CN217917141U

CN217917141U - 一种内悬膜

Info

Publication number: CN217917141U
Application number: CN202222015867.7U
Authority: CN
Inventors: 吴培服; 陆敬权; 吴迪; 许庚午
Original assignee: Jiangsu Shuangxing Color Plastic New Materials Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Shuangxing Color Plastic New Materials Co Ltd
Priority date: 2022-08-01
Filing date: 2022-08-01
Publication date: 2022-11-29
Anticipated expiration: 2032-08-01

Abstract

本申请公开了一种内悬膜，用于张紧安装在中空玻璃的内腔中，其中，所述内悬膜包括内悬膜基材以及在内悬膜基材上形成的至少一层银合金层；所述内悬膜基材包括聚酯薄膜，聚酯薄膜面向银合金层的最外侧至少形成有一层ZnO:Al层，ZnO:Al层和聚酯薄膜的最外侧之间形成有一层附着层；所述银合金层包括银合金基层，银合金基层的外侧形成有一层金属钛保护层，金属钛保护层的外侧形成有一层氧化铟保护层。通过附加层和ZnO:Al层的配合，本申请可以显著减少内悬膜基材的表面裂纹，并提高了银合金层的生长速度。另外，复合结构的银合金层进一步提高了表面质量并减少了拉伸裂纹的产生。

Description

一种内悬膜

技术领域

本申请涉及节能建筑领域的中空保温玻璃门窗的内悬膜。

背景技术

节能建筑领域通常采用中空玻璃门窗隔绝室内外温差并实现光线的透射。内悬膜门窗是在中空玻璃门窗的基础上发展而来的轻量化结构的节能门窗，其基本原理是是在中空玻璃的内腔中，增加一层或多层透明的塑料薄膜，通过塑料薄膜将中空玻璃的内腔隔绝成多个相互独立的空间，以使中空玻璃的内外温差无法实现对流，从而在减轻结构重量的同时具备优异的节能效果。

对于内悬膜门窗来说，夹持在两片玻璃之间的内悬膜的热膨胀系数大于玻璃，因而内悬膜在使用过程中会存在逐渐松弛的倾向，松弛的内悬膜对光线的折射方向不一致，会使得通过玻璃门窗观察室外的景物会因为折射而产生视觉变形。为了保持光线平行透射避免视觉变形，内悬膜需要以张紧的状态安装在中空玻璃之间。张紧状态下的内悬膜会在横向产生变形。现有技术的普通窗膜在拉伸力作用下容易出现纵向裂纹，从而影响窗膜的透光性和反射性能。因而现有技术的普通窗膜一般只能粘贴在平整坚固的玻璃表面进行使用，难以应用于内悬膜领域。

发明内容

本申请要解决的技术问题是提供一种内悬膜，以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题，本申请提出了一种内悬膜，用于张紧安装在中空玻璃的内腔中，其中，所述内悬膜包括内悬膜基材以及在内悬膜基材上形成的至少一层银合金层；所述内悬膜基材包括聚酯薄膜，聚酯薄膜面向银合金层的最外侧至少形成有一层ZnO:Al层，ZnO:Al层和聚酯薄膜的最外侧之间形成有一层附着层；所述银合金层包括银合金基层，银合金基层的外侧形成有一层金属钛保护层，金属钛保护层的外侧形成有一层氧化铟保护层。

优选地，所述银合金基层的厚度为10-15nm；金属钛保护层的厚度为3-6nm；氧化铟保护层的厚度为55-85nm。

优选地，所述附着层的厚度为10-20nm；所述ZnO:Al层的厚度为3-6nm。

优选地，内悬膜基材的外侧包含两层叠加的银合金层，所述两层银合金层的结构相同，均包含银合金基层、金属钛保护层以及氧化铟保护层。

优选地，所述内悬膜基材包含以聚酯薄膜为中心的、依次两侧对称的附着层和ZnO:Al层；内悬膜基材的两侧均形成了一层银合金层；内悬膜基材两侧的银合金层的结构相同，均包含银合金基层、金属钛保护层以及氧化铟保护层。

通过附加层和ZnO:Al层的配合，本申请可以显著减少内悬膜基材的表面裂纹，并提高了银合金层的生长速度。另外，复合结构的银合金层进一步提高了表面质量并减少了拉伸裂纹的产生。

附图说明

以下附图仅旨在于对本申请做示意性说明和解释，并不限定本申请的范围。

图1显示的是根据本申请的一个具体实施例的内悬膜的原理示意图。

图2显示了根据本申请的一个具体实施例的内悬膜的剖面结构示意图。

图3显示了根据本申请的另一个具体实施例的内悬膜的剖面结构示意图。

图4显示了根据本申请的又一个具体实施例的内悬膜的剖面结构示意图。

具体实施方式

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

基于现有普通窗膜不适用于内悬膜门窗的问题，本申请提出了一种可用于内悬膜门窗的内悬膜，如图1所示，其显示了一种可用于张紧安装在中空玻璃的内腔中的内悬膜的原理示意图，图示内悬膜2包括内悬膜基材21以及在内悬膜基材21上形成的至少一层银合金层22。银合金层22可以实现可见光高透过且对大部分红外线反射的功能，以有效隔绝热量。

图2-4进一步显示了根据本申请的不同实施例的内悬膜的剖面结构示意图，如图具体实施例所示，本申请中的内悬膜基材21包括聚酯薄膜211，聚酯薄膜211面向银合金层22的最外侧至少形成有一层ZnO:Al层213(铝掺杂的氧化锌层，铝含量不超过2wt％)，ZnO:Al层213和聚酯薄膜211的最外侧之间形成有一层附着层212。ZnO:Al层213可以通过单旋转阴极、直流反应磁控溅射的方式形成在附着层212的表面。

本申请的内悬膜的ZnO:Al层213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。但是ZnO:Al层的缺陷是其膜层是沿着薄膜的垂直方向生长结晶的，在横向拉伸状态下会产生裂纹。发明人发现，通过降低ZnO:Al层的厚度可以降低极端褶皱情况下裂纹产生的概率，但是会同时降低银合金层在ZnO:Al层上的生长速度以及膜层的致密性。

根据对比测试，在聚酯薄膜上形成3nm～6nm厚度的ZnO:Al层的情况下，在5毫米的折弯直径下，ZnO:Al层基本上不会产生裂纹，然而在内悬膜拉伸延展10％的情况下，ZnO:Al层仍然会产生明显的裂纹。当然，若是在ZnO:Al层表面形成较厚的银合金层，由于银合金层的延展性较好，可以在一定程度上将这些裂纹掩盖住，对银合金层进行表面检查就不会显示出裂纹了。这种情况下就会产生一个矛盾，为了减少裂纹，可以降低ZnO:Al层的厚度，这会导致银合金层的生长速度降低，但是要掩盖内层裂纹，又需要较厚的银合金层厚度，需要进一步延长银合金层的生长时间，由此会进一步增加生产成本。

为了克服上述矛盾，本申请在ZnO:Al层213的内侧设置了一层附着层212，以通过附着层212与ZnO:Al层213相配合，减少了内悬膜基材以及其上的银合金层的表面裂纹，提高了透光性能，同时在不增加ZnO:Al层的厚度的情况下，提高了银合金层的生长速度，减少了加工时间和生产成本。

图1所示仅为本申请的内悬膜的一个具体实施例的示意性结构，本领域技术人员应当理解，在获得上述技术效果的情况下，还可以对本申请的内悬膜结构进行很多改进。例如，可以如现有技术那样，在内悬膜基材21上形成多层银合金层22，每层银合金层22对应设置一层ZnO:Al层213以及附着层212(例如，图4所示的结构)。或者，银合金层22也可以是包含有其它保护层的多层复合结构(后面将对此进一步详细说明)。

具体地，附着层212通过涂覆在聚酯薄膜211的外表面上固化而成，所述附着层212可以由如下重量份的原料制备而成：聚二甲基硅氧烷6-8重量份；聚氨酯1-5重量份；乙烯基三甲氧基硅烷15-30重量份；异丙醇80-120重量份；聚乙二醇10-20重量份；氧化锌1-5重量份；氧化铝0.1-0.5重量份；硫酸镁0.1-0.5重量份。

在一个具体实施例中，所述内悬膜基材可以通过如下方法的步骤制备获得。

首先，将10-20重量份的聚乙二醇与60-80重量份的异丙醇均匀混合，在混合液中分别添加1-5重量份的氧化锌、0.1-0.5重量份的氧化铝和0.1-0.5重量份的硫酸镁混合搅拌30-60分钟，制备为A组分。

然后，将6-8重量份的聚二甲基硅氧烷、1-5重量份的聚氨酯、15-30重量份的乙烯基三甲氧基硅烷和20-40重量份的异丙醇混合，混合搅拌20-30分钟，粘度为200-300厘泊，制备成B组分。

将A组分和B混合组分混合搅拌20-30分钟，然后通过旋涂或者喷涂方式涂覆在聚酯薄膜的至少一侧的表面上，在120-130℃下固化2-3小时，即可制备获得附着层212。

在制备的附着层212上，通过单旋转阴极、直流反应磁控溅射的方式形成ZnO:Al层213，从而制备获得本申请的内悬膜基材21。

进一步地，可以在内悬膜基材21上通过单旋转阴极、直流反应磁控溅射的方式至少形成一层银合金层22，从而制备获得一种可用于本申请的内悬膜2。

实施例1-3

按照下表的原料重量份比例，在上述制备方法的基础上，分别在聚酯薄膜211的表面制备获得附着层212。聚酯薄膜211选用透光率89％厚度25微米的PET薄膜。

实施例4-6

在实施例1-3制备的附着层上，依次通过磁控溅射的方式分别形成ZnO:Al层213(铝含量1.5wt％，ZnO含量98.5wt％)和银合金层22(98wt％的Ag、2wt％的Pd)，对应获得实施例4-6。

对比例D1-D3

参照实施例1-3的制备步骤，按照下表的原料重量份比例，分别在聚酯薄膜211的表面制备获得作为对比的附着层212。聚酯薄膜211选用透光率89％厚度25微米的PET薄膜，对应获得对比例D1-D3。

对比例D4-D6

参照实施例1-3的制备步骤，按照下表的原料重量份比例，分别在聚酯薄膜211的表面制备获得作为对比的附着层212。聚酯薄膜211选用透光率89％厚度25微米的PET薄膜，对应获得对比例D4-D6。

对比例D7-D12

在对比例D1-D6制备的附着层上，依次通过磁控溅射的方式分别形成作为对比的ZnO:Al层(铝含量1.5wt％，ZnO含量98.5wt％)和银合金层22(98wt％的Ag、2wt％的Pd)，对应获得对比例D7-D12。

对比例	D7	D8	D9	D10	D11	D12
							ZnO:Al层厚度nm	3	5	6	3	5	6
银合金层厚度nm	10	13	15	10	13	15
							银合金层平均生长速度nm/分钟	0.1	0.15	0.05	0.5	0.51	2.5

通过以上对比实验，银合金层的平均生长速度受到氧化物组分的影响较大，尤其是极少量硫酸镁对生长速度的影响最大。

分别测量实施例1-6和对比例D1-D12的聚酯薄膜的各附着层表层的性能参数。

通过各项性能参数对比可见，本申请通过内侧设置的附加层，配合ZnO:Al层，可以显著减少内悬膜基材的表面裂纹，提高透光性能，同时在不增加ZnO:Al层的厚度的情况下，提高了银合金层的生长速度，减少了加工时间和生产成本。

另外，过量添加金属氧化物会降低薄膜的透明度，容易使ZnO:Al层表面产生裂纹，而且会进一步影响银合金层的表面质量，影响产品质量。经过进一步的测试还发现，添加少量聚氨酯有利于保持银合金层与ZnO:Al层的结合强度，避免二者分层。

进一步地，如前所述，本申请中，银合金层22是可以包含有其它保护层的多层复合结构。

例如，在图2所示具体实施例中，本申请的内悬膜2中，内悬膜基材21的外侧的银合金层22包括厚度为10-15nm的银合金基层221，银合金基层221的外侧形成有一层厚度为3-6nm金属钛保护层222，金属钛保护层222的外侧形成有一层厚度为55-85nm的氧化铟保护层223。其中，银合金基层221可以由98wt％的Ag、2wt％的Pd通过单旋转阴极、直流反应磁控溅射的方式形成在内悬膜基材21的外侧表面，也就是形成在ZnO:Al层213的外侧表面。金属钛保护层222可以通过单旋转阴极、直流反应磁控溅射的方式形成在银合金基层221的外侧表面。氧化铟保护层223可以通过双旋转阴极、中频反应磁控溅射的方式形成在金属钛保护层222的外侧表面。在一个优选实施例中，氧化铟保护层223可以含有90wt％的氧化铟和10wt％的氧化锡。

如前所述，由于要保证银合金基层221的生产效率，节约生产成本，则不得不在降低ZnO:Al层213的厚度的同时，增设附着层212来配合ZnO:Al层213以提高银合金基层221的生长速度。然而随着银合金基层221的厚度增加，其受到附着层212的促进作用逐渐降低直至消失。在缺失完整的附着层212的情况下，银合金基层221的生长速度会大幅降低(参见对比例D7-D9的平均生长速度参数)，因此银合金基层221的厚度最好不要超过15nm，否则生产效率会大幅降低。而较低厚度的银合金基层221的表面质量会存在一定的缺陷，因此增设很薄的一层金属钛保护层222，可以提高银合金基层221的表面质量。另外，银合金基层221原本可用于弥补表面裂纹的产生(参见对比例D7-D11的5毫米直径弯折表面裂纹和薄膜拉伸5％表面裂纹的性能参数)，然而由于银合金基层221的厚度受到了限制，其对裂纹的覆盖作用被人为降低了。因此，为了弥补银合金基层221的厚度对裂纹覆盖的不足(金属钛保护层222厚度太小，生长速度也较慢，难以通过金属钛保护层提供对裂纹的覆盖)，又在金属钛保护层222的外侧增设了大厚度的氧化铟保护层223。非结晶态的氧化铟的生长速度很快，而且由于底层的表面质量通过金属钛保护层进行了修复，氧化铟保护层可以在快速生长的同时保持较好的表面质量。同时，非结晶态的氧化铟相对底层的结晶态的ZnO:Al层以及银合金层、金属钛层，其拉伸状态下不容易产生裂纹，因此可以通过大厚度的氧化铟保护层223覆盖和阻止底层裂纹的产生，同时透明的氧化铟保护层223对于膜层的透光性能的影响也很小。

在图3所示的具体实施例中，本申请在内悬膜基材21的两侧均形成了一层银合金层22，为了适应两侧的银合金层22的生长，本实施例中的内悬膜基材21实际上包含了以聚酯薄膜211为中心的、依次两侧对称的附着层212和ZnO:Al层213，以此构成了两侧均具备高生长速度、低拉伸裂纹缺陷的内悬膜基材21。另外，本实施例中的内悬膜基材21两侧的银合金层22的结构也是相同的，均包含银合金基层221、金属钛保护层222以及氧化铟保护层223。

在图4所示的具体实施例中，本申请的内悬膜2中，内悬膜基材21的外侧包含有两层叠加的银合金层22，其中两层银合金层22的结构相同，均包含银合金基层221、金属钛保护层222以及氧化铟保护层223。

综上所述，通过附加层和ZnO:Al层的配合，本申请可以显著减少内悬膜基材的表面裂纹，并提高了银合金层的生长速度。另外，复合结构的银合金层进一步提高了表面质量并减少了拉伸裂纹的产生。

本领域技术人员应当理解，虽然本申请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申请的保护范围。

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

Claims

1.一种内悬膜，用于张紧安装在中空玻璃的内腔中，其特征在于，所述内悬膜(2)包括内悬膜基材(21)以及在内悬膜基材(21)上形成的至少一层银合金层(22)；所述内悬膜基材(21)包括聚酯薄膜(211)，聚酯薄膜(211)面向银合金层(22)的最外侧至少形成有一层ZnO:Al层(213)，ZnO:Al层(213)和聚酯薄膜(211)的最外侧之间形成有一层附着层(212)；所述银合金层(22)包括银合金基层(221)，银合金基层(221)的外侧形成有一层金属钛保护层(222)，金属钛保护层(222)的外侧形成有一层氧化铟保护层(223)。

2.如权利要求1所述的内悬膜，其特征在于，所述银合金基层(221)的厚度为10-15nm；金属钛保护层(222)的厚度为3-6nm；氧化铟保护层(223)的厚度为55-85nm。

3.如权利要求1所述的内悬膜，其特征在于，所述附着层(212)的厚度为10-20nm；所述ZnO:Al层(213)的厚度为3-6nm。

4.如权利要求1-3之一所述的内悬膜，其特征在于，内悬膜基材(21)的外侧包含两层叠加的银合金层(22)，所述两层银合金层(22)的结构相同，均包含银合金基层(221)、金属钛保护层(222)以及氧化铟保护层(223)。

5.如权利要求1-3之一所述的内悬膜，其特征在于，所述内悬膜基材(21)包含以聚酯薄膜(211)为中心的、依次两侧对称的附着层(212)和ZnO:Al层(213)；内悬膜基材(21)的两侧均形成了一层银合金层(22)；内悬膜基材(21)两侧的银合金层(22)的结构相同，均包含银合金基层(221)、金属钛保护层(222)以及氧化铟保护层(223)。