CN113880453A

CN113880453A - 一种镀膜玻璃

Info

Publication number: CN113880453A
Application number: CN202111144574.2A
Authority: CN
Inventors: 梁干; 赵习军; 唐晶; 余华骏
Original assignee: CSG Holding Co Ltd; Wujiang CSG East China Architectural Glass Co Ltd
Current assignee: CSG Holding Co Ltd; Wujiang CSG East China Architectural Glass Co Ltd
Priority date: 2021-09-28
Filing date: 2021-09-28
Publication date: 2022-01-04

Abstract

本发明涉及一种镀膜玻璃，基板玻璃以及镀设于基板玻璃一表面的镀膜层，镀膜层包括玻璃基体上由内到外依次复合的第一减反层、多个复合镀层、功能层、第二减反层，第一减反层与第二减反层均为氟化镁层；每一个复合镀层包括依次设置的电介质层、银层、保护层，电介质层、功能层均为氧化锌、氧化锌锡、氮化硅中的任意一层或任意多层的复合层；保护层均为氧化锌铝、镍铬合金中的任意一层或任意多层的复合层。本发明通过第一功能层、第二功能层、保护层相配合，大大降低镀膜玻璃的可见光反射率，降低其对周边环境的影响，无光污染；该镀膜层具有较低的折射率，硬度高，耐磨损能力及化学稳定性强。

Description

一种镀膜玻璃

技术领域

本发明属于镀膜玻璃技术领域，具体涉及一种镀膜玻璃。

背景技术

为了减轻光污染，上海地区对幕墙玻璃的反射率限制非常严格，导致部分项目要求玻璃的反射率很低，甚至对玻璃的反射率要求为7％以下。同时上海地区的要求也对华东区域市场形成示范效应，像杭州市场也对玻璃的反射率提出了更严格的限制。

但因玻璃在可见光范围内的折射率n＝1.52，根据菲涅尔公算出它的单测反射率大约是4％，使得6毫米单片玻璃总体的可将光反射率大约为8％。而传统的双银，使用常规不具备减反功能的膜层材料，镀膜层内又包含两层功能银层，这些都会使镀膜后的产品可见光反射率高于8％，以上导致双银产品在上海等地区的推广受阻。

经干涉实验验证，在可见光范围内，真实折射率n＝1.23的膜层具有最佳的减反射效果，使用折射率小于玻璃折射率的材料镀在玻璃表面才能减少玻璃表面的可见光反射率，而现市面上已有的LOW-E产品主要是在玻璃基材上镀制具有红外线反射功能的低辐射复合膜层，该复合膜层包含具有红外线反射功能的银Ag层和具有保护银层作用的阻挡层及具有干涉作用的电介质层，氧化钛/氧化锌/氮化硅等均具有较高的折射率，不具备减反射效果，导致现在目前暂时没有反射率低于8的产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种低反无光污染镀膜玻璃，以解决现有镀膜玻璃产品反射率高的问题。

为达到上述目的，本发明采用的一种技术方案是：

一种镀膜玻璃，其包括基板玻璃以及镀设于所述的基板玻璃一表面的镀膜层，所述的镀膜层包括所述的玻璃基体上由内到外依次复合的第一减反层、多个复合镀层、功能层、第二减反层，所述的第一减反层与所述的第二减反层均为氟化镁层；每一个所述的复合镀层包括依次设置的电介质层、银层、保护层，所述的电介质层较所述的银层靠近所述的第一减反层，所述的保护层较所述的银层靠近所述的功能层，所述的电介质层、功能层均为氧化锌、氧化锌锡、氮化硅中的任意一层或任意多层的复合层；所述的保护层均为氧化锌铝、镍铬合金中的任意一层或任意多层的复合层。

优选地，所述的复合镀层设置两个，一个所述的复合镀层包括第一电介质层、第一银层、第一保护层，另一个所述的复合镀层包括第二电介质层、第二银层、第二保护层，所述的第一电介质层、第一银层、第一保护层、第二电介质层、第二银层、第二保护层依次设置在所述的第一减反层与所述的功能层之间。

优选地，所述的第一减反层、第二减反层10的厚度均为10-60nm，所述的功能层的厚度为30-50nm。

优选地，所述的第一电介质层的厚度为30-60nm；所述的第二电介质层的厚度为60-100nm。

优选地，于所述的第一保护层的厚度为0.5-15nm；所述的第二保护层的厚度为1-16nm。

优选地，所述的第一银层的厚度为4-12nm；所述的第二银层的厚度为6-18nm。

优选地，所述的镀膜玻璃还包括设置在所述的第二保护层与所述的功能层之间的第三电介质层、第三银层、第三保护层，所述的第一电介质层、第一银层、第一保护层、第二电介质层、第二银层、第二保护层、第三电介质层、第三银层、第三保护层依次设置在所述的第一减反层与所述的功能层之间。

优选地，所述的第一电介质层的厚度为25-50nm；所述的第二电介质层的厚度为40-90nm；所述的第三电介质层的厚度为50-90nm；所述的第一保护层的厚度为0.5-25nm；所述的第二保护层的厚度为1-25nm。

优选地，所述的第一银层的厚度为5-9nm；所述的第二银层的厚度为6-10nm；所述的第三银层的厚度为8-30nm。

优选地，所述的镀膜玻璃还包括第四电介质层，所述的第四电介质层设置在所述的第三电介质层与第三银层之间，所述的第三电介质层、第四电介质层的厚度总和为50-90nm。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明通过第一减反层、第二减反层、保护层相配合，大大降低镀膜玻璃的可见光反射率，降低其对周边环境的影响，无光污染；该镀膜层具有较低的折射率，硬度高，耐磨损能力及化学稳定性强，不易损坏；该镀膜层使得镀膜玻璃产品在获得高节能性的前提下，可大幅减少可见光反射率，无光污染，符合目前上海等城市已出台的限制玻璃的可见光反射率法规。

附图说明

附图1为本发明的实施例1和2的镀膜玻璃的结构示意图；

附图2为本发明的实施例3和4的镀膜玻璃的结构示意图。

以上附图中：

1-基板玻璃，2-第一减反层，3-第一电介质层，4-第一银层，5-第一保护层，6-第二电介质层，7-第二银层，8-第二保护层，9-功能层，10-第二减反层10，11-第三电介质层，12-第三银层，13-第三保护层。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

如图1和图2所示的镀膜玻璃，其包括基板玻璃1以及镀设于基板玻璃1一表面的镀膜层，镀膜层包括玻璃基体上由内到外依次复合的第一减反层2、多个复合镀层、功能层9、第二减反层10，第一减反层2与第二减反层10均为氟化镁层；每一个复合镀层包括依次设置的电介质层、银层、保护层，电介质层较银层靠近第一减反层2，保护层较银层靠近功能层9。靠近第一减反层2的首个复合镀层中，在第一减反层上由内向外依次镀设电介质层、银层、介质保护层；镀设其它复合镀层时，相邻两个复合镀层的介质保护层与电介质层相邻设置。

电介质层、功能层9均为氧化锌、氧化锌锡、氮化硅中的任意一层或任意多层的复合层；保护层均为氧化锌铝、镍铬合金中的任意一层或任意多层的复合层。

低反指镀膜玻璃的可见光反射率低于8，以小于6为最优。

第一减反层2和第二减反层10均为氟化镁层(MgF₂)，该材料具有较低的折射率(n＝1.38)，硬度高，耐磨损能力及化学稳定性强，提供较强的减反射能力的同时对膜层具有较强的保护作用，且第一减反层2能和玻璃有良好的附着性，且第一减反层2和第一电介质层3的附着性良好，功能层9和第二减反层10的附着性良好，第二减反层10位于最外层可有效保护整个镀膜层。

第一减反层2的厚度为10-60nm；第二减反层10的厚度为10-60nm。

电介质层、功能层均为氧化锌、氧化锌锡、氮化硅中的任意一层或任意多层的复合层，材料成本低，溅射速率高，电介质层、功能层主要起干涉作用，调节不同膜层颜色。

如果溅射氧化锌，使用锌靶材料在氧氩混合气氛围中进行溅射，溅射氩氧混合气比例为氩：氧＝3：4；如果溅射氧化锌锡，使用锌锡靶材料在氧氩混合气氛围中进行溅射，溅射氩氧混合气比例为氩：氧＝3：4；如果溅射氮化硅，使用硅铝靶材料在氩氮混合气氛围中进行溅射，溅射氩氮混合气比例为氩：氮＝1：1，溅射气压范围2×10^-2-2×10^-4mbar。

保护层的材质均为氧化锌铝、镍铬合金中的任意一层或任意多层的复合层，若为氧化锌铝，其中Al₂O₃含量约为2％，氧化锌铝膜层使用氧化锌铝陶瓷靶(又名AZO)溅射；若为镍铬合金，其中Cr含量约为20％，镍铬合金层使用镍铬合金靶溅射。由于保护层的阻挡吸收作用，通过改变保护层的厚度，可使得整个膜系的可见光透过率灵活调整，以使得遮阳系数范围广，满足不同地区客户要求。

由于氧化锌铝、镍铬合金对可见光的阻挡吸收作用，可以通过调节保护层的厚度，使得整个膜系的可见光透过率灵活调整，以使得遮阳系数范围广，满足不同地区客户要求，例如：通过减薄保护层的厚度，减少膜层对可见光的反射率及吸收率，以增加可见光的透过率，使产品获得更好的采光效果，这对仅冬季采暖而夏季不需要制冷的气候地区是非常有必要的，尤其适用于我国严寒地区的居住建筑；通过增加保护层的厚度，增加膜层对可见光的反射率及吸收率，以降低可见光透过率，使产品获得更低的遮阳系数，能有效限制阳光中的热能，该产品适用于其他气候区域的居住建筑和几乎所有的气候区域公共建筑尤其是玻璃幕墙建筑。

若仅通过减小保护层的厚度，来降低整个膜系的反射率，镀膜玻璃的反射率最小仅达到6。通过与第一减反层2、第二减反层10相配合，可大大降低镀膜玻璃的可见光反射率，降低其对周边环境的影响，即无光污染，光污染是指各种光源对居民正常生活及自然环境造成不利影响的现象。

银层均采用纯度为99.99％以上的银靶材料在纯氩气氛围中进行溅射，溅射气压范围为2×10^-2-2×10^-4mbar。

当复合镀层设置两个，参见图1，一个复合镀层包括第一电介质层3、第一银层4、第一保护层5，另一个复合镀层包括第二电介质层6、第二银层7、第二保护层8，第一电介质层3、第一银层4、第一保护层5、第二电介质层6、第二银层7、第二保护层8依次设置在第一减反层2与功能层9之间。

第一减反层2、第二减反层10的厚度均为10-60nm，功能层9的厚度为30-50nm。第一电介质层3的厚度为30-60nm；第二电介质层6的厚度为60-100nm。第一保护层5的厚度为0.5-15nm；第二保护层8的厚度为1-16nm；第一银层4的厚度为4-12nm；第二银层7的厚度为6-18nm。第一银层4的厚度为4-12nm；第二银层7的厚度为6-18nm。

当复合镀层设置三个，参见图2，第一个复合镀层包括第一电介质层3、第一银层4、第一保护层5，第二个复合镀层包括第二电介质层6、第二银层7、第二保护层8，第三个复合镀层包括第三电介质层11、第三银层12、第三保护层13，第一电介质层3、第一银层4、第一保护层5、第二电介质层6、第二银层7、第二保护层8、第三电介质层11、第三银层12、第三保护层13依次设置在第一减反层2与功能层9之间。

第一减反层2的厚度均为10-60nm；第一电介质层3的厚度为25-50nm；第二电介质层6的厚度为40-90nm；第三电介质层11的厚度为50-90nm；第一保护层5的厚度为0.5-25nm；第二保护层8的厚度为1-25nm。第一银层4的厚度为5-9nm；第二银层7的厚度为6-10nm；第三银层12的厚度为8-30nm。第三介质保护层13的厚度为14-15nm；功能层9的厚度为20-40nm；第二减反层10的厚度均为10-60nm。

第三个复合镀层还包括第四电介质层，第四电介质层设置在第三电介质层11与第三银层12之间，第三电介质层11、第四电介质层的厚度总和为50-90nm。第四电介质层为氧化锌、氧化锌锡、氮化硅中的任意一层或任意多层的复合层。

实施例1

使用6毫米普通浮法玻璃为玻璃基板，在镀制LOW-E之前，对基板玻璃1进行清洗、干燥，再进行预真空过渡，然后在基板玻璃1上按如下顺序镀制有低反射和低辐射作用的膜层，其材料配置、工艺过程如下：

表1实施例1的镀膜层分布

膜层溅射顺序	靶材料	工艺气体成分	膜层厚度(nm)
				1	氟化镁	纯氮	13
2	锌铝	氩：氧＝3：4	42.5
				3	银	纯氩	5.6
4	镍铬	纯氩	3.2
				5	锌铝/锌锡	氩：氧＝3：4	80
6	银	纯氩	12.5
				7	镍铬	纯氩	6.7
8	硅铝	氩：氮＝1：1	39
				9	氟化镁	纯氩	18

所得镀膜玻璃产品颜色性能如下：

标准中空玻璃产品(配置6+12A+6)的可见光透过率T＝46.3％，其中6玻璃厚度，6+12A+6表示两个6mm玻璃之间具有12cm的间隙，单个镀膜玻璃无法使用，需要制备成中空玻璃来实际使用。

玻璃镀膜后玻璃面可见光反射率＝4.8％，玻面a*值＝-0.8，玻面b*值＝-4.5，可见光反射率为4.8％，玻面反射色呈浅蓝灰色调，较受市场欢迎。

表2实施例1的镀膜玻璃的光热性能

实施例2

使用6毫米普通浮法玻璃，在镀制LOW-E之前，对基板玻璃1进行清洗、干燥，再进行预真空过渡，然后在基板玻璃1上按如下顺序镀制有低反射和低辐射作用的膜层，其材料配置、工艺过程如下：

表3实施例2的镀膜层分布

所得镀膜玻璃产品颜色性能如下：

标准中空玻璃产品(配置6+12A+6)：可见光透过率T＝77％。

玻璃镀膜后玻璃面可见光反射率＝3.9％，玻面a*值＝1.78，玻面b*值＝-6，可见光反射率大幅低于镀膜前的可见光反射率8％，玻面呈蓝灰色调，该实施例中使用透光率较高的保护膜层AZO，未使用镍铬，得到高透双银镀膜玻璃产品，可在严寒地区使用，在阻挡室内暖气外流的同时增大可见光的透过率。

表4实施例2的镀膜玻璃的光热性能

从表2和表4可知，实施例1和2的镀膜玻璃的节能性、隔热性均好。与实施例1相比，实施例2的第一保护层和第二保护层均选用透光率高于镍铬的AZO，实施例2的镀膜玻璃的节能性、隔热性更好；且实施例2的可见光反射率3.9％大于实施例1的可见光反射率4.8％。

实施例3

使用6毫米普通浮法玻璃，在镀制LOW-E之前，对基板玻璃进行清洗、干燥，再进行预真空过渡，然后在基板玻璃上按如下顺序镀制有低反射和低辐射作用的膜层，其材料配置、工艺过程如下：

表5实施例3的镀膜层分布

所得镀膜玻璃产品颜色性能如下：

标准中空玻璃产品(配置6+12A+6)：可见光透过率T＝41.2％

6毫米普通浮法玻璃镀膜后玻璃面可见光反射率＝3.4％，玻面a*值＝-1.5，玻面b*值＝-8.3，可见光反射率3.4％已经大幅低于镀膜前的可见光反射率8％，且玻面反射色呈蓝灰色调，蓝灰色调较受市场欢迎。

表6实施例3的镀膜玻璃的光热性能

实施例4

选用6毫米普通浮法玻璃，在镀制LOW-E之前，对基板玻璃进行清洗、干燥，再进行预真空过渡，然后在基板玻璃上按如下顺序镀制有低反射和低辐射作用的膜层，其材料配置、工艺过程如下：

表7实施例4的镀膜层分布

膜层溅射顺序	靶材料	工艺气体成分	膜层厚度(nm)
				1	氟化镁	纯氮	18
2	锌铝/锌锡	氩：氧＝3：4	41
				3	银	纯氩	6.8
4	AZO	纯氩	8
				5	锌铝/锌锡	氩：氧＝3：4	47
6	银	纯氩	12
				7	AZO	纯氩	8
8	硅铝	氩：氮＝1：1	19
				9	锌锡	氩：氧＝3：4	45
10	银	纯氩	16
				11	AZO	纯氩	8
12	硅铝	氩：氮＝1：1	36
				13	氟化镁	纯氩	28

所得镀膜玻璃产品颜色性能如下：

标准中空玻璃产品(配置6+12A+6)：可见光透过率T＝69％

玻璃镀膜后玻璃面可见光反射率＝4.1％，玻面a*值＝-0.5，玻面b*值＝-3，可见光反射率4.1％大幅低于镀膜前的可见光反射率8％，玻面呈浅蓝灰色调，该实施例中使用透光率较高的保护膜层氧化锌铝(AZO)，未使用镍铬，得到高透三银镀膜璃镀产品，可在严寒地区使用，在阻挡室内暖气外流的同时增大可见光的透过率。

表8实施例4的镀膜玻璃的光热性能

由表6和表8可知，实施例3和4的镀膜玻璃的节能性、隔热性均好。

对比例1

本例的镀膜玻璃与实施例1的镀膜玻璃的区别在于：没有镀设第一减反层和第二减反层10。本对比例的镀膜玻璃的可见光反射率为8％。

与对比例1比对，实施例1-2的镀膜玻璃的可见光反射率大幅低于对比例1的镀膜玻璃的可见光反射率。

对比例2

本例的镀膜玻璃与实施例3的镀膜玻璃的区别在于：没有镀设第一减反层和第二减反层10。本对比例的镀膜玻璃的可见光反射率为8％。

与对比例3比对，实施例3-4的镀膜玻璃的可见光反射率大幅低于对比例2的镀膜玻璃的可见光反射率。

实施例1-4中，表2、4、6、8的光热性能数据中，K值和U值都是玻璃传热系数的符号，其反映的是玻璃的温差传热性能，玻璃两侧因环境温度不同而导致通过玻璃传递热量，表示透过玻璃温差传热的功率。我国标准体系一般采用K值表示，欧美国家标准体系多采用U值表示。K值和U值的差别在于测试传热系数时所规定的边界条件不同，因此同一片玻璃的K值和U值的数值是有差别的。Sc值反映太阳辐射透过玻璃的传热量，包括太阳直接照射透过热量和玻璃吸热后向室内二次辐射的热量，Sc值越低表明透过玻璃的太阳辐射能量越少。

由表2、4、6、8可知，实施例1-4的镀膜玻璃的节能性、隔热性均好，该镀膜层使得镀膜玻璃产品在获得高节能性的前提下，可大幅减少可见光反射率，无光污染，符合目前上海等城市已出台的限制玻璃的可见光反射率法规。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种镀膜玻璃，其特征在于：包括基板玻璃以及镀设于所述的基板玻璃一表面的镀膜层，所述的镀膜层包括所述的玻璃基体上由内到外依次复合的第一减反层、多个复合镀层、功能层、第二减反层，所述的第一减反层与所述的第二减反层均为氟化镁层；每一个所述的复合镀层包括依次设置的电介质层、银层、保护层，所述的电介质层较所述的银层靠近所述的第一减反层，所述的保护层较所述的银层靠近所述的功能层，所述的电介质层、功能层均为氧化锌、氧化锌锡、氮化硅中的任意一层或任意多层的复合层；所述的保护层均为氧化锌铝、镍铬合金中的任意一层或任意多层的复合层。

2.根据权利要求1所述的镀膜玻璃，其特征在于：所述的复合镀层设置两个，一个所述的复合镀层包括第一电介质层、第一银层、第一保护层，另一个所述的复合镀层包括第二电介质层、第二银层、第二保护层，所述的第一电介质层、第一银层、第一保护层、第二电介质层、第二银层、第二保护层依次设置在所述的第一减反层与所述的功能层之间。

3.根据权利要求2所述的镀膜玻璃，其特征在于：所述的第一减反层、第二减反层10的厚度均为10-60nm，所述的功能层的厚度为30-50nm。

4.根据权利要求2所述的镀膜玻璃，其特征在于：所述的第一电介质层的厚度为30-60nm；所述的第二电介质层的厚度为60-100nm。

5.根据权利要求2所述的镀膜玻璃，其特征在于：所述的第一保护层的厚度为0.5-15nm；所述的第二保护层的厚度为1-16nm。

6.根据权利要求2所述的镀膜玻璃，其特征在于：所述的第一银层的厚度为4-12nm；所述的第二银层的厚度为6-18nm。

7.根据权利要求2所述的镀膜玻璃，其特征在于：所述的低反无光污染镀膜玻璃还包括设置在所述的第二保护层与所述的功能层之间的第三电介质层、第三银层、第三保护层，所述的第一电介质层、第一银层、第一保护层、第二电介质层、第二银层、第二保护层、第三电介质层、第三银层、第三保护层依次设置在所述的第一减反层与所述的功能层之间。

8.根据权利要求7所述的镀膜玻璃，其特征在于：所述的第一电介质层的厚度为25-50nm；所述的第二电介质层的厚度为40-90 nm；所述的第三电介质层的厚度为50-90 nm；所述的第一保护层的厚度为0.5-25nm；所述的第二保护层的厚度为1-25nm。

9.根据权利要求7所述的镀膜玻璃，其特征在于：所述的第一银层的厚度为5-9nm；所述的第二银层的厚度为6-10nm；所述的第三银层的厚度为8-30nm。

10.根据权利要求7所述的镀膜玻璃，其特征在于：所述的低反无光污染镀膜玻璃还包括第四电介质层，所述的第四电介质层设置在所述的第三电介质层与第三银层之间，所述的第三电介质层、第四电介质层的厚度总和为50-90nm。