專利名稱：一種用真空鍍膜機制作自清潔玻璃的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種玻璃的制備方法，具體涉及一種用真空鍍膜機制作自清潔玻 璃的方法。
背景技術(shù)：
隨著社會的發(fā)展，人民生活水品不斷提高，人們逐漸追求高質(zhì)量、環(huán)保、美 觀的生活用品。自潔玻璃逐漸成為人們所青睞的產(chǎn)品，自潔玻璃是在表面鍍有一 層納米級二氧化鈦(Ti02)微晶體薄膜的玻璃，其在紫外光的照射下，會產(chǎn)生超 親水性與光催化作用，使得附著在其表面的污漬、灰塵易被雨水沖刷去除，從而 能保持表面光潔如新。目前國內(nèi)外已經(jīng)有多項自潔玻璃的專利，其生產(chǎn)制作的方 法主要有1.氣相沉積法(CVD) 2.磁控濺射法3.溶膠-凝膠法4.噴涂法。
真空鍍膜機是一種較老的鍍膜設(shè)備，最初主要用于制造鋁鏡，其后也逐漸用 于生產(chǎn)熱反射玻璃，其原理是在真空室內(nèi)通過鎢、鉬等材料制成的蒸發(fā)器在真空 度2 6xl0JPa范圍內(nèi)，將金屬絲或合金絲快速蒸發(fā)，然后沉積在玻璃等襯底材 料上形成一層金屬薄膜，其顏色一般為原金屬的顏色，但由于金屬薄膜易被氧化， 鋁鏡等一般要用鏡子漆涂敷。真空鍍膜機也可以通過蒸鍍一些低熔點的介質(zhì)如一 氧化硅和一氧化鈦等材料用于制備彩色玻璃，但由于此材料均為粉末態(tài)，無法控 制蒸發(fā)速率、蒸發(fā)終點等參數(shù)。因此，得到的鍍膜玻璃一般質(zhì)量較差，不能滿足 人們對高要求的標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用真空鍍膜 機制作高質(zhì)量自清潔玻璃的方法。
技術(shù)方案為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采取的用真空鍍膜機制作自清潔玻 璃的方法包括以下步驟
① 對玻璃進行清洗、干燥，然后裝在工件架上，將純鋁絲剪成一定長度裝入 位于真空室內(nèi)的第一組鎢蒸發(fā)器中，將純鈦絲剪成一定長度裝入位于真空室內(nèi)的 第二組鎢蒸發(fā)器中；
② 將工件架送入真空室，抽真空至30Pa;
③ 對真空室充氬氣使真空度下降到10~40pa,調(diào)節(jié)轟擊電流至0.1~1A，對工 件進行離子轟擊2~10分鐘后，然后對真空室抽真空使真空度達到 lxlO-2~4xl(T2Pa;④ 對真空室充氧,使真空度達到5xl(^ 2xl0"Pa，然后開啟第一組鎢蒸發(fā)器， 調(diào)節(jié)蒸發(fā)電流至600 1200A，蒸發(fā)鋁絲，使鋁蒸汽和氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，然后在 玻璃表面鍍上一層三氧化二鋁薄膜；
⑤ 關(guān)閉進氧閥門，繼續(xù)對真空室抽真空使真空度達到2xl(^^4xl(^Pa，然后 切換蒸發(fā)電源至第二組鎢蒸發(fā)器；
⑥ 對真空室充氧，使真空度達到5xl(^ 2xl0—ipa,然后開啟第二組鎢蒸發(fā)器， 調(diào)節(jié)電流至800 1600A，蒸發(fā)鈦絲，使鈦蒸汽和氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，然后在三氧 化二鋁薄膜上再鍍上一層二氧化鈦薄膜；
⑦ 關(guān)機，放氣，取出工件；
⑧ 將鍍膜玻璃置于烘箱內(nèi)，加熱至390至42(TC,并保溫10 15分鐘，降溫 后得成品。
其中以上制備方法中所用到的襯底玻璃為白色浮法玻璃。
作為優(yōu)選方案，本發(fā)明所述的用真空鍍膜機制作自清潔玻璃的方法，其中步 驟②中抽真空至3至8 Pa。步驟③中調(diào)節(jié)的轟擊電流為0.3~0.8A，然后轟擊玻璃 等工件表面4至8分鐘，使工件表面清潔，沒有污漬，為下一步蒸發(fā)狀態(tài)的鋁金 屬可以在玻璃表面形成致密，均勻的金屬層提供基礎(chǔ)。
作為優(yōu)選方案，本發(fā)明提供的用真空鍍膜機制作自清潔玻璃的方法，其步驟 ④中第一組鴇絲蒸發(fā)器蒸發(fā)鈦絲的時間為5至30分鐘，更優(yōu)為20分鐘，其中控 制第一組鉤絲蒸發(fā)器蒸發(fā)鋁絲的時間可以在玻璃表面得到不同厚度的三氧化二 鋁薄膜層，在玻璃表面鍍上一層三氧化二鋁薄膜后可有效隔離玻璃中鉀、鈉離子 的滲出，以保證自潔玻璃的在室內(nèi)外環(huán)境下長期使用，增加耐用性。
作為另一優(yōu)選方案，本發(fā)明提供的用真空鍍膜機制作自清潔玻璃的方法，其 中步驟⑥中鉤絲蒸發(fā)器蒸發(fā)鈦絲的時間為5至30分鐘，更優(yōu)為20分鐘，從而可 以在玻璃表面的三氧化二鋁薄膜層上再鍍上一層二氧化鈦薄膜層。
作為優(yōu)選方案，本發(fā)明提供的用真空鍍膜機制作自清潔玻璃的方法，其中步 驟⑧中鍍膜玻璃置于烘箱內(nèi)，加熱至400'C，并保溫1(M5分鐘，其中二氧化鈦 (Ti02)薄膜經(jīng)過40(TC退火后可在玻璃表面形成5~20納米左右的銳鈦礦型晶 體，具有這種獨特的銳鈦礦型晶體的二氧化鈦薄膜的玻璃產(chǎn)品具有最佳的自潔性能。
有益效果本發(fā)明所述的用真空鍍膜機制作自清潔玻璃的方法和現(xiàn)有技術(shù)相 比具有以下優(yōu)點
1、本發(fā)明所述的用真空鍍膜機制作自清潔玻璃的方法可操作性強，能控制 金屬的蒸發(fā)速率和蒸發(fā)終點，在鍍膜機內(nèi)真空室鍍金屬膜，環(huán)保，節(jié)能，并且可
4以實現(xiàn)工業(yè)化大生產(chǎn)。
2、用本發(fā)明提供的真空鍍膜機制作自清潔玻璃的方法，首先對真空室內(nèi)充入氧 氣或者氧氣和氬氣，緩慢而穩(wěn)定的蒸發(fā)鋁絲，鋁蒸氣通過放電區(qū)與氧離子反應(yīng)可 以在玻璃表面鍍上致密、附著力好、均勻的三氧化二鋁金屬薄膜層，三氧化二鋁 薄膜層可有效隔離玻璃中鉀、鈉離子的滲出，以保證自潔玻璃的在室內(nèi)外環(huán)境下 長期使用，增加耐用性。然后再在三氧化二鋁金屬薄膜層上鍍上一層致密、附著 力好、均勻的二氧化鈦薄膜，并經(jīng)過40(TC退火后可在玻璃表面形成5~20納米 左右的銳鈦礦型晶體，具有這種獨特的銳鈦礦型晶體的二氧化鈦薄膜的玻璃產(chǎn)品 具有最佳的自潔性能。鍍上二層金屬氧化物薄膜后，在玻璃表面能形成堅硬牢固、 耐腐蝕、耐高溫，且純凈的金屬膜層，且鍍金屬膜玻璃具有極優(yōu)的耐用性和穩(wěn)定 性，可在室內(nèi)外環(huán)境下長期使用，不褪色。
3、本發(fā)明所述的用真空鍍膜機制作自清潔玻璃的方法，玻璃表面的二氧化 鈦薄膜層具有清除污染、凈化空氣的作用，二氧化鈦是一種光催化材料，在紫外 光或日光的照射下，均有很好的光活性，可有效的殺滅細菌、霉菌、病毒而的那 個微生物，并且其在紫外光的照射下，會產(chǎn)生超親水性與光催化作用，使得附著 在其表面的污漬、灰塵易被雨水沖刷去除，從而能保持表面光潔如新，是一種優(yōu) 良的自清潔環(huán)保玻璃。


圖1為本發(fā)明所述的真空鍍膜機制作自清潔玻璃的流程示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于 說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員 對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。 實施例
如圖1所示，一種用真空鍍膜機制作自清潔玻璃的制備方法，包括以下步驟: 1、對玻璃等工件進行清洗、干燥，然后裝在工件架上，由于金屬膜和玻璃 表面結(jié)合主要依靠色散力，因此，玻璃表面的潔凈度直接影響金屬膜的附著力， 如新玻璃可以用自來水和尼龍刷清洗，然后再分別用自來水和純凈水清洗，然后 依次用冷風(fēng)和熱風(fēng)吹干。以上清洗工序可以用專門清洗機清洗處理。金屬的長度 對金屬膜層的厚度有很大的影響，因此將鋁絲剪成一定長度裝入位于真空室內(nèi)的 第一組鎢蒸發(fā)器組(陣源)中，再將純鈦絲剪成一定長度裝入位于真空室內(nèi)的第 二組鉤蒸發(fā)器組中；待金屬絲安裝好后，再把清洗干燥的玻璃等工件裝在工件架 上， 一般玻璃工件表面距鎢蒸發(fā)器組的距離為20至50厘米為宜。2、 將工件架送入真空室后開始抽真空，依次開啟旋片泵或滑閥泵，羅茨泵， 至真空度達到SlOPa，優(yōu)選抽真空至3 8Pa。
3、 對真空室充氬氣使真空度下降到10~40pa，調(diào)節(jié)轟擊電流至O.l-IA，對 工件進行離子轟擊2~10分鐘，優(yōu)選轟擊4~8分鐘后，然后抽真空到 1xlO-Mxio-2pa。
充入氬氣后，調(diào)節(jié)轟擊電流，作為優(yōu)選電流調(diào)節(jié)為0.3至0.8A，對玻璃等工件表 面進行離子轟擊4 8分鐘，這樣可以去除工件表面的灰塵等污漬，由于氬離子動 能大，能把玻璃等工件表面的有機長鏈分子如油分子擊碎成小分子而脫落，使玻 璃等工件達到高的潔凈度，為下面鍍金屬膜提供好的條件。
4、 對真空室充氧，使真空度達到5xlO-^2xl(^Pa，然后開啟第一組鎢蒸發(fā) 器，調(diào)節(jié)蒸發(fā)電流至600 1200A,蒸發(fā)鋁絲，金屬膜沉積的速率為5~15nm/min, 根據(jù)所要得到的不同厚度的金屬膜，蒸發(fā)鋁絲時間為15~30分鐘，作為優(yōu)選蒸發(fā) 鋁絲時間為20分鐘，使鋁蒸汽和氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，生成三氧化二鋁，然后在 玻璃表面鍍上一層三氧化二鋁薄膜，鋁蒸汽和氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)后氧氣減少真空 度會升高，此時應(yīng)仔細觀察真空計的指示，隨時調(diào)整蒸發(fā)電流以保持均勻蒸發(fā)， 如因真空度升高二輝光熄滅可以補充氬氣。
5、 關(guān)閉進氧閥門，停止充氧，然后繼續(xù)對真空室抽真空使真空度升高到 2xlO'2~4xlO'2Pa，此時切換第一組鎢蒸發(fā)器的蒸發(fā)電源至第二組鎢蒸發(fā)器；然后 打開充氧閥門對真空室充氧，使真空度下降到5xl(T^2xlO"Pa，然后開啟第二組 鎢蒸發(fā)器，調(diào)節(jié)蒸發(fā)電流至800~1600A，蒸發(fā)鈦絲，使鈦蒸汽和氧氣發(fā)生氧化反 應(yīng)，金屬氧化物膜沉積的速率為5~15nm/min，根據(jù)所要得到的不同厚度的二氧 化鈦膜，蒸發(fā)鈦絲時間為15~30分鐘，作為優(yōu)選蒸發(fā)鈦絲時間為20分鐘，然后 在三氧化二鋁薄膜上再鍍上一層二氧化鈦薄膜，鈦蒸汽和氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)后氧 氣減少真空度會升高，此時應(yīng)仔細觀察真空計的指示，隨時調(diào)整蒸發(fā)電流以保持 均勻蒸發(fā)，如因真空度升高二輝光熄滅可以補充氬氣。
當(dāng)繼續(xù)調(diào)高蒸發(fā)電流而真空度不再升高時可判定蒸發(fā)已經(jīng)結(jié)束。然后關(guān)機， 放氣，取出工件，然后將鍍膜玻璃置于烘箱內(nèi)，加熱至390至420。C，作為優(yōu)選 加熱至400。C，并保溫10 15分鐘后，自然降溫得成品。
本發(fā)明提供的用真空鍍膜機制作自清潔玻璃的制備方法，可以方便控制金屬 的蒸發(fā)速度和蒸發(fā)時間，并且可以根據(jù)實際需要，調(diào)整第一層三氧化二鋁金屬膜 的厚度，然后再在三氧化二鋁金屬膜上鍍上二氧化鈦金屬膜層，從而最終得到性 質(zhì)穩(wěn)定、致密、附著力好、耐用，并具有自清潔功能的玻璃產(chǎn)品。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些 改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種用真空鍍膜機制作自清潔玻璃的方法，其特征在于，包括以下步驟①對玻璃進行清洗、干燥，然后裝在工件架上，將純鋁絲剪成一定長度裝入位于真空室內(nèi)的第一組鎢蒸發(fā)器中，將純鈦絲剪成一定長度裝入位于真空室內(nèi)的第二組鎢蒸發(fā)器中；②將工件架送入真空室，抽真空至≤10Pa；③對真空室充氬氣使真空度下降到10～40pa，調(diào)節(jié)轟擊電流至0.1～1A，對工件進行離子轟擊2～10分鐘后，然后對真空室抽真空使真空度達到1×10-2～4×10-2Pa；④對真空室充氧，使真空度達到5×10-2～2×10-1Pa，然后開啟第一組鎢蒸發(fā)器，調(diào)節(jié)蒸發(fā)電流至600～1200A，蒸發(fā)鋁絲，使鋁蒸汽和氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，然后在玻璃表面鍍上一層三氧化二鋁薄膜；⑤關(guān)閉進氧閥門，繼續(xù)對真空室抽真空使真空度達到2×10-2～4×10-2Pa，然后切換蒸發(fā)電源至第二組鎢蒸發(fā)器；⑥對真空室充氧，使真空度達到5×10-2～2×10-1Pa，然后開啟第二組鎢蒸發(fā)器，調(diào)節(jié)電流至800～1600A，蒸發(fā)鈦絲，使鈦蒸汽和氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，然后在三氧化二鋁薄膜上再鍍上一層二氧化鈦薄膜；⑦關(guān)機，放氣，取出工件；⑧將鍍膜玻璃置于烘箱內(nèi)，加熱至390至420℃，并保溫10～15分鐘，降溫后得成品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用真空鍍膜機制作自清潔玻璃的方法，其特征在 于，步驟②中抽真空至3至8Pa。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用真空鍍膜機制作自清潔玻璃的方法，其特征在 于，步驟③中調(diào)節(jié)的轟擊電流為0.3~0.8A，離子轟擊時間為4 8分鐘。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用真空鍍膜機制作自清潔玻璃的方法，其特征在 于，步驟④中第一組鴇蒸發(fā)器蒸發(fā)鋁絲的時間為5至30分鐘。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用真空鍍膜機制作自清潔玻璃的方法，其特征在 于，步驟⑥中第二組鎢絲蒸發(fā)器蒸發(fā)鈦絲的時間為5至30分鐘。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用真空鍍膜機制作自清潔玻璃的方法，其特征在 于，步驟⑧加熱的溫度為400'C。
7、 權(quán)利要求1至6任一項所述的用真空鍍膜機制作自清潔玻璃的方法，其 特征在于，所用到的玻璃原材料為白色浮法玻璃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用真空鍍膜機制作自清潔玻璃的方法，該制備方法是先將工件進行清洗干凈，然后在真空條件下充入氬氣，調(diào)節(jié)轟擊電流對工件進行離子轟擊，清潔工件表面，然后開啟第一組鎢絲蒸發(fā)器，蒸發(fā)鋁絲使金屬態(tài)的鋁絲和氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，在玻璃表面鍍上一層三氧化二鋁膜，然后再開啟第二組鎢絲蒸發(fā)器蒸發(fā)鈦絲，使金屬態(tài)的鈦絲和氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，在三氧化二鋁膜上再鍍上一層致密的二氧化鈦膜層，最后能得到耐用、具有自清潔功能的玻璃產(chǎn)品。本發(fā)明提供的用真空鍍膜機制作自清潔玻璃的方法，可以方便的控制金屬蒸發(fā)的速度和蒸發(fā)終點，可操作性強，能實現(xiàn)工業(yè)化大生產(chǎn)。
文檔編號C03C17/34GK101633565SQ20091018400
公開日2010年1月27日 申請日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者錢中良 申請人:錢中良