚度12nm第六层保护层TiZn层306；厚度21nm的第七层保护层SiN层307； 厚度31nm的第八层中间层ZnSnO层308；厚度5nm的第九层保护层ZnO层309；厚度6nm的第十层保护层TiZn层310；厚度8nm的第十一层功能层Ag层311； 厚度10nm的第十二层保护层TiZn层312；厚度22nm的第十三层保护层SiN层 313；厚度38nm的第十四层中间层ZnSnO层314；厚度5nm的第十五层保护层 ZnO层315；厚度26nm的第十六层保护层TiZn层316；厚度18nm的第十七层 功能层Ag层317；厚度42nm的第十八层保护层TiZn层318；厚度48nm的第 十九层保护层SiN层319。

其中，第一红外反射组合膜层由由内至外依次设置的第四层保护层TiZn层 303、第五层功能层Ag层304、第六层保护层TiZn层305组成。第二红外反射 组合膜层由由内至外依次设置的第十层保护层TiZn层310、第十一层功能层Ag 层311、第十二层保护层TiZn层312组成。第三红外反射组合膜层由由内至外 依次设置的第十六层保护层TiZn层316、第十七层功能层Ag层317、第十八层 保护层TiZn层318组成。

其中所使用的TiZn靶中，Zn的重量比为20％。

实施例4

本实施例与实施例1的层膜结构和加工方式相同，只是第一层种子层SiO 层101的厚度为0nm，其他层膜厚度略有变化。

利用真空离线磁控溅射镀膜设备，如图1所示，以6mm的普通浮法白玻基 片作为玻璃基底100，由内至外依次镀制厚度14nm的第二层基底层SiN层102； 厚度5nm的第三层种子层ZnO层103；厚度8nm的第四层保护层TiZn层104； 厚度12nm的第五层功能层Ag层105；厚度30nm的第六层保护层TiZn层106； 厚度35nm的第七层保护层SiN层107。

实施例5

本实施例与实施例1的层膜结构和加工方式相同，将第四层保护层TiZn层 替换为同等厚度的保护层NiCr层。其他层膜厚度略有改变。

利用真空离线磁控溅射镀膜设备，如图1所示，以6mm的普通浮法白玻基 片作为玻璃基底100，由内至外依次镀制厚度31nm的第一层种子层SiO层101； 厚度40nm的第二层基底层SiN层102；厚度5nm的第三层种子层ZnO层103 厚度20nm的第四层保护层NiCr层；厚度16nm的第五层功能层Ag层105；厚 度22nm的第六层保护层TiZn层106；厚度27nm的第七层保护层SiN层107。

实施例6

以实施例1为基础，将第六层保护层TiZn层替换为同等厚度的保护层NiCr 层。

对比例1

以实施例1为基础，将第四层保护层TiZn层和第六层保护层TiZn层替换 为同等厚度的保护层NiCr层。

性能测试

按照GB/T18915.2-2013测定上述实施例及对比例制得的玻璃产品的性能参 数，进行对比，结果见表1。(其中，a*和b*代表色度坐标，其中a*代表红-绿 轴，b*代表黄-蓝轴)

表1实施例1-6和对比例1玻璃产品的性能数据

性能	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	对比例1
								透光率(％)	46.45	49	55	42.5	35.7	37.7	33
室外反射率(％)	25.9	26	24	29.5	31	28	30
								室内反射率(％)	5.9	5.9	5.6	5.8	6.7	6.4	7.1
辐射率(％)	0.08	0.04	0.02	0.10	0.11	0.11	0.12
								透过色a*	-2.2	-3.8	-2.6	-3.3	-4.8	-5.5	-5
透过色b*	-0.6	-0.37	1.8	-0.5	-1.5	-0.5	-1.5

由表1的测试结果可知，本申请的低辐射镀膜玻璃，辐射率低，具有良好 的节能性能。透过色为中性色，同时室内反射率低于6％。在同等节能性能的情 况下，可见光透过率更高，膜层透过色较为中性，室内反色更低。

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，均应包含在本发明 的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种红外反射组合膜层，包括功能层Ag层，其特征在于，在所述功能层Ag层内侧和/或所述功能层Ag层外侧设有保护层TiZn层；

所述保护层TiZn层中，Zn的重量占比为10％～50％。

2.根据权利要求1所述的红外反射组合膜层，其特征在于，位于所述功能层Ag层内侧的保护层TiZn层的厚度为1～30nm。

3.根据权利要求1所述的红外反射组合膜层，其特征在于，位于所述功能层Ag层外侧的保护层TiZn层的厚度为1～50nm。

4.一种低辐射镀膜玻璃，其特征在于，包括玻璃基底，以及至少一层如权利要求1-3任一所述的红外反射组合膜层。

5.根据权利要求4所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，从所述玻璃基底开始由内至外依次包括第一层种子层SiO层、第二层基底层SiN层、第三种子层ZnO层、第一红外反射组合膜层和第七层保护层SiN层；

其中第一红外反射组合膜层为如权利要求1-3任一所述的红外反射组合膜层。

6.根据权利要求5所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，在所述第七层保护层SiN层外侧还依次包括第八层中间层ZnSnO层、第九层保护层ZnO层、第二红外反射组合膜层和第十三层保护层SiN层；

其中，所述第二红外反射组合膜层为如权利要求1-3任一所述的红外反射组合膜层。

7.根据权利要求6所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，在所述第十三层保护层SiN层外侧还依次包括第十四层中间层ZnSnO层、第十五层保护层ZnO层、第三红外反射组合膜层和第十九层保护层SiN层；

其中，所述第三红外组合膜层为如权利要求1-3任一所述的红外反射组合膜层。

8.根据权利要求5任一所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述第一层种子层SiO层的厚度为0-30nm；第二层基底层SiN层的厚度为5-45nm。

9.根据权利要求7所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述第八层中间层ZnSnO层的厚度为20-40nm；所述第十四层中间层ZnSnO层的厚度为20-40nm。

10.根据权利要求7任一所述的低辐射镀膜玻璃，其特征在于，当所述第七层保护层SiN层、所述第十三层保护层SiN层和所述第十九层保护层SiN层作为最外层时，厚度为10-50nm；

当所述第七层保护层SiN层、所述第十三层保护层SiN层为中间层时，厚度为10-45nm。

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