TW201402497A

TW201402497A - 可強化三銀低輻射鍍膜玻璃

Info

Publication number: TW201402497A
Application number: TW102134483A
Authority: TW
Inventors: Jia-Hong Lin
Original assignee: Taiwan Glass Industry Corp
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2014-01-16
Also published as: TWI501931B

Abstract

本發明係一種可強化三銀低輻射鍍膜玻璃，包括玻璃基底，以及依次沉積在該玻璃基底上的基層電介質組合層、第一阻隔層、第一電介質層、第一功能Ag層、第二阻隔層、第一中間電介質組合層、第三阻隔層、第二電介質層、第二功能Ag層、第四阻隔層、第二中間電介質組合層、第五阻隔層、第三電介質層、第三功能Ag層、第六阻隔層和頂層電介質組合層。本發明具有很高的可見光透過率、極低的輻射率、良好的光熱比和光學穩定性、耐候性，具有極佳的紫外線阻擋效果，並且可設計多種顏色，滿足不同客戶的需求，可廣泛推廣到汽車玻璃和建築玻璃市場，並能獲得極佳的隔熱保溫效果，可實現異地加工，滿足後續加工的各種要求。

Description

可強化三銀低輻射鍍膜玻璃

本發明涉及一種工程建築鍍膜玻璃，具體是一種可強化三銀低輻射鍍膜玻璃。

傳統的低輻射鍍膜玻璃(Low Emissivity,Low-E)，是在玻璃表面鍍上多層金屬或其他化合物組成的膜系產品，低輻射鍍膜玻璃是一種既能像普通玻璃一樣讓室外的太陽能、可見光透過，又能像紅外反射鏡一樣，尤其對中遠紅外線具有很高的反射率，可將物體二次輻射熱反射回去的新一代鍍膜玻璃，用於控制光線，調節、改善環境，有利於節約能源和熱量。三銀低輻射玻璃作為低輻射鍍膜玻璃中的高端產品，由多達三層的銀層和多層金屬氧化或氮化化合物組成，具有較高的可見光透過率、很高的紅外線反射率，能夠獲得極佳的隔熱保溫效果。但是傳統的三銀低輻射玻璃加工中，只能對玻璃採用先強化再鍍膜的加工方式，導致傳統三銀低輻射不能推廣到汽車玻璃，也不能大面積推廣到民用住宅。因為傳統的加工方式不能實現彎弧玻璃鍍膜，而現代建築和汽車擋風玻璃廣泛採用彎強化和熱彎玻璃，則傳統離線低輻射鍍膜玻璃不能進行彎強化和熱彎等後續的熱加工處理。並且傳統的玻璃加工方式效率低，通常強化玻璃的鍍膜裝載率只有60%左右，也就是只能發揮鍍膜線產能的60%，強化玻璃需要人工裝、卸片，需要配置足夠的操作工，增加了人工工資支出，同時人工裝、卸片的速度又制約了鍍膜走速，從而導致鍍膜線運行效率較低，並且鍍膜工序中各種補片數量多，例如鍍膜和中空工序出現的補片，運輸和安裝過程中出現的補片燈，均要再次納入生產訂單來安排生產，從切割到鍍膜，補片週期長，特別是鍍膜因鍍膜產品種類多，通常需要等待較長時間。傳統產業的玻璃運輸成本也高，因離線低輻射鍍膜玻璃必須合成中空玻璃使用，例如6mm低輻射玻璃+12mm空氣層+6mm低輻射玻璃的中空玻璃，其體積是單片玻璃的兩倍，中空玻璃的運輸增加了運輸支出。基於上述原因，開發一種新型的可強化三銀低輻射玻璃勢在必行。

本發明的技術目的是克服現有技術中存在的問題，對傳統的低輻射鍍膜玻璃進行改進，解決傳統低輻射玻璃銀層厚度和層數增加後可見光透過較低、外觀顏色呈現干擾色、顏色選擇受限、無法後續加工等問題，提供一種可見光透過率高、具有良好光熱比和光學穩定性的可強化三銀低輻射鍍膜玻璃及其生產工藝。

本發明之第一目的，係提供一種可強化三銀低輻射鍍膜玻璃，該可強化三銀低輻射鍍膜玻璃包括玻璃基底，以及依次沉積在該玻璃基底上的基層電介質組合層、第一阻隔層、第一電介質層、第一功能Ag層、第二阻隔層、第一中間電介質組合層、第三阻隔層、第二電介質層、第二功能Ag層、第四阻隔層、第二中間電介質組合層、第五阻隔層、第三電介質層、第三功能Ag層、第六阻隔層和頂層電介質組合層。

本發明之第二目的，係該玻璃基底為可見光透過率Tr86%的浮法玻璃。

本發明之第三目的，係該基層電介質組合層、頂層電介質組合層均為矽基化合物材料鍍制而成。

本發明之第四目的，係該矽基化合物材料為Si₃N₄、SiO₂或SiO_xN_y的其中之一。

本發明之第五目的，係該第一電介質層、第二電介質層、第三電介質層均為金屬鋅化合物材料鍍制而成。

本發明之第六目的，係該金屬鋅化合物為ZnO、AZO中的其中之一。

本發明之第七目的，係該第一中間電介質組合層、第二中間電介質組合層為SSTO_x、CrN_x、CdO、MnO₂、InSbO、T_xO、SnO₂、ZnO、ZnSnO_x、ZnSnPbO_x、ZrO₂、AZO、Si₃N₄、SiO₂、SiO_xN_y、BiO₂、Al₂O₃、Nb₂O₅、Ta₂O₅、In₂O₃、MoO₃材料的其中之一或幾種材料的膜層疊加所構成的組合層。

本發明之第八目的，係該第一阻隔層、第二阻隔層、第三阻隔層、第四阻隔層、第五阻隔層，以及第六阻隔層均為金屬、金屬氧化物或金屬氮化物材料鍍制而成。

本發明之第九目的，係該第一阻隔層、第二阻隔層、第三阻隔層、第四阻隔層、第五阻隔層，以及第六阻隔層為Ti、NiCr、Ni、Cr、Nb、Zr、NiCrO_x、NiCrN_x、CrN_x中的其中之一或者其組合膜層。

本發明之第十目的，係該基層電介質組合層、頂層電介質組合層的膜層厚度為10-80nm；該第一中間電介質組合層、第二中間電介質組合層的膜層厚度為10-200nm；該第一阻隔層、第二阻隔層、第三阻隔層、第四阻隔層、第五阻隔層，以及第六阻隔層的膜層厚度為0.3-5nm；該第一電介質層、第二電介質層、第三電介質層的膜層厚度為5-10nm；該第一功能Ag層、第二功能Ag層，以及第三功能Ag層的膜層厚度為5-40nm。

綜上所述，本發明所述可強化三銀低輻射鍍膜玻璃具有如下有益效果：1. 通過在功能銀層前後增加阻擋保護層和在玻璃最底層增加耐高溫的電介質層，以保護Ag層在熱處理過程中不被破壞，滿足異地加工的需求；2. 採用金屬鋅氧化物作為Ag層的鋪墊層，可以使Ag層更好地生長，成膜更均勻、平整，減小Ag層島狀結構的對膜層均勻性的影響，可以更好地保護Ag層；3. 採用和玻璃材質相近的高硬度材料作為電介質層組合層，不僅可以在玻璃基片和功能Ag層之間起到很好的粘接作用，並且可以抵消複合膜層的內部應力，特別是在抗劃傷、耐磨和抗腐蝕方面效果更加明顯；及4. 玻璃膜層在強化過程中膜層能夠再次結晶，使得膜層的透光率更高、輻射率更低。

本發明的可強化三銀低輻射鍍膜玻璃具有很高的可見光透過率、極低的輻射率、良好的光熱比和光學穩定性、耐候性，具有極佳的紫外線阻擋效果，並且可設計多種顏色，滿足不同客戶的需求，可廣泛推廣到汽車玻璃和建築玻璃市場，並能獲得極佳的隔熱保溫效果，可實現異地加工，滿足後續加工的各種要求。

為便貴審查委員能對本發明目的、技術特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

〔習知〕

無

〔本發明〕

1‧‧‧可強化三銀低輻射鍍膜玻璃

10‧‧‧玻璃基底

11‧‧‧基層電介質組合層

12‧‧‧第一阻隔層

13‧‧‧第一電介質層

14‧‧‧第一功能Ag層

15‧‧‧第二阻隔層

16‧‧‧第一中間電介質組合層

17‧‧‧第三阻隔層

18‧‧‧第二電介質層

19‧‧‧第二功能Ag層

20‧‧‧第四阻隔層

21‧‧‧第二中間電介質組合層

22‧‧‧第五阻隔層

23‧‧‧第三電介質層

24‧‧‧第三功能Ag層

25‧‧‧第六阻隔層

26‧‧‧頂層電介質組合層

第1圖所示為本發明之可強化三銀低輻射鍍膜玻璃的結構示意圖。

為詳細說明本發明創造的技術內容、構造特徵、所達成目的及功效，下面將結合實施例並配合附圖予以詳細說明。

請參閱第1圖，第1圖所示為本發明可強化三銀低輻射鍍膜玻璃的結構示意圖。該可強化三銀低輻射鍍膜玻璃1，包括玻璃基底10，該玻璃基底10為可見光透過率Tr86%的浮法玻璃；以及依次沉積在該玻璃基底10上的基層電介質組合層11、第一阻隔層12、第一電介質層13、第一功能Ag層14、第二阻隔層15、第一中間電介質組合層16、第三阻隔層17、第二電介質層18、第二功能Ag層19、第四阻隔層20、第二中間電介質組合層21、第五阻隔層22、第三電介質層23、第三功能Ag層24、第六阻隔層25和頂層電介質組合層26。

其中，該基層電介質組合層11、頂層電介質組合層26均為矽基化合物材料鍍制而成。具體地，該矽基化合物材料包括但不限於Si₃N₄、SiO₂或SiO_xN_y的其中之一。

該第一電介質層13、第二電介質層18、第三電介質層23均為金屬鋅化合物材料鍍制而成。具體地，該金屬鋅化合物包括但不限於ZnO、AZO中的其中之一。

該第一中間電介質組合層16、第二中間電介質組合層21包括但不限於SSTO_x、CrN_x、CdO、MnO₂、InSbO、T_xO、SnO₂、ZnO、ZnSnO_x、ZnSnPbO_x、ZrO₂、AZO、Si₃N₄、SiO₂、SiO_xN_y、BiO₂、Al₂O₃、Nb₂O₅、Ta₂O₅、In₂O₃、MoO₃材料的其中之一或幾種材料的膜層疊加所構成的組合層。

該第一阻隔層12、第二阻隔層15、第三阻隔層17、第四阻隔層20、第五阻隔層22，以及第六阻隔層25均為金屬、金屬氧化物或金屬氮化物材料鍍制而成。具體地，該第一阻隔層12、第二阻隔層15、第三阻隔層17、第四阻隔層20、第五阻隔層22，以及第六阻隔層25包括但不限於Ti、NiCr、Ni、Cr、Nb、Zr、NiCrO_x、NiCrN_x、CrN_x中的其中之一或者其組合膜層。

本發明所述可強化三銀低輻射鍍膜玻璃1的膜層進一步限定為：該基層電介質組合層11、頂層電介質組合層26的膜層厚度優選的為10-80nm；該第一中間電介質組合層16、第二中間電介質組合層21的膜層厚度優選的為10-200nm；該第一阻隔層12、第二阻隔層15、第三阻隔層17、第四阻隔層20、第五阻隔層22，以及第六阻隔層25的膜層厚度優選的為0.3-5nm；該第一電介質層13、第二電介質層18、第三電介質層23的膜層厚度優選的為5-10nm；及該第一功能Ag層14、第二功能Ag層19，以及第三功能Ag層24的膜層厚度優選的為5-40nm。

為了更直觀的闡述本發明之技術方案和有益效果，茲列舉具體的產品結構進行描述。

在本發明之第一實施方式中，該可強化三銀低輻射鍍膜玻璃1的結構為：Glass/SiN_xO_y/NiCrO_x/AZO/Ag/NiCrO_x/ZnSnO_x/NiCrO_x/AZO/Ag/NiCrO_x/ZnSnO_x/NiCrO_x/AZO/Ag/NiCrO_x/Si₃N₄。

該基層電介質組合層11為氮氧化矽(SiN_xO_y)，膜層厚度為48nm；該第一阻隔層12為氧化鎳鉻(NiCrO_x)，膜層厚度為0.35nm；該第一電介質層13為AZO，膜層厚度為7nm；該第一功能Ag層14膜層厚度為14nm；該第二阻隔層15為氧化鎳鉻(NiCrO_x)，膜層厚度為0.35nm；該第一中間電介質組合層16為氧化鋅錫(ZnSnO_x)，膜層厚度為72nm；該第三阻隔層17為氧化鎳鉻(NiCrO_x)，膜層厚度為0.3nm；該第二電介質層18為AZO，膜層厚度為5.8nm；該第二功能Ag層19膜層厚度為14.8nm；該第四阻隔層20為氧化鎳鉻(NiCrO_x)，膜層厚度為：0.28nm；該第二中間電介質組合層21為氧化鋅錫(ZnSnO_x)，膜層厚度為59nm；該第五阻隔層22為氧化鎳鉻(NiCrO_x)，膜層厚度為0.31nm；該第三電介質層23為AZO，膜層厚度為6.2nm；該第三功能Ag層24膜層厚度為9.2nm；該第六阻隔層25為氧化鎳鉻(NiCrO_x)，膜層厚度為0.27nm；及該頂層電介質組合層26為氮化矽(Si₃N₄)，膜層厚度為34nm。

該可強化三銀低輻射鍍膜玻璃1之氮化矽(Si₃N₄)層使用矽鋁(92：8)靶，採用雙旋轉陰極、中頻反應磁控濺射方式在氬氮氛圍中濺射沉積，功率為20-80kw，電源頻率為20-40kHz；該可強化三銀低輻射鍍膜玻璃1之氮氧化矽(SiO_xN_y)層使用矽鋁(92：8)靶，採用雙旋轉陰極、中頻反應磁控濺射方式在氬氮氧氛圍中濺射沉積，功率為20-80kw，電源頻率為20-40kHz；該可強化三銀低輻射鍍膜玻璃1之AZO層使用陶瓷鋅鋁靶，採用雙旋轉陰極、中頻反應磁控濺射方式在氬氧氛圍中濺射沉積，功率為5-15kw，電源頻率為20-40kHz；該可強化三銀低輻射鍍膜玻璃1之氧化鋅錫(ZnSnO_x)層使用鋅錫合金(50：50)靶，採用雙旋轉陰極、中頻反應磁控濺射方式在氬、氧氛圍中濺射沉積，功率為10-70kw，電源頻率為20-40kHz；該可強化三銀低輻射鍍膜玻璃1之氧化鎳鉻(NiCrO_x)層使用鎳鉻合金靶，採用平面陰極、直流磁控濺射方式在純氬氛圍中濺射沉積，功率為2-10kw；及該可強化三銀低輻射鍍膜玻璃1之功能層Ag層使用銀靶，採用平面陰極、直流磁控濺射方式在純氬氛圍中濺射沉積，功率為2-10kw。

使用上述工藝參數制出的玻璃(強化後)光學性能如下(玻璃為6mm普通白玻)：

a、玻璃可見光透過率T=61.8%；可見光玻璃面反射率=10.5%；可見光玻璃面色座標a*值=-1.7；可見光玻璃面色座標b*值=-5.2；可見光膜面反射率=6.2%；可見光膜面色座標a*=-2.7；可見光膜面色座標b*=-4.3；及玻璃輻射率E=0.012。

b、使用本發明製成6mm+12A+6mm(膜層在室外片的內面)結構的中空玻璃，按照ISO10292標準測定的資料如下：可見光透過率T=58.8%；可見光玻璃面反射率(out)=12.3%；可見光玻璃面反射率(in)=8.8%；太陽能透過率T=16%；太陽能反射率(out)=54%；G-value=0.24；遮陽係數SC=0.275；U值=1.51W/m²．K；及光熱比LSG=2.40。

在本發明之第二實施方式中，該可強化三銀低輻射鍍膜玻璃1的結構為：Glass/SiN_xO_y/NiCrO_x/AZO/Ag/NiCrO_x/SiN_xO_y/NiCrO_x/AZO/Ag/NiCrO_x/SiN_xO_y/NiCrO_x/AZO/Ag/NiCrO_x/SiN_xO_y/Si₃N₄。

該基層電介質組合層11為氮氧化矽(SiN_xO_y)，膜層厚度為48nm；該第一阻隔層12為氧化鎳鉻(NiCrO_x)，膜層厚度為0.35nm；該第一電介質層13為AZO，膜層厚度為7.8nm；該第一功能Ag層14膜層厚度為13.6nm；該第二阻隔層15為氧化鎳鉻(NiCrO_x)，膜層厚度為0.32nm；該第一中間電介質組合層16為氮氧化矽(SiN_xO_y)，膜層厚度為68.2nm；該第三阻隔層17為氧化鎳鉻(NiCrO_x)，膜層厚度為0.28nm；該第二電介質層18為AZO，膜層厚度為7.8nm；該第二功能Ag層19膜層厚度為15.5nm；該第四阻隔層20為氧化鎳鉻(NiCrO_x)，膜層厚度為：0.32nm；該第二中間電介質組合層21為氮氧化矽(SiN_xO_y)，膜層厚度為58.5nm；該第五阻隔層22為氧化鎳鉻(NiCrO_x)，膜層厚度為0.31nm；該第三電介質層23為AZO，膜層厚度為8.2nm；該第三功能Ag層24膜層厚度為9.2nm；該第六阻隔層25為氧化鎳鉻(NiCrO_x)，膜層厚度為0.27nm；及該頂層電介質組合層26為氮氧化矽(SiN_xO_y)和氮化矽(Si₃N₄)兩層膜層構成，膜層厚度分別為：17nm、19nm。

上述結構中氮化矽(Si₃N₄)層使用矽鋁(92：8)靶，採用雙旋轉陰極、中頻反應磁控濺射方式在氬、氮氛圍中濺射沉積，功率為20-80kw，電源頻率為20-40kHz；該可強化三銀低輻射鍍膜玻璃1之氮氧化矽(SiO_xN_y)層使用矽鋁(92：8)靶，採用雙旋轉陰極、中頻反應磁控濺射方式在氬、氮、氧氛圍中濺射沉積，功率為20-80kw，電源頻率為20-40kHz；該可強化三銀低輻射鍍膜玻璃1之AZO層使用陶瓷鋅鋁靶，採用雙旋轉陰極、中頻反應磁控濺射方式在氬、氧氛圍中濺射沉積，功率為5-15kw，電源頻率為20-40kHz；該可強化三銀低輻射鍍膜玻璃1之氧化鎳鉻(NiCrO_x)層使用鎳鉻合金靶，採用平面陰極、直流磁控濺射方式在純氬氛圍中濺射沉積，功率為2-10kw；及該可強化三銀低輻射鍍膜玻璃1之功能層Ag層為使用銀靶，採用平面陰極、直流磁控濺射方式在純氬氛圍中濺射沉積，功率為2-10kw。

使用上述工藝參數制出的玻璃(強化後)光學性能如下(玻璃為6mm普通白玻)：a、玻璃可見光透過率T=57.4%；可見光玻璃面反射率=10.4%；可見光玻璃面色座標a*值=-2.3；可見光玻璃面色座標b*值=-7.7；可見光膜面反射率=7.3%；可見光膜面色座標a*=1.5；可見光膜面色座標b*=-3.1；及玻璃輻射率E=0.011。

b、使用本發明製成6mm+12A+6mm(膜層在室外片的內面)結構的中空玻璃，按照ISO10292標準測定的資料如下：可見光透過率T=51.1%；可見光玻璃面反射率(out)=13.8%；可見光玻璃面反射率(in)=9.4%；太陽能透過率T=13%；太陽能反射率(out)=55%；G-value=0.22；遮陽係數SC=0.25；U值=1.51W/m²．K；及光熱比LSG=2.37。

按，以上所述，僅係本發明之若干較佳實施例，惟，本發明所主張之權利範圍，並不侷限於此，按凡熟悉該項技藝之人士，依據本發明所揭露之技術內容，可輕易思及之等效變化，均應屬不脫離本發明之保護範疇。