CN206124350U - 一种蓝绿色窗膜 - Google Patents

Abstract

一种蓝绿色窗膜，膜层结构由内向外依次为：柔性透明PET基材层；第一高折射率Nb₂O₅层；第一金属氧化物ZnO:Al层；第一银铜合金层；第一阻隔Ti层；第二高折射率Nb₂O₅层；第二金属氧化物ZnO:Al层；第二银钯合金层；第二阻隔Ti层；第三高折射率Nb₂O₅层；第三金属氧化物ZnO:Al层；第三银铜合金层；第三阻隔Ti层；第四高折射率Nb₂O₅层。本实用新型的窗膜通过三层银合金层对红外光和紫外线的反射，与四层高折射层形成折射率匹配关系，并且通过厚度参数的配合，其颜色在太阳光下观察为蓝绿色，具有绝佳的视觉效果。同时，该蓝绿色窗膜还具有优异的透光、隔热以及抗氧化性能。

Description

一种蓝绿色窗膜

技术领域

本实用新型涉及贴附在汽车、建筑物等的窗玻璃上的贴膜，尤其是一种阳光下呈蓝绿色的窗膜。

背景技术

汽车、建筑物等的窗玻璃上经常需要贴附贴膜，通常称为窗膜，以提供隔热、防紫外线等功能。同时，性能优异的窗膜还可以提供良好的可见光透光率，可以从窗玻璃的内侧清晰观察窗外。

传统的窗膜存在着颜色单一，隔热性能差等一些缺点，而且具有很强装饰效果的蓝绿色窗膜更是少见。目前大部分的窗膜都是节能性较差的热反射涂层窗膜，其结构稳定性差，隔热效果不佳，透光率较低，使用寿命较短，不利于产品大范围推广。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种蓝绿色窗膜，以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种蓝绿色窗膜，在阳光下呈蓝绿色，所述蓝绿色窗膜的膜层结构由内向外依次为：厚度为23微米～50微米的柔性透明PET基材层；厚度为30nm～32nm的第一高折射率Nb₂O₅层；厚度为3nm～6nm的第一金属氧化物ZnO:Al层；厚度为8nm～10nm的第一银铜合金层；厚度为0.5nm～0.8nm的第一阻隔Ti层；厚度为66nm～70nm的第二高折射率Nb₂O₅层；厚度为6nm～8nm的第二金属氧化物ZnO:Sn层；厚度为11nm～13nm的第二银钯合金层；厚度为1.5nm～2nm的第二阻隔Si层；厚度为66nm～70nm的第三高折射率Nb₂O₅层；厚度为3nm～6nm的第三金属氧化物ZnO:Al层；厚度为9nm～11nm的第三银铜合金层；厚度为0.5nm～0.8nm的第三阻隔Ti层；厚度为36nm～38nm的第四高折射率Nb₂O₅层。

优选的，所述柔性透明PET基材层的厚度为23微米；所述第一高折射率Nb₂O₅层的厚度为31nm；所述第一金属氧化物ZnO:Al层的厚度为5nm；所述第一银铜合金层的厚度为9nm；所述第一阻隔Ti层的厚度为0.6nm；所述第二高折射率Nb₂O₅层的厚度为68nm；所述第二金属氧化物ZnO:Sn层的厚度为7nm；所述第二银钯合金层厚度为12nm；所述第二阻隔Si层的厚度为1.7nm；所述第三高折射率Nb₂O₅层的厚度为68nm；所述第三金属氧化物ZnO:Al层的厚度为5nm；所述第三银铜合金层的厚度为10nm；所述第三阻隔Ti层的厚度为0.6nm；所述第四高折射率Nb₂O₅层的厚度为37nm。

优选的，所述柔性透明PET基材层的可见光透光率≥89％，雾度≤1.5。

优选的，所述第一高折射率Nb₂O₅层、第二高折射率Nb₂O₅层、第三高折射率Nb₂O₅层以及第四高折射率Nb₂O₅层的折射率均为2.36。

优选的，所述蓝绿色窗膜在可见光范围的透光率为61％。

优选的，所述蓝绿色窗膜在波长为780nm～2500nm的红外光范围的透光率为5.1％。

优选的，所述蓝绿色窗膜在波长为950nm波长处的红外阻隔率为96％。

优选的，所述蓝绿色窗膜在波长为1400nm波长处的红外阻隔率为99.2％。

本实用新型的窗膜通过三层银合金层对红外光的反射，与四层高折射层形成折射率匹配关系，并且通过厚度参数的配合，其颜色在太阳光下观察为蓝绿色，具有绝佳的视觉效果。同时，该蓝绿色窗膜还具有优异的透光、隔热以及抗氧化性能，使用寿命长，易于生产。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中，

图1显示的是根据本实用新型的一个具体实施例的蓝绿色窗膜的层结构示意图；

图2显示的是图1所示蓝绿色窗膜的透光率曲线图；

图3显示的是图1所示蓝绿色窗膜的反射率曲线图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。

如图1所示的本实用新型的蓝绿色窗膜的层结构示意图，膜层结构由内向外依次为：厚度为23微米～50微米的柔性透明PET基材层1，优选厚度为23微米；厚度为30nm～32nm的第一高折射率Nb₂O₅层2，优选厚度为31nm；厚度为3nm～6nm的第一金属氧化物ZnO:Al层3，优选厚度为5nm；厚度为8nm～10nm的第一银铜合金层4，优选厚度为9nm；厚度为0.5nm～0.8nm的第一阻隔Ti层5，优选厚度为0.6nm；厚度为66nm～70nm的第二高折射率Nb₂O₅层6，优选厚度为68nm；厚度为6nm～8nm的第二金属氧化物ZnO:Sn层7，优选厚度为7nm；厚度为11nm～13nm的第二银钯合金层8，优选厚度为12nm；厚度为1.5nm～2nm的第二阻隔Si层9，优选厚度为1.7nm；厚度为66nm～70nm的第三高折射率Nb₂O₅层10，优选厚度为68nm；厚度为3nm～6nm的第三金属氧化物ZnO:Al层11，优选厚度为5nm；厚度为9nm～11nm的第三银铜合金层12，优选厚度为10nm；厚度为0.5nm～0.8nm的第三阻隔Ti层13，优选厚度为0.6nm；厚度为36nm～38nm的第四高折射率Nb₂O₅层14，优选厚度为37nm。

下面详细说明本实用新型的蓝绿色窗膜的制备步骤：

(1)首先提供柔性透明PET基材膜作为所述柔性透明PET基材层1。在一个具体实施例中，为了获得更优的透光率，可以选择所述柔性透明PET基材层1的可见光透光率≥89％，雾度≤1.5。

(2)通过双旋转阴极、中频反应磁控溅射的方式在该PET基材层1上沉积第一高折射率Nb₂O₅层2，优选所述第一高折射率Nb₂O₅层2的折射率为2.36。本实用新型通过磁控溅射的方式在PET膜上直接沉积第一高折射率Nb₂O₅层2，由于Nb₂O₅与PET膜之间具有良好的附着力，采用Nb₂O₅可以直接沉积在PET膜上，无需对PET膜进行额外的金属镀膜处理以提高附着力，从而可以减少层数提高透光性，同时如果采用金属镀膜处理，则会破坏本实用新型的窗膜的颜色，无法获得期望的蓝绿色。

(3)通过单旋转阴极、直流反应磁控溅射的方式在该第一高折射率Nb₂O₅层2上沉积第一金属氧化物ZnO:Al层3。本实用新型的蓝绿色窗膜中采用了两层ZnO:Al层(铝掺杂的氧化锌层)以及一层ZnO:Sn层(锡掺杂的氧化锌层)，参见步骤7和步骤11。这三层掺杂的氧化锌层的厚度很小，只有几个纳米，但是这几个纳米厚度的掺杂的氧化锌层可以促进后续银合金层的生长使其尽快长成连续的致密结构，因而显著降低后续银合金层的厚度，提高窗膜的透光性。同时致密的银合金层可以有效反射红外线和紫外线，提高窗膜的隔热性能。在一个优选实施例中，每层掺杂的氧化锌层的厚度小于等于后续银合金层的厚度的2/3，即可获得优选的透光性以及隔热性能。亦即，第一金属氧化物层3的厚度小于等于第一银合金层4的厚度的2/3；第二金属氧化物层7的厚度小于等于第二银合金层8的厚度的2/3；第三金属氧化物层11的厚度小于等于第三银合金层12的厚度的2/3。

(4)通过单平面阴极、直流反应磁控溅射的方式在该第一金属氧化物ZnO:Al层3上沉积第一银铜合金层4。优选所述银铜合金层中包括96％的Ag，余量为4％的Cu，可以相对纯银获得更好的抗氧化性能以及防潮能力，当然，银合金层的设置主要是用于对红外线和紫外线进行反射以提供优异的隔热性能。同时应当指出，由于银合金层的厚度大于等于其下方的掺杂的氧化锌层的厚度的3/2倍，并且形成的银合金层的致密度较高，因而本实用新型的窗膜的颜色受到银合金层的厚度的影响较大，当然，对于本实用新型的三层银合金层的设置来说，三层银合金层之间的间距以及四层高折射层的折射率匹配关系，也是获得蓝绿色窗膜的颜色的不可或缺的因素，后面对此详细说明。

(5)通过单平面阴极、直流反应磁控溅射的方式在该第一银铜合金层4上沉积第一阻隔Ti层5。第一阻隔Ti层5用于对第一银铜合金层4进行保护，避免第一银铜合金层4氧化而透光以及反射性能降低，确保银铜合金层的红外光的反射率不会随着使用时间的延长而降低，延长了窗膜的使用寿命，具有持久的高隔热效果。在一个优选实施例中，第一阻隔Ti层5的厚度小于等于其下方的第一银铜合金层4的厚度的1/5，该厚度比例可以利用最小厚度的第一阻隔Ti层5获得需要的抗氧化性能，因而可以用最小的厚度获得最优的隔热效果，提高了窗膜的整体透光性能。

(6)通过双旋转阴极、中频反应磁控溅射的方式在该第一阻隔Ti层5上沉积第二高折射率Nb₂O₅层6，优选所述第二高折射率Nb₂O₅层6的折射率为2.36。本步骤的第二高折射率Nb₂O₅层6的厚度相对最内侧和最外侧的的高折射率层都要大，即对于本实用新型的三层银合金层的来说，三层银合金层之间设置大折射率的第二高折射率Nb₂O₅层6和第三高折射率Nb₂O₅层10，可以利用更小的两层银合金层之间的间隔形成反射红外线和紫外线的双反射结构，因而可以降低第二高折射率Nb₂O₅层6和第三高折射率Nb₂O₅层10的厚度，提高窗膜的整体透光性能。

(7)通过单旋转阴极、直流反应磁控溅射的方式在该第二高折射率Nb₂O₅层6上沉积第二金属氧化物ZnO:Sn层7。本步骤中沉积的第二金属氧化物ZnO:Sn层7的厚度比前述步骤3中的第一金属氧化物ZnO:Al层3的厚度略大，用以通过较厚的外层的第二银钯合金层8反射更多的红外线和紫外线，能够透过外层的第二银钯合金层8已经减少，因而内层的第一银铜合金层4可以设置得更薄一些，相应的第一金属氧化物ZnO:Al层3的厚度也可以变小。通过第一金属氧化物ZnO:Al层3、第二金属氧化物ZnO:Sn层7以及第三金属氧化物ZnO:Al层11的厚度匹配，可以提高窗膜的光学均匀性，但是最显著的作用是可以对本实用新型的窗膜的色度进行调整，即，本实用新型的蓝绿色窗膜的蓝绿色，主要由第一金属氧化物ZnO:Al层3、第二金属氧化物ZnO:Sn层7和第三金属氧化物ZnO:Al层11以及其上的第一银铜合金层4、第二银钯合金层8和第三银铜合金层12的厚度比例关系所确定。这是本实用新型区别于其它技术的最优参数组合，现有技术尚无任何方案提供获得蓝绿色窗膜的参数组合原理，该参数组合是非显而易见的，具备突出的实质性特点和显著的进步。

(8)通过单平面阴极、直流反应磁控溅射的方式在该第二金属氧化物ZnO:Sn层7上沉积第二银钯合金层8。优选所述银钯合金层中包括98％的Ag，余量为2％的Pd。第二银钯合金层8的设置形成了反射红外线和紫外线的中间反射结构，降低了窗膜厚度，提高了透光性能，同时加强了隔热性能。

(9)通过单平面阴极、直流反应磁控溅射的方式在该第二银钯合金层8上沉积第二阻隔Si层9，用以对第二银钯合金层8形成保护，防止氧化，确保银钯合金层的红外光的反射率不会随着使用时间的延长而降低，延长了窗膜的使用寿命，具有持久的高隔热效果。在一个优选实施例中第二阻隔Si层9的厚度小于等于其下方的第二银钯合金层8的厚度的1/5，该厚度比例可以利用最小厚度的第二阻隔Si层9获得需要的抗氧化性能，因而可以用最小的厚度获得最优的隔热效果，提高了窗膜的整体透光性能。

(10)通过双旋转阴极、中频反应磁控溅射的方式在该第二阻隔Si层9上沉积第三高折射率Nb₂O₅层10，优选所述第三高折射率Nb₂O₅层10的折射率为2.36。作为中间靠近外侧的第三高折射率Nb₂O₅层10，选择对阳光中的红外光和紫外光进行有效反射，进一步提高了窗膜的隔热性能。

(11)通过单旋转阴极、直流反应磁控溅射的方式在该第三高折射率Nb₂O₅层10上沉积第三金属氧化物ZnO:Al层11。第三金属氧化物ZnO:Al层11的作用和功能在第一金属氧化物ZnO:Al层3的介绍中业已提及。

(12)通过单平面阴极、直流反应磁控溅射的方式在该第三金属氧化物ZnO:Al层11上沉积第三银铜合金层12。第三银铜合金层12的作用和功能在第一银铜合金层4的介绍中业已提及。优选所述银铜合金层中包括96％的Ag，余量为4％的Cu，可以相对纯银获得更好的抗氧化性能以及防潮能力，可以对红外线和紫外线进行反射以提供优异的隔热性能。

(13)通过单平面阴极、直流反应磁控溅射的方式在该第三银铜合金层12上沉积第三阻隔Ti层13。第三阻隔Ti层13与第一阻隔Ti层5的结构功能类似，同样的，在一个优选实施例中，第三阻隔Ti层13的厚度小于等于其下方的第三银铜合金层12的厚度的1/5，该厚度比例可以利用最小厚度的第三阻隔Ti层13获得需要的抗氧化性能，因而可以用最小的厚度获得最优的隔热效果，提高了窗膜的整体透光性能。

(14)通过双旋转阴极、中频反应磁控溅射的方式在该第三阻隔Ti层13上沉积第四高折射率Nb₂O₅层14，优选所述第四高折射率Nb₂O₅层14的折射率为2.36。作为最外侧的第四高折射率Nb₂O₅层14，选择对阳光中的红外光和紫外光进行有效反射，进一步提高了窗膜的隔热性能，由此，四层高折射率层的折射与三层银合金层反射光线的叠加，最终形成了本实用新型所需的蓝绿色窗膜。

其中，磁控溅射沉积镀膜时，所有腔室内的温度恒定，并且所有腔室内恒定温度范围为-15℃～15℃。

优选的，所述步骤(2)、步骤(3)、步骤(6)、步骤(7)、步骤(10)、步骤(11)、步骤(14)均包括：相应腔室中通入体积比为10:1～100:1的氩气和氧气的混合气体，设定溅射真空度10^-6Torr，镀膜稳定气压为10^-3Torr；双旋转阴极、中频反应磁控溅射功率为20Kw～50Kw；单旋转阴极、直流反应磁控溅射功率为2Kw～5Kw。

优选的，所述步骤(4)、步骤(5)、步骤(8)、步骤(9)、步骤(12)、步骤(13)均包括：相应腔室中通入纯度不小于99.99％的氩气，设定溅射真空度10^-6Torr，镀膜稳定气压为10^{- 3}Torr；单平面阴极、直流反应磁控溅射功率为0.5Kw～8Kw。

将本实用新型提供的蓝绿色窗膜置于太阳膜测试仪中测试，结果如图2-3所示，其分别显示的是图1所示蓝绿色窗膜的透光率曲线图和反射率曲线图，图中表明，本实用新型提供的蓝绿色窗膜在可见光范围的透光率为61％；在波长为780nm～2500nm的红外光范围的透光率为5.1％。另外，经过测试，本实用新型提供的蓝绿色窗膜在波长为950nm波长处的红外阻隔率为96％；在波长为1400nm波长处的红外阻隔率为99.2％，表明本实用新型提供的蓝绿色窗膜具有良好的光学性能和隔热性能。

将本实用新型提供的这种蓝绿色窗膜置于分光光度计中测试其颜色。透过色、反射色的颜色是按CIELAB颜色空间指标体系进行表征，其中L*代表亮度，数值大表示亮，数值小表示暗；a*代表红绿度，其中a*负代表绿，数值越大表示越绿，a*正代表红，数值越大表示越红；b*代表黄蓝度，其中b*负代表蓝，数值越大表示越蓝，b*正代表黄，数值越大表示越黄。透过色是从汽车内、建筑物内透过贴膜后的玻璃看外界景物时能看到的颜色；反射色是从汽车外、建筑物外透过贴膜后的玻璃看内部景物时能看到的颜色。经过测试，本实用新型提供的蓝绿色窗膜在分光光度计中经过多点重复测试，其透过色的a*＝5.16，b*＝1.98，反射色的a*＝-15，b*＝4，其颜色在太阳光下观察为蓝绿色，其反射光谱范围为450nm～550nm，具有绝佳的视觉效果。

综上所述，本实用新型的窗膜通过三层银合金层对红外光的反射，与四层高折射层形成折射率匹配关系，并且通过厚度参数的配合，其颜色在太阳光下观察为蓝绿色，具有绝佳的视觉效果。同时，该蓝绿色窗膜还具有优异的透光、隔热以及抗氧化性能，使用寿命长，易于生产和推广使用。

本领域技术人员应当理解，虽然本实用新型是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本实用新型的保护范围。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (6)

1.一种蓝绿色窗膜，在阳光下呈蓝绿色，其特征在于，所述蓝绿色窗膜的膜层结构由内向外依次为：

厚度为23微米～50微米的柔性透明PET基材层(1)；

厚度为30nm～32nm的第一高折射率Nb₂O₅层(2)；

厚度为3nm～6nm的第一金属氧化物ZnO:Al层(3)；

厚度为8nm～10nm的第一银铜合金层(4)；

厚度为0.5nm～0.8nm的第一阻隔Ti层(5)；

厚度为66nm～70nm的第二高折射率Nb₂O₅层(6)；

厚度为6nm～8nm的第二金属氧化物ZnO:Sn层(7)；

厚度为11nm～13nm的第二银钯合金层(8)；

厚度为1.5nm～2nm的第二阻隔Si层(9)；

厚度为66nm～70nm的第三高折射率Nb₂O₅层(10)；

厚度为3nm～6nm的第三金属氧化物ZnO:Al层(11)；

厚度为9nm～11nm的第三银铜合金层(12)；

厚度为0.5nm～0.8nm的第三阻隔Ti层(13)；

厚度为36nm～38nm的第四高折射率Nb₂O₅层(14)。

2.根据权利要求1所述的蓝绿色窗膜，其特征在于，所述柔性透明PET基材层(1)的厚度为23微米；所述第一高折射率Nb₂O₅层(2)的厚度为31nm；所述第一金属氧化物ZnO:Al层(3)的厚度为5nm；所述第一银铜合金层(4)的厚度为9nm；所述第一阻隔Ti层(5)的厚度为0.6nm；所述第二高折射率Nb₂O₅层(6)的厚度为68nm；所述第二金属氧化物ZnO:Sn层(7)的厚度为7nm；所述第二银钯合金层(8)厚度为12nm；所述第二阻隔Si层(9)的厚度为1.7nm；所述第三高折射率Nb₂O₅层(10)的厚度为68nm；所述第三金属氧化物ZnO:Al层(11)的厚度为5nm；所述第三银铜合金层(12)的厚度为10nm；所述第三阻隔Ti层(13)的厚度为0.6nm；所述第四高折射率Nb₂O₅层(14)的厚度为37nm。

3.根据权利要求1-2之一所述的蓝绿色窗膜，其特征在于，所述蓝绿色窗 膜在可见光范围的透光率为61％。

4.根据权利要求1-2之一所述的蓝绿色窗膜，其特征在于，所述蓝绿色窗膜在波长为780nm～2500nm的红外光范围的透光率为5.1％。

5.根据权利要求1-2之一所述的蓝绿色窗膜，其特征在于，所述蓝绿色窗膜在波长为950nm波长处的红外阻隔率为96％。

6.根据权利要求1-2之一所述的蓝绿色窗膜，其特征在于，所述蓝绿色窗膜在波长为1400nm波长处的红外阻隔率为99.2％。