可鋼化三銀低輻射鍍膜玻璃及其生產工藝的製作方法

2023-06-12 01:02:36 2

專利名稱：可鋼化三銀低輻射鍍膜玻璃及其生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種車用和建築用鍍膜玻璃，具體是一種可鋼化三銀低輻射鍍膜玻璃及其生產工藝。
背景技術：
低輻射鍍膜玻璃(又稱LOW-E玻璃)，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，只能對玻璃採用先鋼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鋼化和熱彎玻璃，則傳統離線低輻射鍍膜玻璃不能進行彎鋼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，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，補片周期長，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，開發一種新型的可鋼化三銀低輻射玻璃勢在必行。發明內容
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、外觀顏色呈現幹擾色、 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鋼化三銀低輻射鍍膜玻璃及其生產工藝。
本發明的技術方案是
一種可鋼化三銀低輻射鍍膜玻璃，包括玻璃本體和鍍膜，其特徵在於，以所述玻璃基片為基板，所述鍍膜由內向外的膜層結構為
第一電介質組合層、第一阻擋保護層、第一電介質層、第一銀層、第二阻擋保護層、 第一間隔電介質組合層、第三阻擋保護層、第二電介質層、第二銀層、第四阻擋保護層、第二間隔電介質組合層、第五阻擋保護層、第三電介質層、第三銀層、第六阻擋保護層、第二電介質組合層。
進一步的技術方案還包括
所述第一電介質組合層、第二電介質組合層為矽基化合物材料。
作為優選，所述矽基化合物材料為Si3N4、SiO2或SiOxNy。
所述第一電介質層、第二電介質層、第三電介質層為金屬鋅化合物材料。
作為優選，所述金屬鋅化合物材料為ai0、AZ0中的一種。
所述第一間隔電介質組合層、第二間隔電介質組合層為SSTOx、CrNx, CdO、MnO2, InSbO、TxO, SnO2, ZnO,ZnSnOx, ZnSnPbOx, Zr02、ΑΖ0、Si3N4, Si02、SiOxNy,BiO2,Al2O3^Nb2O5, Ta2O5, Ιη203、MoO3材料中的一種或幾種構成。
所述第一、第二、第三、第四、第五、第六阻擋保護層為金屬、金屬氧化物或金屬氮化物材料,作為優選,可選用Ti、NiCr、Ni、Cr、Nb、Zr、NiCrOx、NiCrNx、CrNx中的一種。
一種可鋼化三銀低輻射鍍膜玻璃的生產工藝，採用真空磁控濺射鍍膜，其特徵在於，包括以下步驟
步驟一、將玻璃基片清洗乾燥後，置於真空濺射區，進行於真空過渡；
步驟二、以所述玻璃基片為基板，依次沉積第一電介質組合層、第一阻擋保護層、 第一電介質層、第一銀層、第二阻擋保護層、第二間隔層電介質組合層、第三阻擋保護層、第二電介質層、第二銀層、第四阻擋保護層、第二間隔電介質組合層、第五阻擋保護層、第三層電介質層、第三銀層、第六阻擋保護層、第二電介質組合層，形成產品。
進一步的，所述第一、第二、第三電介質層、第一、第二電介質組合層、第一、第二間隔電介質組合層均採用雙旋轉陰極、中頻反應磁控濺射的方式在氬氧、氬氮或氬氧氮氛圍中進行沉積；所述第一、第二銀層、第一至第六阻擋保護層均採用平面陰極、直流濺射的方式沉積在氬氧、氬氮或純氬氛圍中沉積。
本發明所提供的可鋼化三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Ag作為紅外反射膜層的低輻射鍍膜玻璃，不能進行後續熱處理的根本原因是Ag層在加熱過程中易於被破壞，如膜層面電阻大幅升高、膜面呈白色霧狀、膜層脫落膜面呈擋層；Ag層被氧化，膜面片狀模糊霧狀、滿板針孔狀小白點等，均為Ag層被破壞的現象，有時甚至失會去紅外反射的功能，因此傳統的三銀低輻射鍍膜玻璃是不能進行後續熱處理的。本發明通過在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^Vg層在熱處理過程中不被破壞，滿足異地加工的需求；
2、本發明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、本發明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；
4、本發明的玻璃膜層在鋼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；
本發明的可鋼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。


圖1是本發明產品的結構示意圖2是本發明工藝的流程示意圖。具體實施方式

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。
如圖所示，本發明的可鋼化三銀低輻射鍍膜玻璃的結構為
玻璃基片/第一電介質組合層/第一阻擋保護層/第一電介質層/第一銀層/第二阻擋保護層/第一間隔電介質組合層/第三阻擋保護層/第二電介質層第二銀層/第四阻擋保護層/第二間隔電介質組合層/第五阻擋保護層/第三電介質層/第三銀層/第六阻擋保護層/第二電介質組合層。
所述第一、第二電介質組合層的厚度為IO-SOnm ；
所述第一、第二間隔電介質組合層的厚度為10-200nm ；
所述第一、第二、第三、第四、第五、第六阻擋保護層的厚度為0. 3-5nm ；
所述第一、第二、第三電介質層的厚度為5-10nm ；
所述第一、第二、第三銀層的厚度為5-40nm。
實施例1
本實施例膜層材料結構為玻璃基片/SiNxOy/NiCr0x/AZ0/Ag/NiCr0x/ZnSn0x/ NiCrOx/AZO/Ag/NiCr0x/ZnSn0x/NiCr0x/AZ0/Ag/NiCrOx 層 /Si3N4。
第一電介質組合層為氮氧化矽(SiNxOy)，膜層厚度為46nm ；
第一阻擋保護層為氧化鎳鉻(NiCrOx)，膜層厚度為0. 3nm ；
第一電介質層為ΑΖ0，膜層厚度為6nm ；
第一銀層膜層厚度為13. 9nm ；
第二阻擋保護層為氧化鎳鉻(NiCrOx)，膜層厚度為0. 3nm ；
第一間隔電介質組合層為氧化鋅錫(SiSnOx)，膜層厚度為69. 7nm ；
第三阻擋保護層為氧化鎳鉻(NiCrOx)，膜層厚度為0. 3nm ；
第二電介質層為ΑΖ0，膜層厚度為6nm ；
第二銀層膜層厚度為15. Onm ；
第四阻擋保護層為氧化鎳鉻(NiCrOx)，膜層厚度為0. 3nm ；
第二間隔電介質組合層為氧化鋅錫(SiSnOx)，膜層厚度為58. 6nm ；
第五阻擋保護層為氧化鎳鉻(NiCrOx)，膜層厚度為0. 3nm ；
第三電介質層為ΑΖ0，膜層厚度為6nm ；
第三銀層膜層厚度為9. 4nm ；
第六阻擋保護層為氧化鎳鉻(NiCrOx)，膜層厚度為0. 3nm ；
第二電介質組合層為氮化矽(Si3N4)膜層厚度分別為32. 2nm ；
上述結構中的氮化矽(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 ；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 ；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 ；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(MCrOx)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-lOkw ；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 ；如圖2所示，膜層依次鍍膜完成後對產品參數進行在線測量，然後成品檢驗，之後 包裝產品。使用上述エ藝參數制出的玻璃(鋼化後)光學性能如下(玻璃為6mm普通白玻)a、玻璃可見光透過率T = 62. 6 % ；可見光玻璃面反射率=10.2% ；可見光玻璃面色坐標a*值=-1. 8 ；可見光玻璃面色坐標b*值=-5. 0 ；可見光膜面反射率=6.5% ；可見光膜面色坐標a* = -2. 2 ；可見光膜面色坐標b* = -3. 6 ；玻璃輻射率E = 0. 014。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 IS010292標準測定的數據如下可見光透過率T = 57. 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 = 17%;太陽能反射率(out) = 53% ；G-value = 0. 24 ；遮陽係數SC = 0. 275 ；U 值=1. 51W/m2 K ；光熱比LSG = 2. 40。實施例2 本實施例膜層材料結構為玻璃基片/SiNxOy/NiCr0x/AZ0/Ag/NiCr0x/SiNx0y/ NiCr0x/AZ0/Ag/NiCr0x/SiNx0y/NiCr0x/AZ0/Ag/NiCr0x/SiNx0y/Si3N4。所述組合層可以是 由多種材料各自構成的單層疊加組合。其中，第一電介質組合層為氮氧化矽(SiNxOy)，膜層度為48. Onm ；第一阻擋保護層為氧化鎳鉻(NiCrOx)，膜層厚度為0. 3nm ；
第一電介質層為ΑΖ0，膜層厚度為8nm ；
第一銀層膜層厚度為13. 5nm ；
第二阻擋保護層為氧化鎳鉻(NiCrOx)，膜層厚度為0. 3nm ；
第一間隔電介質組合層為氮氧化矽(SiNxOy)，膜層厚度為68. 2nm ；
第三阻擋保護層為氧化鎳鉻(NiCrOx)，膜層厚度為0. 3nm ；
第二電介質層為ΑΖ0，膜層厚度為8nm ；
第二銀層膜層厚度為15. 2nm ；
第四阻擋保護層為氧化鎳鉻(NiCrOx)，膜層厚度為0. 3nm ；
第二間隔電介質組合層為氮氧化矽(SiNxOy)，膜層厚度為58. Snm ；
第五阻擋保護層為氧化鎳鉻(NiCrOx)，膜層厚度為0. 3nm ；
第三電介質層為ΑΖ0，膜層厚度為8nm ；
第三銀層膜層厚度為9. Snm ；
第六阻擋保護層為氧化鎳鉻(NiCrOx)，膜層厚度為0. 3nm ；
第二電介質組合層為氮氧化矽(SiNxOy)和氮化矽(Si3N4)兩層膜層構成，膜層厚度分別為16. 6nm、18. 2nm。
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 ；
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 ；
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 ；
氧化鎳鉻(MCrOx)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-lOkw ；
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(鋼化後)光學性能如下(玻璃為6mm普通白玻)
a、玻璃可見光透過率T = 56. 4% ；
可見光玻璃面反射率=11. 4% ；
可見光玻璃面色坐標a*值=-2. 8 ；
可見光玻璃面色坐標b*值=-7. 0 ；
可見光膜面反射率=7.8% ；
可見光膜面色坐標a* = 1. 2 ；
可見光膜面色坐標b* = -3. 3 ；
玻璃輻射率E = 0. 015。
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 IS010292標準測定的數據如下
可見光透過率T = 52. ；
可見光玻璃面反射率(out) = 13.4% ；
可見光玻璃面反射率(in) = 9.6% ；
太陽能透過率T = 14% ；
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 ；
光熱比LSG = 2. 37。
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。
權利要求
1.一種可鋼化三銀低輻射鍍膜玻璃，包括玻璃本體和鍍膜，其特徵在於，以所述玻璃基片為基板，所述鍍膜由內向外的膜層結構為第一電介質組合層、第一阻擋保護層、第一電介質層、第一銀層、第二阻擋保護層、第一間隔電介質組合層、第三阻擋保護層、第二電介質層、第二銀層、第四阻擋保護層、第二間隔電介質組合層、第五阻擋保護層、第三電介質層、第三銀層、第六阻擋保護層、第二電介質組合層 ο
2.根據權利要求1所述的一種可鋼化三銀低輻射鍍膜玻璃，其特徵在於，所述第一電介質組合層、第二電介質組合層為矽基化合物材料。
3.根據權利要求2所述的一種可鋼化三銀低輻射鍍膜玻璃，其特徵在於所述矽基化合物材料為Si3N4、SiO2或SiOxNy。
4.根據權利要求1所述的一種可鋼化三銀低輻射鍍膜玻璃，其特徵在於，所述第一電介質層、第二電介質層、第三電介質層為金屬鋅化合物材料。
5.根據權利要求4所述的一種可鋼化三銀低輻射鍍膜玻璃，其特徵在於， 所述金屬鋅化合物材料為ai0、AZ0中的一種。
6.根據權利要求1所述的一種可鋼化三銀低輻射鍍膜玻璃，其特徵在於，所述第一間隔電介質組合層、第二間隔電介質組合層為SSTOx、CrNx, CdO、MnO2, InSbO, TxO、SnO2, ZnO, ZnSnOx、ZnSnPbOx、Zr02、AZO、Si3N4、Si02、SiOxNy、BiO2、Al2O3、Nb2O5、Ta2O5、In2O3、MoO3 材料中的一種或幾種構成。
7.根據權利要求1所述的一種可鋼化三銀低輻射鍍膜玻璃，其特徵在於，所述第一、第二、第三、第四、第五、第六阻擋保護層為金屬、金屬氧化物或金屬氮化物材料。
8.根據權利要求7所述的一種可鋼化三銀低輻射鍍膜玻璃，其特徵在於，所述第一、第二、第三、第四、第五、第六阻擋保護層的材料為Ti、NiCr, Ni、Cr、Nb、Zr、 NiCrOx、NiCrNx、CrNx 中的一種。
9.一種可鋼化三銀低輻射鍍膜玻璃的生產工藝，採用真空磁控濺射鍍膜，其特徵在於， 包括以下步驟步驟一、將玻璃基片清洗乾燥後，置於真空濺射區，進行於真空過渡； 步驟二、以所述玻璃基片為基板，依次沉積第一電介質組合層、第一阻擋保護層、第一電介質層、第一銀層、第二阻擋保護層、第二間隔層電介質組合層、第三阻擋保護層、第二電介質層、第二銀層、第四阻擋保護層、第二間隔電介質組合層、第五阻擋保護層、第三層電介質層、第三銀層、第六阻擋保護層、第二電介質組合層，形成產品。
10.根據權利要求9所述的一種可鋼化三銀低輻射鍍膜玻璃的製造方法，其特徵在於 所述第一、第二、第三電介質層、第一、第二電介質組合層、第一、第二間隔電介質組合層均採用雙旋轉陰極、中頻反應磁控濺射的方式在氬氧、氬氮或氬氧氮氛圍中進行沉積；所述第一、第二銀層、第一至第六阻擋保護層均採用平面陰極、直流濺射的方式沉積在氬氧、 氬氮或純氬氛圍中沉積。
全文摘要
一種可鋼化三銀低輻射鍍膜玻璃，包括玻璃本體和鍍膜，其特徵在於，以所述玻璃基片為基板，所述鍍膜由內向外的膜層結構為第一電介質組合層、第一阻擋保護層、第一電介質層、第一銀層、第二阻擋保護層、第一間隔電介質組合層、第三阻擋保護層、第二電介質層、第二銀層、第四阻擋保護層、第二間隔電介質組合層、第五阻擋保護層、第三電介質層、第三銀層、第六阻擋保護層、第二電介質組合層。本發明公開的可鋼化三銀銀低輻射鍍膜玻璃採用了獨特的膜層結構和生產工藝，解決了現有技術中低輻射鍍膜玻璃無法很好地進行鋼化的問題，產品具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，隔熱保溫效果好，能夠滿足後續加工的各種要求。
文檔編號B32B15/04GK102490408SQ201110381668
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月25日 優先權日2011年11月25日
發明者林嘉宏 申請人:林嘉宏