TW201412670A - 可異地加工四銀低輻射鍍膜玻璃及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明公開了一種可異地加工四銀低輻射鍍膜玻璃及其製造方法，包括玻璃基底和沉積在玻璃基底上的功能膜系。其中，該功能膜系自玻璃基底向外依次包括：基層電介質層、第一電介質組合層、第一阻隔層、第一功能銀(Ag)層、第二阻隔層、第一間隔電介質組合層、第三阻隔層、第二功能銀(Ag)層、第四阻隔層、第二間隔電介質組合層、第五阻隔層、第三功能銀(Ag)層、第六阻隔層、第三間隔電介質組合層、第七阻隔層、第四功能銀(Ag)層、第八阻隔層、頂層電介質組合層。本發明採用了獨特的功能膜系結構和製造方法，使產品具有較高的可見光透過率、極低的輻射率、良好的光熱比和光學穩定性，耐候性及抗氧化性佳，可實現異地加工，滿足深加工對產品性能的要求。

Description

可異地加工四銀低輻射鍍膜玻璃及其製造方法

本發明涉及建築和車用鍍膜玻璃領域，具體是一種可異地加工四銀低輻射鍍膜玻璃及其製造方法。

四銀低輻射玻璃作為目前國內正在研發的低輻射鍍膜玻璃中的高端產品，由多達四層的銀層組成，具有較高的可見光透過率、很高的紅外線反射率，可以獲得極佳的隔熱保溫效果，另外對於紫外線的阻擋也有著很好的效果。但是現有的四銀低輻射玻璃加工中，只能對玻璃採用先鋼化再鍍膜的加工方式，導致傳統四銀低輻射玻璃不能推廣到車用玻璃上，也不能大面積推廣到民用住宅。主要因為：1)、現代建築和汽車擋風玻璃廣泛採用彎鋼化和熱彎玻璃，而傳統離線低輻射鍍膜玻璃性能較差，不能進行彎鋼化和熱彎等後續熱加工處理，國內現有的鍍膜玻璃生產線也無法良好的實現在彎鋼化和熱彎玻璃基底上進行鍍膜；2)、傳統的加工方式效率低，通常鋼化玻璃的鍍膜裝載率只有75%左右，也就是只能發揮鍍膜線產能的75%，鋼化玻璃需要人工裝、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。鍍膜工序各種補片數量多、生產週期長；3)、玻璃運輸成本高，因離線低輻射鍍膜玻璃必須合成中空玻璃使用，而中空玻璃的運輸增加了運輸支出，例如，6mm低輻射玻璃+12mm空氣層+6mm玻璃的中空玻璃，運輸貨物的體積是單片玻璃的兩倍，基於上述原因，開發一種可以實現異地加工的四銀低輻射鍍膜玻璃勢在必行。

本發明的技術目的是解決現有技術中存在的問題，提供一種產品性能好，耐磨、抗腐蝕、抗氧化，在鍍膜後可異地加工的四銀低輻射 鍍膜玻璃及其製造方法。

本發明之第一目的，係提供一種可異地加工四銀低輻射鍍膜玻璃，包括玻璃基底和沉積在玻璃基底上的功能膜系，該功能膜系包括依次沉積在該玻璃基底上的基層電介質層、第一電介質組合層、第一阻隔層、第一功能銀(Ag)層、第二阻隔層、第一間隔電介質組合層、第三阻隔層、第二功能銀(Ag)層、第四阻隔層、第二間隔電介質組合層、第五阻隔層、第三功能銀(Ag)層、第六阻隔層、第三間隔電介質組合層、第七阻隔層、第四功能銀(Ag)層、第八阻隔層、頂層電介質組合層。

本發明之第二目的，係該基層電介質層為矽基化合物。

本發明之第三目的，係該基層電介質層為Si3N4、SiO2或SiOxNy中的其中之一。

本發明之第四目的，係該第一電介質組合層、頂層電介質組合層、第一間隔電介質組合層、第二間隔電介質組合層、第三間隔電介質組合層由SSTOx、CrNx、CdO、MnO2、InSbO、TixO、SnO2、ZnO、ZnSnOx、ZnSnPbOx、ZrO2、AZO、Si3N4、SiO2、SiOxNy、BiO2、Al2O3、Nb2O5、Ta2O5、In2O3或MoO3材料中的一種或幾種組成。

本發明之第五目的，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、第六阻隔層、第七阻隔層、第八阻隔層為金屬、金屬氧化物或金屬氮化物材料的功能膜系構成。

本發明之第六目的，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、第六阻隔層、第七阻隔層、第八阻隔層為Ti、NiCr、Ni、Cr、Nb、Zr、NiCrOx、NiCrNx或CrNx材料功能膜系中的一種。

本發明之第七目的，係該提供一種可異地加工四銀低輻射鍍膜玻璃的製造方法，該方法包括以下步驟：執行步驟S1：將玻璃基底清洗乾燥後，將其置於真空濺射區，進行預真空過渡；執行步驟S2：在該玻璃基底上自下向上依次沉積形成基層電介質層、第一電介質組合層、第一阻隔層、第一功能銀(Ag)層、第二阻隔 層、第一間隔電介質組合層、第三阻隔層、第二功能銀(Ag)層、第四阻隔層、第二間隔電介質組合層、第五阻隔層、第三功能銀(Ag)層、第六阻隔層、第三間隔電介質組合層、第七阻隔層、第四功能銀(Ag)層、第八阻隔層、頂層電介質組合層。

本發明之第八目的，係該基層電介質層、第一電介質組合層和頂層電介質組合層、第一間隔層電介質組合層、第二間隔層電介質組合層、第三間隔層電介質組合層均採用雙旋轉陰極、中頻反應磁控濺射方式沉積；該第一功能銀層、第二功能銀層、第三功能銀層、第四功能銀層，以及該第一阻隔層、第二阻隔層、第三阻隔層、第四阻隔層、第五阻隔層、第六阻隔層、第七阻隔層、第八阻隔層均採用平面陰極、直流濺射的方式沉積。

本發明之第九目的，係該雙旋轉陰極、中頻反應磁控濺射方式是在氬氧、氬氮或氬氧氮氛圍中進行；該平面陰極、直流濺射的方式是在氬氧、氬氮或純氬氛圍中進行。

本發明對傳統的低輻射鍍膜玻璃進行了改進，提供了一種獨特的功能膜系結構，所提供的可異地加工四銀低輻射鍍膜玻璃及其生產工藝的有益效果在於：1)、傳統的以銀(Ag)作為紅外反射功能膜系的低輻射鍍膜玻璃，不能進行後續熱處理的根本原因是：銀層在加熱過程中易遭破壞，甚至失去紅外反射的功能，如銀層損壞(功能膜系面電阻大幅升高、膜面呈白色霧狀、功能膜系脫落膜面呈擋層)、銀層被氧化(膜面片狀模糊霧狀、滿板針孔裝小白點)等，均為銀層被破壞的現象，因此傳統的四銀低輻射鍍膜玻璃無法進行後續熱處理的。本發明通過在銀層前後增加阻隔層和在玻璃最底層增加耐高溫的電介質層，以保護銀層在熱處理過程中不被破壞，可以實現先鍍膜，後鋼化或熱彎；2)、本發明採用和玻璃材質相近的高硬度材料作為基層電介質層，不僅可以在玻璃基底和功能銀層之間起到很好的粘接作用，並且可以抵消複合功能膜系的內部應力，特別是在抗劃傷、耐磨和抗腐蝕方面效果更 加明顯，滿足鍍膜後的產品在異地加工的需求。

本發明同時還解決了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、顏色選擇受限等問題。產品具有很高的可見光透過率、極低的輻射率、良好的光熱比LSG，具有良好的光學穩定性、耐候性，顏色多樣，可滿足不同客戶的需求，適宜廣泛應用到汽車玻璃和建築玻璃市場。

〔習知〕

無

〔本發明〕

1‧‧‧玻璃基底

100‧‧‧基層電介質層

101‧‧‧第一電介質組合層

102‧‧‧第一阻隔層

103‧‧‧第一功能銀層

104‧‧‧第二阻隔層

105‧‧‧第一間隔電介質組合層

106‧‧‧第三阻隔層

107‧‧‧第二功能銀層

108‧‧‧第四阻隔層

109‧‧‧第二間隔電介質組合層

110‧‧‧第五阻隔層

111‧‧‧第三功能銀層

112‧‧‧第六阻隔層

113‧‧‧第三間隔電介質組合層

114‧‧‧第七阻隔層

115‧‧‧第四功能銀層

116‧‧‧第八阻隔層

117‧‧‧頂層電介質組合層

第1圖為本發明之可異地加工四銀低輻射鍍膜玻璃實施例結構示意圖。

為了闡明本發明的技術方案及技術目的，下面結合附圖及具體實施方式對本發明做進一步的介紹。

如第1圖所示，本發明的可異地加工四銀低輻射鍍膜玻璃的功能膜系結構及功能膜系厚度為：玻璃基底1/基層電介質層100(10-80nm)/第一電介質組合層101(10-80nm)/第一阻隔層102(0.5-5nm)/第一功能銀(Ag)層103(5-40nm)/第二阻隔層104/第一間隔電介質組合層105(10-100nm)/第三阻隔層106(0.5-5nm)/第二功能銀層107(5-40nm)/第四阻隔層108(0.5-5nm)/第二間隔電介質組合層109(10-200nm)/第五阻隔層110(0.5-5nm)/第三功能銀層111(5-40nm)/第六阻隔層112(0.5-5nm)/第三間隔電介質組合層113(10-200nm)/第七阻隔層114(0.5-5nm)/第四功能銀層115(5-40nm)/第八阻隔層116(0.5-5nm)/頂層電介質組合層117(10-80nm)。

其中基層電介質層100為Si3N4、SiO2與SiOxNy中的其中之一，且x值係為0x2，y值係為0y4/3，第一電介質組合層101、頂層電介質組合層117以及第一至第三間隔電介質組合層105、109、113由SSTOx、CrNx、CdO、MnO₂、InSbO、TixO、SnO₂、ZnO、ZnSnOx、ZnSnPbOx、ZrO₂、AZO、Si₃N₄、SiO₂、SiOxNy、BiO₂、Al₂O₃、Nb₂O₅、Ta₂O₅、In₂O₃、MoO₃等材料中的一種或幾種組成，其中SSTOx中的x值係為0x3.5， CrNx中的x值係為0.5x0.75，TixO中的x值係為0<x0.5，ZnSnOx中的x值係為2x3，ZnSnPbOx中的x值係為3x5，SiOxNy中的x值係為0x2，SiOxNy中的y值係為0y4/3。

該第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八阻隔層102、104、106、108、110、112、114、116為金屬、金屬氧化物或金屬氮化物材料的功能膜系構成，優選Ti、NiCr、Ni、Cr、Nb、Zr、NiCrOx、NiCrNx、CrNx材料中的一種，其中NiCrOx中的x值係為0x2，CrNx中的x值係為0.5x0.75。

下面為本發明的一個具體應用實例的材料功能膜系結構：玻璃基底/SiNxOy/ZnO/NiCrOx/Ag/NiCrOx/ZnSnOx/NiCrOx/Ag/NiCrOx/ZnSnOx/NiCrOx/Ag/NiCrOx/ZnSnOx/NiCrOx/Ag/NiCrOx/ZnSnOx/Si₃N₄。其中，基層電介質層100為氮氧化矽(SiNxOy)，功能膜系厚度為：46.0nm；第一電介質組合層101為氧化鋅(ZnO)，功能膜系厚度為：10nm；第一阻隔層102為氧化鎳鉻(NiCrOx)，功能膜系厚度為：0.3nm；第一功能銀(Ag)層103，功能膜系厚度為：13.9nm；第二阻隔層104為氧化鎳鉻(NiCrOx)，功能膜系厚度為：0.3nm；第一間隔電介質組合層105為氧化鋅錫(ZnSnOx)，功能膜系厚度為：69.7nm；第三阻隔層106為氧化鎳鉻(NiCrOx)，功能膜系厚度為：0.3nm；第二功能銀層107，功能膜系厚度為：15.0nm；第四阻隔層108為氧化鎳鉻(NiCrOx)，功能膜系厚度為：0.3nm；第二間隔電介質組合層109為氧化鋅錫(ZnSnOx)，功能膜系厚度為：58.6nm；第五阻隔層110為氧化鎳鉻(NiCrOx)，功能膜系厚度為：0.3nm； 第三功能銀層111，功能膜系厚度為：9.4nm；第六阻隔層112為氧化鎳鉻(NiCrOx)，功能膜系厚度為：0.3nm；第三間隔電介質組合層113為氧化鋅錫(ZnSnOx)，功能膜系厚度為：31.4nm；第七阻隔層114為氧化鎳鉻(NiCrOx)，功能膜系厚度為：0.3nm；第四功能銀層115，功能膜系厚度為：12.7nm；第八阻隔層116為氧化鎳鉻(NiCrOx)，功能膜系厚度為：0.3nm；頂層電介質組合層117為氧化鋅錫(ZnSnOx)和氮化矽(Si₃N₄)功能膜系構成，厚度分別為：15.2nm、18.4nm。

上述功能膜系的加工工藝為：所有氮化矽(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；所有氮氧化矽(SiOxNy)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；氧化鋅(ZnO)層使用鋅鋁(98：2)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10-50kw，電源頻率為20-40kHz；氧化鋅錫(ZnSnOx)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；氧化鎳鉻(NiCrOx)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；所有功能層銀層103、107、111、115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。

本發明的製造方法具體流程為：(1)、將玻璃基底1清洗乾燥後，將其置於真空濺射區，進行預真空過渡；(2)、在該玻璃基底1上沉積形成基層電介質層100；(3)、在該基層電介質層100上沉積第一電介質組合層101；(4)、在該第一電介質組合層101上沉積形成第一阻隔層102；(5)、在該第一阻隔層102上沉積形成第一功能銀層103；(6)、在該第一功能銀層103上沉積形成第二阻隔層104；(7)、在該第二阻隔層104上沉積形成第一間隔電介質組合層105；(8)、在該第一間隔電介質組合層105上沉積形成第三阻隔層106；(9)、在該第三阻隔層106上沉積形成第二功能銀層107；(10)、在該第二功能銀層107上沉積形成第四阻隔層108；(11)、在該第四阻隔層108上沉積形成第二間隔電介質組合層109；(12)、在該第二間隔電介質組合層109上沉積形成第五阻隔層110；(13)、在該第五阻隔層110上沉積形成第三功能銀層111；(14)、在該第三功能銀層111上沉積形成第六阻隔層112；(15)、在該第六阻隔層112上沉積形成第三間隔電介質組合層113；(16)、在該第三間隔電介質組合層113上沉積形成第七阻隔層114；(17)、在該第七阻隔層114上沉積形成第四功能銀層115；(18)、在該第四功能銀層115上沉積形成第八阻隔層116； (19)、在該第八阻隔層116上沉積形成頂層電介質組合層117；(20)、形成產品；(21)、線上測量光學性能參數；(22)、成品檢驗；及(22)、產品包裝。

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=60.8%；可見光玻璃面反射率=10.2%；可見光玻璃面色座標a*值=-2.3；可見光玻璃面色座標b*值=-5.2；可見光膜面反射率=6.5%；可見光膜面色座標a*=-2.0；可見光膜面色座標b*=-3.0；玻璃輻射率E=0.018；功能膜系電阻低於1.3Ω．cm²。

b、使用本發明製成6mm+12A+6mm(功能膜系在室外片的內面)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=55.8%；可見光玻璃面反射率(out)=12.4%；可見光玻璃面反射率(in)=8.6%；太陽能透過率T=16%； 太陽能反射率(out)=54%；G-value=0.23；遮陽係數SC=0.26；U值=1.56W/m2．K；光熱比LSG=2.44；以上已以較佳實施例公開了本發明，然其並非用以限制本發明，凡採用等同替換或者等效變換方式所獲得的技術方案，均落在本發明的保護範圍之內。

1‧‧‧玻璃基底

100‧‧‧基層電介質層

101‧‧‧第一電介質組合層

102‧‧‧第一阻隔層

103‧‧‧第一功能銀層

104‧‧‧第二阻隔層

105‧‧‧第一間隔電介質組合層

106‧‧‧第三阻隔層

107‧‧‧第二功能銀層

108‧‧‧第四阻隔層

109‧‧‧第二間隔電介質組合層

110‧‧‧第五阻隔層

111‧‧‧第三功能銀層

112‧‧‧第六阻隔層

113‧‧‧第三間隔電介質組合層

114‧‧‧第七阻隔層

115‧‧‧第四功能銀層

116‧‧‧第八阻隔層

117‧‧‧頂層電介質組合層

Claims (9)

1. 一種可異地加工四銀低輻射鍍膜玻璃，包括玻璃基底和沉積在該玻璃基底上的複數個功能膜系，其特徵在於，該等功能膜系包括依次沉積在該玻璃基底上的一基層電介質層、一第一電介質組合層、一第一阻隔層、一第一功能銀層、一第二阻隔層、一第一間隔電介質組合層、一第三阻隔層、一第二功能銀層、一第四阻隔層、一第二間隔電介質組合層、一第五阻隔層、一第三功能銀層、一第六阻隔層、一第三間隔電介質組合層、一第七阻隔層、一第四功能銀層、一第八阻隔層及一頂層電介質組合層。
2. 如請求項1所述的可異地加工四銀低輻射鍍膜玻璃，其特徵在於，該基層電介質層為矽基化合物。
3. 如請求項2所述的可異地加工四銀低輻射鍍膜玻璃，其特徵在於，該基層電介質層為Si3N4、SiO2與SiOxNy中的其中之一，其中x值係為0x2，且y值係為0y4/3。
4. 如請求項1所述的可異地加工四銀低輻射鍍膜玻璃，其特徵在於，該第一電介質組合層、該頂層電介質組合層、該第一間隔電介質組合層、該第二間隔電介質組合層或該第三間隔電介質組合層由SSTOx、CrNx、CdO、MnO2、InSbO、TixO、SnO2、ZnO、ZnSnOx、ZnSnPbOx、ZrO2、AZO、Si3N4、SiO2、SiOxNy、BiO2、Al2O3、Nb2O5、Ta2O5、In2O3或MoO3材料中的一種或幾種組成，其中SSTOx中的x值係為0x3.5，CrNx中的x值係為0.5x0.75，TixO中的x值係為0<x0.5，ZnSnOx中的x值係為2x3，ZnSnPbOx中的x值係為3x5，SiOxNy中的x值係為0x2，SiOxNy中的y值係為0y4/3。
5. 如請求項1所述的可異地加工四銀低輻射鍍膜玻璃，其特徵在於，該第一阻隔層、該第二阻隔層、該第三阻隔層、該第四阻隔層、該第五阻隔層、該第六阻隔層、該第七阻隔層或該第八阻隔層為金屬、金屬氧化物或金屬氮化物材料的功能膜系構成。
6. 如請求項5所述的可異地加工四銀低輻射鍍膜玻璃，其特徵在於，該第一阻隔層、該第二阻隔層、該第三阻隔層、該第四阻隔層、該第五阻隔層、該第六阻隔層、該第七阻隔層或該第八阻隔層為Ti、NiCr、Ni、Cr、Nb、Zr、NiCrOx、NiCrNx或CrNx材料功能膜系中的一種，其中NiCrOx中的x值係為0x2，CrNx中的x值係為0.5x0.75。
7. 一種可異地加工四銀低輻射鍍膜玻璃的製造方法，其特徵在於，該製造方法包括以下步驟：執行步驟S1：將一玻璃基底清洗乾燥後，將其置於一真空濺射區，進行預真空過渡；執行步驟S2：在該玻璃基底上自下向上依次沉積形成一基層電介質層、一第一電介質組合層、一第一阻隔層、一第一功能銀層、一第二阻隔層、一第一間隔電介質組合層、一第三阻隔層、一第二功能銀層、一第四阻隔層、一第二間隔電介質組合層、一第五阻隔層、一第三功能銀層、一第六阻隔層、一第三間隔電介質組合層、一第七阻隔層、一第四功能銀層、一第八阻隔層及一頂層電介質組合層。
8. 如請求項7所述的可異地加工四銀低輻射鍍膜玻璃的製造方法，其特徵在於，該基層電介質層、該第一電介質組合層、該頂層電介質組合層、該第一間隔層電介質組合層、該第二間隔層電介質組合層及該第三間隔層電介質組合層均採用雙旋轉陰極及中頻反應磁控濺射方式沉積；該第一功能銀層、該第二功能銀層、該第三功能銀層、該第四功能銀層，及 該第一阻隔層、該第二阻隔層、該第三阻隔層、該第四阻隔層、該第五阻隔層、該第六阻隔層、該第七阻隔層及該第八阻隔層均採用平面陰極、直流濺射的方式沉積。
9. 如請求項8所述的可異地加工四銀低輻射鍍膜玻璃的製造方法，其特徵在於，該雙旋轉陰極或中頻反應磁控濺射方式是在氬氧、氬氮或氬氧氮氛圍中進行；該平面陰極或直流濺射的方式是在氬氧、氬氮或純氬氛圍中進行。