CN115807209A - 一种应用于窗膜上的镀层结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于窗膜产品的镀层结构，包括基材层，所述基材层上依次沉积有第一银铜合金层、银层以及第二银铜合金层；优化改进后的膜系是在原银铜合金膜系的基础上增添了贵金属银层。由于纯银的溅射沉积率较高以及有优良的光学特性，因此可提高窗膜产品的生产效率和强化窗膜产品对红外线的阻隔效果。改进后的镀层膜系有效改善了原膜系产品生产效率低，加工工艺性不好，产品性能不稳定的缺点，提高了窗膜产品的生产效率，同时还强化了产品的隔热性能。
Description
技术领域
本发明涉及隔热技术领域，具体涉及一种应用于窗膜上的镀层结构。
背景技术
随着磁控溅射镀膜工艺技术的不断发展成熟，用磁控溅射膜工艺技术生产加工的隔热窗膜产品在建筑和汽车窗玻璃上得到了大量的应用，在炎热的夏季隔热窗膜有效地阻隔了太阳光辐射能量向室(车)内的传播，从而降低了人们用于室(车)内制冷的能耗，达到了节能降耗和满足人们生活需求的目的。
贵金属银是常用于镀制窗膜产品的一种性能优良的材料，银膜具有高透光高隔热的特性。但纯金属银膜存在易氧化和硫化的特点，因此必须在银膜上面加镀稳定好的金属材料或金属化合物材料作保护膜层来对其加以保护。如果在银膜上采用镀制化合物作保护膜，则需要用到反应溅射工艺，反应溅射工艺控制复杂，生产效率低，产品的生产成本较高。另外也可选择采用金属膜作保护膜，但由于金属膜镀制太厚会影响整个膜层的透光隔热性能，镀制太薄保护效果又欠佳。因此通常就采用银的合金材料(如AgCu)来镀制隔热膜产品，但这种银铜合金膜层在大功率镀制中易出现银铜溅射比例失衡的现象，从而影响到基材上沉积层应有的功能，造成产品性能不稳定的情况。因此只能用相对较低的功率下才能稳定地镀制出正常比例的银铜合金沉积层，这对产品的高效率生产造成了较大影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于窗玻璃上的高性能隔热膜的镀层膜系设计，它即解决了原银铜合金膜系产品在用大功率镀制银铜合金膜层时易出现银铜溅射比例失衡(影响到基材上沉积层功能)的现象，也改善了因采用降低功率镀制产品造成的生产效率低下的问题。本发明在窗膜产品的镀制生产过程中，通过溅射沉积一层溅射率较高的银层，并相应减少溅射率较低的银铜合金层的厚度来达到提高生产效率的目的，同时还能使窗膜产品的隔热性能得到加强。
本发明提供一种应用于窗膜上的镀层结构，包括基材层，所述基材层上依次沉积有第一镍铬合金层、第一银铜合金层、银层以及第二银铜合金层和第二镍铬合金层。
采用上述技术方案，优化改进后的膜系是在原银铜合金膜系的基础上增添了贵金属银层。由于纯银的溅射沉积率较高以及有优良的光学特性，因此可提高窗膜产品的生产效率和强化窗膜产品对红外线的阻隔效果。与此同时，相应减少窗膜镀层中银铜合金层的厚度，在加工中更容易获得性能稳定的银铜合金层，工艺性能也得到改善。优化后镀层的结构及成分合理，镍铬合金和银铜合金层均能对银层起到良好的保护作用，因此镀制的窗膜产品有良好的耐腐蚀性能，可使产品使用性能稳定持久。综上所述，改进后的镀层膜系有效改善了原膜系导致的产品生产效率低，加工工艺性不好，产品性能不稳定的缺点，提高了窗膜产品的生产效率，同时还强化产品的隔热性能。
作为一种可能的优选方式，所述银层中银的纯度大于99.9wt％。
作为一种可能的优选方式，所述第一银铜合金层中和第二银铜合金层中银含量均为45wt％～97wt％，铜含量均为3wt％～55wt％。
作为一种可能的优选方式，所述第一银铜合金层和基材层之间沉积有第一镍铬合金层；所述第二银铜合金层上沉积有第二镍铬合金层，第二镍铬合金层与媒介接触。进一步提高了隔热膜产品的耐腐蚀性能。
作为一种可能的优选方式，所述第一镍铬合金层中和第二镍铬合金层中镍含量均为25wt％～83wt％，铬含量均为17wt％～75wt％。
作为一种可能的优选方式，采用磁控溅射方法实现所述沉积。
作为一种可能的优选方式，所述基材层的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，本发明的附图仅仅是为了说明所展示的结构，不对结构中各零部件的大小或厚度或相对大小进行限定。在附图中：
图1为本发明实施例所公开的窗膜镀层结构示意图；
图2为测试例1窗膜产品得到的光谱曲线图。
其中：1-基材层；2-第一镍铬合金层；3-第一银铜合金层；4-银层；5-第二银铜合金层；6-第二镍铬合金层。
具体实施方式
为了使本发明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。
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。
本发明的发明人发现，现有的银铜合金膜系的窗膜在采用磁控溅射方法沉积银铜合金层时，溅射功率较大会出现银铜溅射比例失衡现象，从而影响到基材上沉积层应有的功能，使产品出现性能不稳定的情况；因此只能采用较低的溅射功率镀制产品，但是较低的溅射功率又会降低产品的生产效率。针对上述问题，对原有窗膜的镀层膜系进行优化设计，以改善其工艺性和提升产品的性能。
本发明的发明人在原窗膜的镀层膜系中添加一金属银镀层，不仅能提高此类窗膜产品的生产效率，而且还能够提升窗膜产品的隔热性能。
如图1所示，本发明公开了一种应用于窗膜上的镀层结构，包括基材层1，所述基材层1上依次沉积有第一镍铬合金层2、第一银铜合金层3、银层4以及第二银铜合金层5和第二镍铬合金层6。
本发明中，所述基材层1应当具有良好的透光性能和较低的雾度。所述基材层1一般采用光学级薄膜制成，如聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，英文简称PET。
本发明中，通过添加一层银层4，从而相应减小了镀制第一银铜合金层3和第二银铜合金层5的厚度，就可采用适当的(中、低)功率来溅射沉积性能稳定的银铜合金层。同时，由于添加银的溅射率较高，也就使镀制窗膜产品的生产效率得到了相应的提升。所述银层4采用的银靶纯度一般要求大于99.9wt％。
本发明中，在所述第一银铜合金层3和基材层1之间沉积有第一镍铬合金层2；和所述第二银铜合金层5上沉积有第二镍铬合金层6，第二镍铬合金层6与媒介接触。
所述第一镍铬合金层2和第二镍铬合金层6分别起到过渡层和保护层的作用，以达到使基材与膜层之间具更好的结合力以及加强镀膜层抗氧化耐腐蚀的能力。
如本文所用，所述“媒介”是指银层保护膜所使用的环境，比如水、油、溶液以及空气等，本发明中，所述媒介为空气。
一般情况下，所述镍铬合金层成分为(Ni 25wt％～83wt％、Cr12wt％～75wt％)，银铜合金层成分为(Ag 45wt％～97wt％、Cu3wt％～55wt％)，银层成分(Ag 99.9wt％)。
本发明中，所述的镍铬合金层和银铜合金层以及银层的厚度可以根据窗膜产品所需的光学性能和热工性能进行相应的优化设计。
需要说明的是，本发明对各镀层的具体厚度没有作具体的限制，其主要是根据窗膜产品对光学性能和热工性能的要求可对镀层的厚度可作任意调整，因此本发明没有对镀层的厚度作上限或下限的限制。
为了使得各层沉积效果良好，本发明中，各层可以采用磁控溅射方法实现。磁控溅射各层时，各工艺参数根据所需沉积的层的工艺参数进行选择即可，由于各工艺参数均是现有的，因此不再赘述。
实施例
实施例1
本实施例公开一种应用于窗膜产品上的镀层结构为：PET层(厚度23μm)/镍铬合金层(厚度1.0nm)/银铜合金层(厚度2.0nm)/银层(厚度3.0m)/银铜合金层(厚度2.0nm)/镍铬合金层(厚度1.0nm)。
本实施例还公开上述应用于窗膜产品镀层的制备方法，包括：通过磁控溅射方法在PET层上依次沉积1.0nm的镍铬合金层，2.0nm的银铜合金层，3.0nm的银层，2.0nm的银铜合金层以及1.0nm的镍铬合金层，其中溅射靶材：镍铬合金靶(镍含量为80wt％，铬含量为20wt％)；银铜合金靶(银含量为92wt％，铜含量为8wt％)；银靶(银含量为99wt％)。
统计该窗膜镀层的镀制速度，结果如表1。
按GB2680标准中规定的方法，用日本岛津-UV3600型分光光度仪对制备得到的该型窗膜产品进行光谱(波长280nm～2500nm)透射测试，得到的可见光透过率和遮阳系数结果如表1所示。
实施例2
本实施例公开一种应用于窗膜产品上的镀层结构为：PET层(厚度23μm)/镍铬合金层(厚度1.5nm)/银铜合金层(厚度2.0nm)/银层(厚度4.5nm)/银铜合金层(厚度2.0nm)/镍铬合金层(厚度1.5nm)。
本实施例还公开上述应用于窗膜产品的制备方法，包括：通过磁控溅射方法在PET层上依次沉积1.5nm的镍铬合金层，2.0nm的银铜合金层，4.5nm的银层，2.0nm的银铜合金层以及1.5nm的镍铬合金层，其中溅射靶材：镍铬合金靶(镍含量为80wt％，铬含量为20wt％)；银铜合金靶(银含量为92wt％，铜含量为8wt％)；银靶(银含量为99wt％)。
统计该窗膜镀层的镀制速度，结果如表1。
按GB2680标准中规定的方法，用日本岛津-UV3600型分光光度仪对制备得到的该型窗膜产品进行光谱(波长280nm～2500nm)透射测试，得到的可见光透过率和遮阳系数结果如表1所示。
实施例3
本实施例公开一种应用于窗膜产品上的镀层结构为：PET层(厚度36μm)/镍铬合金层(厚度2.0nm)/银铜合金层(厚度2.0nm)/银层(厚度7.0nm)/银铜合金层(厚度2.0nm)/镍铬合金层(厚度2.0nm)。
本实施例还公开上述应用于窗膜产品的制备方法，包括：通过磁控溅射方法在PET层上依次沉积2.0nm的镍铬合金层，2.0nm的银铜合金层，7.0nm的银层，2.0nm的银铜合金层以及2.0nm的镍铬合金层，其中溅射靶材：镍铬合金靶(镍含量为80wt％，铬含量为20wt％)；银铜合金靶(银含量为92wt％，铜含量为8wt％)；银靶(银含量为99wt％)。
统计该窗膜镀层的镀制速度，结果如表1。
按GB2680标准中规定的方法，用日本岛津-UV3600型分光光度仪对制备得到的该型窗膜产品进行光谱(波长280nm～2500nm)透射测试，得到的可见光透过率和遮阳系数结果如表1所示。
实施例4
本实施例公开一种应用于窗膜产品上的镀层结构为：PET层(厚度50μm)/镍铬合金层(厚度2.0nm)/银铜合金层(厚度3.0nm)/银层(厚度9.6nm)/银铜合金层(厚度3.0nm)/镍铬合金层(厚度2.0nm)。
本实施例还公开上述应用于窗膜产品的制备方法，包括：通过磁控溅射方法在PET层上依次沉积2.0nm的镍铬合金层，3.0nm的银铜合金层，9.6nm的银层，3.0nm的银铜合金层以及2.0nm的镍铬合金层，其中溅射靶材：镍铬合金靶(镍含量为80wt％，铬含量为20wt％)；银铜合金靶(银含量为92wt％，铜含量为8wt％)；银靶(银含量为99wt％)。
统计该窗膜镀层的镀制速度，结果如表1。
按GB2680标准中规定的方法，用日本岛津-UV3600型分光光度仪对制备得到的该型窗膜产品进行光谱(波长280nm～2500nm)透射测试，得到的可见光透过率和遮阳系数结果如表1所示。
对比例1
本对比例公开一种应用于窗膜产品上的镀层结构为：PET层(厚度23μm)/镍铬合金层(厚度1.0nm)/银铜合金层(厚度5.0nm)/镍铬合金层(厚度1.0nm)。其中溅射靶材：镍铬合金靶(镍含量为80wt％，铬含量为20wt％)；银铜合金靶(银含量为92wt％，铜含量为8wt％)。
本对比例还公开上述应用于窗膜镀层的制备方法，包括：通过磁控溅射方法在PET层上依次沉积1.0nm的镍铬合金层，5.0nm的银铜合金层以及1.0nm的镍铬合金层，统计该隔热膜镀层的镀制速度，结果如表1。
按GB2680标准中规定的方法，用日本岛津-UV3600型分光光度仪对制备得到的该型窗膜产品进行光谱(波长280nm～2500nm)透射测试，得到的可见光透过率和遮阳系数结果如表1所示。
对比例2
本对比例公开一种应用于窗膜产品上的镀层结构为：PET层(厚度23μm)/镍铬合金层(厚度1.0nm)/银铜合金层(厚度12.3nm)/镍铬合金层(厚度1.0nm)。其中溅射靶材：镍铬合金靶(镍含量为80wt％，铬含量为20wt％)；银铜合金靶(银含量为92wt％，铜含量为8wt％)。
本对比例还公开上述应用于窗膜镀层的制备方法，包括：通过磁控溅射方法在PET层上依次沉积1.0nm的镍铬合金层，12.3nm的银铜合金层，1.0nm的镍铬合金层，统计该隔热膜镀层的镀制速度，结果如表1。
按GB2680标准中规定的方法，用日本岛津-UV3600型分光光度仪对制备得到的该型窗膜产品进行光谱(波长280nm～2500nm)透射测试，得到的可见光透过率和遮阳系数结果如表1所示。
表1
由表1可知，本发明是通过在原银铜膜系的基础上添加一层贵金属银层，能够明显提高窗膜产品的镀膜速度，镀膜速度的提高幅度基本在15％以上，从而提高了生产效率。同时窗膜的遮阳系数也有所下降，窗膜产品的隔热性能得到了提升。
用分光光度仪测试实施例1制备得到的窗膜产品的光谱曲线图如图2所示。
由图2窗膜产品光谱曲线图可知，该型窗膜具较高的可见光透过率和较好的红外线阻隔率，因此值得推广使用。
综上所述，优化改进后的窗膜镀层是在原银铜合金膜系的基础上增添了贵金属银层，由于纯银的溅射沉积率较高以及有优良的光谱特性，因此可提高窗膜产品的生产效率和强化窗膜产品对红外线的阻隔效果。与此同时，窗膜镀层中银铜合金层的厚度相应减薄，在加工中更容易获得性能稳定的银铜合金层，工艺性能也得到改善。优化后镀层的结构及成分合理，镍铬合金和银铜合金层均能对银层起到良好的保护作用，所以镀制的窗膜产品有良好的耐腐蚀性能，产品的使用性也能稳定持久。综上所述，改进后的镀层膜系有效改善了原膜系产品生产效率低，加工工艺性不好，产品性能不稳定的缺点，使窗膜的生产效率得到的提高，同时还强化了窗膜产品的隔热性能。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种应用于窗膜上的镀层结构，其特征在于，包括基材层，所述基材层上依次沉积有第一镍铬合金层、第一银铜合金层、银层以及第二银铜合金层和第二镍铬合金层。
2.根据权利要求1所述的镀层结构，其特征在于，所述银层中银的纯度大于99.9wt％。
3.根据权利要求1所述的镀层结构，其特征在于，所述第一银铜合金层中和第二银铜合金层中银含量均为45wt％～97wt％，铜含量均为3wt％～55wt％。
4.根据权利要求1所述的镀层结构，其特征在于，所述第一镍铬合金层中和第二镍铬合金层中镍含量均为25wt％～83wt％，铬含量均为17wt％～75wt％。
5.根据权利要求1所述的镀层结构，其特征在于，所述第一银铜合金层和基材层之间沉积有第一镍铬合金层；所述第二银铜合金层上沉积有第二镍铬合金层，第二镍铬合金层与媒介接触。
6.根据权利要求1或5所述的镀层结构，其特征在于，采用磁控溅射方法实现所述沉积。
7.根据权利要求1或5所述的镀层结构，其特征在于，所述基材层的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
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