一種三銀低輻射膜玻璃的製作方法

2023-06-12 17:31:31

專利名稱：一種三銀低輻射膜玻璃的製作方法
一種三銀低輻射膜玻璃
技術領域：
本發明涉及特種玻璃領域，尤其涉及一種三銀低輻射膜玻璃。背景4支術
三銀低輻射膜玻璃(又稱triple-silver LOW-E玻璃)，是在玻璃表面鍍制包 括三層銀層在內的多層金屬或其他化合物組成的膜系產品。由於銀層具有低輻 射率的特性，低輻射玻璃對可見光有較高的透射率，對紅外線有很高的反射率， 具有良好的隔熱性能。
採用真空磁控濺射法生產普通三銀低輻射膜玻璃的膜層結構一般為玻璃/ 基層電介質組合層/第一 Ag層/第一阻擋層/第一隔層電介質組合層/第二 Ag層/ 第二阻擋層/第二隔層電介質組合層/第三Ag層/第三阻擋層/上層電介質組合層 等。
電介質組合層一般為金屬或非金屬的氧化物或氮化物，如1102、 ZnSnOx、 Sn02、 ZnO、 Si02、 Ta2Os、 Bi02、 A1203、 ZnAl204、 Nb205、 Si3N4、 AZO等；
第一阻擋層、第二阻擋層和第三阻擋層一般為金屬或金屬氧化(氮化)物， 也可以是合金或合金氧化(氮化)物，如Ti、 NiCr或者NiCrOx， NiCrNx。
但是,在傳統的低輻射玻璃加工中，為了能實現較好的U值和選擇係數Lsg, 就必須增加膜層中的銀層厚度來降低玻璃膜層的輻射率，以得到理想的選擇系 數，但是增加銀層厚度就意味著可見光透過率降低、外觀顏色呈現幹擾色、顏 色的選擇範圍受到限制，無法達到理想的綜合指標。

發明內容
本發明的目的在於，採用獨特的膜層配置構造出一種三銀低輻射玻璃，可 推廣應用到汽車玻璃和民用建築玻璃。
為達到上述發明目的，本發明提出以下的技術方案
一種三銀低輻射膜玻璃，該玻璃的膜層結構為玻璃/基層電介質組合層/第 一 Ag層/第一阻擋層/第一隔層電介質組合層/第二 Ag層/第二阻擋層/第二隔層 電介質組合層/第三Ag層/第三阻擋層/第一上層電介質組合層/第二上層電介質組合層。
根據本發明所提供的三銀低輻射膜玻璃，所述基層電介質組合層、第一隔 層電介質組合層、第二隔層電介質組合層、第一上層電介質組合層、第二上層
電介質組合層是由金屬或非金屬的氧化物或氮化物構成，優選1102、 ZnSnOx、 Sn02、 ZnO、 Si02、 Ta2Os、 Bi02、 A1203、 ZnAl204、 Nb205、 Si3N4、 AZO中的
至少一種。
根據本發明所提供的三銀低輻射膜玻璃，所述基層電介質組合層厚度為 10~30nm。
根據本發明所提供的三4艮低輻射膜玻璃，所述第 一 隔層電介質組合層的厚 度為38~90nm;第二隔層電介質組合層的厚度為30 110nm。
根據本發明所提供的三銀低輻射膜玻璃，所述第一上層電介質組合層的厚 度為10~35nm;第二上層電介質組合層的厚度為10 30nm。
根據本發明所提供的三銀低輻射膜玻璃，所述第一Ag層、第二Ag層、第 三Ag層的厚度為8 35nm。
根據本發明所提供的三銀低輻射膜玻璃，所述第一阻擋層、第二阻擋層、 第三阻擋層的材料是氧化鎳鉻或氮化鎳鉻，層厚l~10nm。
本發明還提供了 一種上述三銀4氐輻射膜玻璃的生產工藝，包括以下步驟
(1) 基礎玻璃清洗乾燥，並置於真空賊射區；
(2) 雙旋轉陰極、中頻反應磁控濺射沉積基層電介質組合層；
(3) 平面陰極或旋轉陰極、直流或直流加脈衝磁控賊射沉積第一Ag層；
(4) 平面陰極或旋轉陰極、直流或直流加脈衝》茲控賊射沉積第一阻擋層；
(5) 雙旋轉陰極、中頻反應磁控濺射沉積第一隔層電介質組合層；
(6) 平面陰極或旋轉陰極、直流或直流加脈沖i茲控濺射沉積第二 Ag層；
(7) 平面陰極或旋轉陰極、直流或直流加脈沖i茲控濺射沉積第二阻擋層；
(8) 雙旋轉陰極、中頻反應磁控濺射沉積第二隔層電介質組合層；
(9) 平面陰極或旋轉陰極、直流或直流加脈沖磁控濺射沉積第三Ag層；
(10) 平面陰極或旋轉陰極、直流或直流加脈沖》茲控濺射沉積第三阻擋層；
(11) 雙旋轉陰極、中頻反應磁控濺射分別沉積第一、第二上層電介質組合層。 根據本發明所提供的三銀低輻射膜玻璃的生產工藝，所述雙旋轉陰極、中
頻反應磁控濺射是在氬氮或氬氧氛圍中進行，功率30kw-100kw，中頻電源頻率為30-50kHz。
根據本發明所提供的三銀低輻射膜玻璃的生產工藝，所述平面陰極或旋轉 陰極、直流或直流加脈沖磁控濺射是在氬氧氛圍中進行，功率2-8kw。
從以上技術方案可以看出，本發明所提供的三銀低輻射膜玻璃及其生產工 藝，採用了獨特的膜層結構、工藝和方法對傳統低輻射鍍膜玻璃進行改進，使 產品具有低輻射率、良好的選擇係數Lsg;該玻璃的室內外顏色接近中性色且無 幹擾色，具有良好的光學穩定性能、耐候性等，顏色多樣，並可廣泛推廣應用 到汽車玻璃和民用建築玻璃。


圖1所示是本發明的三4艮低輻射膜玻璃的結構示意圖2所示是本發明的三銀低輻射膜玻璃的生產工藝流程示意圖。
具體實施方式
本發明提供的三銀低輻射膜玻璃的膜層結構為玻璃基片/基層電介質組合 層(10 30nrn) /第一 Ag層(8 35nm) /第一阻擋層(1 10nrn) /第一隔層電介 質組合層(38 90nrn) /第二 Ag層(8~35nm) /第二阻擋層(1 10nm) /第二隔 層電介質組合層(30 110nm) /第三Ag層(8 35nm) /第三阻擋層(l~10nm) / 第一上層電介質組合層(10 35nrn) /第二上層電介質組合層(10 30nrn)。
各介質膜層為真空濺射沉積的金屬或非金屬的氧化物或氮化物，如Ti02、 ZnSnOx、 Sn02、 ZnO、 Si02、 Ta2Os、 Bi02、 A1203、 ZnAl204、 Nb205、 Si3N4、 AZO等。
在實際應用中，常用的三銀低輻射膜玻璃的膜層結構及厚度為玻璃基片/ 基層電介質組合層(15 17nm)/第一 Ag層(12 21nm)/第一阻擋層(1.5~2.0nm) /第一隔層電介質組合層(58~60nm) /第二 Ag層(12~21nm ) /第二阻擋層 (1.5 2.0nm) /第二隔層電介質組合層(66 68nrn) /第三Ag層(12 21nrn) /第 三阻擋層(1.5 2.0nrn) /第一上層電介質組合層(20 22nm) /第二上層電介質組 合層(8~10nm)。
下面為本發明提供的三銀低輻射膜玻璃一個應用實例的膜結構
玻璃基片/ ZnSnOx層/ Ag層/ NiCrOx層/ ZnSnOx層 / Ag / NiCrOx層/
6ZnSnOx層/Ag層/NiCrOx層/ZnSnOx層/SigN4層。
其中，基層電介質組合層是氧化鋅錫(ZnSnOx)的膜層厚度為16nm; 第一銀層膜層厚度為12nm;
第一阻擋層主要材料為氧化鎳鉻，膜層厚度為2nm; 第一隔層電介質組合層氧化鋅錫的膜層厚度為59nm; 第二《艮層膜層厚度為15nm;
第二阻擋層主要材料為氧化鎳鉻，膜層厚度為2nm; 第二隔層電介質組合層氧化鋅錫的膜層厚度為67nm; 第三銀層膜層厚度為21nm;
第三阻擋層主要材料為氧化鎳鉻，膜層厚度為2nm; 第一上層電介質組合層氧化鋅錫，膜層厚度為22nm; 第二上層電介質組合層氮化矽，膜層厚度為10nm。 上述膜層的加工工藝為
所有氧化鋅錫層系採用中頻電源加旋轉陰極在氬氧氛圍中濺射沉積，功率 為30kw-100kw,中頻電源頻率為30-50kHz;
所有氧化鎳鉻層系在氬氧氛圍中濺射鎳鉻合金，功率為2-8kw;
氮化矽(Si3N4)層系採用中頻電源加旋轉陰極在氬氮氛圍中濺射沉積，功 率為30kw-100kw,中頻電源頻率為30-50kHz;
銀層平面陰極或旋轉陰極、直流或直流加脈沖磁控、踐射，在氬氣氛圍中 沉積，功率為2-8kw。
本發明所提供的三銀低輻射膜玻璃及其生產工藝的特點在於
1. 在傳統的以Ag為紅外反射膜層的低輻射玻璃中增加銀層和電介質層組 合層，使銀層厚度分散並由電介質層組合層承載遮擋，能增加銀層厚度而有效 提高選擇係數，不會降低透過率和影響外光顏色的調整空間，得到良好的綜合 指標。
2. 從兩個方面解決產品在加厚Ag層過程中透過率降低和外光呈現幹擾色 的問題， 一是膜層設計，讓Ag層兩邊的膜層材料對銀層具有更好的遮擋能力， Ag層兩邊的膜層厚度呈一定比例；二是鍍膜工藝，讓Ag層及兩邊的阻擋層更 薄更緻密。
3. 基層電介質組合層和隔層電介質組合層為減反射膜層，起著連接玻璃和功能層的作用，要求膜層與玻璃之間粘接性能好，並緩解整個低輻射膜的內部 應力。上層電介質組合層直接影響著產品的抗劃傷、耐磨和抗腐蝕性能。這兩 個組合層的折射率要有較好的匹配，才能使產品的反射率和透過率達到理想值，
這兩個組合層採用頻率30-50kHz的中頻電源加旋轉陰極濺射，同時中頻電源具 有較好的滅弧性能。
以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細， 但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域 的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和 改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附 權利要求為準。
權利要求
1、一種三銀低輻射膜玻璃，其特徵在於，該玻璃的膜層結構為玻璃/基層電介質組合層/第一Ag層/第一阻擋層/第一隔層電介質組合層/第二Ag層/第二阻擋層/第二隔層電介質組合層/第三Ag層/第三阻擋層/第一上層電介質組合層/第二上層電介質組合層。
2、 根據權利要求1所述的三銀低輻射膜玻璃，其特徵在於，所述基層電介 質組合層、第一隔層電介質組合層、第二隔層電介質組合層、第一上層電介質 組合層、第二上層電介質組合層是由金屬或非金屬的氧化物或氮化物構成，優 選Ti02、 ZnSnOx、 Sn02、 ZnO、 Si02、 Ta205、 Bi02、 A1203、 ZnAl204、 Nb205、 Si3N4、 AZO中的至少一種。
3、 根據權利要求2所述的三銀低輻射膜玻璃，其特徵在於，所述基層電介 質組合層厚度為10 30nrn。
4、 根據權利要求2所述的三銀低輻射膜玻璃，其特徵在於，所述第一隔層 電介質組合層的厚度為38 90nm;所述第二隔層電介質組合層的厚度為 3(M10nm。
5、 根據權利要求2所述的三銀低輻射膜玻璃，其特徵在於，所述第一上層 電介質組合層的厚度為10~35nm;所述第二上層電介質組合層的厚度為 10~30nm。
6、 根據權利要求1所述的三銀低輻射膜玻璃，其特徵在於，所述第一 Ag 層、第二Ag層、第三Ag層的厚度為8-35nm。
7、 根據權利要求1所述的三銀低輻射膜玻璃，其特徵在於，所述第一阻擋 層、第二阻擋層、第三阻擋層的材料是氧化鎳鉻或氮化鎳鉻，層厚l 10nm。
8、 權利要求l-7任意一項所述三銀低輻射膜玻璃的生產工藝，包括以下步驟(1) 基礎玻璃清洗乾燥，並置於真空濺射區；(2) 雙旋轉陰極、中頻反應磁控'踐射沉積基層電介質組合層；(3) 平面陰極或旋轉陰極、直流或直流加脈沖磁控'踐射沉積第一 Ag層；(4) 平面陰極或旋轉陰極、直流或直流加脈沖磁控賊射沉積第一阻擋層；(5) 雙旋轉陰極、中頻反應磁控'戚射沉積第一隔層電介質組合層；(6) 平面陰極或旋轉陰極、直流或直流加脈衝;茲控賊射沉積第二Ag層；(7) 平面陰極或旋轉陰極、直流或直流加脈衝磁控'踐射沉積第二阻擋層；(8) 雙旋轉陰極、中頻反應磁控濺射沉積第二隔層電介質組合層；(9) 平面陰極或旋轉陰極、直流或直流加脈沖^茲控濺射沉積第三Ag層；(10) 平面陰才及或旋轉陰才及、直流或直流加脈衝磁控賊射沉積第三阻擋層；(11) 雙旋轉陰極、中頻反應磁控濺射分別沉積第一、第二上層電介質組合層。
9、 根據權利要求8所述的三銀低輻射膜玻璃的生產工藝，其特徵在於，所 述雙旋轉陰極、中頻反應磁控濺射是在氬氮或氬氧氛圍中進行，功率 30kw-100kw，中頻電源頻率為30-50kHz。
10、 根據權利要求8所述的三銀低輻射膜玻璃的生產工藝，其特徵在於， 所述平面陰極或旋轉陰極、直流或直流加脈沖^茲控濺射是在氬氧氛圍中進行， 功率2-8kw。
全文摘要
本發明提供了一種三銀低輻射膜玻璃，該玻璃的膜層結構為玻璃/基層電介質組合層/第一Ag層/第一阻擋層/第一隔層電介質組合層/第二Ag層/第二阻擋層/第二隔層電介質組合層/第三Ag層/第三阻擋層/第一上層電介質組合層/第二上層電介質組合層。本發明還提供了該玻璃的生產工藝。該三銀低輻射膜玻璃及其生產工藝，採用了獨特的膜層結構、工藝和方法對傳統低輻射鍍膜玻璃進行改進，使產品具有低輻射率、良好的選擇係數Lsg；該玻璃的室內外顏色接近中性色且無幹擾色，具有良好的光學穩定性能、耐候性等，顏色多樣，並可廣泛推廣應用到汽車玻璃和民用建築玻璃。
文檔編號C03C17/36GK101497501SQ20091010585
公開日2009年8月5日 申請日期2009年3月6日 優先權日2009年3月6日
發明者崔平生, 曾小綿, 陳可明 申請人:中國南玻集團股份有限公司